CN115977250B - 一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法，包括底板，所述底板上开设有放置开口，且放置开口内安装有装配式钢板剪力墙核心筒机构，所述装配式钢板剪力墙核心筒机构包括固定安装在放置开口侧壁上的两个钢板剪力墙，且两个钢板剪力墙之间固定安装有两个剪力墙连接杆，所述底板上固定安装有多个装配侧模板。优点在于：本发明中部采用装配式钢板剪力墙组成核心筒，外部采用集成钢模块，即结合了框架核心筒体系抗侧能力强、模块化建筑装配施工速度快的优点，同时又避免混凝土核心筒施工速度慢、模块化建筑抗侧能力差，整体建筑不高的问题，整体结构承载力更高、施工速度更快、模块建筑更高，更为低碳环保。

Description

一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑核心筒安装结构的技术领域，尤其涉及一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法。

背景技术

随着结构技术的发展，装配化建造的理念逐渐得到重视和认可，其中，钢模块结构建筑具有最高级别的装配率，在工厂加工制作箱体模块单元，模块单元包括主体承载结构和围护结构，然后运输至现场连接成整体即可，具有施工快速、装配化程度高、绿色环保等突出优点，可以广泛应用于医院、学校、酒店、住宅等建筑，尤其在应对疫情等突发事件时能够发挥巨大作用；

然而，目前现有模块结构限于模块化的结构组成形式，存在抗侧能力差、用钢量大、经济性差等突出短板，使得模块结构仅适用于低多层建筑，严重制约了模块结构的发展和应用，完全无法发挥模块结构装配率高的优势。

核心筒结构作为抗侧能力优良的结构体系，目前已广泛应用于高层建筑中，因此，将核心筒结构与钢模块结构结合起来，使得核心筒结构主要抵抗侧向力，钢模块结构主要抵抗竖向力，可以大大提升结构传力效率，大幅提高钢模块结构的建筑高度，同时，充分发挥钢模块结构装配率高的施工优势，大幅缩短工期。

现有技术方法主要为框架式核心筒结构，使其在实际施工时仍存在以下不足：

（1）框架核心筒结构中的混凝土结构，核心筒施工效率较低，致使整个工程周期过长；

（2）施工现场湿作业施工，环境污染较严重，不利于低碳节能；

（3）整体为模块化建筑，结构抗侧能力相对较差；

（4）建筑高度较低，不能满足高层建筑的要求。

因此亟需设计一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法来解决上述问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种装配式钢模块核心筒结构体系，包括底板，所述底板上开设有放置开口，且放置开口内安装有装配式钢板剪力墙核心筒机构；

所述装配式钢板剪力墙核心筒机构包括固定安装在放置开口侧壁上的两个钢板剪力墙，且两个钢板剪力墙之间固定安装有两个剪力墙连接杆；

所述底板上固定安装有多个装配侧模板，且处于相邻位置的两个装配侧模板之间相互焊接固定，所述底板上安装有多个装配式钢模块结构；

所述装配式钢模块结构包括固定安装在底板上的底座，所述底座上固定安装有四个钢模块支撑柱，每相邻的两个所述钢模块支撑柱之间均通过连接机构安装有钢模块连杆；

位于内侧的多个所述钢模块连杆与相应的钢板剪力墙之间均安装有定位机构。

在上述的一种装配式钢模块核心筒结构体系中，两个所述钢板剪力墙上均开设有多个装配开口。

在上述的一种装配式钢模块核心筒结构体系中，所述连接机构包括开设在钢模块支撑柱上的多个定位槽，所述定位槽内固定安装有定位卡板二，所述定位卡板二上开设有定位卡槽，所述定位卡槽内转动安装有弹性转动轴，且弹性转动轴上固定安装有与定位卡槽相配合的定位卡板一，所述定位卡板一上开设有贴合槽，且贴合槽内卡合固定安装有连接工字钢，且钢模块连杆固定安装在连接工字钢上。

在上述的一种装配式钢模块核心筒结构体系中，所述定位机构包括固定安装在钢板剪力墙上的连接钢板，所述连接钢板上通过卡合组件安装有推送钢板，所述钢模块连杆上通过多个紧固螺栓孔螺纹安装有多个紧固螺栓，且推送钢板上开设有多个与相应紧固螺栓相配合的定位螺孔。

在上述的一种装配式钢模块核心筒结构体系中，所述卡合组件包括卡合钢板，且卡合钢板与连接钢板滑动配合，且推送钢板固定安装在卡合钢板上，所述卡合钢板上螺纹安装有多个螺纹定位栓，且连接钢板上开设有多个与螺纹定位栓相配合的螺纹安装孔。

一种装配式钢模块核心筒结构体系的施工方法，包括以下步骤：

S1、在生产厂家内根据现场测量出的实际数据进行装配式剪力墙与钢模块的预制生产，并进行产品规格与质量检验后运输至施工现场；

S2、在施工现场内进行装配施工时，先在建筑最下层底板上进行两个装配式钢板剪力墙的拼接工作，并使用剪力墙连接杆将两个钢板剪力墙进行固定，使两个钢板剪力墙能够拼装成核心筒结构；

