模块化钢结构建筑连接点研究进展
摘要：近年来，我国的建筑行业有了很大进展，在建筑工程中，钢结构的应用
十分广泛。
钢结构模块化建筑是一种装配率较高的结构体系，近年来已成为建筑
结构的主要发展方向。
采用MIDAS软件，通过对比分析两种不同布置方式的模型，分析模块布置对模块化钢结构应力分布和整体位移的影响，指出两种布置方式的
利弊和改善措施。
关键词：模块化钢结构；模块布置方式；MIDAS
引言
模块化建筑是指把一个或多个建筑单元作为预制模块、在工厂预制后运到工
地进行安装的建筑形式。
每一个预制模块可为带有采暖、上下水道及照明等所有
管网的装修完备的房间单元。
模块化单元可以用来形成完整的房间、或者作为大
房间的一部分，也可以用来制作一些专用服务单元例如厕所、电梯、厨卫等。
由
模块化建筑的特点可知，每个模块单元都是由顶梁、底梁和角柱组成的完整结构
体系。
相邻的模块通过角部的连接节点传递荷载、协调变形，使多个单元形成具
有一定规模的整体结构。
若没有可靠的连接节点，由多个模块拼接成的结构就会
发生变形、破坏甚至倒塌。
1钢结构模块化建筑的特点
（1）模块化房屋一般有四柱八梁组成，模数和模数协调的方式进行设计、生产和装配。
（2）标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修，实现功
能完整的建筑产品，受外界环境影响小，装配率可以达到90%以上。
（3）施工
噪音小，绿色环保，现场拼装，施工周期短，具有可重复利用的优点，是一种绿
色建筑。
2模块化钢结构建筑连接点
2.1盖板螺栓连接
盖板螺栓连接，指一般在构件端部预留螺栓孔，通过盖板用高强度螺栓将相
邻两个模块连接在一起的节点形式。
许多学者创新性地提出并研究了各种新的连
接做法。
不同的盖板螺栓连接形式会有不同的转动刚度，这会对结构整体性能产
生巨大影响。
双向连接的盖板螺栓连接方式并测试其抗剪性能。
连接板上留有螺
栓孔，螺栓孔分布在角柱的两侧。
安装时，较长连接板在内，较短连接板在外，
有序叠合后用高强度螺栓连接。
由于连接板较宽，梁柱节点和模块间节点要有一
定的距离。
而且这种连接节点对施工空间要求高，只适用于建筑的外侧。
2.2模块化钢结构上设备安装定位基准的选择
模块化钢结构上常用的设备安装定位基准有模块中心线（中心点）和结构轴线。
采用两种定位基准时，设备的特点不同，各有优劣，应根据具体的设备情况
进行选择。
常规来讲，以模块中心线定位，能够精确控制设备之间的相对位置，
保证设备相互之间的相对位置精度。
但是容易出现设备与结构之间的碰撞。
按照
模块轴线进行定位时，能够优先保证设备与结构之间的相互位置。
需要说明的是，一个钢结构模块在一个方向上只有一个中心线，但是可以而且是往往存在着多条
轴线，一般选择轴线为定位基准是，是选择那些与设备距离最近或是设备特殊结
构（如泵的出口）朝向的轴线。
2.3铸钢节点连接
铸钢节点，是指把梁柱节点做成一个进行了专业化设计的铸钢件，再通过螺
栓连接、机械连接等方法将铸钢件连接在一起的节点形式。
为了避免直接在构件端部进行连接造成的截面削弱、精度较差等弊端，铸钢节点也逐步应用到模块化建筑中。
由螺栓连接上下铸钢件，铸钢件在模块内与梁柱焊接连接。
但该连接节点对施工空间要求高，只能用于建筑的角部，实现单根角柱的上下连接。
2.4现场装配阶段的质量控制
模块运输至现场后，应由施工单位的现场负责人、监理人员进行内部和外部质量检查，检查合格并签字接收后，才可以进行起吊和安装。
对于起吊和安装，都应该编制相应的专项施工方案。
由于单个模块重量超过20t，所以使用传统的塔吊无法进行吊装，需要使用经过专业设计的塔吊。
对于高度不超过汽车吊使用范围的建设项目，可以使用汽车吊。
起吊之前，应对所用设备进行检查，确保设备处于良好运行状态，无不良故障。
对于吊车司机的选择，应选择那些具有相应职业资格证书的人员，并且在起吊之前，应对相关人员进行专业培训。
起吊过程中，必须设专人指挥。
严禁将吊车钩直接和模块相连，必须通过专业吊具才能和模块相连。
连接主要包括模块间的横向连接和竖向连接。
连接方式通常为高强螺栓连接和焊接连接。
采用高强螺栓连接时，首先应对所用高强螺栓和螺母进行检验，只有在检验合格的情况下才能被使用，连接完成后，应对其连接质量进行检测。
采用焊接连接时，施焊人员必须具有职业资格证书，所用焊接材料也应检测合格，检测完成后，需由专业机构对焊缝进行焊缝无损探伤检测。
2.5组合连接
组合连接，是指结合混凝土和钢结构连接方法实现模块间连接的节点形式。
为了解决钢结构耐火性、抗腐蚀性差，稳定性低的问题，在模块间连接中也会借鉴组合结构的思想。
相邻模块底梁上各预先焊接一块角钢，吊装就位后先用螺栓连接角钢，然后浇筑角钢附近区域。
下层顶梁与上层底梁则是焊接连接。
该连接节点适用于梁贯通的模块单元，灵活使用角钢可以实现较大刚度，而且利用混凝土削弱了螺栓滑移。
安装时，将上下角柱对中扣合，抗剪键能够顺利卡在限位构件上，然后从预留洞口进行浇筑，形成刚性节点。
该连接节点施工方便，刚度较大，但难以实现模块间水平连接，适用于建筑角部。
2.6现场装配阶段的质量控制
模块运输至现场后，应由施工单位的现场负责人、监理人员进行内部和外部质量检查，检查合格并签字接收后，才可以进行起吊和安装。
对于起吊和安装，都应该编制相应的专项施工方案。
由于单个模块重量超过20t，所以使用传统的塔吊无法进行吊装，需要使用经过专业设计的塔吊。
对于高度不超过汽车吊使用范围的建设项目，可以使用汽车吊。
起吊之前，应对所用设备进行检查，确保设备处于良好运行状态，无不良故障。
对于吊车司机的选择，应选择那些具有相应职业资格证书的人员，并且在起吊之前，应对相关人员进行专业培训。
起吊过程中，必须设专人指挥。
严禁将吊车钩直接和模块相连，必须通过专业吊具才能和模块相连。
连接主要包括模块间的横向连接和竖向连接。
连接方式通常为高强螺栓连接和焊接连接。
采用高强螺栓连接时，首先应对所用高强螺栓和螺母进行检验，只有在检验合格的情况下才能被使用，连接完成后，应对其连接质量进行检测。
采用焊接连接时，施焊人员必须具有职业资格证书，所用焊接材料也应检测合格，检测完成后，需由专业机构对焊缝进行焊缝无损探伤检测。
结束语
综上所述，模块化钢结构建筑在国内还处于发展初期，相关质量控制方法和内容还不是非常成熟，随着模块化钢结构建筑在中国的大规模应用，与之相关的
质量控制方法和关键检测技术也会逐步成熟。
在模块化钢结构的设计和建造过程中，我们必须明确：所有的钢结构都是为设备服务的，设备的定位安装也都必须
为要这一中心目标展开。
必要时可以为实现设备的顺利安装和连接而对结构进行
适应性修改。
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