带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计

装配式建筑实施过程实际是将各个模块单元浇筑拼接的过程,为有效提升装配式建筑结构刚性,通常在模块单元之间设置剪力墙,为增加模块化建筑的建设高度奠定基础。本文以某企业模块化研发楼项目为例,聚焦带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计展开,深入分析带剪力墙结构的模块化研发楼的建筑结构设计应注意的问题。利用有限元软件建立结构模型对建筑节点设计进行分析研究。最后通过相关计算,确定该建筑结构的周期比、地震剪力系数以及结构位移比都符合规范要求,说明带剪力墙结构的模块化建筑结构安全系数更高。

模块化变电站钢结构标准化深化设计工作的思考

在以标准化为基础、绿色化为方向、模块化为方式、智能化为内涵的高质量建设背景下,模块化变电站作为浙江省送变电工程有限公司落实“三型两网”建设、助推“六精四化”提升的重要手段,日益受到重视。钢结构作为模块化变电站的重要组成部分,其深化设计工作是确保变电站顺利建设、提高整体性能的关键。文章从建设效率和成本、设计可靠性、施工质量和安全、后期维保和扩建、环保可持续性及技术进步等多个方面,详细讨论了模块化变电站钢结构标准化深化设计工作的意义与实施策略,同时结合具体案例,分析了标准化深化设计在实际应用中的优势和面临的挑战,提出了未来发展的建议。

模块化钢结构梁柱子结构抗连续倒塌性能研究

模块化钢结构作为一种高度预制的装配式建筑,具有工业化程度高、绿色节能环保等优点。但是,由于模块化钢结构体系超静定次数较低,其在极端荷载工况下的抗连续倒塌性能应予以特别关注。模块化钢结构梁柱子结构作为主要的传力路径,具有多梁多柱等有别于传统框架梁柱子结构的特点,需对其抗连续倒塌性能开展研究工作。该文针对采用螺栓-角件连接节点的模块化钢结构梁柱子结构进行Pushdown试验及数值模拟,分析了在双柱失效、单柱失效工况下试件的破坏模式和抗连续倒塌机理。结果表明,梁柱子结构在两种工况下的受力机理不同:在双柱失效工况下,梁柱子结构抗力主要由梁机制提供,加载后期抗力提供方式体现出一定的悬链线机制,并随水平连接板厚度的增加而增强;在单柱失效工况下,子结构抗力主要由模块间水平连接抗剪能力提供,由梁机制及悬链线机制提供的抗力较小。

新型模块化钢结构插入式连接节点受力性能研究

为推广钢结构集成模块在高层建筑及抗震设防区域的应用,提出了一种具有附加耗能的新型全装配模块化钢结构插入式连接节点,节点采用T型连接件代替传统焊接连接实现模块单元全装配,连接件与摩擦板进行相对滑移提供附加耗能。根据节点受力及变形机理,推导其初始转动刚度理论公式。建立半装配与全装配模块化钢结构插入式连接节点的精细化数值模型,对比分析两种节点的滞回曲线、耗能能力及应力应变分布规律。结果表明,全装配插入式节点具有饱满的类平行四边形滞回曲线,其初始转动刚度理论计算值与数值结果吻合良好,有效验证了节点刚度公式的准确性。与半装配插入式节点相比,全装配插入式节点最大承载力降低约26.59%,整体能量耗散系数最大增加约70.06%,可通过T型连接件将塑性损伤转移至预设区域,保护主要构件并实现损伤可控,显著提高节点的抗震性能。

钢结构模块新型自锁-可解锁式连接节点的抗拉研究

为提高建筑用钢结构模块的施工效率、实现模块单元的快捷装配与拆卸,提出一种新型自锁-可解锁式连接节点方法,用Abaqus数值模拟软件建立了节点的精细化与半精细化有限元模型,探究了摩擦因数对节点抗拉承载性能的影响。选取上限位板厚度、下限位板厚度和上部滑块宽度为关键参数进行有限元模拟,研究各参数对节点抗拉承载力及破坏模式的影响。最后与实际节点抗拉承载力进行对比。结果表明:当摩擦因数为0.3时,新型节点承受最大拉力为1345.49 kN,较角件旋转式连接节点提升约为152%。节点抗拉承载力受上部滑块宽度影响较大,受上限位板厚度与下限位板厚度影响相对小。当上、下限位板厚度均为25mm时,在10~12mm内增加上部滑块宽度可提升节点承载拉力。

