多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析

多层模块化钢结构的设计摘要：装配式建筑设计中，钢结构是主要的结构体系之一。

随着绿色建筑理念的落地和发展，钢结构建筑的应用有着十分广泛的前景，钢材料的材质优势，使得钢结构的抗震性能、环保性能十分突出。

在大型场馆、公共建筑领域钢结构技术已经较为成熟，工业建筑中应用钢结构建筑还存在较大的不足，推广轻钢结构的工业建筑是我国未来工业建筑建筑发展的重要方向。

关键词：多层模块化；钢结构；设计引言：钢结构建筑的推广有利于促进钢铁产业的发展，我国作为世界上钢铁产量最多的国家，提升钢产量的应用能力，对于整个产业的助力是非常明显的，钢结构建筑的环保优势也是实现建筑绿色化的重要保障，符合我国工业升级的目标要求。

基于此，本文就多层模块化钢结构的设计要素进行了分析，为钢结构在工业建筑方向的应用提供几点建议。

1.多层模块化钢结构的概念在工业建筑设计中使用模块化理念是当前建筑的重要设计理念，模块化结构的建筑是为了提升竞争力而产生的一种工业建筑建筑模式，这种建筑模式的适应性较强，能够通过多样性的组合来满足人们对于工业建筑的高品质需求[1]。

多层模块化钢结构不仅仅是构件模块或者空间模块的结构设计，而是以模块化的设计方案实现对整个空间布局的优化，使用模块组合成最佳形式的工业建筑结构。

模块化的工业建筑能够实现对工业建筑设计的分解、组合，将标准的模块进行合理组合实现建筑的设计目标，模块的组合是多层模块化钢结构应用的核心内容，在组合模块的过程中要围绕工业建筑模块的划分、系统组合的有效性以及系统的分解原则来展开。

多层模块化钢结构应用是具有动态性特征的，在运用模块结构进行工业建筑组合的过程中，既要满足建设的需求，又要满足拆除的需求，这是多层模块化钢结构应用的基本流程。

2.多层模块化钢结构的应用形式2.1全模块的钢结构工业建筑全模块的钢结构工业建筑指的是以整体吊装的方式实现对模块的组合，在全模块钢结构中，所有的模块都集中于单元模块内部，当前最常见的全模块钢结构工业建筑是集装箱。

浅谈多层钢结构模块建筑结构设计与分析发表时间：2020-04-01T05:29:36.357Z 来源：《防护工程》2019年22期作者：谢绪军[导读] 在合理化设计基础上确保模块建筑结构各项指标都符合规范要求，在实际应用中功能作用充分发挥。

淄博市规划设计研究院山东省 255037摘要：模块建筑属于全新的建筑体系，通过合理化连接以及安装各个模块单元，提升模块建筑结构的安全系数。

因此，本文结合工程实例，从不同角度入手客观分析了多层钢结构模块建筑结构设计，在合理化设计基础上确保模块建筑结构各项指标都符合规范要求，在实际应用中功能作用充分发挥。

关键词：浅谈；多层钢结构；模块建筑结构；设计；分析模块建筑的每个房间都是模块单元，预制生产的同时运输到施工现场，在合理连接各个模块单元过程中进行规范化组装。

设计是模块建筑建设的重要方面，要在确定结构体系的基础上科学设计模块单元以及节点，在结构计算模型确立基础上进行结构、连接件承载力等计算分析，深化完善的同时保证多层钢结构模块建筑设计质量。

一、工程实例以某地区某多层单元式民用钢结构模块建筑为例，建筑总面积4600平方米，建筑结构的主体高度为19.5米，地上有5层，层高为3米，局部为6层，层高为4.5米，没有地下室，采用的是钢模块、钢框架作用下的复合结构体系。

该模块建筑的抗震设防烈度为七度，基本风压是0.5kN/m2，属于丙类建筑，施工场地为Ⅲ类，场地的粗糙程度属于B类，安全等级属于2级。

二、多层钢结构模块建筑结构设计1、明确结构体系以及设计模块单元以建筑功能、模块尺寸、结构设计为切入点 [1]，根据各自需求，明确该多层单元式钢结构模块建筑结构体系。

在建筑功能方面，门厅设在该模块建筑的中部，连通第一层、第二层的同时设立适宜的大开间，楼梯、电梯设在建筑中部以及角部位置。

在模块尺寸方面，通过工厂预制生产钢模块单元，根据运输、吊装两大层面需求，运往现场的钢模块单元宽度范围大都为2.5米到3.5米，高度不能在4.5米以上。

钢结构设计总说明一、设计概述钢结构设计是建筑工程中的重要环节，其主要目标是确保钢结构的安全性、稳定性和功能性。

本设计总说明旨在为钢结构设计提供全面的指导和说明，以确保设计过程中的规范性、合理性和可行性。

二、设计依据1、国家相关法规、规范和标准，如《钢结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》等。

