由组合冷弯型钢梁制成的模块化建筑系统的可持续性（一）

    模块化结构的性能取决于每个模块的强度以及用于连接模块的连接类型，因为剪力、弯矩、侧向载荷和垂直载荷通过这些连接传递。连接在维持模块化结构的稳定性、坚固性、安全性和完整性方面起着重要作用。与传统结构相比，模块化结构有很多连接，因为所有单独的模块都应该连接起来以构建最终结构。此外，连接的设计应考虑其变形能力、强度和刚度. 然而，在设计阶段应考虑成本和工作进度方面，因为连接数量直接影响项目的预算和进度。MBS 连接分为模块内、模块间和模块到基础连接。下图中显示了连接类型及其属性。

    近年来，模块化建筑在材料使用、减轻模块化单元重量、增加模块化跨度和快速安装的连接技术方面的创新是不可避免的。此外，所有这些创新都将成为实现可持续发展目标的垫脚石。然而，由于大流行将目标推得比以前更远，与建筑相关的可持续目标似乎太遥远了，因此还有巨大的探索空间。尽管如此，模块化建筑将在实现可持续性效益方面发挥巨大作用，模块化建筑的可持续性效益将在后续章节中进一步讨论。

     本文中对螺栓组装链接开口型材的研究使用 ABAQUS 软件包对组合截面进行非线性分析。基于横截面尺寸（231 × 75 × 17 截面，角半径为 3 mm，底部厚度为 1.5 mm），使用 S4R 壳单元对 CFS 组合截面进行建模。在这项研究中，1626 毫米的长度被分配给剪跨和力矩跨，以避免剪跨中的剪切屈曲，并确保跨中的纯弯曲。5 mm × 5 mm 和 1 mm × 5 mm 的网格尺寸分别分配给平坦区域和拐角区域。梁的横截面和网格尺寸如下图所示. 指定了两种不同的屈服强度，例如 450 MPa 和 600 MPa，以及密度、泊松比和弹性模量。

图2

    在验证后，本研究使用了具有阻尼系数规范的静态一般分析。背对背模型中腹板接触面之间的相互作用以及封闭模型中法兰之间的相互作用使用具有切向和法向行为的面对面接触法定义。在本研究中，切向行为被定义为无摩擦，而正常行为被定义为硬接触。此外，将加载和支撑边界条件应用于创建的参考点，其中每个区域在所有自由度上都以运动学方式耦合到参考点。背靠背和封闭模型中的耦合区域如图 3和图 4 所示， 分别。此外，沿梁应用了 300 毫米间隔的横向约束，以避免横向扭转屈曲。应用的边界条件如下图 5 所示。通过使用 MPC 连接型梁创建连接件，将腹板和法兰中的螺钉布置结合起来。然后，创建螺钉连接并将其分配给连接件分配。

   通过对同一模型进行屈曲分析，添加了初始几何缺陷。特征值从屈曲分析中提取，并与非线性模型中的“缺陷”引入缺陷。最后，从非线性模型中获得抗弯能力。