模块化房屋建筑结构分析

模块化房屋建筑结构分析

摘要：社会经济的发展使大型建筑工程的制作向模块化发展。下文对模块化建筑的特点以及建筑结构模块化的具体过程进行了分析与研究。

关键词：模块化；建筑结构；分析

模块化通常运用于计算机领域。模块化建筑，就是将复杂的建筑结构进行分解，制作成各类构件。分解过后能有效降低结构的建设难度。在建筑行业对建筑结构进行模块化，能显著提升建筑工程的施工速度，只需要明确建筑工程的施工次序，然后依次将其拼装完成。这种新型建筑模式能迅速推动我国建筑施工技术的发展。

一、模块化建筑发展的必要性

社会经济的不断发展对生活的各方各面都产生了深远的影响，也对建筑物的各方各面提出了更高的要求。建筑模式的多样性对促进建筑行业的的发展能起到十分重要的作用，模块化建筑是建筑的一种新模式，应用前景十分广阔。由于传统砖混结构对耕地可能造成的破坏，相关政策已经明确规定不能在建筑物中继续使用粘土砖，这种情况下新型建筑模式由于其技术上的优越性能取得更进一步的发展。

目前我国建筑产业的发展速度较快，市场对建筑的需求量较大，但是由于传统建筑施工技术建设周期长的特点，无法满足当前我国居民的建筑物需求，并且由于我国制定的可持续发展战略对见地建筑物施工过程中的环境资源消耗量提出了更高的要求，所以发展以及推广模块化建筑是十分必要的。

二、盒子式建筑

目前阶段，模块化建筑中应用范围最广的就是盒子式建筑，盒子式建筑的外形也最符合模块化建筑的特点。盒子式建筑，其外形就像一个方盒子，线条简洁明了，能很好的符合未来建筑外部轮廓直线化的发展趋势。

（一）盒子式建筑概述

盒子式建筑的材质多变，能根据具体需要选择钢筋混凝土、铝材、木材、玻

璃钢甚至塑料等进行构件制作。制作的构件通常是一个长方体，有顶板、底板以及四面墙体（可以根据需求少制作一面或者两面墙）。这些构件在工程设计完成后，只需要运输至施工现场进行组装，其中的水电、暖气等部分，甚至放置在房屋中的家具都能在整体构件中制作完成，所以需要的施工时间较传统建筑施工来说非常短。此种建筑模式的特点就是能满足批量生产的需求、现场施工用时少、工人劳动强度小、工作效率较高、工期不受或者少受外部环境的影响、建筑建设效率高，并且其安全性有保障，抗震系数较高，施工材料用量较少，建筑建成后可使用的空间较大，建筑整体质量较小。但是其生产及施工对构件生产设备以及交通运输能力有较高的要求，在建筑组装环节还需要用到较多的起重设备。

目前世界各国对盒子式建筑技术都有所应用。盒子式建筑构件的材质各有特点：①钢筋混凝土材质的盒子刚度与强度相对较大，使用期限较长，批量生产效率较高。但是由于其重量较大，运输难度较大，拼装时需要利用吨位较大的起重设备。②轻质混凝土就是利用各种轻质混凝土制成，这种构件多用于低层或者独栋建筑的搭建。③金属骨架型盒子构件的制作多使用各类钢材，例如普通钢、轻型钢或者铝合金等。在搭建好的骨架上铺设水泥板或者石棉、模板或者金属板皆可。使用这种方式制成的盒子运输较方便、组装难度较小，使用的起重设备吨位较小。④木盒子应用时间较长，发展较为成熟，在美国地区应用的较多。森林资源丰富的地区可以选用此中材质制作盒子构件。⑤塑料盒子，由于塑料的强度较低，可用期限较短，目前多用于制作灾区安置点。

