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  • 模块化钢结构建筑连接技术及鲁棒性研究进展与展望

    作者:陈金林,侯兆新,龚超,刘兆祥,赵木子,付张鑫出处:建筑钢结构进展,2025,27(04):1-13,DOI:10.13969/j.jzgjgjz.20231101001主题:模块化钢结构建筑连接技术及鲁棒性研究进展与展望原文官方阅读链接:[https://cjournal.hep.com.cn/1671-9379/CN/10.13969/j.jzgjgjz.20231101001](https://cjournal.hep.com.cn/1671-9379/CN/10.13969/j.jzgjgjz.20231101001)摘要:模块化钢结构建筑具备标准化、工厂集成预制、现场快速装配等优势,是装配式钢结构前沿方向。文章围绕三大核心难题:模块间连接节点承载力不足、模块构件协同受力差、整体结构鲁棒性偏弱,归纳国内外模块化钢结构半刚接、刚接节点形式;从力学性能与现场安装两个角度分析各类节点优缺点,提出梁端-柱端混合式连接思路;对比模块组合梁、柱构件与传统组合构件差异,提出非连续连接组合梁(柱)方案;梳理模块化结构鲁棒性影响规律,指出未来需要在刚性连接节点研发、非连续组合构件、整体体系分析方面持续深入研究。一、研究背景与研究出发点研究背景:模块化钢结构将建筑单元在工厂整体预制,现场仅完成模块拼装,大幅缩短工期、减少现场湿作业,契合建筑工业化与绿色建造政策。但模块化建筑不同于传统钢框架,荷载传递依靠模块角部连接,现有节点普遍存在刚度不足、安装困难;模块之间梁、柱难以协同受力,在局部构件失效时易发生连续倒塌,结构鲁棒性不足,限制模块化钢结构在高层、高烈度抗震区推广应用。研究出发点:系统梳理现有模块连接节点形式,对比不同节点力学性能与施工特点;剖析模块构件协同工作机理,总结结构鲁棒性研究成果,找到当前技术瓶颈,提出新型连接与构件方案,为模块化钢结构设计规范完善和工程应用提供理论参考。二、节点分类与构造方案1. 模块半刚接节点:多采用螺栓单侧连接,构造简单、安装便捷;但转动刚度低,弯矩传递能力有限,多用于低层模块化建筑。典型形式:角件螺栓连接、夹板单侧螺栓连接。2. 模块刚接节点:可传递弯矩、剪力,实现模块之间刚性约束,提升整体抗侧性能;缺点是现场对孔难度大,安装复杂。典型形式:端板螺栓连接、套筒式全螺栓连接。3. 梁端-柱端混合式连接(文章提出新型思路):同时在模块梁端、柱端设置连接构造,兼顾弯矩传递能力与现场安装便利性,平衡力学性能与装配效率。> 配套构件方案:非连续连接组合梁/柱,在模块拼接位置局部设置连接件,实现模块梁、柱协同受力,不需要全长连续连接,兼顾建筑内部装修空间。三、提升方案对比分析说明:对比半刚接节点、传统刚接节点、梁端-柱端混合式连接三种方案的承载力、转动刚度、现场装配难度、造价、适用楼层。1. 半刚接节点:安装简单、造价低;转动刚度弱,整体性差,**仅适合低层模块化建筑**。2. 传统模块刚接节点:刚度高、抗震性能好;构件对位困难,现场施工效率低,成本偏高。3. 梁端-柱端混合式连接:兼顾刚度与安装便利性,模块之间可以有效传递弯矩;构造相对复杂,还需要更多试验验证。结论:低层项目优先选用半刚接角件连接;中高层、抗震设防要求高的建筑,推荐采用梁端-柱端混合式刚接方案;采用非连续组合梁/柱,可以在不占用室内空间前提下提升模块整体协同性能,改善结构抗连续倒塌能力。四、研究结论与工程应用价值研究结论:1. 模块化钢结构的核心短板在于模块间连接,半刚接节点整体性不足,传统刚接节点施工困难;梁端柱端混合连接是有潜力的改进方向。2. 模块梁柱仅靠角部单点连接时,构件独立受力,协同工作差;非连续组合构件可以有效提升整体刚度与承载力。3. 模块节点性能直接决定结构鲁棒性,节点失效是模块化建筑发生连续倒塌的主要诱因;目前体系层面设计方法仍不完善,缺少统一设计理论。工程应用价值:1. 为多高层模块化钢结构住宅、宿舍、公寓等装配式工程提供节点选型参考。2. 指导工程师评估模块化结构抗连续倒塌安全性能,提升建筑抗震韧性。3. 为模块化钢结构相关规范修订、新型连接节点研发提供文献支撑,推动模块化钢结构在高烈度地区的推广应用。
    2026-10-15
  • 《钢结构模块化建筑连接节点研究综述》

    作者:隋浩东、张纪刚、周扬、李文涛、王胜作者单位:隋浩东、张纪刚:青岛理工大学土木工程学院周扬:青岛市建筑工程管理服务中心李文涛:青建国际集团有限公司王胜:青建集团股份公司出处:《低温建筑技术》(Low Temperature Architecture Technology),2023年,第45卷,第11期,第42-46页基金项目:国家自然科学基金-山东联合基金重点项目“自复位导管架大型风机的多灾害机理、控制与设计方法”(U2106222)主题:钢结构模块化建筑;连接节点;构造形式;力学性能原文官方阅读链接:知网(CNKI)阅读页:https://read.cnki.net/web/Journal/Article/DRAW202311010.html知网期刊目录页:https://www.cnki.com.cn/Journal/C-C5-DRAW-2023-11.htm维普(CQVIP)详情页:http://dianda.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=7111135153期刊目录页(来源二):http://dwjzjs.llyj.net/lunwen/itemid-234286.shtml摘要:钢结构模块化建筑连接节点的可靠程度直接影响建筑结构的整体性能,而节点已成为制约模块化建筑发展的主要瓶颈,因此新式节点的研发已吸引各国学者的广泛关注。文中总结国内外节点连接的构造形式,综述连接节点力学性能的研究现状。研究发现国内外已出现多种构造优良、结构可靠的连接节点,但复杂新式节点受力性能研究匮乏,制约其在实际工程中的应用,因此对于新式连接节点研究仍具有一定现实意义和迫切性。一、研究背景与研究出发点1.1 模块化建筑的发展趋势模块化建筑是近年来建筑工业化发展的重要趋势。与传统建筑相比,模块化建筑具有建设快速高效、品质卓越、施工过程安全、施工时间可预测、资源浪费少和促进环境可持续性发展等突出优势。钢结构模块化建筑凭借快速建造、节能环保等优势,已成为建筑工业化的重要方向。钢结构模块化建筑拥有标准化和工业化程度高、建造速度快等突出优势,现已成为建筑工业化发展的重要方向。模块间快速可靠的连接节点是充分发挥模块化建筑优势和保证结构整体性的关键。1.2 连接节点——制约发展的关键瓶颈模块化建筑和传统建筑在结构设计上最大的区别在于:通过连接节点把各个模块单元在竖向和水平方向连接起来,共同形成完整的结构体系。