一种构建多层集装箱房的方法及多层集装箱房技术

本发明专利技术涉及一种构建多层集装箱房的方法，包括如下步骤：采集集装箱的参数：采集集装箱的材料参数、外形尺寸及集装箱各组成构件的截面形式；设计集装箱房的结构：设计集装箱的多层叠放形式，根据集装箱的材料和结构参数以及外部荷载情况计算所述形状集装箱房的受力情况，所述受力情况包括集装箱的角柱受力和长梁受力；设计集装箱房的支撑件：根据所述受力情况设计所述形状集装箱房的支撑件；构建多层集装箱房：根据设计的集装箱房的结构及设计的支撑件搭建多层集装箱房。本发明专利技术方法构建的多层集装箱房，在不占用更多地方的情况下，既扩大集装箱房的使用空间，又更加美观和实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种构建集装箱房的方法及集装箱房，尤其涉及一种构建多层集装箱 房的方法及多层集装箱房。
技术介绍
集装箱在现代社会的海运行业中广泛使用，根据国际海运规定，集装箱的使用期限为10年，10年之后便要强制退役。据统计，每年从海运中退役的集装箱可达100万 TEU (—个20ft的集装箱代表1TEU)。其实退役的集装箱并不是说不能使用，大多数还是可 以继续使用5-10年的。随着城市的发展提速，城市的住房也更加紧张，紧张的房源也导致 更高的房价，加重城市居民的经济负担。将淘汰的集装箱改造成为供人居住的房屋便成为 解决现代社会城市住房紧张的一种重要课题。欧美等发达国家，将集装箱改造成为房屋已走在了前列。但是，在将集装箱改造成 为房屋的现有技术中，面临着如下一些技术问题一、造型单一大多数实际应用的集装箱 房屋的搭建模式均统一于集装箱传统的堆放方式。但是这样的房屋建多了对城市美化不 禾U，如集装箱堆场的景观不可取，另外，就是不能满足用户的个性化需求。二、结构不合理， 通常仅仅将集装箱看成可以组装的柜子任意组装，没有考虑集装箱模块的尺寸问题，例如 有些造型从结构稳定角度讲适合20ft (FeeT，英尺，集装箱的大小单位，简称“ft”。)而不适 合40ft的标箱，而且也没有考虑需要过多的附属结构实现建筑造型意味着建造成本的增 加等等。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是现有的集装箱房造型单一，同时结构不合理的技术问题。本专利技术的技术方案是提供一种构建多层集装箱房的方法，包括如下步骤采集集装箱的参数采集集装箱的材料参数、外形尺寸及集装箱的截面形式；设计集装箱房的结构设计集装箱的多层叠放形式，根据集装箱的材料和结构参 数计算所述形状集装箱房的受力情况，所述受力情况包括集装箱的角柱受力和长梁受力；设计集装箱房的支撑件根据所述受力情况设计所述形状集装箱房的支撑件；构建多层集装箱房根据设计的集装箱房的结构及设计的支撑件搭建多层集装箱 房。本专利技术的进一步技术方案是在采集集装箱的参数参数步骤中，确定集装箱所用 钢材的型号，得到钢材的本构模型，获得废旧集装箱的参数。本专利技术的进一步技术方案是在采集集装箱的参数参数步骤中，根据选用集装箱 的折旧程度，对集装箱所用钢材的强度进行折减。本专利技术的进一步技术方案是在设计集装箱房的结构步骤中，计算集装箱的角柱 受力时，将集装箱的自身重力及集装箱中物体的重力及上层集装箱角柱传导的力转换为垂直施加在四个角柱上的四个集中力。本专利技术的进一步技术方案是在设计集装箱房的结构步骤中，所述长梁受力包括 上长梁受力和下长梁受力，计算集装箱的上长梁受力时，将集装箱顶板上的荷载转化为上 长梁上的均布荷载，再转化为上长梁上的集中力；在计算下长梁的受力时，将集装箱底板上 的荷载和侧板的自重转化为底面短横梁上的均布荷载，再转化为下长梁上的集中力。本专利技术的技术方案是一种多层集装箱房，包括多个型号相同的集装箱，将所述集 装箱作为组建房屋的标准模块进行改造，对改造后的集装箱进行集装箱的角柱受力和长梁 受力分析，根据受力分析情况将改造后的所述集装箱进行多层错位叠放。 本专利技术的进一步技术方案是还包括支撑件，所述支撑件主要用来支撑受力不合 理的长梁以及二层以上集装箱单元悬挑部分。本专利技术的进一步技术方案是所述集装箱房为集装箱的多层平行错位叠放。本专利技术的进一步技术方案是在设计集装箱房的结构步骤中，所述集装箱房为集 装箱的多层正交错位叠放。本专利技术的技术效果是提供一种构建多层集装箱房的方法，改变现有技术中将集 装箱简单堆放或仅设置一层的形式。本专利技术将集装箱多层错位叠放，在构建过程中从结构 造型及结构受力等方面进行设计改造，既从美观、个性化需求上对集装箱房进行考虑，又从 结构安全方面进行考虑。