2、工程合同、技术规格书等项目文件。

3、建筑、结构、水暖电等专业设计任务书。

4、地质勘察报告、环境条件等自然条件。

三、设计参数1、钢材材质：本工程采用Q345B、Q235B等钢材。

2、构件截面尺寸：根据结构计算和构造要求确定。

3、连接方式：采用焊接或螺栓连接，具体根据受力情况和使用要求4、涂装材料：采用醇酸防锈漆、防火涂料等。

四、设计流程1、方案设计：根据项目需求和条件，进行结构方案构思和比选。

2、初步设计：进行结构布置，确定主要构件截面尺寸和材料，进行荷载计算和内力分析。

3、施工图设计：根据初步设计结果，进行详细的结构施工图设计和构件加工图设计。

4、深化设计：对施工图进行深化设计，包括节点详图、构件编号和加工要求等。

5、设计审查：进行专业审查和校核，确保设计的安全性和合理性。

五、注意事项1、设计过程中应充分考虑建筑物的使用功能和荷载情况，选择合适的结构形式和材料。

2、严格遵守国家相关法规、规范和标准，保证设计的安全性和合规3、加强与各专业之间的协调与配合，确保设计的整体性和一致性。

4、对设计中出现的问题及时采取措施进行处理，确保设计的顺利进行。

钢结构厂房设计总说明一、概述钢结构厂房是一种以钢材为主要结构材料的工业建筑形式，其设计的主要目的是为了满足工业生产过程的建筑空间需求和环境保护要求。

本设计总说明旨在为相关人员进行钢结构厂房的设计提供全面的指导和建议。

二、设计原则1、满足生产工艺需求：钢结构厂房的设计应首先满足生产工艺的需求，包括生产流程、设备布置、物流运输等。

2、确保结构安全：钢结构厂房的结构设计应确保其在各种可能出现的荷载条件下都是安全的，包括风载、雪载、地震等自然力。

多层钢框架结构设计及分析黄戴春;冯剑;张佩;陶晓亮【摘要】the steel frame structure is widely used in civil-ian residential, office buildings, senior high-rise office build-ing business, such as, steel frame structure position arranged flexibly, can achieve the spatial structure of large span and lar-ger space, meet the demand of large space building function, with light weight, high strength steel frame steel structure char-acteristics, high strength, good ductility, structure has good seismic mechanics performance. Through domestic widely used PMCAD modeling and SATWE structure analysis, structure de-sign software can effectively analyze the calculation design, flex-ible structure, to ensure the safety of the structure design, reli-able, and decrease the cost of design, installation, manage-ment, and design to create a good economic benefits for the en-terprise.%钢框架结构广泛应用于民用住宅、办公楼、高层(超高层)写字楼等商业建筑物，钢框架结构位置灵活，能实现大跨度、大开间的空间结构，以满足建筑物大空间功能需求，钢框架结构具有轻质高强性能特点，强度高、延性好，钢结构建筑具有良好的抗震力学性能。

多层钢结构模块建筑结构设计研究摘要：钢结构是我国工程建设过程中应用非常普遍的一种基本框架结构，具有很强的稳固性和耐用性。

应用于多层建筑时，需要基于工程建设的全局进行考虑，确保钢结构设计符合标准规范，同时优化钢结构的资源配置，充分发挥钢结构具有的作用。

实际进行多层钢结构模块建筑结构设计时，难度系数非常大，这在一定程度上制约了模块建筑的发展，本文对多层钢结构模块建筑结构设计进行了探究，希望给有关人员提供参考。

关键词：多层钢结构；模块建筑；结构设计0引言钢结构设计在建筑设计中一直都非常重要。

与传统混凝土结构和砌体结构比较而言，钢结构建筑具有更强的稳定性和可靠性，而且给生态带来的不良影响更少。

不仅如此，使用模块建筑的成本更小、施工时间更短、施工质量更佳，因为这些优点，所以模块建筑结构被广泛应用于建筑设计施工中，而这种模块建筑都是提前在设计工厂中制定好的，然后在实际的施工过程中应受到施工现场进行组装。

模块建筑结构体系设计涉及很多种类的结构体系，有力的推动了我国建筑领域的发展和进步。

1探析多层钢结构模块建筑结构的优势现阶段，多层钢结构模块建筑结构已经是建筑领域的主要发展方向，在满足当代人们住宅需求的同时，对于建筑结构设计方面有了更加严格的标准，可以有效的确保建筑结构的稳固性和可靠性。

在多层建筑结构中应用钢结构，有利的规避了传统砌筑结构存在的不足，具有更大的价值和优势。

1.1美观性钢结构的整体框架具有简洁的优势，应用的原材料也非常单一，在施工时，工作人员需要保证这些钢结构的材料质量符合施工建筑的要求，同时施工人员使用钢结构进行接触设计和建筑布局规划工作，在设计过程中可以对钢结构整体框架进行灵活调整，进而更好的塑造建筑造型，保障建筑结构的安全性和稳定性[1]。

1.2简便性钢结构施工操作非常方便，而且操作流程也很简单，可以事先预制钢结构，采取装配式施工的方式进行钢结构建筑的建设，可以在很大程度上简化施工现场的操作步骤，保障施工的安全可靠，同时操作起来非常方便，可以大幅度减小施工时长，有效提升建筑工程项目的经济效益。

