装配式钢结构住宅是指将房屋的构件、部品在工厂加工、制作完成后，运到现场进行组装的预制装配式建筑。装配式住宅具有制造周期短、抗震性能优越、建筑空间布置灵活、有效使用面积大、综合经济效益好等优点。

有资料显示，到2030年全球城镇化率将会超过30%，届时，住房及其配套的基础设施需求都将成为全球城市建设的主要挑战之一。为满足城镇化进程快速的要求，住宅产业化是一条切实可行的道路。2016年，全国共生产粗钢8.23亿吨，我国粗钢产量已占世界钢产量的50.26%。在经济减速、增长结构变化，主要用钢行业需求放缓的情况下，钢产量居高不下，抑制了钢材价格。在钢材产量上升、价格下降，国家倡导建设新型城镇化的背景下，装配式钢结构住宅必将得到迅速发展。

一、有限元模型

第一，几何模型。为了对比不同跨度下、不同弦杆尺寸下钢桁架梁的受力性能，我们分别建立3300毫米、3600毫米、3900毫米、4060毫米、4200毫米5种跨度下的钢桁架梁，钢桁架梁均采用Q235钢材，有限元模型采用solid187实体单元。

第二，材料本构模型。应力应变关系采用三折线模型来模拟，它可以模拟多线性随动强化效应，考虑包辛格效应，模型分析采用Mises屈服准则及相关流动准则。

第三，网格划分。本钢桁架梁模型的主体部分杆件多、形状不规则，采用solid187四面实体单元，它是高阶3维10节点固体结构单元，在二次位移模式下可以更好地模拟不规则桁架梁。选择合理网格密度进行自由网格划分；为防止过渡部分单元畸形，弹性垫块同样选用自由网格，划分为四面体单元，以实现计算效率和精度的平衡。

第四，边界条件。桁架梁两端柱座底下分别添加刚性垫块，为了模拟梁两端柱座底下的铰接支座，对刚性垫块进行铰接线约束，对垫块底部面中轴线上所有节点的x、y、z 方向平动自由度进行约束。

第五，加载制度。对桁架梁进行非线性静力分析，求解采用力收敛准则，应用Newton-Raphson平衡迭代法激活弧长法进行非线性求解，打开自动时间步长控制及线性搜索利用建立的有限元模型，对桁架梁施加均布面荷载，整个加载分施加重力荷载、在桁架梁上弦上表面施加均布面荷载两个荷载步。