集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(完)

2013年8月14日

8 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定

8.1 一般規(guī)定

8.1.1 考慮到既有集裝箱組合房屋建造靈活、便于遷建的特點(diǎn)，同時，箱體可能經(jīng)過使用或修復(fù)等情況，補(bǔ)充提出了設(shè)計使用年限可為25年的有關(guān)規(guī)定。

8.1.5 因建筑使用要求，箱體常需在單側(cè)箱壁上開孔，這樣不僅使箱體單側(cè)剛度削弱，還會在受水平力作用時產(chǎn)生箱體扭轉(zhuǎn)的附加內(nèi)力與變形。故應(yīng)用開孔箱時，宜采用平面多箱布置，而在其中保留若干個無孔箱體，并對稱布置，可在整體結(jié)構(gòu)體系中有均勻的抗剪剛度。此時箱體角件間的連接應(yīng)牢固，以保證平面整體傳力，同時，單側(cè)板壁開孔的箱體宜成對對稱布置，以減小剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

8.1.8 本條特別明確地提出了集裝箱組合房屋設(shè)計文件應(yīng)包括防火和防腐的內(nèi)容，包括防火等級與防火構(gòu)造措施、防腐蝕年限和表面處理及涂裝構(gòu)造技術(shù)要求以及使用維護(hù)要求等。

8.2 結(jié)構(gòu)材料和設(shè)計指標(biāo)

8.2.1 在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼質(zhì)通用集裝箱修理技術(shù)要求》GB/T 12418中，對既有集裝箱重復(fù)作運(yùn)輸使用時，需進(jìn)行維護(hù)修理的要求有詳細(xì)的規(guī)定。用于組合房屋時，其檢修修復(fù)要求原則上仍應(yīng)遵循該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。但在具體執(zhí)行中，對建筑結(jié)構(gòu)功能使用無影響的缺陷（如壁板較小的局部變形、無用機(jī)械零部件的缺損等）可以放寬。同時還應(yīng)注意作為工程驗(yàn)收的重要依據(jù)，所有進(jìn)入建筑場地應(yīng)用的集裝箱，均應(yīng)有由相應(yīng)資質(zhì)單位出具的質(zhì)量證明書或檢修合格證書。

8.2.2 為滿足遠(yuǎn)洋運(yùn)輸環(huán)境中箱體耐候性要求，集裝箱體梁、柱與壁板均采用耐候鋼制作。按我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 4171生產(chǎn)的焊接耐候鋼，其質(zhì)量性能均與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，除具有良好的耐候性外，還具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性和焊接性能，故設(shè)計中，要求箱體結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能符合耐候鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

8.2.4 集裝箱箱體結(jié)構(gòu)由頂梁、底梁、角柱與壁板組成，其梁柱截面均為冷彎薄壁異形開口型鋼或方鋼管。當(dāng)進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)計算而又缺乏設(shè)計指標(biāo)時，可近似偏安全地參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50018按Q 235鋼取值。

8.2.5 根據(jù)《系列 1 集裝箱角件》GB/T 1835的規(guī)定，角件為鑄鋼件，其屈服強(qiáng)度不小于230N/mm，抗拉強(qiáng)度為430N/mm2～600N/mm2，延伸率不小于25%，斷面收縮率不小于40%；化學(xué)元素含量(%)C≤0.23，S≤0.035，P≤0.035，Mn為0.9～1.5，Si≤0.5，其材質(zhì)性能與我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件》GB/T 7659規(guī)定的牌號ZG230-450H焊接鑄鋼基本相同，故參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017規(guī)定的鑄鋼件抗力分項(xiàng)系數(shù)取值，提出了角件的強(qiáng)度設(shè)計值。

9 結(jié)構(gòu)設(shè)計

9.1 結(jié)構(gòu)計算

9.1.1 根據(jù)集裝箱組合房屋組合構(gòu)造的不同，本條提出了疊箱結(jié)構(gòu)體系和箱框結(jié)構(gòu)體系作為結(jié)構(gòu)計算的基本體系。

9.1.2 集裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計制造的首要技術(shù)要求是在惡劣海運(yùn)條件下受到振動、抗擊和巨大慣性力作用時要確保箱體結(jié)構(gòu)必要的強(qiáng)度、剛度和可靠的承載力，同時產(chǎn)品在出廠時還要模擬上述惡劣條件工況進(jìn)行嚴(yán)格的箱體實(shí)物荷載整體檢測，故實(shí)際上箱體整體結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的抗壓、抗彎、抗剪承載力和整體剛度，完全可滿足居住或辦公用房的承載要求且有相當(dāng)裕量。故無孔無懸臂時，可不必進(jìn)行承載力驗(yàn)算，但當(dāng)箱壁開有較大孔洞時，其洞口下的底梁，因截面單薄可能會發(fā)生強(qiáng)度、撓度不足的情況，故需作驗(yàn)算。

