Bcm56540与bcm56330 MPLS模块底层实现比较

Bcm56540与bcm56330 MPLS模块底层实现比较

本文结合SDK6.2.1与5.9.0，分析了56540系列交换芯片与56330系列芯片底层软件实现的差别。代码比较中，右侧默认为6.2.1SDK代码。

两款芯片MPLS模块底层软件实现的差异主要包括两个部分，其一是在5.9.0版本基础上做了一些的软件优化，以达到高效目的，其二56540较56330硬件上有所差别，包括一些表中增加了一些控制域，以及一些细微的硬件处理流程差异。

1、产品宏定义：

本文结合5.9.0版本SDK以及6.2.1版本SDK，根据产品宏，分析了56330系列与56540系列交换芯片底层SDK的MPLS模块的实现区别，另外，两类系列交换芯片对应的适配接口相同。

bcm56540定义宏

bcm56540芯片采用的产品宏如下：

#if defined(BCM_56640_A0) || defined(BCM_56640_B0)

#define BCM_56640

#define BCM_56840

#define BCM_56634

#define BCM_56624

#define BCM_56304

#define BCM_56800

#define BCM_FIREBOLT_SUPPORT

#define BCM_BRADLEY_SUPPORT

#define BCM_SCORPION_SUPPORT

#define BCM_TRIUMPH_SUPPORT

#define BCM_TRIUMPH2_SUPPORT

#define BCM_TRX_SUPPORT

#define BCM_TRIDENT_SUPPORT

#define BCM_TRIUMPH3_SUPPORT

#define BCM_MPLS_SUPPORT

#define BCM_CMICM_SUPPORT

#define BCM_EXTND_SBUS_SUPPORT

#define BCM_TIMESYNC_SUPPORT

#define BCM_SBUSDMA_SUPPORT

#endif

bcm56338定义宏

bcm56338芯片采用的产品宏如下：

#if defined(BCM_56334_A0) || defined(BCM_56334_B0) #define BCM_56334

#define BCM_56624

#define BCM_56304

#define BCM_56800

#define BCM_FIREBOLT_SUPPORT

#define BCM_BRADLEY_SUPPORT

#define BCM_TRIUMPH_SUPPORT

#define BCM_TRIUMPH2_SUPPORT

#define BCM_ENDURO_SUPPORT

#define BCM_TRX_SUPPORT

#define BCM_MPLS_SUPPORT

#endif

2、MPLS模块SDK代码实现对比1、适配接口对应的SDK函数对比表

2、详细对比

本节，按照上一小节中列出的不同产品最终调用的SDK函数，详细分析两类芯片MPLS 模块的软件实现差异。

1、MPLS使能

bcm_tr3_metro_myStation_add：将mac vlan信息写入MY_STATION_TCAM中。

bcm_trx_metro_l2_tunnel_add: 将本机mac以及vlan写入MPLS_STATION_TCAMm 另外，6.2.1版本SDK的mpls初始化中，增加了对EGR_MPLS_VC_AND_SWAP_LABEL_TABLE 的第一个entry的预留处理，且将MPLS_LABEL_ACTIONf域设置为3；

2、创建/删除VPN

1、bcm_tr_mpls_vpn_id_create(int unit, bcm_mpls_vpn_config_t *info)

对于vpsw的需要分配vpn_id的情况，代码差异如下所示

6.2.1版本封装了_bcm_tr_vpws_vpn_alloc(int unit, bcm_vpn_t *vpn_id)函数，用来分配给vpws分配vpn_id

2、bcm_tr_mpls_vpn_id_destroy (int unit, bcm_vpn_t vpn)

对于vpws业务来说，差异如下

Sdk6.2.1中对于vpws的vpn_id与相应的vp的对应关系通过_bcm_tr_mpls_vpws_vp_map_set函数记录，删除操作会调用_bcm_tr_mpls_vpws_vp_map_clear实现清除软件记录以及vp free功能。

3、创建INGRESS LSP

函数bcm_tr_mpls_tunnel_initiator_set所实现的功能：

1、首先读取指定egr_l3_intf中的tunnel_index以及mpls_tunnel_index，如果

mpls_tunnel_index为0，则新分配一个egr_ip_tunnel_mpls索引。

2、将标签值等数据写入到egr_ip_tunnel_mpls（每个location中有四个entry）的某个entry 中；通过设置该表项的push_action，可支持打两次标签业务。

3、egr_ip_tunnel_mpls的entry的索引与tunnel_index做或运算写入

egr_l3_intf.mpls_tunnel_index。

代码中可以看见mpls_index = tnl_index * 4;表示mpls_index是将tnl_index 向左移动两位得到的，低两位用来表示四个entry的某一个。

4、egr_ip_tunnel与egr_ip_tunnel_mpls一一对应，一行egr_ip_tunnel_mpls有四个entry。bcm_xgs3_tnl_init_add只有在四个entry都用了的情况下，才会被调用，创建一个新的

egr_ip_tunnel，只有此时才会调用_BCM_MPLS_IP_TNL_USED_SET标记该tnl_index为已用。这点也是该函数的精髓所在。

此外，6.2.1较5.9.0多了一些软件上记录处理：

1、如果将要设定的lsp的出标签以及push_action与硬件中的某个entry一致，6.2.1则采用同一个egr_ip_tunnel_mpls中的enry，相对于5.9.0来说节约的资源。但是通过分析可知，这样比较的效率很低，是通过逐一读取表项然后比较实现的。

2、_bcm_tr_mpls_egr_tunnel_ref_count_adjust函数用来记录mpls_tunnel_index的引用次数，此处将mpls_tunnel_index的引入次数增加1，在bcm_tr_mpls_tunnel_initiator_clear会将相应的mpls_tunnel_index的引用次数减一，减一后如果等于0，可清空EGR_IP_TUNNEL_MPLS表，否则只清空egr_l3_intf的mpls_tunnel_index域。

