基于装配式建筑钢结构方案设计的全生命周期碳排放研究

为研究装配式建筑不同钢结构方案的全生命周期碳排放差异,对某实际预制建筑项目分别进行模块化钢结构方案和钢框架方案设计,并基于全生命周期评价理论定量分析两者的全生命周期碳排放。结果表明,模块化钢结构的全生命周期碳排放总量比同等规模的钢框架结构高10.61%;运行阶段和建材生产阶段是两种结构体系全生命周期碳排放中占比最大的两个阶段,分别达到了73.33%和81.11%;模块化钢结构的模块重复利用及施工的高效率可有效降低碳排放量。最后,提出了钢结构建筑的减碳设计策略,为低碳建筑设计提供参考。

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。

模块化设计在实训基地建筑中的应用研究

基于实训基地项目建设背景,提出模块化设计策略。从模块化建筑的独立性、装配性和通用性等特性出发,围绕模块化设计体系的构建、建筑功能模块划分、模块单元选型、模块组装等四个方面阐述了模块化设计在实训基地建筑中的应用,最后通过综合比较传统现浇结构、装配式结构(装配式混凝土结构、装配式钢结构)、模块化钢结构,指出模块化钢结构设计在实训基地项目中的应用优势,并分析了钢结构模块化建筑设计的应用特点,以期实现绿色建筑可持续发展。

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。

基于智能建造技术的某既有高层建筑增设电梯实践探索和成效分析

本文针对既有高层建筑加装电梯困难问题,某项目采用一体化设计、三维仿真运力分析、预制化生产、智能化施工、智慧运维等全套技术手段来解决管理困难、设计复杂、结构安全等问题。该项目是一次对既有建筑增设电梯工程与智能建造模式有机结合的最新探索,为新型建筑工业化和促进建筑业高质量发展探索路径、积累经验,展现了新技术在我国既有建筑改造领域的应用前景。

“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。

新型钢结构模块自锁解锁式连接节点有限元分析

针对提出的新型钢结构模块自锁解锁式连接节点,通过ABAQUS有限元软件建立了节点精细化有限元模型,进行了节点在拉力作用下的静力性能分析。通过参数化分析研究了插头颈宽、旋转卡笋颈宽和转轴直径3个参数对节点破坏模式及抗拉承载力的影响规律,提出了节点设计的建议取值。结果表明:影响新型自锁解锁式连接节点的抗拉承载力的关键因素为转轴直径;在转轴直径不超过10 mm时,增大直径大小有利于提高节点屈服承载力。

钢结构装配式模块化建筑连接节点研究综述

钢结构装配式模块化建筑是一种新兴的建筑结构体系,具有高度集成化的特点,已成为当下工程领域研究热点。本文基于国内外相关文献资料的调研分析,对模块间连接节点的构造形式(螺栓连接、焊接与栓焊混合连接、预应力连接及自锁式连接)与力学性能进行了系统梳理与总结,指出了目前模块间连接节点研究存在的不足,并对此提出了相关建议,以期为此类建筑的相关设计及工程应用提供参考。

新型钢结构模块单元柱节点抗震性能分析

为了使钢结构模块化建筑能够适用于中高层建筑,需要对模块单元柱节点构造进行改进。根据钢结构模块单元柱的连接特点,提出了一种适用于中高层模块化建筑的新型钢结构模块单元柱节点构造方法,并采用有限元模拟方法,以腋角、地板梁与顶板梁刚度比、梁柱强度比等为设计参数,对新型钢结构模块单元柱节点的抗震性能进行模拟分析。分析结果表明,新型钢结构模块单元柱节点的初始刚度及延性系数随着梁柱强度比的降低而增大,地板梁与顶板梁刚度比等于1,或设置腋角的钢结构模块单元节点具有较好的抗震性能。新型钢结构模块单元柱节点在循环荷载作用下均是模块梁上、下翼缘发生破坏,符合“强柱弱梁”的设计要求。

基于柔性支撑的多层钢结构模块化建筑抗震性能研究

柔性支撑具有用钢量小、连接构造简单,焊接工作量小,生产安装效率高、对装饰影响程度小等优点,在钢结构模块化建筑中具有广阔的应用前景。本文主要提出了一种柔性支撑在结构整体设计中的等效建模方法,并以深圳某多层模块化酒店为例,对比研究了纯框架模块、框架-柔性支撑模块以及框架-刚性支撑模块的抗震性能。对比结果表明,柔性支撑在调节结构自振周期和振型方面能够发挥较好的作用,在多遇地震下能够发挥与刚性支撑近似相同的抗侧作用,在罕遇地震下可能存在受拉屈服和松弛的现象。综合考虑安全性、经济性和生产安装效率,建议在抗震设防烈度较低的低多层钢结构模块化建筑中采用柔性支撑作为抗侧力构件,以提高建筑整体的抗震性能。

模块化建筑的分析与运用——以上海金山化工园区某工程项目为例

该文对模块化建筑与传统钢结构建筑做了对比与剖析。结合上海金山化工园区的某工程项目实例,从设计、施工、工程管理、造价、性能、环保多个不同的角度剖析两者的特点和优劣差异,虽然目前国内模块化建筑发展还未到成熟阶段,但是模块化建筑有着传统钢结构建筑无法比拟的优势。随着模块化行业的不断发展完善,模块化建筑必将成为主流的建筑工程体系。

钢结构模块化建筑连接节点研究综述

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,制约在实际工程中应用,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。

