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别墅式低层轻钢房屋模块化设计

2021-02-11 01:30:41
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一、模块化建造的概念
   低层轻钢房屋模块化的建造方法是一个全新的建造模式。该模式是把建设场地规划、房屋建设、室内装饰、室内设备采购、设备安装调试,直到交付使用,通盘进行考虑,避免各环节的冲突,减少材料浪费。其大的特点是工程设计将房屋及其设备根据建筑布置设计成多个具有一 定功能的模块,包括房屋结构与管道敷设、电力配线、各类插座、照明灯具、内外墙装饰、门窗,各个模块的建造工作主要在工厂车间进行,然后再象搭积木一样进行组装。这就需要业主、技术、咨询、设计、制作、供应、安装等各方的密切配合,要综合考虑装备、材料、制作、安装、装卸、运输以及期间可能的各种因素,看起来似乎非常复杂,但其本质是使项目进行总体运作,实现工厂化生产,这颠覆了传统的工程建设模式,能够大 大降低工程造价。
  随着计算机技术和互联网的迅 速发展,BIM技术的应用,现代物流的迅 速发展,云服务已经成为现实,以前认为很复杂的事情已经变得较为简单。从模块化建造的概念来看,模块化设计是低层轻钢房屋模块化建造的关键,主导了建造的各个环节。
  二、别墅式低层轻钢房屋模块化设计
  低层轻钢房屋模块化设计,尤其是作为景区的高 档低层轻钢房屋要重视房屋的功能,力求房型的美观。盒子单元结构受力性能好,便于制作安装,但难以满足别墅式低层轻钢房屋的美观要求;而冷轧轻钢骨架房屋能够制造出造型新颖别致的别墅式低层轻钢房屋,但按照其传统的设计构造和理念,对于大玻璃幕墙面的使用、立面上大面积开门,会在结构安 全性上造成较大的影响。而设计上先要满足的是结构安 全的基本要求。传统的冷轧轻钢骨架房屋的设计理念是化整为零的风险分散特性,与混凝土或普钢结构建筑依赖刚性连接不同。刚性连接的结构如果一个节点失效,整个结构就削弱了,但对轻钢骨架来说,尽管在个别地方出现削弱现象,但整个系统还可以通过分散的结构来化解风险,并能保 证整个系统继续共同工作。如果一个钉子坏了,它周围的钉子(或自攻螺钉)就会承担起它的承载功能,这就是所谓的化整为零的风险分散特性,每一个连接点都与其它连接点有联系,而每个连接点却只需要承担一个很微小部分荷载。
  别墅式低层轻钢房屋的特点是自重轻,通常采用自攻螺钉进行杆件间的连接,风荷载是造成灾难性破坏的主要荷载,在这种情况下,化整为零的风险分散特性成为其致命的弱点。因此,在美国飓风所过之处,底层轻型结构房屋一片狼藉。要避免飓风荷载作用下,被个个击破的分散结构设计,同时保留冷轧轻钢骨架房屋的经济性是模块化设计的研究重 点。通过分析比较,引入多高层框架结构和钢结构空间结构相结合的设计概念,将立面设计成非承重模块,由冷弯薄壁型钢柱承受和传递竖向力,冷弯薄壁型钢柱与楼面组合模块插接,形成具有类似梁柱刚结节点的空间结构体系,抗侧力能力大 大增强。通过计算,该结构能够像多高层框架结构一样,满足抗飓风的要求,又能像钢结构空间结构那样保留灵活的建筑空间布局。

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