王友光
安徽富煌钢构股份有限公司 安徽 巢湖 238076
摘要：随着全国装配式建筑的发展，特别是针对快速应急、临建等方面，装配式集装箱房屋凸显出众多优势。BIM在整个设计、建造过程整体统筹规划，协同设计、工厂集成标准单元、现场模块化组合。整个建造过程不需要建筑模板和脚手架、基础无特别要求、不需要建材堆放地和大型工程车。能满足安全、环保要求，便于移动、可拆卸重复利用、结构简单、配套齐全，能快速入住及办公，且通用性及互换性强。本文介绍了集装箱房屋的BIM整体统筹规划、模块化设计、工厂标准化集成和现场装配施工具有实际指导意义。
关键词：集装箱房屋；模块化；BIM统筹设计；便于移动；快速施工
1 引言
集装箱房屋大家并不陌生，从简单的工地临时住房、办公用房到简装的门卫室、商店再到精装的售楼部、别墅等，都是以通用性集装箱为载体，设计特定功能的子模块，再经过组合成系列房屋产品。03年非典时期的小汤山医院模式跟这次疫情，火神山医院、雷神山医院的建造速度让全球都重新认识了中国这个基建大国的效率，而背后有很大一部分的功劳来自于BIM及信息化应用的支撑。这是一种“小前端，大后台”的建造模式，对非集装箱的装配式建筑产品开发也会有一定的启示。
2 工程概况
本工程为物业办公室，位于合肥市经开区大学城商业街路口转角处。物业办公室是由4个尺寸为3米×9米×2.9米的集装箱组合而成的二层立体式建筑，总建筑面积108m2。建筑物第二层短边方向的一头外挑3m，另一头作为休息平台并附有楼梯，第二层长边方向外挑1.2m作为走廊。该物业办公室采用装配式模块化集装箱建造方式，为简便全装修房屋。
3 BIM整体统筹设计
设计方案落实的过程中，充分体现了BIM在整体统筹规划，项目协调、可视化模型创建等方面的重要作用。设计过程中，不仅样板间模型要设计合理、做好碰撞检测，还需要综合考虑到，信息互通、电力供给、整体协调、规划布置等。
这种设计方法可以快速推动项目整体定型设计、预判设计盲点和设计模块化，快速应对各种需要；其次，装配式集装箱房屋产品可以方便地重复利用、维修、拆卸和回收，是一种绿色设计方法；再次，根据完整的项目信息，方便后期指导现场施工作业。构件及其组合，可依据基本模块组合中取用的模数尺寸实行标准化的设计，有条件的也可设计为箱式模块，如箱型的预制楼梯间单元等，技术设备比较集中的功能空间，如公共卫生间、淋浴间、盥洗间、洗衣间、变配电间等功能间中，设备多、管线复杂，现场安装时劳务和技工的消耗较大，我们可以实现在箱内集成预装，将大大减少现场作业量，并提高劳动生产率。
4 建造过程
4.1 主体结构制作
4.1.1 组建钢框架
单个集装箱的钢框架包括底部框架、上部框架和前角柱。底部框架由角件、工字钢和方钢管焊接而成。其中，框架长边方向使用16号工字钢，短边方向使用方钢管，工字钢和方钢管之间通过角件焊接连接。顶部框架由角件和方钢管焊接而成，方钢管之间通过角件焊接连接。专用角件设计如图1。
专用角件尺寸为178mm×162mm×118mm，钢材厚度25mm。专用角件的底面和相邻的两个侧面设计开孔，集装箱运输过程中使用钢丝绳穿过孔洞进行绑扎固定。
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前角柱设计如图2，其设计采用折件形式。横截面的长边部分和专用角件焊接，70mm长的短边部分用于和集装箱四周的压型钢板焊接。
图2. 前角柱
专用角件、前角柱和框架焊接效果见图3。各组件之间的焊接均采用满焊形式，专用角件的三个开孔，一个位于底部，其余两个位于外侧。
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4.1.2 造型线条及门窗框制作