钢结构模块化建筑连接节点的可靠程度直接影响建筑结构的整体性能。然而,节点已成为制约模块化建筑发展的主要瓶颈。其核心难点在于:施工现场难以实现模块间的快速拼接。虽然国内外已出现多种构造优良、结构可靠的连接节点,但复杂新式节点受力性能研究匮乏,制约了其在实际工程中的应用。1.3 研究出发点在此背景下,系统总结国内外节点连接的构造形式,综述连接节点力学性能的研究现状,对于推动新式节点的研发与实际应用具有重要意义。该综述旨在为模块化建筑的节点设计与工程应用提供理论支撑与实践参考。二、节点分类与构造方案由于该文献为综述性研究,不涉及具体工程案例,而是对国内外模块化钢结构建筑连接节点的构造形式与力学性能研究现状进行了系统梳理与总结。2.1 连接节点的主要分类根据文献及相关研究,钢结构模块化建筑连接节点可按以下维度进行分类:(1)按连接方法分类现有模块化钢结构建筑模块间连接节点主要包括5种连接方法:盖板螺栓连接、铸钢节点连接、预应力连接、焊接连接和组合连接。(2)按模块类型分类可分别从模块结构层面和模块化建筑层面对连接节点构造形式和研究现状进行综述。2.2 连接节点的核心功能要求模块间连接节点需要同时满足以下功能要求:快速拼接:适应施工现场高效率安装的需求结构可靠性:保证模块间荷载的有效传递整体性:将各个独立模块单元连接成完整的结构体系2.3 当前研究的不足综述发现,当前研究存在以下突出问题:复杂新式节点受力性能研究匮乏——大量新型节点构造缺乏系统的力学性能试验与理论分析研究成果与实际应用脱节——节点研究的深度不足以支撑其在真实工程中的推广应用标准化程度不足——各类节点形式多样但缺乏统一的评价标准三、提升方案对比分析由于该文献为综述论文而非工程案例研究,其“对比分析”主要体现在对不同类型连接节点构造特点与适用性的横向比较上。3.1 五种主要连接方法的综合对比根据相关研究,可采用层次分析法对5种连接方法在安全性、便利性、敏感性和经济性4个维度下进行综合评价:对比维度盖板螺栓连接铸钢节点连接预应力连接焊接连接组合连接安全性较高高较高高高便利性(施工速度)高中等中等低中等敏感性(误差适应)中等低中等低中等经济性高低中等中等较低3.2 各连接方法的适用场景分析盖板螺栓连接:施工便利性好、经济性优,适用于对施工速度要求高的常规模块化建筑铸钢节点连接:安全性高但经济性较差,适用于受力复杂、对节点性能要求极高的特殊部位预应力连接:综合性能均衡,适用于需要较好抗震性能的模块化建筑焊接连接:结构可靠性高但施工便利性差,适用于永久性连接且对施工时间不敏感的场景组合连接:综合安全性最高但经济性最差,适用于超高层或特殊功能要求的大型模块化建筑四、研究结论与工程应用价值4.1 主要结论节点是模块化建筑的关键瓶颈:钢结构模块化建筑连接节点的可靠程度直接影响建筑结构的整体性能,节点问题已成为制约模块化建筑发展的主要障碍。国内外已取得一定成果但仍存在明显不足:国内外已出现多种构造优良、结构可靠的连接节点,但复杂新式节点受力性能研究仍然匮乏。新式节点研究具有迫切性:由于研究不足制约了新型节点在实际工程中的应用,对于新式连接节点的研究仍具有重要的现实意义和迫切性。4.2 工程应用价值系统梳理,提供知识框架:该综述系统总结了国内外节点连接的构造形式和力学性能研究现状,为从事模块化建筑研究的学者和工程技术人员提供了系统的知识参考。明确研究方向:指出现有研究的不足——复杂新式节点受力性能研究匮乏,为后续研究指明了方向。支撑节点选型与设计:通过对不同连接方法的综合比较,为工程实践中连接节点的选型提供了参考依据。推动模块化建筑发展:模块间快速可靠的连接节点是充分发挥模块化建筑优势和保证结构整体性的关键。该综述对推动模块化钢结构建筑连接节点的标准化与工程应用具有积极的促进作用。
    2026-8-14
  • 《模块化箱型钢结构梁柱螺栓端板节点低周疲劳性能研究》

    来源:《钢结构》2024 年第 6 期作者:林浩,郑旭,黄俊泽出处:《钢结构》2024摘要模块化箱型钢结构依靠工厂预制模块、现场螺栓拼接实现快速建造,梁柱端板螺栓节点是模块单元之间核心传力部位。强震作用下节点将承受反复拉压循环荷载,容易产生低周疲劳损伤,引发节点刚度退化、承载力下降。本文针对箱型柱 - H 型钢梁外伸端板螺栓节点开展低周往复加载试验,探究端板厚度、螺栓布置形式、加劲肋设置对节点疲劳损伤演化、滞回特性、破坏模式的影响;分析循环荷载下螺栓预紧力松弛规律,揭示端板翘曲、焊缝开裂、螺栓滑移三类典型损伤发展路径;建立考虑疲劳累积损伤的数值模型,提出模块化箱型结构梁柱节点构造优化方案与抗震设计建议。研究结论可为模块化钢结构节点抗震设计提供理论支撑。AbstractModular box steel structures realize rapid construction via factory prefabrication and field bolted assembly. Bolted end-plate beam-column joints serve as critical load-transfer components between modules. Under strong earthquakes, joints are subjected to cyclic tension-compression loads, leading to low-cycle fatigue damage, stiffness degradation and bearing capacity reduction. Low-cycle reversed loading tests were carried out on extended end-plate joints connecting box columns and H-shaped steel beams. The effects of end-plate thickness, bolt layout and stiffener arrangement on fatigue damage evolution, hysteretic performance and failure mode were investigated. The relaxation rule of bolt pretension under cyclic loading was analyzed, and three typical damage paths including end-plate warping, weld cracking and bolt slip were revealed. A numerical model considering cumulative fatigue damage was established, and optimized construction details together with seismic design recommendations were proposed. The findings provide theoretical support for seismic design of joints in modular steel structures.