空间钢网格盒式结构体系是具有我国独立知识产权的新型节能型网格结构体系。它将传统楼板和墙体网格化,形成了盒式结构受力体系中的两大部分:一是水平受力体系—钢网格空腹夹层板;二是垂直受力体系—钢网格墙体。空间钢网格盒式结构体系主要适用于多层大跨房屋体系。本文首先对水平受力体系—钢空腹夹层板进行了深入的理论分析。第二章首先针对蜂窝形钢空腹夹层板这种新型的网格形式,用连续化拟板方法进行了分析并和有限元分析结果进行了比较,验证了连续化拟板方法在分析蜂窝形钢空腹夹层板时的适用性以及需要注意的问题,并通过算例证明了蜂窝形空腹夹层板具有良好的经济适用性。鉴于拟板连续化方法在求解固端边界下空腹夹层板内力和变形的复杂性,基于刚度等效原理,给出了考虑混凝土板的钢空腹夹层板的等效剪切刚度计算表达式,以交叉梁系柔度法为基础,分别给出了简支边界条件和固支边界条件下的正交正放钢空腹夹层板的挠度解析解,扩大了交叉梁系柔度法的适用范围,并求得常用网格数的空腹夹层板各剪力键节点荷载分配系数。在对节点荷载分配系数的影响因素进行分析的基础上,以跨中空腹肋为控制构件,给出了评估空腹夹层板挠度的简化计算公式。与数值模拟结果比较,证明了简化设计公式的有效性。本章最后系统梳理了钢-空腹夹层板的变形计算,内力计算,构件设计的整个过程。钢空腹梁(空腹夹层板的板肋)是钢空腹夹层板的基本受力单元。第三章在交叉梁系法的基础上,将钢空腹夹层板拆解成单向受力的钢空腹梁进行精细有限元建模分析。针对空间网格盒式结构的实际受力状态,重点分析了两端固支的钢空腹梁的弹塑性静力性能。通过非线性有限元参数分析,研究了不同空腹高度下,不同加劲板宽度下对钢空腹梁受力的影响,得到结论:在钢空腹梁的受力过程中剪力键起着重要的作用,它是空腹梁的最关键构件。边网格的剪力键在受力中起控制作用,且剪力键两受力面受力并不对称,不能简单按对称受力处理,靠近支座的一侧受力面整体应力水平大于另一受力面;受力面的局部变形大于剪力键的整体变形;钢空腹梁的空腹高度增加,整体刚度变小,整体工作性能会变弱。研究表明:钢空腹梁上、下钢肋控制截面的应力分布均具有明显的不均匀性,本文通过翼缘正应力不均匀修正系数和腹板剪应力不均匀修正系数,并建议了修正系数的取值,在规范公式的基础上,给出了钢空腹梁H形上、下钢肋的修正设计公式。通过分析钢空腹梁的受力可知,加劲板能够改善剪力键的受力状态。第四章通过四个足尺剪力键节点试件的对比试验,对加劲板对方钢管剪力键的受力性能和破坏机理的影响等进行了研究和总结。研究表明:剪力键的外置加劲板具有显著的增强作用,试验表明加劲板能够大幅提高剪力键的抗剪承载力。剪力键与上钢肋、下钢肋交接区域存在严重的应力集中现象,加劲板能显著缓解这种应力集中现象,降低方钢管的应力水平,同时延长了剪力键的延性破坏过程。钢空腹夹层板是一种轻质高强的大跨网格楼板体系。而对大跨楼板体系来说,振动舒适度问题一直是工程设计的重点。楼板振动频率是舒适度设计的主要控制指标之一。第五章通过有限元参数分析,对375个正交正放钢空腹夹层板进行了模态参数分析。重点分析了长宽比、跨度、板肋空腹率等对空腹板基本频率的影响规律。通过多参数非线性回归分析,得到了正交正放空腹夹层板的频率计算公式,为工程设计提供参考。空间网格盒式结构体系作为一种新型节能体系,在工程推广和应用过程中,除了借鉴传统结构的设计方法外,急需一种验证性的方法作为补充。在工程实践、经验积累尚不完善的背景之下,如何评估盒式结构在地震激励下的安全可靠度是必须面对的问题。第六章以某实际工程为背景,以KANAI-TAJIMI功率谱作为随机激励,计算了空间钢网格盒式结构的随机响应峰值和方差;同时选用14条强震记录作为确定性激励,将每一次确定性时程分析当做一次样本试验,计算盒式结构层间位移和顶层位移的复模态时程响应峰值。区间估计法证明了两种计算结果具有一致性。这说明本文的随机地震响应方法可作为盒式结构新型体系的补充计算方法,也可用于估计和校核确定性时程响应的可靠程度。