CN107355027A - 一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系及施工方法，其中结构体系包括有一个第一空间模块单元；第一空间模块单元包括由一面顶面楼板以及四面墙板组成的钟罩型五面空间模块单元；所述剪力墙板主体两端的竖向侧面上预埋有水平的连接筋；剪力墙板主体中竖向钢筋的上端超出剪力墙板主体的顶面；剪力墙板主体的底面开设有连接槽口；工字型钢构件有两根，分别连接在剪力墙板主体两端的竖向侧面上；楼板上开有竖向的穿筋孔；竖向钢筋对应穿在穿筋孔中，且其上端超出楼板顶面，超出部分向对应一侧开有连接槽口的板面方向弯折。本发明解决了现有的装配结构体系存在装配率低、抗震性能差、现场吊装工作量大以及节点部位不易施工的技术问题。

Description

一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系及施工方法

技术领域

本发明属于建筑结构体系领域，特别涉及一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系及施工方法。

背景技术

建筑结构形式按照建造材料划分包括：钢筋混凝土结构、钢结构、木结构和组合结构。钢筋混凝土结构是我国应用范围广，技术成熟的结构形式；伴随着能源问题、环境问题以及我国人口红利的消失问题，高能耗、低能效、环境污染大、回收利用率低且劳动密集的现浇钢筋混凝土结构体系正在退出建筑历史的舞台。相应的装配式建筑作为建筑工业化实现的途径之一正在广泛的被人们所推广；我国装配式建筑还处于探索阶段，结构体系存在装配率低、节点连接复杂和抗震性能差等缺点，并且在装配式结构施工过程中，逐个构件逐层进行吊装，工作量大严重影响了施工的进度安排。

钢结构本身即为全工厂加工然后现场进行装配，工业化程度较高，且钢结构还具有重量轻、强度高和延性好的优点，但同时，钢结构也存在抗侧性能差、抗火和耐久性差等一系列缺点。如今，我国发展至今已成为世界钢铁产量最大的国家，存在严重产能过剩的问题，钢产量过剩不仅仅影响了国家经济发展而且造成资源的浪费，如何将过剩的钢材合理的利用已经成为国家重大发展战略之一。

发明内容

本发明提出了一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系及施工方法，要解决现有的装配式结构体系存在装配率低、抗震性能差、现场吊装工作量大以及节点部位不易施工的技术问题。

本发明技术方案如下。

一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系包括有一个第一空间模块单元；所述第一空间模块单元包括由一面顶面楼板以及四面墙板组成的钟罩型五面空间模块单元；

所述墙板为预制钢混凝土剪力墙板，该墙板包括有剪力墙板主体和工字型钢构件；所述剪力墙板主体左右两端的竖向侧面上、均沿竖向间隔预埋有水平的连接筋，连接筋的一端锚固在剪力墙板主体的混凝土中，连接筋的另一端超出剪力墙板主体的左端竖向侧面或者右端竖向侧面，且超出部分上设有螺纹；所述剪力墙板主体中竖向钢筋的上端超出剪力墙板主体的顶面；所述剪力墙板主体的底面对应剪力墙板主体顶部竖向钢筋位置处开设有连接槽口，该连接槽口位于剪力墙板主体前侧板面和/或后侧板面上；所述工字型钢构件有两根，分别对应连接在剪力墙板主体两端的竖向侧面上，且工字型钢构件的顶部与剪力墙板主体的顶部平齐，工字型钢构件的底部与剪力墙板主体的底部平齐；其中，工字型钢构件的下翼缘上、对应连接筋的位置处开设有穿孔，连接筋超出剪力墙板主体部分对应穿在下翼缘上的穿孔中，并通过螺母固定；工字型钢构件的上翼缘宽度小于腹板的宽度，且在上翼缘上、间隔开设有连接孔；工字型钢构件的腹板上对应上翼缘上连接孔的位置处开设有通孔；所述第一空间模块单元中，横纵相邻的两面墙板之间通过横纵相邻的两根工字型钢构件连接；其中一根工字型钢构件的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接；

所述楼板上、在靠近四周边缘的位置处开有竖向的穿筋孔；所述穿筋孔与剪力墙板主体顶部的竖向钢筋对应设置；其中，竖向钢筋对应穿在穿筋孔中，且其上端超出楼板顶面，超出部分向对应一侧开有连接槽口的板面方向弯折。

优选的，所述工字型钢构件的上翼缘宽度小于下翼缘的宽度，在横纵相连接的两根工字型钢构件顶部和底部均设有水平的端板；所述端板的平面尺寸与两根工字型钢构件水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，在端板的板面上、对应楼板上穿筋孔的位置处间隔开有螺栓孔。

