留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

改进型营房拆装式模块化钢结构力学性能研究

吴鸿超 周军 黄振宇 高云权 陈贤川 赵远峰

吴鸿超, 周军, 黄振宇, 高云权, 陈贤川, 赵远峰. 改进型营房拆装式模块化钢结构力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(3): 39-48. doi: 10.13206/j.gjgS24080701
引用本文: 吴鸿超, 周军, 黄振宇, 高云权, 陈贤川, 赵远峰. 改进型营房拆装式模块化钢结构力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(3): 39-48. doi: 10.13206/j.gjgS24080701
Hongchao Wu, Jun Zhou, Zhenyu Huang, Yunquan Gao, Xianchuan Chen, Yuanfeng Zhao. Mechanical Properties of Modified Disassembled Modular Steel Containerized Barrack Housing Structures[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(3): 39-48. doi: 10.13206/j.gjgS24080701
Citation: Hongchao Wu, Jun Zhou, Zhenyu Huang, Yunquan Gao, Xianchuan Chen, Yuanfeng Zhao. Mechanical Properties of Modified Disassembled Modular Steel Containerized Barrack Housing Structures[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(3): 39-48. doi: 10.13206/j.gjgS24080701

改进型营房拆装式模块化钢结构力学性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS24080701
基金项目: 

铁骑营产品升级开发项目(ZJKG-2022-KT-15);广东省杰出青年基金项目(2022B1515020037)。

详细信息
    作者简介:

    吴鸿超,硕士,工程师,主要从事钢结构研究。

    通讯作者:

    黄振宇,博士,副教授(特聘研究员),主要从事钢混组合结构研究,huangzhenyu@szu.edu.cn。

Mechanical Properties of Modified Disassembled Modular Steel Containerized Barrack Housing Structures