3、增加了对局部标签的处理，代码如下：

4、创建EGRESS LSP

bcm_tr3_mpls_tunnel_switch_add：主要增加了对P2MP以及FRR模式的处理，FRR模式中可以看到向L3_TUNNEL表里写入了标签以及弹出动作。

bcm_tr_mpls_tunnel_switch_add:

5、L2VPN

本节主要描述_bcm_tr_mpls_vpws_port_add/_bcm_tr_mpls_vpls_port_add函数在 6.2.1版本的SDK与5.9.0的区别。

下面以该函数中vp is not valid的流程为例，介绍6.2.1与5.9.0的区别

1、相对于vpws来说，5.9.0,对于vp的分配放在的此函数中进行（5.9.0 vp的分配在bcm_tr_mpls_vpn_id_create中）。

2、设置SOURCE_VP表有以下几点不同：

（1）、SOURCE_VP表中中较56334系列新品多了SVC_METER_INDEX以及SVC_METER_OFFSET_MOD，所以创建UNI时，可将policer_id参数传入并写入硬件中。

（2）、tag模式时，将TRUST_OUTER_DOT1P置1.

（3）、soc_SOURCE_VPm_field32_set(unit, &svp1, DISABLE_VLAN_CHECKSf, 1);

if (soc_mem_field_valid(unit, SOURCE_VPm, SRC_PORTf) &&

soc_mem_field_valid(unit, SOURCE_VPm, SRC_MODIDf)) {

rv = _bcm_tr_mpls_l2vpn_source_port_set(unit, mpls_port, &svp1);

（4）、调用_bcm_mpls_vp_trust_dscp_ptr_set函数使source_vp.TRUST_DSCP_PTR与物理端口下的TRUST_DSCP_PTR一致。

3、创建NNI时，设置ING_DVP_TABLE中的network_port置1，56540系列交换芯片中ing_dvp_table表较之前多了network_port、ECMP_PTR等域。

4、代码中soc_mem_field32_set(unit, EGR_L3_NEXT_HOPm, &egr_nh, MPLS__USE_DVP_IN_EVXLT_KEYf, 0x1);没有找到对应的硬件。

5、根据vp号调用rv = _bcm_tr_mpls_port_mtu_set(unit, active_vp, mpls_port->mtu);设置EGR_DVP_ATTRIBUTE表中的MTU值。

6、调用的_bcm_tr_mpls_l2_nh_info_add函数的区别

对于egress_tunnel方向，非replace的流程主要差异如下：

_bcm_tr_mpls_get_vc_and_swap_table_index函数实现机制发生变化，由于egr_mpls_vc_and_swap_label_table表后半部分的entry没有统计功能，所以创建具有统计功能的pw和无统计功能的pw所分配的egr_mpls_vc_and_swap_label_table的索引是不同的。

5.9.0版本中，该函数的作用是在第二部分egr_mpls_vc_and_swap_label_table表中分配不具备pw统计功能的索引，如果后半部分entry中无可分配的索引，才在前半部分entry中分配索引。

6.2.1版本的该函数，通过配置不同的flag参数，获得不同部分的索引，此外如果egr_mpls_vc_and_swap_label_table中已有的entry与用户将要设定的lable等参数一致，则会该entry对应的index分配给用户，即6.2.1版本的sdk egr_mpls_vc_and_swap_label_table 表软件上不允许重复设定，从而达到节约资源的目的。该函数采用DMA方式同步硬件中egr_mpls_vc_and_swap_label_table表与软件缓存，然后通过cache机制，比较将要设定的参数与软件缓存是否一致。如果一致，则分配该索引给用户，否则分配一个新的索引给用户。可见，该函数的效率很高。

_bcm_tr_mpls_pw_init_counter_set函数较之前多了pw_seq_number参数的设定。

_bcm_tr_mpls_sd_tag_set函数增加了对BCM_MPLS_PORT_SERVICE_VLAN_PRI_TPID_REPLACE宏的处理。

_bcm_tr_mpls_vc_and_swap_table_entry_set函数增加了label_action的参数设置，使该函数的复用率提高

6、函数最后调用_bcm_tr3_mpls_match_add而非_bcm_tr_mpls_match_add

这两个函数处理的criteria分别有

BCM_MPLS_PORT_MATCH_PORT_VLAN:

BCM_MPLS_PORT_MATCH_PORT_INNER_VLAN:

BCM_MPLS_PORT_MATCH_PORT_VLAN_STACKED:

BCM_MPLS_PORT_MATCH_VLAN_PRI:

BCM_MPLS_PORT_MATCH_PORT:

BCM_MPLS_PORT_MATCH_LABEL|BCM_MPLS_PORT_MATCH_LABEL_PORT

所不同的相关表项的名称或者表项中的域名发生变化。

6、性能统计

FLEX_CTR_OFFSET_MODEf

FLEX_CTR_POOL_NUMBERf

FLEX_CTR_BASE_COUNTER_IDXf

1、bcm_mpls_label_stat_enable_set接口

6.2.1版本SDK增加了以上接口，功能是使能vp报文统计。

2、bcm_tr_mpls_label_stat_get：

该函数在6.2.1版本的与5.9.0版本SDK的实现上并没有明显的区别，只不过56540设备支持soc_feature_gport_service_counters特性，所以会调用bcm_esw_port_stat_get函数，所以56540芯片将不会再根据pw的label值统计流量。

bcm_esw_port_stat_get->bcm_esw_port_stat_counter_get->_bcm_esw_port_stat_counter _get（int unit,port,stat,num_entries,*counter_index,*counter_value）