优选的，所述楼板的顶面和底面、位于四个转角位置处均设置有橡胶垫片；所述橡胶垫片与端板对应布置，且内嵌于楼板混凝土中，橡胶垫片内嵌的深度与其厚度相适应，橡胶垫片的平面尺寸与端板的平面尺寸相适应，在橡胶垫片上、对应端板上螺栓孔的位置处也开设有螺栓孔；所述端板、橡胶垫片和楼板之间通过螺栓连接。

优选的，所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系还包括有至少一个第一空间模块单元；在第一空间模块单元中，所述剪力墙板主体中竖向钢筋的下端超出连接槽口的顶面，且超出部分朝设有连接槽口一侧的板面方向弯折；所述第一空间模块单元之间的连接为位于不同层的第一空间模块单元的竖向拼接；其中，下层第一空间模块单元中剪力墙板主体顶部的竖向钢筋的弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体底部的连接槽口中，并且下层剪力墙板主体的竖向钢筋的弯钩与上层剪力墙板主体的连接槽口中竖向钢筋的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第一空间模块单元中工字型钢构件顶部的端板、楼板以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件底部的端板之间通过螺栓连接。

优选的，所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系还包括有一个第二空间模块单元或者至少两个第二空间模块单元；所述第二空间模块单元包括由一面顶面楼板和三面墙板组成的钟罩缺墙面空间模块单元。

优选的，当所述结构体系包括有一个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与最底层的第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件对应固定连接。

优选的，当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，且呈一字形排列；两个第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板数量为一面，且通过工字型钢构件对应固定连接；所述第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板数量之和总共不多于一面，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件与第一空间模块单元一侧的工字型钢构对应固定连接。

优选的，当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中下层第二空间模块单元中剪力墙板主体顶部的竖向钢筋的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体底部的连接槽口中，并且下层剪力墙板主体的竖向钢筋的弯钩与上层剪力墙板主体的连接槽口中的竖向钢筋的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第二空间模块单元中工字型钢构件顶部的端板、楼板以及上层第二空间模块单元中工字型钢构件底部的端板之间通过螺栓连接。

优选的，当所述结构体系包括有至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接均为位于同一层的水平拼接和/或为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中竖向相邻的第二空间模块单元中，下层第二空间模块单元中剪力墙板主体顶部的竖向钢筋的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体底部的连接槽口中，并且下层剪力墙板主体的竖向钢筋的弯钩与上层剪力墙板主体的连接槽口中的竖向钢筋的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第二空间模块单元中工字型钢构件顶部的端板、楼板以及上层第二空间模块单元中工字型钢构件底部的端板之间通过螺栓连接；水平相邻的第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板数量为一面，且通过工字型钢构件对应固定连接；所述第二空间模块单元与第一空间模块单元之间对应水平拼接连接，并且拼接侧的墙板数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件对应固定连接。一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系的施工方法，包括步骤如下。

步骤一：在工厂分别预制楼板、剪力墙板主体和工字型钢构件。

步骤二：第一空间模块单元和第二空间模块单元的组装，具体步骤包括如下。

步骤a：在剪力墙板主体左右两端的竖向侧面上连接工字型钢构件；将剪力墙板主体上连接筋超出部分对应穿在工字型钢构件的下翼缘上的穿孔中，并拧上螺母进行固定。

步骤b：墙板的拼装，包括第一空间模块单元中墙板的拼装和第二空间模块单元中墙板的拼装；将横向墙板端部的工字型钢构件与纵向墙板端部的工字型钢构件对应连接，使其中一根工字型钢构件的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接。

步骤c：在横纵相连接的两根工字型钢构件顶部和底部均设置水平的端板；所述端板的平面尺寸与两根工字型钢构件水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，且在端板的板面上、对应楼板上穿筋孔的位置处间隔开设螺栓孔。

步骤d：楼板的安装；在步骤c中已拼装完成的墙板顶部安装楼板；使超出剪力墙板主体顶部的竖向钢筋对应穿在楼板上的穿筋孔中，竖向钢筋超出楼板顶部的部分朝着开有连接槽口一侧的板面方向弯折。

步骤三：不同层第一空间模块单元之间的竖向拼接；将下层第一空间模块单元中剪力墙板主体顶部的竖向钢筋弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体底部的连接槽口中，并且将下层剪力墙板主体的竖向钢筋弯钩与上层剪力墙板主体的连接槽口中竖向钢筋弯钩采用套筒连接或者焊接连接；然后将下层第一空间模块单元中工字型钢构件顶部的端板、楼板以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件底部的端板之间通过螺栓连接。

步骤四：安装第二空间模块单元；将第二空间模块单元依次连接在已拼装的结构体系上，直至所有的第二空间模块单元安装完毕。

步骤五：在工字型钢构件连接结构的外侧浇筑混凝土，使混凝土与工字型钢构件共同形成钢混凝土柱；至此施工结束。

优选的，步骤四中，当所述结构体系包括有一个第二空间模块单元时，将第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元水平拼接连接，并使第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件对应固定连接；

