一种卡槽式连接模块化钢结构组件

    专利查询2025-12-20  6


    本发明涉及模块化钢结构建筑,特别是一种卡槽式连接模块化钢结构组件。


    背景技术:

    1、随着我国的人口城镇化率不断提高,人们对住房的需求日益增长,然而,传统的混凝土结构和砌体结构有着众多劣势,比如对环境危害大、建造效率低、混凝土需要长周期养护和受天气影响等。针对这一社会问题,即模块化钢结构建筑是解决人们住房问题,实现我国城镇化发展的有效途径。

    2、与传统的混凝土建筑和砌体建筑不同,模块化钢结构建筑是将建筑分割为以房间为单位的模块单元,每个模块单元采用工厂预制方式进行生产加工,加工完成后运输到施工现场进行组装,因此,模块单元间的连接对整个模块化建筑的抗震性能起到决定性影响。现有技术中,模块单元间的连接分别柱-柱连接和梁-梁连接。

    3、发明人在实施本发明实例的过程中,发现背景技术存在以下不足:

    4、柱-柱连接主要以焊接、螺栓连接和预应力连接为主,这些连接形式需要现场提供额外的操作空间,提高了施工的复杂程度,无法满足模块化建筑快速建筑的施工理念;而且,从力学角度分析,现有的柱-柱连接存在空隙,不能有效发挥模块单元间的连接强度,从而整体建筑结构体系抗震安全无法得到保证。

    5、梁-梁连接主要以螺栓连接和螺栓-连接板混合连接为主,这些连接形式也需要在现场提供额外的操作空间,尤其在模块化钢结构八柱十六梁内部节点,对现场安装技术要求高。

    6、针对以上存在的技术问题,有必要研发一种卡槽式连接模块化钢结构组件,现场无需额外操作空间,对施工误差要求小且快捷安全,并且柱-柱协同约束,梁-梁连接形成双梁叠合,共同承受荷载,有效保证了模块化建筑整体结构体系的抗震安全性能。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题是:如何实现连接模块化钢结构的连接。

    2、为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案为:

    3、本发明是一种卡槽式连接模块化钢结构组件,包括:框架结构的上框、下框;所述上框、下框之间通过中间节点组件、边框节点组件以及角点节点组件连接;

    4、在本方案中,上框、下框中部之间通过中间节点组件连接,边框处通过边框节点组件连接,角落处通过角点节点组连接,实现上框、下框的装配连接;

    5、为了具体说明中间节点组件连接,本发明采用所述中间节点组件包括:位于所述上框中部的四个第一截面开口上模块柱,每一所述第一截面开口上模块柱的垂直两侧壁分别设置有第一凸起、以及与所述第一凸起匹配的第一凹槽;位于所述下框中部的四个第一截面开口下模块柱,每一所述第一截面开口下模块柱的垂直两侧壁分别设置有第一凸起、以及与所述第一凸起匹配的第一凹槽;四个第一截面开口内插件,其侧壁开设有与所述第一凹槽匹配的滑槽;所述第一截面开口内插件下部对应插入所述第一截面开口下模块柱顶部,上部供所述第一截面开口上模块柱底部插入;

    6、四个第一截面开口上模块柱的结构一致,垂直设置的两侧边分别设置有第一凹槽、第一凸起;第一凸起与第一凹槽插接配合,将四个第一截面开口上模块柱连接形成柱束;同理,四个第一截面开口下模块柱的结构一致,垂直设置的两侧边分别设置有第一凹槽、第一凸起;第一凸起与第一凹槽插接配合,将四个第一截面开口下模块柱连接形成柱束;

    7、四个第一截面开口内插件结构一致,但滑槽的开口方向不一致,第一截面开口内插件用于供第一截面开口上模块柱、第一截面开口下模块柱插接,即第一截面开口内插件底部供第一截面开口下模块柱插接,第一截面开口内插件顶部供第一截面开口上模块柱插接,实现上框、下框中部的连接。

    8、为了说明边框节点组件的具体结构,本发明采用边框节点组件包括:位于所述上框边框处第二截面开口上模柱、第二截面闭口上模柱,所述第二截面开口上模柱侧壁设置有第二凹槽,所述第二截面闭口上模柱侧壁设置有与所述第二凹槽适配的第二凸起;位于所述下框边框处第二截面开口下模柱、第二截面闭口下模柱,所述第二截面开口下模柱侧壁设置有第二凹槽,所述第二截面闭口下模柱侧壁设置有与所述第二凹槽适配的第二凸起;第二截面开口内插件,其侧壁开设有与所述第二凹槽匹配的滑槽,其下部插入所述第二截面开口下模块柱顶部,其顶部供所述第二截面开口上模柱插入;第二截面闭口内插件,其下部插入所述第二截面闭口下模块柱顶部,其顶部供所述第二截面闭口上模柱插入;

