CN102720268A - 一种模块化钢结构单元构造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化钢结构单元构造，其特征在于：该模块化钢结构单元构架两端为框型钢翼板结构，框型钢翼板上四个钢翼板角部具有吊装孔及安装孔并焊接具有吊装孔及安装孔L型钢角件，通过单元框型钢翼板及L型钢角件上的安装孔，结合侧墙连接槽钢，模块单元体之间不需要额外连接件，可以快速实现上下、左右、前后单元间的直接连接，使各单元堆叠、组合形成整体结构，具备较好的整体强度和形成柔性抗震体系。本发明实现了模块化钢结构建筑标准化、工厂化生产，实现了标准产品形式的多样变化，解决了建筑装配化和标准化的矛盾，本发明的复合维护结构既有钢结构的高强度优势，又具备保温及装饰性能，建筑能耗较常规建筑可降低80～90％。

Description

一种模块化钢结构单元构造

技术领域

本发明涉及一种建筑产品，具体为一种模块化钢结构单元构造。

背景技术

随着技术的进步和劳动力成本的大幅增加，建筑技术目前正迅速摆脱传统落后的现场湿作业和大量人力手工作业的落后局面，呈现向装配化，工厂化，模块化发展的趋势，然而由于受传统建筑理念及技术的束缚，目前的装配式建筑体系技术发展尚不够彻底，技术标准化和产业化尚存在较大的提升空间。

从国际建筑预制装配化技术发展趋势方向来看，全装配的模块化房屋有着良好的发展前景，也是较具综合效率和节能优势的产品体系，如目前已出现以改造后废旧集装箱为结构体系的盒子房屋，并已在全球呈一定规模的发展，突出使用在住宅、公寓建筑及经济型酒店领域，然而以货运为生产标准和目标的集装箱，必然受到原有材料及结构的诸多限制，为了达到结构总体的抗震性及总体强度，单元箱体之间必须能够相互连接，形成整体结构，常规连接方式主要采用现场焊接方式，效率较低，目前也有通过连接构件进行连接的方式，如申请号为0324363.12003的英国专利中，集装箱单元之间的连接件由多构件组成，形式较繁琐，实际操作不便，安装效率受到影响。

同时，受材料影响，传统集装箱后期保温、装饰等改造加工总体效率不高，成本却相应较高，废旧集装箱的来源也很难达到大规模住宅生产的要求。

面对大量膨胀的城市人口和不断增长的人力成本，房地产市场亟需能够快速连接建造，环保节能，具备更高品质的模块化钢结构装配式产品。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效连接装配、高通用性，高节能性能，可循环利用的模块化钢结构单元构造，使建筑工厂化生产、部件运输、现场连接装配具备更高效率与经济性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种模块化钢结构单元构造，其特征在于：该模块单元钢结构构架两端为框型钢翼板结构，框型钢翼板四角具有吊装孔及安装孔并焊接具有吊装孔及安装孔L型钢角件，通过单元框型钢翼板及L型钢角件上的安装孔，结合侧墙连接槽钢，模块单元体之间可以快速实现上下、左右、前后单元间的自由连接，使各单元堆叠、组合形成整体结构，具备较好的整体强度和形成柔性抗震体系。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，其模块单元长度、宽度尺寸及单元结构框型钢翼板L型钢角件顶部吊装孔位置，等同于国际标准集装箱尺寸及集装箱角柱吊装孔位置，可采用通用集装箱吊装机械、索具及集装箱货运车辆进行吊装及运输。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，其单元结构框型钢翼板四角焊接有吊装孔及安装孔的L型钢角件，两端齐平的单元与单元之间可直接通过L型钢角件上安装孔螺栓相连；两端非齐平的单元与单元之间，可将一个单元结构框型钢翼板侧边安装孔通过锁固螺栓与相邻另一单元侧墙连接槽钢相连接。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，其单元结构的框型钢翼板四角及L型钢角件上安装孔使单元与外部承重柱和梁、基础上的预埋钢构件之间进行连接，形成柔性连接的整体多层建筑结构。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，每个模块单元结构由于内部钢框架的支承结构，具备承受垂直叠放8层单元的承重能力，常规每个横向结构预制梁上可堆叠4～8层，通过连接件将堆叠的模块单元与预制框架横梁结构预埋件连接，并沿结构框架不断向上组合形成高层建筑结构。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，由内含钢筋网片的GRC外墙板和GRC天地结构板内的预埋螺栓件与单元边框T型钢龙骨连接而形成该单元外部围护结构。