模块建筑生态化木结构及轻量化铝结构研究进展

基于木结构模块重量较轻、成本低、节能与低碳等优点及铝结构模块重量轻、耐腐蚀、易折叠等优点,通过文献分析与工程案例,对木结构模块及铝结构模块的研究和应用进展进行梳理和总结,并提出木结构模块及铝结构模块未来发展建议。结果表明木结构模块建筑可应用于农村建筑,铝结构模块建筑适宜向沿海地区发展,二者均具有一定的发展潜力,但仍需对其结构、性能等进行进一步研究。

氧化钙基多级孔隙结构储热模块的制备及其储热性能

钙循环技术由于其储热密度高,原料成本低,对环境友好等优势,被广泛视为一种发展潜力巨大的热化学储能技术。然而,传统的成型技术在传热传质以及孔隙结构的机械稳定性方面存在不足,限制了钙循环技术的推广应用。本研究创新性地提出了一种多级孔隙成型策略,通过发泡技术和模板牺牲法的结合,以及黏合剂聚乙烯吡咯烷酮的引入,成功制备了具有多级孔道结构、良好循环稳定性和较强力学性能的CaO基储热模块。实验结果表明,该储热模块具有从60纳米到1.2毫米级的大跨度多孔结构,并实现了材料与结构的一体化设计,其形成的自支撑结构避免了引入惰性支撑体带来的储能密度降低问题。经过100次循环稳定性与抗压强度测试,储热模块保持了结构的完整性,储能密度达到1094 kJ/kg,抗压强度达到0.31 MPa。并且本工作提出的储热模块合成策略工艺流程简洁,避免了繁琐的步骤和对高成本设备的依赖,适应工业化大规模生产的需求。本研究为钙循环技术在热化学储能领域的应用提供了新的视角和解决方案,有望推动钙循环技术的进一步发展和商业化进程。

灌浆插筋式模块钢结构连接节点力学性能试验研究

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法.研究结果表明:①在轴向压力作用下,此节点上下两侧空钢管发生屈曲破坏,轴压承载力约为钢管截面屈服承载力的97%,表明此节点具有较好的抗压承载能力;不同钢筋直径试件的荷载-位移曲线基本一致,表明节点的抗压承载力与钢筋直径无关;②在轴向拉力作用下,试件在节点的连接缝隙处发生分离,灌浆料表面呈现了斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的极限抗拉承载力为钢管极限承载力的28%~32%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小;③在弯矩作用下,试件一侧受拉、另一侧受压,在节点的连接缝隙处钢管发生分离,受拉区灌浆料形成斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的抗弯承载力为钢管承载力的37%~47%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小,试件的屈服位移和极限位移均增大.

全模块化铝制天桥下部结构设计与力学分析

为了解决目前现存人行天桥桥墩设计过于保守,未能充分利用铝合金材料自重轻的优点,以及城市管网密集布设导致的城市地下结构施工困难等问题,结合钢材和混凝土2种材料的特性,采用钢材降低桥墩材料用量,并采用灌浆套筒、预埋件和螺栓锚固的连接方式,提出一种具有轻量化、模块化、拼装简单的新型全模块化铝制天桥桥墩;通过与传统独柱式桥墩对比,分析结构的力学性能,对桥墩的承载力水平、基础对土体的影响范围等方面进行研究。有限元数值分析结果表明,新型结构的承载能力高于传统结构,在减少材料消耗的基础上保证了结构的可靠性;基础的数值模拟结果表明,微型群桩承台基础对土层的影响范围小于桩柱式基础,有利于减小施工时城市管网造成的施工困难。

