一種裝配式盒子建築及其標準建築模塊的製作方法

2023-04-30 03:30:37 2

本發明涉及一種盒子建築，屬於小型裝配式建築技術領域，具體涉及一種裝配式盒子建築。

背景技術：

基於「國內大力發展裝配式建築，推動產業結構調整」大環境下，國家電網公司加快電網工程工業化建設步伐，變電站工程按無人值守、「標準化設計、工廠化加工、模塊化建設」的智能變電站技術要求，變電站建築進行優化設計。

目前裝配式建築基本上以鋼結構及其他水泥基材拼裝建築為主，在施工現場仍存在大量現場作業，而集成式裝配式建築多以貨櫃、板房等臨時建築形式存在。存在的問題如下：

目前建築市場多以貨櫃、板房，其使用年限為5-10年，不滿足普通建築年限要求，需要對建築的結構形式及圍護材料重新定義。

貨櫃建築在圍護保溫、屋面防水、建築防火等構造上與一般建築構造差異性大，按普通建築要求，其拼接形式存在安全隱患，需要在拼接構造上進行改進，以滿足建築的整體性要求。

貨櫃建築基於運輸要求採用國標尺寸，對於規模介於貨櫃模數尺寸之間的建築不宜採納，拼裝單元不能靈活根據功能需求組裝拼接，需要在單元尺度上進行改進，以滿足建築的靈活拼接。

在中國發明專利cn100402765c的說明書中公開了一種盒式建築房模及其構建方法，它由牆板、頂板模及方鋼管柱組成，牆板有複合外牆板、中空結構牆板、複合框架牆板，其特徵是牆板外有飾面層，內設鋼框架，複合外牆板的鋼框架內焊有鋼筋網架並澆注加氣混凝土，外裝保溫板；中空結構牆板的鋼框架內焊有鋼筋網架和輕鋼龍骨，複合框架牆板的鋼框架內焊有支撐杆件並填充隔聲芯層；頂板模由壓型鋼承板和天棚飾面板組成，方鋼管柱兩端焊有上下封板。其構建方法為，將房模運至施工現場，拼組成建築層面後統一澆注混凝土，形成鋼和混凝土組合結構。該發明可提高建築產業現代化水平，減輕房模構件的重量，便於製作、運輸和吊裝，提商抗震性能。但是該發明由於需要使用鋼混結構，所以五無疑增加了施工工時、提高了施工人員的勞動強度，而且不利於運輸和裝配。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種裝配式盒子建築，其不僅結構簡單、裝配使用方便，而且具有建築構造措施完善、結構安全係數高，使用壽命等優點。

為解決上述技術問題，本發明採用了這樣一種用於配式盒子建築的標準建築模塊，建築標準模塊包括鋼架結構體系、外圍護結構體系、內隔牆和抗靜電地板；所述鋼架結構體系內部設置有內隔牆和抗靜電地板，所述鋼架結構體系外部設置有外圍護結構體系；所述鋼架結構體系的一側設置有縱向水平連接件；所述鋼架結構體系包括底部桁架梁、牆架柱和屋面梁；所述牆架柱沿水平縱向布置於所述底部桁架梁的兩側；所述屋面梁固接於所述牆架柱上端；所述牆架柱和所述屋面梁上均固接有所述縱向水平連接件。

在本發明的一種優選實施方案中，所述牆架柱包括豎直布置的u形牆柱、水平布置的u形剛性支撐和u形斜撐；所述u形牆柱沿水平縱向間隔布置；所述u形剛性支撐沿豎直方向間隔布置其與所述u形牆柱固接；所述u形牆柱和所述u形剛性支撐之間估計有所述u形斜撐；所述u形剛性支撐的端部固接有所述縱向水平連接件。

在本發明的一種優選實施方案中，所述縱向水平連接件為l形肋板連接件；所述l形肋板連接件一端與所述u形剛性支撐的頂端固接；所述l形肋板連接件的另一端垂直於所述u形剛性支撐的頂端豎直向下布置。

在本發明的一種優選實施方案中，所述屋面梁包括u形頂導梁和屋面梁剛性支撐；所述u形頂導梁沿水平縱向間隔布置於所述牆架柱上端；相鄰兩個梁架柱之間固接有所述屋面梁剛性支撐；所述屋面梁剛性支撐的端部固接有所述縱向水平連接件。

在本發明的一種優選實施方案中，所述u形頂導梁由兩個槽鋼拼接而成；所述u形頂導梁的兩端均固接有l形肋板連接件；所述l形肋板連接件的一端與所述u形頂導梁的腹板固接；所述l形肋板連接件的另一端與所述牆架柱上端面平行布置。