多层钢结构模块的结构设计与力学性能探析摘要：建筑工程施工技术的发展，简化了施工模式，加快了建筑工程的施工速度。

多层钢结构模块在建筑工程施工中的应用，大大缩短建筑工程的施工周期，减少费用支出。

本文从三个方面进行阐述，详细说明多层钢结构模块在建筑工程施工中的应用优势，推动建筑工程的快速发展。

关键词：多层钢结构模块；结构设计；力学性能近几年，国家较为重视住宅产业化的发展，大力推行装配式建筑，模块建筑属于装配式建筑的一种形式，能够有效缩短建筑工程的施工周期，实现建筑施工的绿色环保发展。

多层钢结构设计主要是以建筑设计方案为基础先构建一个符合规定要求的框架，以构建科学的、合理的建筑结构体系，钢结构模块间通过插销螺栓进行连接，与传力路径设计原则保持一致，能够简化方案，简化设计，科学有效的分析设计结果，最大化的展现多层钢结构具备的优势。

一、多层钢结构模块的优势大部分多层钢结构模块是在工厂中进行加工与制作的，属于一种流水线作业，能够有效提高建筑工程的施工质量，大大缩短建筑工程的施工周期。

1.建造时间缩短建筑工程中使用多层钢结构模块在工厂中进行加工制作时，建筑施工现场可进行基础工程的施工建设，而多层钢结构模块在工厂中制作完成后进入施工现场，在施工现场所需的施工操作量较少。

且多层钢结构模块在工厂中进行加工制作时，不用担心气候与温度等天气因素的影响，大大缩短多层钢结构模块的制作时间，缩短工程建造时间，同时也大大减少资金成本的投入。

2.施工质量良好模块化建筑属于一种装配式建筑，装配率超过80%，因此大部分的模块化建筑的配件与建造过程是在工厂中完成施工装配的，通过机械化形式进行操作，能够有效避免误差，大大降低施工差错率，使得建筑工程的施工质量得到有效保证。

3.实现建筑工程施工的绿色环保发展多层钢结构模块是在工厂中加工制作完成的，大大降低建筑工程施工现场丢弃的垃圾量，特别是多层钢结构模块在建筑工程施工中应用时，能够有效避免建筑材料的浪费，能够大大降低建筑工程施工现场的噪音量与粉尘量，有效避免施工现场建筑材料的过量堆积，实现建筑工程的绿色环保发展，同时也有效避免对施工现场周围居民的日常生活产生过多的不良影响。

多层钢框架的结构设计分析摘要：本文以模工程为例，主要了介绍了中心支撑和钢框架—支撑体系的构造和性能进行了比较，并提出了两种结构体系在设计中应注意的问题分析。

关键词：钢框架结构；结构设计；要点1工程概况本工程长为56m，宽为25m，共两层，层高均为4.5m。

抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，地震加速度为0.10g，场地类别为Ⅳ类。

风荷载为0.55KN/m2。

底层为办公和商业，二层为仓库，中间的钢柱均不能升至屋面，活荷载为 5.0KN/m2。

由于需要缩短施工工期，故除屋面大跨度梁采用工厂加工制作，其余构件均采用国标型钢。

在最初确定结构体系时，并不是凭经验确定的，而是在钢框架和钢框架－中心支撑两种结构体系两个结构体系的比较结果的基础上，进行了进一步的分析探讨，又结合了建筑物本身的特点和要求，最后工程确定采用钢框架结构体系，这个结构体系详见图1、图2。

本工程的基础采用的是桩基础，并且基础之间是设置了基础拉梁的，可以保证本工程的基础是非常牢固的。

2钢框架结构和钢框架－中心支撑结构的布置采用钢框架结构体系时(见图1)，在1轴和10轴的钢柱通高采用方管400×12，在A轴和E轴的2至9轴的钢柱通高采用方管300×12，一层其余钢柱采用方管250×12;GKL1采用了400×200×8×13的H型钢，GKL2和GL1均采用了346×174×6×9的H型钢，屋面GJ1采用了变截面的H钢(型号为500～700×180×6×8，每隔3m设置角隅撑);屋面GXG采用了圆管89×4;屋面水平支撑采用了带花篮螺栓的20圆钢。

在屋面B、C、D轴的端跨处，仍然采用钢框架梁，与相邻跨的屋面梁GJ1处设置为铰接，以减少与此相连的框架柱在X方向的长细比过大，避免造成用钢量的加大。

整个建筑物的结构构件均采用Q235B钢材，最终的主钢材用量为103吨，平均用钢量约为40Kg/m2。

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。

而在搭建这种具有复合型结构的建筑时，设计人员需要结合应用多种设计方法，将钢框架设计法与多层钢结构模块设计法结合应用。

使结构设计工作更具合理性，本文以实际的建筑设计案例为参考，对其该类建筑的结构设计方法进行研究。

关键词：多层钢结构模块；钢框架；复合建筑结构；设计方法随着城市的现代化程度增强，很多复合式建筑出现在城市之中，虽然复合式建筑可以满足多种建筑应用需求，但是其结构设计工作却比一般的建筑的结构设计更为艰难，设计者需要对建筑的各个部分进行协调，避免建筑的不同部位出现冲突的情况。