通常情况下，盒子构建会被制作成四边形，此中盒子由于与传统建筑模式较为贴近，受到大部分人的喜爱。但是目前人们对建筑物的外形有了不同的需求，许多人会将盒子构件制作成五边形或者六边形。六边形的盒子构件自身也存在一定的优点，例如由于其墙面增多，能拥有更多的窗口，对于通风能更好的满足需求，并且由于此种形状自身的特点，能很好的实现自身房屋的相对封闭性，隔音性能较好，能有效屏蔽邻居传来的噪音。

（二）盒子构件的组合方式

1、全盒子建筑。通常情况下，全盒子建筑中的承重盒子都是钢筋混凝土材质的，将盒子构建组合起来时，其重量会沿着构件四周向下传递，完成承重。全盒子构件的组合方式有两类，重叠组合以及交错组合。重叠组合就是讲盒子构件一个一个的堆叠起来，这种方式形成的盒子建筑刚度强、施工现场环节少，有效利用了工厂的批量化生产设备。但是在堆叠完成后楼层、各组件之间有两层楼板，在对其进行后续处理时较复杂。交错组合就是讲各构件错开排列，在墙面缺失的地方使用墙板补齐。

2、板材盒子建筑。板材盒子建筑由盒子构建、大型楼板以及墙板和设计承重的卫生间、厨房构件组成，用楼板隔开各个盒子，用墙板划分各个房间。

3、筒体盒子建筑。在楼层中间部分设置一个承重的筒，然后使各构件的重量施加到此筒体上。筒体盒子建筑中，构件大都被固定在中央的筒上，可以使用的固定方式有将构件用工具焊接或者使用螺栓固定、利用筒体上设置的吊杆将构

件吊起或者利用筒体上设置的悬臂装置对构件进行固定。由于技术原因，此种建筑方式的总楼层不能超过12层。

三、模块化建筑结构综述

（一）模块化建筑设计的特点及优点

严格意义上来说，模块化建筑的建造不算是一种建筑施工技术，只能算是一种建筑组装技术。其将事先制作完成的各类构件组装在一起，形成房屋。其发展来源于目前建筑资源的紧缺，许多资金有限、对房屋灵活性要求较高的客户对模块化建筑需求度较高。模块化建筑从接受订单到完成建筑的制作只需要几个月甚至更短的时间，并且由于其构件组装以及拆卸的方便性，能很好的满足客户未来的扩充或者改装要求。工业化的生产让其构件的精度有了更好的保证，对所有材料能有效利用，成本低廉、品质有保证，未来发展的潜力巨大。目前由于顾客对此中建筑工艺的深入了解，对其也提出了更多样化的要求，也进一步促进了其技术的进步。

相较于传统建筑施工工艺，模块化建筑施工周期短，并且对于住房急缺这类问题能迅速解决。由于其施工周期短，对企业的流动资金能很好的利用。并且高度的工业化使其对人力资源的需求较小，需要付出的人工成本更少。对于天气的依赖程度较低，生产环节在室内进行，不受天气影响，组装环节耗时较短，受天气影响较小。总而言之，模块化建筑本身拥有常规建筑的绝大部分优点，在日常生活中的使用甚至更方便更灵活，是未来建筑模式的发展方向。

（二）模块化建筑设计施工方面应遵守的原则

与传统建筑设计原则一样，模块化建筑设计的一般原则同样是适用、经济、坚固以及美观。因为建筑在日常生活中起到了非常重要的作用，使用过程中的体验对此模式的未来发展有决定性作用。并且由于模块化建筑的先进性，在满足上述条件之后，还需要在传统的基础上进行发展创新。自古以来建筑在人们生活中都扮演了十分重要的角色。作为新型技术需要对建筑内部的舒适性有更高的追求，让此种建筑模式在市场经济中更具竞争力。由于模块式建筑大都是可移动的，可能会给客户造成不稳定、不安全的负面印象，所以需要在设计时对建筑的安全性、稳定性更加重视。

结束语

目前我国部分省市正在大力发展构件生产厂，这对推动我国模块化建筑的发展十分有利。由于模块化建筑的特殊性，以及我国目前阶段的特殊国情，应用潜力巨大，目前能使用此技术的领域有住宅修建、旅游地区的旅馆建设以及各类公