CN113279482B - 一种模块建筑一体化连接装置及安装方法 - Google Patents

一种模块建筑一体化连接装置及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及模块化建筑技术领域，具体而言，涉及一种模块建筑一体化连接装置及安装方法。包括模块立柱、模块横梁、核心连接机构，模块立柱、模块横梁、核心连接机构之间固定连接；所述模块立柱位于两模块横梁的相交处，包括柱体，柱体内置贯穿的预应力拉杆，柱体的两侧壁分别与两模块横梁连接，与模块横梁连接的柱体侧壁上设有具有内螺纹的螺纹孔，不与横梁模块连接的柱体侧壁端部和与横梁模块连接的柱体侧壁端部之间的高度差用于放置核心连接机构，不与横梁模块连接且与其相邻侧壁之间存在高度差的柱体侧壁端部设有用于固定预应力拉杆的固定模块。其大大提高了建筑模块的连接效率。

Description

一种模块建筑一体化连接装置及安装方法
技术领域
本发明涉及模块化建筑技术领域，具体而言，涉及一种模块建筑一体化连接装置及安装方法。
背景技术
随着建筑行业工业化、信息化不断发展，以及人们对环境保护的重视，对建筑行业提出了快速高效无污染的新建造要求。模块化建筑是近年来新兴的一种建筑结构体系,该体系是将建筑分成若干个空间模块，每个模块单元就是一个房间,所有模块单元均在工厂中进行预制生产,运输至现场并通过可靠的连接方式组装成为建筑整体。具有施工速度快、装配化程度高、环境污染极少、便于后期扩建的优点。
其中模块的连接对于模块化建筑而言，是一个重要的部分，连接决定了模块之间的组装质量，对安装建成的模块化建筑的抗震传力，起着决定性作用。现有的模块连接，有多螺栓连接或焊接，工序繁琐或焊接要求高，延长了施工工期，这与模块化建筑的快速建造初衷相悖，现在亟需一种一体化的用于简易安装连接模块的装置。
发明内容
针对上述背景技术的需求，本发明提出了一种模块建筑一体化连接装置及安装方法，其大大提高了建筑模块的连接效率。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种模块建筑一体化连接装置，其中，包括模块立柱、模块横梁、核心连接机构，模块立柱、模块横梁、核心连接机构之间固定连接；
所述模块立柱位于两模块横梁的相交处，包括柱体，柱体内置贯穿的预应力拉杆，柱体的两侧壁分别与两模块横梁连接，与模块横梁连接的柱体侧壁上设有具有内螺纹的螺纹孔，不与横梁模块连接的柱体侧壁端部和与横梁模块连接的柱体侧壁端部之间的高度差用于放置核心连接机构，不与横梁模块连接且与其相邻侧壁之间存在高度差的柱体侧壁端部设有用于固定预应力拉杆的固定模块；
所述两相交的模块横梁与模块立柱连接的端部分别设有T型卡锁板，T形卡锁板位于模块立柱的内侧；
所述核心连接机构呈六面体，其顶面和底面之间、左侧面和右侧面之间均呈对称设置，其顶面和底面均开设有与卡锁板对应的条形孔、以及与预应力拉杆对应的圆孔；其左侧面、右侧面和后侧面上设有与卡锁板对应的竖向条孔，竖向条孔与条形孔连通，卡锁板穿过竖向条孔卡入条形孔内；该装置的内腔中部设有钢板，钢板上对应预应力拉杆位置处设有螺纹杆，螺纹杆的端部套有用于连接预应力拉杆的螺旋固定套筒，预应力拉杆通过圆孔伸入核心连接机构内；其前侧面包括中间开扇的两门板，门板上设有螺栓孔Ⅰ，螺栓杆依次穿过门板、卡锁板并固定在模块立柱的柱体管壁上。
优选地，所述卡锁板包括固定在短模块横梁端部的卡锁板Ⅰ和固定在长模块横梁端部的卡锁板Ⅱ，卡锁板Ⅰ的翼缘板上设有四个螺栓孔Ⅱ，其中每两个螺栓孔Ⅱ之间呈对称设置，卡锁板Ⅱ的腹板上设有两个螺栓孔Ⅲ，螺栓孔Ⅲ与两个螺栓孔Ⅱ对应设置，螺栓孔Ⅲ沿腹板的竖向间隔设置。
