基于英国的钢结构模块建筑全面资料汇编之（一）

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模块化建筑

“模块化建筑”是一个术语，用来描述工厂生产的预制建筑单元，交付到现场并组装成大型体积部件或建筑的实质性元素。模块化的单元可以形成完整的房间，部分房间，或独立的高度服务单元，如厕所或电梯。离散模块单元的集合通常形成一个独立的支撑结构，或者对于高层建筑，可能依赖于一种独立的结构框架。

模块化建筑的主要应用领域有:

私人住宅

社会住房

公寓和多用途建筑物

教育部门和学生宿舍

工人宿舍和庇护住房

公共部门建筑，如监狱和国防部建筑

卫生部门建筑物

旅馆

英国每年生产数千个模块建筑组件。模块化建筑的最大市场是学生宿舍、军队宿舍、住宅和酒店。

目录

1  模块化结构的特点

2  模块的类型

2.1 4边模块

2.2 部分开边模块

2.3 开放式(角落支持)模块

2.4 混合模块

2.5 由其它结构支持的模块

2.6 其他类型的模块 

2 . 6 . 1  楼梯模块

2 . 6 . 2  非承重模块

2 . 6 . 3  阳台和前庭

3  关键技术问题

3.1 尺寸规划

3.2 稳定性和结构完整性

3.3 服务接口

3.4 隔音性能

3.5 消防安全

4  可持续性

5 采购

5.1 决策过程

5.2 采购流程

6  典型细节 

6.1连接

6.2 外立面装饰和内装

6.2.基础

6 . 2 . 2 墙体外保湿和装饰

6 . 2 . 3 屋顶

7 参考

8 资源

9 See Also

10 外部链接

模块化医院吊装过程（敞开式模块）

模块化建筑的特点

使用模块化和其他轻质形式的建筑正在增加。相对于传统方法，模块化结构的好处包括：

1、通过重复制造实现规模经济，

2、现场快速安装(每天 10-15 个模块)，

3、工厂生产中的高水平质量控制，

4、自重较轻,从而节省基础成本，

5、适合场地限制及工作方法需要更多的非现场制造，

6、施工现场附近受干扰小，

7、适用于新建和建筑物改造项目，

8、双层结构，隔音效果极佳，

9、可适应未来的扩展,并且能够轻松拆卸和移动，

10、坚固性可以通过将这些单元在其拐角处连接在一起来实现，

11、高层建筑的稳定性可以由支撑钢芯来提供，

12、自重1.5至 2 kN / m2

13、4 至 10 层( 6 层通常为最佳)

14、提供 30 至 60 分钟的耐火性能

15、隔声是通过双层墙和地板提供的。

伦敦多层模块化建筑-公租房吊装过程

模块化建筑的类型

以下类型的模块可用于采用完全模块化结构或钢结构混合形式的建筑物的设计:

1、 4 边型模块

2、 半开放模块

3、 开边（角撑）模块

4、 由主结构框架支撑的模块

5、 非承重模块

6、 混合模块

7、 特殊的楼梯或电梯模块。

4边型模块建筑

在这种建筑形式中，模块制造了四个封闭的侧面，以创建封闭空间，旨在通过其纵向墙体传递模块上方的组合垂直荷载和平面内荷载（由于风的作用）。所提供的蜂窝空间受到运输和安装要求的限制。根据位置和暴露在风的作用下，完全模块化建筑的高度在 6 到 10 层之间。

模块由一系列 2D 面板制造,从地板开始,四个墙板和天花板面板通常通过螺钉连接到地板盒上。墙传递垂直荷载，因此上部模块的纵向墙被设计成坐在下面模块的墙上。

在模块的凹角中可以引入额外的钢角，用于提升和提高稳定性。模块与模块之间的连接通常是在现场螺栓连接的板的形式。使用了特殊的起重架,允许模块在高处安全地卸下。

半开敞模块建筑

通过引入转角和中间柱，并在地板中使用刚性连续边梁，可以设计具有部分开放边的4侧模块。开口的最大宽度受地板内边缘构件的抗弯性能和刚度的限制。附加的中间柱通常是方形空心截面(SHS)，这样它们才能适应墙的宽度。