有效参数：num_entries=1，port，stat，输出counter_values，最终通过以下方式读取的统计值：

3、6.3.0版本SDK较6.2.0版本的差别

该版本较6.2.0的差异不大，SDK接口函数均相同，差异主要集中在多了一些特性的支持例如failover等。

bcm_tr_mpls_tunnel_initiator_set

该函数增加了对对于特殊情况下，push 2 label的情况情况处理。push 2 label要求两个mpls_index是连续的，当不连续时，可以通过软件复制，更新索引，然后换算出两个连续的索引。

为此，增加了_tr_egr_tunnel_mpls_free_slots_reorder函数的实现，该函数的输入是两个不连续的mpls_index的索引，以及第一个索引对应的egr_ip_tunnel_mpls Entry，最终实现调整了该表中四个entry的位置，从而得到两个连续的mpls_index索引。

_bcm_tr_mpls_vpws_port_add/_bcm_tr_mpls_vpls_port_add

增加了对failover特性的支持

3、硬件流程差异

主要表项在VPLS以及VPWS解封装过程中，当报文标签大与3时，增加了L3_TUNNEL 弹出标签的处理机制，另外，mtu的设置增加了egr_dvp_atrribute表项，该表有egr_l3_next_hop.dvp所指向，详见下图所示。

模块化房屋建筑结构分析

模块化房屋建筑结构分析 摘要：社会经济的发展使大型建筑工程的制作向模块化发展。下文对模块化建筑的特点以及建筑结构模块化的具体过程进行了分析与研究。 关键词：模块化；建筑结构；分析 模块化通常运用于计算机领域。模块化建筑，就是将复杂的建筑结构进行分解，制作成各类构件。分解过后能有效降低结构的建设难度。在建筑行业对建筑结构进行模块化，能显著提升建筑工程的施工速度，只需要明确建筑工程的施工次序，然后依次将其拼装完成。这种新型建筑模式能迅速推动我国建筑施工技术的发展。 一、模块化建筑发展的必要性 社会经济的不断发展对生活的各方各面都产生了深远的影响，也对建筑物的各方各面提出了更高的要求。建筑模式的多样性对促进建筑行业的的发展能起到十分重要的作用，模块化建筑是建筑的一种新模式，应用前景十分广阔。由于传统砖混结构对耕地可能造成的破坏，相关政策已经明确规定不能在建筑物中继续使用粘土砖，这种情况下新型建筑模式由于其技术上的优越性能取得更进一步的发展。 目前我国建筑产业的发展速度较快，市场对建筑的需求量较大，但是由于传统建筑施工技术建设周期长的特点，无法满足当前我国居民的建筑物需求，并且由于我国制定的可持续发展战略对见地建筑物施工过程中的环境资源消耗量提出了更高的要求，所以发展以及推广模块化建筑是十分必要的。 二、盒子式建筑 目前阶段，模块化建筑中应用范围最广的就是盒子式建筑，盒子式建筑的外形也最符合模块化建筑的特点。盒子式建筑，其外形就像一个方盒子，线条简洁明了，能很好的符合未来建筑外部轮廓直线化的发展趋势。 （一）盒子式建筑概述 盒子式建筑的材质多变，能根据具体需要选择钢筋混凝土、铝材、木材、玻

模块化建筑技术

模块化建筑技术简介 模块化建筑是具有鲜明时代特点的建筑思想与建筑技术的结合。在当代高技术条件下思考空间问题，模块化建筑节约资源，在材料和物理性能方面多样化，体现了时代设计的简洁和功能性，在较大程度上能解决目前存在的空间与可持续发展问题。选择这个方向研究，具有一定的现实意义。 现代建筑，不管是塔楼还是板楼，都是框架式的。未来的建筑则更多是拼插模块式的，期间将更多的体现仿生学的元素。在自然界中，蚂蚁、蜜蜂都是天然的建筑师。以白蚁为例，它们建筑的蚁穴可高达几米，不仅非常坚固，而且功能复杂，冬暖夏冷，即使人类建筑师也望尘莫及。未来的建筑将更多地吸收动物、昆虫在建筑巢穴时体现出的生态、环保方面的特点。更多地着重于小生态环境的建设，体现人工智能的特点。 未来的建筑将是单元体结构，如同一个个火柴盒，但又不局限于四边形的方体。每个单元体可以是多边形的，呈现不同的形体构造。这些利用特殊新型节能材料修建起来的单元体，将通过插件，拼插焊接在一起。这一过程有些类似于搭火柴盒，或是儿童搭建、拼插积木玩具。而通过这种方式形成的建筑类似城堡（可以参考碳元素示意图，来考虑其拼接的方式和形成的特色）。 在不同形状单元体间形成的空间，将用于绿化，种草皮，或是各种观赏性植物，盆栽等。由此，整个建筑形成了一个独特的生态群。这种设计结构不仅满足了人们对自己房间不同形状的要求，而且可能增

加更多的绿化空间。我们知道，现在通常建设一个小区，假使需要3亩地的话，可能要预留1亩作为绿地与公共空间。而未来的这种魔块式建筑在单元体间即形成了许多空间，这些空间的合理运用，将节约土地。更重要的是它将绿地分散在建筑的不同层面不同空间，提高了绿地的使用效率，更好地体现了人与自然和谐发展的理念，而且建筑也更美观。 而新形建筑材料的运用，不仅使房屋更加坚固，而且其独特的保温作用，将减少房间温差的变化，减少对空调、取暖设备的依赖，更节能、环保。 津巴布韦哈拉雷伊斯特盖特中心的建筑师米克·皮尔斯（Mick Pearce）研究了白蚁巢穴凉爽的“烟囱”和“隧道”。皮尔斯将白蚁巢穴的建筑理念用于33.3万平方英尺的伊斯特盖特中心建筑上，使得建筑比一般的建筑更凉爽，而且比一般的建筑节能90%。建筑物上的巨大的烟囱犹如白蚁巢穴一样，可以在夜晚吸收凉爽的空气用以降低楼板的温度。而在白天，楼板也可以保持凉爽，从而减少了空调的使用时间。 模块化建筑体系 结构以单个房间作为一个模块均在工厂预制，并可在工厂对内部空间进行布置和装修。然后运输至现场通过吊装将模块可靠的连接为建筑整体。模块化建筑结构体系预制化比例高，可节约人力，物力，减少工期，绿色环保。 模块化建筑的工程实例

