模块化建筑设计论文提纲

论文题目：新型钢结构模块单元连接节点的性能研究

摘要：通过多个不同功能的在工厂预制完成的模块单元堆叠、组装形成的建筑称为模块化建筑。模块化建筑由于其施工速度快,组装方便,对周围噪音粉尘污染小,顺应了国家工业化建筑的发展的步伐。目前主要集中对传统建筑的研究,与其相比模块化建筑受力是不同的,因此本文对钢结构模块化建筑做了如下研究。首先,对各种不同模块化结构形式的模块单元的力学性能进行了有限元分析,共设计了六种不同形式的模块单元,通过比较不同形式模块单元的结构内力和变形,分析表明,可以通过增加中柱、调整节间间距、增加斜腹杆、柱底添加垫片、在端跨设置钢板剪力墙来有效改善模块单元的力学性能。其次,为了探索适用于多层和中高层钢结构模块化建筑的模块单元柱连接节点形式,本文在总结不同结构形式的连接节点后提出了一种用于钢结构模块建筑的L形方钢管模块柱的装配结构,该节点能用到多层及中高层建筑中。分析此节点的传力途径,提出了新型节点的简化模型,利用软件建立简化后的有限元模型,将模型分析结果与实体节点有限元结果对比验证节点简化是正确的。设计三组试件研究新型节点的力学性能,从加载方式、有无加腋梁、底板梁高度这几个方面进行有限元分析,研究新型节点的静力性能和抗震性能。最后,为了分析具有上述新型钢结构模块单元连接节点的多层模块化建筑的抗震性能,设计了一栋四层钢结构模块化建筑并利用Sap2000进行结构设计,将分析后的模型结果与规范限值要求对比,结果表明四层模块建筑结构设计是合理的。最后对设计的模块建筑进行动力时程分析,分析在不同设防烈度下的抗震性能,研究表明在多遇地震和罕遇地震下的参数满足规范要求,具有较好的抗震性能。

关键词：钢结构;模块单元;连接节点;简化方式;结构设计

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 模块化建筑及其优势

1.2.1 装配式建筑与模块化建筑

1.2.2 模块化建筑的优点

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 本文主要研究内容

第二章 钢结构模块单元力学性能分析

2.1 钢结构模块单元骨架形式

2.2 模块单元类型

2.2.1 墙体承重模块

2.2.2 局部开孔模块

2.2.3 角部支撑模块

2.2.4 楼梯模块

2.2.5 非承重模块

2.3 钢结构模块体系

2.3.1 模块-框架结构复合体系

2.3.2 模块-板体结构复合体系

2.3.3 模块-剪力墙、模块-核心筒复合体系

2.4 模块单元结构静力性能分析

2.4.1 模块单元方案设计

2.4.2 模块单元模型建立

2.4.3 竖向荷载作用下静力性能分析

2.4.4 水平荷载作用下静力性能分析

2.4.5 不同方案的模块单元性能比较

2.4.6 楼板对模块单元结构内力的影响规律

2.5 本章小结

第三章 新型钢结构模块化连接节点及性能研究

3.1 钢结构模块单元连接节点形式

3.1.1 螺栓连接

3.1.2 模块连接件连接

3.1.3 预应力连接

3.2 新型钢结构模块化连接节点提出

3.3 新型节点钢梁框架结构模型的建立

3.3.1 新型节点钢梁框架构件尺寸

3.3.2 本构关系

3.3.3 单元类型及模型装配

3.3.4 接触关系和螺栓预紧力

3.3.5 边界条件和荷载施加

3.4 有限元模型验证

3.5 新型节点简化研究

3.5.1 节点简化模型

3.5.2 节点简化准确性验证

3.6 新型节点的力学性能分析

3.6.1 新型节点试件参数设计

3.6.2 静力性能

3.6.3 抗震性能

3.7 本章小结

第四章 多层模块化建筑动力时程分析

4.1 多层建筑概况

4.1.1 模型建立

4.1.2 荷载设计信息

4.1.3 结构设计

4.1.4 结构设计结果校核

4.2 时程分析概述

4.2.1 时程分析法

4.2.2 地震波的选取

4.3 多遇地震下时程分析

4.3.1 基底剪力

4.3.2 层间位移角

4.3.3 顶点位移

4.3.4 顶点加速度

4.4 罕遇地震下时程分析

4.4.1 层间位移角

4.4.2 顶点位移

4.4.3 顶点加速度

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

图表目录

致谢