集装箱建筑箱体连接节点

集装箱建筑箱体连接节点

汪爽

广州大学广东广州510006

摘要：随着集装箱建筑的使用和设计的专业化、应用范围的广泛化，建造规模也从单元房、单层临时建筑向建筑多层、大规模建筑发展。箱体之间的连接成为一个关键的环节。本文介绍了集装箱箱体的连接方式以及集装箱建筑连接节点的设计原则。

关键词：集装箱建筑；连接；设计原则

0引言

随着集装箱建筑的使用和设计的专业化、应用范围的广泛化，建造规模也从单元房、单层临时建筑向建筑多层、大规模建筑发展。各集装箱之间若相互独立，没有节点连接，就不能作为整体承受荷载，其抗剪能力和整体性也就大大减弱。即使是两个单层的集装箱模块之间，若缺少连接也必然会产生较大的错动变形和水平位移，无法作为一个整体。作为人们居住的容器、建筑的组件，集装箱建筑在外界荷载作用下需满足箱体间的抗拉、抗剪、抗风等各种能力，箱体之间的连接成为一个关键的环节。

由于集装箱的竖向受力构件主要是钢框架的角柱，上下四个角柱又是主框架与箱板的中间连接件，一般情况下，集装箱箱体之间主要靠相邻的角件或者钢梁进行连接。集装箱单元模块共八个角件，顶角件的顶面和底角件的底面都有腰形的连接主孔，主孔的长向平行于箱体的侧面；两孔侧为操作孔。

1集装箱箱体竖向连接方式

1.1焊接

作为钢结构建筑中作为常见的连接类型的焊接，可以直接将两个不同的箱体连接成一个整体，且保证结构具有良好的性能。但是焊接后的箱体不能拆卸、转运和重装。故若在集装箱建筑中使用焊接的连接方式，那么集装箱建筑就可以可移动性、可重复使用的优点。

集装箱箱体焊接节点主要有箱体间L形钢板围焊，箱体间垫块焊接，箱体与基础垫板焊接等形式。

当集装箱角件与梁连接或梁与梁连接时，其连接面有且仅有水平连接面。所以沿用焊接水平垫片。但此连接方式不能非常有效的抵抗节点剪力作用，一般在使用要求不高的临时性建筑中使用此连接方式。

当集装箱角件与集装箱梁的连接，角件边缘面与梁边缘面不共面时，在角件与梁之间焊接时可以考虑额外加设规整的金属垫件，避免直接焊接后在上下集装箱梁之间有一定的缝隙。如在两段集装箱梁之间焊接U形钢或工字钢，此连接方式额外增加焊接面，以避免过度焊接角件与梁体对集装箱造成破坏。

集装箱梁与集装箱梁之间的焊接方式中，具体做法也分为两类：一类是梁与梁之间直接接触，此类连接直接在接触面周围焊接，适用于对节点强度刚度要求不高的临时性建筑中。一类是梁与梁之间不直接接触，此类连接需要在梁之间加设金属垫件，适用于对节点连接强度和刚度有一定要求的集装箱建筑。

1.2角件连接

角件连接指通过高强度螺栓、定位块、角件连接器等装置直接固定箱体角件，以实现箱体间可靠连接的形式。角件连接的形式相对多样，包括高强度螺栓、角件连接器连接等。

1.3垫件连接

垫件连接主要指箱体间通过中间（具有一定高度和强度）的钢垫件与箱体的角件实现可靠连接的形式。这种连接方式不仅加大了角件的接触面，节点强度更大，承载能力更强，结构更加稳定，而且减少类似设备对箱内空间的占用。两种常见的垫板连接方式:一类是短柱垫件连接，通过垫件分别于上下角柱焊接，其现场焊接施工量更大，施工速度慢；一类是H型垫件连接，上下H型钢可分别与箱体在工厂预制，现场进行螺栓连接，现场施工量小，有一定的可拆卸功能。

1.4角柱连接

角柱连接直接通过角柱完成箱体间连接的形式，包括端板螺栓连接、十字钢板卡件连接等。十字钢板卡件结构其实是，中间钢板，其上下面分别突出四个卡件，侧面看来呈一个双“十”字形。集装箱的角件，可借助主孔的特殊形状和构造，直接卡进十字卡间突出的卡槽中，通过卡槽内卡件方向的变化，实现箱体与连接件的固定。这种连接组件一次就可使上下8个角件相连，即实现上下八个相邻集装箱的连接，大大简化了安装过程。卡件可实现工厂预制，非常适于建筑连接件，并且其便于拆卸和组装，缩短了施工周期，经济快捷，为实现可移动建筑提供技术支撑。

1.5转锁连接

通过利用箱体角件上的既有腰形孔，通过转柄锁合上下主孔来连接箱体。由于转锁的锁锥与角件间存在间隙，即上下箱体在垂直方向上移动的自由度，所以此种方式并不特别适合作为建筑组件时箱体单元之间的连接锁紧方案。

这种连接方式非常适合用于需拆卸、可多次使用的集装箱建筑中，施工过程简单快捷，也不需要箱体产生附加改造工作。如彪马专卖店就是使用这种构件的改进方案进行上下箱体之间的锁紧连接的，为其可移动性及动态变化的造型作基本的技术支持。

2集装箱箱体横向连接方式

2.1双头锥

双头锥可以承受比较大的水平抗剪力，这种卡件或锁件的连接，作用在横向相邻模块的角件之间连接箱体。起到纵向的抗剪作用于抗拉作用，大大提高了整体结构的安全，一般1至3层的集装箱建筑用这种方式的连接就可以满足安全性。

2.2螺栓

集装箱临时活动房的箱体连接方式，多是螺栓将角件进行连接。这种栓接方式可以传递剪力和轴力，但是不能传递弯矩，更不会像普通钢框架那样简化成刚节点。若单独采用螺栓连接，由于没有箱体定位功能，在巨大风力或地震作用下，螺栓将承受极大的剪力，安全性得不到保证。

3集装箱建筑连接节点的设计原则

集装箱作为建筑组件使用时，为保证其安全性和建筑整体的稳定性，箱体间的连接节点应保证结构合理可靠，遵循一定的设计原则。

（1）其节点连接应保证外界荷载作用下有可靠的抗剪、抗压与抗拔等能力；

（2）连接节点的构造应受力合理，传力明确，保证其功能的连续性。箱体间的连接应保证角件对齐并与连接件间紧密接触；

（3）连接方式应有一定的适应性，满足并适合建筑类型的多样性；

（4）对于临时性的建筑，或者有移动要求的建筑，其连接构造应便于拆卸和快速安装，尺寸及构件应做到模块化设计，实现较强的灵活性；

（5）节点构件应达到预期的使用年限，有一定的耐久性；

（6）节点的设计需尽量满足简便的施工程序，连接件也应便于加工制作；

（7）符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017及《建筑抗震设计规范》GB50011的基本规定。

4结论

集装箱建筑具有广阔的发展前景，从国外到国内，从民间搭建到企业规模的开发，越多越多的集装箱建筑以一种崭新的形态闯入人们的视线。更为安全可靠的箱体连接方式将为集装箱建筑提供更大的发展空间。

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