当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元之间的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向连接或者位于同一层的第二空间模块单元的水平连接；

当所述结构体系包括有至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接和/或者位于同一层的第二空间模块单元的水平连接。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

1、本发明采用型钢与混凝土组合的方式，首先在工厂完成墙板和楼板的制作，然后再在工厂内完成墙板和楼板的组装，组装成为一个空间模块单元，然后再运输至施工现场完成空间模块单元的吊装，极大的提高了建筑构件的预制率，有效提高吊装效率。

2、本发明应用型钢与钢筋混凝土进行组合，充分发挥了各种材料的力学性能，利用了钢结构延性好、装配式连接方便以及钢筋混凝土结构刚度大、可以提高结构稳定性的优点，使得所提出的装配式型钢混凝土剪力墙拼装型空间模块化结构体系具有较强的抗震能力和耗能性能，墙板和楼板结构节点部位都采用机械连接，易于施工与安装。

3、本发明中所述墙板包括有剪力墙板主体和连接在墙板主体两侧的工字型钢构件，纵横相邻的两块墙板之间通过工字型钢构件连接成整体，不仅使墙板连接操作简单，同时纵横相邻的工字型钢构件拼接成的结构相当于结构柱，也增强了结构体系的承载能力。

4、本发明提出的空间模块单元由预制墙板和预制楼板采用机械连接的方式拼接而成，并且使下层预制墙板中竖向钢筋的顶端穿过中间的楼板层与上层预制墙板中竖向钢筋的底端对应连接，增加了体系的整体性，同时结构体系中的各个构件采用螺栓等机械连接的方式进行连接，便于结构体系的拆改，同时结构体系中利用的钢材可以回收利用提高了建筑的回收率有利于可持续发展，适合绿色建筑发展的主题。

5、本发明的结构体系中墙板和楼板组合自由，可以根据建筑使用功能的要求灵活的组合以及墙面的缺省、空间模块单元的尺寸多样化，有利于丰富建筑使用空间和满足建筑功能要求。

6、本发明中的第一空间模块单元之间、第一空间模块单元和第二空间模块单元之间的连接采用螺栓等机械连接的方式进行连接，便于结构的拆改，同时结构体系中利用的钢材可以回收利用提高了建筑的回收率有利于可持续发展，适合绿色建筑发展的主题。

7、本发明中的结构体系中综合利用型钢和混凝土两种材料的优点进行互补，在发挥出各种材料优点的同时又可以补偿材料存在的缺点，该结构体系同钢筋混凝土结构相比，具有减小构件截面尺寸、减轻结构自重、减小地震作用、增加有效使用空间、降低基础造价、方便安装、缩短施工周期、增加构件以及结构延性等优点；同钢结构相比，组合结构具有减少用钢量、增大刚度、增加结构的稳定性和整体性、提高结构的抗火性和耐久性等优点。

附图说明

图1为实施例1中楼板上开有一排竖向穿筋孔的轴侧示意图。

图2为实施例1中剪力墙板主体顶部设有一排竖向钢筋的结构示意图。

图3为实施例1中剪力墙板主体中的钢筋和两侧的工字型钢构件的结构示意图。

图4为本发明中的工字型钢构件细部结构示意图。

图5为实施例1中的墙板顶角处结构示意图。

图6为实施例1中的墙板底角处结构示意图；

图7为本发明中的第一空间模块单元结构示意图。

图8为实施例1中的墙板与楼板连接结构顶角处的结构示意图。

图9为实施例1中的墙板与楼板连接结构底角处的结构示意图。

图10为横纵相邻两根工字型钢构件连接结构示意图。

图11为实施例2中楼板上开有两排竖向穿筋孔的示意图。

图12为实施例2中剪力墙板主体顶部设有两排竖向钢筋的结构示意图。

图13为实施例2中的墙板顶角处结构示意图。

图14为实施例2中的墙板底角处结构示意图。

图15为两块第一空间模块单元和一块第二空间模块单元拼接结构示意图。

图16为第二空间模块单元和第一空间模块单元拼接结构的水平连接节点构造示意图；

图17为第一空间模块单元和第一空间模块单元拼接结构的竖向连接节点构造示意图。

附图标记：1―楼板、2―墙板、2.1―剪力墙板主体、2.2―工字型钢构件、2.3―竖向钢筋、3―连接筋、4―螺母、5―连接槽口、6―穿筋孔、7―端板、8―橡胶垫片、9―穿孔、10―连接孔、11―通孔、12―螺栓孔、13―圆孔。

