CN105297894B - 一种建筑用标准模块化组件及含有其的装配式建筑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑用标准模块化组件，包括框体及外接的C型钢构件；所述框体的外框呈口字型；所述外接的C型钢构件位于框体的非四周外侧，且在其长度方向上与框体外框的一侧边连接，在其宽度方向上部分伸出所述框体外侧。其中所述组件可分第一组件、第二组件两种类型，外框均呈长方的口字型。本发明还公开了一种装配式建筑，包括由上述的建筑用标准模块化组件装配而成的建筑结构框架。本发明实现了可通用标准模块化预制生产，进而实现了较为多变的低层普通民用建筑结构形式、适应了人们对于建筑的高效使用需求以及适应了改善型需求的低层或低层的其它功能房屋的装配产业化需求，适于推广应用。

Description

一种建筑用标准模块化组件及含有其的装配式建筑

技术领域

本发明涉及建筑预制装配化技术领域，特别是涉及一种建筑用标准模块化组件及含有其的装配式建筑。

背景技术

在建筑预制装配化技术领域内，国内外目前按照材料分类基本上可分为：1.PC结构；2.钢结构；3.木结构；4.玻璃结构；5.竹结构及多种结构混合形式，以上述结构材料按照设计图纸完成预制化的构件生产，施工现场再将预制构件通过节点连接以达到安全的整体建筑结构受力性能，其节点连接多采用榫卯、胶凝(包括灌浆)、预应力、焊接、螺栓、卡扣等形式，或多种连接混合完成全部的建筑结构连接。

如上各结构形式存在如下问题：

1、PC结构

PC结构即为预制装配钢筋混凝土结构形式，采用此结构形式非常不适合于构建低层普通民用建筑。因此种结构有如下不适合于构建低层普通民用建筑的因素：

1)预制结构自重大，相对于非大跨度、荷载较轻建筑会引起建筑结构成、运输成本、现场安装成本剧烈增加，由此过度消耗的各项资源非常大，因此非常不经济。

2)大量使用破坏环境、消耗资源的混凝土材料，不符合绿色节能减排的先进技术要求。

3)此种结构预制构件较大且由于其材料原因，工厂预制控制加工精度严重受限，常发生构件不达标无法完成现场组装。且由于自重大，在现场组装工程中难度大，二次接缝处理工作量大、工程施工效率低。

4)由于此种结构为胶凝材料，运输、安装过程中碰撞破损情况时常发生，成品保护的难度及成本较大。

5)构件连接常采用灌浆或焊接连接，现场湿作业工作量加大，且对于现场安装过程中的人工操作要求较高，极大地失去了构件工厂预制化加工精度的意义。

2、钢结构预制构件

传统预制钢结构是以单个结构构件为基本单元，再以此构件通过连接实现结构梁、柱的结构承重体系。针对低层普通民用建筑存在如下缺陷：

1)由于钢结构自身材料稳定性问题，相对于此种房屋类型无法充分发挥其材料性能，梁、柱体系截面相对较大，耗材不经济。

2)由于工厂预制为基本单元构件，构件规格较多，且受制于不同的建筑形式，无法形成通用标准构件，安装也无法形成高效的规范化。

3)结合建筑形式需求，部分钢构件必须焊接，现场焊接质量较难控制，同时无论现场焊接或是工厂预制焊接，都会在材料表面形成应力集中区域，安全隐患较难控制。

4)由于现场湿焊接，造成钢构件防火材料受损，同样具有安全隐患，且外观质量较难保证。

3、木结构

木结构的预制组装化，在我国使用有着悠久的历史，但相较于本发明有如下缺陷：

1)以我国目前现状，人口众多，相应的森林资源严重匮乏，对于大量木材在建筑房屋中的使用在我国就显得不切实际。

2)目前木材本身加工及其它防腐、防虫蛀等技术问题较难解决，相应的成本较大。

3)木材预制装配化建筑，由于木材本身材料特性，致使楼面板存在相对较大的弹性变形，影响使用舒适度。

4、玻璃结构、竹结构等特殊结构

玻璃结构及竹结构，其结构技术尚不稳定，并且由于技术问题结构体系连接与构造处理都存有加大的不确定性，目前还不是较为稳定的技术体系。

上述传统的预制构件还存在如下共有的问题：

1)传统预制构件须由给一个单体建筑设计完成，进行结构设计定型后，分解预制构件进行工厂预制生产在进行现场组装，无法用已加工好的通用标准单元进行组合以确定设计、安装。

