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第 40 卷第 1 期2024 年2 月结构工程师Structural Engineers Vol. 40 ， No. 1Feb. 2024模块化钢结构建筑体系应用与研究进展刘常振1，*黄杰1邓恩峰2邱明熠1张雷1孙钢柱2（1.中交建筑集团有限公司，许昌 461000； 2.郑州大学水利与土木工程学院，郑州 450001）摘要近年来，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。
关键词模块化钢结构建筑，连接节点，抗侧力体系，受力性能，研究进展State-of-the-art on Application and Research of ModularSteel ConstructionLIU Changzhen1，*HUANG Jie1DENG Enfeng2QIU Mingyi1ZHANG Lei1SUN Gangzhu2（1.China Communications Construction Group， Xuchang 461000， China；2.College of Water Resources and Civil Engineering，Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China）Abstract Recent years， modular steel construction has become a new type of prefabricated building system which is increasingly promoted by the state with its advantages including high efficiency and environmental protection in construction. Scholars at home and abroad have done numurous research on the mechanical property of modular steel construction. This paper systematically summarizes the application and research of modular steel construction in recent years from the aspects of inter-module connection， lateral force resisting system of the module， mechanical property of the group column， overall structure analysis， etc. The further research direction and development trend in this field are given combined with the existing relevant regulations and standards of modular steel construction， which will provide useful references for engineering practice and scientific research.Keywords modular steel construction， inter-module connection， lateral force resisting system， mechanical property， research progress0 引言模块化建筑是一种新兴的建筑方式，该体系将每个房间或一定的三维建筑空间划分为一个模块单元［1］。
