關(guān)于模塊化可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)問題的分析

（中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司，湖北武漢 430000）

日趨完善的經(jīng)濟(jì)體制，提升了人們的生活物質(zhì)水平，人們對居住房屋的需求也發(fā)生了變化。模塊化可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋本質(zhì)上是臨時(shí)性建筑，其前身為裝配式建筑，如果在模塊設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)問題，會降低鋼結(jié)構(gòu)房屋的安全穩(wěn)定性、居住舒適性，影響用戶的生活質(zhì)量，會導(dǎo)致大量資源被浪費(fèi)，使企業(yè)遭受嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，權(quán)益受損[1]。因此，應(yīng)要求設(shè)計(jì)人員切實(shí)開展設(shè)計(jì)工作。

與其他房屋設(shè)計(jì)相比，可移動模塊化鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)的突出特征主要是重復(fù)利用率較高，可多次進(jìn)行拼接與拆卸，可以進(jìn)一步降低施工作業(yè)成本，縮減施工作業(yè)的時(shí)間，維護(hù)工作也較為方便。須在實(shí)踐工作中逐漸總結(jié)和反思模塊化鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)計(jì)工作的相關(guān)細(xì)節(jié)予以不斷優(yōu)化和調(diào)整，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益的雙重提高。

1 可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋模塊化

可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋的建造涉及施工作業(yè)現(xiàn)場基建、施工人員居住、施工材料存儲倉庫、施工管理人員辦公等，均屬于臨時(shí)性房屋，表現(xiàn)出較大的重復(fù)利用率，使用結(jié)束后多數(shù)能夠回收，但會對施工作業(yè)現(xiàn)場造成影響。

當(dāng)施工技術(shù)不斷發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了模塊化可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋，提升了建筑施工作業(yè)現(xiàn)場房屋設(shè)施的可回收率，有效節(jié)約工程的建設(shè)成本，確保資源的科學(xué)高效利用，避免施工作業(yè)對附近環(huán)境產(chǎn)生影響，因此，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑施工過程中[2]。

以往的施工作業(yè)現(xiàn)場出現(xiàn)頻率較高的房屋結(jié)構(gòu)：

首先，磚瓦房結(jié)構(gòu)。磚瓦房屬于一種固定的臨時(shí)房屋，選擇混凝土進(jìn)行建設(shè)，具備良好的隔熱及保溫能力，具有較高的強(qiáng)度、安全性。建造此類房屋耗費(fèi)時(shí)間較長，會占用建筑工程施工時(shí)間，建筑完成后無法移動，造價(jià)較高。不適合用于施工時(shí)間較短的工程項(xiàng)目，溫度較為寒冷的地區(qū)或施工周期長的工程建設(shè)中可選擇該房屋[2]。

其次，移動式結(jié)構(gòu)。這類房屋選擇輕鋼板或夾心彩鋼板作為材料。相較傳統(tǒng)磚瓦房，該結(jié)構(gòu)具備更高的可重復(fù)利用率且易拆裝，一個工程結(jié)束后，可將其拆卸再搬運(yùn)至新的施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝。但輕鋼板的建設(shè)成本較高，拆裝和維護(hù)工作相對復(fù)雜，會增加工程項(xiàng)目的成本，輕鋼結(jié)構(gòu)不具備較強(qiáng)的防火性能，安放的施工材料存在安全隱患[3]。

最后，集裝箱房屋。使用集裝箱作為臨時(shí)性房屋方便周轉(zhuǎn)，且有較高的周轉(zhuǎn)次數(shù)、利用率，可多次使用，降低工程項(xiàng)目基建設(shè)施成本[4]。但由于幾何尺寸受到限制，未有較大的內(nèi)里空間，導(dǎo)致其難以發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值與作用。

臨時(shí)房屋在具體使用時(shí)均存在問題，房內(nèi)設(shè)置無序、質(zhì)量較低，使大部分內(nèi)部構(gòu)建無法被重復(fù)使用，會降低經(jīng)濟(jì)效益。

2 可移動模塊化鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)要求

2.1 建筑設(shè)計(jì)

在充分掌握模塊化結(jié)構(gòu)房屋的具體特征的基礎(chǔ)上，應(yīng)對建筑方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對房屋結(jié)構(gòu)體系、連接節(jié)點(diǎn)的要求、布置及運(yùn)輸各類管線的實(shí)際性能、吊裝的條件等[3]進(jìn)行全方位考慮。

第一，模塊化結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)應(yīng)與施工作業(yè)現(xiàn)場道路運(yùn)輸要求相符合，根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場最大車型的具體尺寸，保證模塊尺寸和最大限制參數(shù)不存在差異。

第二，220 m2房屋實(shí)施設(shè)計(jì)的過程中，一般包括客廳、書房、廚房、娛樂房各1個、衛(wèi)生間2個、臥室3個，可為6個人提供居住條件，兩層房屋的設(shè)計(jì)需要保證其實(shí)用性與舒適度[5]。

第三，充分利用坡屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)模式，可凸顯屋內(nèi)造型的層次感。借助對房屋設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論、修訂，確定房屋的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其間加入草坪或欄桿，有效解決獨(dú)立房屋存在單調(diào)性的問題。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

明確整體房屋結(jié)構(gòu)是模塊化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，房屋包含了若干不同模塊，其模塊以規(guī)則長方體、立方體為主，方便操作，應(yīng)根據(jù)屋頂坡度的變化情況合理確定其高度[6]。

