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摘要：我国建筑经过多年的发展，在建筑结构多样化方面有了明显的创新，各种新型的多层建筑结构被建设出来，多层钢结构与钢框架复合建筑结构设计是近些年比较流程的建筑设计风向。本文就以某多层钢结构模块与钢框架复合结构的公寓建筑模拟设计为例，对设计的具体结构、构件、节点、各部位连接点等设计情况进行分析，并对比复合建筑结构设计与普通钢架结构优点。
关键词：多层钢结构模块;钢框架;建筑结构设计
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2021）-01-100
引言：多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构当中的连接节点数量非常多，在实际设计当中需要对连接部位的受力情况进行充分的考量，以保证整体多层复合建筑结构的承载能力达到建筑建设标准，保证结构设计的合理性。多层钢结构模块与钢框架的的选择也是设计效果的主要影响因素，为保证设计能够促进建筑结构施工安全进行，对其复合建筑结构设计进行研究具有必要性。
1、工程概况简述
本文将以多层钢结构模块与钢框架复合结构公寓的模拟设计为案例，该模拟的公寓建筑结构总面积为1861.5m2，一共包含6层结构，建筑的总高度为1650cm，每一层的高度为280cm，6层当中最底层为地下停车场结构，底层的结构高度为360cm，是典型的钢结构模块与钢框架的复合多层建筑结构。
二、模拟设计公寓的总体结构体系
本文选取的模拟设计公寓工程结构分为两个部分，地下停车场为一部分，采用的是普通的钢框架结构设计;上部多层结构为一部分，上面的6层公寓结构设计采用复合结构模式，并且每一层的建设结构设计方案均采用统一的方式。对于地下停车场结构的设计遵循传统钢结构体系设计原则来开展，在上层结构设计期间需要重点关注两个问题：（1）公寓结构建设需要运用钢结构模块，那么结构的尺寸设计需要保证合理性，建筑材料的运输与公寓施工建设都对结构设计尺寸范围有一定的规范要求，通常情况下钢结构模块的宽需要控制在200cm-300cm范围内，高度要控制在300cm-400cm。（2）钢框架结构的设计当中，地下停车场采用传统设计理念，应用矩形钢管柱和H型钢梁复合结构。上层公寓楼层结构的第一层需要采用与地下停车场一样的复合结构，这是为了保障公寓建筑结构底层结构承重能力能够达到良好的状态，降低施工难度，促进建筑结构设计质量提升。
三、复合结构构件的设计
地下车库作为最底层的结构，负担着整体公寓结构的承重责任，钢材需要选择受力能力强的钢材种类，如Q345B，而地面上层结构则可选用Q235B钢[1]。其次，公寓复合结构包含若干个模块，模块次梁之间的距离最大不能超过100cm，每个模块单元当中的柱体横截面面积要足够大，才能保证设计的建筑结构抗震性能达到标准，柱体与梁相交区域要采用强柱弱梁的原则进行设计规划。对公寓建筑结构荷载要求进行明确，对应着对构件的强度、刚度系数进行调控。
四、公寓复合结构节点的设计
多层公寓复合结构的节点主要有两个，分别是地下停车场和地面上层钢结构的接触节点;地面建筑结构之间的节点。地面建筑结构当中的节点包括钢框架之间的节点、钢框架与模块单元的节点、模块单元之间的节点。分别来说：
（1）钢框架相互之间的节点设计，在该公寓当中的地下停车场与地上一层结构之间节点属于这种模式，可以应用特制铆钉和螺栓拉杆连接组合来连接节点，以此加强两部分连接结构的稳定性和坚固性，保证节点的抵抗外界灾害的能力，促进节点结构建设性能达到理想的状态。这种节点设计方式，能够有效强化结构的刚度与强度。
（2）钢框架与模块单元的节点设计，主要是公寓第一层的钢框架结构与上層结构之间会形成这种类型的节点。在节点处应用插销模式的连接，在公寓一层钢框架的上端运用插销连接形式对节点进行加固处理，在一层顶部的横梁界面与模板连接的地方应用十字肋板进行焊接处理，对连接区域进行加强巩固。钢框架与模块单元之间的节点加固处理非常重要，是保证整体衔接结构稳定性与安全性的关键，要保障所有节点的固定性能。
（3）模块单元相互之间的节点设计相对来说就比较容易，建筑采用的模块单元都是由建材公司进行统一制定的，模块单元的节点也是有对应专门的连接处理方式，如插销连接、螺栓拉杆连接都是比较常用的节点连接模式，这种方式形成的节点结构刚强度都能达到建筑施工建设标准[2]。采用建材公司提供的专用节点处理模式，适用性更好，节点的质量与性能也都能满足多层建筑建设的要求，并且施工操作容易上手。
五、复合建筑结构当中的钢结构与普通钢结构设计对比分析
