[发明专利]一种模块化预制钢‑混凝土组合框架结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化预制钢-混凝土组合框架结构，属于建筑工程装配式混凝土框架结构技术领域。

背景技术

模块化建筑技术实现了预制技术从2D向3D的扩展，进一步提高了预制效率，具有明显的技术经济，也成为我国当前大力发展装配式建筑的重要方向之一。当前主流的模块化建筑主要采用钢结构，一般用于商业建筑，如酒店、停车场等，钢结构面临的防火、保温、舒适度等问题限制了其广泛应用；同时，模块之间的连接一般采用焊接或螺栓连接，且由于模块现场拼装时对节点施工的固有影响，模块之间不能实现充分连接，且相对模块自身节点较弱，因此，既有技术一般将模块设计为仅承受竖向荷载作用，当在地震区应用时，必须采用现浇核心筒，这又从技术上大大限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化预制钢-混凝土组合框架结构，突破既有模块化钢结构建筑技术，充分利用组合结构与预制技术综合优势，拓展模块化建筑的技术范畴。

本发明采用的技术方案为：一种模块化预制钢-混凝土组合框架结构，包括多个预制组合框架模块和模块连接件；

所述预制组合框架模块包括预埋钢管混凝土预制柱、预埋型钢混凝土叠合梁、混凝土叠合板和模块后浇混凝土；形成预制模块时，所述预埋钢管混凝土预制柱的钢管保持空心；所述预埋钢管混凝土预制柱、预埋型钢混凝土叠合梁节点处钢管和型钢外露，所述钢管与型钢通过焊接或螺栓连接，节点处混凝土与同一水平层叠合板叠合层混凝土共同浇筑；

所述混凝土叠合板设置在预制组合框架模块底部，并搁置在预埋型钢混凝土叠合梁保护层混凝土上，预制组合框架模块底部叠合板在工厂内完成叠合层混凝土浇筑，预制组合框架模块顶部叠合板在施工现场完成浇筑；

所述模块后浇混凝土包括预埋型钢混凝土叠合梁、混凝土叠合板的叠合层以及预埋钢管混凝土预制柱、预埋型钢混凝土叠合梁的节点部位，并待预埋钢管混凝土预制柱、预埋型钢混凝土叠合梁、混凝土叠合板安装就位后整体浇筑；

所述多个预制组合框架模块之间通过模块连接件连接，模块连接件包括连接钢板和高强钢管，高强钢管垂直穿过连接钢板，连接钢板形状及尺寸、高强钢管布置及数量和所连接的组合框架模块的布置及数量相匹配；所述模块连接件在施工现场通过将高强钢管插入预埋钢管混凝土预制柱的钢管内，并从上层预制组合框架模块的预埋钢管混凝土预制柱的钢管内灌注混凝土和结构后浇混凝土，实现预埋钢管混凝土预制柱与预制组合框架模块的连接；

所述预制组合框架模块在施工现场通过顶部混凝土叠合板的叠合层混凝土整体浇筑，实现预制组合框架模块的共同工作性能与结构的整体性。

作为优选，所述预埋钢管混凝土预制柱的钢管为圆形、矩形或正方形。

作为优选，所述预埋型钢混凝土叠合梁的型钢为工字钢、方钢管或其他焊接型钢。

作为优选，所述混凝土叠合板采用带钢筋桁架的钢筋混凝土叠合板或预制预应力叠合板。

作为优选，所述模块连接件的高强钢管为圆形、矩形或正方形，高强钢管外周点焊螺旋钢筋加强锚固。

作为优选，所述模块连接件的连接钢板在预埋钢管混凝土预制柱对应位置处设置排气孔，保证预制柱内混凝土灌筑质量。

本发明采用钢-混凝土组合构件(柱、梁)和混凝土叠合板形成组合框架模块，充分利用了组合结构与预制技术的综合优势，避免了钢结构耐久性问题和混凝土结构过于笨重问题；通过特制连接件实现相邻模块预制柱间的充分连接，通过模块顶部叠合板的叠合层混凝土实现模块间的充分连接，增强了结构整体性，保证了必要的抗震性能。本发明形成了抗震性能优良、预制与施工高效的模块化组合框架结构，是对既有模块化建筑技术和装配式混凝土框架结构的综合突破，具有广泛应用前景。

有益效果：(1)本发明的预埋钢管混凝土预制柱和预埋型钢混凝土叠合梁，可有效降低构件与模块重量，节点处钢管与型钢外露，方便了节点连接施工；(2)本发明的预制组合框架模块的底部混凝土叠合板的叠合层混凝土与节点混凝土同时浇筑，既保证了钢结构节点的耐久性能，又增强了预制模块自身的整体稳固性能；(3)本发明的特制连接件制作简单、灵活，可适应不同部位、不同数量预制组合框架模块间的连接；(4)本发明的特制连接件及模块顶部叠合板的叠合层的现场整体浇筑共同保证了整体结构的抗震性能；(5)本发明的预埋钢管混凝土预制柱的钢管在工厂内为空心，减轻自重的同时，便于现场特制连接件的安装，且方便施工现场灌筑混凝土。

附图说明

图1为本发明的预制组合框架模块制作过程示意图；

图2为本发明的预制组合框架模块完成状态示意图；