《模組化裝配式高層鋼結構體系創新基礎研究》是依託北京工業大學，由張愛林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：模組化裝配式高層鋼結構體系創新基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張愛林
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
解決我國高層鋼結構房屋實現產業化瓶頸問題的途徑只有創新高層鋼結構體系，使其實現標準化、模組化、工業化、裝配式加工製作和施工建設，而目前基本處於研究空白狀態。本項目系統地開展模組化裝配式高層鋼結構體系創新基礎研究，針對模組化裝配式高層鋼結構新體系典型模組組成、連線節點組成、柱子組成、樓板組成、抗側力體系構成創新研發關鍵問題，通過理論分析、模型試驗、工程實例驗證研究得出連線節點、柱子、樓板及抗側力體系的穩定性能、地震作用下變形性能、破壞模式、承載力等變化規律，提出模組化裝配式高層鋼結構新體系計算理論和設計方法，為設計標準規範修訂提供科學依據。該結構體系能夠循環利用，可拆卸異地重建，同時大幅度節省鋼材、降低造價，縮短施工工期幾倍，經濟效益和社會效益將十分顯著。
結題摘要
模組化裝配式鋼結構建築由工廠生產的標準化模組現場拼裝，實現標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理。有效地縮短工期，減小勞動強度，降低造價，降低對環境的影響。其在國內外已有廣泛的發展和套用，但主要套用於低層住宅結構，我國需要裝配化的高層建築，其技術在國內外尚處於起步階段。 本課題提出了模組化裝配式角鋼桁架梁-方管柱高層鋼結構新體系，基於樣板工程，進行了體系組成、限元分析和模型試驗研究，系統研究了體系的力學性能和抗震性能。主要取得如下創新研究成果：（1）提出了模組化裝配式角鋼桁架梁-方管柱高層鋼結構新體系。（2）通過裝配式角鋼桁架梁的拼接解決了模組間的裝配問題，得到裝配式桁架承載力和破壞機理。（3）根據結構穩定理論，推導出框架柱的計算長度係數，解決了框架柱子的彈性設計問題。（4）通過典型的樑柱焊接節點、半焊半螺栓節點和全螺栓連線節點的靜力和抗震試驗和有限元分析，提出了節點設計公式，可用於實際工程設計。（5）採用該體系在北京建造了一個足尺兩層樣板工程。 本課題與長沙遠大科技有限公司合作進行裝配式斜支撐節點鋼框架結構體系研發、分析、試驗及工程套用。分別採用目前國內通用的有限元設計分析軟體Etabs、Midas/GEN、SAP2000、ANSYS進行結構分析（包括靜力分析、反應譜分析、彈性時程分析）與設計，並且進行了大量試驗驗證。獲得了高層裝配式斜支撐鋼框架結構的受力機理、設計建模方法和設計公式及設計控制指標，編制了湖南省地方標準《裝配式斜支撐節點鋼框架結構技術規程》，研究成果在湖南、山東、山西等地獲得推廣套用。 研究成果獲得中國鐵道建設總公司科學技術獎一等獎，中國施工企業管理協會科學技術獎一等獎。發表論文25篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索7篇，申請發明專利10多項，, 培養博士研究生3名，碩士研究生5名，完成項目研究計畫。