水下控制模块安装工具结构设计与对接精度分析

水下控制模块是水下生产系统的关键部件,针对水下控制模块在水下如何精准、高效、安全地实现回收和再安装工作的问题,本文设计了一种水下控制模块安装工具。对此安装工具进行了机械结构的设计,将安装工具各部分结构在工作过程中的作用进行了介绍。针对安装工具能够顺利完成水下控制模块的安装,基于安装工具各部分结构对接精度关系分析,通过数学建模与仿真分析,得到影响水下控制模块安装精度的原因,设计合理的安装精度参数。将仿真分析得到的数据与设计参数相比较,可证明水下控制模块的结构设计能满足水下控制模块的对接定位精度要求。结果表明:各精度参数满足水下控制模块安装工具设计要求,在此设计参数下安装工具能够完成水下控制模块的精确安装。

红色资源、模块结构与审美涵育——地方高校中国现当代文学课程改革探索

地方高校中国现当代文学课程应根据现实情势、学校及课程本身的特点与地位作出积极变革:彰显中国现当代文学的丰富内涵和独特风貌,聚焦红色资源,引入地方文艺,形成课程特色与优势,在文学史中照亮“四史”红线,在作家作品中阐发社会主义核心价值观;汲取“模块化”教学改革培养应用型人才的经验,重塑融知识、能力、素养、价值于一体的课程结构;通过作家、作品,依托现代信息技术手段和地方文化等,在多个向度营造审美涵育空间。中国现当代文学课程据此可以在课程内容、形态、教学情境、方法、手段等方面形成合力,最大程度地发挥立德树人、推进美育与课程思政、培养创新与实践人才的功效,以及在地方高校课程改革与建设中的示范引领作用。

一种AUV模块化载体结构设计与实现

随着科技的不断发展,水下作业任务呈多样化、复杂化的趋势,针对自主式水下无人航行器功能多样性的问题,采用模块化的设计思想,提出一种载体结构设计方法。以某300 m级探测型AUV为例,对本文提出的载体结构进行验证。水池试验结果表明,本文提出的模块化载体结构运行情况良好,保证了AUV各项功能的实现,可为水下无人航行器的工程设计提供参考。

基于流固物理场的电机逆变器功率模块散热结构优化设计

散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分析了功率模块内部温度场及湍流流线的分布情况。在此基础上,进一步分析了导热胶脂参数、环境温度、风扇面积及格栅面积对功率模块温升的影响,得到一种优化后的功率模块流固物理场结构模型。结果表明,考虑空气流场的流固物理场模型能分析电机逆变器功率模块内部的温度,也可确定影响其温升的关键性因素。经优化后,在环境温度为20℃和125℃下,该模型能分别有效降低电机逆变器功率模块23.1%和10.01%的温度。该研究为电机逆变器功率模块的封装热设计提供了参考,同时为功率模块结温的在线估算提供了依据。

模块化随钻电磁波测井仪器结构对测量信号的影响

常规的随钻电磁波测井是一种重要的地层流体评价方法,但其不具有方位特性。为此,提出了一种具有较好方位探测特性的新型模块化随钻电磁波测井仪器结构。为准确了解模块化随钻电磁波测井仪器结构对测量电压信号的影响情况,采用有限元法建立了三维模型,探究了仪器各部分的影响规律。研究得出:随着钻铤和天线槽填充物电阻率增大,接收电压信号出现了突变区间且与仪器的频率和几何尺寸密切相关;盖板材料的电阻率对接收信号强度的影响较大,盖板应选择电阻率比金属稍低的材料,而测量信号随传感器本体电阻率增大而增大,因此传感器本体应选择非金属材料;钻铤和填充物的电阻率较小时,接收电压信号有明显的衰减,填充物电阻率较大时其影响可以忽略;通过扣除空气介质中的仪器响应,可以较好地消除仪器结构的影响,扣除仪器结构影响后线圈中磁通量减小,导致仪器信号低于扣除前。该研究结果可为实际测井仪器的设计制造提供理论依据。

