模块化可移动钢结构房屋设计

分类：工业设计论文发表 时间：2021-03-27 10:51 关注：(1)

　　近年来，社会经济不断发展，装配式建筑具备的优势和价值愈发凸显，较长一段时间内我国住宅建设表现出较为粗犷的模式，严重浪费了资源，对建筑、自然环境的和谐相处造成了较大的影响，为改变此种模式，建设管理部门越来越重视装配式建筑的推广与应用，希望能够转变和创新建筑行业模式。促进了住宅产业的有效升级，保障了建筑业的稳健发展。文章针对可移动钢结构房屋模块化予以分析，提出了该房屋的设计要求，为相关设计人员提供有效参考。

　　关键词：模块化；可移动钢结构房屋；设计

　　日趋完善的经济体制，提升了人们的生活物质水平，人们对居住房屋的需求也发生了变化。模块化可移动钢结构房屋本质上是临时性建筑，其前身为装配式建筑，如果在模块设计方面出现问题，会降低钢结构房屋的安全稳定性、居住舒适性，影响用户的生活质量，会导致大量资源被浪费，使企业遭受严重经济损失，权益受损[1]。因此，应要求设计人员切实开展设计工作。与其他房屋设计相比，可移动模块化钢结构房屋设计的突出特征主要是重复利用率较高，可多次进行拼接与拆卸，可以进一步降低施工作业成本，缩减施工作业的时间，维护工作也较为方便。须在实践工作中逐渐总结和反思模块化钢结构房屋设计工作经验，对设计工作的相关细节予以不断优化和调整，促进经济效益、环境效益的双重提高。

　　1可移动钢结构房屋模块化

　　可移动钢结构房屋的建造涉及施工作业现场基建、施工人员居住、施工材料存储仓库、施工管理人员办公等，均属于临时性房屋，表现出较大的重复利用率，使用结束后多数能够回收，但会对施工作业现场造成影响。当施工技术不断发展，逐渐出现了模块化可移动钢结构房屋，提升了建筑施工作业现场房屋设施的可回收率，有效节约工程的建设成本，确保资源的科学高效利用，避免施工作业对附近环境产生影响，因此，被广泛应用于现代建筑施工过程中[2]。以往的施工作业现场出现频率较高的房屋结构：首先，砖瓦房结构。砖瓦房属于一种固定的临时房屋，选择混凝土进行建设，具备良好的隔热及保温能力，具有较高的强度、安全性。建造此类房屋耗费时间较长，会占用建筑工程施工时间，建筑完成后无法移动，造价较高。不适合用于施工时间较短的工程项目，温度较为寒冷的地区或施工周期长的工程建设中可选择该房屋[2]。其次，移动式结构。这类房屋选择轻钢板或夹心彩钢板作为材料。相较传统砖瓦房，该结构具备更高的可重复利用率且易拆装，一个工程结束后，可将其拆卸再搬运至新的施工现场进行组装。但轻钢板的建设成本较高，拆装和维护工作相对复杂，会增加工程项目的成本，轻钢结构不具备较强的防火性能，安放的施工材料存在安全隐患[3]。最后，集装箱房屋。使用集装箱作为临时性房屋方便周转，且有较高的周转次数、利用率，可多次使用，降低工程项目基建设施成本[4]。但由于几何尺寸受到限制，未有较大的内里空间，导致其难以发挥应有的价值与作用。临时房屋在具体使用时均存在问题，房内设置无序、质量较低，使大部分内部构建无法被重复使用，会降低经济效益。

　　2可移动模块化钢结构房屋的设计要求

　　2.1建筑设计

　　在充分掌握模块化结构房屋的具体特征的基础上，应对建筑方案进行设计，针对房屋结构体系、连接节点的要求、布置及运输各类管线的实际性能、吊装的条件等[3]进行全方位考虑。第一，模块化结构房屋设计应与施工作业现场道路运输要求相符合，根据作业现场最大车型的具体尺寸，保证模块尺寸和最大限制参数不存在差异。第二，220m2房屋实施设计的过程中，一般包括客厅、书房、厨房、娱乐房各1个、卫生间2个、卧室3个，可为6个人提供居住条件，两层房屋的设计需要保证其实用性与舒适度[5]。第三，充分利用坡屋顶的设计模式，可凸显屋内造型的层次感。借助对房屋设计方案进行讨论、修订，确定房屋的设计结构，其间加入草坪或栏杆，有效解决独立房屋存在单调性的问题。