具体实施方式

实施例1

如图1-10、15-17所示，这种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，包括有一个第一空间模块单元；所述第一空间模块单元包括由一面顶面楼板1以及四面墙板2组成的钟罩型五面空间模块单元；所述墙板2为预制钢混凝土剪力墙板，该墙板2包括有剪力墙板主体2.1和工字型钢构件2.2；所述剪力墙板主体2.1左右两端的竖向侧面上、均沿竖向间隔预埋有水平的连接筋3，连接筋3的一端锚固在剪力墙板主体2.1的混凝土中，且满足相关规范锚固长度要求，连接筋3的另一端超出剪力墙板主体2.1的左端竖向侧面或者右端竖向侧面，且超出部分上设有螺纹；所述剪力墙板主体2.1中竖向钢筋2.3的上端超出剪力墙板主体2.1的顶面；所述剪力墙板主体2.1的底面对应剪力墙板主体2.1顶部竖向钢筋2.3位置处开设有连接槽口5，该连接槽口5位于剪力墙板主体2.1前侧板面或后侧板面上；所述工字型钢构件2.2有两根，分别对应连接在剪力墙板主体2.1两端的竖向侧面上，且工字型钢构件2.2的顶部与剪力墙板主体2.1的顶部平齐，工字型钢构件2.2的底部与剪力墙板主体2.1的底部平齐；其中，工字型钢构件2.2的下翼缘上、对应连接筋3的位置处开设有穿孔9，连接筋3超出剪力墙板主体2.1部分对应穿在下翼缘上的穿孔9中，并通过螺母4固定；工字型钢构件2.2的上翼缘宽度小于腹板的宽度，且在上翼缘上、间隔开设有连接孔10；工字型钢构件2.2的腹板上对应上翼缘上连接孔10的位置处开设有通孔11；所述第一空间模块单元中，横纵相邻的两面墙板2之间通过横纵相邻的两根工字型钢构件2.2连接；其中一根工字型钢构件2.2的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件2.2的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接；为了保证螺栓的力学性能充分发挥作用，螺栓间距应满足相关规范和构造要求；所述楼板1上、在靠近四周边缘的位置处开有一排竖向的穿筋孔6；所述穿筋孔6与剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3对应设置；其中，竖向钢筋2.3对应穿在穿筋孔6中，且其上端超出楼板1顶面，超出部分向对应一侧开有连接槽口5的板面方向弯折。

本实施例中，所述楼板1中设有钢筋网片，钢筋网片根据设计计算进行配置。

本实施例中，超出剪力墙板主体2.1的顶面的竖向钢筋2.3有一排，连接槽口5开有一组、且位于剪力墙板主体2.1前侧面或者后面侧面上；所述竖向钢筋2.3与连接槽口5位于剪力墙板主体2.1的同侧，且对应布置。

本实施例中，所述工字型钢构件2.2的上翼缘宽度小于下翼缘的宽度，在横纵相连接的两根工字型钢构件2.2顶部和底部均设有水平的端板7；所述端板7的平面尺寸与两根工字型钢构件2.2水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，在端板7的板面上、对应楼板1上穿筋孔6的位置处间隔开有螺栓孔12。

本实施例中，所述楼板1的顶面和底面、位于四个转角位置处均设置有橡胶垫片8；所述橡胶垫片8与端板7对应布置，且内嵌于楼板1混凝土中，橡胶垫片8内嵌的深度与其厚度相适应，橡胶垫片8的平面尺寸与端板7的平面尺寸相适应，在橡胶垫片8上、对应端板7上螺栓孔12的位置处也开设有螺栓孔12；所述端板7、橡胶垫片8和楼板1之间通过螺栓连接。

本实施例中，在所述结构体系的基础上还可以拼装至少一个第一空间模块单元，第一空间模块单元之间的连接为位于不同层的第一空间模块单元的竖向拼接；在每个第一空间模块单元中，所述剪力墙板主体2.1中竖向钢筋2.3的下端超出连接槽口5的顶面，且超出部分朝设有连接槽口5一侧的板面方向弯折；

弯折长度等于竖向钢筋2.3上端超出楼板1顶面部分的弯折长度；待第一空间模块单元竖向安装后上下层剪力墙板主体2.1连接出的钢筋在一条轴线上；其中，下层第一空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的一排竖向钢筋2.3的弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的一组连接槽口5中，并且下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3的弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中竖向钢筋2.3的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；另外，下层第一空间模块单元中工字型钢构件2.2顶部的端板7、楼板1以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件2.2底部的端板7之间通过螺栓连接。

本实施例中，在上述结构体系的基础上还可以拼接一个第二空间模块单元或者至少两个第二空间模块单元；所述第二空间模块单元包括由一面顶面楼板1和三面墙板2组成的钟罩缺墙面空间模块单元；该实施例中，第二空间模块单元的拼接方式又分为四种情况。

第一种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接一个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与最底层的第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且这两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

第二种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，且呈一字形排列；两个第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量为一面，且通过工字型钢构件2.2对应固定连接；所述第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

第三种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中竖向相邻的第二空间模块单元中，下层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的连接槽口5中，并且下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3的弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中的竖向钢筋2.3的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