在设计复合式建筑的结构时，设计者常常会选择构建出钢框架与多层钢结构模块的复杂结构形式，本文对其设计状况进行分析。

1 案例情况分析由于复合式结构建筑的设计工作难度系数高，本文将结构设计方法带入到实际的建筑结构设计工作之中，进行具体化分析，本文先对工程概况进行研究。

案例之中建筑属于办公楼，其位于城市新区之中，周围具有极为丰富的旅游资源，周边环境极好，与航海道相连，建筑的总体面积为2536.3m2，建筑总体层数为3层，局部位置为4层，建筑的整体高度为16.4m，建筑标准层的高度为3.9m，首层高度为5.4m，该建筑并没有地下空间，从其层数特点来看，可以被划分到多层建筑范围之中，选用的结构模式为复合式钢框架结构系统为钢结构模块。

2 设计概况2.1 设计结构系统在为该建筑提供结构设计时，需要做好模块单元的处理工作，在其他结构设计工作开始之前，先加工好结构单元，再将已经完成加工的结构单元运送到建筑现场，通过吊装的方法来安装模块单元，负责安装结构单元的工作人员需要事先了解吊装规范，按照规范完成安装模块单元，吊装的宽度大约为3m，高度不能超过4m。

探析多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计作者：郭艳艳来源：《中国房地产业·上旬》2020年第12期【摘要】建筑结构设计，是当代建筑形式实践的主导形式。

为此，本文结合建筑设计院有限责任公司的实践基本情况，着重从结构设计、关键构件确定等方面，明确多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计要点，以达到明晰技术实施核心，不断促进国内建筑设计领域发展的目的。

【关键词】多层钢结构模块;钢框架;复合建筑;结构设计复合建筑，是一种新型建筑设计形式，它是在建筑体系之上，通过多重建筑材料重新组合的方式，增加了建筑整体的承重能力、负载能力。

为了在当前建筑行业竞争逐步激烈的状态下，使我国建筑整体发展到新的高度之上，以复合建筑为依据，进行新型建筑形式的研究，可以说是行业技术方式创新的具体体现。

1、结构体系部分设计复合建筑，当前主要以公寓楼建设为主要代表，此类建筑设计的主要特征为，横向空间一般，纵向空间较大[1]。

它与传统的房屋建筑之间的相似点是横向空间规划上，依旧可以按照原有的模块单元规划法进行设计;而不同点在于，纵向空间的预留比例要增加。

因此，国内房屋整体进行复合建筑设计期间，结构框架部分的规划上，首先是要从钢结构的整体尺寸上进项合理调节，其次是进行钢结构拼装组合时，应尤为突出的考虑纵向框架部分的支撑能力。

比如，某地区建设工程，就是多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构，为适应当前社会的建设与发展需求，设计人员将该部分的规划要点归纳为：（1）复合建筑进行结构规制和科学安排期间，首先是从横向空间部分进行具体工作方面的规划。

为避免复合建筑上空间预留不规范，设计人员按照常规建筑“一室一厅”的规格进行模块设计，设计单元预留宽度为3-5米。

（2）复合建筑纵向建设和规划环节上，空间高度部分以5-7米为适宜。

（3）本次复合建筑部分研究期间，框架设计上层部分以框架梁、柱承担作为主要目标，而底部设计上以底部支撑探究为主。

建筑结构具体设计上，以“H”型结构为复合建筑的重力承担梁。

钢结构建筑的结构分析与设计随着现代建筑技术的不断发展，钢结构建筑的应用越来越广泛，成为城市建筑的重要组成部分。

与传统的混凝土结构建筑相比，钢结构建筑具有重量轻、施工快、可重复使用等优点，其灵活性和美观程度也得到了广泛的认可。

本文将详细讲述钢结构建筑的结构分析与设计。

1. 钢结构建筑的结构形式钢结构建筑的结构形式多样，可以分为框架结构、管结构、网壳结构、刚构架结构、索结构等。

其中，框架结构是最常见的一种结构形式，其特点是刚性强、构造简单、施工方便。

框架结构由竖向柱、横向梁和斜向撑杆等构成，其组合形式种类繁多。

在钢结构建筑的设计中，框架结构常常是首选的结构形式，因为其适用面广、可靠性高。

2. 钢结构建筑的力学性能钢结构建筑的力学性能是指其在受到外力作用时的应力、变形及破坏形态。

对于不同的钢结构建筑，其力学性能也存在差异。

在钢结构建筑设计时，需要根据建筑的规模、用途、场地等因素来确定其力学性能。

例如，高层建筑的结构需要具有很强的抗震性能，而大跨度的钢结构建筑则需要具备很强的承载能力。

钢结构建筑的力学性能主要受到四个因素的影响：材料性能、构件尺寸、构件的连接方式和外力作用。

在材料的选择上，高强度低合金钢是常用的建筑材料，其具有优异的力学性能。

钢结构建筑的结构构件尺寸的大小和数量直接影响力学性能，应在设计中精确计算。

构件连接方式包括焊接、螺栓连接、铆接等，应根据构件的特点和场合来选择。

外力作用是钢结构建筑的设计的重要方面，应考虑到各种力（如风力、重力、地震力等）的作用和合力情况。

3. 钢结构建筑的设计流程钢结构建筑的设计流程主要包括以下几个步骤：(1) 初步设计：包括建筑布局、荷载计算、结构形式确定、轻型结构构件的尺寸计算、初始边界条件等内容。