一、研究背景模块化箱型钢结构广泛应用于宿舍、公寓、临时综合建筑,模块单元在工厂完整制作,施工现场仅完成模块之间螺栓连接,装配效率优势突出。现有研究大多聚焦节点单调静力承载力或者单次地震作用下的极限受力性能。实际地震过程属于多次循环往复荷载,梁柱节点端板、螺栓、焊缝会持续累积塑性损伤;多次地震扰动下,螺栓预紧力缓慢损失,端板出现塑性翘曲,节点抗转动刚度持续降低,严重时在余震阶段发生节点失效。现行钢结构设计标准缺少针对模块化螺栓节点低周疲劳损伤的计算方法,工程设计普遍忽略循环荷载累积效应。为保障模块化建筑在多地震动下的安全性,需要系统研究螺栓端板节点疲劳损伤机理,优化节点构造,完善设计对策。二、研究内容(一)节点试件设计与加载方案设计 5 组不同构造的箱型柱 - 钢梁外伸端板节点试件,变量参数包含端板厚度、螺栓排列方式、是否设置横向加劲肋。采用位移控制低周往复加载制度模拟地震循环作用,持续监测螺栓预紧力变化、端板应变分布、裂缝萌生与扩展全过程。(二)节点损伤演化机理分析试验观测得到三类典型失效模式:端板塑性翘曲破坏、梁翼缘焊缝疲劳开裂、螺栓滑移连接失效。端板厚度不足时,循环荷载下塑性变形不断累积,端板翘曲导致螺栓受力不均;缺少加劲肋的节点,刚度退化速度显著高于设置加劲肋的试件。循环加载后期普遍出现螺栓预紧力松弛现象,进一步加剧节点滑移。(三)疲劳损伤数值模型构建基于试验数据校准钢材循环本构与焊缝损伤参数,建立能够模拟塑性累积、螺栓预紧力松弛的精细化有限元模型。开展参数拓展分析,量化端板厚度、螺栓直径、加劲肋尺寸对节点疲劳寿命的影响权重。(四)节点构造优化方案评估针对原始节点薄弱环节提出优化策略:加厚受拉区端板、采用两排并列高强螺栓、在梁端设置横向加劲肋、增设焊缝引弧板减少焊接缺陷。对比优化前后节点滞回曲线、等效粘滞阻尼系数、疲劳循环次数,验证优化方案有效性。三、主要结论与工程建议综合以上研究,可以得出以下主要结论:在持续低周循环荷载作用下,模块化箱型结构端板节点会发生不可逆塑性累积损伤,螺栓预紧力随循环次数增加逐步衰减,削弱节点抗侧刚度。端板厚度是控制节点破坏模式的关键参数;厚度不足易发生端板翘曲,过厚则容易引发梁翼缘焊缝脆性疲劳开裂,存在合理厚度匹配区间。梁端设置横向加劲肋能够有效约束端板变形,减缓刚度退化,节点耗能能力提升 18% 以上。螺栓采用双排对称布置相比单排布置,受力更加均匀,可以推迟滑移损伤出现。建议抗震设防区域内的模块化箱型钢结构,梁柱端板节点优先选用带梁端加劲肋构造;端板厚度与梁翼缘厚度合理匹配,避免出现焊缝先于端板破坏的不利模式;结构计算时需要适当考虑多次地震作用下节点刚度折减,预留足够安全余量。
    2026-8-14
  • 《模块化钢结构箱型模块竖向拼接节点抗震受力性能与构造优化研究》

    《模块化钢结构箱型模块竖向拼接节点抗震受力性能与构造优化研究》来源:《钢结构》2024 年第 6 期作者:黄泽宇,林建军,郑涛主题:箱型钢结构模块竖向拼接节点传力机制、地震作用下滑移翘曲变形规律、高强螺栓连接失效模式、模块化建筑节点加固构造优化方案摘要箱型模块化钢结构依靠工厂预制箱体单元现场拼装,工业化程度高、施工速度快,是装配式钢结构住宅与临时保障性住房的主流体系。竖向上下模块之间的拼接节点是整体结构竖向力传递、水平地震剪力传递的关键薄弱部位,地震往复荷载下易出现螺栓滑移、端板翘曲、局部承压屈服等损伤,直接影响模块建筑整体抗震安全性。本文针对常用的端板高强螺栓竖向拼接节点,开展低周往复加载抗震足尺试验,观测不同端板厚度、螺栓布置形式、加劲肋设置对节点滞回性能、耗能能力、极限承载力的影响;建立精细化有限元模型分析节点应力分布与塑性发展规律,并对原常规构造提出加劲肋补强、螺栓群对称加密两项优化措施。试验结果表明:优化后的加固节点极限抗剪承载力提升 27.4%,滞回曲线更加饱满,有效抑制端板翘曲变形与螺栓滑移失效。研究提出的节点构造详图可直接应用于多高层模块化钢结构住宅施工图设计,为装配式模块钢结构抗震构造设计提供试验支撑。AbstractBox-type modular steel structures are prefabricated in factories and assembled on site, featuring high industrialization and fast construction speed, which are the mainstream system for prefabricated steel structure residences and temporary indemnificatory housing. The vertical splicing joint between upper and lower modules is the key weak part for the transfer of vertical force and horizontal seismic shear force of the overall structure. Under reciprocating seismic load, it is prone to damages such as bolt slippage, end plate warping and local bearing yielding, which directly affect the overall seismic safety of modular buildings. In this paper, full-scale seismic low-cycle reversed loading tests are carried out on the commonly used end-plate high-strength bolt vertical splicing joints to observe the influences of end plate thickness, bolt layout and stiffener arrangement on the hysteretic performance, energy dissipation capacity and ultimate bearing capacity of joints. A refined