《箱式钢结构集成模块建筑技术规程》编制情况介绍

系统介绍中国工程建设标准化协会标准T/CECS641-2019《箱式钢结构集成模块建筑技术规程》(以下简称《规程》)编制背景、编制研究工作及内容概况,重点阐述模数协调、建筑防火、结构抗震、施工验收等方面的研究成果,以期促进《规程》的推广应用。

箱式钢结构集成模块建筑设计实践

雄安市民服务中心企业办公区采用箱式钢结构集成模块建筑体系进行建造,箱式钢结构集成模块具有建筑生产周期短、建造质量高、产品绿色环保等优点,技术成熟度较高,是一种比较彻底的工业化、标准化建造技术。本文从建筑结构布置、结构体系等方面对箱式钢结构集成模块建筑的结构设计进行了阐述,同时根据模块建筑的受力特点建立了简化模型,提出了结构计算过程中的计算假定,并采用两种不同的计算软件进行对比计算分析。本工程对模块建筑的连接节点进行了优化改型,根据改型节点进行了单调加载试验,研究连接节点的传力机理、节点刚度、抗剪、弯极限承载力和破坏模式,提供了必要的试验数据,为节点的理论计算模型与设计方法的提出奠定了一定的基础。

箱式钢结构集成建筑教学楼功能模块产品探索

本文针对箱式钢结构集成建筑在学校建筑中的应用进行探索。该体系从产品化思维的角度,采取DFMA(面向制造和装配的设计)一体化全流程设计和智能制造的方式,实现高品质学校教学楼建筑建造。实现“两提两减”(提高质量、提高效率、降低消耗、降低成本)和“快、好、省”的目标,进一步促进模块化建筑在学校建筑中的高质量应用。

模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法,分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数,形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题,并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算法的求解方法。通过一例基于L形平面可行域的数值算例,阐释了所提出方法的可行性和有效性。数值算例结果表明,在相同目标函数下的模块化钢结构建筑布局方案最优解不唯一;基于遗传算法的智能生成式方法可在较小的计算代价下得到较优的可行解,并可为模块单元尺寸的选型提供依据;基于平面密铺算法的智能生成式方法适应于不同的模块单元集,并在给定模块类型的基础上给出模块单元总数最低的布局方案。通过对比2种智能生成式方法的寻优结果,建议采用基于遗传算法的智能生成式方法初步确定模块单元的尺寸,并进一步结合2种智能生成式算法求解不同的最优平面布局方案。

新型多高层钢结构箱式模块建筑的设计

箱式模块建筑是一种工厂化程度很高的预制装配式建筑体系。它具有施工速度快、生产效率高、建造过程环保等优点,符合目前国家提倡的工业化建造政策导向,具有良好的市场前景。然而传统模块建筑通常采用方钢管柱,存在连接不便的问题,为此,提出一种采用槽形截面钢作为模块梁柱的型钢模块建筑体系,可较方便地用高强度螺栓进行模块间的连接。首先,以一栋普通住宅为例,将其改造为采用槽形截面钢作为主体结构构件的箱式模块化钢结构,提出了模块建筑的结构设计与建模方法,通过调整不同布置方案和楼层数,来考察该种模块建筑及其设计方法的适用性。然后,为验证等效设计方案的适用性,分别对梁柱构件进行受力分析对比。最后,针对梁进行等代设计的不足,对箱体拼接后形成的组合梁的等效刚度进行了理论分析和实例验证。

箱式钢结构集成模块化建筑建造实践案例

箱式钢结构集成模块化建筑是一种实现模块单元工业化生产和现场化组装的新型装配式建造方式,对推动我国装配式建筑技术的革新与应用起到积极作用。对模块建筑的技术内涵特点与应用现状进行叙述,并以东莞市某项目为依托,重点从建筑设计、结构设计、现场施工安装等方面对箱式钢结构集成模块建筑建造实践进行系统研究,旨在为模块建筑推广提供案例实践经验。

箱式集成模块建筑钢结构设计探讨

根据箱式钢结构集成模块建筑工程设计案例,结合工程结构理论、相关技术规程和标准,对箱式模块建筑结构体系特点和节点构造形式深入分析研究,提出改进型叠箱结构理念,并就其主要设计思想和技术方法进行论述和探讨。建议:①考虑在抗震设防烈度7度及以下地区,采用改进型叠箱结构等代箱-框结构,建造相同高度的模块建筑;②对于高层箱式模块建筑,在不同抗震设防烈度和风压地区,其箱体结构强度、箱体之间组构强度及刚度、箱体与非箱体结构协同受力及刚度分配、抗结构连续性倒塌能力等方面,还需要通过可靠的实验数据求证空间结构计算和分析的不确定性。