(2) 详细设计：包括轻型结构构件的详细设计、材料选型、详细的荷载分析、施工工序等内容。

(3) 施工图设计：包括轻型结构构件的CAD制图、施工图设计、构造图表及施工图细节等内容。

1引言近年来,多层钢框架结构应用范围不断拓展,而多层钢结构中有很多重要构件,如钢桁架、钢梁、钢柱等环节,连接方式是以螺栓连接、传统焊接为主,且连接节点数量趋于多样化,工作人员每天需要完成较大工程量。

同时,钢结构在不同模块单元连接时,由于模块单元连接方法过于简单,且不同大小的模块连接方法存在严重差异性,工作人员通常采用专用节点形式进行连接。

在正常情况下,专用节点连接方式采用螺栓拉杆连接和插销连接方式,从而保证模块间角部连接节点的刚度能达到行业要求。

基于此,本文以一栋多层钢结构模块建筑为主要研究对象,根据建筑要求和模块尺寸数据,来选择结构体系类型,提出钢框架复合结构体系和钢结构模块,合理设计所采用的构件和节点。

同时,将模块建筑和传统钢框架结构进行对比后,合理应用传统钢结构设计方法,来提高建筑物整体稳定性。

另外,通过利用有限元软件构建分析模型,计算在不同情况下建筑物的实际数据,并将实际数据和行业标准进行对比,确保建筑物每个指标都能满足行业规范要求[1]。

2工程概述某办公楼项目坐落在天津市滨海新区,西侧是中央大道旅游区,南面距离航海道2.5km ,办公楼总面积为2536.2m 2,建筑层数为3层,高度16.4m ,首层高度在5.4m ,标准层高度3.9m 。

目前,工作人员未设计地下空间,是现代最常见的多层建筑,整体结构是由钢框架复合结构体系和钢结构模块体系组成[2]。

【作者简介】李艳爱（1983~），女，河北唐山人，工程师，从事建筑结构研究。

多层钢结构模块与钢框架复合建筑的结构设计Structural Design of Multi-Story Steel Structure Module andSteel Frame Composite Building李艳爱（山西元工电力工程设计有限公司，太原030000）LI Yan-ai(Shanxi Yuangong Electric Power Engineering Design Co.Ltd.,Taiyuan 030000,China)【摘要】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。

浅析多层建筑钢结构的设计与施工摘要：钢结构住宅体系区别于传统体系住宅的内容主要是指主体钢结构体系、外围护墙和内隔墙体体系以及楼板体系。

多层钢结构住宅一般采用装配式结构，其优势是施工速度快，建筑布局限制小。

其结构都是由多层水平的楼盖和竖向的柱、墙等组成。

开发、生产新型钢结构住宅体系替代现有砖混结构的新型建筑结构体系有着重要意义。

本文针对建筑钢结构的施工技术进行了论述，以供参考。

关键词：钢结构多层建筑设计施工钢结构与其它结构相比，在使用功能、设计、施工以及综合造价方面具有大跨、轻型、重载、高耸、结构性能好、整体性强、抗震性佳、造价低、施工速度快，环保等诸多优点的钢结构工程，逐渐取代了传统的砖混结构及混凝土框架结构，已被广泛运用于桥梁、民用建筑，高层建筑，工业厂房等。

1．钢结构建筑的特点1.1 强度高、自重轻、抗震性能好。

钢材的强度比混凝土、砌体和木材要高出很多倍，荷载相同时，所需构件截面小。

钢结构住宅以工厂生产的钢梁、钢柱为骨架．并采用轻质墙板．所以自重较轻，一般是普通钢筋混凝土住宅的70％左右。

钢结构具有良好的延展性，抗震性能好且震后受损轻，而且由于钢材便于加工，灾后容易修复。

我国是一个地震多发国家，在地震区建筑中应推广应用钢结构住宅，可以大大减少地震灾害和人员伤亡。

1.2工业化程度高、施工周期短。

钢结构除基础以外，所有构件及其配套部件均由专业工厂标准化生产，然后运至工地安装。

产品质量稳定可靠，施工机械化，施工速度快，因此施工周期比传统建筑可缩短一半。

施工作业受天气及季节影响较少，并且可以工厂制作与现场安装平行进行，大大缩短建造周期。

1.3布局灵活、净使用面积大。

钢材强度高，可以采用大开间柱网布置。

利用非承重墙体灵活分隔室内空间，形成丰富多样的户型，能更好地满足不同用户的需求。

由于钢材强度高，梁、柱等构件截面小，结构在建筑面积中所占的部分少，使用面积较钢筋混凝土住宅提高4％～8％。

而且，钢结构住宅空间中有许多孔洞和空腔，方便管线布置、更换，也可增加建筑的净高。

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析作为房屋建筑中的重要形式和组成内容，多层钢结构与钢框架复合建筑在房屋建筑中的应用十分广泛，故而对其进行分析和研究有着十分重要的现实意义。

