3.1　结构构件材料选取

每种建筑材料都有其自身的优点和局限性。而多种材料和结构的组合为不同建筑结构的设计提供了更多的可能性，特别是具有混合用途的商业和住宅建筑[26]。

材料的选择对起重机的吊装能力和施工的能耗要求有重要的影响[35,37]。同时，由于可能需要长时间和长距离的运输，模块构件的重量应尽可能轻。相比混凝土结构而言，木材和钢材结构较轻，更适合用于模块化建筑。而混凝土结构凭借其良好的抗压强度经常被用作高层模块化建筑的承重系统[45]。

木材是建造模块化建筑的理想材料，胶合层压木材和交叉层压木材等材料能提供很好的装配式结构性能。芬兰的Puukuokka公寓大楼和奥地利的生命周期塔是典型的木结构模块建筑[46-48]。瑞典的HAUSAMMANN等[49]提出由实木板材制成的空心箱形木结构可用于模块化建筑。与传统木制面板结构相比，由于实木构件之间的胶合接缝，构件表现出更强的刚性和更好的隔热性，其荷载能力和破坏也能被更好地预测。同时，使用木结构模块能有效减少在建造与拆除的过程中对环境的影响与破坏[50]。

3.2　混合式模块化结构

为充分利用上述材料各自的优点，模块化建筑常选用混合结构[51]，其中最常见的是钢-混凝土混合结构[26]（图2a））、钢-木混合结构[52]（图2b））和木-混凝土结构[53]（图2c））。

3.2.1　钢-混凝土混合结构

由钢构件与混凝土组合而成的钢-混凝土组合柱，在建筑中得到了广泛的应用。相比传统混凝土结构而言，其具有截面小、强度重量比高、固有延性、韧性和耐火性好、负荷能力强等优点，承受横向荷载时也具有较高的刚度。另外，研究发现施加预应力可显著改善低含钢率预制混凝土包裹核心钢组合柱的滞回性能，从而提高组合柱的极限荷载和耗能能力[29]。

另外，一种采用预制钢筋笼系统加固的高强混凝土柱[54]（图2d））与钢筋混凝土构件具有相似的性能，减少了传统钢筋混凝土施工中切割、弯曲和绑扎钢筋的操作工序转而使用激光精确切割，使施工作业更便捷高效。

目前，钢-混凝土混合结构的实际应用较多，常使用现浇混凝土作为核心抵抗横向荷载。但其需要在现场进行浇筑，未能实现结构完全在工厂预制。

3.2.2　钢-木混合结构

钢-木混合结构的主要应用形式为钢框架结构、钢-木复合地板和以钢-木结构为主要材料的剪力墙结构。LOSS等[51]提出钢-木复合地板和剪力墙结构（图2e）），沿建筑两个主要方向放置钢框架，在钢梁上放置木板组成网格结构，结构的横向稳定性通过钢支撑和交叉层压木板（CLT）制成的剪力墙共同提供。这种混合结构形式结合了钢材高度工业化的施工技术和交叉层压木板重量轻、平面内稳定的优点，将钢构件和CLT板在现场外预制，再运至现场快速连接。研究表明，这种混合结构具有良好的非弹性变形能力。

钢-木混合结构形式质量轻、抗震性能好，同时使得完全在工厂预制的高度工业化模块化建筑成为可能。但对于木材和木材之间、木材和钢构件之间以及钢构件和钢框架之间的有效连接还未得到充分的研究。

3.2.3　木-混凝土混合结构

木-混凝土混合结构具有预制的经济优势，同时混凝土板在使用寿命结束时也可重复再利用，有很好的开发潜力[55]。LUKASZEWSKA等[53]的分析表明一种完全预制的木-混凝土复合地板（图2c）），结合了混凝土高抗压性和木材高抗弯、抗拉性的优点，通过连接混凝土板和木托梁来建造。混凝土板在场外预制，并在现场连接到木托梁上。与现浇混凝土相比，木-混凝土混合结构施工速度更快，混凝土收缩对系统的影响更小。相比于纯木结构，这种混合结构的抗震性和耐火性更好。

在木-混凝土混合结构中，混凝土主要抗压，而木材抗拉和抗弯曲，由混凝土结构构件和木结构构件的连接系统传递两种材料构件的剪切力。虽然木-混凝土混合结构有一定的优点，但由于可靠抗剪切连接件的研究还很局限，这种混合结构的应用较少。

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