单纯由普通钢结构设计而成的建筑，是利用梁与柱体结构搭建连接而成的，横梁与柱体结构本身的体积比较大，搭建形成的节点刚度与强度要比复合建筑结构设计节点低，在结构稳定性、坚固性方面显现出了劣势，而且在具体施工期间，节点部分的施工比较复杂。多层钢结构模块与钢框架复合结构，是将钢结构模块与钢框架进行组合搭建，能够形成一个完整的结构体，组合节点的刚度、强度、抗震性能水平都比较优良，并且施工操作方法比较简单。
由钢结构模块和钢框架复合组成的建筑结构体系当中包含多个梁体结构和多个柱体结构，这种结构之间的连接节点整体的稳定性较好，能够有效促进多层建筑结构荷载能力的提升，对外界灾害的抗护性能比较好。复合建筑结构设计的节点连接形式都是以组合模式形成的，在具体的节点施工当中，钢结构模块单元通过专门的节点加固处理之后，还会对每一层的楼板进行衔接缝处理，衔接部位若是连接完成之后还有缝隙，会对缝隙进行填实加固处理，从而进一步增强结构的坚固性，整体综合稳定性得到了良好的保障，使多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构的节点形成连续性状态。对复合结构设计的节点进行模拟施工，强化节点结构的刚度与强度，促进复合建筑结构整体的稳定性和安全性、抗震性能提升。相对于普通的钢框架结构建筑设计，多层钢结构模块与钢框架复合建筑设计在建筑结构性能、质量与施工容易度方面都体现出了优势。
结论：综上所述通过案例分析，来对多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计进行研究，对结构设计体系、构件设计以及节点设计进行分析得出以下结论：在复合结构设计当中，需要注重单元模块的尺寸设计，需要综合考量单元模块建材的运输和设计建筑结构施工规范等因素，从而最终决策出结构体系设定的模式。复合结构设计期间，需要综合考量施工规范与要求，对钢结构模块、钢框架的形式进行优化选择，然后对构件和节点处理方式进行设计，使其设计能够保障施工顺利实施。
参考文献
[1]王志友.多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计探究[J].工程建设与设计，2019（13）：37-38.
[2]张百振.多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与研究[J].科技创新与应用，2018（30）：93-94.
作者简介：朱鸿瀚（1998.05--），男，重庆市忠县人，本科，研究方向：建筑结构。
重庆市重庆科技学院 重庆 401331
关键词：多层钢结构模块;钢框架;建筑结构设计
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2021）-01-100
引言：多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构当中的连接节点数量非常多，在实际设计当中需要对连接部位的受力情况进行充分的考量，以保证整体多层复合建筑结构的承载能力达到建筑建设标准，保证结构设计的合理性。多层钢结构模块与钢框架的的选择也是设计效果的主要影响因素，为保证设计能够促进建筑结构施工安全进行，对其复合建筑结构设计进行研究具有必要性。
1、工程概况简述
本文将以多层钢结构模块与钢框架复合结构公寓的模拟设计为案例，该模拟的公寓建筑结构总面积为1861.5m2，一共包含6层结构，建筑的总高度为1650cm，每一层的高度为280cm，6层当中最底层为地下停车场结构，底层的结构高度为360cm，是典型的钢结构模块与钢框架的复合多层建筑结构。
二、模拟设计公寓的总体结构体系
本文选取的模拟设计公寓工程结构分为两个部分，地下停车场为一部分，采用的是普通的钢框架结构设计;上部多层结构为一部分，上面的6层公寓结构设计采用复合结构模式，并且每一层的建设结构设计方案均采用统一的方式。对于地下停车场结构的设计遵循传统钢结构体系设计原则来开展，在上层结构设计期间需要重点关注两个问题：（1）公寓结构建设需要运用钢结构模块，那么结构的尺寸设计需要保证合理性，建筑材料的运输与公寓施工建设都对结构设计尺寸范围有一定的规范要求，通常情况下钢结构模块的宽需要控制在200cm-300cm范围内，高度要控制在300cm-400cm。（2）钢框架结构的设计当中，地下停车场采用传统设计理念，应用矩形钢管柱和H型钢梁复合结构。上层公寓楼层结构的第一层需要采用与地下停车场一样的复合结构，这是为了保障公寓建筑结构底层结构承重能力能够达到良好的状态，降低施工难度，促进建筑结构设计质量提升。
三、复合结构构件的设计
