本文研究了低温寒区钢管短柱和钢管-混凝土(CFST)组合短柱的轴压性能以及大头栓钉连接的双钢板-混凝土组合梁(DSCBs)的抗弯力学性能，以探究低温下梁柱组合构件在轴压或受弯下的作用机制，为寒区桥梁墩柱以及极地油气钻井平台防冰墙的设计提供了理论依据。本文的主要研究内容和成果如下：
　　(1)为研究钢管短柱在低温下的轴压力学性能，开展了28个钢管短柱的低温轴压试验。揭示了钢管短柱在低温轴压下的破坏模式，研究了低温水平和钢管径厚比(或宽厚比)对钢管极限抗压承载力、初始刚度和延性指标等的作用影响规律，并对规范中的极限抗压承载力公式进行低温修正。研究发现，温度从20℃降低至-80℃，钢管短柱的极限承载力提升，但上升幅度均小于10%，延性指标Δu显著降低；低温下，钢管局部屈曲更易过早地发生，现有规范公式截面分类存在不安全现象。
　　(2)为研究CFST短柱在低温下的轴压力学性能，开展了23个CFST短柱的低温轴压试验。揭示了CFST短柱在低温轴压下的破坏模式，研究了低温水平、钢管径厚比(或宽厚比)、混凝土强度等级、长宽比和截面类型对CFST短柱极限抗压承载力、初始刚度和延性系数等的作用影响规律，并对规范中的极限抗压承载力公式进行低温修正。研究发现，温度由20℃降低至-80℃，圆钢管-混凝土短柱和方钢管混凝土短柱的极限抗压承载力分别增加了12%和28%。综合可靠性和安全度，推荐采用修正的EC4作为低温CFST组合柱承载力设计规范。
　　(3)为研究DSCBs低温下的受弯性能，开展了12个DSCBs低温四点弯曲试验。揭示了DSCBs在低温四点弯曲下的破坏模式，研究了低温水平、钢板厚度、剪跨比和栓钉间距对DSCBs刚度和强度的作用影响规律，同时发展了DSCBs低温下的抗弯承载力公式。研究发现，低温下DSCBs更趋向于发生弯曲型破坏，剪跨比从6.7降至2.9，钢板厚度从2.71mm增加至5.50mm，均未改变低温下DSCBs的弯曲型破坏模式。考虑钢板受压屈曲的低温理论修正模型对DSCBs抗弯承载力的预测误差较小。