(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104790529 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.07.22
(21)申请号 201510075506.3(22)申请日 2015.02.12
(71)申请人同济大学
地址200092 上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人李国强 毛磊 陆烨
(74)专利代理机构上海光华专利事务所 31219
代理人李哲(51)Int.Cl.
E04B 1/348(2006.01)E04B 1/38(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图5页
(54)发明名称
箱式模块建筑拼接节点结构(57)摘要
本发明提供一种箱式模块建筑拼接节点结构，多个箱式模块呈多排、多列、多层排列，箱式模块由四个顶部横梁、四个底部横梁以及四个方钢管柱相焊接构成，横梁均由开口面朝向箱式模块内侧的槽钢制成，包括沿方钢管柱轴向设置的腹板以及垂直连接于腹板上下两侧的翼缘；两两相邻的箱式模块间通过相邻横梁连接固定，上下相连箱式模块间相邻横梁的腹板上共同螺栓连接一节点连接板，上下相连箱式模块间相邻横梁的上下翼缘螺栓连接；左右相连的箱式模块间相邻横梁的腹板均螺栓连接。本发明具有传力明确、构造合理，施工简便、易于拼装拆卸等多种优点，可在相邻箱式模块间仅通过横梁连接满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求。 C N 1 0 4 7 9 0 5 2 9 A CN 104790529 A
权 利 要 求 书
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1.一种箱式模块建筑拼接节点结构，多个所述箱式模块呈多排、多列、多层排列，其特征在于，所述箱式模块由四个顶部横梁、四个底部横梁以及四个方钢管柱相焊接构成，所述横梁均由开口面朝向箱式模块内侧的槽钢制成，包括沿方钢管柱轴向设置的腹板以及垂直连接于腹板上下两侧的翼缘；两两相邻的箱式模块间通过相邻横梁连接固定，上下相连箱式模块间相邻横梁的腹板上共同螺栓连接一节点连接板，上下相连箱式模块间相邻横梁的上下翼缘螺栓连接；左右相连的箱式模块间相邻横梁的腹板均螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的箱式模块建筑拼接节点结构，其特征在于，左右相连的箱式模块间相邻横梁的腹板共同螺栓连接一节点连接板。
3.根据权利要求1所述的箱式模块建筑拼接节点结构，其特征在于，所述螺栓采用摩擦型连接。
4.根据权利要求1所述的箱式模块建筑拼接节点结构，其特征在于，所述横梁均由冷弯薄壁槽钢制成。
5.根据权利要求1所述的箱式模块建筑拼接节点结构，其特征在于，所述横梁与方钢管柱之间采用全对接熔透焊接。
6.根据权利要求1所述的箱式模块建筑拼接节点结构，其特征在于，所述方钢管柱由冷弯或热轧方钢管制成。
7.根据权利要求1所述的箱式建筑模块拼接节点结构，其特征在于，所述顶部横梁与所述底部横梁等长。
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说 明 书
箱式模块建筑拼接节点结构
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技术领域
本发明属于预制装配式建筑钢结构施工技术领域，尤其涉及一种箱式模块建筑拼接节点结构。
[0001]
背景技术
建筑业是国民经济的重要物质生产部门，与整个国家经济的发展、人们生活的改
善有着密切的关系。传统的建造方式以现场手工湿作业为主，不仅生产效率低、建设周期长、能耗高、对环境影响力大，而且建筑的质量和性能难以得到保证，寿命周期难以实现，既不适应国民经济高速发展的节奏，又不能满足可持续发展的要求。因此，建筑业进一步发展的一个方向是以工业化装配式建造实现产业转型与升级。[0003] 目前，预制化程度较高的建筑形式是箱式模块建筑。该类建筑也常被称为盒子建筑或箱式建筑，是一种把单个房间单元作为预制构件单位、在工厂预制后运到工地进行安装的建筑结构。多个箱体拼接成一个完整的结构体后，箱体和基础以及箱体和箱体间的连接节点是保障整体承载力的关键部位。在飓风或地震作用下，箱体很有可能出现倾覆的趋势，此时角柱中将出现拉力，箱体和箱体、基础间可能发生错位，如果没有可靠的节点连接，建筑将发生严重变形、破坏、甚至倒塌。
