石膏空腔模无梁楼盖是以预制石膏空腔模为永久性施工内模的整体现浇空心无梁楼盖,具有较高的社会价值、经济效益。但是,目前技术成熟且用于实际工程的石膏空腔模无梁楼盖仅有双向密肋式,其网格结构单一、结构自重大、经济效益不明显。因此,本论文主要研究开发新型的、构造合理、力学性能好、施工便捷、基于石膏空腔模的空心无梁楼盖网格结构,以丰富该类楼盖体系的结构方案,为下一步研究工作(减轻结构自重、提高经济效益)做准备。采用ANSYS提供的拓扑优化技术,对板(实体板)柱结构、暗框梁无梁楼盖结构做竖向荷载作用下的拓扑优化,根据拓扑优化结果及工程经验,对厚板做如下空心化处理:第一,将楼板腹部挖空,形成密肋式无梁楼盖,肋间距一般不大于1.5m;第二,密肋式无梁楼盖的小肋梁为实腹肋,其腹部仍有赘余部分,将密肋式无梁楼盖的肋梁腹部再挖空,形成空腹板架式无梁楼盖;第三,将楼盖划分成若干区格,形成井字肋-暗框梁无梁楼盖,井字肋的间距一般为2m~3m;第四,采用其他网格形式的暗框梁无梁楼盖结构;第五,采用带暗柱帽的板柱无梁楼盖结构,暗柱帽上悬挑数根短肋梁,进一步增大楼盖的体积空心率。上述五类结构即为石膏空腔模无梁楼盖的拓扑结构。根据五类拓扑结构及既有研究成果,设计12种可行的、空心率相当、基于石膏空腔模的空心无梁楼盖的结构模型:T形截面的密肋式无梁楼盖、空腹板架式无梁楼盖、井字肋-空腹板架组合式无梁楼盖,以及I形截面的井字肋-暗框梁无梁楼盖(2种)、悬挑肋-暗框梁无梁楼盖、4区格-暗框梁无梁楼盖、5区格-暗框梁无梁楼盖、9区格-暗框梁无梁楼盖、暗柱帽-悬挑单肋板柱无梁楼盖、暗柱帽-悬挑双肋板柱无梁楼盖、暗柱帽-悬挑三肋板柱无梁楼盖。用ANSYS对上述12种结构模型做相同竖向荷载作用下的静力分析,详细研究了其挠度和应力分布。根据各自静力特性,优选出6种最为典型、力学性能最好的结构模型:密肋式无梁楼盖、空腹板架式无梁楼盖、井字肋-空腹板架组合无梁楼盖、井字肋-暗框梁无梁楼盖、9区格-暗框梁无梁楼盖、暗柱帽-悬挑三肋板柱无梁楼盖。研究表明:密肋式、空腹板架式、井字肋-空腹板架组合式无梁楼盖的应力分布均匀、简单,适用于跨度、荷载不大的常规建筑;而9区格-暗框梁无梁楼、暗柱帽-悬挑三肋板柱无梁楼盖由于其刚性好、峰值拉应力小,更适合大跨度、大荷载的多高层建筑。