优选地，所述每扇门板上分别开有八个螺栓孔Ⅰ，其中每四个螺栓孔Ⅰ呈上下对称设置，后侧面上设有与螺栓孔Ⅰ对应的数个螺栓孔，螺栓孔Ⅰ与翼缘板上的螺栓孔Ⅱ、腹板上的螺栓孔Ⅲ和模块立柱上的螺纹孔对应设置。
优选地，所述卡锁板与模块横梁端部之间的间隙距离与核心连接机构的左、右侧面板的厚度相同。
优选地，所述卡锁板和门板上的螺栓孔内无螺纹。
优选地，所述中间钢板的上方和下方均设有用于连接预应力拉杆的螺纹杆和螺旋固定套筒，所述预应力拉杆的端部有外螺纹，对应的螺旋固定套筒设有内螺纹，旋转螺旋固定套筒，实现预应力拉杆和核心连接机构的连接。
优选地，所述核心连接机构的外尺寸小于模块立柱端部的尺寸。安装后相邻建筑模块之间无缝填充连接。
优选地，所述钢板呈十字形。
本发明还包括上述模块建筑一体化连接装置的安装方法，其中，包括以下步骤：
第一步，搭建下层建筑模块：将模块立柱与两相交的模块横梁连接形成下层建筑模块；
第二步，将相邻两下层建筑模块无缝对齐，核心连接机构自上而下插入下层建筑模块内，卡锁板通过条形孔卡入核心连接机构内，预应力拉杆通过圆孔伸入核心连接机构中；
第三步，打开门板，调节下部的螺纹杆上的螺旋固定套筒，使下层建筑模块的预应力拉杆通过螺旋固定套筒与核心连接机构连接；
第四步，搭建上层建筑模块，将相邻的两上层建筑模块对齐，将两上层建筑模块由上方插至核心连接机构的上部，卡锁板卡入核心连接机构上部的条形孔中，上层建筑模块的预应力拉杆通过圆孔伸入核心连接机构中；
第五步，调节上部的螺纹杆上的螺旋固定套筒，使上层的预应力拉杆通过螺旋固定套筒与核心连接机构连接；
第六步，关闭门板，在预留的螺栓孔Ⅰ中插入端部带螺纹的螺栓杆，螺栓杆穿过卡锁板固定在模块立柱的柱体管壁上。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过在模块立柱的相邻柱体管壁之间设置高度差，形成用于安装核心连接机构的空间，将连接装置安装于该预留空间内，实现了各建筑模块之间的无缝连接，极大方便了模块建筑后期整体的防水处理；
(2)本发明中核心连接机构连接左右两建筑模块时，通过卡锁板与核心连接机构的条形孔精准卡接，进行初步连接，再通过螺杆将核心连接机构与建筑模块二次连接，保证连接质量的同时，简化了安装方式，极大提高了安装效率；
(3)本发明通过核心连接机构内的螺纹杆和螺旋固定套筒，将内置有预应力拉杆的模块立柱连成整体，加强了上下模块立柱间的整体性，极大提高了整个模块建筑的传力效果。
附图说明
图1是本发明的结构位置示意图；
图2是本发明的局部放大结构意图；
图3是本发明的爆炸分散示意图；
图4是模块立柱的结构示意图；
图5是模块立柱与模块横梁连接处的结构示意图；
图6是核心连接机构的第一结构示意图；
图7是核心连接机构的第二结构示意图；
图8是核心连接机构的左视结构示意图；
图9是核心连接机构的后视结构示意图；
图10(a)是相邻两下层建筑模块搭建后的结构示意图；
图10(b)是下层建筑模块与核心连接机构连接后的结构示意图；
图10(c)是上层建筑模块安装时的结构示意图；
图10(d)是上层建筑模块与核心连接机构的连接示意图；
图10(e)是整个装置搭建后的结构示意图；
图11是实施1中角部模块立柱、模块横梁和核心连接机构处于连接状态的结构示意图；
图12是实施例2中顶层的模块立柱和横梁模块、以及位于两横梁模块中部的核心连接机构连接的结构示意图；
图13是实施例3中底层的模块立柱和横梁模块、以及位于两横梁模块中部的核心连接机构连接的结构示意图；