在本發明的一種優選實施方案中，所述縱向水平連接件為l形肋板連接件；所述l形肋板連接件一端與所述屋面梁剛性支撐的腹側板部固接；所述l形肋板連接件的另一端垂直於所述屋面梁剛性支撐的腹側板部。

在本發明的一種優選實施方案中，所述牆架柱和所述屋面梁外部固接有外圍護結構體系；所述外圍護結構體系包括多個複合防水整板；所述每個複合防水整板的兩側均設置有咬邊；相鄰所述兩個複合防水整板的咬邊相互貼合；所述每個複合防水整板頂部設置有排水溝(即屋面板的排水構造)。

在本發明的一種優選實施方案中，所述牆架柱和所述屋面梁與所述複合防水整板之間還設置有厚巖棉保溫材料。

本發明還公開了一種裝配式盒子建築，其包括多個如權利要求1所述的建築標準模塊；相鄰兩個建築標準模塊之間通過縱向水平連接件相互連接。

在本發明的一種優選實施方案中，位於裝配式盒子建築兩端的兩個所述建築標準模塊上均設置帶有可開啟或關閉的門的隔板。

本發明的有益效果是：本發明結構簡單、裝配使用方便，其採用裝配式建築，採用工廠預製，現場安裝方式，建設周期短，大量減少溼作業，相比貨櫃、板房等裝配式建築具有建築構造措施完善、結構安全係數高，使用壽命等優點，較常規鋼筋混凝土框架結構建築土建雖然初始投資較高，但綜合考慮施工工期、工廠化施工並可回收以

及全壽命周期內運行維護成本等因素，本發明綜合成本低，優勢明顯；

盒子建築與與框架結構常規建築進行技術經濟比較如表所示：

附圖說明

圖1是本發明實施例一種裝配式盒子建築的建築標準模塊結構示意圖；

圖2是本發明實施例一種裝配式盒子建築的建築標準模塊結構示意圖；

圖3是本發明實施例一種裝配式盒子建築的建築標準模塊結構示意圖；

圖4是本發明實施例一種裝配式盒子建築的相鄰兩個建築標準模塊連接結構示意圖；

圖5是本發明實施例一種裝配式盒子建築的建築標準模塊主視圖；

圖6是本發明實施例一種裝配式盒子建築的屋面梁連接關係結構示意圖；

圖7是本發明實施例一種裝配式盒子建築的屋面梁連接關係結構示意圖；

圖8是本發明實施例一種裝配式盒子建築的牆架柱連接關係結構示意圖；

圖9是本發明實施例一種裝配式盒子建築的牆架柱連接關係結構示意圖；

圖10是本發明實施例一種裝配式盒子建築的結構示意圖；

圖中：1-建築標準模塊，2-縱向水平連接件，1.1-底部桁架梁，1.2-牆架柱，1.3-屋面梁，1.2-1-u形牆柱，1.2-2-u形剛性支撐，1.2-3-u形斜撐，1.3-1-u形頂導梁，1.3-2-屋面梁剛性支撐。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

由說明書附圖所示的一種裝配式盒子建築的結構示意圖可知，本發明包括多個建築標準模塊1，建築標準模塊1的上部結構採用冷彎薄壁型鋼結構體系，下部基礎採用條形基礎，其中冷彎薄壁型鋼體系主要由牆架結構和屋蓋系統兩大體系組成；相鄰兩個建築標準模塊1之間通過縱向水平連接件2相互連接；其中冷彎薄壁型鋼結構以c型鋼與u型鋼作為基本結構構件，材料採用的是0.60mm帶有金屬保護層的鋼板為構件材料，它的節點都不採用焊接或螺栓連接的方式，而是採用自攻螺釘，這樣極大地方便了本發明的安裝和使用。建築標準模塊1的承重牆牆體為牆架結構，其由牆架柱、牆頂梁、牆底梁、牆體支撐、牆板和連接件等部件組成。牆架柱採用lq550級高強薄壁冷彎u型鋼，截面為150x60x0.6mm，間距600mm；牆頂梁考慮屋面梁連接需要，採用u型鋼160x60x5mm，牆頂梁採用q235-b級鋼。牆體結構面板採用鋁鎂錳複合板。盒子底部採用條形基礎，即結構為冷彎薄壁型鋼平面桁架體系，其空層結合電纜走線需要採用空層結構，該體系可獨立承受室內設備荷載。桁架高度400mm，跨度5400mm，兩端與牆架柱鉸接。桁架上下弦杆及腹杆均採用lq550級高強薄壁冷彎u型鋼，截面為150x60x0.55mm。屋面梁配合建築立面造型及內部設備管線走向，採用高頻焊接型鋼梁取代薄壁桁架，滿足了建築外形美觀及內部使用的實用要求，同時結構承載力及變形均滿足相關規範要求，高頻焊接型鋼梁截面採用h200x100x3.2x4.5，材料為q235-b。盒子與盒子間結構連接位置均在縱向水平構件處，依靠冷彎薄壁c型型鋼扣件相互連接。