第四种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接均为位于同一层的水平拼接和/或为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中竖向相邻的第二空间模块单元中，下层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的连接槽口5中，并且下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3的弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中的竖向钢筋2.3的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第二空间模块单元中工字型钢构件2.2顶部的端板7、楼板1以及上层第二空间模块单元中工字型钢构件2.2底部的端板7之间通过螺栓连接；水平相邻的第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量为一面，且通过工字型钢构件2.2对应固定连接；所述第二空间模块单元与第一空间模块单元之间对应水平拼接连接，并且拼接侧的墙板2数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

实施例2

如图10-17所示，这种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，包括有一个第一空间模块单元；所述第一空间模块单元包括由一面顶面楼板1以及四面墙板2组成的钟罩型五面空间模块单元；所述墙板2为预制钢混凝土剪力墙板，该墙板2包括有剪力墙板主体2.1和工字型钢构件2.2；所述剪力墙板主体2.1左右两端的竖向侧面上、均沿竖向间隔预埋有水平的连接筋3，连接筋3的一端锚固在剪力墙板主体2.1的混凝土中，且满足相关规范锚固长度要求，连接筋3的另一端超出剪力墙板主体2.1的左端竖向侧面或者右端竖向侧面，且超出部分上设有螺纹；所述剪力墙板主体2.1中竖向钢筋2.3的上端超出剪力墙板主体2.1的顶面；所述剪力墙板主体2.1的底面对应剪力墙板主体2.1顶部竖向钢筋2.3位置处开设有连接槽口5，该连接槽口5位于剪力墙板主体2.1前侧板面和后侧板面上；所述工字型钢构件2.2有两根，分别对应连接在剪力墙板主体2.1两端的竖向侧面上，且工字型钢构件2.2的顶部与剪力墙板主体2.1的顶部平齐，工字型钢构件2.2的底部与剪力墙板主体2.1的底部平齐；其中，工字型钢构件2.2的下翼缘上、对应连接筋3的位置处开设有穿孔9，连接筋3超出剪力墙板主体2.1部分对应穿在下翼缘上的穿孔9中，并通过螺母4固定；工字型钢构件2.2的上翼缘宽度小于腹板的宽度，且在上翼缘上、间隔开设有连接孔10；工字型钢构件2.2的腹板上对应上翼缘上连接孔10的位置处开设有通孔11；所述第一空间模块单元中，横纵相邻的两面墙板2之间通过横纵相邻的两根工字型钢构件2.2连接；其中一根工字型钢构件2.2的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件2.2的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接；为了保证螺栓的力学性能充分发挥作用，螺栓间距应满足相关规范和构造要求；所述楼板1上、在靠近四周边缘的位置处开有两排竖向的穿筋孔6；所述穿筋孔6与剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3对应设置；其中，竖向钢筋2.3对应穿在穿筋孔6中，且其上端超出楼板1顶面，超出部分向对应一侧开有连接槽口5的板面方向弯折。

本实施例中，所述楼板1中设有钢筋网片，钢筋网片根据设计计算进行配置。

本实施例中，超出剪力墙板主体2.1的顶面的竖向钢筋2.3有两排、分别位于剪力墙板主体2.1前侧面和后面侧面上，连接槽口5开有一组、且位于剪力墙板主体2.1前侧面或者后面侧面上，并与竖向钢筋2.3对应布置。

本实施例中，所述工字型钢构件2.2的上翼缘宽度小于下翼缘的宽度，在横纵相连接的两根工字型钢构件2.2顶部和底部均设有水平的端板7；所述端板7的平面尺寸与两根工字型钢构件2.2水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，在端板7的板面上、对应楼板1上穿筋孔6的位置处间隔开有螺栓孔12。

本实施例中，所述楼板1的顶面和底面、位于四个转角位置处均设置有橡胶垫片8；所述橡胶垫片8与端板7对应布置，且内嵌于楼板1混凝土中，橡胶垫片8内嵌的深度与其厚度相适应，橡胶垫片8的平面尺寸与端板7的平面尺寸相适应，在橡胶垫片8上、对应端板7上螺栓孔12的位置处也开设有螺栓孔12；所述端板7、橡胶垫片8和楼板1之间通过螺栓连接。

本实施例中，在所述结构体系的基础上还可以拼装至少一个第一空间模块单元，第一空间模块单元之间的连接为位于不同层的第一空间模块单元的竖向拼接；在每个第一空间模块单元中，所述剪力墙板主体2.1中竖向钢筋2.3的下端超出连接槽口5的顶面，且超出部分朝设有连接槽口5一侧的板面方向弯折；