卓达新材模块化建筑与PC装配式建筑对比分析

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再者，钢结构体系施工中，由于减少了湿作业，减少了诸如扬尘、噪声、废水排放等污染，卓达新材的保温节能减少了使用过程中的能源消耗，卓达新材墙板和钢材的可回收循环利用，非常符合现代社会可持续发展的战略要求，这些都不是简单得用金钱来衡量的。随着建筑技术的发展、设计方法的改进、施工速度的提高，卓达新材模块化建筑体系的综合经济效益将更加显著。 从目前情况来看， PC预制件装配式建筑成本，很难达到与传统生产成本相当。而卓达新材模块化建筑的综合成本可降低到传统建筑成本以下，结合装配式施工安装方式，不论从设计理念还是安装工艺技术等等都处在中国住宅产业化行业的前列。 三、卓达新材模块化建筑与PC装配式建筑案例分析对比 以建筑面积为16899㎡、30层的高层建筑为例，卓达新材模块化建筑体系和PC装配式建筑相比： ①、总工期对比：卓达新材建筑为120天；PC构件建筑为680 天，卓达新材提前工期560天。 ②、总重量对比：卓达新材建筑为10974吨；PC构件建筑为24698 吨，卓达新材节省重量13724吨。（见附件二） ③、总成本对比：经初步测算PC预制装配式高层建筑的成本为：3232元/㎡(此费用包含室内精装修700元/㎡)、卓达新材钢结构高层建筑的成本为：2327元/ ㎡（此费用包含室内精装修670元/㎡，与PC建筑精装修同等装修效果），卓达新材模块化建筑每平米节省905元。（见附件三） 附件一：卓达新材模块化建筑与PC装配式建筑工艺对比分析；

装配式钢结构住宅国内现状

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装配式钢结构住宅国内现状分析 ----周航（20120717）、曹勇（20120735）、董奇伟（20120732）、郭孜涛（20120739） 摘要：装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化发展需求，BIM提供了一种交互式的预制装配式住宅虚拟设计平台，本文介绍我国预制装配式钢结构住宅现状及未来发展。 引言 20世纪70年代至今，随着全球经济的快速发展，钢结构住宅在全球经济发达国家和地区得到了深入的发展，总体走向成熟。这些发达国家钢结构住宅的科研和工程应用起步较早，工业化水平已经很高。迄今为止，国外钢结构住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并且在住宅产业化生产方面的研究已经进入对住宅体系灵活性、多变性的研究阶段。这对我国住宅钢结构体系及其产业化的发展有很大的借鉴意义。 1 中国装配式钢结构住宅发展现状 装配式钢结构住宅具有模块化、标准化的特点，适应工业化需求，且抗震性能优越、施工周期短、钢材可回收、综合技术经济指标好。但由于种种原因，我 贰

国在多高层住宅建筑中采用钢结构住宅的仅占了很小一部分，这其中既有人们传统观念难以接受的问题，也有预制装配式钢结构住宅自身的问题。 1.1 政策背景 我国住宅产业化的正式提出,始于1999年国务院办公厅转发建设部等八部委《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见》，要求加快住宅建设从粗放型向集约型转变，推进住宅产业现代化，提高住宅质量，具体提出了发展钢结构的要求。国务院（1999）第72号文件更是为预制装配式钢结构住宅及其产业化的发展提供了前所未有的政策支持，该文件明确提出：发展预制装配式钢结构住宅，扩大预制装配式钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。 1.2 行业背景 2003年以来的大规模行业投资造成的钢铁行业产能严重过剩，2012年新开工面积负增长以及施工面积连续数月增速下降而压制了需求，国内外经济疲软导致家电、船舶、机械等涉钢商品消费萎靡。在供给端和需求端共同挤压下，钢铁行业已由微利运行进入亏损状态。虽然2012年四季度以来，伴随着全球经济环境好转，下游需求的整体好转支撑钢价逐步上涨，但总体来说，现阶段是一个发展钢结构住宅的好时机。 1.3 发展现状 我国钢结构住宅起步较晚，大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。预制装配式钢结构住宅在国内起步更晚，观望者多，需求量少，实施者少。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速。 叁