finite element model is established to analyze the stress distribution and plastic development law of joints, and two optimization measures of stiffener reinforcement and symmetric encryption of bolt groups are proposed for the original conventional structure. The test results show that the ultimate shear capacity of the optimized reinforced joint is increased by 27.4%, the hysteretic curve is fuller, and the end plate warping deformation and bolt slippage failure are effectively restrained. The joint construction details proposed in this paper can be directly applied to the construction drawing design of multi-story high-rise modular steel structure residences, and provide experimental support for the seismic structural design of prefabricated modular steel structures.一、研究背景1.1 模块化钢结构发展优势与节点短板模块化箱型钢结构将楼板、墙体、梁柱在工厂整体焊接成独立箱体,运输至现场仅需完成模块拼接与管线接驳,现场湿作业量减少 70% 以上,符合建筑工业化、双碳绿色发展政策,近年在保障性住房、学校宿舍、酒店公寓大量落地。该体系最大受力短板集中在模块竖向拼接节点:上下箱体依靠底部端板 + 大直径高强度螺栓对穿连接,竖向压力、水平地震剪力全部由该节点承担;常规简化设计常忽略端板受弯翘曲、螺栓群受力不均问题,在 7 度及以上抗震设防区域存在安全隐患。1.2 当前节点设计普遍存在的问题端板厚度取值偏小,水平地震弯矩作用下发生面外翘曲,螺栓受力偏心加剧,极易出现滑移脱扣;箱体立柱内部未设置加劲隔板,立柱端部局部承压应力集中,发生管壁凹陷屈服;螺栓仅沿立柱外侧单边布置,受力不对称,往复荷载下滞回耗能能力差;模块拼接缝隙未设置限位构造,大变形下箱体产生错动,引发围护墙板破损。以上问题制约了模块化钢结构在中高层、高抗震等级项目的推广,因此对节点受力机理剖析与构造优化具备极强工程实用价值。二、箱型模块竖向拼接节点基本构造与传力机理2.1 标准原始节点构造组成上部箱体下立柱、下部箱体上立柱,均为矩形冷弯方钢管;上下端板:分别焊接于立柱端面,作为螺栓承压连接板;10.9 级大六角高强度摩擦型螺栓,竖向对穿连接上下端板;原始构造无内部加劲肋、无侧向限位挡板。2.2 荷载传递路径竖向恒活荷载:上层箱体自重→上立柱→上端板→螺栓承压→下端板→下立柱向下传递;水平地震剪力:楼层水平力→箱体框架→立柱弯矩剪力→端板受弯 + 螺栓摩擦力共同抵抗;地震往复荷载下,端板反复弯曲变形,是节点最主要的耗能与损伤部位。三、足尺试验与有限元数值模拟分析3.1 低周往复加载对比试验本次共制作 3 组试件:试件 1:常规原始无加劲节点(对照组);试件 2:加厚端板优化节点;试件 3:端板加厚 + 立柱内横隔板加劲 + 螺栓群对称加密综合优化节点。采用水平位移控制逐级加载,测试滞回曲线、骨架曲线、破坏形态。关键试验结论:对照组试件最终破坏模式为端板严重翘曲、螺栓滑移,极限承载力最低,滞回环捏缩明显,耗能差;仅加厚端板可小幅提升承载力,但仍无法杜绝翘曲变形;综合优化节点承载力提升 27.4%,翘曲变形被完全约束,滞回环饱满,塑性损伤仅集中在端板边缘,满足抗震延性要求。3.2 有限元应力精细化分析通过 SolidWorks 建模导入 ABAQUS 进行弹塑性分析,结果直观显示:原始节点立柱端部无加劲肋,管壁应力高度集中,易出现局部压溃;增设内部横隔板后,应力均匀扩散至立柱侧壁,彻底消除应力集中隐患;对称布置螺栓群可避免单侧偏心受拉。四、主要研究结论与工程构造优化建议4.1 核心研究结论模块化箱型钢结构竖向拼接节点薄弱环节为端板抗弯刚度与立柱端部局部承压能力,常规简易构造抗震冗余度不足;立柱内部增设横向加劲隔板、加厚连接端板、螺栓群对称均匀布置三项措施组合使用,可大幅提升节点极限承载力与抗震耗能性能;优化后节点可实现 “强构件、弱节点” 的抗震设防理念,塑性变形可控,震后可单独拆卸更换受损连接部件。4.2 模块化钢结构设计施工实操建议抗震设防烈度≥7 度地区,模块拼接立柱必须在端头设置内部横向加劲隔板;竖向连接端板厚度不宜小于 20mm,材质选用 Q355B 钢材,避免薄板弯曲翘曲;高强度螺栓必须采用摩擦型连接,严格控制摩擦面喷砂处理与预拉力终拧扭矩;模块拼接侧边增设小型限位挡块,限制水平错动,保护外墙围护板材不被挤压破损;施工图中明确节点大样图,工厂预制阶段完成加劲肋焊接,现场仅做螺栓拼装。
    2026-7-28
  • MiC 模块化钢结构与传统轻钢厂房造价、工期、优缺点对比科普

    MiC 模块化钢结构单元工厂整体预装,和传统现场散装轻钢厂房对比:工期:模块化缩短 60%,3 层公寓模块化 20 天完工,传统散装需 60 天;造价:模块化单平造价高 15%,但现场人工、脚手架、安全措施费用大幅减少,综合成本差距缩小;优点:工厂标准化生产,焊接、防腐、防火质量可控,建筑垃圾减少 80%,低碳环保,可拆装重复利用;缺点:单模块尺寸受公路运输限制,超大项目拆分繁琐;传统轻钢厂房优势:造价更低、不受运输约束,适合上万㎡大面积标准厂房;短板:高空作业多,施工质量受工人技术水平影响波动大。5. 耐候钢、不锈钢、普通碳钢钢结构耐腐蚀性能产业科普
    2026-7-2
  • MiC 模块化钢结构单元工厂预制深化设计详图绘制规范

    MiC 模块化单元整体在工厂完成钢框架、楼板、围护、管线预装,深化设计遵循模块化统一模数,单模块长宽控制在 3m×6m 标准尺寸,方便公路运输。钢框架采用箱型柱 + H 型钢主梁体系,模块之间连接节点采用外置高强螺栓套筒,现场无动火焊接。深化图纸必须包含:单元框架构件加工图、楼板栓钉布置图、模块上下连接节点详图、水电管线预埋开孔定位图。开孔位置距离构件焊缝、翼缘边缘不少于 150mm,削弱截面需增设补强钢板;外墙龙骨与主钢框架采用滑移节点,抵消温度变形,图纸中需标注所有构件喷砂、防腐、防火涂层厚度标准。
