模块化钢结构建筑的质量控制

模块化钢结构建筑在国内是一种新颖的建筑形式,随着中国城镇化继续快速向前推进,这种形式的建筑在国内的应用会越来越多。模块化钢结构建筑不仅可以有效解决中国建筑业目前存在的浪费、污染等问题,也将中国的建筑质量带到了一个新高度。主要对模块化钢结构建筑各个阶段的质量控制内容进行了概述,使从业者对模块化钢结构建筑的质量控制内容有所了解。     

柱承重模块化钢框架抗侧刚度足尺试验与理论计算方法研究

作为高度集成的预制装配化建筑形式之一,柱承重箱式模块化钢结构建筑因成本低、效率高和节能环保等优势成为工业化建筑结构的发展热点。为得到该类结构在水平荷载作用下的受力性能,提出基于D值法的修正分析方法,并对足尺双层单跨柱承重箱式模块化钢结构进行水平荷载作用下的受力性能试验,得到了结构的整体抗侧刚度,分析了加载过程中结构的受力和变形特征,提出了结构在水平静力荷载作用下的简化分析模型,并对其准确性进行了验证。结果表明：柱承重箱式模块化钢结构能够较好地抵抗水平荷载作用,在达到现行规范要求的柱顶位移限值时节点未出现明显破坏;采用简化分析模型能够快速地计算箱式模块化钢结构的抗侧刚度,其结果比传统理论计算方法的更为精确。     

模块化钢结构单元力学性能研究

模块化钢结构建筑是近年来建筑工业化发展的重要趋势,模块化钢结构建筑的安全性取决于模块化单元的力学性能。因此,开展了集装箱模块单元分别在水平和竖向荷载作用下的力学性能研究,并且主要采用ABAQUS有限元软件和理论分析方法进行研究。研究结果发现:在水平荷载作用下,整箱模型的纵向和横向刚度平均值与单片模型的刚度基本一样。基于柔度系数法,提出考虑波纹板剪切和扭转变形、顶梁轴向变形及角柱弯曲变形影响的抗侧刚度计算方法。针对模块单元间节点铰接体系,提出在竖向荷载作用下模块单元杆件内力计算方法。     

国内首个模块化绿色钢结构住宅开建

<正>近日,国内首个模块化绿色钢结构住宅开工建设。该项目是由中建钢构华中大区研发的新型绿色建筑,项目的开工标志着中建钢构的《低层模块化生态建筑研究与应用》这一前沿研发项目正式进入试验阶段。中建钢构此次研发的钢结构绿色住宅是典型的绿色建筑,在同样的自然条件下,     

模块化钢结构建筑碳排放研究测算

本文以模块化钢结构建筑为研究案例,通过碳排放因子法对该类型建筑全生命周期碳排放情况进行测算,以年单位建筑面积碳排放强度作为碳排放计算指标进行对比分析。结果表明,施工阶段的碳排放较传统施工方式有显著降低。模块化钢结构建筑采用新型施工方式,降低了该建筑全生命周期碳排放,是一种绿色的新型建筑模式。     

新型保温材料在钢结构模块化零能耗住宅中应用研究

建筑工业化和绿色化发展是未来趋势,钢结构模块化建筑是工业化的高级形式,钢结构模块在生产和拼装时易出现冷热桥。为提高钢结构模块化建筑的整体保温隔热效果,在钢结构模块化零能耗建筑中设计并应用了真空绝热板和气凝胶,本文介绍了项目概况及方案,钢结构模块化住宅经软件模拟和产品实测达到零能耗要求,未来可推广应用,以期降低建筑行业能源消耗和碳排放。     

模块化钢结构建筑连接节点研究进展

模块化钢结构建筑是近年来建筑工业化发展的重要趋势,模块间连接节点对于结构整体性能有显著影响,因此其设计至关重要。为此,基于国内外模块化钢结构建筑发展历程,从构件装配层面、模块化结构层面和模块化建筑层面分别综述了国内外模块化钢结构建筑连接节点构造形式和研究现状。结果表明：国内外已经出现多种形式的模块化钢结构建筑连接节点并应用于实际工程中,但对其受力性能的研究相对匮乏,严重滞后于工程实践;同时,缺乏能够与建筑层面模块化作业相适应且受力性能优良的节点形式,无法满足模块化钢结构建筑在高层建筑及抗震设防区域的应用。因此,对节点装配构造、传力机理、抗震性能及其设计理论的研究具有一定的迫切性和现实意义。综述了近年来国内外模块化钢结构建筑连接节点方面的最新进展,结合作者在该领域的研究工作和成果,给出了该领域的研究方向和未来的发展趋势。     

钢柱的抗火试验与验算

介绍了两个足尺钢柱的耐火试验.将试验结果与上海《建筑钢结构防火技术规程》给出的钢柱抗火设计公式计算结果进行了比较,表明了该公式的适用性.     

