建设用地是城市发展最重要的资源要素，提高工业与公共建筑用地效率最有效的措施是将传统单层大跨度建筑改为多层建筑。以钢空腹夹层板为楼板，以密柱网格墙为抗侧力构件的空间钢网格结构是一种在多层大跨度建筑中具有良好技术经济效益的新型结构体系。与一般框架结构相比，空腹夹层板空间钢网格结构具有跨高比大、竖向自振频率低、空间受力效应显著的特点。在正常使用及偶然作用下，结构的响应也与传统结构体系有较大的区别。
　　首先对相关文献进行了综述分析，包括多层大跨度楼盖形式、空间钢网格结构静力性能研究、楼板人致激励分析方法及评价标准、大跨度结构抗震分析方法等。分析表明，空腹夹层板空间钢网格结构是一种在多层大跨度工业与公共建筑中具有广泛应用前景的结构体系，其静力性能研究较完善，但动力性能研究滞后，已成为制约其大范围推广的一个重要因素。
　　采用实测方法、数值方法、解析方法相结合的方式，对大跨度钢空腹夹层板开展了模态分析。分析了不同尺度数值模型对自振频率计算结果的影响，分析中考虑了不同结构参数的改变对钢空腹夹层板自振频率的影响。提出了钢空腹夹层板竖向基频的简化计算方法，并得到了数值方法的验证，该方法大幅度简化了设计选型阶段基频计算的工作量。
　　采用数值方法，研究了钢空腹楼板人致振动响应特点，提出了舒适度评估方法。采用时域分析方法，分析了大跨度钢空腹夹层板在人致荷载下的加速度响应特点。分析中考了结构阻尼、荷载参数、结构参数等对楼板响应的影响规律。分析表明，大跨度钢空腹夹层板在人致激励下的加速度峰值分布呈漏斗状，跨中响应极大，向周边急速衰减。针对此特点，提出了基于舒适性保证率的舒适度评估方法，该方法避免了传统评估方法对大跨度钢空腹夹层板舒适度评估过于保守的问题。
　　采用试验方法和数值方法相结合的方式，研究了空腹夹层板节点的滞回性能。根据钢空腹夹层板剪力键节点受力特点，设计了拟静力试验装置，开展了往复加载试验，并进行了数值模型对比分析。采用数值方法，分析了剪力键节点、空腹梁-柱节点的强度、刚度、延性及耗能性能，分析中考虑了节点几何参数对动力性能的影响。基于“强节点弱构件”的抗震概念设计要求，提出了节点构造设计建议。
　　采用数值方法开展了空间钢网格结构的整体抗震性能研究。分析了不同尺度数值模型对剪力键节点的滞回性能的影响，表明多尺度模型计算结果精确但计算效率低，杆系模型虽然计算效率高但无法准确模拟无加劲肋节点的力学性能。针对无加劲肋剪力键受力特点，提出了弹簧-铰半刚性节点模型，并基于弹性力学理论推导了节点刚度表达式。采用数值方法分析了单榀空腹梁-柱框架在地震作用下的动力时程响应，分析中讨论了壳单元模型、多尺度模型、半刚性节点杆系模型的计算效率与精度，验证了弹簧-铰半刚性节点模型的适用性。开展了空腹夹层板空间钢网格整体结构的静力弹塑性分析。研究表明空间钢网格结构在强震作用下，形成了四道抗震防线，具有良好的延性。此外通过计算分析，给出了弹塑性层间位移增大系数取值。
　　总之，本文通过对空腹夹层板空间钢网格结构在人致激励和地震作用下的动力性能开展了研究工作，揭示了结构动力作用下的响应机制，建立了数值分析模型，提出了理论计算方法，给出了工程设计建议。