    2026-7-2
  • 涉外模块化项目檩条材料标准冲突案例解析

    一、项目背景本案例为采用国标材料施工的涉外模块化建筑项目,屋面墙面檩条设计图纸常规标注钢材牌号Q355B。构件加工阶段,生产单位采购连续热镀锌冷轧钢带轧制檩条,该材料自带镀锌镀层,构件成型后无需额外防腐处理,是国内轻钢檩条通用成熟工艺。项目驻场外方质量工程师进场验收原材料时,出现标准判定分歧,构件验收暂未通过。二、核心争议根源1. 图纸标注对应的执行规范施工图明确檩条采用Q355B,依据规范为《低合金高强度结构钢》GB/T 1591-2018,标准规定Q355钢材横向断后伸长率≥20%,纵向≥22%。2. 实际原材料执行规范现场使用的热镀锌冷轧板材牌号为S350,供货执行《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》GB/T 2518-2019,该标准对S350级钢材断后伸长率仅要求≥16%。3. 检测数据冲突第三方材质检测报告显示,本次进场冷轧镀锌板断后伸长率实测17.5%,满足GB/T 2518指标,但达不到GB/T 1591中Q355B伸长率限值。按照外方验收管控逻辑:图纸标注牌号Q355B,则原材料必须完全匹配GB/T 1591全部力学指标,该批次材料直接判定不合格。行业现状补充:国内大量轻钢厂房、模块化建筑均采用S350热镀锌冷轧带钢轧制檩条,屈服强度与Q355接近,无抗震、重载受力的檩条构件使用成熟,但涉外项目第三方质检对规范匹配度要求严苛,极易产生验收卡点。三、初期调整思路与合规阻碍项目结构团队初步方案:仅在图纸总说明中单独放宽檩条伸长率指标。但该方案存在合规硬约束:《钢结构设计标准》明确,设计选材标注牌号Q355时,原材料必须完整遵循GB/T 1591全套技术要求,无法单方面删减力学性能指标,该调整方案不具备规范支撑,不能用于涉外项目送审。四、合规解决路径(依托新版国标化解分歧)项目团队查阅现行规范,找到核心解决依据:新版《冷弯型钢结构技术标准》GB 50018-2025,该规范2025年9月1日正式实施,本项目施工周期恰好覆盖新规执行时段。1. 新规新增条款:认可GB/T 2518热镀锌钢带(S350系列)可作为冷弯薄壁檩条结构用材;2. 图纸变更操作:将施工图檩条材料牌号由Q355B统一修改为S350,同步更新图纸总说明,明确檩条用材执行GB/T 2518配套GB 50018-2025冷弯钢结构标准;3. 报审验收流程:修改版图纸重新提交外方设计单位审核,获得正式认可;驻场外方质检工程师按S350对应GB/T 2518标准复核原材料检测报告,材料验收一次性通过,项目恢复正常加工交付。五、案例总结实操启示1. 涉外模块化、出口轻钢项目檩条选材需前置匹配验收标准,不可直接套用国内常规经验;图纸牌号、材料标准、材质报告三者必须一一对应,避免力学指标冲突;2. 无抗震、仅承担围护荷载的冷弯檩条,优先选用GB 50018-2025认可的S350热镀锌冷轧板材,设计阶段直接标注对应牌号与配套规范,从源头规避验收争议;3. 若图纸已标注Q355,原材料不可替换为GB/T 2518冷轧镀锌板,二者伸长率指标存在硬性差值,涉外第三方质检极易判定材料不合格;4. 新版冷弯钢结构标准为围护檩条选材提供合规路径,出口、涉外项目设计阶段可优先参考,兼顾加工便捷性、防腐需求与海外验收规范要求。
    2026-6-26
  • 《模块化钢混组合结构抗震性能试验与数值分析》

    作者:夏春颖,王春鹏,黄凯龙   出处:《中国建筑金属结构》,2026,25 (02)   主题:传感器、数据监测、AI 识别、安全评估 模块化钢混组合建筑兼具钢结构装配高效、混凝土刚度充足的双重优势,是建筑工业化主流结构形式,但模块间拼接缝、干式连接节点属于地震作用下典型薄弱区域,传统人工检测手段难以实时捕捉震后细微损伤演化,结构安全评估存在滞后、误判率高的问题。本文将分布式传感监测、人工智能损伤识别技术融入模块化钢混结构抗震全流程研究,先开展多组模块拼接足尺振动台抗震试验,在模块梁柱、拼缝、连接节点处布设应变传感器、加速度传感器、光纤光栅传感阵列,连续采集多遇、设防、罕遇地震全过程振动、应变、位移时序数据;同步建立精细化多尺度有限元数值模型,完成试验数据对标校准,生成涵盖完好、微损伤、中度破坏、严重失效多等级样本数据集;搭建 CNN-LSTM 混合深度学习识别模型,依托海量传感时序数据与结构变形图像完成模型训练,实现模块拼缝开裂、螺栓滑移、钢板塑性损伤等缺陷自动定位、损伤程度量化分级;对比传统阈值判别法,验证 AI 智能识别体系在微弱损伤识别、多损伤耦合场景下的精度优势;结合试验与仿真结果,梳理模块化钢混组合体系地震损伤发展规律,形成一套 “传感器实时采集 —AI 自动识别分级 — 结构抗震安全动态评估” 一体化技术流程,为模块化钢混建筑抗震试验监测、震后快速安全鉴定提供智能化成套技术方案。一、研究背景与研究意义模块化钢混组合结构由工厂预制钢骨混凝土箱体模块现场干式拼接而成,建造速度快、工业化程度高,广泛应用于保障性住宅、学校、临时应急建筑。但模块竖向、水平拼接部位存在拼接缝与机械连接节点,地震往复荷载下易产生滑移、开裂、连接件塑性变形,整体抗震受力机制区别于现浇结构与纯钢框架。传统抗震研究仅依靠加载结束后人工观测破坏形态,无法记录地震全过程损伤渐进发展;常规结构安全评估依靠人工巡检,隐蔽拼缝、内部钢构件微小塑性损伤难以察觉,无法满足震后快速恢复使用的韧性建筑需求。现阶段物联网传感、人工智能识别技术逐步应用于结构健康监测,但面向模块化钢混组合箱体结构的一体化监测、AI 损伤评估体系研究较少,缺少配套试验布设方案与标准化识别模型。基于上述工程与技术缺口,本文融合振动台试验、分布式传感监测、有限元仿真、深度学习算法,搭建完整智能化抗震检测与安全评估体系,补齐模块化组合结构智能抗震监测技术短板。二、模块化钢混组合体系构造与地震薄弱环节(一)整体构造形式单箱模块内部采用钢骨混凝土梁柱承重,模块底板、顶板为钢筋混凝土组合楼板;相邻模块通过竖向高强螺栓套筒、水平搭接连接板干式拼装,拼缝处设置密封构造与抗剪键传递层间剪力,整体形成双重抗侧力体系。(二)地震作用核心薄弱区域模块水平、竖向拼接节点:地震剪力作用下螺栓易产生滑移,连接板出现局部塑性变形;模块拼缝混凝土:往复变形引发拼缝开裂、填充材料脱落,削弱层间协同工作能力;箱体钢骨与混凝土交界面:弯剪耦合作用下产生界面剥离,降低组合协同受力效果;底层模块与基础连接部位:倾覆力矩集中,易出现支座偏移、局部压溃。上述薄弱部位隐蔽性强,常规肉眼观测难以捕捉早期微小损伤,是本次传感监测重点布设区域。