同时，本专利技术方法构建的多层集装箱房，在不占用更多地方的情况 下，既扩大集装箱房的使用空间，又更加美观和实用。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为钢材的应力_应变曲线。图3为集装箱的结构图。图4为集装箱平行错位受力简化图。图5将上层集装箱模块外悬部分的下长梁简化为悬臂梁的计算简6为集装箱平行错位时上长梁的受力简化图。图7为集装箱正交错位时下层集装箱的受力简化图。图8为集装箱正交错位时上层集装箱下长梁的受力简化图。图9为集装箱正交错位时下层集装箱上长梁的受力简化图。图10为集装箱叠放构建集装箱房的结构示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本专利技术技术方案进一步说明。如图1所示，本专利技术的具体实施方式是提供一种构建多层集装箱房的方法，包括 如下步骤步骤100 采集集装箱的参数，即采集集装箱的材料参数、外形尺寸及集装箱的 截面形式。首先，采集集装箱的材料参数，集装箱通常采用钢骨架和铁皮制作而成，集装箱 的钢骨架作为集装箱承载力的主要受力部件，对于集装箱房的受力分析，主要是对集装箱 的钢骨架进行受力分析，其中，集装箱钢骨架材料的强度参数是受力分析的必要参数。对于废旧集装箱钢骨架材料的强度，需要考虑其折减系数，即af，其中，&为废旧集装箱 钢骨架材料的强度，α为折减系数，f为新集装箱钢骨架材料的强度。在考虎集装箱的材料 iMM^i于在构建多层集装箱房时，将集装箱堆叠多层，在集装箱堆叠时，层与层之间仅 靠横梁和/或角柱支撑，鉴于此，本专利技术仅考虑横梁和角柱的受力情况。如图2所示，由钢 材的应力-应变曲线可知，在弹性阶段，应力和应变成比例增长，强度f = E ε，其中f是强 度，E是弹性模量，另一个你能否打出来？我打不出来。这是需要的。钢材达到屈服极限时 的应变量一般是一定的，所以强度的折减就体现在弹性模量E的折减上。对于废旧集装箱， 由于其结构上一般有一些变形，同时，在集装箱作为房屋构件进行改造时，集装箱上的一些 结构改造也会导致结构变形，这种结构上的变形导致集装箱弹性模量的改变，需要考虑其 折减系数，即=Etl= a E，其中，Etl为废旧集装箱的弹性模量，α为折减系数，E为新集装箱 的弹性模量。其次，本专利技术还包括采集集装箱的外形尺寸及集装箱的截面形式。由于现行集装箱中20ft和40ft两种应用最为广泛，在集装箱改造过程中也使用最多，本专利技术中，仅考虑 这两种类型中同种型号的集装箱构建多层集装箱房。根据选用的标准模块的尺寸，选择合 理的组合形式进行多层房屋的搭建。步骤200 设计集装箱房的结构形式，即首先，设计集装箱的多层叠放形式。集装 箱的多层叠放有平行和交叉两种形式，在这两种形式中，再根据使用和个性需要，将平行和 交叉两种叠放形式进行错位。其次，如图3所示，其中1为上长梁、2为下长梁，3为角柱。集装箱改造成为集装 箱房，其受力主要考虑集装箱角柱的受力和集装箱长梁的受力。集装箱角柱是主要的传力 构件，根据集装箱房改造过程中选用的材料和外界环境条件确定集装箱角柱所受到的建筑 荷载(即恒荷载和活荷载)，通过集装箱角柱所受到的建筑荷载分析其受力情况。本专利技术中，集装箱的角柱受力分析无论是什么样的集装箱造型，集装箱结构自重 和竖向荷载还是通过底层集装箱的柱子传到地下的，本专利技术的具体实施例中，将集装箱单 元的自重简化为垂直施加在4个角柱上的4个集中力，这样逐层施加，得到钢框架的最大堆 码层数。这也是确定多层集装箱房屋的层数安全参考值，具体计算如下设集装箱的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建多层集装箱房的方法，包括如下步骤：　　采集集装箱的参数：采集集装箱的材料参数、外形尺寸及集装箱的截面形式；　　设计集装箱房的结构：设计集装箱的多层叠放形式，根据集装箱的材料和结构参数计算所述形状集装箱房的受力情况，所述受力情况包括集装箱的角柱受力和长梁受力；　　设计集装箱房的支撑件：根据所述受力情况设计所述形状集装箱房的支撑件；　　构建多层集装箱房：根据设计的集装箱房的结构及设计的支撑件搭建多层集装箱房。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：查晓雄，王璐璐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]