钢结构体系中节点耗能能力研究进展与关键技术摘要：钢结构体系中节点的耗能能力是节点性能的一种表现，其对建筑的整体抗震性有着重要的影响。
节点耗能能力可由不同部件提供，与其破坏的模式及相关的变形模式相关。
关键词：钢结构；节点；抗震性能节点是钢结构体系中的关键部位，其性能直接影响结构体系的刚度、稳定性和承载能力。
钢结构节点的形式具有多样性，相同的结构体系、构件截面形式，可以采用不同的连接方式和构造细节；节点性能表现为多元性，除了具有刚性连接、半性刚连接、铰接等特征外，还有强度、稳定性、变形能力、耗能能力等性能要素；节点破坏模式则具有多重性，不仅与具体构造有关，也取决于相连构件的性能以及节点受到的作用。
一、钢结构节点抗震性能研究进展国内外钢结构节点抗震性能研究表明：①节点应具有足够的承载力，保证与节点相连的构件（主要指梁）可以发展充分的塑性；②节点承载力要求并不意味节点必须始终保持弹性，可以利用节点的非线性变形能力和塑性耗能能力协助结构抗震；③节点域剪切塑性化模式可以提供较为稳定和可预期的耗能能力，是节点耗能的“优化模式”之一，但不意味其他耗能模式不可利用；④为了保证良好的节点耗能能力，应当避免断裂破坏的早期发生，为此发展了多种推迟或防止焊缝破坏的连接形式和构造措施二、节点耗能技术回顾1.铆钉连接。
铆钉连接的出现时间最早，甚至在利用往前一阶段铁的结构时期就开始出现了，并且成为这一时期主要的连接方式。
钢材于19世纪末期开始出现并应用于结构之间的连接，为了减少劳动力并且降低相应的支出，采用桁架式的组合构件。
随着进程的发展，劳动力等各个方面的费用支出也在不断提高，为了节省费用改变了原来的方式采用热轧型钢截面构件来作为梁和柱，并且利用铆钉连接的方式来连接梁和柱。
并且也考虑要对该结构进行防火保护，所以往往在节点的外面包裹素混凝土。
在过去的这一段时期内，由于环境等各种因素的影响，仅仅考虑了其关于风荷载的设计，并没有相关抗震的设计。
2018年度广东省科学技术奖公示表项目名称复杂空间钢结构建造关键技术创新与应用主要完成单位单位1 中建钢构有限公司单位2 广东省建筑设计研究院单位3 哈尔滨工业大学（深圳）单位4 华南理工大学主要完成人（职称、完成单位、工作单位）1.陈振明（职称：教授级高工；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：全面负责项目技术研发，主要研发“复杂空间钢结构精益深化设计方法”“复杂空间钢结构数字化建造加工技术”“大跨空间钢结构高性能连接技术”研发，投入该项技术研究工作量占本人工作量80%以上。
）。
）2.罗赤宇（职称：教授级高工；工作单位：广东省建筑设计研究院；完成单位：广东省建筑设计研究院；主要贡献：复杂空间结构项目设计技术负责人，主要针对创新点1开展了工程设计方案及施工建造方案的分析论证，投入该项技术研究工作量占本人工作量40%以上。
）3.廖彪（职称：高级工程师；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：主要负责“大跨空间钢结构半刚性节点连接技术”、“大跨空间钢结构多功能支承体系”研发等，投入该项技术研究工作量占本人工作量70%以上。
）4.王湛（职称：教授；工作单位：华南理工大学；完成单位：华南理工大学；主要贡献：在整个钢结构结构体系中，理清新型复杂钢结构节点本构关系，进行结构体系的分析与优化设计，充分实现钢结构体系的高性能。
重点集中研究钢结构节点研究的三个主要科学问题：（1）组件分析方法修正和改进研究；（2）模型相似性问题研究；（3）节点大数据相关模型研究。
研究成果对于相关科学研究领域都具有普遍的、重要的科学意义与应用前景，有明显的经济效益和社会效益。