三、足尺振动台试验与分布式传感器布设方案(一)试验试件与加载工况制作两层两跨模块化钢混组合足尺试件,完整还原工程模块拼接构造;振动台输入多组天然地震波,分多遇、设防、罕遇三级逐级加大加速度幅值,完整模拟地震作用下结构从弹性、轻微损伤、中度损伤至局部失效全过程。(二)多类型分布式传感监测系统布置采用多类传感器组合布设,实现全域数据同步采集:光纤光栅应变传感器:埋设于模块钢骨、拼接连接板内部,实时捕捉钢材塑性应变变化,识别连接件屈服损伤;压电式加速度传感器:布置于各层模块楼板、顶板,采集楼层振动频谱、模态参数变化;激光位移传感器:安装于模块拼缝两侧,连续记录拼接缝相对滑移、开合变形量;高清视觉采集摄像头:对准拼缝、节点区域,同步拍摄损伤图像,为 AI 视觉识别提供图像样本。全部传感器数据同步传输至边缘采集终端,形成地震全过程连续时序数据库,完整留存损伤渐进演化全过程数据。四、精细化有限元数值模拟与数据集构建(一)多尺度有限元建模方法采用分层建模思路:宏观整体模型模拟楼层位移、基底剪力;局部细化子模型还原拼接节点、拼缝接触滑移、钢混界面粘结滑移关系,分别定义钢材塑性、混凝土损伤塑性本构,精准复现试验中裂缝发展、螺栓滑移、钢板屈服等破坏行为。利用振动台实测数据校正模型参数,消除仿真与试验误差。(二)多工况损伤样本数据集生成依托校准完成的有限元模型,批量模拟不同地震强度、不同连接缺陷、不同拼缝损伤等级工况,扩充数据集样本容量:完好无损工况:模块、连接件均处于弹性阶段;轻微损伤工况:拼缝细微开裂、螺栓微小滑移,无塑性变形;中度损伤工况:连接板局部屈服、拼缝裂缝贯通;严重损伤工况:连接螺栓失效、模块相对偏移、混凝土大面积压碎。数据集融合传感时序信号、结构变形图像、有限元应力云图三类多模态数据,为深度学习模型训练提供充足样本支撑。五、基于 CNN-LSTM 混合网络的 AI 损伤识别模型(一)模型架构设计采用卷积神经网络 CNN + 长短期记忆网络 LSTM 混合框架,适配本次多模态监测数据:CNN 分支:处理摄像头采集的拼缝、节点图像,自动提取裂缝宽度、钢板变形、连接件破损等视觉特征,完成损伤位置粗定位;LSTM 分支:解析传感器连续时序振动、应变数据,捕捉模态频率、应变幅值的渐变特征,量化损伤严重等级;融合输出层:整合图像与时序特征,输出损伤位置、损伤类型、安全风险等级三类评估结果。(二)识别效果对比验证将 AI 模型识别结果与振动台试验人工实测损伤数据对比:传统固定阈值判别法仅能识别明显重度损伤,微小拼缝开裂、钢材早期屈服识别准确率不足 60%;CNN-LSTM 混合 AI 模型对四级损伤全部工况识别准确率达 96% 以上,可精准定位隐蔽拼缝、内部钢构件早期微弱损伤;支持多损伤耦合场景同步识别,可区分螺栓滑移、混凝土开裂、钢板塑性变形多种缺陷共存工况,规避单一监测手段误判问题。六、模块化钢混结构地震损伤演化规律分析结合试验观测、传感数据、AI 识别结果,总结体系完整破坏发展流程:多遇地震阶段:整体保持弹性,拼缝无明显开裂,传感器仅采集微小弹性应变,AI 判定结构完好,可正常使用;设防地震阶段:拼缝出现细微开合滑移,局部连接板产生低应变塑性变形,AI 识别为轻微损伤,无需大规模维修即可恢复使用;罕遇地震前期:拼接缝裂缝贯通,螺栓滑移量显著增大,钢骨局部屈服,判定中度损伤,需检修更换连接件;罕遇地震后期:模块拼接节点承载力大幅下降,模块间出现明显相对偏移,判定严重损伤,结构失去正常使用能力。研究证实模块拼接连接构造是控制整体抗震性能的核心,合理优化螺栓规格、增设抗剪键可有效延缓损伤发展。七、一体化抗震安全动态评估技术流程论文形成标准化智能化评估完整流程,可直接用于试验检测与工程震后鉴定:前置布设:在模块拼接节点、拼缝、底层支座预埋光纤、加速度、位移传感阵列;数据实时采集:地震作用下同步采集振动、应变、图像多模态数据;AI 智能识别:CNN-LSTM 模型自动提取损伤特征,定位缺陷并划分损伤等级;安全分级判定:依据损伤识别结果匹配抗震性能目标,划分完好、可修复、限制使用、危险四级安全等级;输出评估报告:自动生成损伤分布图、剩余承载力、维修改造建议,实现震后快速智能化安全鉴定。八、当前技术应用现存局限传感设备布设成本偏高,大批量模块化住宅全点位布设经济性不足;AI 模型泛化能力受限,现有训练样本基于单一模块尺寸,不同层高、跨度模块需补充样本重新微调;多传感器数据同步融合算法计算量大,现场边缘终端实时处理算力需求较高;模块化建筑运维阶段缺少标准化预埋传感构造图集,施工预埋工序无统一指导。九、论文核心研究结论与工程应用价值模块化钢混组合结构地震损伤集中于模块拼接缝与干式连接节点,常规人工观测难以捕捉早期隐蔽微小损伤,分布式多类型传感阵列可完整记录地震全过程损伤演化数据;融合光纤、加速度、视觉图像的多模态监测数据集,结合 CNN-LSTM 混合深度学习模型,可实现拼接滑移、混凝土开裂、钢板屈服等多类损伤自动定位与量化分级,识别精度远高于传统阈值判别方法;本文搭建的 “振动台足尺试验 — 有限元多尺度仿真 — 传感数据采集 —AI 智能识别 — 安全分级评估” 一体化技术路线,完善了模块化钢混组合结构智能化抗震检测体系;研究明确了模块化箱体结构地震逐级损伤发展规律,为模块拼接节点抗震构造优化提供试验依据;整套传感布设方案与 AI 损伤识别模型,可用于模块化建筑抗震试验研究、地震灾后快速安全鉴定、长期运维结构健康监测,为装配式模块化建筑智能化安全管控提供技术参考。
    2026-3-12
  • 《模块化钢结构建筑体系应用与研究进展》

    中文标题:《模块化钢结构建筑体系应用与研究进展》英文标题:State-of-the-art on Application and Research of Modular Steel Construction作者:刘常振、黄杰、邓恩峰、邱明熠、张雷、孙钢柱发表期刊:《结构工程师》发表信息:2024年,第40卷第1期,第217-226页出版日期:2024年2月28日作者单位:中交建筑集团有限公司郑州大学水利与土木工程学院基金项目:国家自然科学基金(51908511)摘要模块化钢结构建筑是近年来建筑工业化发展的重要趋势,是一种高度集成的装配式建筑。模块化钢结构建筑由结构稳定的模块单元通过单元间节点拼装成整体,具有极高的工业化程度。已广泛应用于酒店、学生宿舍、公寓、医院等具有重复单元的建筑,在国外已经取得了长足的发展。国内的模块化建筑起步较晚,但随着我国对装配式建筑的大力支持,模块化建筑正在蓬勃发展。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。国内外的学者针对模块化钢结构建筑受力性能做了大量研究。然而,模块化钢结构建筑作为一种新型的装配式建筑形式,在结构特点、力学模型、计算假定和设计方法等方面与传统建筑存在较大差异。虽然目前已取得了一定的研究成果,但模块化钢结构建筑在运用推广时还在设计分析方法、计算参数取值和整体性能指标套用传统标准等方面面临挑战。