01建筑方案设计
创新点
抽屉？住宅？模块单元？
优势
1）实现模块单元与承重结构分离；2）建筑形态可变。
外部形体（三层空间）
收缩模式：1）减小体型系数；2）减小通风面
展开模式：1）增大通风面；2）提供活动场地
内部空间（三层空间）
可移动的墙体：根据冬夏保温节能需求，轻松实现空间的开合变化。
效果图
可移动模块18个，占比39.1%。
南立面图
日照分析
场地内设建筑基本不受遮挡，采光环境较好。
场地夏季冬季日照阴影范围
太阳能分析
一年中较明亮的阶段持续3.5个月，从4月14日到7月29日，每平方米平均每日入射短波能量超过5.8千瓦时，因此太阳能资源丰富，可以利用太阳能资源实现降低能耗。
太阳能节能技术
多晶硅太阳能光伏，正南39度，占地100平米。
充分集蓄太阳热能，采用PVSYST计算，有效转换能量18553kWh。
能耗计算
能耗模拟分析采用PKPM-Energy进行能耗建模分析，总能耗118376.33kWh，利用太阳能光伏技术，有效降低全年能耗的15.7%。
风向分析
夏季——东南风为主
冬季——西南风偏南
夏季气候分析
6、9月不舒适时间主要集中在下午及夜间，7、8月不舒适时间主要集中在上午。
较强太阳辐射时间点所对应的室外温度大都超过舒适温度范围，对室内温度的上升有较大影响，因此会增大空调制冷能耗，需考虑节能设计。
夏季节能策略——拔风筒
冬季气候分析
冬季太阳辐射强度较低，气候环境不能满足人体舒适要求。采暖能耗过大，需要考虑节能设计。
冬季节能策略——阳光房
02结构方案设计
结构设计方案——模块-钢框架复合结构体系
结构特点
1）模块建筑是装配式建筑的最终产品，代表了建筑工业化的最高技术水平；
2）钢框架作为承重体系，加入可自承重的预制模块，可加快施工速度且保证钢结构整体安全；
3)利用在框架梁处的滑动轨道实现模块可滑动功能，便于后期结构维护，易于更换。
项目概况
设计依据
国家、行业及当地颁布的现行设计规范、标准及规定：《钢结构设计规范》（GB50017-2017）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）。
结构设计使用年限：50年
结构安全等级：二级
大气环境腐蚀程度等级为C3；
地面粗糙度C 类、基本风压0.35kN/m2，基本雪压0.4kN/m2。
地震设防烈度为8度（0.2g），设计地震分组为第2组，场地类别为Ⅱ类,特征周期0.4s；建筑抗震设防类别：标准设防类(丙类) 。
构件信息
材料选用Q345B，框架柱与模块柱采用矩形钢管截面，框架梁、框架次梁、模块梁和模块次梁采用H型钢截面。
普通模块单元
建立模型
采用MIDAS软件对建筑结构进行分析，得到结构主要的控制参数。
思考点:
1)冬季模块未悬挑，故按照正常模块结构进行建模;
2)夏季结构模块有悬挑，采用悬挑板来模拟模块结构，板周设置模块梁。
静力分析结果
采用MIDAS软件对建筑结构进行分析，得到结构主要的控制参数:
展开模式：梁单元最大应力为214.8MPa＜315MPa
收缩模式：梁单元最大应力为214MPa＜315MPa
风荷载受力分析
地震荷载受力分析
分析结果一
所有位移角均小于规范所规定的层间位移角限制。
分析结果二
所有位移角均小于规范所规定的层间位移角限制。
梁柱节点设计
1）下栓上焊的连接方式方便安装，加快装配速度；
2）外环钢板方便与梁外伸翼缘连接。
滑动节点设计
滑轨节点1
滑轨节点2
固定装置1
固定装置2
通过滑轮实现模块的滑动，通过定位螺杆实现模块的精准定位。
带轨道钢梁验算
使用ABAQUS软件对带轨道梁的强度以及挠度进行验算：
模块移动较为缓慢，可近似将轨道作用在钢梁上的荷载简化为均布面荷载；
最大应力为82.35MPa＜315Mpa,满足要求；
钢梁最大挠度为9.14mm<L/300=20mm，满足要求。
03围护方案设计
围护结构设计要点
围护体系设计
04施工组织流程
对于装配式建筑来说，合理的现场装配顺序为工期提供了保障，将BIM模型导入到施工模拟的软件中，并结合编制好的施工计划，便可以将施工时的安装顺序可视化。
一层施工流程
?绿色半透明部分表示正在进行的任务
三层施工流程
05结论
1.模块化建造
?超过90%的装配率
?现场施工周期可缩短50%以上
?模块钢结构的框架加工、围护制作、管线安装甚至于精装修均已在工厂制作，然后再将制作好的单元运输至现场拼装
2.模块可滑动
?滑动轨道
?定位节点
3.被动式节能技术
?夏季：拔风筒
夏季通过拔风筒吸走热空气，流入冷空气从而减低夏季制冷能耗
?冬季：阳光房
冬季对冷空气加热，并利用连接通道传输到各个区域，降低冬季采暖能耗
4.双模式居住
?冬季采用收缩模式
?夏季采用展开模式
（责任编辑：奚雅青）
考试日历
