集装箱式模块化建筑结构设计

对5层叠箱体系钢结构建筑设计过程中结构体系和结构构件的选择方法进行了介绍。为保证结构的安全可靠,将不同软件计算的小震状态下结构总体指标与现行的规范、规程、行业标准进行对比,比较中震和大震的弹塑性时程分析结果,判断塑性铰对结构稳定的影响。对箱体中的梁柱连接节点进行有限元建模分析,结果表明:结构在不同工况下受力合理,安全可靠。

模块化钢结构双向螺栓连接方管柱-柱节点抗拉性能研究

模块化钢结构建筑是一种新型装配式建筑,其具备较高的工业化水平,在国内得到了大力发展。雄安新区容城县贾光中学扩建项目工程采用模块化钢结构叠箱体系,为便于上下单元房模块间连接和安装,提出一种新型单元房承插式连接柱-柱节点,该节点通过螺栓与套筒实现上下柱连接,单元房之间竖向连接在风荷载作用以及多遇地震作用下不应发生竖向分离,对3个足尺节点试件进行抗拉试验,分析其破坏形态、螺栓剪力分布和抗拉承载能力等,探讨了节点有无注浆和螺栓数量对节点承载能力的影响;基于现有文献中高强螺栓抗剪承载力设计值计算方法,提出了该新型节点的抗拉强度设计公式;建立了可靠的数值模型,对螺栓数量和螺栓直径进行了参数分析,研究其对节点抗拉承载力的影响,并将参数化分析结果与理论计算结果进行对比。研究结果表明:在轴向荷载作用下,试件均发生高强螺栓群剪切破坏,同时无浆节点试件发生内套筒孔壁压屈,灌浆节点试件出现灌浆料局部压溃现象,并伴随着钢材与灌浆料界面间的黏结破坏;试验加载前期,高强螺栓群所受剪力呈端部大、中心小的分布,加载后期,高强螺栓群的剪力差值逐渐减小,达到极限承载力时,高强螺栓群所受剪力趋于均匀分布;该新型节点依靠高强螺栓群抗剪承担轴向拉力荷载,单个螺栓的抗剪承载力平均值较GB50017—2017《钢结构设计标准》计算值提高了76.9%;节点注入灌浆料后,灌浆料和高强螺栓协同工作,抗拉承载力较无浆节点提高14.1%;螺栓数量由3个增至5个,由于摩擦力增大和单个螺栓所受剪力的减小,节点抗拉承载力提高80.9%;增大螺栓直径,则弹性阶段螺栓预紧力提高、塑性阶段螺杆与孔壁的接触面积增大,节点的抗拉承载力增大;有限元参数化分析结果和理论计算结果误差均控制在10%以内,所提出的节点抗拉强度设计公式较为准确地预测了该新型节点在轴向拉力作用下的抗拉承载能力,为实际工程应用提供理论参考。