多层钢结构模块建筑筒体结构受力分析与仿真

在地震荷载作用下,建筑物内部结构会出现不同程度形变,严重时甚至会有倒塌危险。因此,研究了多层钢结构模块建筑筒体结构的受力性能。利用薄壳理论得出筒体的挠度、转度、弯矩与剪力等参数,确定模型及其边界条件,利用ABAQUS、插值算法选取恰当的有限元单元,采用整体式方法划分有限元单元,构建完成筒体结构有限元模型。当筒体结构与刚度分布均匀时,选用振型分解反应谱算法分析筒体结构受力性能,反之,则选用时程分析算法分析其受力性能。实验结果表明,在水平、垂直方向施加荷载时,筒体结构会经历弹性、弹塑性强化与塑性变化过程,在1100KN时筒体产生负刚度,且存在剪力滞后效应。

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。

钢结构模块化建筑深化设计中BIM信息的传递与应用

钢结构模块化建筑深化设计中存在大量的零件、构件、分总成和总成,在BIM设计中,如何传递这些信息,成为制约装配式深化设计效率的关键因素。本文基于BIM Revit平台应用程序,通过进行二次开发,实现达成信息传递和信息优化,提出了信息思路和方法,优化了设计流程,提高了30%~40%的设计工作效率。

箱式集成模块建筑钢结构设计分析

随着低碳经济理念和国家的相关产业发展措施的提出,钢结构在我国建筑领域中的使用比率大大提高,越来越多的建筑使用钢结构。箱式集成模块钢结构建筑又被称之为"绿色建筑",钢结构在建筑上的应用是对绿色低碳经济理念的落实和贯彻,目前来看,钢结构在我国的使用仍然还比较少,我国仍然是以传统的钢筋混凝土为主要的建筑材料,因此,需要加强对箱式集成模块建筑钢结构的研究工作,进一步加速箱式集成模块建筑钢结构的普及。

模块化钢结构住宅外墙对建筑能耗的影响研究——以上海地区为例

外围护结构的热工性能直接影响建筑能耗。为寻找有利于夏热冬冷地区模块化钢结构居住建筑的外墙,基于某典型乡村住宅项目,对采用6种外墙的设计建筑和参照建筑进行全年能耗模拟,分析建筑能耗差异。结果显示,保温模卡砌块砌体墙和水泥纤维板轻钢龙骨组合墙对模块化钢结构建筑节能更有利,保温材料及其厚度显著影响节能效果,不同外墙的的参照建筑热工参数不同时无法以围护结构节能率简单反映外墙的节能效果差异,为类似项目的外墙选型提供参考。

钢结构模块建筑挤压式竖向自锁连接节点设计研究

在“双碳”背景下,具有工厂预制、快速建造、绿色低碳、可循环使用等优点的钢结构模块建筑已成为建筑工业化的发展热点。该建筑体系中节点设计对现场施工效率有着重要影响。针对钢结构模块建筑角柱连接节点,借鉴弹簧卡扣的基本原理,进行了既兼顾节点受力需求又构造简单的自锁式连接节点设计研究。系统论述了该节点的基本原理、构造及强度设计、加工制作方法等,采用有限元数值模拟软件对该节点的基本受力性能进行了分析研究;分析了该节点的优缺点,给出了现场施工安装方法,同时提供了解锁构造设计及水平互联竖向自锁节点构造设计等附加功能构造设计。该节点在满足受力需求的前提下,具有原理清晰、构造简单、不需要施工操作空间、无需留设施工孔、无开洞削弱、可快速装配等优点,为钢结构模块建筑的节点设计和研究提供了有益参考。

钢结构模块建筑非对称冷弯薄壁型钢柱轴压承载性能研究

随着建筑工业化进程加快,钢结构模块建筑得到快速发展,其中低多层钢模块建筑常采用冷弯薄壁轻钢结构体系。对轻型模块柱常用的非对称冷弯薄壁“C”型单柱,以及常见的长肢拼合、短肢拼合和四肢拼合模式下的组合模块柱开展了模拟实际拼接边界条件的轴压试验研究,得到了模块柱的初始缺陷特征、轴压失效模式和承载性能。轻型模块柱初始缺陷主要体现为外伸肢的向内或向外鼓曲变形;轴压承载时均产生外伸长肢的弯曲变形,进而引发轻型模块柱产生弯扭失稳破坏;长肢拼合柱轴向承载性能最弱,且外伸长肢的稳定性能为影响模块柱轴压性能的主要因素。该结论可为钢结构模块建筑中轻钢模块柱的承载力设计计算及构造设计提供重要参考。

