CN211849944U - 一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构，包括箱式模块化钢结构，包括至少一个第一箱体模块和至少一个第二箱体模块，所述第一箱体模块和所述第二箱体模块均具有第一容纳空间；轻钢屋面钢结构，包括钢结构屋架；以及连接节点，包括连接件，所述钢结构屋架分别通过所述连接件与所述第一箱体模块和所述第二箱体模块相铰接，以使所述第一箱体模块、所述第二箱体模块以及所述钢结构屋架形成第二容纳空间。本实用新型箱式模块化钢结构作为维护体系和轻钢屋面钢结构的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间；另一方面，轻钢屋面钢结构作为屋架覆盖在箱式模块化钢结构上，提供高大开敞的建筑空间。

Description

一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构

技术领域

本实用新型涉及钢结构建筑技术领域，具体涉及一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构。

背景技术

钢结构模块化建筑已经渐渐走进人们的视野中，所谓模块化房屋就是将房子的组成部分，分成不同的功能模块，用模块化、标准化、通用化生产实现工厂制造，房屋可以随时随地在现场组装，而且整个组装过程更方便快捷。科技的进步以及人们对模块化房屋的需求提升，模块化房屋本身也在发展，市场上随即也出现各种各样功能设计的模块化房屋。

钢结构箱式模块化属于预制装配式建筑领域，采用工业化方法生产，然后运到现场安装。为了实现工业化的生产，需要将组成模块的构配件定型化，即模块具有标准化的特点，把空间的形式限定在一个极其有限的范围内，所以钢结构箱式模块化一般仅适用于功能要求比较确定，房间组成简单的居住类型建筑。

钢结构箱式模块化的标准化特点极大地限制了平、立面的灵活组合，更无法获得较大的室内空间，从而导致由标准模块化组成的建筑比较单调，无法适应多元化的建筑需求。

有鉴于此，急需对现的钢结构箱式模块化进行改进，以满足大空间、大跨度建筑需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构，能够实现箱式模块化连续的封闭小空间，又能实现大空间、大跨度的建筑需求。

本实用新型所采用的技术方案是提供一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构，包括：

箱式模块化钢结构，包括至少一个第一箱体模块和至少一个第二箱体模块，所述第一箱体模块和所述第二箱体模块均具有第一容纳空间；

轻钢屋面钢结构，包括钢结构屋架；以及

连接节点，包括连接件，所述钢结构屋架分别通过所述连接件与所述第一箱体模块和所述第二箱体模块相铰接，以使所述第一箱体模块、所述第二箱体模块以及所述钢结构屋架形成第二容纳空间。

进一步地，所述第一箱体模块和所述第二箱体模块均包括相连接的模块立柱及模块横梁，以形成第一容纳空间；

所述连接件包括：

模块角件，固定在所述模块立柱上；

固定支座，分别与所述钢结构屋架固定连接；

柱脚螺栓，所述固定支座与所述模块角件通过所述柱脚螺栓铰接固定。

进一步地，所述钢结构屋架为三铰拱屋架，所述三铰拱屋架的两柱脚分别与所述第一箱体模块和所述第二箱体模块铰接固定。

进一步地，若干所述杆件与所述上旋支撑梁及所述下旋支撑梁共同形成网状屋架。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：箱式模块化钢结构作为维护体系和轻钢屋面钢结构的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间；另一方面，轻钢屋面钢结构作为屋架覆盖在箱式模块化钢结构上，提供高大开敞的建筑空间，提供了灵活多变的空间布局、室内空间更加灵动，富有节奏与韵律；或曲或拱的屋顶轮廓线创造了更加动感、层次丰富的立面造型，极大地拓宽了钢结构箱式模块化在功能复杂的公共建筑领域的应用。另外，箱式模块化钢结构与轻钢屋面钢结构铰接固定，整体性强、稳定性好，有利于抗震。其中，箱式模块化钢结构取代了轻钢屋面钢结构的部分钢柱，节省钢材，特别是轻钢屋面钢结构中网架采用钢管,这种连接方法不仅构造简单，用钢量少，而且外形美观，因此应用广泛。再者，箱式模块化钢结构与轻钢屋面钢结构及连接件，都具有高度的标准化和装配化，适合批量生产，安装方便、施工速度快。可利用空间上的高差设置高窗、天窗，以利采光和通风。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的箱式模块化与轻钢屋面钢结构结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的箱式模块化与轻钢屋面钢结构结构示意图。