整體箱體結(jié)構(gòu)在受水平荷載作用時，會因整體有傾覆效應(yīng)而在兩邊側(cè)角柱產(chǎn)生附加成對的軸壓力與軸拉力，計算四角角件及其連接的豎向作用力時應(yīng)計入此附加軸力的不利影響。

9.1.3 對底框架上直接有多層疊箱的箱框結(jié)構(gòu)體系，其底層結(jié)構(gòu)剛度相對較弱，會因高振型影響而增大其地震作用效應(yīng)，故應(yīng)參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011的相關(guān)規(guī)定乘以增大系數(shù)；并且使用條件許可時，宜布置為中心支撐框架，以適當(dāng)增大底部結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。

9.2 箱體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度

9.2.1 在集裝箱組合房屋結(jié)構(gòu)計算中，箱體的抗側(cè)力剛度是不可或缺的重要設(shè)計指標(biāo)，但又無現(xiàn)成數(shù)據(jù)可供引用。為此，進(jìn)行了專題數(shù)值模擬分析研究，采用ANSIS和SAP2000兩個不同軟件并按彈性和彈塑性條件，對6m和12m箱體結(jié)構(gòu)在有無開孔情況下抗側(cè)剛度的變化規(guī)律、極限荷載和屈服荷載與位移的相關(guān)關(guān)系，以及頂板結(jié)構(gòu)剛度變化和開孔位置變化對箱體抗側(cè)力剛度的影響等進(jìn)行了詳盡的計算分析，并提出了可為工程實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)參數(shù)和計算公式。本節(jié)即依據(jù)該報告提出了有關(guān)箱體結(jié)構(gòu)剛度和承載力等設(shè)計指標(biāo)與計算公式。

計算分析表明，通用集裝箱頂梁、頂板結(jié)構(gòu)較單薄，縱向剛度較弱，當(dāng)在箱頂一側(cè)作用水平力時，由于頂梁傳力的有效長度較小，以致只有近加載端一側(cè)的部分縱向箱體壁板參與抗剪提供抗側(cè)剛度。而當(dāng)頂梁截面加大加強(qiáng)或與箱底梁以蓋板連接為整體工作，頂板頂梁平面剛度可視為無限剛時，則可顯著加大頂梁傳力的有效長度，增大箱體剛度，此時即可按式(9.2.1-1)和式(9.2.1-2)計算箱體剛度。此外，若同時在箱頂兩端作用水平力時箱體剛度也可按此二式計算。

9.2.2 對開孔箱體，依據(jù)計算分析報告提出了不同開孔率和開孔位置時的剛度計算公式。實(shí)際工程設(shè)計時，箱體開孔尺寸與位置應(yīng)符合圖 9.2.2的要求，并在孔周邊應(yīng)有鑲邊構(gòu)件（截面不小于60×60×3方管）構(gòu)造加強(qiáng)。

9.2.3 相關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定多層鋼結(jié)構(gòu)的層間位移限值為h/400或h/300，本條對箱頂水平力的承載力設(shè)計值是按計算分析報告中對應(yīng)于箱體層間位移h/300的相關(guān)值而提出的。

9.2.4 通用集裝箱需滿足海上運(yùn)輸抗風(fēng)浪、抗震動、耐低溫等諸多惡劣工況的使用要求，產(chǎn)品出廠時又需經(jīng)過耐沖擊與超重加載等嚴(yán)格的試驗(yàn)，因而不開孔的箱體具有很強(qiáng)的整體剛度與強(qiáng)度，在房屋建筑使用條件下，一般可不必再進(jìn)行驗(yàn)算。

9.3 箱壁開孔與加固

9.3.1～9.3.6 箱體壁板開孔特別是較大孔洞時，會顯著削弱箱體結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度，故應(yīng)由建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計慎重、妥善的確定其位置與尺寸，同時，應(yīng)控制開孔率不應(yīng)大于60%，所有開孔部位應(yīng)按結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求與門窗框設(shè)置要求進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)。除洞口局部補(bǔ)強(qiáng)外，對較大開孔情況尚宜采取加設(shè)暗柱、斜撐、箱底支座等補(bǔ)強(qiáng)方式。條文對控制箱體開孔的原則和補(bǔ)強(qiáng)要求作出了規(guī)定，并給出了部分開孔補(bǔ)強(qiáng)的構(gòu)造圖，可供設(shè)計參考。

