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2026年 第41卷 第8期
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2026, 41(8): 1-11.
doi: 10.13206/j.gjgS26051303
摘要
PDF (4375KB)
摘要:
模块建筑具有建造效率高、工程质量好、绿色环保等优势，符合“好房子”建设标准，是推动建筑工业化转型的重要方向，在新建建筑、城市更新、灾后重建、临时应急等领域具有广阔应用前景。为此，介绍了钢、混凝土和组合模块单元的力学特征；分析了各类模块间连接的构造形式与协同传力机制；梳理了模块结构体系的主要类型；总结了模块结构整体力学行为的数值模拟方法，从结构体系层面论证了节点半刚性及楼盖柔性对整体抗震性能的影响；阐述了建筑信息模型（BIM）、物联网、数字孪生等智能化技术在模块建筑全生命周期中的融合应用。最后提出未来应重点关注新型高效模块间连接体系、高效精准计算模型与设计标准、集成度与标准化水平提升、全链条智能化融合等发展方向。
模块建筑具有建造效率高、工程质量好、绿色环保等优势，符合“好房子”建设标准，是推动建筑工业化转型的重要方向，在新建建筑、城市更新、灾后重建、临时应急等领域具有广阔应用前景。为此，介绍了钢、混凝土和组合模块单元的力学特征；分析了各类模块间连接的构造形式与协同传力机制；梳理了模块结构体系的主要类型；总结了模块结构整体力学行为的数值模拟方法，从结构体系层面论证了节点半刚性及楼盖柔性对整体抗震性能的影响；阐述了建筑信息模型（BIM）、物联网、数字孪生等智能化技术在模块建筑全生命周期中的融合应用。最后提出未来应重点关注新型高效模块间连接体系、高效精准计算模型与设计标准、集成度与标准化水平提升、全链条智能化融合等发展方向。
2026, 41(8): 12-25.
doi: 10.13206/j.gjgS26030201
摘要:
随着建筑工业化进程不断深入，模块化建筑逐渐成为实现智能建设和绿色发展的主要路径，并日益受到广泛关注。以2001—2025年间中国知网（CNKI）与Web of Science（WoS）数据库中共1238篇中外文文献为研究样本，采用CiteSpace软件进行文献计量与可视化分析，以深入了解该领域的研究热点与知识演化过程。通过构建关键词共现聚类图谱、共被引文献聚类图谱及关键词演进图谱等，系统梳理了模块化建筑领域的研究热点、知识基础及其演化趋势。研究结果显示，模块化建筑研究总体呈现出持续增长的趋势，但在研究主题和方法体系方面，国内外的研究存在着明显的差异。国际研究（基于WoS平台的全球视野）更注重全生命周期环境评估、生成式设计优化及资源循环再生；而国内研究（基于CNKI平台的本土视野）则表现出“理论机理探究与工程实践落地双轨并重”的特征，在深耕多高层复杂结构力学机理的同时，高度关注政策导向、标准体系构建与本土化应用。在研究方法上，国际研究广泛依托先进数据算法与生命周期评价（LCA）等精细化模型；国内研究则在大量采用有限元分析（FEA）攻关结构机理的同时，在宏观管理决策上广泛结合层次分析法（AHP）等多准则评价模型，呈现出算法驱动与综合决策的互补。总体来看，国内外正共同迈向“数智化与绿色化”协同发展的新阶段。未来的研究热点将集中于多源数据驱动的跨阶段智能决策、双碳目标下的全生命周期循环体系建设，以及复杂多高层结构体系的鲁棒性优化。
随着建筑工业化进程不断深入，模块化建筑逐渐成为实现智能建设和绿色发展的主要路径，并日益受到广泛关注。以2001—2025年间中国知网（CNKI）与Web of Science（WoS）数据库中共1238篇中外文文献为研究样本，采用CiteSpace软件进行文献计量与可视化分析，以深入了解该领域的研究热点与知识演化过程。通过构建关键词共现聚类图谱、共被引文献聚类图谱及关键词演进图谱等，系统梳理了模块化建筑领域的研究热点、知识基础及其演化趋势。研究结果显示，模块化建筑研究总体呈现出持续增长的趋势，但在研究主题和方法体系方面，国内外的研究存在着明显的差异。国际研究（基于WoS平台的全球视野）更注重全生命周期环境评估、生成式设计优化及资源循环再生；而国内研究（基于CNKI平台的本土视野）则表现出“理论机理探究与工程实践落地双轨并重”的特征，在深耕多高层复杂结构力学机理的同时，高度关注政策导向、标准体系构建与本土化应用。在研究方法上，国际研究广泛依托先进数据算法与生命周期评价（LCA）等精细化模型；国内研究则在大量采用有限元分析（FEA）攻关结构机理的同时，在宏观管理决策上广泛结合层次分析法（AHP）等多准则评价模型，呈现出算法驱动与综合决策的互补。总体来看，国内外正共同迈向“数智化与绿色化”协同发展的新阶段。未来的研究热点将集中于多源数据驱动的跨阶段智能决策、双碳目标下的全生命周期循环体系建设，以及复杂多高层结构体系的鲁棒性优化。
2026, 41(8): 26-35.