图14是实施例3中核心连接机构的底部设有连接板的结构示意图。
其中，上述附图包括以下标记：1、模块立柱；11、预应力拉杆；12、螺纹孔；2、模块横梁；21、卡锁板；2101、卡锁板Ⅰ；2102、卡锁板Ⅱ；2103、螺栓孔Ⅱ；2104、螺栓孔Ⅲ；3、核心连接机构；31、条形孔；32、圆孔；33、竖向条孔；34、钢板；35、螺纹杆；36、螺旋固定套筒；37、门板；38、螺栓孔Ⅰ。
具体实施方式
为了更加清楚阐明本发明的设计目标及优点，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：
一种模块建筑连接装置，如图1至图3所示，包括模块立柱1、模块横梁2、核心连接机构3，模块立柱1、模块横梁2、核心连接机构3之间固定连接。
如图4所示，模块立柱1位于两模块横梁2的相交处，包括柱体，柱体内填充混凝土，柱体内置贯穿的预应力拉杆11，柱体的两侧壁分别与两模块横梁连接，与模块横梁连接的柱体侧壁上设有具有内螺纹的螺纹孔(12)，本实施例中，每一个柱体侧壁上均设有四个螺纹孔。不与横梁模块连接的柱体侧壁端部和与横梁模块连接的柱体侧壁端部之间存在高度差，该高度差形成安装核心连接机构3的预留空间，本实施例中，该高度差为200mm。不与横梁模块连接且与其相邻侧壁之间存在高度差的柱体侧壁端部设有固定模块，预应力拉杆的端部固定在固定模块上。
如图5所示，两橡胶的模块横梁2与模块立柱1连接的端部分别设有T形卡锁板21，T形卡锁板21位于模块立柱1的内侧。T形卡锁板21包括固定在短模块横梁端部的卡锁板Ⅰ2101和固定在长模块横梁端部的卡锁板Ⅱ2102。
卡锁板Ⅰ2101的翼缘板上有四个螺栓孔Ⅱ2103，其中两个螺栓孔Ⅱ2103之间呈对称设置，用于螺栓杆穿过。卡锁板Ⅱ2102的腹板上有两个螺栓孔Ⅲ2104，螺栓孔Ⅲ2104与两个螺栓孔Ⅱ2103对应设置。卡锁板21与模块横梁2端部之间存在一定的间隙，该间隙距离与核心连接机构的左、右侧面板厚相同，保证将核心连接机构卡住。
如图5至图9所示，核心连接机构为一面开扇的六面体，其顶面和底面之间呈对称设置，其左侧面和右侧面之间呈对称设置。顶面和底面上设有与卡锁板21对应的条形孔31、以及与预应力拉杆11对应的圆孔32。核心连接机构的左侧面、右侧面和后侧面上均设有与卡锁板21对应的竖向条孔33，竖向条孔33与条形孔31连通，卡锁板21穿过竖向条孔33卡入条形孔31内，实现了卡锁板21与核心连接机构之间的连接。核心连接机构的内腔中部设有钢板34，钢板34上对应预应力拉杆11的位置处设有螺纹杆35，螺纹杆35的端部套有用于连接预应力拉杆11的螺旋固定套筒36。预应力拉杆11的端部有外螺纹，其直径与核心连接机构3内的螺旋固定套筒36相对应，且螺旋固定套筒36内对应的设有内螺纹。螺旋固定套筒36通过上下旋转调节，实现预应力拉杆11与螺纹杆35的连接，从而实现预应力拉杆11与核心连接机构3的连接。预应力拉杆11通过预留的圆孔32伸入核心连接机构3内，通过螺旋固定套筒36与核心连接机构3连成一体。本实施例中，中间钢板34的上方和下方均设有用于连接预应力拉杆11的螺纹杆35和螺旋固定套筒36。
核心连接机构3的前侧面包括中间开扇的两门板37，门板37上设有螺栓孔Ⅰ38，螺栓杆依次穿过门板37、卡锁板21，并固定在模块立柱1的柱体管壁上。本实施例中，每扇门板37上开有八个螺栓孔Ⅰ38，每四个螺栓孔Ⅰ38呈上下对称设置，螺栓孔Ⅰ38与卡锁板21上的螺栓孔Ⅱ2103、螺栓孔Ⅲ2104和模块立柱1的柱体管壁上的螺纹孔12对应设置。