  • 摘要: 拆装式模块化钢结构具有施工高效、经济环保、灵活性高、可重复使用等优势,被广泛应用于临时建筑、应急救援、防疫医院、军事工程等多种场景。但在实际工程应用中仍面临着诸多挑战:1)标准化和建筑多样性存在矛盾;2)目前对常采用的开口薄壁构件主次梁传力机理仍不清晰,连接节点的计算假定与实际边界出入较大;3)模块单元与外挂结构节点形式较少等。为摸清结构的传力机理,减少模块单元规格,提升现有拆装式模块化钢结构的力学性能、可拓展性及其在营房建筑中的应用,基于传统模块化钢结构营房体系改进了一种具有高效拆装、组合灵活、兼顾地板保温及外挂的营房结构体系。新体系由等边角钢柱、等边角件、薄壁开口主梁(局部加强)和次梁、带保温的地板系统、可调节高度的支承基础和外挂结构构成。抗侧刚度和竖向承载力是评价模块化钢结构力学性能的重要指标,新体系必然带来力学性能的变化。通过对改进型的新体系开展竖向和侧向加载力学试验,量化了顶框和底框主次梁连接处应力、梁端应力和外挂结构应力,分析表明:竖向标准组合荷载工况下,箱体整体变形远小于标准要求,性能优异;水平作用下,箱体具有较好的抗侧刚度,建议应加强控制加工误差和安装质量;外挂系统节点构造满足承载力和变形的要求。同时研究了顶/底框和外挂结构的主次梁变形特征,结合试验与有限元数值模拟分析了外挂节点和基础关键部位的受力性能。分析表明:箱体基础与角件连接、立柱与角件连接、角件与角件连接等界面仅仅采用铰接或刚接计算假定不足以模拟箱体的真实力学响应,建议应考虑界面脱开特征进行精细化模拟和计算;次梁延伸至顶框主梁腹板至少40 mm可提升顶框主梁抗扭性能,同时降低连接节点处的应力水平。
  • [1] 侯兆新,龚超,陈金林,等. 全预制装配模块化建筑及其结构设计策略[J]. 钢结构(中英文),2023,38(10):49- 58.
    [2] 曹轲,翟思源,李国强,等. 柱承重模块化钢框架抗侧刚度足尺试验与理论计算方法研究[J]. 建筑结构学报,2021,42(增刊1):55- 61.
    [3] 徐金鑫. 装配式钢结构箱式板房模块化建造技术在应急医院项目上的应用:以深圳市第三人民医院应急院区项目为例[J]. 中国工程咨询,2021(7):103- 107.
    [4] 宗亮,王海鹏,丁阳,等. 模块化钢结构体系与整体计算方法研究进展[C]// 中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第16届(ISSF-2018)学术交流会暨教学研讨会论文集. 青岛:2018.
    [5] 郭朋岗,林冰,齐虎,等. 箱型房屋研究进展及存在的问题[C]// 2020年工业建筑学术交流会论文集(下册). 北京:2020.
    [6] 杨晓杰,陆烨,顾超,等. 新型多高层钢结构箱式模块建筑的设计[J]. 建筑钢结构进展,2016,18(5):41- 47.
    [7] 陈红磊,王彦博,陈琛,等. 某模块化钢结构大学生公寓结构设计[J]. 钢结构(中英文),2019,34(8):46- 49.
    [8] Huang Z Y,Zhao X L,Deng W X,et al. Flexural performance of UHPFRC grouted SHS tube-sleeve connection for modular construction[J]. Thin-Walled Structures,2024,198,111653.
    [9] Chen Z H,Liu J D,Yu Y J. Experimental study on interior connections in modular steel buildings[J]. Engineering Structures,2017,147:625- 638.
    [10] 田广丰. 可拆装式箱型房屋半刚性连接节点力学性能研究[D]. 郑州:郑州大学,2019.
    [11] 刘仲洋,张彪,杨甜,等. 钢结构模块间单边螺栓内套筒连接节点力学性能模拟研究[J/OL]. 工业建筑,2023[ 2023-12-21]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2068.TU.20231221.0900.002.html.
    [12] 赵俊杰. 可拆装式箱型房屋内节点和整体受力性能研究[D]. 郑州:郑州大学,2021.
    [13] 丁阳,邓恩峰,宗亮,等. 模块化钢结构建筑连接节点研究进展[J]. 建筑结构学报,2019,40(3):33- 40.
    [14] 邓恩峰,宗亮,丁阳. 钢结构集成模块建筑新型节点力学性能研究[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版),2018,51(7):702- 710.
    [15] 张俊峰,杨大雍,胡文悌,等. 拆装式箱式房屋底框受力性能试验研究[J]. 建筑结构,2017,47(10):22- 27.
    [16] 张俊峰,张英豪,赵俊杰,等. 可拆装式箱型房屋整体受力性能研究[J]. 建筑钢结构进展,2023,25(3):1- 13.
    [17] 张俊峰,杨大雍,郭庆,等. 拆装式箱型房屋竖向承载力试验研究[J]. 工业建筑,2017,47(10):162- 167.
    [18] 张俊峰,杨大雍,郭庆,等. 拆装式箱型房屋纵向抗侧刚度研究[J]. 钢结构,2018,33(3):1- 5.
    [19] 帅逸群,熊伟,程威. 装配式打包箱式结构抗侧刚度及承载力分析[J]. 建筑结构,2022,52(24):44- 49.
    [20] 冯云鹏. 打包箱式模块抗侧性能及多高层模块结构抗侧体系研究[D]. 天津:天津大学,2019.
    [21] Chen Z H,Zhong X,Liu Y,et al. Analytical and design method for the global stability of modular steel buildings[J]. International Journal of Steel Structures,2021,21(5):1741- 1758.
    [22] 杨大雍. 拆装式箱型房屋结构受力性能研究[D]. 郑州:郑州大学,2017.
    [23] 中国建筑金属结构协会. 集成打包箱式房屋:T/CCMSA 20108—2019[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2019.
    [24] 中国工程建设标准化协会. 箱式钢结构集成模块建筑技术规程:T/ CECS 641—2019[S]. 北京:中国计划出版社,2019.
    [25] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准:JGJ/T 421—2018[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2018.
    [26] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程:JGJ 227—2011[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2011.
    [27] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构设计标准:GB 50017—2017[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2018.
    [28] 全国钢标准化技术委员会. 金属材料拉伸试验:第1部分:室温试验方法:GB/T 228.1—2021

    [S]. 北京:中国标准出版社,2021.
    [29] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 箱型轻钢结构房屋第1部分:可拆装式:GB/ T 37260.1—2018

    [S]. 北京:中国标准出版社,2018.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  101
  • HTML全文浏览量:  15
  • PDF下载量:  9
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2024-08-07
  • 网络出版日期:  2025-06-07
  • 刊出日期:  2025-03-25

目录

    /

    返回文章
    返回