2)传统预制构件如：冷弯薄壁型钢结构多均采用现场压制各种规格杆件进行安装实现生产，构件各种标准过多，且连接点多，现场安装效率低下、质量较难控制。

3)传统预制构件如：PC结构，构件尺寸较大不便于运输，且现场湿作业工作量大，质量难以控制。

由此可见，上述现有的各种预制结构在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何才能实现较为多变的低层普通民用建筑形式、适应人们对于建筑的高效使用需求以及适应改善型需求的低层或低层的其它功能房屋的装配产业化需求，这一问题成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种建筑用标准模块化组件，使其实现可通用标准模块化预制生产，进而实现较为多变的低层普通民用建筑形式、适应人们对于建筑的高效使用需求以及适应改善型需求的低层或低层的其它功能房屋的装配产业化需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种建筑用标准模块化组件，包括框体及外接的C型钢构件；所述框体的外框呈口字型；所述外接的C型钢构件位于框体的非四周外侧，且在其长度方向上与框体外框的一侧边连接，在其宽度方向上部分伸出所述框体外侧。

作为本发明进一步的改进，所述口字型的外框由4个C型钢构件组合连接而成,所述4个C型钢构件的C型开口朝向框体内。

作为本发明进一步的改进，所述C型钢构件均采用冷弯薄壁型钢。

作为本发明进一步的改进，所述C型钢构件间的连接均为栓接。

作为本发明进一步的改进，所述组件分第一组件、第二组件两种类型，外框均呈长方的口字型；所述第一组件上的外接的C型钢构件连接在外框的长边侧；所述第二组件上的外接的C型钢构件连接在外框的短边侧。

作为本发明进一步的改进，所述第二组件的4个C型钢构件间的连接部位内部设置有L型加固件。

作为本发明进一步的改进，所述第二组件的框体内还设置有至少1个与短边平行的横撑。

此外，本发明还提供了一种装配式建筑，使其符合较为多变的低层普通民用建筑形式、适应人们对于建筑的高效使用需求以及适应改善型需求的低层或低层的其它功能房屋的装配产业化需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种装配式建筑，包括由上述的建筑用标准模块化组件装配而成的建筑结构框架。

作为本发明进一步的改进，还包括支撑所述建筑结构框架的两个条形基础；所述建筑用标准模块化组件分第一组件、第二组件两种类型，外框均呈长方的口字型；所述第一组件上的外接的C型钢构件连接在外框的长边侧；所述第二组件上的外接的C型钢构件连接在外框的短边侧；所述装配式建筑的最下层的竖向侧壁由多个固定连接在条形基础上的第一组件组成，第一组件的外接的C型钢构件位于上部，朝向建筑内侧，第一组件间竖向抗剪连接；所述装配式建筑的水平层结构，由沿条形基础延伸方向为轴线而对称设置的多个第二组件组成；所述第二组件一端插入竖向侧壁上的外接的C型钢构件的C型口内，固定连接；第二组件另一端为含有外接的C型钢构件端，与对称设置的第二组件的对应端固定连接，其中一个C型口朝上，一个C型口朝下；沿条形基础轴向设置的多个水平的第二组件，相邻组件间固定连接；所述装配式建筑其他层的竖向侧壁由多个第二组件装配构成；所述竖向侧壁顶端全部或部分由多个第一组件封顶；或不由第一组件封顶。

作为本发明进一步的改进，所述装配式建筑装配过程中的所有相邻组件间的连接均采用栓接。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、可以在工厂加工可通用的组件，以极简化的现场组装方式控制现场施工质量、提高现场安装效率。该建筑形式减少了传统施工所需的大型材料堆场和重型施工设备所需的场地占用，可以实现房屋开发企业“先销售环境、后销售产品”，有效减少开发企业前期客户需求调研费用、时间和前期产品建设资金成本，对于降低成本和缩短开发时间具有显著优势。

2、采用合理的标准模块化组件材料，简化工厂加工环节的工艺，提供一种合理的标准模数单元控制其质量，便于二次转运及现场组装。

3、采用装配模数化的建筑结构体系，可根据使用者的实际需求采用通用化标准单元实现8米开间等的各种平面组合形式。

4、作为标准模块化单元体系，在该项技术的运用过程中，使用者不再需要委托设计机构开展设计，既能实现所需个性订制化建筑的设计。由于不在需要委托设计机构，减少了设计成本，对房屋建成后的综合成本有显著降低，对于同业竞争存在显著成本优势。同时对于前期设计及房屋功能实现，可以使房屋使用者早期介入，通过互联网线下用户和线上资源互动形成销售粘性，因此使整个设计、建设、销售流程具有“O2O”的商业价值。