核心连接机构3的外尺寸不大于模块立柱1端部的尺寸，保证了安装后相邻模块之间的无缝填充连接。
基于上述实例，提出一种模块建筑一体化连接装置的安装方法，如图10(a)至图10(e)所示，包括以下步骤。
第一步，搭建下层建筑模块，将模块立柱和模块横梁连接，形成下层建筑模块。
第二步，将相邻的两下层建筑模块无缝对齐，核心连接机构3自上而下插入下层建筑模块的预留空间内，卡锁板21通过条形孔31卡入核心连接机构3内，预应力拉杆11通过圆孔32伸入核心连接机构3中。
第三步，打开门板37，调节下部的螺纹杆35上的螺旋固定套筒36，使下层的预应力拉杆11通过螺旋固定套筒36与螺纹杆35连接，从而实现预应力拉杆11与核心连接机构3连接。
第四步，搭建上层建筑模块，将相邻的上层建筑模块对齐，并由上方插入核心连接机构3的上部，卡锁板21卡入核心连接机构3上部的条形孔31中，上层建筑模块的预应力拉杆11通过圆孔32伸入核心连接机构3中。
第五步，调节上部的螺纹杆35上的螺旋固定套筒36，使上层的预应力拉杆11通过螺旋固定套筒36与核心连接机构3连接。
第六步，关闭门板37，在螺栓孔Ⅰ38中插入端部带螺纹的螺栓杆，螺栓杆穿过卡锁板21并固定在模块立柱1管壁上，安装完成。
实施例1
如图11所示，为角部的模块立柱、模块横梁、与上、下两核心连接机构处于连接状态的结构示意图。
实施例2
如图12所示，为顶层的模块立柱、横梁模块、以及位于两横梁模块中部的核心连接机构连接的结构示意图。
实施例3
如图13所示，为底层的模块立柱和横梁模块、以及位于两横梁模块中部的核心连接机构连接的结构示意图。
如图14所示，此时核心连接机构的底部设有连接板，连接板的两端分别与两侧的横梁模块的底部固定连接。
以上所述方案仅为本发明的较优实例说明，并不意味限制本发明范围，对于相关领域的科研技术者来说，本发明可以有各种变化和改动。凡在本发明的理念和原则之内，所作的任何优化、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于，包括模块立柱（1）、模块横梁（2）、核心连接机构（3），模块立柱（1）、模块横梁（2）、核心连接机构（3）之间固定连接；
所述模块立柱（1）位于两模块横梁（2）的相交处，包括柱体，柱体内置贯穿的预应力拉杆（11），柱体的两侧壁分别与两模块横梁连接，与模块横梁连接的柱体侧壁上设置具有内螺纹的螺纹孔（12），不与横梁模块连接的柱体侧壁端部和与横梁模块连接的柱体侧壁端部之间的高度差用于放置核心连接机构（3），不与横梁模块连接且与其相邻侧壁之间存在高度差的柱体侧壁端部设有用于固定预应力拉杆（11）的固定模块；
所述两相交的模块横梁（2）与模块立柱（1）连接的端部分别设有T型卡锁板（21），T形卡锁板位于模块立柱的内侧；
所述核心连接机构（3）呈六面体，其顶面和底面之间、左侧面和右侧面之间均呈对称设置，其顶面和底面均开设有与卡锁板（21）对应的条形孔（31）、以及与预应力拉杆（11）对应的圆孔（32）；其左侧面、右侧面和后侧面上设有与卡锁板（21）对应的竖向条孔（33），竖向条孔（33）与条形孔（31）连通，卡锁板（21）穿过竖向条孔卡入条形孔（31）内；核心连接机构的内腔中部设有钢板（34），钢板上对应预应力拉杆（11）位置处设有螺纹杆（35），螺纹杆（35）的端部套有用于连接预应力拉杆（11）的螺旋固定套筒（36），预应力拉杆（11）通过圆孔（32）伸入核心连接机构内；其前侧面包括中间开扇的两门板（37），门板上设有螺栓孔Ⅰ（38），螺栓杆依次穿过门板（37）、卡锁板（21）并固定在模块立柱（1）的柱体管壁上。