現(xiàn)階段以冷彎薄壁型鋼、鋼框架作為模塊化房屋結(jié)構(gòu)的典型代表，冷彎薄壁型鋼通常將冷彎方鋼管進(jìn)行焊接后得到整體框架，再與墻體、樓面共同構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，其對截面規(guī)格提出了更嚴(yán)格的要求，因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中須認(rèn)真計(jì)算截面規(guī)格，結(jié)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)確定最終模塊數(shù)量[7]。

依靠設(shè)計(jì)軟件構(gòu)件房屋整體模型，以結(jié)構(gòu)模型為基準(zhǔn)展開計(jì)算，可確保模塊數(shù)量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范保持一致，節(jié)約成本，避免浪費(fèi)。

進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)階段箱體模塊節(jié)點(diǎn)選擇對稱螺栓，連接角碼，確保使模塊與模塊成為一個有機(jī)的整體，可以有效承擔(dān)外部的載重，保障房屋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

應(yīng)嚴(yán)格控制連接懸挑模塊與露臺模塊的作業(yè)時(shí)間，安裝時(shí)應(yīng)注意隱藏連接節(jié)點(diǎn)，防止影響露臺功能、美觀性。具體連接時(shí)可采用螺桿連接形式，先將螺桿焊接在露臺模塊上，再于懸挑模塊處鉆取螺栓孔，再連接二者，擰緊螺母，最后將防腐地板搭在露臺上方，可完全遮蓋連接節(jié)點(diǎn)[8]。

2.3 水電設(shè)計(jì)

為確保鋼結(jié)構(gòu)房屋能夠提供更全面的生活、辦公功能，應(yīng)重視水電管線的安裝作業(yè)，為促進(jìn)模塊化房屋移動性的提升，應(yīng)在進(jìn)行水電設(shè)計(jì)的過程中使水電管線實(shí)現(xiàn)即插式連接[9]。

為提升水電后期的可周轉(zhuǎn)性，應(yīng)采取集中水平模塊的即插式，完成整體模塊連接作業(yè)后，選擇對應(yīng)的連接設(shè)備放置到匯集強(qiáng)弱電即插式的位置，可快速連接水平位置處的強(qiáng)弱電。

為了完成上下層的電路設(shè)計(jì)，應(yīng)將不同模塊的線路匯集在同一即插式處，具體可把接線盒安裝在即插式處，可完成上下層的電線、網(wǎng)線、電話線等線路設(shè)計(jì)，也可在短時(shí)間內(nèi)完成組裝和拆卸。施工結(jié)束后可快速拆卸各種電線，將其與房屋模塊同時(shí)送至其他作業(yè)現(xiàn)場，再次進(jìn)行組裝。

針對給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可借助設(shè)計(jì)對立的配水線路，打通給排水功能，可確保模塊化鋼結(jié)構(gòu)房屋在運(yùn)輸?shù)綀龊罂筛旖莸倪M(jìn)行安裝。在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免給水與排水線路穿過水平模塊，可增強(qiáng)房屋給排水系統(tǒng)的周轉(zhuǎn)性能，避免水平連接或結(jié)構(gòu)變更等情況的出現(xiàn)[10]。

2.4 裝修設(shè)計(jì)

模塊化可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋的裝修設(shè)計(jì)須充分結(jié)合其實(shí)際特征，滿足房屋吊裝、運(yùn)輸、反復(fù)拆裝等要求，使用的材料與產(chǎn)品應(yīng)具備便利、穩(wěn)定、牢固等條件[11]。例如，選擇實(shí)木復(fù)合底板，整體鋪裝作業(yè)結(jié)束時(shí)，按照實(shí)際情況在接縫位置留下部分空隙，方便安裝拆卸。

模塊進(jìn)行運(yùn)輸前需要打包并做好編號，可更快速進(jìn)行現(xiàn)場的重組操作。臥室地面使用方塊形地毯，借助膠水與面板相連。房屋中衛(wèi)生間類要求較高防水性的地面，應(yīng)選擇PVC面板進(jìn)行鋪裝。露臺區(qū)域可以選擇防腐木地板，按照露臺具體尺寸直接在工廠完成作業(yè)，現(xiàn)場可依靠吊裝設(shè)備在樓板上進(jìn)行安裝[12]。

根據(jù)房屋提供的具體功能選擇吊頂系統(tǒng)，衛(wèi)生間主要選擇鋁扣板材料，方便安裝、拆卸等操作，在模塊接縫兩側(cè)安裝龍骨，其他房間的吊頂以鋼龍骨結(jié)構(gòu)為主，使用鋪貼面層，將兩邊龍骨位置的穿孔鋁板作為模塊拼縫區(qū)域的吊頂。

成品鋼結(jié)構(gòu)樓梯可在房屋樓梯處使用，踏步板使用安全玻璃，現(xiàn)場安裝工程預(yù)制樓梯、踏步板、扶手等，以免在運(yùn)輸過程中有損壞情況出現(xiàn)，方便連接上下層箱體[13]。

3 結(jié)語

綜上所述，科學(xué)開展模塊化可移動鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)，可為工程項(xiàng)目的順利施工帶來更多便利，確保為作業(yè)人員提供一個更優(yōu)質(zhì)的生活和辦公環(huán)境，可真正簡化安裝作業(yè)流程，縮減配套實(shí)施的施工耗時(shí)，不影響周圍的環(huán)境，提高施工質(zhì)量。