    9、在本方案中,第二截面开口上模柱、第二截面闭口上模柱之间通过第二凹槽、第二凸起实现连接,起到柱束作用;同理,第二截面开口下模柱、第二截面闭口下模柱之间通过第二凹槽、第二凸起实现连接,起到柱束作用;

    10、第二截面开口内插件具有一滑槽,能够供第二截面开口上模柱、第二截面开口下模柱插接配合;第二截面闭口内插件截面为矩形结构,能够供第二截面闭口上模柱、第二截面闭口下模柱插入,实现上框、下框边框处的连接。

    11、为了说明角点节点组件的具体结构,本发明采用角点节点组件包括:位于所述上框角落处的一第三截面闭口上模块柱;位于所述下框角落处的一第三截面闭口下模块柱;第三闭口内插件,其底部插入至所述第三截面闭口下模块柱顶部,其顶部供所述第三截面闭口上模块柱底部插入;

    12、在方案中,第三截面闭口上模块柱、第三截面闭口下模块柱、第三闭口内插件截面均为矩形结构,第三闭口内插件能够供第三截面闭口上模块柱、第三截面闭口下模块柱插入,实现上框、下框角落处的连接。

    13、为了第一凸起、第一凹槽配合时,以及第二凸起、第二凹槽配合时,消除预制误差,本发明采用所述第一凸起处设置有橡胶层与所述第一凹槽连接;所述第二凸起处设置有橡胶层与所述第二凹槽连接。

    14、通过设置橡胶层给予第一凸起、第一凹槽配合时,以及第二凸起、第二凹槽配合时的调节余量。

    15、为了实现梁与梁的匹配定位,本发明采用所述上框底部地板梁的底部处沿其长度方向设置有第三凹槽;所述下框顶部天花板梁的顶部处沿其长度方向设置有与所述第三凹槽匹配的第三凸起;所述第三凹槽、第三凸起之间设置有多层第二橡胶层;

    16、通过第三凹槽、第三凸起的形面配合实现梁与梁的匹配定位,梁与梁的第二橡胶层产生摩擦叠合,梁-梁连接的叠合定位作用得以加强。

    17、为了进一步加强梁与梁之间的定位,本发明采用所述第三凹槽内延其长度方向设置有多个插板;所述第三凸起表面延其长度方向开设有多个与所述插板匹配的插槽;

    18、在本方案中,插板插入插槽内,限制天花板梁、地板梁之间的叠合移动。

    19、综上,上框通过四个模组连接,每个模组均包括一第一截面开口上模柱、一第二截面开口上模柱、一第二截面闭口上模柱、一第三截面开口上模组;

    20、通过第一凸起、第一凹槽以及第二凸起、第二凹槽的配合,能够将上框的四个模组连接;

    21、下框通过四个模组连接,每个模组均包括一第一截面开口下模柱、一第二截面开口下模柱、一第二截面闭口下模柱、一第三截面开口下模组;

    22、通过第一凸起、第一凹槽以及第二凸起、第二凹槽的配合,能够将下框的四个模组连接;

    23、通过第一截面开口内插件、第二截面开口内插件、第二截面闭口内插件、第三闭口内插件将上框、下框进行连接。

    24、本发明的有益效果:本发明是一种卡槽式连接模块化钢结构组件,本发明通过上框、下框及橡胶层均在工厂进行预制组装,现场无需连接工具,施工简单,操作方便,并且可以实现上下八个模块快速组装;此外,通过柱-柱协同约束及梁-梁叠合连接,模块单元间的连接强度和刚度得以加强,保证了模块化钢结构建筑抗震安全性能。


    技术特征:

    1.一种卡槽式连接模块化钢结构组件,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种卡槽式连接模块化钢结构组件,其特征在于,所述边框节点组件包括:

    3.根据权利要求2所述的一种卡槽式连接模块化钢结构组件,其特征在于,所述角点节点组件包括:

    4.根据权利要求3所述的一种卡槽式连接模块化钢结构组件,其特征在于,所述第一凸起处设置有橡胶层与所述第一凹槽连接;

    5.根据权利要求4所述的一种卡槽式连接模块化钢结构组件,其特征在于,所述上框底部地板梁的底部处沿其长度方向设置有第三凹槽;

    6.根据权利要求5所述的一种卡槽式连接模块化钢结构组件,其特征在于,所述第三凹槽内延其长度方向设置有多个插板;


    技术总结
    本发明是一种卡槽式连接模块化钢结构组件,包括:框架结构的上框、下框;所述上框、下框之间通过中间节点组件、边框节点组件以及角点节点组件连接;本发明通过上框、下框及橡胶层均在工厂进行预制组装,现场无需连接工具,施工简单,操作方便,并且可以实现上下八个模块快速组装;此外,通过柱‑柱协同约束及梁‑梁叠合连接,模块单元间的连接强度和刚度得以加强,保证了模块化钢结构建筑抗震安全性能。

    技术研发人员:徐博,杨晨,高帆,朱平华,王新杰,周彬彬
    受保护的技术使用者:常州大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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