1、節(jié)點(diǎn)對(duì)集裝箱房屋性能影響的研究2013年7月19日摘要:2009年以來,全球的國(guó)際貿(mào)易量的急劇下降,更導(dǎo)致集裝箱總量需求的減少,但是卻加 快了集裝箱淘汰、廢棄的步伐。廢舊的二手集裝箱改造房也因此得到迅猛的發(fā)展,并由單層的臨時(shí)住 房推廣到多層的永久性住宅之中。然而,目前的箱體間連接方式國(guó)內(nèi)很少,方法過于簡(jiǎn)單,對(duì)于多層 的集裝箱房屋來說需要設(shè)置節(jié)點(diǎn)形式來滿足箱體間的抗剪力等,能否設(shè)計(jì)出新型節(jié)點(diǎn)形式,已經(jīng)成為 了集裝箱房屋發(fā)展的最大瓶頸。本文研究了多層集裝箱房屋在十字卡件等節(jié)點(diǎn)的連接形式下的硏究和 分析,首先分析了其在靜力作用下的優(yōu)良勝能,進(jìn)行了必要的理論推導(dǎo);硏究其在外荷載下的特性。 其次,本文采
2、用有限元軟件ABAQUS對(duì)集裝箱房屋的頂端荷載一位移曲線進(jìn)行模擬,并與理論分析對(duì) 比本文最終得出十字卡件等節(jié)點(diǎn)連接的優(yōu)良性能,推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。關(guān)鍵詞:廢舊二手集裝箱改造房節(jié)點(diǎn)連接抗剪性能1. 目前狀況目前全球約有2400萬集裝箱在全球各地快速流轉(zhuǎn),大約每年需要淘汰的集裝箱大概100多萬。 自從2009年,全球的國(guó)際貿(mào)易量的迅速下降,更導(dǎo)致集裝箱需求總量的減少,同時(shí)也加快了集裝箱 淘汰、廢棄的步伐。而廢舊的二手集裝箱房屋就因此孕育而生,但是目前大多數(shù)人們認(rèn)識(shí)的集裝箱房 屋都只是用于臨時(shí)施工場(chǎng)所的單層房屋,如何發(fā)展集裝箱房屋多層連接的步伐已經(jīng)成為限制集裝箱房 屋發(fā)展的最大瓶頸,本分析將對(duì)箱體之間的
3、連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析,目的是滿足施工簡(jiǎn)便,便于加工制作, 傳力明確,構(gòu)造合理;滿足并適合軍、民、工業(yè)住宅多樣性;達(dá)到便于拆卸分離,達(dá)到模塊化移動(dòng)性 靈活性能;要求節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的耐久性,達(dá)到使用年限;達(dá)到在外界荷載作用下滿足抗拉、抗剪能力;滿 足抗震、抗風(fēng)等規(guī)范要求。2. 集裝箱房屋節(jié)點(diǎn)研究2.1節(jié)點(diǎn)形式分析螺栓連接和雙頭錐,都可以承受水平比較大的抗剪力,但由于集裝箱房屋之間空隙很小,所以采用螺栓框架進(jìn)行豎向連接需要對(duì)原始集裝箱進(jìn)行相應(yīng)改造;卡件或鎖件的連接,作用在橫向的集裝箱 房屋角件之間的連接將兩個(gè)集裝箱房屋連接起來,起到了縱向的抗剪作用和抗拉作用,大大提高了結(jié) 構(gòu)作為整體的安全,一般13層的集裝箱
4、房屋用卡件連接就可以滿足安全性;采用L型鋼板圍焊,在 保障安全的情況下,更節(jié)省材料,而且施工方便,但是拆分很麻煩;集裝箱十字鋼板卡件結(jié)構(gòu)的構(gòu)造 是,中間為鋼板,上下面分別突岀四個(gè)卡件,與集裝箱進(jìn)行卡件連接時(shí),因?yàn)榧b箱的角件特殊構(gòu)造, 柱角角件可以直接卡進(jìn)突出的卡槽中,其中卡槽里有可以進(jìn)行方向變化的的卡件,一個(gè)這樣的十字板卡件結(jié)構(gòu)可以與上下共8個(gè)角柱角件相連,也就是可以滿足8個(gè)集裝箱的連接,可簡(jiǎn)化安裝過程,大 大縮短了施工工期,經(jīng)濟(jì)方便,十字鋼板卡件可在工廠直接加工完成。而且在確保安全的情況下,更 適合人們生活所用,而且十字卡件的優(yōu)勢(shì)是拆分方便,大大增強(qiáng)了其移動(dòng)能力。削忡yvww.fareas
5、tcontainers. com集裝箱房屋連接示意圖IW集裝箱房屋節(jié)點(diǎn)形式”集裝箱柱子亠丄O剋的卡極十字MH件 罕礴爲(wèi)宙艱 集裝箱房屋十字鋼板卡件圖12.2理論和軟件分析如果沒有節(jié)點(diǎn)的連接,箱體之間就互相獨(dú)立,不能作為一個(gè)整體,那它的整體位移和抗剪能力就 大大減弱。本分析在假使存在箱體間節(jié)點(diǎn)的連接下進(jìn)行計(jì)算或模擬。對(duì)于單層的雙跨共2個(gè)集裝箱房 屋而言,經(jīng)過計(jì)算,箱體之間的豎向剪力大小就為0.267P ;軟件相應(yīng)的模擬值為0.22P。但是如果沒 有節(jié)點(diǎn)的假設(shè)和連接,那么箱體間必然會(huì)產(chǎn)生比較大的錯(cuò)動(dòng)變形,無法作為一個(gè)整體。理論計(jì)算下, 二層框架頂層位移為0.081m z軟件計(jì)算下,頂層位移為0.115m z可想而知,如果沒有節(jié)點(diǎn)的假設(shè)和連接,那么箱體之間必然產(chǎn)生很大的水羽昔動(dòng)位移,無法作為一個(gè)整體。圖2集裝箱房屋的整體位移和抗剪能力模擬圖3集裝箱房屋的整體位移和抗剪能力模擬2.3總結(jié)節(jié)點(diǎn)形式的連接,不僅可以減小集裝箱房屋的水平和豎向之間的位移錯(cuò)動(dòng),也可以達(dá)到水平和豎 向的抗剪力性能,箱體之間的連接可以為集裝箱房屋帶來多方面的安全性能,而節(jié)點(diǎn)形式的設(shè)計(jì)也可 以大大滿足當(dāng)前發(fā)展的瓶頸要求,可以預(yù)計(jì)模塊化集裝箱房屋多層的發(fā)展必將引領(lǐng)集裝箱房屋產(chǎn)業(yè)。