弯折长度等于竖向钢筋2.3上端超出楼板1顶面部分的弯折长度；待第一空间模块单元竖向安装后上下层剪力墙板主体2.1连接出的钢筋在一条轴线上；其中，下层第一空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的一排竖向钢筋2.3的弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的一组连接槽口5中，并且下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3的弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中竖向钢筋2.3的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；另外，下层第一空间模块单元中工字型钢构件2.2顶部的端板7、楼板1以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件2.2底部的端板7之间通过螺栓连接。

本实施例中，在上述结构体系的基础上还可以拼接一个第二空间模块单元或者至少两个第二空间模块单元；所述第二空间模块单元包括由一面顶面楼板1和三面墙板2组成的钟罩缺墙面空间模块单元；该实施例中，第二空间模块单元的拼接方式又分为四种情况。

第一种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接一个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与最底层的第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且这两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

第二种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，且呈一字形排列；两个第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量为一面，且通过工字型钢构件2.2对应固定连接；所述第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

第三种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中竖向相邻的第二空间模块单元中，下层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的连接槽口5中，并且下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3的弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中的竖向钢筋2.3的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

第四种情况，当在一个第一空间模块单元或者一组竖向连接的第一空间模块单元体系的侧面连接至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接均为位于同一层的水平拼接和/或为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中竖向相邻的第二空间模块单元中，下层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的连接槽口5中，并且下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3的弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中的竖向钢筋2.3的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第二空间模块单元中工字型钢构件2.2顶部的端板7、楼板1以及上层第二空间模块单元中工字型钢构件2.2底部的端板7之间通过螺栓连接；水平相邻的第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板2数量为一面，且通过工字型钢构件2.2对应固定连接；所述第二空间模块单元与第一空间模块单元之间对应水平拼接连接，并且拼接侧的墙板2数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

这种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系的施工方法，包括步骤如下。

步骤一：在工厂预制楼板1、剪力墙板主体2.1和工字型钢构件2.2。

步骤二：第一空间模块单元和第二空间模块单元的组装，具体步骤包括如下。

步骤a：在剪力墙板主体2.1左右两端的竖向侧面上连接工字型钢构件2.2；将剪力墙板主体2.1上连接筋3超出部分对应穿在工字型钢构件2.2的下翼缘上的穿孔9中，并拧上螺母4进行固定。

步骤b：墙板2的拼装，包括第一空间模块单元中墙板的拼装和第二空间模块单元中墙板的拼装；将横向墙板端部的工字型钢构件2.2与纵向墙板端部的工字型钢构件2.2对应连接，使其中一根工字型钢构件2.2的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件2.2的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接。

步骤c：在横纵相连接的两根工字型钢构件2.2顶部和底部均设置水平的端板7；所述端板7的平面尺寸与两根工字型钢构件2.2水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，且在端板7的板面上、对应楼板1上穿筋孔6的位置处间隔开设螺栓孔12。

步骤d：楼板1的安装；在步骤c中已拼装完成的墙板2顶部安装楼板1；使超出剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3对应穿在楼板1上的穿筋孔6中，竖向钢筋2.3超出楼板1顶部的部分朝着开有连接槽口5一侧的板面方向弯折。

步骤三：不同层第一空间模块单元之间的竖向拼接；将下层第一空间模块单元中剪力墙板主体2.1顶部的竖向钢筋2.3弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体2.1底部的连接槽口5中，并且将下层剪力墙板主体2.1的竖向钢筋2.3弯钩与上层剪力墙板主体2.1的连接槽口5中竖向钢筋2.3弯钩采用套筒连接或者焊接连接；然后将下层第一空间模块单元中工字型钢构件2.2顶部的端板7、楼板1以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件2.2底部的端板7之间通过螺栓连接。

步骤四：安装第二空间模块单元；将第二空间模块单元依次连接在已拼装的结构体系上，直至所有的第二空间模块单元安装完毕。

步骤五：在工字型钢构件2.2连接结构的外侧浇筑混凝土或填充轻质材料等方式进行处理，使混凝土与工字型钢构件2.2共同形成钢混凝土柱；至此施工结束；浇筑混凝土可以有利于提高整体结构的性能以及满足了钢构件的防火与防腐设计要求。

本实施例的步骤四中，当所述结构体系包括有一个第二空间模块单元时，将第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元水平拼接连接，并使第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件2.2与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件2.2对应固定连接。

当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元之间可以竖向拼接连接或者水平拼接连接。

当所述结构体系包括有至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元之间可以竖向拼接连接或者水平拼接连接或者即在水平向拼接连接又同时在竖向上拼接连接。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围涵盖本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：包括有一个第一空间模块单元；所述第一空间模块单元包括由一面顶面楼板（1）以及四面墙板（2）组成的钟罩型五面空间模块单元；