doi: 10.13206/j.gjgS26010701
摘要:
为推进适用于产业化生产的高性能钢结构住宅体系，提出了一种防护型薄混凝土外包窄矩形钢管混凝土柱。其构件具备工业化生产、装配式施工、减少抹灰工序及降低使用期维护成本等优点。为研究其在静载荷作用下的整体力学性能及薄混凝土外包层的受力与破坏形态，设计并完成了3个薄混凝土外包矩形钢管混凝土柱试件的轴心与偏心受压试验。试验以偏心距为主要变化参数，重点分析不同偏心条件下试件的承载力、破坏特征、荷载-位移曲线、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线以及外包混凝土层的开裂与破坏情况。试验结果表明：采取构造措施使薄混凝土外包层在柱端不直接受力、柱中与钢管协同工作，可有效改善钢管柱的整体受压稳定性；当构件长边方向偏心距较小时，因钢管截面尺寸相对较小，其破坏可能由弯矩作用平面外的受压承载力控制；在全截面受压状态下，采取适当抗裂措施的外包混凝土层在正常使用荷载下未出现新增裂缝及剥离破坏，试件极限破坏形态均表现为端部钢管长边方向的局部鼓曲，设计需采取合适的加强措施。
为推进适用于产业化生产的高性能钢结构住宅体系，提出了一种防护型薄混凝土外包窄矩形钢管混凝土柱。其构件具备工业化生产、装配式施工、减少抹灰工序及降低使用期维护成本等优点。为研究其在静载荷作用下的整体力学性能及薄混凝土外包层的受力与破坏形态，设计并完成了3个薄混凝土外包矩形钢管混凝土柱试件的轴心与偏心受压试验。试验以偏心距为主要变化参数，重点分析不同偏心条件下试件的承载力、破坏特征、荷载-位移曲线、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线以及外包混凝土层的开裂与破坏情况。试验结果表明：采取构造措施使薄混凝土外包层在柱端不直接受力、柱中与钢管协同工作，可有效改善钢管柱的整体受压稳定性；当构件长边方向偏心距较小时，因钢管截面尺寸相对较小，其破坏可能由弯矩作用平面外的受压承载力控制；在全截面受压状态下，采取适当抗裂措施的外包混凝土层在正常使用荷载下未出现新增裂缝及剥离破坏，试件极限破坏形态均表现为端部钢管长边方向的局部鼓曲，设计需采取合适的加强措施。
2026, 41(8): 36-45.
