CN209227776U - 一种三维建筑模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维建筑模块，包括模块框架和墙体，该模块框架的顶面和底面分别由多根次梁垂直连接于互相平行的两根主梁之间构成的，多根角柱的两端分别与模块框架的顶面和底面上的主梁的端部连接固定，以构成模块框架的侧面，且该模块框架的一个或多个侧面上安装有墙体，提高了三维建筑模块的结构多样性，也更符合建筑模块的功能要求。

Description

一种三维建筑模块

技术领域

本实用新型涉及模块化建筑领域，尤其涉及一种三维建筑模块。

背景技术

三维模块化建筑是一种新的建筑技术，是通过在工厂将建筑模块单元加工完成后，发运到现场进行单元之间的组装拼接。由于三维建筑模块是在工厂进行加工制作的，保证了建筑的施工质量，建筑模块在施工现场大部分都是干作业施工，减少了对周围的噪音和环境污染，并加快施工进度，同时，建筑模块均为现场组装拼接，后期也便于拆卸和循环利用，是一种响应可持续发展理念的建筑形式。例如，三维模块化的学校建筑等，并且，由于学校的建筑性质特殊，目前国内部分地区采用集装箱进行学校的建设。

现有技术公开了一种三维建筑模块(申请号201520641694.7)，包括：模块底板结构、墙壁结构和顶板结构，且现有技术中对三维建筑模块的建造方法为:

底板结构施工：建造钢桁架或钢筋混凝土的底板框架，在底板框架中设置水、电和气管线，在底板框架上铺设水泥纤维板或浇筑混凝土作为底板，形成底板结构。

墙壁结构施工：建造多面墙体，每面墙体的建造方法为：建造轻钢龙骨框架的墙壁框架，墙体框架为包括顶面、底面、一对侧面、正面和背面的中空框架，在墙壁框架中预埋水、电和气管线，在墙壁框架中浇筑水泥轻型混凝土，在墙壁框架的正面和背面固定墙板面；将多面墙体拼装成形成墙壁结构，即多面墙体的侧面彼此连接形成墙壁结构，使得墙壁结构的横截面为一封闭的多边形。

顶板结构施工：建造钢桁架或型钢架的顶板框架，在顶板框架中预埋水、电和气管线，在顶板框架上铺设顶板，并对顶板吊顶施工。

将顶板结构、墙壁结构和底板结构组装成三维建筑模块，即三维建筑模块为由底板结构、墙壁结构和顶板结构组成的三维箱体；其中，墙壁结构上开设有门洞和窗洞。

然而，目前的三维建筑模块的结构单一，限制了模块化建筑的形式选择，不符合现代生活对多功能建筑的需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种三维建筑模块和三维建筑模块的建筑方法，可用于解决现有技术中三维建筑模块的结构单一的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种三维建筑模块，其特征在于，所述建筑模块包括模块框架和墙体；

其中，所述模块框架包括：主梁、次梁、角柱和竖向龙骨；

多根所述次梁垂直连接于互相平行的两根所述主梁之间，分别构成所述模块框架的顶面和底面；

多根所述角柱的两端分别与所述模块框架的顶面和底面上的所述主梁的端部连接固定，以构成所述模块框架的侧面；

所述模块框架的一个或多个所述侧面上安装有所述墙体，并且，与所述墙体对应的所述主梁通过间隔分布的所述竖向龙骨连接。

本实用新型提供的三维建筑模块中，通过在模块框架的一个或多个侧面上设置墙体，以使建筑模块的结构与其功能对应，不仅提高了三维建筑模块的结构多样性，也更符合建筑模块的功能要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的三维建筑模块的结构图；

图2为本实用新型第二实施例提供的三维建筑模块的结构图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在建筑的初级规划阶段，整个建筑可以划分为多个不同的三维建筑模块，对于每个建筑模块，其结构可以根据模块的功能要求进行相应的模数化设计，再由工厂制作得到。