优选地，所述中间保温层可由密度在30～50公斤每立方米的发泡聚氨酯填充或由每立方米30～55公斤密度的发泡酚醛树脂、聚苯泡沫、EPS或泡沫玻璃填充构成，外墙体传热阻低于0.1W/m²k。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，其内部卫生间及厨房采用预制模块单元直接定位安装，由于地板的架空，采用同层排水方式，厨卫的上下水位置灵活，并常规敷设地板式供暖系统水管。

优选地，所述一种模块化钢结构单元构造，其内部楼梯间、电梯间采用预制模块单元与预制承重柱梁预埋件连接后安装定位。

本发明由于采用以上技术方案，其具备的优点如下：

1、通过模块化钢结构单元两端的钢翼板框型结构，不需要再借助繁琐的外部连接件，模块单元体之间可以直接实现单元间上下、左右、前后的快速连接，实现简洁高效的装配化施工，由于大大缩短工期和减少人力，进一步提升了建设的经济性。

2、相比现有的集装箱单元体系，本发明的模块单元的连接方式和组合形式更为灵活，有利于创造多样化的建筑构成形式，解决了装配建筑标准化和建筑形式丰富性的常规矛盾。

3、本发明模块单元的围护结构，由GRC外墙板和GRC天地结构板与主次钢骨架以及保温层及室内装饰板复合，融合了钢结构的高强度优势，同时具备优异的保温及节能性能，可便利有效的结合风能、光伏发电系统、风能热回收、地源热泵等附加设施系统形成低能耗、生态环保的建筑产品体系。

4、本发明构成的主要建筑材料均可回收，并可进行循环使用，建筑热能耗较常规建筑可降低80～90％，安装后的模块单元基本为精装修成品状态，大大降低了装修垃圾及室内环境二次污染的产生。

5、本发明的一种模块化钢结构单元相比传统建筑工艺，基本没有现场湿作业，建筑施工效率可提升5～10倍，全部单元产品部件均为工厂生产，产品质量不受外部气候环境影响，稳定可靠。

6、本发明的一种模块化钢结构单元通过连接件相互连接形成的建筑整体结构属于整体柔性结构，有较好的抗震性能，理论上能抵御8级烈度以上地震。

7、本发明一种模块化钢结构单元的结构板，玻璃纤维混凝土外墙板及内侧板均为厚度超过15mm的无机不燃材料，有较好的阻燃和防火性能，符合中国目前建筑内外墙材料规范及法规要求。

附图说明

图1是本发明的侧立面图；

图2是钢构架侧立面图；

图3是钢构架平面图；

图4是单元组合节点示意图；

图5是A-A剖面图；

图6是总体构架示意图；

图7是2种立面组合方式示意图；

图8是2种平面组合方式示意图；

附图标记：1-预埋螺栓件、2-T型钢龙骨、3-密封胶、4-外饰面层、5-GRC外墙板、6-保温层、7-钢筋网片、8-管线槽、9-室内装饰板、10-内墙板固定轻钢龙骨、11-地面板钢龙骨、12-螺钉、13-GRC天地结构板、14-天花板固定轻钢龙骨、15-地板层、16-L型钢角件、17-窗墙、18-侧墙连接槽钢、19-竖向钢龙骨、20-天地钢龙骨、21-钢翼板角部、22-框型钢翼板、23-外墙板预埋固定螺栓、24-钢斜撑、25-标准卫生间及厨房模块、26-吊装孔、27-安装孔、28-锁固螺栓

具体实施方式

以下通过结合附图说明本发明具体实施例，实施例仅用于说明和解释本发明，但不应以此限制本发明的权利保护范围。

实施例

参见图1-6所示，一种模块化钢结构单元构造，每个模块单元由角钢组合的T形钢龙骨2，天地向钢龙骨20，竖向钢龙骨19、以及加强总体强度的钢斜撑24组成基本钢结构框架。在基本钢结构框架两端焊接框型钢翼板22，框型钢翼板22四个钢翼板角部21具有吊装孔26及安装孔27并焊接同样具有吊装孔26及安装孔27的L型钢角件16，吊装孔26位置及尺寸形状等同于国际标准集装箱吊装孔位置及尺寸形状。