5、由于该技术为标准模块化单元体系，以各种不同模块单元组合的形式完成整体建筑的设计、加工及安装，因此使建筑产品具有“+互联网”的商业价值，可体现高效的个性定制化商品价值。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是第一组件结构示意图；

图2是第二组件结构示意图；

图3是本发明的装配式建筑结构示意图；

图4是图3中的A部放大结构示意图；

图5是图3中的B部放大结构示意图。

具体实施方式

该项发明是由C型钢构件，通过符合未来建筑实现模数，组合成为标准结构模块组件，以实现模块化组件的组合过程。

实施例1建筑用标准模块化组件

如图1、2所示，本实施例的一种建筑用标准模块化组件，包括框体1及外接的C型钢构件2；其中框体1的外框呈口字型；外接的C型钢构件2位于框体1的非四周外侧，且在其长度方向上与框体1外框的一侧边连接，在其宽度方向上部分伸出框体1外侧。

优选的方案是，上述口字型的外框由4个C型钢构件组合连接而成,4个C型钢构件的C型开口朝向框体内。C型钢构件间的连接均为栓接。上述4个C型钢构件及外接的C型钢构件2优选采用冷弯薄壁型钢。

上述建筑用标准模块化组件分第一组件(如图1所示)、第二组件(如图2所示)两种类型，外框均呈长方的口字型；第一组件上的外接的C型钢构件连接在外框的长边侧；第二组件上的外接的C型钢构件连接在外框的短边侧。第二组件的4个C型钢构件间的连接部位内部设置有L型加固件。第二组件的框体内还设置有至少1个与短边平行的横撑(图中未示出)，优选两个。

上述第一组件(含5个C型钢构件-3长2短)的具体构建方法如下：

将2长2短共4个C型钢构件通过螺栓连接组成“口”字型的框体，另外1个长的C型钢构件作为外接的C型钢构件，通过螺栓固定连接于框体的相应位置。

上述第二组件(含5个C型钢构件-2长3短、4个L型加固件)的具体构建方法如下：

在2个长的C型钢构件两端各通过螺栓连接1个L型加固件，再将2个短的C型钢构件通过螺栓与L型加固件、及长的C型钢构件连接起来形成框体；最后将剩余的1个短的C型钢构件作为外接件，通过螺栓固定连接于框体的相应位置。

本实施例的上述建筑用标准模块化组件，可以实现可通用标准模块化预制生产，进而实现较为多变的低层普通民用建筑形式、适应人们对于建筑的高效使用需求以及适应改善型需求的低层或低层的其它功能房屋的装配产业化需求。

实施例2含有建筑用标准模块化组件的装配式建筑

本实施例的一种装配式建筑，包括由实施例1中的建筑用标准模块化组件装配而成的建筑结构框架。

下面以实施例1中的优选的建筑用标准模块化组件(分第一组件、第二组件两种类型)为例进行详细说明。

具体如图3-5所示，一种装配式建筑，还包括支撑上述建筑结构框架的两个条形基础30；建筑首层底板采用架空楼面做法，而非地面做法。

上述装配式建筑的最下层的竖向侧壁由多个固定连接在条形基础30上的第一组件10组成，第一组件10的外接的C型钢构件位于上部，朝向建筑内侧，第一组件10间固定连接；

上述装配式建筑的水平层结构，由沿条形基础30延伸方向为轴线而对称设置的多个第二组件20组成；第二组件20一端插入竖向侧壁上的外接的C型钢构件的C型口内，固定连接；第二组件20另一端为含有外接的C型钢构件端，与对称设置的第二组件20的对应端固定连接，其中一个C型口朝上，一个C型口朝下(具体如图5所示)；沿条形基础30轴向设置的多个水平的第二组件20，相邻组件间固定连接；