投入该项技术研究工作量占本人工作量40%以上）5.査晓雄（职称：教授；工作单位：哈尔滨工业大学（深圳）；完成单位：哈尔滨工业大学（深圳）；主要贡献：主要参与“大跨空间钢结构半刚性节点连接技术”研究，投入该项技术研究工作量占本人工作量30%以上6.廖选茂（职称：工程师；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：主要参与复杂空间结构绿色高效建造技术研发，投入该项技术研究工作量占本人工作量60%以上）7.戴立先（职称：教授级高工；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：主要负责空间异型钢结构高精度测控技术、复杂空间结构绿色高效建造技术研发，投入该项技术研究工作量占本人工作量30%以上）8.欧阳超（职称：教授级高工；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：主要参与复杂空间结构绿色高效建造技术研发，投入该项技术研究工作量占本人工作量30%以上）9.陈韬（职称：教授级高工；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：主要参与复杂空间结构绿色高效建造技术研发，投入该项技术研究工作量占本人工作量30%以上）10.唐齐超（职称：工程师；工作单位：中建钢构有限公司；完成单位：中建钢构有限公司；主要贡献：主要参与空间异型钢结构高精度测控技术研发，投入该项技术研究工作量占本人工作量30%以上）项目简介近二十年来，空港车站、体育场馆、文化设施及会展中心等大型空间钢结构建筑迎来了建设高潮。
钢结构节点的抗震性能研究与分析摘要：钢结构是一种具有较高抗震性能的建筑结构体系，然而，在地震灾害发生时，结构节点往往成为整个结构的薄弱环节。
为了确保钢结构的安全性，在设计和施工过程中需要重点研究和分析钢结构节点的抗震性能。
本文通过综述相关研究成果，探讨了钢结构节点在抗震性能方面的关键问题，并提出了一些改进和优化措施，以提高钢结构节点的抗震性能。
1. 引言随着城市化进程的加快，建筑安全问题日益受到重视。
地震是造成建筑倒塌和人员伤亡的主要原因之一，因此，提高建筑结构的抗震性能成为一项重要的任务。
钢结构作为一种重要的建筑结构体系，具有较高的强度和刚度，因而被广泛应用于地震活跃地区。
然而，受制于结构节点的设计和施工等因素，钢结构节点往往成为整个结构的薄弱环节，容易造成节点的破坏，导致整个结构的倒塌。
因此，钢结构节点的抗震性能研究和分析对于确保钢结构的安全非常重要。
2. 钢结构节点的抗震性能关键问题钢结构节点在地震作用下承受巨大的力学反应，其抗震性能不仅与材料的性能有关，还与节点的连接方式、构造形式、接触面压力、几何参数等因素密切相关。
钢结构节点的抗震性能关键问题包括以下几个方面：2.1. 节点连接方式节点的连接方式是影响结构整体性能的重要因素之一。
常见的节点连接方式包括焊接、螺栓连接等。
焊接连接具有强度高、刚度大、承载力大等优点，但焊接过程中易产生应力集中、热裂纹等问题；螺栓连接具有构造换位、拆装方便等优点，但在地震作用下容易产生松动和失效。
因此，在设计和施工过程中需要合理选择节点的连接方式，并采取相应的措施以提高其抗震性能。
2.2. 节点构造形式节点的构造形式直接影响其受力性能和整体刚度。
常见的节点构造形式包括刚性节点、半刚性节点和滞回节点。
刚性节点具有承受地震作用下的弹性反应能力，但刚性过大容易导致节点的破坏；半刚性节点具有一定的可变形能力，在地震作用下能吸收一部分能量，但变形后容易产生超限位变形；滞回节点具有较大的可变形能力，并能有效消耗地震能量，但需要特殊的设计和施工技术。
钢结构梁柱T型连接节点力学性能分析钢结构梁柱T型连接节点是一种常用的连接方式，广泛应用于建筑和桥梁等领域。
在设计过程中，对该连接节点的力学性能进行分析至关重要，可以确保节点在使用过程中的稳定性和安全性。
本文将从节点的受力特点、节点的承载能力和节点的破坏机制三个方面进行力学性能的分析。
