湖南农业大学教师员工公租房项目是国内首个“单元箱”体系应用的永久性建筑，该项目功能定位为青年教师公租房，结构体系采用了湖南建工集团研发的“钢结构装配式模块化建筑体系”。项目自2020年10月中标，2021年3月正式开始动工建设，2021年7月第一批箱体出厂，2021年12月完成第388个箱体吊装。在此期间各方均为项目付出了辛勤劳动，并获得了多方关注。
本项目是以"钢框架结构单元箱体系"为研究的科研型项目，在国内模块建筑发展领域具有里程碑意义，是国内第一座获得建设行政审批通过的嵌入式模块建筑。在行政审批、设计图审、生产制造及标准、现场验收标准、安装吊装工法等环节均为业内首例，既是一次科研成果转换的探索，也为该体系技术最终走向成熟积累了过程经验。项目的建成，离不开湖南省住房和城乡建设厅、湖南农业大学和湖南建工集团对建筑业前沿技术的探索和对创新研究的鼓励与支持。目前已申请/授权国家专利20余项，代表了当前国内建筑工业化的最高水平。
一
项目概况
项目位于长沙市芙蓉区，南临滨河路，西靠致远路。项目总建筑面积3853.73㎡，高度为23.94m，其中计容建筑面积：3824.08㎡，层数为地上8层，共计384个单元模块。
本项目采用全新的“钢框架结构单元箱体系”，主要由“钢框架+单元箱体”组成。采用汽车吊，由北往南，由东往西，钢框架和箱体依次推进吊装依次推进，进行流水作业，2个月完成8层吊装。
该项目是全国首例50年使用寿命的钢结构模块化单元房建筑，同时是国内建筑高度最高的永久性模块化建筑。该技术体系采用BIM正向设计，以标准化、集成化和可扩展化为理念，通过模块化建筑的方式解决传统钢结构装配式住宅存在的“三板”问题。
内部装修
二
先进性
钢框架单元箱体系与传统的钢结构装配式建筑相比，在图纸审查、结构复杂程度、加工精度要求、行政监管力度上要求都更高。
湖南建工集团通过研究验证了钢框架单元箱体系的结构稳定性，该结构体系主要包括单元房箱体和钢框架结构两个部分，可全部在工厂预制完成，现场连接工艺简单、安装便捷、质量可靠、无湿作业、建筑垃圾少，且便于拆卸、异地重建，对比传统钢筋混凝土建筑，每平米质量减轻80%，施工现场无湿作业，建筑垃圾减少70%，节能降耗60%，最终实现材料使用最优、人工使用最省，非常符合国家关于装配式建筑产业化的政策导向。
（一）
建立施工图设计及行政审查体系
钢框架单元箱体系作为一项创新的结构系，传统施工图设计及行政审查体系已无法满足要求。项目补充完善箱体间拼缝处防水、防火构造，补充单箱体安全、节能、保温、隔热、环保等措施，以及明确箱体施工、运输、吊装的相关要求来完善施工图设计体系。
通过组织技术体系专家论证会、吊装方案专家论证会，以及出版相关送检标准、出厂标准、验收标准来完善行政审查体系，确保钢框架单元箱体系流程合规合法。
（二）
建立各专业工艺节点深化体系
通过研究建筑节点防水建筑构造做法及单元箱室内三板体系墙、地、顶拼缝处做法工艺，有效解决了单元箱室内三板体系墙、地、顶拼缝处美观问题，并解决了单元箱体系水平、垂直拼缝处漏水，内墙面及顶棚开裂、外墙面渗水及开裂等问题。
通过墙体及楼板内空填充聚苯颗粒混凝土，提高楼板和墙体的保温以及避免空鼓现象。
通过研究单元箱体楼板，内外墙隔声构造措施，有效提高了单元箱体的隔声性能。
（三）
建立箱体结构性能验证体系
通过钢框架单元箱体系连接节点实验验证，减少水平荷载下的箱体抗剪滑移。通过单元箱体系楼板静载实验，验证了新型结构体系楼板承载力满足设计需求。
