本文作者:莱芜钢结构设计

钢结构叠箱体系(钢结构叠箱体系在抗震性能上的优势)

钢结构叠箱体系是一种抗震结构,它通过多层叠加的钢结构箱形截面来增强结构的承载力和稳定性。这种结构设计能够有效分散地震力,提高建筑在地震中的抵抗能力。与传统的框架结构相比,叠箱体系能够提供更均匀的应力分布,减轻地震作用下的局部破坏,从而减少地震对建筑物的损害。钢材具有良好的塑性和韧性,使得结构在经历震动后能迅速恢复到原状,减少了倒塌的风险。钢结构叠箱体系在抗震性能上具有显著优势,是现代高层建筑及大跨度结构中的首选方案之一。

一、钢结构叠箱体系概述

钢结构叠箱体系是一种在建筑领域应用的结构形式。它采用工厂预制的箱式钢结构集成模块,在施工现场组合成为装配式建筑。

(一)特点

  • 结构独立性与整体性
    • 模块单元具有结构独立性,每个箱体自身具备一定的结构稳定性。同时,这些模块组合后又具备结构整体性,能够共同承受各种荷载作用,形成一个稳定的建筑结构体系。
  • 设备独立性与协调性
    • 其设备应为独立的系统,如电气系统、给排水系统等在每个箱体内可以独立设置。并且这些独立的设备系统应与整体建筑协调,保证整个建筑功能的正常运行。

(二)适用范围

  • 主要适用于三层以下多层民用建筑(叠箱式)。

二、钢结构叠箱体系中的连接节点

(一)承插连接节点

  • 构造组成
    • 一种钢结构单元房叠箱体系承插连接节点,包括上柱端板、上柱插头、下柱承接口、下柱端板和螺栓。上柱插头与上柱端板相连接,下柱承接口与下柱端板相连接,上柱插头承插进下柱承接口中,通过两个水平方向的螺栓固定连接。
  • 布置方式
    • 上柱插头、上柱端板布置在上箱体底部,下柱承接口、下柱端板布置在下箱体顶部。上箱体包括上箱体立柱和上箱体横梁,上箱体立柱与上柱端板焊接连接,上箱体横梁与上柱端板、上柱插头焊接连接,上柱插头与上箱体横梁连接位于楼面板处;下箱体包括下箱体立柱和下箱体横梁,下箱体立柱与下柱端板焊接连接,下箱体横梁与下柱承接口焊接连接。

(二)楔形块分离式夹板连接节点

  • 这种连接节点应用于钢结构单元房叠箱体系,涉及建筑技术领域,但关于其具体的构造和连接方式未查询到更多详细资料,仅知道有这样一种连接节点的存在。

三、钢结构叠箱体系的发展意义

(一)对装配式建筑发展的推动

  • 符合装配式建筑发展趋势,在装配式建筑多种类型(如预制混凝土、轻钢结构、传统钢结构等)中占据一席之地。装配式建筑能够实现全链条的协同设计与高度预先集成,从项目规划开始,模块化建筑供应商与各方充分协同,采用合适的设计方案,并且利用BIM系统支撑集成设计与施工管控,可大幅提高工厂预制率,有效缩短项目工期,一般比传统建筑缩短1/3以上工期。

(二)满足多种建筑功能需求

  • 除适用于临时建筑如临时医院、疫情应急隔离中心外,还能应用于永久建筑,如酒店、住宅公寓、学生公寓、员工宿舍、营地房、数据中心、商业中心、旅游度假中心、展示中心等项目。

四、面临的问题与挑战

(一)缺乏规范

  • 集装箱建筑发展方向单一且缺乏相应规范,采用叠箱体系的集装箱建筑在应用过程中会受到层数或层高的限制,难以得到广泛推广使用。

(二)国内市场发展阶段

  • 在国内市场处于初级发展阶段,国家以及行业缺少关于此范围内的标准。不过,已经有企业和单位合作编制相关技术规程,如中集模块化建筑投资有限公司与中国建筑设计院有限公司合作编制了中国工程建设标准化协会标准——《箱式钢结构集成模块建筑技术规程》,填补了国内相关技术标准的空白,为设计、施工、验收提供参考依据。

钢结构叠箱体系的市场前景如何?

钢结构叠箱体系的施工周期对比传统建筑?

钢结构叠箱体系的环保节能特性分析?

钢结构叠箱体系在抗震性能上的优势?

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