近日,我校土木与水利工程学院王静峰教授团队在模块化钢结构建筑模块间连接节点抗震性能方面取得突出研究进展。相关成果以“Seismic performance of a novel U-bolt-based inter-module connection: Experimental investigation and finite element modeling”为题发表于国际期刊Journal of Building Engineering(Volume 125, 2026, Article 116020),并被Advances in Engineering(AIE)遴选为关键科学文章进行专题报道。严鑫为第一作者,王静峰教授为通讯作者,胡天旸、吴正原等为共同作者。AIE同时为该研究颁发了“Key Scientific Article Certificate”。

图1 AIE专题报道页面
模块化钢结构建筑依托工厂集成制造、现场快速组装,具备工业化程度高、施工效率高、现场湿作业少等突出优势。模块间连接是保障结构整体协同受力的核心关键,现有连接仍存在现场焊接量大、构造特别复杂等痛点,需兼顾装配便捷性与循环荷载下的传力、变形适配。针对上述技术痛点,研究团队提出低多层模块化钢结构模块间U形螺栓板式连接,通过U形螺栓与连接板将相邻模块组装,高强螺栓连接上下模块梁,可在可靠传力的同时释放协调变形空间,构件布置便于施工检查,大幅降低现场焊接量,适配围护与防水施工需求。

图2 模块间U形螺栓板式连接构造

图3 节点抗震性能试验
研究团队开展了7个足尺十字形模块间连接试件的低周循环加载试验,建立和验证了复杂分析模型,系统考察U形螺栓连接、高强螺栓连接以及不同连接位置和约束方式对节点滞回性能、承载力和刚度变化、变形能力和耗能性能的影响规律。该研究从连接构造、抗震性能与装配施工需求协同设计的角度,为低多层模块化钢结构建筑提供了一种可实施的全螺栓模块间连接方案,并揭示了U形螺栓连接在循环荷载作用下的传力与变形机制,可为模块化钢结构连接的构造优化、抗震设计和工程应用提供试验与分析依据。AIE专题报道指出,该连接利用常规构件形成了清晰、便于检查的全螺栓传力路径,在较大循环变形下能够较传统高强螺栓连接更好地协调相邻模块之间的相对位移。
近年来,王静峰教授研究团队围绕智能建造与高性能钢结构方向持续开展研究,相关成果发表于Thin-Walled Structures、Engineering Structures、Journal of Building Engineering等期刊,并在相关工程实践中得到应用。
Advances in Engineering主要面向材料、化学、电气、机械、纳米技术、土木、生物医学工程及通用工程等领域开展科研成果专题传播。据AIE官网介绍,其顾问团队从每周超过10000篇已发表的同行评议论文中遴选具有工程领域重要性的研究成果进行专题报道。

图4 AIE关键科学文章证书
该项工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金会与安徽省联合资助(特别资助)、中国博士后科学基金面上资助、国家资助博士后研究人员计划以及安徽省博士后科研项目资助等项目支持。
Advances in Engineering(AIE)报道原文链接:https://advanceseng.com/u-bolt-connections-for-cyclic-load-transfer-in-modular-steel-joints/
论文原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352710226008417
(严鑫/文 严鑫/图 王静峰/审核)
责任编辑:张彤奕佳