doi: 10.13206/j.gjgS26013101
摘要:
当前模块化钢结构体系面临的关键技术瓶颈在于其连接节点缺乏通用性，无法在同一设计框架下兼容中柱、边柱与角柱等多种边界条件下的结构适配需求。为有效攻克这一棘手问题，创新性地提出了一种具备中心对称与轴对称特性的“八柱十六梁”装配式节点。此节点主要借助一种特殊的连接件来达成模块单元之间的对接，该连接件包含承载板、定位钢板、T型限位钢板以及螺杆，从而实现模块单元快速且精准的对接效果。为评估其抗震性能，对足尺试件进行低周往复加载试验，并结合数字图像相关（DIC）技术系统分析了节点的破坏模式、滞回性能、延性、刚度退化及耗能能力。试验结果表明：新型节点的滞回曲线呈现出饱满的梭形状态，并未出现明显的捏缩现象；其等效黏滞阻尼系数达到了0.417，表明该节点具备极为优异的耗能能力；延性系数为3.689，远超过一般钢结构构件所规定的限值（3）；按照欧洲规范的标准判定，该节点属于刚性节点，其破坏模式完全契合“强柱弱梁”这一科学的抗震设计理念，塑性铰产生于梁端。
当前模块化钢结构体系面临的关键技术瓶颈在于其连接节点缺乏通用性，无法在同一设计框架下兼容中柱、边柱与角柱等多种边界条件下的结构适配需求。为有效攻克这一棘手问题，创新性地提出了一种具备中心对称与轴对称特性的“八柱十六梁”装配式节点。此节点主要借助一种特殊的连接件来达成模块单元之间的对接，该连接件包含承载板、定位钢板、T型限位钢板以及螺杆，从而实现模块单元快速且精准的对接效果。为评估其抗震性能，对足尺试件进行低周往复加载试验，并结合数字图像相关（DIC）技术系统分析了节点的破坏模式、滞回性能、延性、刚度退化及耗能能力。试验结果表明：新型节点的滞回曲线呈现出饱满的梭形状态，并未出现明显的捏缩现象；其等效黏滞阻尼系数达到了0.417，表明该节点具备极为优异的耗能能力；延性系数为3.689，远超过一般钢结构构件所规定的限值（3）；按照欧洲规范的标准判定，该节点属于刚性节点，其破坏模式完全契合“强柱弱梁”这一科学的抗震设计理念，塑性铰产生于梁端。
2026, 41(8): 46-57.
doi: 10.13206/j.gjgS26040201
摘要:
为明确框格形式对密肋复合墙体抗震性能的影响机制，设计并制作了九框格（Q-1）、六框格（Q-2）和四框格（Q-3）三种1/2缩尺密肋复合墙试件，通过低周往复加载试验和有限元模拟，系统对比了三种墙体的破坏模式、滞回特性、刚度退化、承载力、延性及耗能能力。结果表明：Q-1的累积耗能较Q-2和Q-3分别提高15.2%和28.5%，初始刚度最高，综合抗震性能最优；Q-2的极限层间位移角较Q-1提高9.03%，峰值荷载较Q-3提高33.09%，变形能力好；Q-3延性系数达2.273，但承载力和耗能能力最低，峰值荷载仅为Q-1的80.5%；建立的有限元模型能准确模拟墙体力学行为，屈服荷载和峰值荷载模拟误差均小于5%；基于极限平衡理论提出的抗剪承载力计算公式，经21组工况验证，87%的工况相对误差控制在8%以内。基于此，建议高层建筑优先采用九框格形式，高延性需求的中高层建筑可采用六框格形式，四框格形式需提高配筋率25%~35%并优化节点构造。
为明确框格形式对密肋复合墙体抗震性能的影响机制，设计并制作了九框格（Q-1）、六框格（Q-2）和四框格（Q-3）三种1/2缩尺密肋复合墙试件，通过低周往复加载试验和有限元模拟，系统对比了三种墙体的破坏模式、滞回特性、刚度退化、承载力、延性及耗能能力。结果表明：Q-1的累积耗能较Q-2和Q-3分别提高15.2%和28.5%，初始刚度最高，综合抗震性能最优；Q-2的极限层间位移角较Q-1提高9.03%，峰值荷载较Q-3提高33.09%，变形能力好；Q-3延性系数达2.273，但承载力和耗能能力最低，峰值荷载仅为Q-1的80.5%；建立的有限元模型能准确模拟墙体力学行为，屈服荷载和峰值荷载模拟误差均小于5%；基于极限平衡理论提出的抗剪承载力计算公式，经21组工况验证，87%的工况相对误差控制在8%以内。基于此，建议高层建筑优先采用九框格形式，高延性需求的中高层建筑可采用六框格形式，四框格形式需提高配筋率25%~35%并优化节点构造。
2026, 41(8): 58-65.