[0004] 现有的箱式建筑箱体拼接节点主要有焊接、角件连接、垫件连接和角柱连接四种形式。其中，焊接节点在保证安全的前提下更省材料，但现场施工工作量大，且不便拆除，不适应工业化建筑的发展需求。角件连接、垫件连接和角柱连接现场拼接操作与焊接相比略微简单，但承载能力较小，仅能用于低层模块建筑中。
[0002]
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种同时满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求的箱式模块建筑拼接节点结构，传力明确、构造合理、在地震、风等外荷载作用下满足承载要求，又便于加工制造、施工简便、易于拼装拆卸。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种箱式模块建筑拼接节点结构，多个所述箱式模块呈多排、多列、多层排列，所述箱式模块由四个顶部横梁、四个底部横梁以及四个方钢管柱相焊接构成，所述横梁均由开口面朝向箱式模块内侧的槽钢制成，包括沿方钢管柱轴向设置的腹板以及垂直连接于腹板上下两侧的翼缘；两两相邻的箱式模块间通过相邻横梁连接固定，上下相连箱式模块间相邻横梁的腹板上共同螺栓连接一节点连接板，上下相连箱式模块间相邻横梁的上下翼缘螺栓连接；左右相连的箱式模块间相邻横梁的腹板均螺栓连接。
[0005]
进一步地，左右相连的箱式模块间相邻横梁的腹板共同螺栓连接一节点连接板。
[0008] 进一步地，所述螺栓采用摩擦型连接。[0009] 进一步地，所述横梁均由冷弯薄壁槽钢制成。
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进一步地，所述横梁与方钢管柱之间采用全对接熔透焊接。[0011] 进一步地，所述方钢管柱由冷弯或热轧方钢管制成。[0012] 进一步地，所述顶部横梁与所述底部横梁等长。[0013] 通过以上技术方案，本发明相较于现有技术具有以下技术效果：本发明箱式模块建筑拼接节点结构在保证承载性能的前提下，还具有传力明确、构造合理，施工简便、易于拼装拆卸等多种优点，相对于现有箱式建筑箱体拼接节点结构，可在相邻箱式模块间仅通过横梁连接满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求。附图说明
[0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030]
图1为标准箱式模块建筑的结构示意图；图2为横梁的结构示意图；
图3为拼接节点J1的结构示意图；图4为图3的俯视图；
图5为拼接节点J2的结构示意图；图6为图5的俯视图；
图7为拼接节点J3的结构示意图；图8为拼接节点J4的结构示意图；图9为拼接节点J5的结构示意图。元件标号说明：
1 方钢管柱2 横梁21 腹板22 翼缘
3 节点连接板4 螺栓J1～J5 节点
具体实施方式
[0031] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。[0032] 请参阅图1至图9。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。参阅图1所示，显示为一个标准的箱式模块建筑，八个箱式模块两两叠加并排放置，每个箱式模块均由四个顶部横梁、四个底部横梁以及四个方钢管柱1相焊接构成，顶部
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横梁长度与底部横梁等长构成方形的箱式模块。如图2所示，横梁2均由冷弯薄壁槽钢制成，包括沿方钢管柱轴向设置的腹板21和垂直连接于腹板上下两侧的翼缘22，槽钢的开口面均面向箱式模块内侧。
