摘要：随着建筑行业的不断发展，人们对建筑的要求越来越高，不但要求建筑在质量、设计理念、绿色环保上符合一定的标准，而且对建筑工程的施工周期提出了要求，要求能够在保证质量的情况下尽可能缩短施工周期，从而获得更多的经济效益，装配式建筑也因此得到了发展，箱式钢结构集成模块建筑则属于装配式建筑的一种，该类建筑具有建造周期短、成本低、质量高、低消耗的特点，能充分满足学校建筑的各种条件，被充分使用在包括学校、酒店、商业中心、度假旅游等多个项目中，本文分析了学校建筑和箱式钢结构集成模块建筑体系的特点，分析了学校建筑中应用该建筑体系的优势，提出了结构设计、模块设计、施工规范三方面的策略。

关键词：学校建筑;箱式模块建筑;钢结构

引言：

学校中的建筑较多，包括了教学楼、实验楼、宿舍楼、学生餐厅、图书馆、体育场等具有不同功能性的建筑，但他们有几项共同的特点，那就是对于建筑质量和舒适性的高要求，作为学生生活和学习的主要场所，学校建筑的质量影响着学生们的安全，甚至影响着学生们的学习效果，因此国家和各地方对于学校建筑的质量标准作出了规定;学校建筑施工还要求较短的施工周期，最好在寒暑假期间就能施工完毕，以免施工影响学生们的学习和生活;学校建筑的使用寿命较短，需要经常进行改造升级，这并不是质量问题，而是要给学生塑造更好的学习环境，箱式钢结构集成模块建筑则符合以上所有需求，成为学校建筑的首选类型，但我国学校建筑中该类型建筑的案例较少，需要通过深入研究来提高工程质量。

一、箱式钢结构集成模块建筑体系的特点

装配式建筑有多种类型，如预制混凝土、传统钢结构、轻钢结构等等，箱式钢结构集成模块建筑就是其中一种，这种结构的建筑是由多个钢结构的箱式单元模块组成，该建筑的各个箱式单元模块都在工厂预制生产，箱式单元的构件包括了钢箱主体结构、楼板、顶板、内装部件、设备管线和外围护墙，其结构可以根据建筑实际需要进行调整，具有较强的适用性;箱式钢结构集成模块在工厂预制生产之后，需要运送至施工地进行吊装，一般的箱式钢结构集成模块建筑都由钢框架等支撑和抗侧力体系组成，但学校建筑的楼层较低，完全可以采用模块组合的形式，无需添加抗侧力结构;各个箱体之间一般由各种样式的连接节点进行组合，连接节点能够起到各部件受力的稳定性，节点设计要考虑到安装的便捷性，有时候还要考虑到拆除时的便利性。

二、学校建筑中应用箱式钢结构集成模块建筑体系的优势

箱式钢结构集成模块建筑体系在学校建筑应用中具有以下几点优势：首先是建造速度快，不同其他建筑工程，该建筑在工厂提前预制箱体，然后运送至学校进行安装，大部分的时间都在前期建筑设计上，真正施工所需的时间较短，比传统建筑施工模式节省30%以上的施工时间;其次是能够满足不同建筑的功能性需求，学校的建筑较多，不同建筑的功能性不同，箱式钢结构集成模块建筑体系可以根据实际需要设计不同的箱体，能满足学校建筑的多种要求，如学校宿舍和教室的建筑就存在明显差异，宿舍设计要考虑好生活问题，各类管道较多，要求有一定的保暖能力和采光，而教学楼对教室大小、走廊宽度等都有一定的要求，可以灵活根据需要设计箱体结构;然后是箱式钢结构集成模块建筑的质量优势，不同地区对于学校建筑的质量要求不同，如地质活动频繁地区对于校园建筑的抗震性能要求更高，除此之外，对于建筑的使用寿命、隔音能力都有一定的要求，箱式钢结构集成模块建筑的主要构件均采用工业化的制造方法，材料质量能够有效的得到保障，而该类型建筑在设计时会充分的考虑到抗震性和受力能力，加上学校建筑的楼层较低，该类型建筑性能完全能达到学校建筑质量的相关标准;最后是具有施工简单和工程成本低的优势，箱式钢结构集成模块建筑比传统建筑施工更加简单，各模块的工厂预制率达到了90%以上，施工以各箱体的吊装为主，少了很多现场浇筑、支护施工的工作，施工流程较为简单、难度较低，且预制模块的方法的生产方通过统一原材料、工艺、模块数量等方式降低了生产成本，建筑工程的总体成本也会降低;除此之外，箱式钢结构集成模块建筑在施工中减少了很多施工环节，造成的排放污染、建筑垃圾数量都会有效减少，对于环境保护具有一定的促进作用。

