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改造廢舊二手集裝箱房屋的構(gòu)造安全研究(4)
2013年4月22日
2.2.2 不同尺寸集裝箱的應(yīng)用特點(diǎn)和范圍
2.2.2.1 20ft的集裝箱
20英尺的集裝箱在小型住宅中應(yīng)用較多，因?yàn)樗拈L(zhǎng)寬比不是很大(2.5:1)，2-4個(gè)集裝箱在不加或加少量額外支撐的情況下就可以組合成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。如下圖所示，采用錯(cuò)位正交營(yíng)造包容空間，可以用做露臺(tái)，門廊，以及滿足其他使用功能的空間。
圖 2-2 20ft 模塊常用組合方式
世界上最高的集裝箱建筑是日本的 Freitag shop，9層，達(dá)到集裝箱的最大堆碼高度，用的是20英尺的集裝箱，如下圖所示，一到二層并置4個(gè)集裝箱，三到四層并置2個(gè)，五到八層一層就1個(gè)集裝箱。這種造型用40英尺的集裝箱代替就不適合。
a) 正面圖 b) 側(cè)面圖
圖 2-3 Freitag 旗艦店
2.2.2.2 40ft的集裝箱
40英尺的集裝箱長(zhǎng)寬比較大(5:1)，兩個(gè)40英尺的集裝箱正交疊加不可行，底層至少放兩個(gè)集裝箱來(lái)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。而且由于長(zhǎng)寬比較大，當(dāng)受到垂直于長(zhǎng)邊的橫向力作用時(shí)集裝箱的抗傾覆能力很差，所以一般將40英尺的集裝箱上下疊加時(shí)，每一層并置相連的集裝箱的數(shù)目一般大于2個(gè)，最好3~5個(gè)，隨著層數(shù)的增多，并置的數(shù)目也增多，不過(guò)層數(shù)一般也是2到5層居多。
40英尺的集裝箱用于平面空間的擴(kuò)展和分隔比較多，因?yàn)樽陨淼膬?nèi)部空間就比較大，一排40英尺的集裝箱長(zhǎng)邊并置，打通側(cè)壁就可以營(yíng)造無(wú)限大的空間。將40英尺的集裝箱的室內(nèi)空間分隔成兩個(gè)20英尺的面積比把兩個(gè)20英尺去掉相鄰側(cè)壁或端壁擴(kuò)展成40英尺的面積要容易的多。
世界上最大的集裝箱建筑群是位于阿姆斯特丹的 Keetwonen 學(xué)生公寓，全部用40英尺的集裝箱搭建而成，共5層，一層16個(gè)集裝箱，如下圖所示：
圖 2-4 荷蘭 Keetwonen 公寓
世界上造型最美觀的集裝箱建筑是英國(guó)的 container city，是由40英寸的集裝箱堆積而成，充分體現(xiàn)了不規(guī)則的造型藝術(shù)，如下圖所示：
圖 2-5 英國(guó)的集裝箱之城
當(dāng)然也有20英尺的和40英尺的混合組合，不過(guò)很少，還是同種尺寸的集裝箱組合的一起更規(guī)整，保證建筑單元的統(tǒng)一性。
2.2.3 模塊化組合的連接加固方式
模塊化構(gòu)造方式，需要通過(guò)構(gòu)件相互聯(lián)系成為一個(gè)整體，其基本方法：
1)梁跨中有集中荷載的地方設(shè)置支撐傳力。
2)集裝箱懸空的部分設(shè)置支撐，保證穩(wěn)定。
圖 2-6 常用加固方式示意簡(jiǎn)化圖
如圖 a)、b)、c)為上層集裝箱的角柱落在下層集裝箱的上側(cè)長(zhǎng)梁上，圖 a) 中采用的是在柱與梁相交處附加柱支撐，通過(guò)附加的柱子將力傳至地面，這是要在底層的附加柱下加基礎(chǔ)墊塊；圖 b)在柱與梁相交的位置采用懸掛系統(tǒng)把二層集裝箱吊起來(lái)，再把三層的集裝箱底部支起來(lái)，這樣上層集裝箱的力是通過(guò)這個(gè)懸掛框架直接傳至地面，而另一端用附加支撐柱支起，相當(dāng)于上層集裝箱與下層集裝箱沒(méi)有直接接觸；圖 c)也是角柱與梁相交處沿角柱的方向加附加柱支撐將力傳至地面，上層集裝箱的另一端沿角柱下加柱支撐，這樣就避開了長(zhǎng)梁相交來(lái)傳力。圖 d)、e)、f)為上層集裝箱的下側(cè)長(zhǎng)梁與下層集裝箱的上側(cè)長(zhǎng)梁垂直相交。圖 d)在梁與梁相交處加支撐柱，和圖 b)相同，在底層的集裝箱下對(duì)應(yīng)位置加基礎(chǔ)墊塊；圖 e)下層集裝箱通過(guò)增大長(zhǎng)梁面積來(lái)提高梁的剛度，上層集裝箱相應(yīng)的位置處還是加支撐柱，防止底側(cè)長(zhǎng)梁的變形過(guò)大。圖 f)在上層集裝箱的四個(gè)角柱下加支撐柱，將上層集裝箱支起，這樣上層集裝箱的力就直接通過(guò)附加的柱子傳到地下而不是通過(guò)梁與梁之間的接觸傳力。
當(dāng)集裝箱的側(cè)壁被去掉后,要加支撐防止長(zhǎng)長(zhǎng)撓度過(guò)大，最常見的是沿平行與角柱方向加若干個(gè)支撐，最少也要在梁跨中的位置處加支撐。有時(shí)也用交叉支撐。
圖 2-7 常見加固方式舉例
當(dāng)集裝箱側(cè)壁上開洞很大時(shí)。例如裝大的門窗時(shí)(一般都是矩形的)，在洞口的上端焊接上方鋼過(guò)梁。見圖 2-7f)。
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