[0034] 当多个箱式模块拼接时，在保证承载性能的前提下，相对于现有技术，本发明两两相邻的箱式模块间无需连接方钢管柱，可仅通过相邻横梁连接固定：上下相连箱式模块间相邻横梁的腹板上共同螺栓连接一节点连接板3，并且上下相连箱式模块间相邻横梁的上下翼缘通过螺栓4连接。左右相连的箱式模块间相邻横梁的腹板则通过螺栓4连接。但是，由于箱式模块建筑通常为多层，所以必然存在上下箱式模块连接节点，而上下箱式模块的连接是通过节点连接板3实现的，因此到上层的左右相连的箱式模块间必然存在节点连接板厚度的空隙。此时，在两个相连的箱式模块的横梁间加设节点连接板3以填补空隙，使整个结构更加完整。[0035] 其中，共有5种类型的节点J1-J5，如图3及图4所示，显示为箱式模块建筑前端或后端外围的拼接节点J1的结构示意图及其俯视图。此处仅有上下相邻的箱式模块，上层箱式模块的底部横梁与下层箱式模块的顶部横梁相邻,两个横梁的腹板21上共同螺栓连接一节点连接板3，节点连接板3通常为方形，便于加工和安装，其长度等于两个横梁的高度，其宽度以至少能设置并排两个螺栓孔为宜。上方横梁的下翼缘与下方横梁的上翼缘通过螺栓连接。
[0036] 如图5及图6所示，显示为箱式模块建筑前端或后端中部的四个箱式模块的拼接节点J2的结构示意图及其俯视图。此处既有上下相邻又有左右相邻的箱式模块，上层箱式模块的底部横梁与下层箱式模块的顶部横梁相邻,两个横梁的腹板21上共同螺栓连接一节点连接板3，上方横梁的下翼缘与下方横梁的上翼缘通过螺栓连接。左侧箱式模块上位于右边的横梁与右侧箱式模块上位于左边的横梁相邻，左右相邻横梁的腹板21共同螺栓连接一节点连接板3。[0037] 如图7所示，显示为箱式模块建筑中部的八个箱式模块的拼接节点J3的结构示意图。此处既有上下相邻又有左右相邻的箱式模块。上层箱式模块的底部横梁与下层箱式模块的顶部横梁相邻,两个横梁的腹板21上共同螺栓连接一节点连接板3，上方横梁的下翼缘与下方横梁的上翼缘通过螺栓连接。左侧箱式模块上位于右边的横梁与右侧箱式模块上位于左边的横梁相邻，左右相邻横梁共同螺栓连接一节点连接板3。[0038] 如图8所示，显示为箱式模块建筑中部顶端的四个箱式模块的拼接节点J4的结构示意图。此处仅有左右相邻的箱式模块，左侧箱式模块上位于右边的横梁与右侧箱式模块上位于左边横梁相邻，左右相邻横梁共同螺栓连接一节点连接板3。[0039] 如图9所示，显示为箱式模块建筑前端或后端外围顶端的拼接节点J5的结构示意图。此处仅有左右相邻的箱式模块，左侧箱式模块上位于右边的横梁与右侧箱式模块上位于左边横梁相邻，左右相邻横梁共同螺栓连接一节点连接板3。[0040] 作为本发明的进一步改进，螺栓4均为高强螺栓，采用摩擦型连接。横梁2与方钢管柱1之间采用全对接熔透焊接。方钢管柱1由冷弯或热轧方钢管制成。
箱式模块建筑拼接节点结构的具体实施步骤为：
[0042] 工厂预制阶段完成方钢管柱1、节点连接板3、横梁2的制作。螺栓孔的数量、尺寸和排布方式，在满足规范要求的前提下，可根据实际承载力需求确定。本实施例中，横梁2
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的腹板21上设置两列三排螺栓孔，翼缘22上设置并排两个螺栓孔。节点连接板3上的螺栓孔应对齐横梁2上螺栓孔设置，共两列六排。[0043] 按照设计规格，将预设个数的箱式模块逐个吊升至相应的安装位置，且使得上下、左右相邻的箱式模块通过螺栓4固定连接，重复该动作，直至构建成符合箱式模块化建筑图纸要求的箱式模块化建筑，
[0044] 多个箱式模块拼装构成箱式模块化建筑，箱式模块是在工厂中加工成的，工厂内施工环境稳定、施工设备齐全、焊接工艺成熟，使得各个连接节点性能良好；箱式模块中可以预先集成采暖、上下水道及照明等所有管网，再将箱式模块运往施工现场进行拼装；大大提高了箱式模块化建筑的集成化程度，能够缩短现场施工工期、减少劳动力需求，以及减少施工过程中建筑材料、建筑垃圾对环境的影响。[0045] 综上所述，本发明箱式模块建筑拼接节点结构在保证承载性能的前提下，还具有传力明确、构造合理，施工简便、易于拼装拆卸等多种优点，相对于现有箱式建筑箱体拼接节点结构，可在相邻箱式模块间仅通过横梁连接满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求。
[0046] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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