本文针对多层钢结构模块和钢框架复合建筑结构的设计进行分析与分析，以期能够对其发展应用能够有所帮助。

标签：多层钢结构模块；钢框架结构；特点；分析研究随着我国经济化和社会的持续稳定发展，房屋建筑成为人们一直关注的焦点。

不同的房屋建筑结构，其各自的设计要求和施工特点也时不同的。

在房屋建筑中时是选用钢结构还是钢框架或者时二者兼具的复合结构，要根据实际需求来定。

在此形势下，本文针对多层钢结构与钢框架复合建筑的结构进行设计和分析以期能够对其应用和发展有所助益。

1、钢结构模块与钢框架结构概述多层钢结构应用较广，其主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，采用焊缝、螺栓或铆钉连接的方式连接各个构件。

钢结构自重较轻，且施工简便，故而应用十分广泛。

而钢框架结构则是由钢梁和钢柱所组成的能承受垂直和水平荷载的结构。

钢框架结构的杆件一般采用实腹式或构件式。

钢杆件的连接一般用焊接，也可用高强螺栓或铆接。

房屋建筑的实际过程中要结合实际需求，结合两种结构都有其各自的特点，选择使用哪一种结构，当然也可以采用兼具两种方式的复合结构。

2、多层钢与钢框架复合建筑结构的设计及要求2.1总体设计本文将对首层有大空间，二层有天桥的建筑进行分析和设计，所以不采用单独的钢结构或钢框架纯，而是结合建筑的功能需求，采用为钢结构模块与钢框架复合结构体系，即首层和二层和三层采用钢框架结构，其他模块则采用钢结构模块。

2.2建筑结构模块单元的划分建筑平面图以及模块划分图如图1和图2所示，在建筑的西南角采用钢框架结构，其余采用钢结构和钢框架的复合结构，并根据实际将其分析若干个小模块。

