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摘要：集装箱装配式建筑具有节约资源、投入成本低、结构整体性好、拆除简单等多种优点，对其进行应用具有重要意义。本文首先对集装箱装配式建筑中的单箱体和多箱体空间特点、融合空间方法予以简单介绍，然后结合实例，对我国当代集装箱装配式建筑设计策略进行分析。
关键词：集装箱装配式建筑；组合策略；开口部位设计
前言：纵观全球，自集装箱装配式建筑出现以来，对于集装箱建筑的设计、开发和实践都在不断创新，其应用已经涉及了住宅、酒店、宿舍等多个领域，利用空间融合的方法，结合科学的设计策略，可以让集装箱得到更为广泛的运用。
一、单箱体与多箱体
单箱体在利用时，主要是将单个集装箱当作独立房间，或是和多个集装箱进行组合，形成套间，其本身具有较为明显的缺点，即空间较为狭小，为拓展其内部空间，应该在设计中通过维护结构的展开方法（如展开式、抽屉式等）。多箱体可以让多个集装箱箱体空间达到融合，它可以对建筑空间要求较高的情况予以适应，在多箱体空间融合时，应该注意空间宽度、高度比例，应该注意集装箱结构的功能和局限性。
二、当代集装箱装配式建筑设计策略
（一）组合策略
1.少量集装箱
如果集装箱装配式建筑使用的集装箱数量较少，那么，其组合策略可以分为三种，（1）错动。错动这种方式打破了一般规则，在水平方向或是垂直方向将集装箱错开，形成一定距离，进而完成组合，具有很高的灵活性。（2）对齐。依照垂直方向或者水平方向，将集装箱排列成整齐结构的搭接方式为对齐方式。（3）正交。让两个箱体位置垂直，并进行相接，组合方式可以让空间外观更具特色。如Conhouse公司设计的2+Weekend House采用的正交式箱体组合[1]。
2.大规模集装箱
大规模集装箱的组合策略同样包含三种：（1）利用中心大空间组合箱体。这种组合方式较为普遍，利用中心大空间对大规模集装箱进行组合，可以让集装箱箱体内部尺寸限制得到打破，让室内空间得到扩展，在空间容量得到保证的同时，还具有围护作用。（2）利用走道串联箱体。这种组合策略中，各个房间没有直接联系，利用水平走道进行联系，可以让走道利用率得到提升，一般情况下，走道布置为长轴垂直布置。（3）利用竖向交通核联系箱体。此种组合策略指的是围绕着电梯、楼梯等垂直交通体来布置集装箱，如果要求有较高的空间私密性，那么利用这种方式可以取得较好的效果。
（二）开口部位设计
1.开口数量、形状、大小的控制
开口数量的多少，开口面积的大小，和箱体结构受到的影响是成正比的。为了确保箱体结构具有良好的完整性，应该尽量减少开口数量，缩小开口的面积。结合箱体模块受力特征，在条件范围内，竖向条窗是开窗形式的首选。
2.箱体墙面开口
在箱体墙面开口，可以利用钢框完成开口的加固工作，若是开口面积较大，那么需要依照开口尺寸和风荷载、屋面荷载来考虑梁、柱等支撑构件是否要予以使用。
3.山墙面开口
因为箱体纵向界面宽度大于横向界面宽度，因此，在侧墙面上开口对于箱体结构稳定性的影响要大于两端山墙面的开口影响。所以，山墙面开口是一个设计中的良好选择。
4.开口切割边缘的预留
在梁、柱周围，在进行开口切割时，应该预留出100mm到200mm宽度的边缘，进而提升开口整体性和强度。
（三）箱体搭接方式
1.上下箱体的叠放
在集装箱箱体搭接时，应该尽量让箱体角柱对齐，这样可以避免竖向支撑构建的增设，可以让箱体在水平和垂直方向达到很好的固定效果。如果角柱不能对齐，那么需要让上部箱体浇筑落在下部箱体钢梁。
2.竖向的支撑
如果在长梁上有集中荷载作用，那么需要在一些位置进行竖向支撑。和箱体外壳进行对比，可以发现钢梁具有更高的承载能力和截面面积，在集装箱运输过程中，对于集中荷载来说，钢梁并没有对其集中荷载予以承担，因此，需要在其对应位置进行支撑。
（四）和其他构件的结合
1.基础工作
小型集装箱装配式建筑的基础较为简易，大规模集装箱建筑通常为7层以下，因此，其基础成本投入也会相比于其他建筑来说要更小。在对其进行设计时，应该尽量让地面和混凝土板基础面积增大，这样可以对不均匀沉降现象予以规避。而在桩基础工作中，应该将基础承台安装在桩基上方，如我国天津集装箱海鲜街就采用了这种设计方法，将预埋铁板安置在基础城台上，利用底部焊接等手段让集装箱具有良好的固定效果。
2.支撑柱
在集装箱装配式建筑的支撑体系中，支撑柱是重要的组成构建。在对其进行设计时，我们可以参考日本的一种集装箱结构和纸筒立柱的结合方式，其建筑体系如图1所示。
图1 集装箱结构和纸筒结合
如图1所示，利用这种体系，设计出的Papertainer博物馆、Nomadic博物馆都取得了良好的设计效果，其层次变化十分丰富。
3.承重框架
如果在集装箱装配式建筑设计中，因为组合策略以及连接方式使得其主体框架为其他结构体系，那么，集装箱只需要对箱体自身重量、箱内物体/人的重量荷载予以承担，可以让箱体承重方式发生改变。现阶段，集装箱装配式建筑会使用钢材质的框架，在设计时，可以将此材质框架作为主体来完成集装箱单元的承托工作，并且对框架尺寸、框架模数予以重视[2]。
4.屋顶
集装箱的屋顶设计较为特殊，因为箱体长度会对其形成限制，而也有一些集装箱项目需要坡屋顶的形式，集装箱自身很难实现该要求，对此应该在设计中添加适当的附加构件。通过构件的增加，也能够让集装箱装配式建筑在外观上更具美感，图2为德国汉堡H H Cruise Center终点站。
图2 德国汉堡H H Cruise Cebter终点站
在此建筑中，其屋顶设计采用了桁架构件，解决了单凭集中箱无法完成的屋顶设计，在选取材料时，应该尽量选择隔热性能好，且质量较轻的构件。
结论
综上所述，通过选择合理的组合策略、箱体搭接方式，参考结构设计开口部位、结合其他构件进行组合，可以完成集装箱装配式建筑的设计工作，进而扩大我国集装箱装配式建筑的应用范围，让集装箱装配式建筑的性能和美感得到提高。
参考文献
[1]孙晓东,胡晓芳.超大型集装箱船的发展趋势与质量控制要点[J].中国水运,2014,05:44-45.
[2]王蔚,高青.参数化策略在集装箱建筑模块化设计中的应用研究[J].新建筑,2015,03:60-63.
论文作者:蔡兆鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/21
标签：集装箱论文; 箱体论文; 组合论文; 建筑论文; 策略论文; 荷载论文; 方式论文; 《基层建设》2017年第31期论文;