三维模块在低多层学校建筑中的研究与应用.pdf

[摘要]三维模块建筑是在方案设计阶段考虑三维模块特性并在结构设计阶段将建筑合理划分为若干三维模块单元，然后将这些单元在工厂进行预制加工，最后按计划发运到现场并完成安装组拼。三维模块建筑采用的是一种真正的模块化建造方式。针对一拟建学校项目为研究对象，探讨三维模块在低多层学校建筑中的相关运用。对单元结构形式、单元连接节点、单元拼缝节点、单元吊装等方面进行介绍，为在低多层学校项目中运用三维模块建筑积累理论基础。[关键词]装配式建筑；三维模块；单元；模型；教学楼

内容摘抄：

1三维模块建筑概述
根据美国模块建筑协会（modular buildinginstitute)的相关定义，模块建筑或者说模块化建造是把建筑的建造过程从传统的、以现场施工为主的建造方式转变为可控的工厂条件下的非现场的制造过程，以三维盒子的形式完成工厂制造并发运到现场进行安装。模块建筑的建造过程中，采用与现场施工相同的材料、相同的标准规范，最后达到完全相同的性能，但现场建造速度将比传统建筑方式显著提高。
从国内的建筑业发展来看，整个的发展趋势即为从传统建造方式逐步转化为模块化的建造方式。最初国内大多数建筑主体均采用现浇钢筋混凝土结构，之后随着钢结构的发展，逐渐出现了许多由钢结构作为结构主体的建筑，而钢结构的梁、柱构件均需在工厂加工制作，因而可以视为一维模块建筑；目前国家正大力推广装配式建筑，而在装配式建筑里主流的PC建筑形式，其楼板、墙板均采用工厂预制，现场组拼并局部现浇的方式，实现了将一维模块向二维模块的拓展。三维模块，是将建筑划分为若干个立体空间的三维单元，在工厂进行加工并在现场进行组并安装，实现了真正意义上的“工厂造房子”。

2拟建项目工程概况
该拟建学校项日位于湖北省武汉市，建筑整体形式呈L形，东西向尺寸为39.00m,南北向尺寸为27.15m,项目占地面积约为584m2,共计2层，总建筑面积1017m,共有6间可安置35人的教室。建造效果如图1所示。

3整体模块划分
考虑建筑模数确定建筑平面方案，对建筑整体进行划分，明确单元模块尺寸，为模块单元详图设计奠定基础。针对该学校建筑，整体上尽量以3000mm×6000mm来进行单元划分。对于教室、屋面、走道等不同的功能区间，在平面尺寸尽量协调一致的基础上，根据功能特点有选择性地对模块进行划分。各部分模块划分如图2所示。
4模块单元结构形式
模块单元的结构形式，主要有2大类：①框架角柱承重型的三维模块；②墙体承重的三维模块。前者适用在大跨空间（无墙体），但由于模块相关受力集中于角柱，故角柱截面较大，经济性不佳；后者主要运用于住宅等墙体分割空间，且该三维模块可以通过墙体承受均布线荷载，受力较为均匀合理，材料用量也较为经济（见图3）。

根据该学校项目特点，结合经济因素考虑，对有墙体的部分模块，在对应墙面采用墙体承重方式：对于因需大开间而无法设墙的区域，采用框架角柱承重的方式。每一个三维模块的框架主要是由角柱、底框梁、顶框梁、次梁、承重墙体等组成，其中钢柱采用箱形钢柱，主次钢梁根据结构受力需要，可以合理选择工字梁、箱形梁或槽钢。具体尺寸根据设要确定（见图4）。

（略）

投稿会员：巧克力布丁