钢结构梁柱T型连接节点的力学性能受节点的受力特点影响。
在节点的受力过程中，主要包括节点受压、受拉和剪切力的作用。
节点受压和受拉力由梁或柱传递给节点，而剪切力则是由横接梁产生的。
在节点内部，通过加强筋和螺栓等连接件来承载这些受力。
因此，节点的力学性能取决于节点的材料性能和连接方式，并需要满足相应的安全强度和刚度要求。
节点的承载能力是指节点能够承受的最大力。
要分析节点的承载能力，需要考虑节点内部的受力传递机制和材料的强度。
节点内部的受力传递机制是材料的刚度和弹性恢复能力的体现，而材料的强度决定了节点的破坏载荷。
节点的承载能力可以通过计算和试验来确定。
在计算过程中，可以使用有限元分析等方法，考虑节点内部的应力分布和应变变化。
在试验过程中，可以通过加载试验来模拟实际工况，测试节点的承载能力。
节点的破坏机制也是分析节点力学性能的重要方面。
节点的破坏主要包括连接件破坏和节点整体破坏两种情况。
连接件破坏是指连接件的强度不足导致螺栓的断裂或剪切带的形成。
节点整体破坏是指节点柱或梁的破坏，通常是由于节点承载能力不足或材料疲劳引起的。
在进行节点的力学性能分析时，需要考虑连接件和节点本身的破坏机制，并采取相应的措施来提高节点的抗震性能和破坏韧性。
综上所述，钢结构梁柱T型连接节点的力学性能分析涉及节点的受力特点、节点的承载能力和节点的破坏机制。
通过对节点的力学性能进行分析，可以有效提高连接节点的设计和施工质量，确保节点在使用过程中的稳定性和安全性。
在实际工程中，应根据具体的工况和要求，选择合适的节点连接方式和优化的设计方案，以确保节点的力学性能满足工程的需求。
装配式钢结构建筑墙板及其连接节点研究综述3篇装配式钢结构建筑墙板及其连接节点研究综述1装配式钢结构在现代建筑中得到越来越广泛的应用。
墙板和连接节点是装配式钢结构中不可或缺的组成部分。
本文综述了近年来有关装配式钢结构建筑墙板及其连接节点研究的进展和成果。
一、墙板装配式钢结构墙板在建筑设计和施工中具有很多优点。
例如，它们可以降低建筑物整体重量，提高建筑物的抗震性和抗风性能，还可以加速建筑物的施工速度。
近年来，关于装配式钢结构墙板的研究主要集中在以下几个方面：1. 墙板的材料首先要考虑的是墙板的材料。
现在的装配式钢结构墙板材料主要分为钢筋混凝土墙板、轻质板材墙板和金属板材墙板。
2. 墙板截面和结构形式装配式钢结构墙板的截面和结构形式对于墙板的承载能力和刚度都有很大的影响。
目前常用的墙板结构形式主要有薄壁箱形结构、T型柱结构、C型柱结构和网肋型结构等。
3. 墙板搭接方式墙板的搭接方式是影响墙板施工效率和墙板整体性能的一个重要因素。
4. 墙板防火保温装配式钢结构墙板的防火性能和保温效果也是研究的热点之一。
二、连接节点装配式钢结构的连接节点对于整个建筑的稳定性和安全性至关重要。
近年来，对于装配式钢结构连接节点的研究主要集中在以下几个方面：1. 连接节点形式连接节点主要是由螺栓连接和焊接连接两种形式。
其中，焊接连接更适用于大型装配式钢结构，而螺栓连接常用于小型的建筑。
2. 连接节点强度连接节点强度是判断连接节点性能的重要因素。
强度不足会引起连接失效、脆断等问题。
3. 连接节点的刚度和变形连接节点的刚度和变形也是连接节点设计中需要考虑的问题。
连接节点设计不当会导致连接变形甚至破坏。
4. 耗能设备耗能设备能够使连接节点更好地抵抗地震和风灾害。
综上所述，随着装配式钢结构技术的不断发展，墙板和连接节点在装配式钢结构中逐渐成为研究和应用的重点。
从墙板材料的选择到连接节点的设计，都需要考虑到各个方面的因素，以确保装配式钢结构的安全性、有效性和持久性装配式钢结构在建筑领域中得到了广泛应用，其优点包括工期短、成本低、抗震性能好等。
装配式钢结构法兰外环板式节点抗震性能试验及受力机理研究3篇装配式钢结构法兰外环板式节点抗震性能试验及受力机理研究1近年来，随着我国城市化进程的加速，建筑行业对钢结构建筑和建筑物的耐震性能也越来越注重研究。
