двуетажен контейнерен дом и 40 футов контейнерен дом: Структурни съображения

Структурна цялост на двуетажни контейнерни къщи

Вертикално разпределение на натоварването при надстроени контейнери

Когато строите двуетажни къщи от транспортните контейнери, по-голямата част от теглото всъщност се предава през ъгловите отливки, които са най-силните части на стандартния ISO рамен конструкция. Обикновен контейнер може да издържи около 192 000 паунда при натрупване според стандарта ISO (конкретно ISO 1496-1). Но веднъж щом започнем да модифицираме тези контейнери за жилищни пространства, нещата се променят значително. Долните контейнери вече трябва да поемат както постоянни натоварвания — като самата конструкция и приключителните материали, така и временни натоварвания от хора, движещи се вътре, разположение на мебели, дори натрупване на сняг през зимните месеци. Пробиването на отвори в стените или подовете ослабва критичните ъглови стълбове, което може да намали носещата им способност с между 15 и 30 процента. А ако теглата не са равномерно разпределени по цялата конструкция, съществува реален риск от постоянни огъвания или неравномерно потъване с течение на времето. Затова правилното инженерно проектиране е толкова важно в този случай. Добавянето на вътрешни стоманени подпори, които съответстват на ъгловите отливки, и усилването на начините, по които контейнерите се свързват един към друг, става абсолютно необходимо за осигуряване на стабилност при натрупване на няколко модула заедно.

Влияние на отворите за врати и прозорци върху огъващата способност на рамата

Когато започнем да правим отвори в контейнерите, ние по същество отслабваме монококовата им структура, която първоначално ги прави толкова здрави. Ако някой премахне около 10% или повече от тези гофрирани стени, цялата конструкция става значително по-малко огъваща при усукващи сили. Това означава, че ще се огъва и деформира много по-лесно при боков натиск. Прозорците, които не са подходящо усилени, имат тенденцията сериозно да провисват по време на земетресения, а вратите, поставени твърде близо до ъглите, създават реални проблеми, тъй като тези области вече са най-слабите точки в рамата. За отстраняване на тези проблеми трябва да се предприемат конкретни стъпки. Първо, трябва да се инсталират масивни стоманени греди точно над всеки отвор. Второ, ръбовете трябва да бъдат усилени със стоманена тръба с дебелина поне 3 мм. И накрая, трябва да има поне един фут разстояние между всеки отвор за врата/прозорец и ъгловите кастинги, за да се запази цялостната структурна цялост на рамата.

Рискове от смачкващо напрежение и ролята на инженерно усилване

Странични сили — от пориви на вятъра или сеизмична активност — предизвикват смачкващо напрежение, срещу което непроменените надстроени контейнери не са проектирани да устояват. Без усилване тези сили могат да причинят люшкане, разклатеност или разрушаване на диафрагмата. Критични уязвимости и техните инженерни решения включват:

Профессионалното инженерство гарантира съответствие с изискванията на IBC за вятър и земетресения чрез пресметнато усилване. Всички критични връзки — особено тези, предаващи натоварвания от няколко етажа — трябва да използват високопрочни болтове от 70 ksi, оценени за проектни натоварвания от 1,5", за да се компенсират динамични и уморни напрежения през десетилетията на експлоатация.

40 футов контейнерен дом: Проектни ограничения и структурна устойчивост

Габаритни спецификации и пригодност за жилищно ползване

Стандартните 40-футови товарни контейнери предлагат вътрешно пространство от около 320 квадратни фута, с височина от приблизително осем фута и дължина от четиридесет фута. Моделите с увеличена височина (хайкуб) са малко по-високи – вътрешна височина от около девет и половина фута, което позволява по-добро разположение на главата и по-лесна прокладка на инсталациите през стените. Тези стандартни размери се оказват добри за малки жилища с основни помещения като спалня, кухня и баня, които лесно се побират в пространства между 28 и 32 квадратни метра. Благодарение на последователните си размери, тези контейнери са добри градивни елементи при изграждането на двуетажни жилища. Но нека си признаем – ширината от 8 фута е доста ограничена, затова повечето хора свързват няколко контейнера, за да има достатъчно място семействата да живеят удобно, без да усещат постоянна стесненост.

Моделите хайкуб се предпочитат при 90% от жилищните преобразувания, според доклад за размерите на контейнерите 2024 , поради опростени тръбопроводи за климатизация, тръбни линии и фиксирани към тавана уреди.

Модификации и предизвикателства с боковата натовареност, включително палуби на покрива

Всяка промяна в конструкцията на сграда, независимо дали става дума за добавяне на прозорци, монтиране на врати, изграждане на вътрешни стени или създаване на отвори в покрива, ще отслаби торсионната й устойчивост. Скорошно проучване, публикувано в списание Journal of Sustainable Architecture, установи, че значителните отвори могат да намалят твърдостта на стените с до 15 процента. Проблемът се влошава, когато няколко отвора са подредени вертикално през различни етажи. Покривните тераси са особено проблематични, тъй като увеличават напрежението от вятъра с около 40% в сравнение с обикновените покриви и създават специфични точки на налягане, които изискват допълнително заздравяване. За отстраняване на тези проблеми инженерите често монтират рамки, устойчиви на огъващи моменти, до всеки отвор, вграждат кръстосани скоби в променените стени и поставят допълнителни стоманени колони точно под местата, където опорите на терасата се свързват с конструкцията. Въпреки че тези решения помагат за запазване на устойчивостта с течение на времето, те имат и цена. При повечето проекти се наблюдава увеличение между 10 и 15 процента в разходите за строителна рамка след прилагането на тези необходими корекции.