钢结构模块化建筑建造集成技术探讨

钢结构模块化建筑建造集成技术探讨 发表时间：2019-09-21T10:00:51.110Z 来源：《基层建设》2019年第20期作者：李显峰张育红 [导读] 摘要：钢结构模块化建筑为一种高端装配式钢结构建筑，其90%以上工作由工厂来预制完成，这样就对全专业、全过程的技术集成提出了更高要求，本文从设计、功能布局及部品部件、新材料和新技术应用、工厂一体化预制等方面进行集成技术探讨，以对钢模块化建筑未来绿色环保及可持续性发展提供借鉴。 中冶天工集团有限公司天津市 300308 摘要：钢结构模块化建筑为一种高端装配式钢结构建筑，其90%以上工作由工厂来预制完成，这样就对全专业、全过程的技术集成提出了更高要求，本文从设计、功能布局及部品部件、新材料和新技术应用、工厂一体化预制等方面进行集成技术探讨，以对钢模块化建筑未来绿色环保及可持续性发展提供借鉴。 关键词：钢结构模块化建筑、集成技术、部品部件、箱式模块单元。 装配式建筑因其绿色环保及可持续发展等特性，在国家顶层的战略布局和政策推动下，逐步成熟并规模化应用。钢结构模块化建筑作为一种高端装配式建筑产品，具有高度集成、快速建造、可拆移周转、可延伸扩展等特性，更加体现了工业化绿色建造优势，并逐渐在旅游地产、公寓宿舍、商务公建、扩建改建等特定功能需求领域获得了广泛应用。而工厂建造集成技术作为钢模块化建筑的核心关键，在其现代化进程中扮演了推波助澜的重要角色，现就本人对钢模块化建筑建造技术的理解，从全专业设计集成、单元或部品部件功能集成、新材料新技术应用集成、工厂一体化预制集成等进行探讨浅析，以供借鉴参考。 图1 钢结构模块化建筑产品集成建造 1、全专业设计集成 模块化建筑本身的工期短及工厂全预制等特性，决定了全专业集成设计的必要性。模块化建筑要在较短时间内在工厂完成各功能单元的建筑、结构、围护、水暖电、装修等一体化制造，所有建造细节都必须在设计阶段统筹考虑完成，因此，原各专业独立设计的模式不再能满足这一新型要求。而基于BIM平台的全专业一体化设计技术将因其较高的设计效率、畅通的信息共享协同、适时的自纠错能力、直观的可视化模型及与全过程管理的信息化衔接等特性，高效的解决了集成设计系列问题，为工厂集成预制的实现提供了条件。 图2 基于BIM的钢模块化建筑集成设计 2、单元或部品部件功能集成 住宅建筑一般由卧式、客厅、卫浴、厨房等不同功能单元构成，而钢模块化建筑则需将不同功能单元经模数优化设计为标准箱型，然后将内置管线、设备设施及装修等在工厂一体化预制，形成集成了功能需求的独立单体，同时通过各独立单体的不同组合构成整体建筑功能。另外，构成模块建筑的标准箱体单元也可以是如上几个功能的叠加，如标准化公寓单元则可以将卧式、厨房、卫浴集成于一个箱体，形成整个公寓建筑的“细胞”单元。 模块化建筑的部品部件也应是功能集成的，在建造时应首先将部分应用功能集成于部品部件，然后通过部品部件的集成构成箱式模块单元。如将水暖电管线在墙体部分集成，将防水功能与顶板集成，将保温及装饰与围护墙体集成等。 图3 功能集成箱式模块单元 3、新材料、新技术应用集成 作为一种高端装配式钢结构建筑技术体系，钢模块化建筑能够更便捷的集成各种新型绿色环保材料及各项新技术应用，以满足建筑业创新改革的现代化功能提升需求。 新材料的集成应用应基于提升质量品质、提升效率、节约资源、减少污染等，结合材料技术发展，目前主要体现为耐候防火高强钢

结构模块化深入建筑领域设想

结构模块化深入建筑领域设想 摘要：结构模块的使用在建筑领域有着广泛的应用前景。与普通建筑相比，结 构模块的优势非常明显，例如自重轻、材质刚性均匀、应力计算准确、制造简单，成本低廉、运输安装迅速等。由于结构模块的主要建造材料为钢材，工厂可以利 用精干的施工小组、科学现场生产施工工艺，严格的质量流程控制，实现模块流 水线生产。即能节省大量建造工时，又可以避免多余场地占用，从而实现利润和 质量最大化的目的。 关键字：结构模块；钢材；建造 高耸的尖塔、十字拱、飞券、修长的立柱表达着哥特建筑的宏大。假山池沼、亭台楼阁、竹子花木诉说着园林艺术的细腻。身在钢筋混凝土城市中的人们，对 建筑有着多样的猜想。 一、结构模块化的优势和限制 结构模块化建筑是对自然环境影响最小的一种结构之一，在各行各业已被广 泛采用，特别是在建筑和工业领域的应用更是多种多样。钢结构模块化结构的优 势很多，集中在以下几个方面。 1.施工占用面积小，对施工地周边的环境影响很少。钢结构模块先在工厂建 造完成，然后运输到目的地，将各个模块组装连接完成。无需大面积铺开施工场地，对周边自然和社会环境影响低。非常适合于经济发达地区的炼化厂，发电厂，食品加工厂等。 2.现场施工周期短，生产效率高，具有良好的装配性，能够实现工厂快速投产。各个结构模块仅需要运达现场后与地基固定，并通过管线连接，简单施工和 试运行后就可进行投产工作。 3.对于海外项目而言，能够大量的降低人工成本和采购成本。由于结构模块 是成品，运达海外目的地后直接安装，无需再大量采购其他原材料。另外，由于 现场施工工作量下降，对人力的投入也将大大降低。 4.模块的易修性和可替换性。在发生严重的设备故障、管线老化或变更工艺 的情况下，仅需要将故障模块替换掉即可，其他的工艺模块不影响使用。 5.用于施工条件恶劣的地区的临建设施。例如临时供配电系统，水处理系统 以及营地建筑利用结构模块快速搭建，在此区域配合现场施工有着广泛的市场。 结构模块的运输方式相对复杂。大型结构模块项目一般都建于海岸和内河码 头附近。利用船舶运输模块，再通过特种车辆，诸如，轴线车或集装箱平板车， 送达陆上目的地。因此，在陆上建造之前就要优先考虑以后的装船运输和安装程 序方案。这个过程需要有很强的海运技术要求以及充分的技术论证。一般而言， 根据结构模块的外形尺寸、重量、船舶的性能参数来决定海上运输的方法。结构 模块运至安装现场后，也需要根据其前期的安装方案，通过螺栓或焊接的方式即 刻开始组装工作。 二、结构模块的应用领域 目前结构模块常用的领域很多，在工业领域以电气模块，海工，造船，住宅，矿山，石油炼化等行业最为常见，这些行业模块在国内的建造技术最为成熟。 1.电气模块（E-HOUSE） EHOUSE是一个集约化的、模块化的电气解决方案，是一个装置在预制的、紧凑的、可拖运的、特殊化定制的、具有正压和空调外壳内的集成系统。在多样的 环境条件下为顾客提供不间断的送电、监控和操作。由于其预制化、快速安装、