S3、在建筑最下层底板上进行四周多个装配侧模板的拼接工作，再依托内侧核心筒结构通过采用定位机构进行内层钢模块的安装；

S4、内层钢模块安装完毕后，再通过使用多组连接机构的连接固定进行多层外围钢模块的安装工作，直至第一层钢结构装配施工完成；

S5、施工第二层（上一层）的装配式核心筒结构的安装工作，即重复上述步骤S2-S4，完成第二层钢结构装配施工，再进行多次重复上述步骤，直至完成整体施工。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

装配式钢模块核心筒结构体系承载力高、施工速度快、低碳环保、模块建筑高。

结合核心筒框架体系抗侧能力强、模块化建筑装配施工速度快的优点，同时避免混凝土核心筒施工速度慢、模块化建筑抗侧能力差，整体建筑不高的问题。

实现内部核心筒结构、外部钢模块装配化施工，提升效率，缩短施工周期60%。

本发挥核心筒和钢模块各自优势，结构受力合理，整体结构高度达到100m。

降低结构整体用钢量30%。

综上所述，本发明中部采用装配式钢板剪力墙组成核心筒，外部采用集成钢模块，即结合了框架核心筒体系抗侧能力强、模块化建筑装配施工速度快的优点，同时又避免混凝土核心筒施工速度慢、模块化建筑抗侧能力差，整体建筑不高的问题，整体结构承载力更高、施工速度更快、模块建筑更高，更为低碳环保。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明提出的一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法的结构示意图；

图2为图1中装配式剪力墙核心筒的结构示意图；

图3为图1中钢模块与剪力墙核心筒之间的连接结构示意图；

图4为图1中钢模块支撑图与其上部分连接结构的示意图；

图5为图4中A部位的节点放大图。

图中：1底板、2放置开口、3装配侧模板、4钢模块连杆、5钢模块支撑柱、6钢板剪力墙、7剪力墙连接杆、8装配开口、9连接钢板、10螺纹安装孔、11卡合钢板、12螺纹定位栓、13推送钢板、14紧固螺栓、15紧固螺栓孔、16连接工字钢、17定位槽、18定位卡板一、19定位卡板二、20弹性转动轴、21定位卡槽。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1-5，一种装配式钢模块核心筒结构体系及施工方法，包括底板1，底板1上开设有放置开口2，且放置开口2内安装有装配式钢板剪力墙核心筒机构。

装配式钢板剪力墙核心筒机构包括固定安装在放置开口2侧壁上的两个钢板剪力墙6，且两个钢板剪力墙6之间固定安装有两个剪力墙连接杆7。

底板1上固定安装有多个装配侧模板3，且处于相邻位置的两个装配侧模板3之间相互焊接固定，底板1上安装有多个装配式钢模块结构。

装配式钢模块结构包括固定安装在底板1上的底座，底座上固定安装有四个钢模块支撑柱5，每相邻的两个钢模块支撑柱5之间均通过连接机构安装有钢模块连杆4。

位于内侧的多个钢模块连杆4与相应的钢板剪力墙6之间均安装有定位机构。

两个钢板剪力墙6上均开设有多个装配开口8。

定位机构包括固定安装在钢板剪力墙6上的连接钢板9，连接钢板9上通过卡合组件安装有推送钢板13，卡合组件包括卡合钢板11，且卡合钢板11与连接钢板9滑动配合，且推送钢板13固定安装在卡合钢板11上，卡合钢板11上螺纹安装有多个螺纹定位栓12，且连接钢板9上开设有多个与螺纹定位栓12相配合的螺纹安装孔10；

将卡合钢板11卡合滑动至连接钢板9内，再转动多个螺纹定位栓12使其旋入连接钢板9内的螺纹安装孔10内，完成卡合钢板11与推送钢板13的卡合固定。

钢模块连杆4上通过多个紧固螺栓孔15螺纹安装有多个紧固螺栓14，且推送钢板13上开设有多个与相应紧固螺栓14相配合的定位螺孔；

先将需要定位的钢模块上的钢模块连杆4移动并靠近推送钢板13，再转动多个紧固螺栓14使其旋入推送钢板13内相应位置的定位螺孔内，即可完成钢模块连杆4的连接固定，从而可进行内围钢模块的安装工作。

连接机构包括开设在钢模块支撑柱5上的多个定位槽17，定位槽17内固定安装有定位卡板二19，定位卡板二19上开设有定位卡槽21，定位卡槽21内转动安装有弹性转动轴20，且弹性转动轴20上固定安装有与定位卡槽21相配合的定位卡板一18，定位卡板一18上开设有贴合槽，且贴合槽内卡合固定安装有连接工字钢16，且钢模块连杆4固定安装在连接工字钢16上；