2.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述卡锁板（21）包括固定在短模块横梁端部的卡锁板Ⅰ（2101）和固定在长模块横梁端部的卡锁板Ⅱ（2102），卡锁板Ⅰ（2101）的翼缘板上设有四个螺栓孔Ⅱ（2103），其中每两个螺栓孔Ⅱ（2103）之间呈对称设置，卡锁板Ⅱ（2102）的腹板上设有两个螺栓孔Ⅲ（2104），螺栓孔Ⅲ（2104）与两个螺栓孔Ⅱ（2103）对应设置，螺栓孔Ⅲ（2104）沿腹板的竖向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述每扇门板（37）上分别开有八个螺栓孔Ⅰ（38），其中每四个螺栓孔Ⅰ（38）呈上下对称设置，后侧面上设有与螺栓孔Ⅰ（38）对应的数个螺栓孔，螺栓孔Ⅰ（38）与螺栓孔Ⅱ（2103）、螺栓孔Ⅲ（2104）和螺纹孔（12）对应设置。
4.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述卡锁板（21）与模块横梁（2）端部之间的间隙距离与核心连接机构（3）的左、右侧面板的厚度相同。
5.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述卡锁板（21）和门板（37）上的螺栓孔内无螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述钢板（34）的上方和下方均设有用于连接预应力拉杆（11）的螺纹杆（35）和螺旋固定套筒（36），所述预应力拉杆（11）的端部有外螺纹，对应的螺旋固定套筒（36）设有内螺纹，旋转螺旋固定套筒（36），实现预应力拉杆（11）和核心连接机构（3）的连接。
7.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述核心连接机构（3）的外尺寸不大于模块立柱（1）端部的尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种模块建筑一体化连接装置，其特征在于：所述钢板（34）呈十字形。
9.一种权利要求1-8任一权利要求所述装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，搭建下层建筑模块：将模块立柱与两相交的模块横梁连接形成下层建筑模块；
第二步，将相邻两下层建筑模块无缝对齐，核心连接机构（3）自上而下插入下层建筑模块内，卡锁板（21）通过条形孔（31）卡入核心连接机构（3）内，预应力拉杆（11）通过圆孔（32）伸入核心连接机构（3）中；
第三步，打开门板（37），调节下部的螺纹杆（35）上的螺旋固定套筒（36），使下层建筑模块的预应力拉杆（11）通过螺旋固定套筒（36）与核心连接机构（3）连接；
第四步，搭建上层建筑模块，将相邻的两上层建筑模块对齐，将两上层建筑模块由上方插至核心连接机构（3）的上部，卡锁板（21）卡入核心连接机构（3）上部的条形孔（31）中，上层建筑模块的预应力拉杆（11）通过圆孔（32）伸入核心连接机构（3）中；
第五步，调节上部的螺纹杆（35）上的螺旋固定套筒（36），使上层的预应力拉杆（11）通过螺旋固定套筒（36）与核心连接机构（3）连接；
第六步，关闭门板（37），在预留的螺栓孔Ⅰ（38）中插入端部带螺纹的螺栓杆，螺栓杆穿过卡锁板（21）固定在模块立柱（1）的柱体管壁上。
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