本實(shí)用新型涉及一種外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

模塊化建筑是一種新興的建筑結(jié)構(gòu)體系，該體系是以每個(gè)房間作為一個(gè)模塊單元，每個(gè)模塊單元均在工廠中預(yù)制生產(chǎn)，并可在工廠對(duì)模塊內(nèi)部空間進(jìn)行布置與裝修，完成后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，模塊化建筑的中心結(jié)構(gòu)(如核心筒)通常是在現(xiàn)場(chǎng)施工完成，核心筒可以是現(xiàn)場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可以是鋼結(jié)構(gòu)或鋼-砼組合結(jié)構(gòu)，各單元模塊之間以及單元模塊與核心筒之間均通過(guò)可靠的連接方式組裝成建筑整體。建筑模塊單元內(nèi)部通常是完備的，幾乎不需要現(xiàn)場(chǎng)的技工，因而大量減少了現(xiàn)場(chǎng)的工作時(shí)間。與傳統(tǒng)建筑的建造方式相比，模塊化建筑具有可縮短工期、節(jié)約人力物力、綠色環(huán)保、品質(zhì)精良等優(yōu)點(diǎn)。

中國(guó)授權(quán)實(shí)用新型專(zhuān)利(ZL201420038867.1)公開(kāi)了一種建筑模塊和具有該建筑模塊的中高層模塊化建筑，包括：框架；分別設(shè)置在框架的頂面、底面和側(cè)面的樓頂板、樓底板和墻體，所述墻體包括外墻、內(nèi)墻和所述外墻與所述內(nèi)墻之間的保溫層，所述墻體上設(shè)置有門(mén)窗；連接部，其用于在所述建筑模塊包圍所述中高層模塊化建筑的核心筒堆碼時(shí)連接相鄰的所述建筑模塊、以及連接所述建筑模塊與所述核心筒。中高層模塊化建筑主要由核心筒和多個(gè)建筑模塊單元組成，多個(gè)建筑模塊包圍核心筒并堆碼成多層建筑結(jié)構(gòu)。核心筒貫通整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的高度，多個(gè)建筑模塊和核心筒組合連接而構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)的一個(gè)樓層結(jié)構(gòu)，由建筑模塊組合構(gòu)成的該樓層結(jié)構(gòu)在核心筒高度方向逐層疊加而構(gòu)成高層建筑。

但是，上述模塊化建筑在施工過(guò)程中還存在著以下缺陷：

⑴模塊化建筑采用疊加拼裝方式，各建筑模塊之間需要連接，而且每個(gè)建筑模塊還與核心筒連接，建筑模塊的骨架參與建筑結(jié)構(gòu)的整體受力，即建筑模塊的骨架就是建筑結(jié)構(gòu)骨架的組成部分。該模塊化建筑較適用于低、多層建筑(建筑層數(shù)小于7層)，在用于高層、超高層建筑(建筑層數(shù)大于10層)時(shí)，根據(jù)建筑模塊的受力特點(diǎn)，按照疊加拼裝方式，層層傳力，建筑模塊的骨架截面會(huì)呈現(xiàn)下大上小的狀況，截面類(lèi)型需增加較多，使得制造標(biāo)準(zhǔn)化、安裝便捷性大打折扣。

⑵各建筑模塊之間在水平向和豎向均有連接，造成現(xiàn)場(chǎng)安裝節(jié)點(diǎn)較多，施工繁瑣，延長(zhǎng)了施工工期，而且安全隱患大，精度難以控制，不利于模塊化建筑的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模數(shù)化、制造標(biāo)準(zhǔn)化、安裝便捷、提高施工效率、縮短施工工期、安全性好、施工精度高的外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)，它包括豎向設(shè)置的中心結(jié)構(gòu)和位于中心結(jié)構(gòu)外圍的數(shù)個(gè)模塊單元，所述數(shù)個(gè)模塊單元在豎向上排布成數(shù)層，位于不同層的各模塊單元在豎向上一一對(duì)應(yīng)，其特征在于：所述中心結(jié)構(gòu)的水平剛度、豎向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度滿足建筑結(jié)構(gòu)整體抗傾覆要求，各模塊單元的骨架外端與中心結(jié)構(gòu)的骨架外端相連使各模塊單元貼合在中心結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁上成為獨(dú)立懸臂，最底層的模塊單元處于地面以上，相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間具有間隙，各模塊單元不參與建筑物整體抗傾覆。