请参阅图1，为本实用新型第一实施例提供的三维建筑模块的结构图，该三维建筑模块包括模块框架和墙体。

其中，模块框架包括：主梁1、次梁2、角柱3和竖向龙骨4；

多根次梁2垂直连接于互相平行的两根主梁1之间，以构成该模块框架的一顶面和一底面，且多根角柱3的两端分别与模块框架的顶面和底面上的主梁1的端部连接固定，以构成该模块框架的若干个侧面。

如图1所示的模块框架的顶面和底面分别包括4根主梁1，且较长的2根主梁1为顶面和底面的长边，较短的2根主梁1为顶面和底面的宽边。角柱3 的数量为4根，长边主梁1和角柱3共同构成该模块框架的四个侧面。

较佳地，主梁1和角柱3均采用箱型钢柱，箱型钢柱强度高，偏心受力强，且钢柱的尺寸与建筑模块的结构受力荷载的大小有关，保证了三维建筑模块的结构稳定。次梁2采用C型槽钢，以相同的间距分布在平行的两根长边主梁1 之间，主梁1与次梁2构成的楼板骨架也便于后期安装楼板，以得到稳定的模块框架的顶面和底面。

需要注意的是，该模块框架的一个或多个侧面上安装有墙体，并且，与墙体对应的主梁1通过间隔分布的竖向龙骨4连接。

在本实施例中，依托三维建筑模块的功能选择性地设置侧面墙体，且该侧面墙体采用的是组合墙体的承重形式，墙体内分布有轻钢型龙骨4与主梁1构成的金属骨架；而其他没有设置墙体的侧面则不布设龙骨4，该侧面通过模块框架端部的角柱3承重。在实际应用中，建筑的室内空间被分割为多个建筑模块时，该多个模块的拼接面设承重墙体；将三维建筑模块拼接成室内大空间的建筑时，拼接面一般不设墙体，通过角柱3承重。

需要说明的是，图1所示的模块框架为长方体框架，该框架的宽高面上未显示龙骨，以避免与长宽面上的龙骨4重叠，对观图效果造成干扰。并且，若该模块框架的侧面宽度小于预设的龙骨分布的间距，则无需在该宽高面上布设龙骨，充分发挥钢材的强度特性，且在一定程度上节约钢材成本。

进一步地，三维建筑模块还包括顶板和底板，顶板和底板分别安装在模块框架的顶面和底面上。并且，该顶板和底板可以采用压型钢板混凝土楼板或现浇混凝土楼板。

进一步地，图1所示的三维建筑模块可以为封闭式的箱体结构，即模块框架的四个侧面上均设置有主梁1与龙骨4构成金属骨架的墙体，该建筑模块的顶板、底板及四面墙体共同构成一个封闭式的箱体。

在本实用新型实施例中，通过在该模块框架的预设侧面上设置墙体，以使建筑模块的结构与其功能对应，不仅提高了建筑模块的结构多样性，也更符合建筑模块的功能要求，并且，合理分布建筑模块侧面的承重结构形式，保证了模块的结构稳定。

请参阅图2，为本实用新型第二实施例提供的三维建筑模块的结构图。与图1所示的第一实施例不同的是，本实施例提供了建筑模块的另一种结构形式，即安装于该模块框架上的顶板、底板及三面墙体构成有一个缺面的不封闭式的箱体结构。图1中的三维建筑模块的三个侧面上设置有主梁1与龙骨4构成金属骨架的墙体(包括未显示龙骨的宽高面)。

可选地，还可以选择在建筑模块的两个或一个侧面上设置墙体，以构成有两个缺面或三个缺面的不封闭式的箱体。

需要说明的是，本实用新型实施例只给出了模块框架为长方体这一种形状，以及由此提出的建筑模块的多种可行的箱体结构，但是在实际应用中应当不限于本实用新型实施例给出的方案，建筑模块还可以设计成其他的多边体或不规则多边体的结构，进一步丰富建筑模块的多样性。

进一步地，顶板、底板和墙体中预埋有水、电和气管线，且墙体上安装有门和窗。

工厂流水线上生产该三维建筑模块时，将模块框架、楼板、墙体等进行专业集成加工形成整体模块，仅预留必要的接口以供现场安装，还可以预先对建筑模块内部进行装修，包括：地板铺设、墙面粉刷以及水、电和气管线路安排等，并且，墙壁结构上还安装有门和窗。通过建筑模块成型前的准备工作，可以加快模块化建筑的施工进度，节省人力物力，提高经济效益。