每个模块其长度大约为8米，宽度约为3.5m，高度约为 3.6m，其具体尺寸根据实际情况可以进行大致调整。

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计探究陈浩发布时间：2023-05-29T08:50:39.316Z 来源：《建筑实践》2023年6期作者：陈浩[导读] 为适应社会发展的脚步，满足民众的实际需求，工程建设企业正不断寻求新型的建筑设计方案和施工方案，多层钢结构模块和钢框架复合建筑结构建设模式应用，以实际的工业园区建设为例，分析研究建筑多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构的设计要求和具体施工技术应用方案，通过一系列数据研究和对比，分析多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构技术要求的优势，可为相关工作者提供帮助｡身份证号码：33068219961203xxxx 摘要：为适应社会发展的脚步，满足民众的实际需求，工程建设企业正不断寻求新型的建筑设计方案和施工方案，多层钢结构模块和钢框架复合建筑结构建设模式应用，以实际的工业园区建设为例，分析研究建筑多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构的设计要求和具体施工技术应用方案，通过一系列数据研究和对比，分析多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构技术要求的优势，可为相关工作者提供帮助｡关键词：多层钢结构；钢框架；关键节点；技术设计要求在建筑工程实施过程中，多层钢结构模块应用范围十分广泛，由于钢结构中部比较重要的零部件数量较多，工程建设量极大，常需要使用建筑企业所提供的专用节点形式｡建筑专用节点连接形式一般需要使用螺栓拉杆等方式，以此保证模块之间角度连接间的刚度和稳定性，由于专用节点连接结构普遍具有外部形式简单､稳定性强､施工简单等优势，因此该施工模式普遍适用于模块单元的连接｡1工程概述本文以某工业园区为例，分析多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构体系的设计要求和技术应用方案｡简要概述该工程：某建筑是用于办公的低层公寓，面积范围约3140m，建筑物共4个楼层，总高度是15.5m，第一层的高度是4.5m，其余高度为3.3m，其中没有地下室或者地下车库，该建筑物选用的是钢结构模块与钢框架复合结构体系｡2钢框架施工特点2.1施工强度由于钢框架在基础建设环节上，其内部零部件比木质材料或者混凝土材料重量更轻，结构强度更高，其中基础钢框结构承重相比木结构，建筑质量至少轻30%~50%左右，并且钢框结构相比传统框架更坚固､更耐用｡2.2制造简单钢框架复合建筑实施过程中，钢材质螺栓生产过程中，尺寸参数种类较多，能够按照订单设计实际情况进行生产和制造，此种施工现状意味着此种施工模式能够定制出不同建筑类型､尺寸大小的建筑荷载｡2.3耐火性由于现代化钢框架施工结构具有极高的防火性能，能够减少建筑物产生的火灾风险，能够在火灾产生时阻止火势蔓延｡2.4耐潮性钢框架在实施环节上，具有良好的防潮应用性能，其性能取决于钢材质基础碳物质基础含量，为了保证钢框架施工效果和质量水平，需要使用可以防锈的热量锌镀层，以此保证钢结构零部件不会受到水资源的腐蚀和影响｡3多层钢结构施工要点3.1工厂制作多层钢结构施工过程中，应经过厂家生产和制作两个阶段，完成施工现场和安装，要保证多层钢结构施工顺利开展，实际开展钢结构模块与钢框架复合建筑设计以及工程制作时应对钢结构制作以及安装生产能力进行详细的考察，对于增强多层钢结构施工质量和发展进程具有重要意义｡针对此种现状，多层钢结构施工需要针对工厂生产和制作各个流程与环节开展合理的方案设计，如：核心零部件加工技术方式､零部件生产工艺､加工流程以及生产工艺设备等｡3.2钢结构预制首先钢结构生产和H型钢焊接完成之后，应按照钢结构安装流程和工艺需求在钢平台上进行钢结构预制和结构安装，以此确保钢结构焊接和制作质量水平｡其中钢材拼接间距和腹板连接缝隙焊接间距应大于200mm，而钢结构双翼边缘板材拼接长度则不能小于板材宽度的2倍左右｡为了板材安装便捷，确保板材安装安全性，板材进行结构焊接时，应尽可能确保焊接质量水平，并且在板材上将立柱､横梁上的强化钢筋结构板､连接结构板以及衡量等结构按照施工图纸和方案设计进行小组对比与结构焊接｡在钢平台上预制生产的钢结构零部件除了需要按照施工图纸和设计规范以外，还需要充分考虑施工现场安装工艺性和零部件尺寸变化｡4构件设计要求在建筑工程中，有很多烦杂的工作步骤和多个工作要求，因为构件的设计和规划情况能直接影响到整体的设计效果和最终的应用效果，所以在进行多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计工作时，须提升构件设计能力，提升建筑的品质，减少施工建设期间的一些不必要的问题，为后续工作提供安全保障｡相关工作人员要提升对构件设计工作的重视程度，并根据构件设计方案进行实际的施工工作｡具体而言，这栋办公楼选择的是抗震效果达到二级的Q235B钢，所以在设计构件时需按照GB5011—2010《建筑抗震设计规范》中的具体标准进行工作，将轴压比控制在恰当的范围内，尽可能提升整个钢结构模块的抗震能力｡另外，首层和其他楼层的梁柱截面也是不一样的，相关的标准要求也不一样，所以计算方法也不一样，按照实际情况计算之后，最终确定的结果是首层框架柱截面的设计方案有2种，包括240mm×10mm､300mm×10mm，但是其他楼层框架的柱截面的面积需按照标准选择240mm×10mm的方案｡5打造结构计算模型5.1办公楼建设的结构计算参数按照GB50011—2010《建筑抗震设计规范》（2016年版）的相关要求和一些其他的建筑资料可知，办公楼建筑的抗震设防烈度一般都为8度，基础的地震加速度是0.209g（g为重力加速度），设计这类建筑物时的相关参数很多，基本标准参数见表1｡表1结构计算参数确定的参数数据丙类Ⅳ类0.650.55B类三级设计者需综合考虑各种影响因素，利用计算模型分析上述参数是否恰当，再进行下一步的工作｡5.2合理简化节点的技术要求实际上，在设计钢模块各单元的连接节点时，设计者须按照相关标准要求选择恰当的技术方案｡具体来说，插销连接的组合方式比较常用，可确保钢铁模块连接强度符合国家标准要求，为后期施工工作的正常运行提供保障｡设计节点时，需重视传统钢框架与模块单元之间的连接节点设计方案，保障该部分节点的贴合性，才可确保中部建筑更牢靠，建筑物的整体品质符合标准要求｡设计该办公楼的相关节点结构时，可灵活应用ANSYS有限元软件，打造较简单的节点方案，如十字形节点模型，建筑的房梁､房柱和短柱都可用软件中的Beaml89单元进行模拟，建筑拉杆可利用Link8单元进行模拟｡然后利用软件绘制出骨架曲线，再把绘制的曲线图和实体模型的骨架曲线图相比较，最终得出结论｡实体模型的极限荷载约86kN，极限位移是134.1mm，被简化的节点模型的极限荷载是77kN，极限位移是114.1mm，弹性位移范围也差不多，弹性均为50mm｡由此可见，简化节点并不影响建筑最终的品质，还可减少很多不必要的步骤，减轻工作人员的工作负担，所以有必要进行节点简化工作，利用相关技术提升工作成效｡5.3最终确定建筑模型应用软件分析相关数据后，再确定建筑模型和相关要求是一种非常有效的方法｡但也不能完全依赖虚拟数据和虚拟技术，实际场地的施工要求还是要在实地考察研究分析之后才能确定，在更改完相关数据之后，再进行模拟实验，直到最终确定出完美的结构设计方案后，才能开始进行建筑工程建设工作｡6结论由此可见，对于现阶段建筑工程施工现状进行详细分析，同时充分结合工程项目建设现状，本文总结施工模块信息参数､尺寸数据以及建筑应用功能等方面的基础需求，同时进行相关技术分析和讨论之后，充分总结出钢框架施工特点，以此作为基础条件，建立相关的参数模型，最终对房屋建筑零部件和施工节点进行方案设计｡参考文献：[1]赵宝军，王琼，陈志河，等.深圳市多层钢结构模块化幼儿园的抗震分析[J].广东土木与建筑，2021，28（05）：26-29.[2]闫争科.多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计探究[J].建筑技术开发，2021，48（03）：13-14.[3]杨超，徐亚冲，欧进萍.装配式钢模块柱-柱和梁-梁组合的框架结构及其抗震性能分析[J].地震工程与工程振动，2022，42（01）：34-45.。