内围钢模块安装完毕后，将外围钢模块上的钢模块连杆4与连接工字钢16插入内围钢模块上的钢模块支撑柱5内的定位槽17内，并使连接工字钢16卡合至定位卡板一18内的贴合槽内，再转动连接工字钢16带动定位卡板一18、弹性转动轴20整体转动180°，转动完毕后按压弹性转动轴20使定位卡板一18内移至定位卡板二19内的定位卡槽21内，完成定位卡板一18的定位，由于旋转限位的作用，即可使连接工字钢16与钢模块连杆4无法脱离，即可完成快速定位。

一种装配式钢模块核心筒结构体系的施工方法，包括以下步骤：

S1、在生产厂家内根据现场测量出的实际数据进行装配式剪力墙与钢模块的预制生产，并进行产品规格与质量检验后运输至施工现场；

S2、在施工现场内进行装配施工时，先在建筑最下层底板1上进行两个装配式钢板剪力墙6的拼接工作，并使用剪力墙连接杆7将两个钢板剪力墙6进行固定，使两个钢板剪力墙6能够拼装成核心筒结构；

S3、在建筑最下层底板1上进行四周多个装配侧模板3的拼接工作，再依托内侧核心筒结构通过采用定位机构进行内层钢模块的安装；

S4、内层钢模块安装完毕后，再通过使用多组连接机构的连接固定进行多层外围钢模块的安装工作，直至第一层钢结构装配施工完成；

S5、施工第二层（上一层）的装配式核心筒结构的安装工作，即重复上述步骤S2-S4，完成第二层钢结构装配施工，再进行多次重复上述步骤，直至完成整体施工。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种装配式钢模块核心筒结构体系，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）上开设有放置开口（2），且放置开口（2）内安装有装配式钢板剪力墙核心筒机构；

所述装配式钢板剪力墙核心筒机构包括固定安装在放置开口（2）侧壁上的两个钢板剪力墙（6），且两个钢板剪力墙（6）之间固定安装有两个剪力墙连接杆（7）；

所述底板（1）上固定安装有多个装配侧模板（3），且处于相邻位置的两个装配侧模板（3）之间相互焊接固定，所述底板（1）上安装有多个装配式钢模块结构；

所述装配式钢模块结构包括固定安装在底板（1）上的底座，所述底板（1）上固定安装有四个钢模块支撑柱（5），每相邻的两个所述钢模块支撑柱（5）之间均通过连接机构安装有钢模块连杆（4）；

位于内侧的多个所述钢模块连杆（4）与相应的钢板剪力墙（6）之间均安装有定位机构；

所述连接机构包括开设在钢模块支撑柱（5）上的多个定位槽（17），所述定位槽（17）内固定安装有定位卡板二（19），所述定位卡板二（19）上开设有定位卡槽（21），所述定位卡槽（21）内转动安装有弹性转动轴（20），且弹性转动轴（20）上固定安装有与定位卡槽（21）相配合的定位卡板一（18），所述定位卡板一（18）上开设有贴合槽，且贴合槽内卡合固定安装有连接工字钢（16），且钢模块连杆（4）固定安装在连接工字钢（16）上；

所述定位机构包括固定安装在钢板剪力墙（6）上的连接钢板（9），所述连接钢板（9）上通过卡合组件安装有推送钢板（13），所述钢模块连杆（4）上通过多个紧固螺栓孔（15）螺纹安装有多个紧固螺栓（14），且推送钢板（13）上开设有多个与相应紧固螺栓（14）相配合的定位螺孔；

所述卡合组件包括卡合钢板（11），且卡合钢板（11）与连接钢板（9）滑动配合，且推送钢板（13）固定安装在卡合钢板（11）上，所述卡合钢板（11）上螺纹安装有多个螺纹定位栓（12），且连接钢板（9）上开设有多个与螺纹定位栓（12）相配合的螺纹安装孔（10）。

2.根据权利要求1所述的一种装配式钢模块核心筒结构体系，其特征在于，两个所述钢板剪力墙（6）上均开设有多个装配开口（8）。

3.根据权利要求1所述的一种装配式钢模块核心筒结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在生产厂家内根据现场测量出的实际数据进行装配式剪力墙与钢模块的预制生产，并进行产品规格与质量检验后运输至施工现场；

S2、在施工现场内进行装配施工时，先在建筑最下层底板（1）上进行两个装配式钢板剪力墙（6）的拼接工作，并使用剪力墙连接杆（7）将两个钢板剪力墙（6）进行固定，使两个钢板剪力墙（6）能够拼装成核心筒结构；

S3、在建筑最下层底板（1）上进行四周多个装配侧模板（3）的拼接工作，再依托内侧核心筒结构通过采用定位机构进行内层钢模块的安装；

S4、内层钢模块安装完毕后，再通过使用多组连接机构的连接固定进行多层外围钢模块的安装工作，直至第一层钢结构装配施工完成；

S5、施工第二层的装配式核心筒结构的安装工作，即重复上述步骤S2-S4，完成第二层钢结构装配施工，再进行多次重复上述步骤，直至完成整体施工。