进一步地，三维建筑模块的平面尺寸和立面尺寸均为预设的标准尺寸的倍数。

由于三维建筑模块是工厂流水制造的产品，其尺寸种类越少，越有利于工厂化生产，体现出建筑模块的结构形式的优越性。并且，三维建筑模块是由整体建筑依功能特性划分后得到的，根据建筑在设计阶段的布局尺寸，将该建筑模块的平面尺寸和立面尺寸均设置为标准尺寸的倍数，可以方便地将各建筑模块在平面和立面方向上直接拼接，有利于提高三维建筑模块的装配化率。

例如，三维建筑模块1(平面尺寸为1G×2G)和三维建筑模块2(平面尺寸为1G×3G)，其中，G为预设的尺寸标准，通过三维建筑模块1和三维建筑模块2的组合可以拼接出该尺寸标准G的整数倍的平面尺寸，即：4G＝2×2G， 5G＝2G+3G，6G＝2×3G，7G＝2×2G+3G，8G＝4×2G，9G＝3×3G，10G＝2×2G+2 ×3G......依此类推，不同的各建筑模块可以在长、宽、高方向上拼接出任意该尺寸标准G的倍数尺寸的模块化建筑。

在实际应用中，多个三维建筑模块拼接的结构可用于教室、会议室等大容纳空间，由于模块的尺寸规范，单个建筑模块易嵌入建筑结构内部，用于楼梯间、卫生间等小容纳空间，不会造成空间的浪费。因此，本实用新型实施例提供的组合方案灵活性和适应范围更大，丰富了模块化建筑的结构多样性。

优选地，建筑模块拼接后的尺寸匹配集装箱的尺寸，可以直接使用卡车等运输工具运输至施工现场，节省运输成本。

在本实用新型实施例中，第一方面，三维建筑模块的结构可多样化，且建筑模块的结构形式对应于其功能需求；第二方面，通过流水线加工，预先在建筑模块内部适当装修，可加快模块化建筑的施工进度，节省人力物力，提高经济效益；第三方面，为三维建筑模块设置标准尺寸，可方便地实现各建筑模块在平面和立面方向上直接拼接，建筑模块的多种组合方案提高了模块化建筑的结构多样性。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本实用新型实施例提供的一种三维建筑模块的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种三维建筑模块，其特征在于，所述三维建筑模块包括模块框架和墙体；

其中，所述模块框架包括：主梁、次梁、角柱和竖向龙骨；

多根所述次梁垂直连接于互相平行的两根所述主梁之间，分别构成所述模块框架的顶面和底面；

多根所述角柱的两端分别与所述模块框架的顶面和底面上的所述主梁的端部连接固定，以构成所述模块框架的侧面；

所述模块框架的一个或多个所述侧面上安装有所述墙体，并且，与所述墙体对应的所述主梁通过间隔分布的所述竖向龙骨连接。

2.根据权利要求1所述的三维建筑模块，其特征在于，所述主梁和所述角柱均为箱型钢柱，且所述次梁为C型槽钢。

3.根据权利要求1所述的三维建筑模块，其特征在于，所述三维建筑模块还包括顶板和底板，且所述顶板和所述底板分别安装在所述模块框架的所述顶面和所述底面上；

所述顶板和所述底板为压型钢板混凝土楼板或现浇混凝土楼板。

4.根据权利要求3所述的三维建筑模块，其特征在于，所述顶板、所述底板和所述墙体共同构成封闭式的箱体结构。

5.根据权利要求3所述的三维建筑模块，其特征在于，所述顶板、所述底板和所述墙体共同构成不封闭式的箱体结构。

6.根据权利要求4或5所述的三维建筑模块，其特征在于，所述顶板、所述底板和所述墙体中预埋有水、电和气管线，且所述墙体上安装有门和窗。

7.根据权利要求1所述的三维建筑模块，其特征在于，所述三维建筑模块的平面尺寸和立面尺寸均为预设的标准尺寸的倍数。