Фундаментни системи за многоетажни контейнерни конструкции

Стълбовиден и плоча върху терена: Избор на подходящ фундамент

Къщите от контейнери с няколко етажа често се поставят на пилотни и гредови фундаменти, които ги издигат над земята чрез отделни вертикални опори. Те работят добре на неравна терен, в райони, склонни към наводнения, или върху почви, които се разширяват и свиват. Системата помага да се запази влагата далеч от пода, позволява циркулация на въздуха отдолу и понася малки премествания в земята без особени проблеми. Освен това улеснява полагането на тръби и кабели, тъй като има пространство отдолу. Но има един недостатък. Тъй като тези фундаменти са повдигнати, те реагират по-силно на страничните ветрови натоварвания. По-високите сгради се нуждаят от допълнително здрави анкерни системи и укрепващи елементи, за да останат стабилни. За равен терен, където почвата не се променя, по-добри са плочите, поставени директно върху земята. Те разпределят теглото върху масивни бетонни плочи, които могат да понесат значителни натискови точки — важно, тъй като всеки ъгъл може да поддържа над 8500 паунда. Въпреки че плочите се представят отлично при земетресения, лесно се напукват при многократно замръзване и размразяване на водата и също ограничават отводняването на водата от сградата. Проверката на почвата преди вземане на решение между тези два типа фундаменти не е по избор. Резултатите ще покажат кой вариант е най-подходящ за правилно предаване на натоварването и за дълготрайност при многогодишни климатични промени.

Конфигурации за събиране на контейнери и дългосрочни структурни характеристики

Сравнителен анализ: класически, офсет, мост и хибридни методи за събиране

Начинът, по който се поставят контейнерите един върху друг, има голямо значение за поведението на конструкцията под натоварване, за яснотата на предаване на натоварванията и за това каква дълготрайна устойчивост ще има конструкцията с течение на времето. Традиционният подход, при който контейнерите са идеално подравнени върху ъгловите си фланци, осигурява предвидимо вертикално разпределение на натоварванията и улеснява пресмятанията за инженерите, макар че този метод оставя малко пространство за архитектурна креативност. Когато започнем да изместваме контейнерите, получаваме интересни конзолни секции, които добавят визуален шарм и всъщност могат да създават полезни открити пространства. Но тук има и уловка. Тези изместени конструкции изискват допълнително заздравяване в точките на свързване, за да поемат торзионни сили и да предотвратят завъртане на ъглите, когато те не са правилно подравнени. След това има и мостовия метод на поставяне, при който контейнерите се разполагат като мост между външни опори, за да се образуват покрити веранди или вътрешни дворове. Това изисква доста прецизна математика относно огъващите моменти и контрола на огъването на конструкцията под натоварване. Много проекти вече използват хибридни методи, комбинирайки различни техники, за да максимизират възможностите за дизайн. Въпреки това, тези комбинации значително усложняват предаването на натоварвания, особено в местата, където персонализираните рамки се съединяват със стандартни компоненти.

При строителството на сгради с два етажа, ключът за поддържане на правилната устойчивост се крие в ъгловите връзки и в това колко добре те поемат както временни, така и постоянни натоварвания. Системите с брави за заключване работят задоволително при прости конструкции за надлагане, които не са променяни значително, но веднъж щом има отвори или измествания, нарушаващи нормалния път на натоварване, нищо не може да надмине заварката на рамките, устойчиви на огъващи моменти. Това, което често се пренебрегва от строителите, е, че в продължение на години експлоатация тези връзки започват да се износват поради постоянното напрежение. Вятърът, който духа срещу сградата ден след ден, както и случайни земетресения, разклащащи конструкцията, оказват сериозно влияние върху слабо проектирани връзки. За дългосрочна издръжливост, умните инженери не гледат само на първоначалните стойности за якост. Те трябва да вземат предвид и местните условия — скоростта на вятъра в региона, какъв тип сеизмичен риск съществува и характеристиките на почвата. Като комбинират тази информация с подходящи материали, тествани за устойчивост на умора, а не само еднократни тестове за якост, се осигурява, че сградите ще издържат на десетилетия редовна употреба.

ЧЗВ

Какъв е максималният товар, който товарните контейнери могат да поемат при сглобяване един върху друг?

Товарните контейнери могат да поемат около 192 000 паунда, когато са правилно струпани според стандарта на ISO.

Как влияят отворите върху контейнерните къщи?

Отвори като прозорци и врати отслабват монококовата конструкция, намаляват огъващата якост и правят рамката по-склонна към огъване и деформация.

Какви опции за основа съществуват за многоетажни къщи от контейнери?

Използват се две основни системи за основа: пилотно-гребен и плоча на терена. Пилотно-гребената система е подходяща за неравни терени и влажни зони, докато плочата на терена се предпочита за равна повърхност.

Какви решения за усилване съществуват при хоризонтално напрежение?

Олюляването може да се противодейства чрез заварени рамки, устойчиви на огъващи моменти, разклатяването – чрез кръстосани усилвателни системи, а дефектите в диафрагмата – чрез стоманени плочи отгоре.