而装配式钢结构已成为建筑业中一个重要的发展趋势。
在装配式钢结构的设计中，节点作为结构的关键部分之一，扮演着不可或缺的角色。
而在抗震安全方面，传统的办法是采用大量钢材进行加强。
但这种做法在实际操作中难以实施，并且成本较高。
因此，如何在节点的设计中提高抗震能力就显得尤为重要。
本文将综述一种装配式钢结构法兰外环板式节点的抗震性能试验及受力机理研究。
一、试验意义本次试验主要目的是通过试验和分析，探索节点设计的合理性，并探究节点的抗震性能和受力特点。
二、试验设计装配式钢结构法兰外环板式节点的试验中，选择了12个钢管混凝土柱节点进行研究。
这些节点按照不同的四边形上安装不同的法兰外环板。
在试验过程中，采用了两种方法来加载节点：单向荷载和双向荷载。
同时，还考虑了力的大小和加载次数对节点的影响。
三、试验结果与分析通过试验数据的分析，我们可以得出以下结论：1、节点设计的合理性通过实验可以得出，法兰外环板的安装方式会对节点的强度、韧性和耗能性能产生显著影响。
不同的安装方式会导致节点在受力过程中的应力分布、位移和应变水平等不同。
因此，在节点设计时，应从多个方面考虑，以确保节点能够充分发挥抗震性能。
2、节点的受力特点在试验过程中，我们可以看到节点的受力情况是非常复杂的，主要表现为以下方面：（1）节点在很小的过载时，就会发生微小的损伤，这些损伤不会立即显示出来，需要进一步的观察和分析；（2）随着负载的增加，节点中的应变和位移都会增加，其典型变形形态主要是弹性延性；（3）当荷载达到某个阈值时，节点会发生较大的破坏，这时节点的抗震能力就会逐渐降低。
四、试验结论通过以上的试验和分析，我们可以得到以下结论：1、装配式钢结构法兰外环板式节点是一种有效的抗震设计构件，在建筑领域中具有广泛的应用前景。
钢-混凝土组合框架节点力学性能研究的开题报告1. 研究背景钢-混凝土组合框架作为一种结构体系，在工程实践中得到了广泛的应用。
其具有良好的整体性能，整体稳定性好、抗震性能优良、构造灵活等优点，因此在高层建筑、大跨度建筑、地铁车站以及桥梁等工程中应用广泛。
在钢-混凝土组合框架结构中，节点作为连接框架和梁柱的重要部分，对整个结构的力学性能和稳定性具有至关重要的作用。
因此，研究钢-混凝土组合框架节点的力学性能具有重要的理论和实际意义。
2. 研究内容本研究旨在探究钢-混凝土组合框架节点的力学性能，具体研究内容如下：(1)分析钢-混凝土组合框架节点的受力机制。
(2)探究不同构造形式的节点在承受不同荷载作用下的力学性能差异，比如节点所处的位置、节点的腹板材质、节点的连接方式等。
(3)通过数值模拟和有限元分析，研究节点力学性能的具体参数，比如节点的承载能力、刚度、位移等参数。
(4)通过对节点的力学性能进行测试和验证，验证数值模拟和有限元分析的准确性和可靠性，并得出准确的节点力学性能参数。
3. 研究方法本研究将采用理论分析、实验测试和数值模拟相结合的方法：理论分析：通过力学分析和结构力学原理，分析节点的受力机制和力学性能表现，从而指导实验测试和数值模拟。
实验测试：通过对不同构造形式的节点进行实验测试，测试节点在承受不同荷载作用下的力学性能表现，并获得节点力学性能参数。
数值模拟：通过有限元分析和数值模拟，对节点力学性能进行模拟计算，并与实验测试结果进行对比和分析，以验证数值模拟分析的准确性和可靠性。
4. 研究意义本研究旨在探究钢-混凝土组合框架节点的力学性能，从而为实际工程中钢-混凝土组合框架结构的设计与施工提供科学依据和参考。
通过研究节点力学性能的差异性，可以更好地指导设计和施工，提高钢-混凝土组合框架结构的安全性、可靠性和经济性，降低结构的失效率和事故率，对于推动我国工程结构的发展和完善具有重要的意义。
