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双层模块填充稀疏钢框架结构的抗侧性能数值分析

钟旭 陈浩 张明亮 王霄翔 石拓 高志成 潘嫣然

钟旭, 陈浩, 张明亮, 王霄翔, 石拓, 高志成, 潘嫣然. 双层模块填充稀疏钢框架结构的抗侧性能数值分析[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(5): 33-44. doi: 10.13206/j.gjgS24080602
引用本文: 钟旭, 陈浩, 张明亮, 王霄翔, 石拓, 高志成, 潘嫣然. 双层模块填充稀疏钢框架结构的抗侧性能数值分析[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(5): 33-44. doi: 10.13206/j.gjgS24080602
Xu Zhong, Hao Chen, Mingliang Zhang, Xiaoxiang Wang, Tuo Shi, Zhicheng Gao, Yanran Pan. Numerical Analysis on Lateral Performance of Modular Structures Based on a Sparse-Component Frame Filled with Two Stories of Modules[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(5): 33-44. doi: 10.13206/j.gjgS24080602
Citation: Xu Zhong, Hao Chen, Mingliang Zhang, Xiaoxiang Wang, Tuo Shi, Zhicheng Gao, Yanran Pan. Numerical Analysis on Lateral Performance of Modular Structures Based on a Sparse-Component Frame Filled with Two Stories of Modules[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(5): 33-44. doi: 10.13206/j.gjgS24080602

双层模块填充稀疏钢框架结构的抗侧性能数值分析

doi: 10.13206/j.gjgS24080602
基金项目: 

湖南省自然科学基金青年项目(2023JJ40271)。

详细信息
    作者简介:

    钟旭,博士,主要从事装配式钢结构建筑研究。Email:15122809761@163.com。

Numerical Analysis on Lateral Performance of Modular Structures Based on a Sparse-Component Frame Filled with Two Stories of Modules

  • 摘要: 钢结构模块建筑是一种新兴的装配式建筑,但现有的模块结构体系难以满足高层建筑以及大层高、大跨度建筑空间的应用要求。为增加模块建筑的适用高度及改进其建筑性能,提出了一种双层模块填充稀疏钢框架建筑体系,然而采用现有方法对该体系进行结构分析和设计不利于节约用钢量。为此,通过研究填充模块单元后整体结构的抗侧性能,进而得到模块单元的刚度贡献规律,以提升新型模块建筑体系设计的经济性。采取ABAQUS有限元分析软件对2层模块单元叠箱、稀疏钢框架以及填充2层模块单元的整体箱框结构进行建模计算,通过对比分析得到模块单元叠箱自身抗侧刚度、叠箱对整体结构侧向刚度的实际贡献。考虑了单元、框架构件截面尺寸,模块单元-稀疏框架连接节点(箱框连接节点)刚度以及每跨框架填充模块单元列数等因素,对整体箱框结构抗侧性能的影响,并提出了侧向刚度增强系数α、模块单元刚度修正系数βM、箱框连接节点影响修正系数βRF及框架空间效应修正系数βSP,分别反映各类因素的影响规律。结果表明:模块单元对整体抗侧性能的贡献不可以忽略(α>0),当箱框连接节点采用螺栓连接节点时,模块单元实际贡献的侧向刚度略小于自身刚度,对填充单列模块单元的情况,模型修正系数βM平均值为0.937;当箱框连接节点为焊接时,模块单元刚度贡献有所提升(βRF=1.340~1.352)。此外,尚应考虑框架空间效应,导致稀疏框架受力平面外模块单元部分贡献刚度存在折减(本例中βSP=0.799~0.907)。
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    -05-13]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2068.TU.20230911.1218.002.html.
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  • 收稿日期:  2024-08-06
  • 网络出版日期:  2025-07-09

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