钢结构集成模块建筑新型节点力学性能研究

为推广钢结构集成模块建筑在抗震设防地区的应用,解决传统节点不能与模块内部装修配合的技术困难,提出一种应用于钢结构集成模块建筑的螺栓-封板组合节点.建立了其简化力学模型,推导了其初始转动刚度和抗弯承载力计算公式,并通过11个足尺试件的单调加载和循环加载试验对其进行验证.结果表明,上部模块地板梁和下部模块天花板梁无组合效应,独立承担弯矩;所提螺栓-封板组合节点为半刚接节点,可有效传递地震作用引起的轴力、弯矩和剪力;节点初始转动刚度和抗弯承载力的试验结果与所提计算公式吻合较好,验证了节点简化力学模型和理论计算公式.

基于某高层钢结构模块化建筑工程的新型节点连接技术研究与应用

以山东省烟台市某高层钢结构模块化建筑项目为例,通过对新型钢结构灌浆连接节点技术进行研究与应用分析,将传统钢结构建筑节点连接技术与新型钢结构模块建筑灌浆连接节点技术做了对比。介绍了新型钢结构模块化建筑灌浆连接节点的设计原理、灌浆料性能试验、灌浆连接技术,并且对其带来的工程应用效益做了相应的分析。同时,通过应用实例展望了新型灌浆连接节点技术在钢结构模块化建筑以及新型建筑工业化中的应用前景。

模块化钢结构体系在低多层建筑中的应用研究

为探究未来模块化钢结构建筑体系的发展方向,本文对国内外模块化钢结构建筑的应用场景和发展历程进行调研分析,分析国内外模块化钢结构体系形式和研究现状,总结模块化钢结构体系发展趋势。研究结果表明:模块化钢结构体系在住宅、变电站等低多层建筑中应用前景广阔,主要结构体系包括集装箱结构体系和轻钢结构体系。其中集装箱建筑箱体间的组合方式多样,箱体之间通过角件进行连接,目前对单个集装箱抗侧刚度、承载力和集装箱体系设计进行了系统研究。轻钢框架结构体系的研究主要集中在节点连接,模块间连接节点形式包括螺栓连接、自锁式连接、焊接及栓焊组合连接、插入式连接等。因为当前所选取的节点大多数应用于边柱和角柱之间的连接,可用于高层模块化建筑的节点较少,因此新型高效模块化钢结构连接节点的研发仍然十分迫切。承重保温装饰一体化墙板、可折叠可拆卸模块化钢结构建筑和近零能耗模块化建筑等是国内低多层模块化钢结构建筑的主要发展方向。

钢结构模块化建筑在学校工程中的关键技术研究

本文以广东省深圳市某中小学建设工程项目为例,详细介绍了钢结构模块化建筑相关细部设计构造及施工要点。通过对钢结构模块化箱体进行建筑与结构体系优化,实现工程项目绿色、低碳、快速建造,在短短8个月内顺利完成了学校工程建设任务,为莘莘学子早日踏入校园提供了有力保障。本文重点阐述模块化建筑设计与建造全过程关键内容,为类似工程提供参考借鉴。

钢结构模块化建筑机器人系统设计及实践

在传统的钢结构模块化建筑生产中,生产自动化程度较低,生产不同规格产品时,需频繁调整工装,并且对焊接工人焊接工艺要求很高。为解决这些问题,提出一套面向钢结构模块化建筑的机器人系统生产线,包含装配、焊接、总装等流程,通过自研的RoBIM系统的控制,能够根据订单情况进行自适应的柔性生产。通过应用实践,证明了该机器人系统生产线柔性化、智能化、高效率等优点。

“双碳”背景下模块化装配式钢结构建筑施工技术探析

“双碳”背景对装配式建筑行业产生了积极的影响,模块化装配式钢结构建筑施工技术得到了高度重视。通过对模块化装配式钢结构建筑施工技术的研究,总结“双碳”背景下模块化装配式钢结构建筑施工技术的要点,对其应用范围及方式展开论述。模块化装配式钢结构建筑施工技术可以大大减少施工时间和人力成本,减少传统建筑材料的使用,提高建筑的质量和安全性。在“双碳”背景下,模块化装配式钢结构建筑施工技术是建筑行业中一个重要的发展趋势,可为行业带来更多的发展机遇。