地下车库作为最底层的结构，负担着整体公寓结构的承重责任，钢材需要选择受力能力强的钢材种类，如Q345B，而地面上层结构则可选用Q235B钢[1]。其次，公寓复合结构包含若干个模块，模块次梁之间的距离最大不能超过100cm，每个模块单元当中的柱体横截面面积要足够大，才能保证设计的建筑结构抗震性能达到标准，柱体与梁相交区域要采用强柱弱梁的原则进行设计规划。对公寓建筑结构荷载要求进行明确，对应着对构件的强度、刚度系数进行调控。
四、公寓复合结构节点的设计
多层公寓复合结构的节点主要有两个，分别是地下停车场和地面上层钢结构的接触节点;地面建筑结构之间的节点。地面建筑结构当中的节点包括钢框架之间的节点、钢框架与模块单元的节点、模块单元之间的节点。分别来说：
（1）钢框架相互之间的节点设计，在该公寓当中的地下停车场与地上一层结构之间节点属于这种模式，可以应用特制铆钉和螺栓拉杆连接组合来连接节点，以此加强两部分连接结构的稳定性和坚固性，保证节点的抵抗外界灾害的能力，促进节点结构建设性能达到理想的状态。这种节点设计方式，能够有效强化结构的刚度与强度。
（2）钢框架与模块单元的节点设计，主要是公寓第一层的钢框架结构与上層结构之间会形成这种类型的节点。在节点处应用插销模式的连接，在公寓一层钢框架的上端运用插销连接形式对节点进行加固处理，在一层顶部的横梁界面与模板连接的地方应用十字肋板进行焊接处理，对连接区域进行加强巩固。钢框架与模块单元之间的节点加固处理非常重要，是保证整体衔接结构稳定性与安全性的关键，要保障所有节点的固定性能。
（3）模块单元相互之间的节点设计相对来说就比较容易，建筑采用的模块单元都是由建材公司进行统一制定的，模块单元的节点也是有对应专门的连接处理方式，如插销连接、螺栓拉杆连接都是比较常用的节点连接模式，这种方式形成的节点结构刚强度都能达到建筑施工建设标准[2]。采用建材公司提供的专用节点处理模式，适用性更好，节点的质量与性能也都能满足多层建筑建设的要求，并且施工操作容易上手。
五、复合建筑结构当中的钢结构与普通钢结构设计对比分析
单纯由普通钢结构设计而成的建筑，是利用梁与柱体结构搭建连接而成的，横梁与柱体结构本身的体积比较大，搭建形成的节点刚度与强度要比复合建筑结构设计节点低，在结构稳定性、坚固性方面显现出了劣势，而且在具体施工期间，节点部分的施工比较复杂。多层钢结构模块与钢框架复合结构，是将钢结构模块与钢框架进行组合搭建，能够形成一个完整的结构体，组合节点的刚度、强度、抗震性能水平都比较优良，并且施工操作方法比较简单。
由钢结构模块和钢框架复合组成的建筑结构体系当中包含多个梁体结构和多个柱体结构，这种结构之间的连接节点整体的稳定性较好，能够有效促进多层建筑结构荷载能力的提升，对外界灾害的抗护性能比较好。复合建筑结构设计的节点连接形式都是以组合模式形成的，在具体的节点施工当中，钢结构模块单元通过专门的节点加固处理之后，还会对每一层的楼板进行衔接缝处理，衔接部位若是连接完成之后还有缝隙，会对缝隙进行填实加固处理，从而进一步增强结构的坚固性，整体综合稳定性得到了良好的保障，使多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构的节点形成连续性状态。对复合结构设计的节点进行模拟施工，强化节点结构的刚度与强度，促进复合建筑结构整体的稳定性和安全性、抗震性能提升。相对于普通的钢框架结构建筑设计，多层钢结构模块与钢框架复合建筑设计在建筑结构性能、质量与施工容易度方面都体现出了优势。
结论：综上所述通过案例分析，来对多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计进行研究，对结构设计体系、构件设计以及节点设计进行分析得出以下结论：在复合结构设计当中，需要注重单元模块的尺寸设计，需要综合考量单元模块建材的运输和设计建筑结构施工规范等因素，从而最终决策出结构体系设定的模式。复合结构设计期间，需要综合考量施工规范与要求，对钢结构模块、钢框架的形式进行优化选择，然后对构件和节点处理方式进行设计，使其设计能够保障施工顺利实施。
参考文献
[1]王志友.多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计探究[J].工程建设与设计，2019（13）：37-38.
[2]张百振.多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与研究[J].科技创新与应用，2018（30）：93-94.
作者简介：朱鸿瀚（1998.05--），男，重庆市忠县人，本科，研究方向：建筑结构。
重庆市重庆科技学院 重庆 401331