doi: 10.13206/j.gjgS26050601
摘要:
钢结构模块化建筑的质量控制关键在于尺寸精度管理，模块单元出厂尺寸偏差和现场安装偏差直接影响结构安全、施工效率与成本。为此，系统梳理了国内钢结构模块化建筑的相关标准，对比了国内典型标准中关于模块单元尺寸允许偏差和安装阶段偏差的规定及其异同。基于尺寸链理论，以6 m×3 m×3 m模块单元为例，对钢结构模块化建筑标准的尺寸允许偏差进行验证分析。结果表明：1）对于工厂生产阶段，钢结构模块化建筑对加工精度提出了更高的要求，直接沿用GB 50205—2020《钢结构工程施工质量验收标准》的构件偏差，即使优化制造工艺，仍无法满足多数模块化建筑专项标准的箱体精度要求，应制定专门的模块化建筑构件制造偏差标准；2）对于现场安装环节，虽然模块间连接偏差、水平定位偏差等关键参数的规定存在差异，但在适用高度范围内，现行模块化钢结构专项标准针对整体垂直度偏差的规定是合理的。基于以上分析，探讨了各标准不一致的产生原因，并展望了智能化技术、分级化尺寸偏差控制与标准体系的适配路径，为钢结构模块化建筑标准的修订和工程实践提供理论参考。
钢结构模块化建筑的质量控制关键在于尺寸精度管理，模块单元出厂尺寸偏差和现场安装偏差直接影响结构安全、施工效率与成本。为此，系统梳理了国内钢结构模块化建筑的相关标准，对比了国内典型标准中关于模块单元尺寸允许偏差和安装阶段偏差的规定及其异同。基于尺寸链理论，以6 m×3 m×3 m模块单元为例，对钢结构模块化建筑标准的尺寸允许偏差进行验证分析。结果表明：1）对于工厂生产阶段，钢结构模块化建筑对加工精度提出了更高的要求，直接沿用GB 50205—2020《钢结构工程施工质量验收标准》的构件偏差，即使优化制造工艺，仍无法满足多数模块化建筑专项标准的箱体精度要求，应制定专门的模块化建筑构件制造偏差标准；2）对于现场安装环节，虽然模块间连接偏差、水平定位偏差等关键参数的规定存在差异，但在适用高度范围内，现行模块化钢结构专项标准针对整体垂直度偏差的规定是合理的。基于以上分析，探讨了各标准不一致的产生原因，并展望了智能化技术、分级化尺寸偏差控制与标准体系的适配路径，为钢结构模块化建筑标准的修订和工程实践提供理论参考。
2026, 41(8): 66-69.
doi: 10.13206/j.gjgS26080135
摘要:
对框架结构的侧移以及框架层延性系数和钢梁延性系数（转动能力）的关系进行分析。首先讨论了弹性侧移角限值的问题，在考虑钢梁用于承担重力荷载时发现侧移限值与钢材强度等级有关，如Q355可以取1/200作为限值。然后对框架结构的层延性系数与钢梁延性系数的关系进行了分析，并与意大利学者的公式进行了对比，最后给出了建议计算公式。
对框架结构的侧移以及框架层延性系数和钢梁延性系数（转动能力）的关系进行分析。首先讨论了弹性侧移角限值的问题，在考虑钢梁用于承担重力荷载时发现侧移限值与钢材强度等级有关，如Q355可以取1/200作为限值。然后对框架结构的层延性系数与钢梁延性系数的关系进行了分析，并与意大利学者的公式进行了对比，最后给出了建议计算公式。
2026, 41(8): 70-73.
doi: 10.13206/j.gjgS26061835
摘要:
由轴心受压杆件屈曲微分方程得到其弹性区的三种屈曲模式——弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲，为设计规范奠定理论依据。系统介绍了《17钢标》和美钢标轴压杆弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲的设计公式，两者均以弯曲屈曲的柱子曲线作为三种屈曲的稳定系数。
由轴心受压杆件屈曲微分方程得到其弹性区的三种屈曲模式——弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲，为设计规范奠定理论依据。系统介绍了《17钢标》和美钢标轴压杆弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲的设计公式，两者均以弯曲屈曲的柱子曲线作为三种屈曲的稳定系数。