模块化钢结构建筑体系应用与研究进展

近年来,模块化钢结构建筑以其施工高效、绿色环保等优点,逐渐成为国家大力推广的新型装配式建筑体系,国内外学者针对模块化钢结构建筑受力性能做了大量研究。从模块连接节点、模块单元抗侧力体系、模块柱受力性能、结构整体性能分析等方面,系统综述了近年来模块化钢结构建筑体系的应用与研究成果。结合现有模块化钢结构建筑相关规程和标准,给出该领域的研究方向及未来发展趋势,为工程实践和科学研究提供一定参考。     

宁波东部新城公园管理用房装配式钢结构模块的设计与施工

宁波东部新城公园管理用房采用了装配式钢结构模块体系,为此,对装配式钢结构模块体系进行了计算分析,并应用节点模拟简化的方法进行了对比。介绍了该项目钢结构模块化施工流程,总结了模块化建筑的特点及优势,可为类似项目的模块化施工提供参考。     

装配式交叉密肋钢板剪力墙参数影响分析

提出装配式交叉密肋钢板剪力墙结构,利用有限元分析方法建立纵横密肋钢板剪力墙试验有限元模型,验证建模方法的有效性及可靠性; 建立交叉密肋钢板剪力墙有限元模型,选取内嵌钢板高厚比、密肋钢板网格尺寸2个参数进行变参分析,对比各系列试件的滞回曲线、黏滞阻尼系数、骨架曲线及刚度退化情况,分析内嵌钢板墙几何参数对交叉密肋钢板剪力墙滞回性能的影响,并给出两参数的合理取值范围。结果表明:内嵌钢板高厚比λ≥500时,试件耗能能力、侧向承载能力及延性等性能随内嵌钢板高厚比的减小而显著提升,当λ<500时,上述性能提升幅度不明显,内嵌钢板高厚比λ建议取值500～600; 交叉密肋网格尺寸对试件滞回性能影响显著,试件各项性能随交叉密肋网格尺寸的减小而提升,且提升幅度与网格尺寸减小幅度呈正相关,交叉密肋网格肋板条数建议取值小于等于5×5。     

北京市既有农村住宅砖木结构加固前后振动台试验研究

以北京市既有农村住宅广泛采用的单层砖木结构房屋为研究对象,通过加固前后2个大比例尺模型的振动台试验,研究抗震加固方法的有效性。试验结果表明：未加固房屋由于前后纵墙抗侧刚度相差大,纵向地震作用下前纵墙侧移大,砖柱损伤严重;山墙平面外变形大,形成贯穿的斜向裂缝;8度小震作用下墙体开裂,中震作用下墙体损伤严重,大震作用下模型结构濒于倒塌。根据试验结果,提出了抗震加固方法,包括加设钢门窗框及钢板圈梁,采用钢筋网砂浆面层加固山墙和砖柱。振动台试验表明,上述加固方法显著提高了此类砖木结构房屋的抗震能力,加固后结构达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。     

钢结构模块单元双梁等效研究

模块化建筑是指将一个房间或者三维空间结构作为模块单元,在现场通过堆叠、组装形成整体结构建筑。模块单元是模块化建筑的基本组成,针对模块化建筑下模块单元顶板梁和上模块单元底板梁组成的双梁结构,为了简化计算按抗弯刚度等效原则,结合ABAQUS有限元软件将双梁结构等效成单梁模型,并分析底板梁高度对等效单梁截面刚度的影响。     

T字型钢管束组合剪力墙变形性能研究及有限元分析

钢管束组合剪力墙是一种新型的双钢板剪力墙结构,施工方便、布置灵活。对5组T字型钢管束组合剪力墙在往复荷载作用下的性能进行了试验研究,分析其滞回曲线及耗能能力,同时分析了结构的剪切变形与侧向变形性能,尤其对剪力墙钢板不同高度处应变进行了详细分析。采用ABAQUS有限元软件对T字型钢管束组合剪力墙试验过程进行模拟,模拟效果良好,为进行参数化分析及公式推导提供基础。试验结果与有限元模拟均表明：T字型钢管束组合剪力墙承载力高、抗震性能优越。     

密肋槽钢修复薄钢板剪力墙抗震性能研究

薄钢板剪力墙的屈曲荷载低，在地震作用下会产生较大残余变形，影响二次抗震性能。为此提出锚固密肋槽钢的方法修复震后损伤钢板剪力墙，根据附加肋板的受力模型，推导了修复内嵌钢板所需肋条间距限值公式。为研究该公式的合理性及修复后结构的抗震性能，对一榀单跨双层薄钢板剪力墙施加了两阶段低周往复荷载，即第Ⅰ阶段加载至1/130位移角，以达到在该加载步模拟地震损伤的目的，之后安装密肋槽钢修复内嵌钢板；第Ⅱ阶段将修复加固后结构加载至破坏，研究其抗震性能变化。结果表明：加劲肋具有足够刚度，可以有效抑制内嵌钢板残余变形；修复后结构破坏模式合理，滞回曲线饱满，附加肋板可以有效提高其耗能能力；结构刚度及延性较高，刚度相较原结构提升14%，位移延性系数达到3.12，具有良好的变形能力。     