通过单元箱体系楼板动载实验，针对性的进行结构补强，提升建筑舒适性，完成钢框架单元箱体系的阴极保护防腐验证，并通过镁合金牺牲阳极改善钢结构整体防腐性能。
（四）
建立生产加工及现场安装体系
钢结构单元体模块化建筑，为钢结构住宅的发展提供了一种全新途径。湖南建工集团通过工厂流水线作业，将复杂环境的工地现场作业转移到简单流水的工厂作业，生产问题都在工厂解决，安装问题尽可能多放在工厂解决，大幅度降低施工现场的工作比重，具备智能建造的特征，是建筑产业化发展的未来趋势。
在现场吊装过程中，通过完善钢框架单元箱体的跨箱体拼装缝隙控制措施以及增加箱体限位装置，保障了吊装嵌入精度同时减少了水平跨箱体缝隙，通过多规格单元箱体的整体吊架设计，统一吊架完成不同规格尺寸箱体的吊装，防止吊车直接吊起箱体角件引起的局部受力不均衡。单元箱体物理中心和质量中心不一致的吊装平衡控制方法，解决了钢框架单元箱体吊装嵌入的精度和整体平衡控制问题。
三
科技成果转化价值
本项目采用了钢结构单元体模块化体系，解决了传统装配式建筑“三板问题”，依托传统钢结构受力计算理论方法，结合BIM技术强大的过程管理功能，以实际项目应用为载体，完成钢框架单元箱体系在永久建筑的研究与实践。
通过对实际项目的框架结构、连接节点、模块单元、楼板的受力性能分析实验，材料性能、焊接工艺、吊装方案的全面论证，将钢框架单元箱体系建筑全方位与永久建筑对标，形成完善自洽合规的技术体系，实现独有的适用于永久建筑的钢框架单元箱体系。
通过完成单元体构造、箱体结构拼接构造、电气、暖通、给排水工程构造的选型，解决了单元体模块化建筑全功能的问题。通过分析钢结构模块单元体组合大空间缝隙的处理方法，采用盖板和止水带解决了模块间拼缝漏水、渗水问题；采用保温材料填充，解决了保温隔热及冷热桥问题；采用嵌入式扣盖工艺，解决了拼缝起拱问题，满足了拼接处平整的施工工艺。采用被动式防火+主动式防火的防火措施，对钢结构模块单元体间拼缝进行有效防火，提高了模块化建筑的安全防火性能。保证了金鳞甲钢结构模块单元体的空间使用率，具有结构可靠、功能齐全、生产方便、节能保温、安装便捷等优点，舒适度提升，满足工厂化流水线生产，可为新建住宅的设计施工提供良好的全面解决方案，完全符合绿色建筑的基本要求。
下一步，技术团队将继续秉承“为用而研、研而有用”，紧密结合“碳中和、碳达峰”背景，通过科技研发，不断落实“适用、经济、绿色、美观”建筑方针、提高工程建设资源利用率、减少环境影响，助力集团转型升级、提升核心竞争力！
参与该项目建设的单位有：
工程总承包：湖南建工集团有限公司
责任总包单位：中湘海外建设有限公司
责任设计单位：湖南建工集团工程设计研究院有限公司
钢结构分部：湖南华韧钢结构工程有限公司
模块制造分部：中湘智能建造有限公司
审图单位：湖南长冶施工图审查有限公司
代建单位：湖南天鉴国际工程管理有限公司
核心研发团队成员有：
研发总牵头人、项目指挥长：陈浩 谭丁
研发团队：肖鹏、张明亮、曾乐樵、黄涛、左朝晖、戴清峰、陈为超、王江营、张倚天、唐伟军、王其良、焦节玉
湖南大学：舒兴平
中南大学：周凌宇、王丽萍
总承包管理团队：晏罗军、李振来、孟宪武、姚熙、李芳、谢军
钢结构分部：周晓、廖雄
模块制造团队：石拓、唐慧芳、罗煦日、何沧桑、向燮、黄伟、何磊、焦淦源、陈通、黄洵、吴昊、赵胜、卢帅
设计团队：黄江文、张瑞祥、谭刚龙、 刘威、潘嫣然、孙国衡、戴伟豪、袁超、骆思敏、钟锐
装饰管理团队：蒋梓明、肖文清、李一平
感谢业主单位湖南农业大学支持：
业主方领导：兰勇、陈岸、彭雪明、刘湘毅、崔江涛