三、学校建筑中箱式钢结构集成模块建筑体系应用策略

（一）学校建筑中箱式钢结构集成模块建筑体系的设计

在设计环节开始前首先要明确建筑的功能用途，是学生宿舍、教学楼、食堂，还是教师办公楼、图书馆或陈列室，不同建筑的功能性不同，建筑特点也不同，如教师办公楼的设计就要考虑到楼内布局问题，除了基本的办公室以外还需要会议室、休息室、卫生间等单元模块，办公室的模块空间要有大有小，保障办公需求的同时增强办公室的舒适性;教学楼的设计则较为简单，楼内教室模块的特点几乎相同，除了教室以外只需要卫生间、楼梯和走廊的模块，在整体设计时还要考虑到楼内的交通性，楼梯数量、位置的设计都需要精心规划，卫生间的布置也要合理，以便捷为主，在设计时需要充分的考虑采光、空气流通问题，校园建筑需要拥有较好的采光能力，这可以通过对门窗位置的安排来实现;应用的材料也是设计中的重要部分，不同的材料具有不同的性能，也能适应不同地区的气候，如建在寒冷地区的学校建筑要考虑增强建筑的保温能力，在内隔墙中采用壁轻钢龙骨墙体、填充岩棉材料、用石膏板做内外墙面材料等方面都有有效增强建筑保温隔热作用，各地区根据需要选择合适的材料。

（二）学校建筑中各单元模块的设计

各单元模块的设计主要是在支撑结构、受力能力、连接节点这三方面上，箱式钢结构集成模块建筑的支撑结构有数种，其中较为常用的是角柱支撑结构，该结构下模块四个角的柱是主要受力单位，这样可以使模块的多面墙开放，可以根据需要进行拼装，如将多个单元模块拼装成一个大型空间;其次是对于结构强度的和所设计单元模块受力能力的计算，学校建筑的楼层较低，可以不考虑风载、地震载荷等因素，需要应用软件输入相关数据进行计算，计算内容包括了最大位移值、最大等效力、受弯结构容许挠度值等等，这些数值都要在该建筑的承受能力范围内;连接节点的设计非常关键，该部件直接影响着模块的受力情况，还是模块安装的主要步骤，常用的连接节点形式包括了高强度螺栓、钢板卡件、平板钢管、平板插销、梁贯通式与柱贯通式，螺栓连接便于拆装，卡件施工简单但受力能力差，平板钢管与平板插销式属于预应力式连接节点，稳定性较强，梁、柱贯通式节点性能较为均衡，应用较多，在学校建筑中可以根据实际需要选择合适的连接节点。

四、结束语

综上所述，钢结构集成模块建筑体系非常适合学校建筑，具有施工快、成本低、质量好等多项优点，在应用该类型时应做好设计工作，各个模块的结构、功能应符合学校教学工作的需要，加强模块生产运输环节的监督工作，保证模块质量，施工时要按照标准流程，做好各个环节的检查工作，为学生们提供良好的学习环境。

参考文献

[1]姚进洪，麦镇东.箱式钢结构集成模块化建筑建造实践案例[J].广东土木与建筑，2020，27（09）：4-7.DOI：10.19731/j.gdtmyjz.2020.09.002.

[2]张兰英，韦振飞，娄霓，易仁斌.箱式钢结构集成模块建筑体系在学校建筑中的应用[J].城市住宅，2020，27（01）：12-15.