图3为本实用新型一个实施例的箱式模块化与轻钢屋面钢结构结构示意图。

图4为本实用新型一个实施例的箱式模块化与轻钢屋面钢结构结构示意图。

图5为本实用新型一个实施例的箱式模块化与轻钢屋面钢结构结构示意图。

图6为本实用新型连接节点第一视角示意图。

图7为本实用新型图6中另一视角示意图。

图中：10-箱式模块化钢结构，20-轻钢屋面钢结构，30-连接件，

11-第一箱体模块，12-第二箱体模块，钢结构屋架21，

31-模块角件，32-固定支座，33-柱脚螺栓，34-球形节点

111-模块立柱，112-模块横梁，211-下旋支撑梁，

212-旋支撑梁，321-支座钢板，322-支座肋板，

401-杆件，100-第一容纳空间，200-第二容纳空间。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做出详细说明。

如图1至7所示，本实用新型的实施例提供的一种箱式模块化组合钢结构，包括箱式模块化钢结构10，包括至少一个第一箱体模块11和至少一个第二箱体模块12，第一箱体模块11和第二箱体模块12均具有第一容纳空间100；轻钢屋面钢结构20，包括钢结构屋架21；以及，连接节点30，包括连接件31，钢结构屋架21分别通过连接件30与第一箱体模块11和第二箱体模块相12铰接固定，以使第一箱体模块11、第二箱体12模块以及钢结构屋架21形成第二容纳空间200。

箱式模块化钢结构10作为维护体系和轻钢屋面钢结构20的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间；另一方面，轻钢屋面钢结构20作为屋架覆盖在箱式模块化钢结构10上，提供高大开敞的建筑空间，有效地解决了钢结构箱式模块化无法满足大空间、大跨度建筑需求的问题，提高了钢结构箱式模块化对于大空间、大跨度建筑的适应能力。另外，箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20铰接固定，使箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20之间只传递垂直剪力，不传递弯矩，从而使得箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20组合结构整体性强，稳定性好，有利于抗震。

在本实用新型的一个实施例中，如图1、图6和图7所示，第一箱体模块11和第二箱体模块12均包括相连接的模块立柱111及模块横梁112，以形成第一容纳空间100；连接件30包括模块角件31、固定支座32和柱脚螺栓33，模块角件31固定在模块立柱111上，固定支座32分别与钢结构屋架21固定连接，固定支座31与模块角件31通过柱脚螺栓33铰接固定。

在该实施例中，具体地，模块角件31上具有安装孔，钢结构屋架21 的两侧底脚分别固定有球形节点34，固定支座32包括相连接的支座钢板 321和支座肋板322，支座钢板321上具有与模块角件31上的安装孔相对应的连接孔，柱脚螺栓33穿过模块角件31上安装孔和模块角件31上的连接孔将箱体模块立柱111与钢结构屋架21铰接固定。以使箱体模块立柱111 与钢结构屋架21只传递垂直剪力，不传递弯矩。本实施例中，支座钢板321 和支座肋板322一体成型。其中，球形节点34可以是球形钢块。

在该实施例中，安装时，将钢结构屋架21覆盖在箱式模块化钢结构10 的顶部，球形节点34通过支座肋板322固定在底端的支座钢板321上；支座钢板321上的连接孔与箱体模块立柱111顶部的模块角件31上的安装孔上下对齐，穿入柱脚螺栓33将箱式模块化钢结构10与钢结构屋架21进行铰接固定。本连接节点适用于大跨度建筑需求，特别适用中跨度建筑空间。由于，箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20铰接固定，整体性强、稳定性好，有利于抗震。另外，箱式模块化钢结构10取代了轻钢屋面钢结构20的部分钢柱，节省钢材。再者，箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20及连接件30，都具有高度的标准化和装配化，适合批量生产，安装方便、施工速度快。

在本实用新型的一个实施例中，如图1、图2及图3所示。钢结构屋架 21包括下旋支撑梁211和与下旋支撑横梁211通过若干杆件411连接的上旋支撑梁212，下旋支撑梁211呈水平直线状，上旋支撑梁212呈曲线状或双坡状，下旋支撑横梁212的两端分别与第一箱体模块11和第二箱体模块 22铰接固定。另外，若干杆件401与上旋支撑梁212和下旋支撑梁211形成网状屋架。其中，杆件401可以采用钢管或钢板其中一种。另外，网状屋架的形状可以是三角锥体平板网架、四角锥平板网架。三角锥体平板网架受力均匀，可灵活运用各种建筑平面形状，如矩形、方形、三角形、体形、多边形、圆形等。四角锥平板网架，特别适用于中小型大跨度建筑，适用于正方形或近似正方形的平面。另外，如图5所示，上旋支撑梁212 和下旋支撑梁212也可以相互平行共同形成网状屋架。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，钢结构屋架21为三铰拱屋架，三铰拱屋架的两柱脚分别与第一箱体模块11和第二箱体模块12铰接固定。在该实施例中，三铰拱屋架的两端和中间各设一铰件，其中该三铰拱屋架具有造价低、材料省、施工工艺简单、跨径适应性大等优点，进而节省了财力物力。并且三铰拱由多变的曲面形成的内部空间既宽大宏伟又富有动感。