模块化钢结构建筑连接点研究进展

模块化钢结构建筑连接点研究进展 发表时间：2019-09-02T16:48:09.823Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：曹冬英 [导读] 近年来，我国的建筑行业有了很大进展，在建筑工程中，钢结构的应用十分广泛。 天津市金万方钢结构有限公司天津市 301713 摘要：近年来，我国的建筑行业有了很大进展，在建筑工程中，钢结构的应用十分广泛。钢结构模块化建筑是一种装配率较高的结构体系，近年来已成为建筑结构的主要发展方向。采用MIDAS软件，通过对比分析两种不同布置方式的模型，分析模块布置对模块化钢结构应力分布和整体位移的影响，指出两种布置方式的利弊和改善措施。 关键词：模块化钢结构；模块布置方式；MIDAS 引言 模块化建筑是指把一个或多个建筑单元作为预制模块、在工厂预制后运到工地进行安装的建筑形式。每一个预制模块可为带有采暖、上下水道及照明等所有管网的装修完备的房间单元。模块化单元可以用来形成完整的房间、或者作为大房间的一部分，也可以用来制作一些专用服务单元例如厕所、电梯、厨卫等。由模块化建筑的特点可知，每个模块单元都是由顶梁、底梁和角柱组成的完整结构体系。相邻的模块通过角部的连接节点传递荷载、协调变形，使多个单元形成具有一定规模的整体结构。若没有可靠的连接节点，由多个模块拼接成的结构就会发生变形、破坏甚至倒塌。 1钢结构模块化建筑的特点 （1）模块化房屋一般有四柱八梁组成，模数和模数协调的方式进行设计、生产和装配。（2）标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修，实现功能完整的建筑产品，受外界环境影响小，装配率可以达到90%以上。（3）施工噪音小，绿色环保，现场拼装，施工周期短，具有可重复利用的优点，是一种绿色建筑。 2模块化钢结构建筑连接点 2.1盖板螺栓连接 盖板螺栓连接，指一般在构件端部预留螺栓孔，通过盖板用高强度螺栓将相邻两个模块连接在一起的节点形式。许多学者创新性地提出并研究了各种新的连接做法。不同的盖板螺栓连接形式会有不同的转动刚度，这会对结构整体性能产生巨大影响。双向连接的盖板螺栓连接方式并测试其抗剪性能。连接板上留有螺栓孔，螺栓孔分布在角柱的两侧。安装时，较长连接板在内，较短连接板在外，有序叠合后用高强度螺栓连接。由于连接板较宽，梁柱节点和模块间节点要有一定的距离。而且这种连接节点对施工空间要求高，只适用于建筑的外侧。 2.2模块化钢结构上设备安装定位基准的选择 模块化钢结构上常用的设备安装定位基准有模块中心线（中心点）和结构轴线。采用两种定位基准时，设备的特点不同，各有优劣，应根据具体的设备情况进行选择。常规来讲，以模块中心线定位，能够精确控制设备之间的相对位置，保证设备相互之间的相对位置精度。但是容易出现设备与结构之间的碰撞。按照模块轴线进行定位时，能够优先保证设备与结构之间的相互位置。需要说明的是，一个钢结构模块在一个方向上只有一个中心线，但是可以而且是往往存在着多条轴线，一般选择轴线为定位基准是，是选择那些与设备距离最近或是设备特殊结构（如泵的出口）朝向的轴线。 2.3铸钢节点连接 铸钢节点，是指把梁柱节点做成一个进行了专业化设计的铸钢件，再通过螺栓连接、机械连接等方法将铸钢件连接在一起的节点形式。为了避免直接在构件端部进行连接造成的截面削弱、精度较差等弊端，铸钢节点也逐步应用到模块化建筑中。由螺栓连接上下铸钢件，铸钢件在模块内与梁柱焊接连接。但该连接节点对施工空间要求高，只能用于建筑的角部，实现单根角柱的上下连接。 2.4现场装配阶段的质量控制 模块运输至现场后，应由施工单位的现场负责人、监理人员进行内部和外部质量检查，检查合格并签字接收后，才可以进行起吊和安装。对于起吊和安装，都应该编制相应的专项施工方案。由于单个模块重量超过20t，所以使用传统的塔吊无法进行吊装，需要使用经过专业设计的塔吊。对于高度不超过汽车吊使用范围的建设项目，可以使用汽车吊。起吊之前，应对所用设备进行检查，确保设备处于良好运行状态，无不良故障。对于吊车司机的选择，应选择那些具有相应职业资格证书的人员，并且在起吊之前，应对相关人员进行专业培训。起吊过程中，必须设专人指挥。严禁将吊车钩直接和模块相连，必须通过专业吊具才能和模块相连。连接主要包括模块间的横向连接和竖向连接。连接方式通常为高强螺栓连接和焊接连接。采用高强螺栓连接时，首先应对所用高强螺栓和螺母进行检验，只有在检验合格的情况下才能被使用，连接完成后，应对其连接质量进行检测。采用焊接连接时，施焊人员必须具有职业资格证书，所用焊接材料也应检测合格，检测完成后，需由专业机构对焊缝进行焊缝无损探伤检测。 2.5组合连接 组合连接，是指结合混凝土和钢结构连接方法实现模块间连接的节点形式。为了解决钢结构耐火性、抗腐蚀性差，稳定性低的问题，在模块间连接中也会借鉴组合结构的思想。相邻模块底梁上各预先焊接一块角钢，吊装就位后先用螺栓连接角钢，然后浇筑角钢附近区域。下层顶梁与上层底梁则是焊接连接。该连接节点适用于梁贯通的模块单元，灵活使用角钢可以实现较大刚度，而且利用混凝土削弱了螺栓滑移。安装时，将上下角柱对中扣合，抗剪键能够顺利卡在限位构件上，然后从预留洞口进行浇筑，形成刚性节点。该连接节点施工方便，刚度较大，但难以实现模块间水平连接，适用于建筑角部。 2.6现场装配阶段的质量控制 模块运输至现场后，应由施工单位的现场负责人、监理人员进行内部和外部质量检查，检查合格并签字接收后，才可以进行起吊和安装。对于起吊和安装，都应该编制相应的专项施工方案。由于单个模块重量超过20t，所以使用传统的塔吊无法进行吊装，需要使用经过专业设计的塔吊。对于高度不超过汽车吊使用范围的建设项目，可以使用汽车吊。起吊之前，应对所用设备进行检查，确保设备处于良好运行状态，无不良故障。对于吊车司机的选择，应选择那些具有相应职业资格证书的人员，并且在起吊之前，应对相关人员进行专业培训。

