平面交叉梁系的分析对象一般为空间框架结构中的楼盖部分。由于楼面板的约束效应，结构在楼层平面内具有较大的刚度，梁在楼层平面内受到板支撑后，平面内的刚度可视为无限大。因此，楼盖分析时可只考虑梁单元在楼层平面外的位移和变形。

在如图4.19所示的整体运动坐标系统下，描述杆件平面外运动自由度的分量包括绕X轴的转动φx、绕Y轴的转动ϕy和沿Z轴的竖向位移w，如图4.19（a）所示。

图4.19　平面交叉梁系的单元自由度

在单元坐标系统下（Z轴与z轴重合），对应的杆端力向量和杆端位移向量中，分量为：

1）截面刚度关系

在单元坐标系统下，考虑扭、弯变形时，截面的有效变形包括相对x轴的扭转变形和相对工程轴y轴的弯曲变形分量。

平面交叉梁系中单元截面变形向量表示为：

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有效截面力向量包含两个对应分量——截面扭矩、相对工程轴y轴的截面弯矩，表示为截面力向量为：

截面刚度关系可由截面弹性矩阵表达为：

2）位移、变形分布函数

平截面假定适用时，截面扭转变形与弯曲变形，仍相互独立。扭转变形分布沿杆长为线性函数，参照轴向变形可取得；弯曲变形分布则据根据式（4.17）获取。注意：应根据结点自由度和截面变形的对应关系，重新整理项次排列关系。结点位移与截面变形之间的变换矩阵可写为：

3）单元刚度矩阵计算

将B和D代入式（3.14b），可得：