10 結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計

10.1 一般規(guī)定

10.1.1～10.1.4 本節(jié)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并結(jié)合集裝箱組合房屋箱體和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對節(jié)點(diǎn)設(shè)計構(gòu)造的原則、節(jié)點(diǎn)的基本分類、連接計算要求和焊縫質(zhì)量等級要求等作出了規(guī)定。

10.2 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

10.2.1 本條借鑒工程經(jīng)驗(yàn)，提出了角件連接和墊件連接兩種箱體節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的參考做法。前者又分為角件間加墊板焊接連接與角件間加錐形定位器的高強(qiáng)螺栓連接兩種構(gòu)造，焊接連接加工安裝較簡便，但現(xiàn)場焊接工作量稍大，安裝時應(yīng)采取臨時定位、調(diào)整措施；高強(qiáng)螺栓連接需加工雙頭錐，并局部改造加設(shè)螺栓盒，設(shè)計時需注意螺栓孔邊距應(yīng)滿足受力要求并有施擰可行的空間。

當(dāng)箱體間需留出安裝管線空間時，可采用加墊件連接的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，此時，由于承受箱間水平力時墊件受彎，墊件及其連接應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。

10.2.2 箱體與框架的連接均宜連接在角件處，并僅傳遞水平力而不應(yīng)約束各自的豎向變形。本條給出了箱框連接節(jié)點(diǎn)的參考構(gòu)造。

11 地基基礎(chǔ)

11.0.2 6層以下房屋一般采用天然地基是經(jīng)濟(jì)合理的做法，但地基軟弱時，應(yīng)進(jìn)行必要的處理，以滿足承載力的要求。

11.0.4 本條提出的單層集裝箱基礎(chǔ)簡便做法，對處理過的固結(jié)場地，有可靠經(jīng)驗(yàn)時，也可用于3層以下的集裝箱組合房屋的基礎(chǔ)。

11.0.5 由于防腐蝕要求，集裝箱房屋底板應(yīng)架空設(shè)置，建議將底層箱體周邊封堵是避免箱底進(jìn)雜物或動物集聚，架空箱底空間的圍護(hù)構(gòu)造參見本規(guī)程第 5.4.1條。

12 施工及驗(yàn)收

12.1 一般規(guī)定

12.1.2 集裝箱組合房屋的箱體安裝與鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝工程應(yīng)為按照主體結(jié)構(gòu)分部工程驗(yàn)收。

12.1.4 由于集裝箱組合房屋多為通用性或標(biāo)準(zhǔn)化模塊，在正式安裝前，進(jìn)行樣板間試安裝與確認(rèn)，有利于保證工程質(zhì)量。

12.2 現(xiàn)場安裝和允許偏差

12.2.3 進(jìn)行集裝箱疊合安裝時，其箱體安裝的順序是單層平面上從一端開始進(jìn)行第一排箱體側(cè)與側(cè)擴(kuò)展組合，再進(jìn)行第二排箱體的側(cè)與側(cè)擴(kuò)展同時和第一排端與端擴(kuò)展組合，以此類推，待第一層組合完成后，按照相同的方式在第一層的基礎(chǔ)上向上組合第二層，最后再組合第三層。

12.2.4、12.2.5 條文依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量與驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205和工程經(jīng)驗(yàn)，并針對集裝箱組合房屋自身的特點(diǎn)提出了安裝允許偏差。

12.3 除銹和涂裝

12.3.1 為保證集裝箱組合房屋防腐蝕要求，當(dāng)設(shè)計文件未作規(guī)定時應(yīng)嚴(yán)格按本條規(guī)定進(jìn)行除銹與涂裝。

12.3.3 除銹后的鋼材表面要求在4h內(nèi)進(jìn)行底漆涂裝，主要是防止鋼材表面再度生銹，影響底層漆膜的涂裝質(zhì)量；涂裝后4h內(nèi)不得雨淋，是因?yàn)橐话闱闆r下漆膜表面尚未固化，被雨淋后會造成損壞。

相關(guān)內(nèi)容：

《集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程》即將施行

集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(1)

集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(2)

集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(3)

集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(4)

集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(5)

集裝箱模塊化組合房屋技術(shù)規(guī)程(6)