根據工況，多個依次連接的建築標準模塊1構成所需的盒子建築，盒子建築圍護結構採用屋面及外牆採用鋁鎂錳合金複合整板體系，減少現場拼裝工藝，盒子結構內部頂棚設置led燈帶、室內風管採用與弧形轉角尺度一致的扇形截面且設置暖風管道，實現了照明、暖通、火災報警、安防、圖像監控等工廠集成；建築標準模塊1包括底部桁架梁1.1、牆架柱1.2和屋面梁1.3；所述牆架柱1.2沿水平縱向布置於底部桁架梁1.1的兩側；屋面梁1.3固接於牆架柱1.2上端；牆架柱1.2和屋面梁1.3上均固接有縱向水平連接件2；牆架柱1.2包括豎直布置的u形牆柱1.2-1、水平布置的u形剛性支撐1.2-2和u形斜撐1.2-3；u形牆柱1.2-1沿水平縱向間隔布置；u形剛性支撐1.2-2沿豎直方向間隔布置其與u形牆柱1.2-1固接；u形牆柱1.2-1和u形剛性支撐1.2-2之間估計有u形斜撐1.2-3；u形剛性支撐1.2-2的端部固接有縱向水平連接件2；縱向水平連接件2為l形肋板連接件；l形肋板連接件一端與u形剛性支撐1.2-2的頂端固接；l形肋板連接件的另一端垂直於u形剛性支撐1.2-2的頂端豎直向下布置；屋面梁1.3包括u形頂導梁1.3-1和屋面梁剛性支撐1.3-2；u形頂導梁1.3-1沿水平縱向間隔布置於牆架柱1.2上端；相鄰兩個梁架柱1.3-1之間固接有屋面梁剛性支撐1.3-2；屋面梁剛性支撐1.3-2的端部固接有縱向水平連接件2；u形頂導梁1.3-1由兩個槽鋼拼接而成；u形頂導梁1.3-1的兩端均固接有l形肋板連接件；l形肋板連接件的一端與u形頂導梁1.3-1的腹板固接；l形肋板連接件的另一端與牆架柱1.2上端面平行布置；縱向水平連接件2為l形肋板連接件；l形肋板連接件一端與屋面梁剛性支撐1.3-2的腹側板部固接；l形肋板連接件的另一端垂直於屋面梁剛性支撐1.3-2的腹側板部；牆架柱1.2和屋面梁1.3外部固接有複合防水整板，防水整板採用0.9mm厚鋁鎂錳合金板直立型360°咬邊系統+0.5mm厚eptfe高分子防水透氣材料；複合防水整板頂部設置有排水溝；牆架柱1.2和屋面梁1.3與複合防水整板之間還設置有厚巖棉保溫材料，本工程建築物外牆、屋面圍護結構體系採用75mm厚巖棉保溫材料滿鋪；設計屋面傳熱係數k＝0.55w/(m2·k)，外牆傳熱係數k＝0.59w/(m2·k)，分別滿足乙類公共建築屋面、外牆熱工性能限制k≤0.55w/(m2·k)，k≤0.60w/(m2·k)要求，在鋼龍骨外側採用巖棉保溫材料滿鋪；鋁鎂錳合金板與結構主體鋼龍骨之間採用底部帶絕熱墊的t型鋁合金支座連接。風機口採用自垂式鋁合金百葉窗，葉片塗刷保溫塗料；選用斷橋鋁合金窗框，透光材料採用low-e3x/16mm聚碳酸酯三層板，散熱較快，成為節能薄弱環節，在需要採取保溫隔熱措施的設備房間，採用保溫型乙級鋼質防火門，中間填設15～18mm厚玻璃棉板或礦棉板；位於整體兩端的建築標準模塊1的外側均估計有可開啟或關閉的門板。

使用本發明時，現場盒子建築拼裝步驟如下：

步驟一：安裝固定1個建築標準模塊1；

步驟二：待拼裝第一個建築標準模塊1模塊就位，取下連接處外牆板1塊；

步驟三：盒子與盒子間結構拼裝連接位置均在縱向水平構件處，依靠冷彎薄壁l型型鋼扣件相互連接，拼裝構造示意如下圖所示；建築電氣配線結合建築骨架集成設置，在「盒子建築」端頭預留接頭，拼裝時直接通過接插方式連接；「盒子建築」室內風管拼接處採用軟連接形式；將預留防水透氣層搭接至相鄰拼裝盒子防水透氣層上，搭接寬度300mm；

步驟四：相鄰兩個建築標準模塊1模塊拼裝完後，封外牆板；

步驟五：依次重複上述步驟二至步驟四直到盒體建築安裝完成。

應當理解的是，以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。