楼板是框架结构中受力机制最为复杂的构件之一,其面内变形效应和面内外作用耦合效应一直以来是结构精细化模拟的难点。因此,钢-混凝土组合结构中楼板的复杂受力机理与其精细化模拟成为其在复杂结构体系中推广应用的关键科学难题之一。本论文针对这一难题,开展了组合框架楼板考虑面外组合作用的面内作用机理试验和模型开发研究。主要研究成果如下:(1)组合框架楼盖区格考虑面外加载的面内性能机理试验研究。研究中,设计了实现楼盖区格面内与面外耦合加载的试验加载装置与试验方案。进行一组3个大比例组合框架楼盖区格子结构试验,包括一个纯面内往复加载试验和两个面外往复加载后负弯矩作用下的面内加载试验。通过试验结果分析,重点研究了楼盖区格的面内受力性能(开裂过程、破坏模式、荷载位移响应)和面外加载作用对面内刚度与强度性能的影响。(2)组合框架楼板考虑面外组合作用的面内高效计算模型研究——模型综述与开发。模型综述中,阐述了组合楼板面内与面外作用分析时根据其受力模式进行结构分析时计算模型的选择,讨论了组合框架和楼盖体系经典的纤维梁和分层壳计算模型和材料本构,综述并分析了现有楼板计算模型的不足,为开发高效楼板模型指出方向。模型开发中,进行了不考虑面内变形效应的简化楼板模型集成和考虑面内变形效应和面内外作用耦合效应的新型高效楼板模型开发。其中高效楼板模型基于多垂直杆元模型,建议了一个经过标定的面内宏观剪切本构,并提出了面外作用下钢筋层应变对面内宏观剪切本构的影响。(3)组合框架楼板考虑面外组合作用的面内高效计算模型的验证与应用——试验模拟和体系分析。试验模拟研究中,采用了精细的梁壳混合模型用于面外加载试验模拟,采用所提出的高效楼板模型用于面外和面内加载试验模拟。通过与试验的对比,验证了所开发的高效楼板模型可准确反映破坏模式,计算总变形和弯曲剪切各变形分量,并考虑面外作用对面内性能的影响。体系分析中,应用了所开发的两种模型,包括简化楼板模型在面内变形效应不显著的规则体系中的应用和新型高效楼板模型在带狭长楼板和端部剪力墙的不规则体系中的应用。