　　2.2结构设计

　　明确整体房屋结构是模块化房屋结构设计工作关键的环节，房屋包含了若干不同模块，其模块以规则长方体、立方体为主，方便操作，应根据屋顶坡度的变化情况合理确定其高度[6]。现阶段以冷弯薄壁型钢、钢框架作为模块化房屋结构的典型代表，冷弯薄壁型钢通常将冷弯方钢管进行焊接后得到整体框架，再与墙体、楼面共同构成整体结构，其对截面规格提出了更严格的要求，因此，设计人员在设计过程中须认真计算截面规格，结合基础结构确定最终模块数量[7]。依靠设计软件构件房屋整体模型，以结构模型为基准展开计算，可确保模块数量与设计标准规范保持一致，节约成本，避免浪费。进行结构设计时，应充分考虑设计阶段箱体模块节点选择对称螺栓，连接角码，确保使模块与模块成为一个有机的整体，可以有效承担外部的载重，保障房屋结构的强度。应严格控制连接悬挑模块与露台模块的作业时间，安装时应注意隐藏连接节点，防止影响露台功能、美观性。具体连接时可采用螺杆连接形式，先将螺杆焊接在露台模块上，再于悬挑模块处钻取螺栓孔，再连接二者，拧紧螺母，最后将防腐地板搭在露台上方，可完全遮盖连接节点[8]。

　　2.3水电设计

　　为确保钢结构房屋能够提供更全面的生活、办公功能，应重视水电管线的安装作业，为促进模块化房屋移动性的提升，应在进行水电设计的过程中使水电管线实现即插式连接[9]。为提升水电后期的可周转性，应采取集中水平模块的即插式，完成整体模块连接作业后，选择对应的连接设备放置到汇集强弱电即插式的位置，可快速连接水平位置处的强弱电。为了完成上下层的电路设计，应将不同模块的线路汇集在同一即插式处，具体可把接线盒安装在即插式处，可完成上下层的电线、网线、电话线等线路设计，也可在短时间内完成组装和拆卸。施工结束后可快速拆卸各种电线，将其与房屋模块同时送至其他作业现场，再次进行组装。针对给排水系统设计，可借助设计对立的配水线路，打通给排水功能，可确保模块化钢结构房屋在运输到场后可更快捷的进行安装。在设计给排水系统时，应避免给水与排水线路穿过水平模块，可增强房屋给排水系统的周转性能，避免水平连接或结构变更等情况的出现[10]。

　　2.4装修设计

　　模块化可移动钢结构房屋的装修设计须充分结合其实际特征，满足房屋吊装、运输、反复拆装等要求，使用的材料与产品应具备便利、稳定、牢固等条件[11]。例如，选择实木复合底板，整体铺装作业结束时，按照实际情况在接缝位置留下部分空隙，方便安装拆卸。模块进行运输前需要打包并做好编号，可更快速进行现场的重组操作。卧室地面使用方块形地毯，借助胶水与面板相连。房屋中卫生间类要求较高防水性的地面，应选择PVC面板进行铺装。露台区域可以选择防腐木地板，按照露台具体尺寸直接在工厂完成作业，现场可依靠吊装设备在楼板上进行安装[12]。根据房屋提供的具体功能选择吊顶系统，卫生间主要选择铝扣板材料，方便安装、拆卸等操作，在模块接缝两侧安装龙骨，其他房间的吊顶以钢龙骨结构为主，使用铺贴面层，将两边龙骨位置的穿孔铝板作为模块拼缝区域的吊顶。成品钢结构楼梯可在房屋楼梯处使用，踏步板使用安全玻璃，现场安装工程预制楼梯、踏步板、扶手等，以免在运输过程中有损坏情况出现，方便连接上下层箱体[13]。

　　3结语

　　综上所述，科学开展模块化可移动钢结构房屋的设计，可为工程项目的顺利施工带来更多便利，确保为作业人员提供一个更优质的生活和办公环境，可真正简化安装作业流程，缩减配套实施的施工耗时，不影响周围的环境，提高施工质量。

　　参考文献

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　　[2]钱钊凯.可移动式轻钢结构组合房屋新型连接节点分析[J].福建建材，2016（3）：7-8.

　　[3]孙德光.预制混凝土框架结构体系研究与应用进展[J].工业建筑，2016，33（12）：48-51.

　　[4]周全，季翔，柴庆霖.模块化设计在装配式钢结构住宅中的应用研究[J].建筑与文化，2018（4）：66-67.

　　[5]刘英洪.钢结构模块化建筑结构体系的分析[J].建筑工程技术与设计，2017（10）：4738-4739.

　　[6]王帆，姚荣康，罗志锋.模块化建筑结构设计与实践关键技术研究[C]//第十七届全国现代结构工程学术研讨会.天津：天津大学，2007.

　　[7]徐驰.钢结构模块化结构设计流程简析[J].工程技术：引文版，2016（11）：294.

　　[8]卫千峰，熊新光，于安福.试述模块化可移动钢结构房屋设计[J].工程技术：全文版，2016（9）：7.

　　[9]汪吉青.钢结构模块化与门式刚架组合结构应用及设计分析[J].居舍，2020（6）：28-29.

　　[10]蒋家毅.钢结构设计中存在的问题及对策探讨[J].中国室内装饰装修天地，2020（7）：188.

　　[11]陈彦涛.钢结构厂房设计常见细节问题及其解决对策[J].砖瓦世界，2019（12）：33.

　　[12]杨磊.关于现代钢结构工业厂房设计的探讨[J].工程管理，2020（1）：119-120.

　　[13]卢遵荣，陈朝静.模块化可移动钢结构房屋设计[J].建材发展导向，2014（11）：108-109.

　　作者：高松 段丽君 张孝春 胡谋东