角部连接钢框架-玻璃纤维增强无机板组合墙体抗震性能试验研究

为研究角部连接钢框架 玻璃纤维增强无机板组合墙体的抗震性能,考察人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体的影响,设计2榀足尺的双层双跨钢框架和2榀足尺的双层双跨组合墙体进行拟静力试验。观察不同形式钢框架和组合墙体在低周往复荷载下的破坏过程及破坏形态,得到了各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、累积耗能、关键部位应变、延性系数等性能指标,对比分析人字形斜撑和玻璃纤维增强无机板对钢框架 组合墙体耗能性能、延性、承载力的影响。试验结果表明：组合墙体抗侧承载力高,刚度大,而变形能力与耗能能力较差;人字形斜撑能有效提高钢框架承载力、延性及耗能能力,但在组合墙体中人字形斜撑作用不明显,且圆钢管人字形斜撑易发生平面外失稳,建议设计时采用平面外刚度大于平面内刚度的H型钢;玻璃纤维增强无机板可以较大程度提高钢框架的抗侧承载力,由于玻璃纤维增强无机板过早开裂破坏,导致其延性降低,刚度退化速度加快,耗能能力变弱。基于已有的侧移刚度公式,对其进行参数修正并给出组合墙体侧移刚度简化计算式,理论值与试验初始抗侧刚度吻合较好,可为后续研究提供理论基础。     

多层冷成型钢住宅结构抗侧力性能的研究

现有的冷成型钢结构体系源于传统的木结构体系,在国外低层住宅中已得到广泛应用。本文首先将该体系通过改进扩展为多层冷成型钢结构体系,并提出相应的结构抗震性能设计准则。在对多层冷成型钢结构一定简化的基础上,提出了结构整体及标准层有限元建模方法。该方法可以考虑连接件的间距和滑移影响,尽可能真实地反映了结构在水平荷载下的工作性能。以6层住宅结构为例,利用本文有限元建模方法,分析了结构在风载以及地震作用下的抗侧性能,并给出设计建议。案例同时表明多层冷成型钢住宅结构具有类似框架-剪力墙结构的变形特点,即呈现反S型变形。此外,在保证施工质量的前提下,多层冷成型钢住宅结构可以具有足够的抗侧刚度,结构墙板可以替代传统的支撑系统。     

Experimental study on seismic performance of steel frame- K-shaped brace structure system

为实现钢结构住宅中不凸梁凸柱的建筑效果，采用小截面钢构件组成的钢框架-K形支撑结构体系，通过K形钢支撑的设置，有效减小了构件截面尺寸。为研究钢框架-K形支撑结构体系的抗震性能，选取其中典型的抗侧力单元，制作足尺模型进行拟静力试验，并采用ABAQUS软件对其抗震性能进行有限元分析。研究结果表明：该结构体系可实现多遇地震弹性、罕遇地震不倒的设计目标，当结构位移角达1/30时仍可保持承载能力，表现出良好的抗震性能；按照斜向支撑、竖杆、框架梁柱的顺序依次屈服，斜向支撑可有效保护主体框架；位移延性系数为10.0，滞回曲线饱满；当位移角为1/50时，等效阻尼比为18.9%，耗能能力优异。     

Behavior of framed modular building system with double skin steel panels

A new type of lateral force-resisting system, a framed modular building with double skin steel panels of slender thin steel plates is presented. Modular construction leads to faster construction, improved quality and reduced resources and waste. A steel panel strengthened framed modular system is developed for the lateral load resisting system instead of in situ concrete core walls. The proposed double skin steel panel systems showed moderate ductility and energy dissipation due to their post-buckling strength. Full-scale experiments on a framed modular system with double skin steel panels were conducted. The test of the frame with steel panel systems showed that all steel panel systems reached a yielding point before the frame structure started to yield, so that severe damage to the frame as a primary structure was controlled. Also, the steel panel systems increased the initial lateral stiffness of the total system and maintained the elastic range of the panels up to near the yielding point of plates without local buckling driven from its shear behavior. By rigid-plastic analysis, the post-buckling strength of thin plates under in-plane bending was predicted and compared with experimental results. Based on the experimental data of the panels, the analytic model of these panel systems was constructed and compared with the experimental results of frames with double skin steel panel systems.