多层钢结构模块建筑结构设计探讨模块化建筑是实现工业化的一种新兴建筑结构形式。

针对钢结构的模块-框架复合建筑结构，简述拟建的一栋多层钢结构模块与钢框架复合建筑的工程情况，对郑州市某拟建公寓进行模块尺寸和施工要求对拟建的多层钢结构模块与钢框架复合建筑进行结构体系构建，并对其构件和节点等进行设计。

在结构体系构建中，发现由于构建和节点较多，受力效果不理想。

文章以多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构入手，通过分析其结构体系、构建和节点，对其结构进行设计和研究，以期为多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计提供参考性建议。

标签：多层，钢结构，模块建筑，设计模块建筑是一种新兴的建筑体系，是以每个房间作为模块单元，在工厂中进行预制生产，完成后运输至现场，并通过可靠的连接方式组装成为建筑整体。

国外AnnanCD等提出了一种楼板骨架为工字梁，柱为方矩管的钢框架式模块，且模块单元之间采用柱顶端板直接焊接的方式进行组装。

国内王燕等提出了一种新型的装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点。

刘学春、张爱林等提出了一种模块化装配式斜撑节点和另一种模块化装配式高层钢结构梁柱连接节点。

一、工程概况某多层单元式白领宿舍，无地下室，地上5层，层高3m，局部6层，层高4.5m，结构主体高度16.45m，建筑面积约为4600m2。

二、结构体系与模块单元设计（一）结构体系的确定从模块尺寸、建筑功能和结构设计三方面需求出发，确定建筑的结构体系。

1、模块尺寸：钢模块单元需要在工厂内进行制作加工，制作完成后运输至施工现场，根据国家相关道路运输规定以及吊装的需求，模块单元的宽度一般为2.5～3.5m，且高度不超过4.2m。

2、建筑功能：建筑中部设有门厅，首层和2层连通设立大开间，建筑中部和角部设有楼梯和电梯。

3、结构设计：模块单元不宜设置支撑，采用钢框架体系，便于布置支撑，提高结构的抗侧刚度。

综上考虑，项目最终采用钢模块与钢框架复合结构体系，即建筑中部和楼、电梯部分采用钢框架结构，其余部分为钢结构模块单元。

钢结构模块化与门式刚架组合结构应用及设计分析发布时间：2022-10-12T06:18:19.529Z 来源：《工程建设标准化》2022年第11期第6月37卷作者：黄金明[导读] 近年来，国家大力推行装配式建筑，模块化建筑是装配式与产业化相结合的产物。

黄金明深圳市建筑设计研究总院有限公司,广东省深圳市518000摘要：近年来，国家大力推行装配式建筑，模块化建筑是装配式与产业化相结合的产物。

该体系中每个模块化空间单元均在工厂进行加工，预制，装修，通过陆运或海运运输至项目现场，将模块可靠连接，形成建筑整体。

模块化建筑预制比例一般可超过85%。

钢结构模块化与门式刚架组合结构是在模块化建筑基础上应运而生的钢结构装配式建筑，此结构形式开始应用于便民市场、仓库等大空间结构中。

关键词：钢结构模块化；门式刚架；组合结构；应用；设计分析引言门式刚架因具有自重轻，组装方便，施工便捷，等特点，经常被用到厂区房屋新建、改扩建的项目中。

然而在既有建筑中，经常会遇到底层为混凝土框架，二层为门式刚架结构的房屋，这种房屋一般出现在厂区用房中，一层作为办公，二层作为生产车间，然而这种结构类型的房屋，目前并无专门针对此种结构的相关规范条文。

1.节点设计简介模块单元之间的连接大部分采用定位销加高强螺栓的组合连接形式，充分确保模块之间的水平力传递，保证强度与刚度。

该连接节点符合铰接节点的要求，在多层建筑中应用较多。

模块单元与门式刚架柱之间的连接采用螺栓连接节点，保证竖向力的传递，安全可靠，安装方便。

模块单元与基础的连接采用在基础中预埋锚栓，定位销的连接方式，达到模块与基础铰接的连接要求。

2.单层门式刚架轻钢结构应用于工业厂房的优势单层门式刚架轻钢结构自重较轻，应用在工业厂房的施工建造中能够起到良好的质量保证作用。

实际的各类建筑结构的应用中，包括众多部位以及零部件。

一般的建筑类型结构中包括主刚架、檩条、填充墙、屋面板等，建筑结构主要承受自重和可变荷载，除了雨雪类环境天气引起的荷载力变化值之外，建筑结构的可变荷载类型还包括建筑物长期使用后在其中产生的积灰的荷载力，这部分荷载力虽然数值较小，但是在长时间的积累以及部分轻钢结构的积灰较严重时，其对于建筑整体的影响程度会被放大，从而引起建筑的质量问题，甚至造成严重损害。