为响应国家关于节约土地的号召,马克俭教授提出了具有空间受力特性、适用于多高层大跨度建筑的空腹夹层板楼盖结构。该结构能够充分发挥网格结构空间受力的特点,避免了传统主次梁结构二维传力、构件截面较大等缺点。结构分为钢筋混凝土空腹夹层板、钢-混凝土组合空腹夹层板和钢空腹夹层板(正交正放形式和正交斜放形式)三个组成部分。近些年来,钢材在建筑行业实现可持续发展的过程中发挥着越来越重要的作用,对于其中最能体现钢结构综合优势的预制装配式钢结构建筑就显得格外重要。钢空腹夹层板楼盖采用拼装单元工厂预制生产,现场安装的施工方式,具有较高的工业化水准。因此对该课题的研究具有实用意义。通过有限元模拟和理论分析对结构整体以及局部的静力性能以及内力计算方法进行了研究,完成的工作及取得的成果主要包括:1.论述了空腹夹层板楼盖结构的产生、分类以及各自的特点。总结了国内外对于钢筋混凝土楼盖静特性能的研究现状;国内外对于组合楼盖的静力特性和设计理论的研究进展以及国内外对于钢空腹夹层板楼盖的静力计算和设计方法的研究,提出了本文研究的价值所在。2.梳理了空腹夹层板楼盖常用的设计分析方法,介绍了连续化分析方法、等代刚度法等方法。并重点介绍了分析所采用的软件平台、单元参数的选取、材料特性的确定以及求解控制等基本信息。3.建立了正交正放钢空腹夹层板楼盖有限元模型。针对楼盖的静力计算模型进行研究,分析了混凝土板对钢空腹夹层板楼盖静力特性的影响。结果表明:在中等跨度情况下,混凝土板有效提高钢空腹夹层板楼盖的竖向刚度,降低了上、下肋以及剪力键的应力水平,进行分析时应考虑钢网格与混凝土板的协同作用。4.建立了剪力键节点域非线性有限元模型,针对加劲板对剪力键节点域的受力和变形影响进行了参数化分析,得出了加劲板的设置能够有效降低方管的应力水平,避免上下肋和方管接触部位的应力集中,保证了节点的刚域特性的结论。基于分析的参数范围建议了加劲板的合理设置宽度。5.基于密肋梁楼盖常用的梁格法理论以及空腹桁架理论提出了适用于钢空腹夹层板楼盖空腹部分内力计算的修正空腹桁架法,针对剪力键节点域的受力特点提出了节点域简化计算的力学模型,得出了内力计算公式。该方法考虑了局部弯矩对上下肋截面的作用、考虑了剪力键节点域的受力特点,提出了节点域的受力计算模型,计算模型有限元计算结果吻合较好,具有较好的适用性。本文所做的研究可为为此类建筑结构的分析、设计以及施工提供有益参考。