所述墙板（2）为预制钢混凝土剪力墙板，该墙板（2）包括有剪力墙板主体（2.1）和工字型钢构件（2.2）；所述剪力墙板主体（2.1）左右两端的竖向侧面上、均沿竖向间隔预埋有水平的连接筋（3），连接筋（3）的一端锚固在剪力墙板主体（2.1）的混凝土中，连接筋（3）的另一端超出剪力墙板主体（2.1）的左端竖向侧面或者右端竖向侧面，且超出部分上设有螺纹；所述剪力墙板主体（2.1）中竖向钢筋（2.3）的上端超出剪力墙板主体（2.1）的顶面；所述剪力墙板主体（2.1）的底面对应剪力墙板主体（2.1）顶部竖向钢筋（2.3）位置处开设有连接槽口（5），该连接槽口（5）位于剪力墙板主体（2.1）前侧板面和/或后侧板面上；所述工字型钢构件（2.2）有两根，分别对应连接在剪力墙板主体（2.1）两端的竖向侧面上，且工字型钢构件（2.2）的顶部与剪力墙板主体（2.1）的顶部平齐，工字型钢构件（2.2）的底部与剪力墙板主体（2.1）的底部平齐；其中，工字型钢构件（2.2）的下翼缘上、对应连接筋（3）的位置处开设有穿孔（9），连接筋（3）超出剪力墙板主体（2.1）部分对应穿在下翼缘上的穿孔（9）中，并通过螺母（4）固定；工字型钢构件（2.2）的上翼缘宽度小于腹板的宽度，且在上翼缘上、间隔开设有连接孔（10）；工字型钢构件（2.2）的腹板上对应上翼缘上连接孔（10）的位置处开设有通孔（11）；所述第一空间模块单元中，横纵相邻的两面墙板（2）之间通过横纵相邻的两根工字型钢构件（2.2）连接；其中一根工字型钢构件（2.2）的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件（2.2）的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接；

所述楼板（1）上、在靠近四周边缘的位置处开有竖向的穿筋孔（6）；所述穿筋孔（6）与剪力墙板主体（2.1）顶部的竖向钢筋（2.3）对应设置；其中，竖向钢筋（2.3）对应穿在穿筋孔（6）中，且其上端超出楼板（1）顶面，超出部分向对应一侧开有连接槽口（5）的板面方向弯折。

2.根据权利要求1所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：所述工字型钢构件（2.2）的上翼缘宽度小于下翼缘的宽度，在横纵相连接的两根工字型钢构件（2.2）顶部和底部均设有水平的端板（7）；所述端板（7）的平面尺寸与两根工字型钢构件（2.2）水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，在端板（7）的板面上、对应楼板（1）上穿筋孔（6）的位置处间隔开有螺栓孔（12）；

所述楼板（1）的顶面和底面、位于四个转角位置处均设置有橡胶垫片（8）；所述橡胶垫片（8）与端板（7）对应布置，且内嵌于楼板（1）混凝土中，橡胶垫片（8）内嵌的深度与其厚度相适应，橡胶垫片（8）的平面尺寸与端板（7）的平面尺寸相适应，在橡胶垫片（8）上、对应端板（7）上螺栓孔（12）的位置处也开设有圆孔（13）；所述端板（7）、橡胶垫片（8）和楼板（1）之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：还包括有至少一个第一空间模块单元；在第一空间模块单元中，所述剪力墙板主体（2.1）中竖向钢筋（2.3）的下端超出连接槽口（5）的顶面，且超出部分朝设有连接槽口（5）一侧的板面方向弯折；所述第一空间模块单元之间的连接为位于不同层的第一空间模块单元的竖向拼接；其中，下层第一空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）顶部的竖向钢筋（2.3）的弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）底部的连接槽口（5）中，并且下层剪力墙板主体（2.1）的竖向钢筋（2.3）的弯钩与上层剪力墙板主体（2.1）的连接槽口（5）中竖向钢筋（2.3）的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第一空间模块单元中工字型钢构件（2.2）顶部的端板（7）、楼板（1）以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件（2.2）底部的端板（7）之间通过螺栓连接。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：还包括有至少一个第二空间模块单元；所述第二空间模块单元包括由一面顶面楼板（1）和三面墙板（2）组成的钟罩缺墙面空间模块单元。

5.根据权利要求4所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：当所述结构体系包括有一个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与最底层的第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板（2）数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件（2.2）与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件（2.2）对应固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，且呈一字形排列；两个第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板（2）数量为一面，且通过工字型钢构件（2.2）对应固定连接；所述第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元的连接为位于同一层的水平拼接，并且两个空间模块单元之间的拼接侧的墙板（2）数量之和总共不多于一面，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件（2.2）与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件（2.2）对应固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中下层第二空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）顶部的竖向钢筋（2.3）的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）底部的连接槽口（5）中，并且下层剪力墙板主体（2.1）的竖向钢筋（2.3）的弯钩与上层剪力墙板主体（2.1）的连接槽口（5）中的竖向钢筋（2.3）的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第二空间模块单元中工字型钢构件（2.2）顶部的端板（7）、楼板（1）以及上层第二空间模块单元中工字型钢构件（2.2）底部的端板（7）之间通过螺栓连接。