该文从模块连接节点、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,给出了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了一定参考。English AbstractModular steel construction is an important trend in the development of building industrialization in recent years and represents a highly integrated form of prefabricated building. Modular steel buildings are assembled from structurally stable modular units through inter-module connections, featuring an extremely high degree of industrialization. They have been widely applied in buildings with repetitive units such as hotels, student dormitories, apartments, and hospitals, and have achieved significant development abroad. The domestic modular construction started relatively late, but with China's strong support for prefabricated buildings, modular construction is currently thriving.Modular steel construction, with its advantages of high construction efficiency and environmental protection, has gradually become a new type of prefabricated building system vigorously promoted by the state. Scholars both domestically and internationally have conducted extensive research on the mechanical performance of modular steel buildings. However, as a new form of prefabricated construction, modular steel buildings differ significantly from traditional buildings in terms of structural characteristics, mechanical models, calculation assumptions, and design methods. Although certain research achievements have been made, the promotion and application of modular steel buildings still face challenges in design analysis methods, selection of calculation parameters, and the application of traditional standards to overall performance indicators.This paper systematically reviews the application and research achievements of modular steel construction systems in recent years from the aspects of inter-module connections, lateral force resisting systems of modular units, mechanical properties of modular columns, and overall structural performance analysis. Combined with existing relevant regulations and standards for modular steel buildings, the paper identifies research directions and future development trends in this field, providing useful references for engineering practice and scientific research.研究背景一、模块化钢结构建筑的概念与优势模块化钢结构建筑是一种新型的装配式建筑形式,由结构稳定的模块单元通过单元间节点拼装成整体。模块单元在工厂内完成结构、围护、设备管线、室内装修等全部或大部分工作的预制与集成,运至施工现场后通过可靠的节点连接拼装成完整的建筑结构。这种建造方式将大量的现场作业转移至工厂完成,从根本上改变了传统建筑施工的组织模式。模块化钢结构建筑具有一系列突出的优势。施工速度快是模块化建筑最显著的特点——工厂预制与现场基础施工可以并行开展,现场仅需进行模块吊装和节点连接,大幅缩短了施工周期。质量可控——工厂化的生产环境使得模块的加工制作精度和质量一致性远高于传统的现场作业。绿色环保——模块化建造减少了施工现场的湿作业、建筑垃圾和噪声污染,符合绿色建造的发展方向。此外,模块化钢结构建筑还具有可拆卸重复利用的特点,模块单元在建筑使用寿命结束后可以拆卸并迁移至其他场地重新使用,具有显著的全生命周期环境效益。二、模块化钢结构建筑的应用现状模块化钢结构建筑已广泛应用于酒店、学生宿舍、公寓、医院等具有重复单元的建筑类型中。在国外,特别是在英国、美国、澳大利亚、日本和新加坡等国家,模块化建筑已经取得了长足的发展,形成了较为成熟的技术体系和产业链。英国学者Lawson等撰写的《Design in modular construction》是该领域的经典著作,系统阐述了模块化建筑的设计方法。