一种联肢模块化装配式钢结构房屋制造技术

本发明专利技术涉及一种联肢模块化装配式钢结构房屋。该钢结构房屋由集成房间模块单元、联肢单元和附属单元组成，所有单元均在工厂预制，并运输至现场进行拼装，且现场装配过程中全部采用螺栓连接。标准化、模数化的集成房间模块单元之间采用尺寸易调的联肢单元进行组拼，使得建筑布局更加灵活的同时还解决了现有模块建筑叠梁、并柱、双板造成的结构构件重复浪费、连接困难、传力复杂等问题。所述联肢模块化装配式钢结构房屋可在工厂完成70%‑80%的建造工作量，是一种高度工厂化、工业化的预制装配式房屋，现场装配全部采用螺栓连接，避免了现场焊接作业，极大地缩短了现场施工工期并节省了人工，减少了现场施工对环境的水、空气和噪声污染。

A kind of steel structure building with joint modular assembly

【技术实现步骤摘要】
一种联肢模块化装配式钢结构房屋
本专利技术属于房屋建筑领域，涉及一种装配式钢结构房屋，具体地涉及一种联肢模块化装配式钢结构房屋。
技术介绍
模块化建筑是指将建筑分成若干空间模块，模块内的一切结构骨架、设备、管线、装修、固定家具均已做好，外立面装修也可以完成，将这些模块构件运至施工现场，就像“搭建积木”一样拼装在一起的建筑。模块化建筑作为一种高度集成的装配式建筑，是建筑工业化发展的高级阶段，实现高预制率的同时具有绿色环保、施工高效、方便拆卸等技术优势，与装配式建筑的标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修的建造模式高度吻合。模块化建筑单元可根据结构材料不同分为钢结构模块单元、混凝土结构模块单元和木结构模块单元。钢结构模块单元相较于后两者轻质高强、方便吊装运输，得到了广泛应用。中国工程建设标准化协会、住房和城乡建设部相继颁布的《钢结构模块建筑技术规程》（T/CECS507-2018）、《轻型模块化钢结构组合房屋技术标准》（JGJ/T466-2019）将进一步推动我国钢结构模块化建筑产业的快速发展。关于钢结构模块化建筑的模块布局及结构体系，相关规范和标准有如下规定：《轻型模块化钢结构组合房屋技术标准》（JGJ/T466-2019）3.2.5条中要求模块化建筑平面设计应采用标准模块的平面移动、交替回抽、阶梯悬臂布置、金字塔形堆叠等不同堆叠形式，来实现多样化的建筑功能需求。《钢结构模块建筑技术规程》（T/CECS507-2018）5.5.1条中指出“模块建筑按照主要抗侧力体系的不同，可分为纯模块结构、模块-钢框架混合结构、模块-钢框架支撑混合结构、模块-筒体混合结构等形式。”尽管钢结构模块化建筑技术有了快速发展，但仍存在一些突出的问题。首先受标准模块单元的尺寸限制，只改变其堆叠形式来实现不同组拼形式仍具有一定的局限性，很难灵活地调整占地面积及建筑空间布局；其次《钢结构模块建筑技术规程》（T/CECS507-2018）5.8.8中明确指出“模块单元间连接是钢结构模块建筑的关键部分，具有多柱多梁的连接特点，如角柱的‘两柱四梁’、边柱的‘四柱八梁’和中柱的‘八柱十六梁’，应做到强度高、可靠性好；模块单元间的节点连接在工地现场施工时，应有容错空间，便于施工安装和检测”，因此模块化建筑对模块单元间连接的节点性能和安装误差等方面要求较高；最后现有模块化建筑无法避免“多梁多柱多板”的问题。C.D.Anna教授的论文《SeismicOverstrengthinBracedFramesofModularSteelBuildings》研究结果表明，模块结构的双层梁协同工作状态难以达到理想状态，使结构受力性能产生较大的差异性；特别是“八柱十六梁”等多构件会交处的节点构造复杂、连接刚度小、整体性差等问题将对结构整体的承载能力、抗震性能造成极为不利的影响。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种联肢模块化装配式钢结构房屋，该钢结构房屋由集成房间模块单元、联肢单元和附属单元组成，所有单元均在工厂预制，并运输至现场进行拼装，且现场装配过程中全部采用螺栓连接。标准化、模数化的集成房间模块单元之间采用尺寸易调的联肢单元进行组拼，使得建筑布局更加灵活的同时还解决了现有模块建筑多梁多柱多板造成的结构构件重复浪费、连接困难、传力复杂等问题。所述集成房间模块单元要求每个模块宽度限制在3.6m以内，且长度与宽度均以模数化为原则进行设计，最终以标准化、工厂化的箱型模块单元呈现。