应急医疗模块化建筑的结构设计

对于应急医疗建筑,要求在最短时间内完工投入使用,同时仍需满足一般医疗建筑的功能要求,将常用于临时建筑的模块化轻型钢结构应用于此类建筑,由于荷载及使用需求的变化,无法简单套用此结构形式,须采取合理加强措施,提高结构的刚度及承载力。以一栋应急医疗建筑为例,介绍了结构设计中结构选型及基础设计等各方面要点,对模块单元及整体进行力学分析,计算结果表明,通过一系列加强措施,结构刚度及承载力可满足规范要求;根据建筑屋面防水及机电设备放置的需求,在屋顶设置了柱网与模块箱体相协调的轻型钢结构坡屋架,对此坡屋架进行了相应结构设计,结果表明轻钢桁架可满足规范要求。参考相关规范对结构设计的主要方面进行分析,结果表明,当采取合理的加强措施后,此类轻钢模块结构可用于二层医疗病房建筑。

轻型模块化钢结构组合体系在第十届中国花卉博览会酒店项目中的设计与应用

第十届中国花卉博览会酒店项目由酒店客房及其他配套用房组成。结合客房区建筑模块化及标准化的特征,创新性地采用了轻型模块化钢结构组合结构体系,系统介绍了轻型模块化钢结构在项目中设计与应用的情况。建设初期对不同模块拆分方案的优缺点进行了对比,确定了结构最终的模块单元划分。对结构设计中的关键问题和解决方案进行了重点阐述,包括基础设计、施工误差引起的荷载偏心处理、连接节点及计算模型的设计处理等。对结构进行了整体分析,结构整体计算指标均能满足规范相关要求。项目建设速度快,会后可快速拆除及整体运输,模块箱体可异地循环使用,具有较大的综合效益。通过本工程的实践,成功应用了该模块化结构体系,为该体系在类似项目中的推广提供了可靠的工程经验。

钢结构模块建筑的实践与探索——以北京亦庄N20蓝领公寓项目为例

本文以北京亦庄N20蓝领公寓项目为例,从装配式钢结构模块化建筑的历史发展与应用场景分析为切入点,总结梳理了我国现阶段模块化钢结构技术标准的主要内容,给出了针对不同建筑高度下的钢结构模块结构体系方案的选择建议。通过分析N20项目在模块化技术应用过程之中的实践与探索,提出现阶段模块化建筑实践与探索过程之中的问题与思考,为我国发展模块化建筑的这种新型建造方式提供了解决方案。

多层钢结构模块与钢框架复合建筑的结构设计

以一栋多层钢结构模块建筑为主要研究对象,通过制订科学的结构体系,将钢框架复合结构体系和钢结构模块相互融合,设计出钢结构建筑物的构件和节点。将模块建筑和传统钢框架结构进行对比后发现,可将传统钢结构设计方法应用在模块建筑中,以提高建筑物整体稳定性。通过利用有限元分析发现,建筑物每个指标都能满足行业规范要求。

模块化数据中心钢结构制作质量及精度控制技术

随着5G的部署和各类应用的发展,未来数据中心的类型和应用场景将会更加丰富;未来数据中心的基建属性会越来越强,模块化钢结构箱式数据中心具有快速部署、快速组装、快速迁移、建设成本低、高空间利用率、高防护能力等多种优势,使用户能在短时间内完成数据中心的建设或是扩展,为用户提供了应对数据中心快速、灵活需求的最佳解决方案。就模块化箱式数据中心钢结构加工制作及设备、质量控制、精度控制技术等方面展开分析,提供模块化箱式数据中心钢结构制作方法,缩短制作周期,为数据中心结构制作提供行之有效的技术参考,加快推动模块化钢结构建筑的市场规模化应用。

钢结构模块化建筑防水失效问题原因分析及预防措施研究

钢结构模块化建筑是由若干个箱式单元堆叠组合而成的建筑,具有集成预制率高、现场施工快等特点,应用前景乐观,然而防水失效问题不断出现,制约了此类建筑的推广发展。本论文结合已实施的多个模块类项目的工程实践,从箱式单元自身防水失效与模块化建筑现场施工后接缝防水失效两方面问题进行原因分析并提出预防措施,研究结论对改进钢结构模块化建筑的防水质量具有一定指导意义。

外露结构件对钢结构模块化建筑外墙整体耐火性能试验研究

钢结构模块化建筑系统具有高生产率、高质量、短工期、少噪音等固有优势,被广泛用于医院、学校、酒店、住宅等建筑领域。在实际项目中,钢结构模块建筑外墙一般设计有幕墙、外挂和外墙设备等固定用结构连接件,其对建筑外墙的整体耐火性能有一定影响。因此,本研究对外露结构件的钢结构模块建筑外墙进行了耐火试验研究,在欧标标准火灾升温曲线下,对墙体外露结构件的直接受火和整体加载,测量和分析了墙体内部钢结构、背火面的温度和墙体承载能力的变化,以确定发生火灾建筑外墙损害的发展情况,判定建筑外墙达到的耐火等级。本研究对钢结构模块化建筑中建筑外墙的防火设计提供了有用的火灾试验数据,其他学者做进一步研究提供参考。

标准化束柱住宅钢结构体系研究

随着我国城市化进程的高速推进,多高层工业化住宅已成为建筑工程界的发展热点。对一种新型住宅结构体系——标准化束柱住宅钢结构体系进行了研究,以实现模数化和标准化设计为原则,通过应用该体系对不同建筑方案进行试设计,具体确定了其构件组成。同时,通过技术经济对比分析,考察了标准化束柱住宅钢结构体系应用于多高层住宅的可行性。验证了标准化束柱住宅钢结构体系是一种适应住宅产业化需求、极具推广价值和发展潜力的新型钢结构住宅体系。