模块化多层轻钢住宅结构体系的受力分析

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1、2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集模块化多层轻钢住宅结构体系的受力分析陶修崔佳龙莉萍(雨庆大学二

2、二木丁程学院重庆400045)摘要：本文主要介绍了一种新兴的轻钢住宅体系——模块化体系，探讨了竖向力和水平力在模块化多层轻钢住宅结构体系中的传递机制以及它的简化计算方法，并用文中介绍的两种计算方法对一个多层框架进行计算，对结果进行比较分析。关键词：模块化轻钢结构体系蒙皮作用最大侧移P一翻效应AnaIysisofForceonModularLightGaugeSteelFramingforLow-riseConstructionTA0XiuCUIJiaLongLiPing(Department

3、ofCivilEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045China)Abstract：Thep印erintroducesanewlightgaugesteelframing——modular，discussesthetransmissionandcalculationofhorizontalloadandVenicalloadofmodularli曲tgaugesteelframingforIow—riseconstmction．Inaddition，itcomparestwocalculationmethodsby．amultistory

4、frame．KeywOrds：modularlightgaugesteelframe：stressedskinaction；ultimatelateraldisplacement：P一翻e矗’ect1概述多层轻钢住宅由于外形美观，供货迅速，建造快速、高效，节能环保等特点，在欧美已成蓬勃发展之势。近年来，我国也开始研究和引进。做为轻钢住宅的一种，模块化体系具有非常鲜明的特色。这种体系以一个房间或其一部分为一个单元，多个单元重复安置，拼成一幢多层楼房。由于其单元的相似性和重复性，它可以更多的依靠工业化生产，在工厂预先完成单元制造之后再运至现场完成建造。因此它除了具有一般轻钢住宅的优点外，质量更易

5、于保证，施工也更加简单和迅速。模块化体系模块的运输和吊装如图1、2所示。根据预制单元的大小不同，模块化体系又可分为“Stick”结构、“Panel”结构及完全模块体系(Modular)。“Stick”结构中所有的杆件按设计尺寸切割，主要的开洞也在工厂完成，并以单根杆件的形式运至现场，采用螺栓或自攻螺栓连接，结构的安装均在现场完成。其优点是：1)现场可进行一定修改：2)对工厂设备要求低；3)可用集装箱运输，经济；4)适用于体形复杂的建筑。缺点是现场劳动量大。“Panel”结构中带骨架的墙板、屋面板及屋架均在工厂用专用模具预制成型，现场只需要进行组装。这种体系的优点是建造速度快，质量易于控制，自

6、动化程度高，现场工作量小：但相对运输费用高，现场需要提升设备1。图1模块运输Fig1Thetransportofmodul8图2梗块吊装F．g2Theinsta

7、

8、ationof∞dule完全模块体系(Modular)的特点是以整个房间为一个模块单元，完全在工厂预制，运至现场的将是一个包括地毯、窗帘、家具及各种设备的完整的房间单元。一个个房间单元在现场象搭积木一样拼装成一幢住宅楼。完全模块体系的一个单元如图3所示。如非特别说明，本文所指的模块指的是此类单兀。一148—2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集图3完全模块体系(ModuIar)的单元Fjg3AmoduIeofModuIar2模块单

9、元的构造及其受力分析2．1模块单元传力机制分析模块体系的单个模块长约10米，宽约4米，高约3米，主要构件包括：角柱、墙面立柱、楼面梁、天花板梁、墙板、楼板和天花板。在单元端部，使用截面面积较大的方钢管做角柱。各块墙板之间，也通过方钢管采用一定的构造相连，同时对墙面起到一定的加强作用。尽管角柱与边梁截面比同类型其它构件略大，但整个房问单元并不像传统的梁柱体系那样，竖向力全部由房间四角的柱子传递。而是除了由四个角点的主钢柱传递外，单元墙面内，密放的间距约0．4至0．5米的冷弯薄壁c型钢立柱也要参与部分传递竖向力。C型钢立柱的截面面积约占到整个竖向构件的40％一50％。墙面立柱与楼面连梁连接可靠，

10、因此墙面立柱可以有效传递结构的竖向力至下一层。墙面立柱与楼面连梁的连接如图4所不。c型墙面立柱构件图4墙面立柱与楼面连梁Flg．4WaIstudsandfloorjoists模块体系中，梁与柱、柱与柱的连接均采用铰接(节点构造如图5、6)，无法传递弯矩，节点无法有效抵抗水平方向的力。结构的水平抗力完全依靠模块单元墙板的蒙皮作用提供。广≠二]—j————^一—一争令』+一争]图5角柱与楼面连梁节点Fig．5Th