一种柔性悬挂式模块建筑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性悬挂式模块建筑结构，包括竖向设置的核心筒结构，核心筒结构上端设置有转换层，转换层下方悬吊有多个相互之间预留一定空间的模块，竖向相邻模块之间通过一组悬吊杆件连接，各悬吊杆件上端活动连接位于上方模块的天花梁，下端活动连接位于下方模块的天花梁；位于最上方的模块，设置在其上的悬吊杆件与转换层活动连接，各个模块的楼面与核心筒结构之间设有阻尼器。本发明专利技术采用悬挂减振技术，显著减小模块向核心筒结构输入的水平荷载，节约核心筒结构材料用量。模块建筑允许次结构层间位移开展，避免非结构构件损伤的同时，放松次结构层间位移的限值，进而提高消能减振的效率。结合限位缓冲装置，控制模块间相对运动，避免碰撞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土建
，具体是一种柔性悬挂式模块建筑结构。
技术介绍
模块建筑是一种预制装配式三维盒子单元，一个单元里一般是1-3个房间，模块单元一般采用钢结构制造，模块制作及设备安装占总建造工程量的90％，均在工厂流水线上完成，机械化和工业化程度高，并降低污染排放。制造厂家把外墙、装修、家具、设备等全部整合到这个盒子单元(模块)中，运往现场进行吊装拼接，不仅结构部分施工便捷，还免去了后期的装修等工作。相对于其他预制装配结构，模块建筑的优点主要有以下几方面：由于高度整合，免去了后续的装修、设备管线安装等工序，进一步缩短建造时间、节省现场人力；每个模块自成结构体系，无论是运输、吊装还是就位，都无须额外的支撑件，可以采用较为便捷的堆放式就位；工厂的流水线式装修、安装设备的方式，进一步提高室内品质，更符合商品住宅的市场要求。基于以上几方面的优点，模块建筑适用于但不限于以下场合：工期紧迫的工程，例如需要按期住进新生的学校宿舍；人手奇缺的工程，例如边远地区的成规模建设；气候恶劣的工程，例如冬季施工；对装修品质有特殊要求的工程，例如是星级酒店等。然而，模块内部的构件限于空间要求、连接方便的要求及自重限制，构件尺寸有限，无法达到很高的水平向承载力，因而在目前实际工程应用中，多高层模块建筑需要外加抗水平力结构，以帮助模块建筑承载，可以是混凝土核心筒或其它形式。模块把所受到的水平向荷载通过有效连接传递给核心筒，模块本身仅承受竖向荷载以及极小量的水平荷载。因此，在高层的模块建筑案例中，模块+混凝土核心筒的结构形式被普遍采用，抗水平地震力体系仅有核心筒一道防线，是较为不合理的结构形式。模块给核心筒传递过大的水平荷载，往往造成很大的材料用量。另一方面，在高层的模块建筑案例中，模块的自重直接向下传递，底部的模块承受过大的竖向荷载，增加了模块内部构件尺寸，进而又增加结构自重，影响使用功能。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种柔性悬挂式模块建筑结构。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种柔性悬挂式模块建筑结构，包括竖向设置的混凝土核心筒结构，核心筒结构上端设置有转换层，转换层由刚桁架组成，与
混凝土核心筒有效连接，悬挑于核心筒结构之外，转换层下方悬吊有多个相互之间预留一定空间的模块，竖向相邻模块之间通过一组悬吊杆件连接，各悬吊杆件上端活动连接位于上方模块的天花梁，下端活动连接位于下方模块的天花梁；位于最上方的模块，设置在其上的悬吊杆件与转换层活动连接，各个模块的楼面与核心筒结构之间设有阻尼器。活动连接即是“铰接”“柔性连接”或“悬吊杆件内不产生弯矩式的连接。其中，竖向相邻模块之间设有限位缓冲装置，限位缓冲装置用于避免竖向相邻模块在水平相对位移较大时发生竖向碰撞。其中，限位缓冲装置包括两个相互连接的杆件，各杆件的自由端分别连接竖向相邻模块，其中一根杆件连接位于上方模块的底角，另一根杆件连接位于下方模块与上方模块竖向相邻的顶角，两个杆件之间设有钢丝绳，在杆件之间的位置处于初始状态时，钢丝绳是松弛的状态。其中，各个模块天花梁在梁柱节点之外设置一段外延段，悬吊杆件的端部连接一个万向接头，万向接头连接T形连接钢板的腹板，T形连接钢板的翼缘与模块天花梁的外延段焊接。其中，各个模块与核心筒结构之间设有可滑动的预制楼板，预制楼板一端与模块楼面处的梁柱节点连接，另一端置于核心筒结构的楼板上。其中，预制楼板内预埋槽钢，槽钢与连接钢板螺栓连接，连接钢板跟模块楼面处的梁柱节点焊接，预制楼板另一端搁放在核心筒结构楼板的凹槽上，搁放接触面的两侧均设有预埋接触钢板；在凹槽的竖向端面设置预埋防碰撞钢板，接触钢板与防碰撞钢板焊接在预制楼板的预埋锚筋上。其中，在竖向相邻两模块之间设有模块层间阻尼器，模块层间阻尼器两端分别连接上方模块的楼面梁柱节点与下方模块的天花梁柱节点。设置层间阻尼器的目的在于，在罕遇地震下，当其他阻尼器因超出行程而破坏，退出工作后，模块层间阻尼器因其相对运动较小，仍在工作行程之内，为结构继续提供必要的耗能途径。其中，在设置核心层结构的地面基础上设有自下而上堆放的多个模块组成的模块组，堆放的多个模块之间以及位于地面基础的模块与地面基础之间相互连接，堆放的模块不多于4层。