其是由顶板、侧板及钢结构框架组成，其中顶板由轻质结构板及其上层地板装饰层、夹层内置机电水暖管线及下层顶棚装饰层组成，侧板分为外围护类、分户类及内隔类等类型，均由中层基板及两侧维护装饰层组成，维护装饰面层材质构造由不同类型侧板的功能要求而定。钢结构框架包括有四根结构柱，结构柱上端及下端均预留有螺栓孔，相邻的结构柱上端部之间由结构梁连接，形成框架主梁，框架主梁间设置平行或井字格次梁，框架柱下端由安装支架固定。当用于层数较多或平面及竖向不规则的房屋建筑，其要求较高的侧向刚度和扭转刚度时，集成房间模块单元的钢框架柱之间可以增设钢支撑或钢板墙等抗侧力元件。所述联肢单元为组拼相邻集成房间模块单元的平面尺寸易调的功能集成模数化矩形平板单元，其是由功能板以及内嵌于功能板的联肢梁组成，其中功能板由轻质结构板及其上层地面装饰层、夹层内置机电水暖管线及下层顶棚装饰层组成，所述联肢梁分为功能板两对边内嵌联肢梁、功能板两相邻边内嵌联肢梁及功能板三边内嵌联肢梁三种类型。其中功能板两对边内嵌联肢梁包括有两根平行设置的联肢梁，联肢梁之间可设置平行或井字格次梁，联肢梁端部及外侧设有对应螺栓孔，所述功能板两相邻边内嵌联肢梁包括有两根呈“L”形布置的联肢梁，其端部和外侧设有对应螺栓孔，所述功能板三边内嵌联肢梁包括有三根联肢梁，联肢梁呈“凵”形布置，联肢梁端部及外侧设有预留对应螺栓孔。所述附属单元包括阳台模块单元、坡屋顶模块单元、集成墙板单元和集成楼板单元。阳台模块单元由顶板、侧板和钢框架组成，其中顶板由轻质结构板及其上层地板装饰层、夹层内置机电水暖管线及下层顶棚装饰层组成。侧板为外围护类，由中层基板及两侧维护装饰层组成，维护装饰面层材质构造由不同的节能装饰要求而定。钢结构框架包括有两根结构柱，结构柱上端及下端均预留有螺栓孔，两根结构柱上端部之间由一根结构梁连接，垂直于此结构梁方向，在每根结构柱上端部各刚性连接一根悬臂梁，在两根立柱上端部形成“凵”形布置框架主梁，框架主梁间设置平行次梁，框架柱下端由安装支架固定。坡屋顶模块单元包括轻钢桁架结构层、保温层、防水层和屋面层，集成墙板单元为工厂预制大板形式，在现场与集成房间模块单元及联肢单元实现内嵌式连接，起到外围护和空间分隔的作用，当建筑层数超过三层或者处于高烈度区时，集成墙板内还可以设置钢斜撑、钢板等抗侧力构件，提高房屋整体的抗侧能力。所述集成楼板单元为工厂预制的轻钢功能楼板。联肢模块化装配式钢结构房屋可根据建筑设计方案逐层布置组拼集成房间模块单元、联肢单元及附属单元。在对联肢模块化装配式钢结构房屋的某一层进行集成房间模块单元、联肢单元及附属单元布置组拼过程中，首先以单个房间或特定的建筑功能区将建筑平面划分成若干矩形区块的组合；其次遵循由四角、周边向中间布局的原则，将集成房间模块单元优先布置在建筑平面的四角矩形区块位置，然后依次向建筑平面内部，在划分出的矩形区块上，间隔布置集成房间模块；接下来在相邻集成房间模块单元之间的矩形区块上布置联肢单元，进而将集成房间模块单元组拼成整体；最后组拼附属单元，包括在模块区和联肢区之外的矩形区块上填补安装集成楼板，使该层楼板形成完整的平面结构，确保传力畅通；再根据建筑设计要求进行阳台模块单元、集成墙板单元、坡屋顶模块单元等附属单元的安装。至此完成该层全部的集成房间模块单元、联肢单元及附属单元的布置和组拼。对多层联肢模块化装配式钢结构房屋，可按照上述方法先进行首层的集成房间模块单元、联肢单元及附属单元的布置和组拼，依次按照上述方法进行二层、三层直至顶层的集成房间模块单元、联肢单元及附属单元的布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联肢模块化装配式钢结构房屋，其特征在于，所述的联肢模块化装配式钢结构房屋由集成房间模块单元、联肢单元和附属单元组成，所有单元均在工厂预制，并运输至现场进行拼装；所述的联肢单元为组拼相邻集成房间模块单元的平面尺寸易调的功能集成模数化矩形平板单元；所述的集成房间模块单元、联肢单元和附属单元之间的连接全部采用螺栓连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种联肢模块化装配式钢结构房屋，其特征在于，所述的联肢模块化装配式钢结构房屋由集成房间模块单元、联肢单元和附属单元组成，所有单元均在工厂预制，并运输至现场进行拼装；所述的联肢单元为组拼相邻集成房间模块单元的平面尺寸易调的功能集成模数化矩形平板单元；所述的集成房间模块单元、联肢单元和附属单元之间的连接全部采用螺栓连接。