具体到实施例中，箱式模块化与轻钢屋面钢结构的具体实施步骤如下：

步骤1，在工厂预制各箱体模块单元以及轻钢屋面钢结构。

步骤2，将各箱体模块单元运送至施工现场，利用现有技术逐层，即自下而上将各箱体模块单元并置和叠置连接，处于建筑物的外围，直至完成最顶层的各箱体模块单元的安装，围合出开敞、大跨度的建筑中心。同时进行各箱体模块单元之间的机电管线连接。

步骤3，将轻钢屋面钢结构覆盖在箱体模块顶部，球形节点通过支座肋板固定在底端的支座钢板上；支座钢板与箱体模块顶部模块角件的孔上下对齐，穿入柱脚螺栓将箱体模块与轻钢屋面钢结构进行铰接固定。本连接节点适用于大跨度建筑需求，特别适用中跨度建筑空间。

本实用新型在具体应用中，要对建筑结构进行建模，计算建筑结构的整体抗倾覆，并应满足相关规范要求。

本实用新型的有益效果是：箱式模块化钢结构10作为维护体系和轻钢屋面钢结构20的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间；另一方面，轻钢屋面钢结构20作为屋架覆盖在箱式模块化钢结构10上，提供高大开敞的建筑空间，提供了灵活多变的空间布局、室内空间更加灵动，富有节奏与韵律、或曲或拱的屋顶轮廓线创造了更加动感、层次丰富的立面造型，极大地拓宽了钢结构箱式模块化在功能复杂的公共建筑领域的应用。

另外，箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20铰接固定，整体性强、稳定性好，有利于抗震。其中，箱式模块化钢结构10取代了轻钢屋面钢结构20的部分钢柱，节省钢材。特别是轻钢屋面钢结构20中网架采用钢管,这种连接方法不仅构造简单，用钢量少，而且外形美观，因此应用广泛再者，箱式模块化钢结构10与轻钢屋面钢结构20及连接件30，都具有高度的标准化和装配化，适合批量生产，安装方便、施工速度快。可利用空间上的高差设置高窗、天窗，以利采光和通风。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种箱式模块化与轻钢屋面钢结构，其特征在于：包括

箱式模块化钢结构，包括至少一个第一箱体模块和至少一个第二箱体模块，所述第一箱体模块和所述第二箱体模块均具有第一容纳空间；

轻钢屋面钢结构，包括钢结构屋架；以及

连接节点，包括连接件，所述钢结构屋架分别通过所述连接件与所述第一箱体模块和所述第二箱体模块相铰接，以使所述第一箱体模块、所述第二箱体模块以及所述钢结构屋架形成第二容纳空间。

2.根据权利要求1所述的箱式模块化与轻钢屋面钢结构，其特征在于，所述第一箱体模块和所述第二箱体模块均包括相连接的模块立柱及模块横梁，以形成第一容纳空间；

所述连接件包括：

模块角件，固定在所述模块立柱上；

固定支座，分别与所述钢结构屋架固定连接；

柱脚螺栓，所述固定支座与所述模块角件通过所述柱脚螺栓铰接固定。

3.根据权利要求2所述的箱式模块化与轻钢屋面钢结构，其特征在于，所述钢结构屋架包括下旋支撑梁和上旋支撑梁，所述上旋支撑梁通过若干杆件与所述下旋支撑梁连接，所述下旋支撑梁呈水平直线状，所述上旋支撑梁呈曲线状或双坡状，所述下旋支撑梁的两侧分别与所述第一箱体模块和所述第二箱体模块铰接固定。

4.根据权利要求2所述的箱式模块化与轻钢屋面钢结构，其特征在于，所述钢结构屋架为三铰拱屋架，所述三铰拱屋架的两柱脚分别与所述第一箱体模块和所述第二箱体模块铰接固定。

5.根据权利要求3所述的箱式模块化与轻钢屋面钢结构，其特征在于，若干所述杆件与所述上旋支撑梁及所述下旋支撑梁共同形成网状屋架。

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