有益效果：本专利技术的一种柔性悬挂式模块建筑结构，具有以下有益效果：1、采用悬挂减振技术，显著减小模块向核心筒结构输入的水平荷载，节约核心筒结构材料用量。2、模块建筑允许次结构层间位移开展，避免非结构构件损伤的同时，放松次结构层间位移的限值，进而提高消能减振的效率。3、采用万向接头式的柔性悬挂方案，仅由阻尼器和悬挂件轴力提供水平刚度，水平向位移开展时悬挂件仅受轴力，保持弹性；相对于其他柔性悬挂方案，本方案在竖向地震时，竖向具有一定钢性，不至于过分放大竖向响应。4、结合创新的限位缓冲装置，合理控制模块间相对运动，避免碰撞。附图说明图1为本专利技术柔性悬挂式模块建筑结构的整体立面布局示意图；图2为图1所示结构的模块层间构造示意图；图3为图2所示层间构造中的限位缓冲装置示意图；图4为图1所示结构的悬吊杆件连接结构示意图；图5为图2所示层间构造的带可滑动预制楼板以及模块层间阻尼器的优选方案示意图；图6为图5所示优选方案的可滑动预制楼板设置示意图；图7为图1所示结构的部分模块堆放式优选方案示意图；图8为图1所示结构的错位堆放式就位实施方案示意图；图9为图1所示结构的悬挑式就位实施方案示意图。图中：1-核心筒结构，2-转换层，3-模块，4-悬吊杆件，5-阻尼器，6-对角支撑件，7-限位缓冲装置，8-杆件，9-钢丝绳，10-天花梁，11-模块柱，12-加劲肋，13-万向接头，14-T形连接钢板，15-预制楼板，16-模块层间阻尼器，17-核心筒楼板，18-高强螺栓，19-连接钢板，20-预埋槽钢，21-预埋接触钢板，22-预埋防碰撞钢板，23-预埋锚筋，24-模块组，25-可顶升的平台，26-预埋连接件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1至图3所示的一种柔性悬挂式模块建筑结构，包括竖向设置的核心筒结构1，核心筒结构1是关键受力体系，承受整个结构的全部水平荷载以及竖向荷载，核心筒结构1上端设置有转换层2，转换层2下方悬吊有多个相互之间预留一定空间的模块3，竖向相邻模块3之间通过一组悬吊杆件4连接，各悬吊杆件4上端活动连接位于上方模块3的天花梁5，下端活动连接位于下方模块3的天花梁5，天花梁5即位于模块3顶面的横梁；位于最上方的模块3，设置在其上的悬吊杆件4与转换层2活动连接，各个模块3的楼面与核心筒结构1之间设置阻尼器5，各个阻尼器5在模块3与核心筒结构1相对运动时起到耗能作用，阻尼器5还具有一定的弹性刚度，以提供模块3结构的水平方向刚度。竖向相邻模块3之间设置限位缓冲装置7，限位缓冲装置7用于避免竖向相邻模块3在水平相对位移较大时发生竖向碰撞。具体地，如图3所示，限位缓冲装置
7包括两个相互连接的杆件8，各杆件8的自由端分别连接竖向相邻模块3，其中一根杆件8连接位于上方模块3的底角，另一根杆件8连接位于下方模块3与上方模块3竖向相邻的顶角。两个杆件8之间设置钢丝绳9，在杆件8之间的位置处于初始状态时，钢丝绳9是松弛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性悬挂式模块建筑结构，其特征在于：包括竖向设置的混凝土核心筒结构，核心筒结构上端设置有转换层，转换层由刚桁架组成，并与混凝土核心筒有效连接，悬挑于核心筒结构之外，转换层下方悬吊有多个相互之间预留一定空间的模块，竖向相邻模块之间通过一组悬吊杆件连接，各悬吊杆件上端活动连接位于上方模块的天花梁，下端活动连接位于下方模块的天花梁；位于最上方的模块，设置在其上的悬吊杆件与转换层活动连接，各个模块的楼面与核心筒结构之间设有阻尼器。

【技术特征摘要】
1.一种柔性悬挂式模块建筑结构，其特征在于：包括竖向设置的混凝土核心筒结构，核心筒结构上端设置有转换层，转换层由刚桁架组成，并与混凝土核心筒有效连接，悬挑于核心筒结构之外，转换层下方悬吊有多个相互之间预留一定空间的模块，竖向相邻模块之间通过一组悬吊杆件连接，各悬吊杆件上端活动连接位于上方模块的天花梁，下端活动连接位于下方模块的天花梁；位于最上方的模块，设置在其上的悬吊杆件与转换层活动连接，各个模块的楼面与核心筒结构之间设有阻尼器。2.根据权利要求1所述的一种柔性悬挂式模块建筑结构，其特征在于：其中，竖向相邻模块之间设有限位缓冲装置，限位缓冲装置用于避免竖向相邻模块在水平相对位移较大时发生竖向碰撞。3.根据权利要求2所述的一种柔性悬挂式模块建筑结构，其特征在于：其中，限位缓冲装置包括两个相互连接的杆件，各杆件的自由端分别连接竖向相邻模块，其中一根杆件连接位于上方模块的底角，另一根杆件连接位于下方模块与上方模块竖向相邻的顶角，两个杆件之间设有钢丝绳，在杆件之间的位置处于初始状态时，钢丝绳是松弛的状态。4.根据权利要求1所述的一种柔性悬挂式模块建筑结构，其特征在于：其中，各个模块天花梁在梁柱节点之外设置一段外延...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，叶智航，王春林，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32