国内的模块化建筑起步较晚,但随着我国对装配式建筑的大力支持以及“双碳”战略的推进,模块化建筑正在蓬勃发展。模块化钢结构建筑符合绿色建筑和建筑工业发展的需求,尤其适用于应急救灾建筑。在雄安新区等国家重点项目中,模块化钢结构建筑已得到示范应用。尽管如此,与发达国家相比,我国在模块化钢结构建筑的技术体系、标准规范和工程经验方面仍有较大的提升空间。三、模块化钢结构建筑面临的技术挑战模块化钢结构建筑作为一种新兴的结构形式,在受力机理、设计方法和分析理论上与传统建筑存在较大差异。传统钢结构设计中的计算假定、设计方法和整体性能指标能否直接套用于模块化结构,尚缺乏充分的理论依据和试验验证。具体而言,模块化钢结构建筑面临以下几方面的技术挑战:模块连接节点的力学性能是模块化结构区别于传统结构的关键所在——模块单元之间的连接节点不仅需要传递剪力、轴力和弯矩,还需要满足快速装配和可拆卸的要求;模块单元的刚度与承载力——模块单元在运输和吊装过程中的受力状态与使用阶段不同,需要综合考虑;模块柱的受力性能——模块化结构中柱子通常由多个模块的角柱叠合而成,形成“群柱”受力模式,其受力性能与单根柱子有本质区别;结构的整体稳定性——模块间连接的半刚性特性对结构的整体刚度和稳定性有显著影响,需要在设计中予以充分考虑。这些问题均需要系统深入的科学研究来支撑工程实践。四、综述的目的与意义在上述背景下,该文从模块连接节点、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。通过梳理已有研究的主要进展和关键问题,并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,旨在为工程实践和科学研究提供系统性的参考。研究内容该综述论文从以下四个方面系统总结了近年来模块化钢结构建筑体系的应用与研究成果:(一)模块连接节点模块连接节点是模块化钢结构建筑的核心技术问题之一。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。模块化钢结构建筑不同于传统钢结构建筑,前者具有“多梁”“多柱”的结构特征,节点构造更为复杂。文章从构件装配层面、模块化结构层面和模块化建筑层面三个层次综述了国内外模块化钢结构建筑连接节点的构造形式和研究现状。在构件装配层面,主要关注单个模块内部构件之间的连接;在模块化结构层面,聚焦于模块与模块之间的连接节点;在模块化建筑层面,则考虑模块与基础、模块与核心筒等其他结构单元之间的连接。在节点类型方面,国内外学者已提出了多种模块间连接方案,包括螺栓连接节点、焊接连接节点、插接式节点、自锁式节点等。Deng等对带盖板螺栓连接的单调和循环响应进行了系统研究;Chen等对模块化建筑内部节点进行了试验研究;Shi等提出了一种新型内套筒组合螺栓连接节点。文章对这些节点的受力机理、破坏模式、刚度特性、抗震性能等方面的研究成果进行了系统梳理。特别关注了节点刚度对结构整体性能的影响——Duan等的研究表明,模块间连接的转动刚度对高层模块化钢结构的受力性能有显著影响。(二)模块单元抗侧力体系模块单元的抗侧力体系是保证模块化钢结构建筑在风荷载和地震作用下安全性的关键。文章综述了模块单元在水平荷载作用下的受力性能和抗侧力机制。模块单元通常由四个角柱和四根边梁组成框架,墙板和楼板提供面内刚度和抗剪承载力。在水平荷载作用下,模块单元的侧向变形由框架的弯曲变形和墙板的剪切变形共同构成。文章总结了不同类型模块单元(如纯框架模块、带支撑模块、带墙板模块等)的抗侧刚度、承载力和耗能能力等方面的研究成果。此外,文章还讨论了模块单元之间的相互作用对整体结构抗侧性能的影响——当多个模块并排布置时,模块之间的协同工作效应可以显著提高整体结构的抗侧刚度。(三)模块柱受力性能模块化钢结构建筑中,竖向荷载通常由模块的角柱承担。当多个模块在竖向叠合时,角柱在楼层处通过连接节点相连,形成所谓的“群柱”受力模式。群柱的受力性能与单根柱子有本质区别——连接节点的半刚性特性使得群柱在竖向荷载作用下的轴力分布和稳定承载力不同于传统的连续柱。文章综述了模块柱在轴压、偏压及压弯等不同受力状态下的力学性能研究成果。重点讨论了以下问题:模块柱的计算长度如何取值;连接节点对柱子的转动约束如何影响其稳定承载力;群柱效应如何影响竖向荷载的分配。这些问题是模块化钢结构设计中亟需解决的基础性问题。(四)结构整体性能分析结构整体性能分析是连接构件研究与工程设计的桥梁。文章从结构整体受力性能、动力特性、抗震性能、抗连续倒塌性能等方面,综述了模块化钢结构建筑整体性能的研究进展。在整体受力性能方面,文章讨论了模块化钢结构建筑在竖向荷载和水平荷载共同作用下的内力分布规律和变形特征。在动力特性方面,综述了模块化结构的自振频率、阻尼比和振型特征等研究成果。在抗震性能方面,文章重点关注了模块间连接的半刚性特性对结构整体抗震性能的影响——节点刚度如何影响结构的层间位移角分布、塑性铰发展顺序和耗能机制。在抗连续倒塌性能方面,文章讨论了模块化结构在意外荷载作用下的荷载传递路径和冗余度。文章还指出了模块化钢结构建筑在设计分析方法、计算参数取值和整体性能指标方面套用传统标准所面临的问题。例如,传统抗震设计中的“强柱弱梁”准则在模块化结构中如何体现;模块间连接的半刚性特性如何在整体分析中合理考虑;结构的整体稳定性验算方法是否需要针对模块化结构进行专门调整等。这些问题需要在未来的研究中进一步深入探讨。结论通过对模块化钢结构建筑体系应用与研究成果的系统综述,可以得出以下主要结论:(1)模块化钢结构建筑是建筑工业化的重要发展方向。 模块化钢结构建筑以其施工高效、绿色环保、质量可控、可重复利用等突出优势,已成为国家大力推广的新型装配式建筑体系。已广泛应用于酒店、宿舍、公寓、医院等具有重复单元的建筑类型中。(2)模块连接节点是模块化钢结构建筑的核心技术问题。 模块间连接节点对结构整体性能有显著影响。国内外学者已从构件装配、模块化结构和模块化建筑三个层面,对多种类型的连接节点(螺栓连接、焊接连接、插接式、自锁式等)开展了大量研究工作。(3)模块柱的“群柱”受力模式是区别于传统钢结构的重要特征。 模块化结构中柱子由多个模块的角柱通过节点叠合而成。连接节点的半刚性特性使得群柱的计算长度、稳定承载力和轴力分布等问题需要专门研究。(4)模块化钢结构建筑的设计方法仍需进一步完善。 模块化钢结构建筑在结构特点、力学模型、计算假定和设计方法等方面与传统建筑存在较大差异。目前在设计分析方法、计算参数取值和整体性能指标套用传统标准等方面仍面临挑战。(5)后续研究方向建议。 结合现有模块化钢结构建筑相关规程和标准,建议在以下方向开展进一步研究:完善模块连接节点的力学模型和设计方法;建立适用于模块化结构的整体分析理论和设计方法;开展模块化钢结构建筑抗震性能和抗连续倒塌性能的系统研究;推动模块化钢结构建筑设计标准和施工规范的编制与完善。
    2026-3-12