近年来随着建筑工业化的推进,盒式模块化建筑以设计标准化、构件部品化、施工装配化、装修一体化、管理信息化为标准,凭借高预制率和绿色环保等特征得到了飞速发展。相比以劳动密集型施工方式为代表的传统建筑,模块化建筑具有诸多优势,工厂加工、生产到现场干作业施工,完整的流水线不仅带来了极高的施工效率,减少了现场作业产生的不良影响,而且开创了一种新型施工方式—以盒式单元为主,连接为辅的现场拼接方式。尽管模块化建筑带来的益处远大于弊端,但是仍存在几个难以解决的问题:一是盒式单元之间没有可快速施工且可靠连接的节点,这将增加现场连接的难度,影响结构整体稳定性;二是模块化建筑整体静力和动力分析等相关研究存在不足,没有充分考虑节点和墙板的刚度及承载力,这些问题导致国内模块化建筑的研究仍处在发展缓慢阶段。本文针对现存的一些问题提出了自己的假设,以致力于推动模块化建筑的发展。本文首先介绍了模块化建筑现有的一些单元形式,以及适用于盒式单元的三板体系;设计了适用于盒式单元快速连接的拉索-卡扣节点和弹簧-卡扣连接节点,并结合当前BIM信息化建模概念在Revit软件中设计了一类可快速更换构件的盒式单元。其次利用盒式单元的重复性和节点自由度凝聚概念,提出了模块化建筑静力分析简化模型;建立了本文设计的节点有限元模型,参考真实试验研究验证了有限元计算的合理性(有限元计算结果与试验误差在12%以内);继而展开了求解节点刚度和承载力的过程,采用相同的分析方法计算了两类节点三个平动向的力学性能,通过对比计算结果本文选取了拉索-卡扣连接节点作为下文分析的基本节点。通过对拉索-卡扣节点进行单向加载和低周往复加载模拟,得出了不同参数下节点的初始刚度、极限承载力和节点延性。结果表明,在单向加载下顶板高度比?为0.55,侧板宽度比?为0.7时节点综合性能最优,其对应的初始抗拉刚度为2372.01kN/mm,垂直拉索端抗侧刚度为1660.63kN/mm,沿拉索端初始刚度为166kN/mm(焊接后刚度为5639.8kN/mm)。对不同参数节点中延性较好的一组进行了低周往复加载模拟,得出了节点的滞回曲线、骨架曲线和耗能系数,结果表明:虽然节点初始刚度和承载力较高,但是抗震性能较弱,滞回曲线存在捏缩现象,实际使用时应进行加固改善。最后分析了盒式模块化建筑的抗震性能。将ABAQUS有限元分析得到的节点初始刚度和极限承载力应用到通用结构计算软件MIDAS,同时将单元外墙板刚度简化到MIDAS,对拉索-卡扣和刚接节点模块化建筑进行模态分析、振型分解反应谱分析及弹塑性时程分析,结果表明:围护墙板对提升结构的抗侧刚度有很大的作用,提升了将近1.5倍左右;采用拉索-卡扣节点的结构可适用于六层及以下的模块化建筑,采用刚接节点的结构最大适用于八层;不同节点形式的结构在弹塑性时程下塑性铰出现位置不同,节点刚接的结构梁端塑性铰首先出现在地板梁上,而采用拉索-卡扣节点的结构塑性铰首先出现在天花板梁上,这就导致了两个结构破坏顺序的不同和耗能能力的差异,但两者都没有充分发挥梁的耗能能力。因此为了提高结构的抗震性能,模块化建筑应尽可能约束上下梁使其协同受力和变形。