8.根据权利要求4所述的一种型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系，其特征在于：当所述结构体系包括有至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元与第二空间模块单元的连接均为位于同一层的水平拼接和/或为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接；其中竖向相邻的第二空间模块单元中，下层第二空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）顶部的竖向钢筋（2.3）的弯钩对应伸入上层第二空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）底部的连接槽口（5）中，并且下层剪力墙板主体（2.1）的竖向钢筋（2.3）的弯钩与上层剪力墙板主体（2.1）的连接槽口（5）中的竖向钢筋（2.3）的弯钩采用套筒连接或者焊接连接；下层第二空间模块单元中工字型钢构件（2.2）顶部的端板（7）、楼板（1）以及上层第二空间模块单元中工字型钢构件（2.2）底部的端板（7）之间通过螺栓连接；水平相邻的第二空间模块单元之间的拼接侧的墙板（2）数量为一面，且通过工字型钢构件（2.2）对应固定连接；所述第二空间模块单元与第一空间模块单元之间对应水平拼接连接，并且拼接侧的墙板（2）数量之和总共不多于一面；其中，第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件（2.2）与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件（2.2）对应固定连接。

9.一种权利要求4所述的型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一：在工厂分别预制楼板（1）、剪力墙板主体（2.1）和工字型钢构件（2.2）；

步骤二：第一空间模块单元和第二空间模块单元的组装，具体步骤包括如下：

步骤a：在剪力墙板主体（2.1）左右两端的竖向侧面上连接工字型钢构件（2.2）；将剪力墙板主体（2.1）上连接筋（3）超出部分对应穿在工字型钢构件（2.2）的下翼缘上的穿孔（9）中，并拧上螺母（4）进行固定；

步骤b：墙板（2）的拼装，包括第一空间模块单元中墙板的拼装和第二空间模块单元中墙板的拼装；将横向墙板端部的工字型钢构件（2.2）与纵向墙板端部的工字型钢构件（2.2）对应连接，使其中一根工字型钢构件（2.2）的上翼缘板伸入另一根工字型钢构件（2.2）的上下翼缘之间的间隙中、并与其腹板通过螺栓连接；

步骤c：在横纵相连接的两根工字型钢构件（2.2）顶部和底部均设置水平的端板（7）；所述端板（7）的平面尺寸与两根工字型钢构件（2.2）水平切面的外轮廓线所围成的矩形尺寸相适应，且在端板（7）的板面上、对应楼板（1）上穿筋孔（6）的位置处间隔开设螺栓孔（12）；

步骤d：楼板（1）的安装；在步骤c中已拼装完成的墙板（2）顶部安装楼板（1）；使超出剪力墙板主体（2.1）顶部的竖向钢筋（2.3）对应穿在楼板（1）上的穿筋孔（6）中，竖向钢筋（2.3）超出楼板（1）顶部的部分朝着对应一侧开有连接槽口（5）的板面方向弯折；

步骤三：不同层第一空间模块单元之间的竖向拼接；将下层第一空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）顶部的竖向钢筋（2.3）弯钩对应伸入上层第一空间模块单元中剪力墙板主体（2.1）底部的连接槽口（5）中，并且将下层剪力墙板主体（2.1）的竖向钢筋（2.3）弯钩与上层剪力墙板主体（2.1）的连接槽口（5）中竖向钢筋（2.3）弯钩采用套筒连接或者焊接连接；然后将下层第一空间模块单元中工字型钢构件（2.2）顶部的端板（7）、楼板（1）以及上层第一空间模块单元中工字型钢构件（2.2）底部的端板（7）之间通过螺栓连接；

步骤四：安装第二空间模块单元；将第二空间模块单元依次连接在已拼装的结构体系上，直至所有的第二空间模块单元安装完毕；

步骤五：在工字型钢构件（2.2）连接结构的外侧浇筑混凝土，使混凝土与工字型钢构件（2.2）共同形成钢混凝土柱；至此施工结束。

10.根据权利要求9所述的型钢砼剪力墙拼装型空间模块化结构体系的施工方法，其特征在于：

步骤四中，当所述结构体系包括有一个第二空间模块单元时，将第二空间模块单元与最底层第一空间模块单元水平拼接连接，并使第二空间模块单元中缺墙面一侧的工字型钢构件（2.2）与第一空间模块单元一侧的工字型钢构件（2.2）对应固定连接；

当所述结构体系包括有两个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元之间的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向连接或者位于同一层的第二空间模块单元的水平连接；

当所述结构体系包括有至少三个第二空间模块单元时，所述第二空间模块单元的连接为位于不同层的第二空间模块单元的竖向拼接和/或者位于同一层的第二空间模块单元的水平连接。