上述装配式建筑其他层的竖向侧壁由多个第二组件20装配构成；

上述竖向侧壁顶端全部或部分由多个第一组件10封顶；或不由第一组件10封顶。

上述装配式建筑装配过程中的所有相邻件间的连接均采用栓接。

上述装配式建筑的装配安装方法具体如下：

1、第一组件10与条形基础30螺栓连接，且第一组件10中的外接C型钢构件位于上部，C型开口朝向建筑内侧；多个第一组件10沿条形基础依次排列连接(螺栓抗剪连接)；

2、将第二组件20水平设置，第二组件20的一端插入竖向侧壁上部的外接的C型钢构件的C型口内，螺栓固定连接；第二组件20的另一端为含有外接的C型钢构件端，与对称设置的第二组件20的对应端固定连接，其中一个C型口朝上，一个C型口朝下，2个第二组件20连接共同形成水平结构构件，多个第二组件侧向腹板件螺栓连接形成整体水平密肋结构；

3、将第一组件10作为构建基础，在其上通过螺栓连接竖向的第二组件20，形成竖向侧壁，第二组件20也是外接C型钢构件位于上部，C型开口朝向建筑内侧；竖向的第二组件20与其下部的第一组件10、下端一侧的水平设置的第二组件20间均通过螺栓连接(如图4所示)；在上述一组竖向侧壁上，再连接由第二组件20构成的一组水平结构(具体参考步骤2)；

4、按步骤3中的方式，依次沿第一组件10的延伸方向安装多组上述组合件，形成一层结构；

5、中间若干层的构建方式同步骤3、4；

6、最顶层时，采用第一组件10为最上部的结构封顶。

综上所述，本发明是采用由C型钢所加工成口字型标准模块化组件的装配式建筑结构技术，以实现标准通用化组件的方式，实现较为多变的低层普通民用建筑形式，以适应人们对于建筑的高效使用需求以及适应改善型需求的低层或低层的其它功能房屋的装配产业化需求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种建筑用标准模块化组件，其特征在于，包括框体及外接的C型钢构件；

所述框体的外框呈口字型；所述外接的C型钢构件位于框体的非四周外侧，且在其长度方向上与框体外框的一侧边连接，在其宽度方向上部分伸出所述框体外侧；

所述口字型的外框由4个C型钢构件组合连接而成,所述4个C型钢构件的C型开口朝向框体内，所述C型钢构件间的连接均为栓接；

所述组件分第一组件、第二组件两种类型，外框均呈长方的口字型；所述第一组件上的外接的C型钢构件连接在外框的长边侧；所述第二组件上的外接的C型钢构件连接在外框的短边侧；所述第二组件的4个C型钢构件间的连接部位内部设置有L型加固件；所述第二组件的框体内还设置有至少1个与短边平行的横撑；

其中，外接的C型钢构件的外部底面与所述外框连接，并且宽度方向上部分伸出所述框体外侧的部分可与另外的组件的外框连接，其中，当所述组件作为竖向侧壁与水平的另外组件的连接时，水平的另外组件的外框插入所述组件的外接的C型钢构件的C型口内。

2.根据权利要求1所述的建筑用标准模块化组件，其特征在于，所述C型钢构件均采用冷弯薄壁型钢。

3.一种装配式建筑，其特征在于，包括由权利要求1或2所述的建筑用标准模块化组件装配而成的建筑结构框架。

4.根据权利要求3所述的装配式建筑，其特征在于，还包括支撑所述建筑结构框架的两个条形基础；

所述建筑用标准模块化组件分第一组件、第二组件两种类型，外框均呈长方的口字型；所述第一组件上的外接的C型钢构件连接在外框的长边侧；所述第二组件上的外接的C型钢构件连接在外框的短边侧；

所述装配式建筑的最下层的竖向侧壁由多个固定连接在条形基础上的第一组件组成，第一组件的外接的C型钢构件位于上部，朝向建筑内侧，第一组件间竖向抗剪连接；

所述装配式建筑的水平层结构，由沿条形基础延伸方向为轴线而对称设置的多个第二组件组成；所述第二组件一端插入竖向侧壁上的外接的C型钢构件的C型口内，固定连接；第二组件另一端为含有外接的C型钢构件端，与对称设置的第二组件的对应端固定连接，其中一个C型口朝上，一个C型口朝下；沿条形基础轴向设置的多个水平的第二组件，相邻组件间固定连接；

所述装配式建筑其他层的竖向侧壁由多个第二组件装配连接构成；

所述竖向侧壁顶端全部或部分由多个第一组件封顶；或不由第一组件封顶。

5.根据权利要求4所述的装配式建筑，其特征在于，所述装配式建筑装配过程中的所有相邻组件间的连接均采用栓接。