2.根据权利要求1所述的联肢模块化装配式钢结构房屋，其特征在于，所述的集成房间模块单元要求每个模块宽度限制在3.6m以内，且长度与宽度均以模数化为原则进行设计，最终以标准化、工厂化的箱型模块单元呈现。


3.根据权利要求1或2所述的联肢模块化装配式钢结构房屋，其特征在于，所述的集成房间模块单元由顶板、侧板及钢结构框架组成，其中顶板由轻质结构板及其上层地板装饰层、夹层内置机电水暖管线及下层顶棚装饰层组成，侧板分为外围护类、分户类及内隔类等类型，钢结构框架包括有四根结构柱，结构柱上端及下端均预留有螺栓孔，相邻的结构柱上端部之间由结构梁连接，形成框架主梁，框架主梁间设置平行或井字格次梁，框架柱下端由安装支架固定。


4.根据权利要求1所述的联肢模块化装配式钢结构房屋，其特征在于，所述的联肢单元由功能板以及内嵌于功能板的联肢梁组成，所述功能板由轻质结构板及其上层地面装饰层、夹层内置机电水暖管线及下层顶棚装饰层组成，所述联肢梁分为功能板两对边内嵌联肢梁、功能板两相邻边内嵌联肢梁及功能板三边内嵌联肢梁三种类型，其中功能板两对边内嵌联肢梁包括有两根平行设置的联肢梁，联肢梁之间可设置平行或井字格次梁，联肢梁端部及外侧设有对应螺栓孔，所述功能板两相邻边内嵌联肢梁包括有两根呈“L”形布置的联肢梁，其端部和外侧设有对应螺栓孔，所述功能板三边内嵌联肢梁包括有三根联肢梁，联肢梁呈“凵”形布置，联肢梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国伟，赵欣，王浩，李娟，王舒扬，刘华阳，张锦秋，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12