本實(shí)用新型在中心結(jié)構(gòu)的外圍設(shè)置模塊單元，各模塊單元和中心結(jié)構(gòu)相連，各模塊單元貼合在中心結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁上成為獨(dú)立懸臂，由于中心結(jié)構(gòu)的水平剛度、豎向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度能夠滿足本行業(yè)相關(guān)規(guī)范的要求，相關(guān)規(guī)范是指《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等，因此，各模塊單元不需要設(shè)置其它豎向承重構(gòu)件，其不參與建筑物整體抗傾覆，在建模進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的整體抗傾覆計(jì)算時(shí)，不將模塊單元的受力計(jì)算在內(nèi)，本實(shí)用新型在適用于高層、超高層模塊化建筑時(shí)，解決了現(xiàn)有建筑模塊的骨架截面類(lèi)型增加較多以致制造標(biāo)準(zhǔn)化、安裝便捷性大打折扣的技術(shù)難題，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模數(shù)化、制造標(biāo)準(zhǔn)化、安裝便捷性；另外，本實(shí)用新型各建筑模塊僅在水平向與中心結(jié)構(gòu)連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝節(jié)點(diǎn)大大減少，簡(jiǎn)化了施工，縮短了施工工期，提高了施工效率，而且安全隱患小，精度易于控制，有利于模塊化建筑的推廣應(yīng)用。

作為本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述中心結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土核心筒、框架中心支撐結(jié)構(gòu)或密柱框架中心支撐結(jié)構(gòu)，也可以采用其它結(jié)構(gòu)。

每層相鄰的模塊單元之間是否連接，要根據(jù)模塊建筑功能布置及實(shí)際受力需要決定，滿足現(xiàn)行規(guī)范要求即可。每層相鄰的模塊單元之間相連以使每層的模塊單元連接成一體。

相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間無(wú)需連接，但是，為了避免模塊單元與中心結(jié)構(gòu)之間的連接失效以致模塊單元從中心結(jié)構(gòu)上脫落的情況發(fā)生，需要加設(shè)一道安全防線，相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間相連以使模塊單元在豎向上連接成一體。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)還包括處于建筑結(jié)構(gòu)邊角位置的模塊單元，所述處于邊角位置的模塊單元的骨架和與其同層相鄰的模塊單元的骨架相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著的效果：

⑴本實(shí)用新型在中心結(jié)構(gòu)的外圍設(shè)置模塊單元，各模塊單元和中心結(jié)構(gòu)相連，各模塊單元貼合在中心結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁上成為獨(dú)立懸臂，由于中心結(jié)構(gòu)的水平剛度、豎向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度能夠滿足本行業(yè)相關(guān)規(guī)范的要求，因此，各模塊單元不需要設(shè)置其它豎向承重構(gòu)件，其不參與建筑物整體抗傾覆，本實(shí)用新型在適用于高層、超高層模塊化建筑時(shí)，解決了現(xiàn)有建筑模塊的骨架截面類(lèi)型增加較多以致制造標(biāo)準(zhǔn)化、安裝便捷性大打折扣的技術(shù)難題，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模數(shù)化、制造標(biāo)準(zhǔn)化、安裝便捷性；

⑵本實(shí)用新型各建筑模塊僅在水平向與中心結(jié)構(gòu)連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝節(jié)點(diǎn)大大減少，簡(jiǎn)化了施工，縮短了施工工期，提高了施工效率，而且安全隱患小，精度易于控制，有利于模塊化建筑的推廣應(yīng)用。

⑶本實(shí)用新型相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間可以連接或不連接，可以使模塊單元在豎向上連接成一體，增加了一道安全防線，避免模塊單元與中心結(jié)構(gòu)之間的連接失效以致模塊單元從中心結(jié)構(gòu)上脫落的情況發(fā)生。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型沿圖1中A-A斷面圖；

圖3是本實(shí)用新型模塊單元側(cè)墻骨架與中心結(jié)構(gòu)的骨架連接的剖面示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的計(jì)算模型立面圖；

圖5是本實(shí)用新型的計(jì)算模型三維軸測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1～3所示，是本實(shí)用新型一種外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)6，它為二十三層的高層建筑，它包括豎向設(shè)置的中心結(jié)構(gòu)1和位于中心結(jié)構(gòu)1外圍的數(shù)個(gè)為矩形體的模塊單元2，數(shù)個(gè)模塊單元2在豎向上排布成數(shù)層，位于不同層的各模塊單元2在豎向上一一對(duì)應(yīng)，在本實(shí)施例中，中心結(jié)構(gòu)1為兩個(gè)核心筒，中心結(jié)構(gòu)1的水平剛度、豎向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均滿足建筑結(jié)構(gòu)整體抗傾覆要求，各模塊單元2的骨架內(nèi)端與中心結(jié)構(gòu)1的骨架外端相連使各模塊單元2貼合在中心結(jié)構(gòu)1的外側(cè)壁上成為獨(dú)立懸臂，如圖3所示，模塊單元2的骨架為平面桁架結(jié)構(gòu)7，平面桁架結(jié)構(gòu)7的外端部與核心筒1的骨架8外端通過(guò)螺栓連接，也可以采用其它機(jī)械連接方式，以確保模塊單元穩(wěn)定的外貼在核心筒1的外側(cè)。最底層的模塊單元處于地面以上，即模塊單元是沒(méi)有基礎(chǔ)的，相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間具有間隙，各模塊單元2不參與建筑物整體抗傾覆。