复合有外饰面层4内含钢筋网片7的GRC外墙板5通过外墙板预埋固定螺栓23与T形钢龙骨2相连接固定，内墙板固定龙骨10与竖向钢龙骨19焊接连接后，通过螺钉12将室内装饰板9固定，形成外墙体空心夹层结构，内部发泡填充保温层6，吊装就位标准卫生间及厨房模块25后，将内含钢筋网片7的GRC天地结构板13通过预埋螺栓件1与T型钢龙骨2连接固定，在天花板固定龙骨14上通过螺钉12将室内装饰板9固定，内部发泡填充保温层6，再通过框型钢翼板22焊接具有钢边框的窗墙17，天花及地面敷设相应管线槽8后，在地面板龙骨11上安装地板层15，外部将GRC外墙板5与T型钢龙骨的边框间用密封胶3填缝，形成六面体单元结构，

一种模块化钢结构单元构造，单元体之间，通过单元框型钢翼板22及L型钢角件16上的安装孔27，结合侧墙连接槽钢18，模块单元体之间可以快速实现上下、左右、前后单元间的自由连接，使各单元堆叠、组合形成整体结构，具备较好的整体强度和形成柔性抗震体系。

具体情况参见图7-8所示，如两端齐平的单元与单元之间可直接通过L型钢角件16上安装孔螺栓相连；两端非齐平的单元与单元之间，可将一个单元结构框型钢翼板22侧边安装孔27通过锁固螺栓28与相邻另一单元侧墙连接槽钢18相连接。

一种模块化钢结构单元构造，其单元结构框型钢翼板22四个钢翼板角部21及L型钢角件16上安装孔27使单元与外部承重柱和梁、基础上的预埋钢构件之间进行连接，形成柔性连接的整体多层建筑结构；每个模块单元结构由于内部钢框架的支承结构，具备承受垂直叠放8层单元的承重能力，常规结构框架每个横向结构预制梁上堆叠4～8层，通过连接件将堆叠的模块单元与预制框架横梁结构预埋件连接，沿结构框架不断向上组合可形成高层建筑结构，其内部交通楼梯间、电梯间采用预制模块单元与预制承重梁柱预埋件连接后安装定位。

Claims (7)

1.一种模块化钢结构单元构造，其特征在于：该模块单元钢结构构架两端为框型钢翼板结构，框型钢翼板上四个钢翼板角部具有吊装孔及安装孔并焊接具有吊装孔及安装孔L型钢角件，通过单元框型钢翼板及L型钢角件上的安装孔，结合侧墙连接槽钢，模块单元体之间可以快速实现上下、左右、前后单元间的自由连接，使各单元堆叠、组合形成整体结构，具备较好的整体强度和形成柔性抗震体系。

2.根据权利要求1所述模块化钢结构单元构造，其特征在于：模块化钢结构单元长度、宽度尺寸及单元结构框型钢翼板上四个钢翼板角部及L型钢角件吊装孔位置，等同于国际标准集装箱长宽尺寸及集装箱角柱吊装孔位置，能采用通用集装箱吊装机械、索具及集装箱货运车辆进行吊装及运输。

3.根据权利要求1所述模块化钢结构单元构造，其特征在于：其单元结构框型钢翼板上四个钢翼板角部焊接有吊装孔及安装孔的L型钢角件，两端齐平的单元与单元之间可直接通过L型钢角件上安装孔螺栓相连；两端非齐平的单元与单元之间，可将一个单元结构框型钢翼板侧边安装孔通过锁固螺栓与相邻另一单元侧墙连接槽钢相连接。

4.根据权利要求1所述模块化钢结构单元构造，其特征在于：其单元结构的框型钢翼板上四个钢翼板角部及L型钢角件上安装孔使单元与外部承重柱和梁、基础上的预埋钢构件之间进行连接，形成柔性连接的整体多层建筑结构。

5.根据权利要求1所述模块化钢结构单元构造，其特征在于：每个模块单元结构由于内部钢框架的支承结构，具备承受垂直叠放8层单元的承重能力，常规结构框架每个横向结构预制梁上堆叠4～8层，通过将堆叠的模块单元的框型钢翼板上四个钢翼板角部及L型钢角件上安装孔与预制框架横梁结构预埋件连接，沿结构框架不断向上组合形成高层建筑结构。

6.根据权利要求1所述模块化钢结构单元构造，其特征在于：所述模块化钢结构单元由内含钢筋网片的GRC外墙板和GRC天地结构板内的预埋螺栓件与单元边框T型钢龙骨连接而形成该单元外部围护结构。

7.根据权利要求1所述模块化钢结构单元构造，其特征在于：所述模块化钢结构单元内的保温层可由密度在30～50公斤每立方米的发泡聚氨酯填充，或由每立方米30～55公斤密度的发泡酚醛树脂、聚苯泡沫、EPS或泡沫玻璃填充构成，外墙体传热阻低于0.1W/m²k。

Images