根据设计图纸，先将造型线条制作完毕，然后在钢框架上对造型线条、门框和窗框进行放线定位。将造型线条整体焊接于钢框架上，然后使用方钢管通过焊接制成门框和窗框。
4.1 3 压型钢板围护焊接
在集装箱顶部和四周使用压型钢板充填于钢框架以及造型线条之间需要围护的部位，压型钢板和钢框架之间采用焊接形式。同时，在门框和窗框内侧焊接固定门窗套。对整体集装箱进行打磨、防护和涂装。集装箱组拼后的效果见图4。
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4.2 装饰装修
4.2.1 地面
集装箱底部沿长边方向间隔600mm焊接一道小梁，小梁两端焊接于工字钢腹板。小梁使用80mm×60mm×6mm方钢管。在方钢管上铺设14mm木胶板，木胶板采用600mm宽规格，短边搭设在工字钢上，长边搭设在小梁上，通过木胶板侧面的企口拼接。最后在木胶板上整体铺设强化地板。
4.2.2 外墙及顶部
墙面及顶部搭设和焊接方管龙骨，并在设计位置预留水电管线。
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在外墙龙骨之间设置集成水电管线，然后填充保温岩棉。岩棉不仅导热系数低，起到保温隔热作用，而且作为不燃级材料，可以对钢材起到防火隔离作用。在保温岩棉表面铺设硅酸钙板，硅酸钙板是一种新型的轻质无机材料，具有不燃、质轻、不吸水和强度较高的特点，同时表面可以设置图案，具有一定的装饰作用。硅酸钙板的四周落在龙骨上，并通过自攻螺钉和方管连接固定。相邻板材应自然靠紧。
顶部龙骨上方铺设高密度岩棉板，岩棉板密度大于180kg/m3，厚度5cm。岩棉板上方铺设五浪圆头大顶板，该项目单个集装箱房屋可采用5块大顶板进行铺设，大顶板之间以及大顶板和顶部框架之间满焊焊接。
顶部龙骨下方采用硅酸钙板进行吊顶处理，硅酸钙板和龙骨之间通过自攻螺钉连接固定。
4.2.3 附件制作
根据设计图纸将二楼平台、走廊以及楼梯附件提前预制完毕，然后对集装箱外立面和附件表面进行防腐处理和面漆喷涂。
4.3 运输
运输集装箱时，用绳索穿过角件的孔洞，将集装箱盘扎固定于运输平板拖车。集装箱只可单层放置于车体之上，不可两层叠放。其余附件也应做好绑扎工作，运输过程中要行驶平稳，做好防护和安全工作。
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4.4 现场安装
应提前在集装箱房屋坐落位置做好地坪硬化工作，通过吊车将集装箱放置于设计位置。进行集装箱叠合安装，其箱体安装的顺序是单层平面上从一端开始进行箱体扩展组合，待第一层两个集装箱组合完成后，按照相同的方式在第一层的基础上向上组合第二层。
同一层两个相邻集装箱的侧面通过螺栓连接固定。上下两层的集装箱通过连接件固定。待4个集装箱组合完毕后，将二层平台、走廊和楼梯通过焊接或螺栓方式与集装箱主体进行连接固定。
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5 结语
本项目运用BIM整体统筹设计，在工厂加工预制集装箱半成品，然后进行集装箱的地面铺张、墙板安装、造型设计和水电预埋等装饰装修工程，同时兼顾保温、防火和密封功能。最后将成品集装箱和楼梯、平台等附件在现场通过螺栓和焊接的方式拼装成集成房屋。该设计理念和施工方法提高了加工制作的质量和装饰装修的技术水平，大大减少了现场的作业量，具有极高的经济性和快捷性，并增强了房屋的使用功能性。
参考文献：
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