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改造废旧二手集装箱房屋的构造安全研究(4)
2013年4月22日
2.2.2 不同尺寸集装箱的应用特点和范围
2.2.2.1 20ft的集装箱
20英尺的集装箱在小型住宅中应用较多，因为它的长宽比不是很大(2.5:1)，2-4个集装箱在不加或加少量额外支撑的情况下就可以组合成稳定的结构。如下图所示，采用错位正交营造包容空间，可以用做露台，门廊，以及满足其他使用功能的空间。
图 2-2 20ft 模块常用组合方式
世界上最高的集装箱建筑是日本的 Freitag shop，9层，达到集装箱的最大堆码高度，用的是20英尺的集装箱，如下图所示，一到二层并置4个集装箱，三到四层并置2个，五到八层一层就1个集装箱。这种造型用40英尺的集装箱代替就不适合。
a) 正面图 b) 侧面图
图 2-3 Freitag 旗舰店
2.2.2.2 40ft的集装箱
40英尺的集装箱长宽比较大(5:1)，两个40英尺的集装箱正交叠加不可行，底层至少放两个集装箱来保证结构的稳定。而且由于长宽比较大，当受到垂直于长边的横向力作用时集装箱的抗倾覆能力很差，所以一般将40英尺的集装箱上下叠加时，每一层并置相连的集装箱的数目一般大于2个，最好3~5个，随着层数的增多，并置的数目也增多，不过层数一般也是2到5层居多。
40英尺的集装箱用于平面空间的扩展和分隔比较多，因为自身的内部空间就比较大，一排40英尺的集装箱长边并置，打通侧壁就可以营造无限大的空间。将40英尺的集装箱的室内空间分隔成两个20英尺的面积比把两个20英尺去掉相邻侧壁或端壁扩展成40英尺的面积要容易的多。
世界上最大的集装箱建筑群是位于阿姆斯特丹的 Keetwonen 学生公寓，全部用40英尺的集装箱搭建而成，共5层，一层16个集装箱，如下图所示：
图 2-4 荷兰 Keetwonen 公寓
世界上造型最美观的集装箱建筑是英国的 container city，是由40英寸的集装箱堆积而成，充分体现了不规则的造型艺术，如下图所示：
图 2-5 英国的集装箱之城
当然也有20英尺的和40英尺的混合组合，不过很少，还是同种尺寸的集装箱组合的一起更规整，保证建筑单元的统一性。
2.2.3 模块化组合的连接加固方式
模块化构造方式，需要通过构件相互联系成为一个整体，其基本方法：
1)梁跨中有集中荷载的地方设置支撑传力。
2)集装箱悬空的部分设置支撑，保证稳定。
图 2-6 常用加固方式示意简化图
如图 a)、b)、c)为上层集装箱的角柱落在下层集装箱的上侧长梁上，图 a) 中采用的是在柱与梁相交处附加柱支撑，通过附加的柱子将力传至地面，这是要在底层的附加柱下加基础垫块；图 b)在柱与梁相交的位置采用悬挂系统把二层集装箱吊起来，再把三层的集装箱底部支起来，这样上层集装箱的力是通过这个悬挂框架直接传至地面，而另一端用附加支撑柱支起，相当于上层集装箱与下层集装箱没有直接接触；图 c)也是角柱与梁相交处沿角柱的方向加附加柱支撑将力传至地面，上层集装箱的另一端沿角柱下加柱支撑，这样就避开了长梁相交来传力。图 d)、e)、f)为上层集装箱的下侧长梁与下层集装箱的上侧长梁垂直相交。图 d)在梁与梁相交处加支撑柱，和图 b)相同，在底层的集装箱下对应位置加基础垫块；图 e)下层集装箱通过增大长梁面积来提高梁的刚度，上层集装箱相应的位置处还是加支撑柱，防止底侧长梁的变形过大。图 f)在上层集装箱的四个角柱下加支撑柱，将上层集装箱支起，这样上层集装箱的力就直接通过附加的柱子传到地下而不是通过梁与梁之间的接触传力。
当集装箱的侧壁被去掉后,要加支撑防止长长挠度过大，最常见的是沿平行与角柱方向加若干个支撑，最少也要在梁跨中的位置处加支撑。有时也用交叉支撑。
图 2-7 常见加固方式举例
当集装箱侧壁上开洞很大时。例如装大的门窗时(一般都是矩形的)，在洞口的上端焊接上方钢过梁。见图 2-7f)。
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