本實(shí)施例外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)為矩形體，外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)還包括處于建筑結(jié)構(gòu)邊角位置的模塊單元5，處于邊角位置的模塊單元5的骨架和與其同層相鄰的模塊單元2的骨架相連。在本實(shí)施例中，有四個(gè)邊角位置，每個(gè)邊角位置具有3個(gè)并列排布的處于邊角位置的模塊單元5，三個(gè)模塊單元5均為與模塊單元2相同的矩形體，其中一個(gè)模塊單元5的側(cè)面與同層相鄰一側(cè)的模塊單元相連，三個(gè)模塊單元5的端部均與同層相鄰另一層的模塊單元相連。在其它實(shí)施例中，處于邊角位置的模塊單元還可以采用其它方式連接。

如圖4和5所示，是本實(shí)用新型外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)的案例計(jì)算模型，該計(jì)算模型中心結(jié)構(gòu)混凝土核心筒厚300～400mm，模塊單元的骨架為平面桁架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)×寬×高＝9.0×3.0×3.0m。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)整體性能指標(biāo)為：前三周期分別為1.15s(x向平動(dòng))、0.70s(y向平動(dòng))、0.65s(扭轉(zhuǎn))，7度多遇地震下最大層間位移角為1/3537，無(wú)剛度及抗剪承載力突變，因此，整體指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

在其它實(shí)施例中，中心結(jié)構(gòu)還可以是框架中心支撐結(jié)構(gòu)或密柱框架中心支撐結(jié)構(gòu)等。

每層相鄰的模塊單元之間是否連接，要根據(jù)模塊建筑功能布置及實(shí)際受力需要決定，具體是要建模計(jì)算，滿足現(xiàn)行規(guī)范要求即可，因此，在其它實(shí)施例中，可將每層相鄰的模塊單元之間連接以使每層的模塊單元連接成一體。

相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間可以連接或不連接，但是，為了避免模塊單元與中心結(jié)構(gòu)之間的連接失效以致模塊單元從中心結(jié)構(gòu)上脫落的情況發(fā)生，需要加設(shè)一道安全防線，因此，在其它實(shí)施例中，可將相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間相連以使模塊單元在豎向上連接成一體，當(dāng)相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間相連后，它們之間的間隙是沒(méi)有的。

一種上述外貼式模塊化建筑結(jié)構(gòu)的施工方法，具體包括以下步驟：

步驟1，在現(xiàn)場(chǎng)施工中心結(jié)構(gòu)，并在工廠預(yù)制各模塊單元；

模塊單元可以是一個(gè)房間，也可以根據(jù)實(shí)際情況，將房屋的各分區(qū)合并為一個(gè)模塊單元，以單身公寓為例，走廊、陽(yáng)臺(tái)、房間、衛(wèi)生間可合并為一個(gè)模塊單元。

步驟2，中心結(jié)構(gòu)施工完成，將各模塊單元運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)；

步驟3，將最底層的模塊單元吊裝至安裝位置，并將該層的各模塊單元的骨架外端與中心結(jié)構(gòu)的骨架外端連接，使該層的各模塊單元處于中心結(jié)構(gòu)的外圍；

步驟4，再將倒數(shù)第二層的模塊單元吊裝至安裝位置，倒數(shù)第二層的模塊單元與最底層的模塊單元在豎向上一一對(duì)應(yīng)，將該層的各模塊單元的骨架外端與中心結(jié)構(gòu)的骨架外端連接，使該層的各模塊單元處于中心結(jié)構(gòu)的外圍，倒數(shù)第二層的模塊單元與其相對(duì)應(yīng)的最底層的模塊單元之間具有間隙；

步驟5，重復(fù)步驟4，即自下而上逐層安裝各模塊單元直至完成頂層的各模塊單元的安裝，各模塊單元整體形成獨(dú)立懸臂。

進(jìn)行各模塊單元之間的機(jī)電管線連接，或者在每層模塊單元安裝過(guò)程中，進(jìn)行各模塊單元之間的機(jī)電管線連接。

本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)階段，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的整體抗傾覆，各模塊單元不參與建筑物整體抗傾覆計(jì)算，中心結(jié)構(gòu)的水平剛度、豎向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度應(yīng)滿足建筑結(jié)構(gòu)整體抗傾覆要求。

在其它實(shí)施例中，若有需要可將相鄰層相對(duì)應(yīng)的模塊單元之間連接以使模塊單元在豎向上連接成一體。也可將每層相鄰的模塊單元之間連接以使每層的模塊單元連接成一體。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。