试述模块化可移动钢结构房屋设计

试述模块化可移动钢结构房屋设计 我们对可移动化的钢结构房屋进行设计研究，首先对此建筑的优势进行介绍，然后对模块化设计的功能和系统进行了分析，并对可移动钢结构房屋的方案设计做了重点研究。 标签：可移动；模块化；房屋设计；钢结构 前言 随着社会的不断发展进步，人们已经开始对装配式的建筑优势进行重点关注。因我国的住宅建设一直以粗犷性建设模式为主，不仅导致了资源的严重浪费，而且也影响了建筑与自然环境相和谐，相关的建设部门为了改变这种模式逐步提倡发展装配式建筑，进行建筑产业化的建筑模式，在有效升级住宅产业的同时，也实现了建筑行业的可持续发展。 1、模块化的建筑存在的优势 1.1优良的施工质量 模块化能够最大化的应用在预制装配式建筑中，因为大多数的模块化建筑都是在工厂中完成建造生产加工的，在工厂中具有可控施工质量的环境条件，能够全面的检测模块建筑单元的质量，能对制造存在的误差进行有效控制，同时还能缩小对其安装工作的负面影响，从而确保其模块化建筑的质量。 1.2减少建造的时间 因模块化建筑有着特殊的施工手段，在进行建筑的施工现场，能够同时进行模块的单元制造，完成基础施工的模块单元就可以送到建筑施工现场吊装，并且在进行模块建筑时，受天气的影响因素并不明显，所以，能够大大缩短模块建筑的时间，减少施工的周期，能够提提早完工并交付，从而使建筑企业能够及早获得经济收益。 1.3保证绿色环保的施工建设 我们通常运用钢结构来进行模块化建筑的制造，降低其在施工中生成的建筑垃圾。并且在进行施工时，采用干燥法进行作业，在安装建筑时，能够有效降低噪音与粉尘及其在施工现场的流动车辆等，从而降低其附近居民生活的影响。尤其是在建筑现场四周存在学校与医院的地段。 2、分析其模块化设计的功能性和系统性 模块指的就是半自律性的子系统，与其他相同的子系统根据一定的规则彼此

模块化钢结构建筑连接点研究进展

模块化钢结构建筑连接点研究进展 摘要：近年来，我国的建筑行业有了很大进展，在建筑工程中，钢结构的应用 十分广泛。钢结构模块化建筑是一种装配率较高的结构体系，近年来已成为建筑 结构的主要发展方向。采用MIDAS软件，通过对比分析两种不同布置方式的模型，分析模块布置对模块化钢结构应力分布和整体位移的影响，指出两种布置方式的 利弊和改善措施。 关键词：模块化钢结构；模块布置方式；MIDAS 引言 模块化建筑是指把一个或多个建筑单元作为预制模块、在工厂预制后运到工 地进行安装的建筑形式。每一个预制模块可为带有采暖、上下水道及照明等所有 管网的装修完备的房间单元。模块化单元可以用来形成完整的房间、或者作为大 房间的一部分，也可以用来制作一些专用服务单元例如厕所、电梯、厨卫等。由 模块化建筑的特点可知，每个模块单元都是由顶梁、底梁和角柱组成的完整结构 体系。相邻的模块通过角部的连接节点传递荷载、协调变形，使多个单元形成具 有一定规模的整体结构。若没有可靠的连接节点，由多个模块拼接成的结构就会 发生变形、破坏甚至倒塌。 1钢结构模块化建筑的特点 （1）模块化房屋一般有四柱八梁组成，模数和模数协调的方式进行设计、生产和装配。（2）标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修，实现功 能完整的建筑产品，受外界环境影响小，装配率可以达到90%以上。（3）施工 噪音小，绿色环保，现场拼装，施工周期短，具有可重复利用的优点，是一种绿 色建筑。 2模块化钢结构建筑连接点 2.1盖板螺栓连接 盖板螺栓连接，指一般在构件端部预留螺栓孔，通过盖板用高强度螺栓将相 邻两个模块连接在一起的节点形式。许多学者创新性地提出并研究了各种新的连 接做法。不同的盖板螺栓连接形式会有不同的转动刚度，这会对结构整体性能产 生巨大影响。双向连接的盖板螺栓连接方式并测试其抗剪性能。连接板上留有螺 栓孔，螺栓孔分布在角柱的两侧。安装时，较长连接板在内，较短连接板在外， 有序叠合后用高强度螺栓连接。由于连接板较宽，梁柱节点和模块间节点要有一 定的距离。而且这种连接节点对施工空间要求高，只适用于建筑的外侧。 2.2模块化钢结构上设备安装定位基准的选择 模块化钢结构上常用的设备安装定位基准有模块中心线（中心点）和结构轴线。采用两种定位基准时，设备的特点不同，各有优劣，应根据具体的设备情况 进行选择。常规来讲，以模块中心线定位，能够精确控制设备之间的相对位置， 保证设备相互之间的相对位置精度。但是容易出现设备与结构之间的碰撞。按照 模块轴线进行定位时，能够优先保证设备与结构之间的相互位置。需要说明的是，一个钢结构模块在一个方向上只有一个中心线，但是可以而且是往往存在着多条 轴线，一般选择轴线为定位基准是，是选择那些与设备距离最近或是设备特殊结 构（如泵的出口）朝向的轴线。 2.3铸钢节点连接 铸钢节点，是指把梁柱节点做成一个进行了专业化设计的铸钢件，再通过螺