两个模块可以放在一起，以创造更大的空间。墙角或内柱的抗压强度控制建筑物的最大高度，但6至10层可以达到完全模块化结构。

开放式（转角支撑）模块建筑

由于开放式模块只能自行稳定一层或两层，因此通常会引入额外的垂直和水平支撑。在平面上，力可以通过模块角落处的适当连接来传递。

开放式模块是4面模块的变体，其中提供了刚性端框架，通常由焊接或刚性连接的矩形空心截面（RHS）组成。刚性端框架作为模块的一部分制造，也可以作为单独的组件组装。

模块可以与整体阳台一起制造,并且可以在现场预先附加或安装一系列包层材料。所有的墙壁都是绝缘的，并且通常在外面用木板来保护天气。可在现场附加外部绝缘。

对于低层建筑，在平面支撑或隔板作用下，模块内的板材料提供了抗剪切能力，由模块到模块连接的辅助，将施加的风力传递给模块组。

一组模块的最大高度取决于风作用下的稳定性。在方案设计表中列出了各种情况(基于英格兰中部的风荷载)。

半敞开模块建筑

通过引入转角和中间柱，并在地板盒中使用刚性连续边梁，可以设计具有部分开放边的4侧模块。开口的最大宽度受地板盒内边缘构件的抗弯性能和刚度的限制。附加的中间柱通常是方形空心截面(SHS)，这样它们才能适应墙的宽度。

两个模块可以放在一起，以创造更大的空间。墙角或内柱的抗压强度控制建筑物的最大高度，但6至10层可以达到完全模块化结构。

长模块也可以设计成包括一个完整的走廊，如下所示。模块的长度可能受到运输的限制，但长度高达12米通常是实际的。采用整体廊道模块，避免了安装和竣工过程中的严密性问题，提高了施工速度。

模块的稳定性受到其部分开放侧的影响;在提升和安装过程中可能需要额外的临时支撑。一个单独的支撑系统也可能是必要的，因为部分开放侧模块可能不具备足够的抗剪切能力在某些应用。一个典型的建筑形式，其中较大的公寓是使用部分开放的一侧单元创建的。

开放式（转角支撑）模块

模块可以设计为通过将载荷通过纵向边缘梁传递到角柱来提供完全开放的侧面。模块的框架通常采用热轧钢构件的形式，例如方形空心截面（SHS）柱和平行法兰通道（PFC）边缘梁，它们用螺栓连接在一起。 

由于开放式模块只能自行稳定一层或两层，因此通常会引入额外的垂直和水平支撑。在平面上，力可以通过模块角落处的适当连接来传递。

开放式模块是4面模块的变体，其中提供了刚性端框架，通常由焊接或刚性连接的矩形空心截面（RHS）组成。刚性端框架作为模块的一部分制造，也可以作为单独的组件组装。

混合模块

模块的构造方式与开放侧模块所描述的相似，但施加到模块侧的负载明显更高。因此，这种混合模块和面板的建筑形式仅限于 4 - 6 层高的建筑物。它通常用于住宅建筑，特别是梯田形式，包括模块化的“核心”楼梯，和高度服务区。模块被安排在一个“脊柱”通过建筑和地板连接到它。一个例子，这种混合形式的建设。

由主体结构承重的模块

模块化单元可以设计成在平台或平台水平上由主结构支撑。在这种情况下，支撑柱的位置是模块宽度的倍数（通常是 2 或 3 个模块）。梁的设计，以支持从上面的模块（通常最多 4 - 6 层）的组合负载。

传统的支撑结构设计为钢框架，梁和柱与模块宽度的倍数对齐，并在底层和地下提供开放的空间。这种建筑形式非常适合零售、商业和住宅的混合发展，特别是商业区以上的住宅单位或停车场等，尤其是在城市项目中。

其它类型的模块

楼梯模块    

 

模块式楼梯可以设计成完全模块化的单元，一般包括两段楼梯的落地和半落地。落地和半落地由纵向壁支撑，纵向壁具有额外的角度或SHS成员在必要时提供当地加固。楼梯模块依赖于底部和顶部的稳定性，这导致了使用假着陆。可以用 T 型、 L 型或类似的构件来加强墙的顶部和底部，以便将平面荷载转移到着陆点。SHS 柱和支撑可以在墙壁中引入,以提供整体稳定性。  

 

非承重模块    

 

非承重模块的形式与完全模块化单元相似,但其设计不能抵抗外部负载,除了自身重量和提升过程中的力。它们被用作卫生间/浴室单元、厂房或其他服务单元,直接支撑在地板上或由单独的结构支撑。这些“豆荚”的墙壁和地板相对较薄（通常小于 100mm ）。这些单元被设计成在施工过程中安装或滑动到已完成的地板上。  

 

阳台和中庭    

                 

阳台可以以各种方式连接到模块:  

由独立的钢结构支撑的阳台，地面支撑  

连接在相邻模块之间的阳台  

阳台连接到模块中的角柱  

开放式侧模块内集成阳台。  

中庭可以通过在上部模块上附加一个轻质钢屋顶或通过在模块之间跨越屋顶来创建。  

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