104DOI：10.16116/ki.jskj.2018.08.044前言典型钢框架结构节点的动态延性分析对于整体结构中动态力学性能具有非常重要的作用，若出现节点破坏情况很可能会导致整体建筑框架发生坍塌情况，再加上在钢结构使用过程中钢框架机构极易受到爆炸、高空坠物等极端荷载的影响，因此通过有限元模型的建立，对典型钢框架结构中荷载与结构行为的综合分析具有非常重要的意义。
一、分析对象确立通过对类型不同钢结构约束分析模型的探究，可将典型钢框架结构节点分别采用T 型、端板螺栓、狗骨式等几个类型的连接节点，其中狗骨式主要是在以往强节点弱构件的基础上进行进一步深入分析，然后对钢结构梁翼缘削弱分析，在塑性屈服扩展的同时实现钢结构延性设计，而端板螺栓连接节点主要是利用其半刚性及良好的抗震能力，结合外伸端板高强螺栓连接，保证外伸端板节点具有良好的适应性能；而T 型连接节点则是利用T 性钢结构高强螺栓连接的方式对其连接节点运行稳定度进行适当控制[1]。
二、有限元模型建立及验证1、有限元模型建立本次有限元模型利用双线型塑性强化模型，双线型塑性强化模型在冲击荷载作用下可得到良好的钢材应变率效应，其在该模型下材料静力强度与该模型下材料对应的塑性应变率动态强度的比值为：1+（a/b ）1/c ，其中a 为材料塑性应变率，而b 、c 均为计典型钢框架结构节点的动态力学性能及延性研究□ 西安工业大学 甘泉 李成华摘要关键词本文利用ABAQUS有限元软件从狗骨式节点、端板螺栓连接节点、T型钢连接节点等方面，对典型钢框架结构节点的动态力学性能进行了探究，然后利用冲击荷载大小的调整，后节点荷载与位移曲线综合分析对其延性进行了分析，最终得出在典型钢框架结构全部型节点,即使有冲击荷载的作用，也不能形成悬索机构,且在整体钢框架中风险概率较大的位置为翼缘削弱部分、螺栓连接等两个部分，且在节点延性系数大于1.0时,延性系数与结构的安全储备成正比。
对组件法的修正与改进及其在钢结构节点本构关系研究中的应用常规结构设计通常会把梁柱连接节点假定为理想刚接或者铰接来进行处理,随着国内外众多学者对钢结构节点的分析研究越来越深,学术界普遍认为钢节点是具有一定转动刚度的。
对于钢结构节点的研究,主要分为三种手段:试验研究,有限元分析,组件法。
到目前为止,组件法主要应用在常规节点形式中常规构件的结构性能分析上,对于一些特殊组件的性能分析还有所欠缺,而且没有给出较为规范的条文说明。
随着钢结构领域在建筑行业的迅速发展,越来越多的节点形式在多高层钢框架结构中得到应用。
对节点性能有个快速、初步的性能预估显得越来越重要,组件法在这方面需要做出的修正和改进也是必不可少的。
本文的研究工作是从以下几个方面展开的:(1)设计了十组不同尺寸的T型连接件(T-stub),进行了单调加载试验研究。
通过对试件的翼缘板厚度、腹板厚度、螺栓间距、螺栓孔径尺寸、螺栓尺寸、螺栓强度等参数的变化来考察T-stub的力学性能,明确T-stub的应力分布、塑性发展、变性特点和破坏模式。
(2)对比试验数据,建立T-stub的有限元模型,提出T-stub的初始抗拉刚度的表达式。
(3)设计了两组带外伸端板加劲肋的中柱节点,进行单调加载试验,建立相应的有限元模型,重点分析外伸端板加劲肋对整个节点域力学性能的影响,明确板内的应力流发展方向,提出外伸端板加劲肋的初始抗拉刚度表达式。
(4)设计五组常见的中柱节点,三组强轴裸节点(包括第三项中所提到的两组中柱节点)两组弱轴裸节点,进行单调加载试验,研究了每组节点域相关组件的受力特性。
(5)结合中柱节点的试验分析结果,对五组节点的节点域部分进行组件拆分,建立每一个组件的初始抗拉刚度模型,明确提出每组组件的刚度的计算方法,给出每组中柱节点的弹簧组合方法。
(6)建立基于弹簧单元的Abaqus有限元分析模型,对第五项中的组件的弹簧刚度以及弹簧组合方法进行验证。
(7)结合弹簧单元算法给出不同节点形式的初始转动刚度计算方法,对组件法流程进行了规范总结,具体给出了较为准确的组件模型的提取方法,边界条件的设定方法,以及力学弹簧的组合方法,并对理论结果同试验结果产生的误差进行了分析研究。