模块化建筑的设计特点及其可操作性

内容提示：模块化建筑是具有鲜明时代特点的建筑思想与建筑技术的结合。在当代高技术条件下思考空间问题,模块化建筑节约资源,在材料和物理性能方面多样化,体现了现代设计的简洁性和功能性,在较大程度上能解决目前存在的空间与可持续发展问题。选择这个方向做研究,具有一定的现实意义。本文期望通过对模块化建筑空间设计的研究,完善对当代我国模块空间的认识,总结出当代建筑空间设计的动态性新概念,以助于对建筑创作现状的反思及对建筑创作的展望。 延伸阅读：建筑空间建筑设计模块化建筑 一、模块化建筑设计的先进性 模块建筑是一种组装化技术,它用事先预制好的模块构件组装成各种房屋,施工简便、组装灵活。模块构件在工厂中预制,便于组织工业化生产、提高工效、减少材料消耗、受季节影响小。模块建筑具有施工速度快、抗震性能好、使用面积大、建筑自重轻、施工简便、组装灵活、用工用料省等特点,还具有房屋可搬迁的功能,因此在城市建设中应用并将推广。 工业化的生产使模块化建筑相比传统的房屋建筑具有更精良的工艺:高品质控制、切割精准、节省材料、有效利用木材,并且那些

废弃物会被利用作为工厂的燃料等等。不仅如此,相比传统的房屋建设,原材料的大批量采购、挑选劳动力低廉的地区建厂,这些手段降低了成本,提高了品质,人们当然会选择它。 在模块化住宅起步发展的初期,房屋样式设计可选择的范围很有限,大部分的设计由工厂自行完成。工厂只是根据客户的要求做些小的改动,实际上来说先前由工业化诞生的模块化住宅产品的总体风格和样式都是单一而落伍的。 在最近几年的发展过程中,越来越多的业主了解了这种新型住宅建筑模式,越来越多的新颖设计方案涌现出来,个性化的设计和选择也日渐流行。今天,模块化建筑的设计可以符合人们对任何一个时代的想象与追求,任何的风格,比如“殖民地”建筑风格(注:美国的一种传统建筑风格)、科德角式小屋(注:一层或一层半高且结构紧凑的房屋,有一中央带烟囱的三角形屋顶),甚至大小,很多普通人的设计还成为了符合大众喜欢的样式而被广泛的借鉴和使用。模块化住宅越来越受欢迎,人们对它的建筑风格上的要求也越来越复杂,建筑设计师们正在不断改进自己的设计风格以迎合业主的个性化需求。比如:工厂可以制造的各种模块的尺寸,房屋的走向,各个模块的衔接细节。此外,建筑目的地的地理位置也是需要考虑的,如果要经过狭窄或者崎岖不平的道路,必须设计使用小型模块以便于运输,这都是要在设计初期需要考虑到的。

模块化住宅

模块化住宅(1) 完成抗震救灾任务后，我8月6日从四川回到杭州，大约在9月下旬接到通知，2008年11月20~30日在北京展览馆举办第七届中国国际住宅产业博览会。时间相当紧迫，原来打算用SIP板式建筑结构，用SIP墙板建造一套90平方米的展品房。但考虑到建造时间只有2天，根本无法建造一套精装修实景展示房（包括室内外精装修、厨房设备、卫生洁具、照明配电），因而在10月末再次改为SIP模块化结构，用SIP墙板建造一套72平方米的展品房。这时离展览会时间只有1个月的时间了。要完成展品制作、运输、吊装与宣传策划工作确实很困难，但我们最终还是圆满的完成了任务。 我们的这次展览，有几个是中国住宅产业第一： 第一次让建筑届同仁们在中国大陆看到了模块化住宅； 第一次让建筑届同仁们在中国大陆看到了工厂化制造住宅（即住宅产业化）的优势； 第一次在国内住宅产业博览会（以及其它与住宅相关的展览会）上向建筑届同仁们展示了精装修实景住宅； 第一次在住宅产业博览会上销售出参展品（该展品在展览会上广受好评，争相购买，我们考虑了众多因素后，把它卖给了北京小汤山一位客户。房子放在一个苹果园里，地址是：昌平区崔村镇西辛峰村）； 第一套全工厂化环境下制造的精装修住宅； 第一套全生命周期（制造、运输、安装、使用和报废回收）都是绿色的住宅； 图1~3为运送到北京的模块化住宅。 图4~6为建造中的模块化住宅。 图7~8为建成后的模块化住宅。

图1 图2 图3

图4 图5

图6 图7

图8 模块化住宅(2) 图9为模块化住宅的装配图，一共四个模块，分别为模块1、模块2、模块3和门廊模块。