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改造廢舊二手集裝箱房屋的構造安全研究(4)
2013年4月22日
2.2.2 不同尺寸集裝箱的應用特點和范圍
2.2.2.1 20ft的集裝箱
20英尺的集裝箱在小型住宅中應用較多，因為它的長寬比不是很大(2.5:1)，2-4個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)定的結構。如下圖所示，采用錯位正交營造包容空間，可以用做露臺，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個集裝箱，三到四層并置2個，五到八層一層就1個集裝箱。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英尺的集裝箱長寬比較大(5:1)，兩個40英尺的集裝箱正交疊加不可行，底層至少放兩個集裝箱來保證結構的穩(wěn)定。而且由于長寬比較大，當受到垂直于長邊的橫向力作用時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，每一層并置相連的集裝箱的數(shù)目一般大于2個，最好3~5個，隨著層數(shù)的增多，并置的數(shù)目也增多，不過層數(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展和分隔比較多，因為自身的內部空間就比較大，一排40英尺的集裝箱長邊并置，打通側壁就可以營造無限大的空間。將40英尺的集裝箱的室內空間分隔成兩個20英尺的面積比把兩個20英尺去掉相鄰側壁或端壁擴展成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 學生公寓，全部用40英尺的集裝箱搭建而成，共5層，一層16個集裝箱，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，如下圖所示：
圖 2-5 英國的集裝箱之城
當然也有20英尺的和40英尺的混合組合，不過很少，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
模塊化構造方式，需要通過構件相互聯(lián)系成為一個整體，其基本方法：
1)梁跨中有集中荷載的地方設置支撐傳力。
2)集裝箱懸空的部分設置支撐，保證穩(wěn)定。
圖 2-6 常用加固方式示意簡化圖
如圖 a)、b)、c)為上層集裝箱的角柱落在下層集裝箱的上側長梁上，圖 a) 中采用的是在柱與梁相交處附加柱支撐，通過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，再把三層的集裝箱底部支起來，這樣上層集裝箱的力是通過這個懸掛框架直接傳至地面，而另一端用附加支撐柱支起，相當于上層集裝箱與下層集裝箱沒有直接接觸；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，這樣就避開了長梁相交來傳力。圖 d)、e)、f)為上層集裝箱的下側長梁與下層集裝箱的上側長梁垂直相交。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應位置加基礎墊塊；圖 e)下層集裝箱通過增大長梁面積來提高梁的剛度，上層集裝箱相應的位置處還是加支撐柱，防止底側長梁的變形過大。圖 f)在上層集裝箱的四個角柱下加支撐柱，將上層集裝箱支起，這樣上層集裝箱的力就直接通過附加的柱子傳到地下而不是通過梁與梁之間的接觸傳力。
當集裝箱的側壁被去掉后,要加支撐防止長長撓度過大，最常見的是沿平行與角柱方向加若干個支撐，最少也要在梁跨中的位置處加支撐。有時也用交叉支撐。
圖 2-7 常見加固方式舉例
當集裝箱側壁上開洞很大時。例如裝大的門窗時(一般都是矩形的)，在洞口的上端焊接上方鋼過梁。見圖 2-7f)。
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