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。

模块化混凝土结构抗震性能研究进展

模块化混凝土结构是一类以工厂预制、现场组装的三维模块为基本单元的混凝土结构,具有装配率高、施工周期短、质量控制好等特点。按参与受力程度的不同,将模块化混凝土结构划分为模块完全参与受力、部分参与受力和不参与受力3类。对比分析了3类模块化混凝土结构的特点及模块化混凝土结构中典型的节点连接方式,概述了国内外有关其抗震性能的研究现状,介绍了减隔震技术在模块化混凝土结构中的应用研究现状,并总结了相关技术标准与工程应用最新进展。最后,对模块化混凝土结构的研究方向进行了展望。

基于需求-功能-结构关系矩阵的导弹模块划分方法

模块化导弹能够利用分系统的灵活装配快速形成典型作战单元以适应复杂多样化的作战任务,是未来导弹武器系统的重要发展方向之一。针对传统的导弹模块划分方法无法充分发挥导弹模块化特性带来的架构优势问题,提出一种基于需求-功能-结构关系矩阵的导弹模块划分方法。首先,基于质量功能展开(quality function deployment,QFD)和公理设计方法提出连接设计需求、设计功能与物理组件相互作用关系的设计结构矩阵(design structure matrix,DSM)构建方法,并引入约束矩阵描述物理组件在机械、电气和功能上的关联度,以此形成基于遗传算法的导弹模块划分流程。最后,以一防空导弹为应用实例进行模块划分,并通过需求回溯分析验证模块划分结果的合理性和可行性。

基于石墨嵌入式结构的SiC功率模块热仿真与优化

SiC器件相比于Si器件,具有更高的功率密度,表现出高的器件结温和热阻。为了提高SiC功率模块的散热能力,提出了一种基于石墨嵌入式叠层DBC的SiC功率模块封装结构,并建立封装体模型。通过ANSYS有限元软件,对石墨层厚度、铜层厚度和导热铜柱直径进行分析,研究各因素对散热性能的影响,并对封装结构进行优化以获得更好的热性能。仿真结果表明,石墨嵌入式封装结构结温为61.675℃,与传统单层DBC封装相比,结温降低19.32%,热阻降低27.05%。各影响因素中石墨层厚度对封装结温和热阻影响最大,其次是铜柱直径和铜层厚度。进一步优化后,结温降低了2.1%,热阻降低了3.4%。此封装结构实现了优异的散热性能,为高导热石墨在功率模块热管理中的应用提供参考。

基于堆叠框架结构体系的混凝土模块集成建筑研究

模块化集成建筑因其工业化、绿色化、智能化、集成化的优势被快速推广应用。基于堆叠框架结构体系的混凝土模块建筑根据其模块形式、节点类型和计算假定会产生不同的产品分类,其应用场景和适用范围也不同。通过构造设计、试验研究和理论分析探究连接节点的力学性能;通过混凝土模块化建筑在受到竖向荷载和水平荷载的传力机制和受力机理分析,提出了基于堆叠框架结构体系的混凝土模块化建筑结构设计方法。研究表明,根据不同的应用场景,将混凝土模块产品分为三类。连接节点安全可靠,可应用于混凝土模块化建筑中;两阶段抗震设计与抗倒塌设计的结构设计方法有效可行,可用于指导实际工程设计。

模块化多孔结构的变形模式及吸能特性

模块化多孔结构相较于传统一体式结构能够更加灵活地满足装配需求,研究其变形模式和吸能特性,可为多孔结构在工程中的应用提供新思路。选用具有正泊松比效应的正六边形和具有负泊松比效应的内凹形作为模块化多孔结构的填充单元,共设计了8种结构,并进行了准静态压缩实验。实验结果与有限元模拟计算结果吻合良好。研究发现:不同填充方式的结构具有不同的变形模式,其中正六边形填充表现出明显的剪切破坏带,交替填充能较好地保持单元的初始形状;2层填充多孔结构的压缩力峰值均大于3层填充结构,2层结构的比吸能也大于对应的3层填充结构;正六边形填充结构的总吸能、平均压缩力和比吸能在4种填充方式中均最小;内凹形填充结构的总吸能和平均压缩力均最大,且其比吸能保持在稳定且较高的水平。