楼板拼接式模块化集成系统及其建造方法与流程

    技术2025-04-17  32


    本发明涉及装配式建筑的,特别是适用于低层、多层或小高层的混凝土模块化集成建筑,具体涉及一种楼板拼接式模块化集成系统及其建造方法。


    背景技术:

    1、模块化集成建造技术具有现场建造速度快、全专业集成度高等优点,通过将建筑平面拆分成多个六面体的盒子,盒子在工厂进行制作生产,并将机电和内装等作业在工厂内集成到盒子内,待盒子运输至现场后实现快速安装。和钢结构模块化集成技术相比,混凝土模块化集成技术由于具有更好的保温、隔声等性能,在低多层和高层住宅建筑中也开始应用。

    2、应用过程中主要有以下技术问题:

    3、(1)我国目前装配式剪力墙结构规范中,为保证地震作用下预制结构墙的变形协调,预制结构墙间竖缝往往采用现浇边缘构件、水平钢筋锚环(索)灌浆连接,安装过程中钢筋碰撞问题、锚环避让等问题频发,施工效率不高,并且施工质量不可靠。

    4、(2)传统模块化预制单元直接拼结的方式之一,采用2~6cm厚预制模壳拼成墙体空腔后现场浇筑墙体混凝土,两侧模壳仅用作墙体浇筑混凝土的模板,并不提供结构抵抗地震和风荷载等水平作用,施工完成后“侵占”了建筑的使用空间;传统模块化预制单元直接拼结的方式之二,采用全预制墙模块背靠背排列,在每个模块之间均形成双层墙体,双层墙体并不能整体抗侧力,使得其厚度往往过厚,也“侵占”了建筑的有效使用空间。

    5、(3)传统模块化预制单元直接拼结的方式,当在预制模块内埋设水电管线时,模块与模块之间几乎没有间隙,现场管线对接困难。

    6、(4)传统模块单元的顶板采用钢筋桁架叠合板,通过后浇叠合层混凝土实现楼层各模块顶板的连接。一方面,模块化单元生产过程中顶板和侧墙需要分别预制并拼装,生产周期较长;另一方面,现场楼板混凝土浇筑后的养护时间也限制了安装速度的进一步提高。

    7、(5)现有的申请号为201710632012.x的中国发明专利申请,公开了一种抗震预制楼板及楼板抗震拼接结构,将预制板四边完全采用对拼的燕尾榫连接,虽可保证楼板平面内力的有效传递,但并未考虑楼板与墙体的有效连接措施,当尺寸较大的预制板四边均设置对拼接缝时,预制板角部往往由于生产和安装误差难以准确就位,有时甚至需要人工切除部分燕尾榫方可安装。

    8、以上种种种现有技术,虽可实现模块内部品部件的一体化生产,但在生产和安装过程中仍存在种种问题,未能充分体现工业化建造的优势,也不符合节能环保的发展理念。


    技术实现思路

    1、本发明提供一种适用于低层、多层或小高层的楼板拼接式模块化集成系统及其建造方法,在保证结构受力性能的前提下,减少现场浇筑混凝土作业量,提升效率,充分发挥材料性能,结构整体性好,安装效率高。

    2、解决的技术问题是:现有混凝土模块化结构现场连接湿作业多、安装速度受混凝土浇筑制约、模壳墙材料利用率低等问题。

    3、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

    4、本发明楼板拼接式模块化集成系统,包括预制模块单元以及拼接式预制板,所述预制模块单元与拼接式预制板于同一结构层处交替布置;

    5、预制模块单元包括两面、三面或四面侧墙及全预制顶板,所述侧墙包括预制结构墙和填充墙,所述预制结构墙与全预制顶板一体成形或分块预制装配成形;所述拼接式预制板与全预制顶板采用局部拼接式连接;

    6、所述拼接式预制板与全预制顶板的连接边两侧1/4边长范围内分别设有位置一一对应的凹槽,所述凹槽间隔100mm~300mm,从板边算起的凹槽长度为250mm~700mm,凹槽内设置水平连接钢筋以及填充有高强灌浆料;

    7、所述拼接式预制板与全预制顶板边长中间部位连接处设有沿其板边方向间隔设置外凸状咬合键,所述外凸状咬合键最外侧边长大于根部边长,所述外凸状咬合键上设有插筋孔,所述插筋孔内设有插筋,所述插筋的一端延伸至下部预制结构墙内与预制结构墙连接;所述全预制顶板与拼接式预制板相接处设有与外凸状咬合键咬合配合的凸凹咬合键,所述外凸状咬合键与凸凹咬合键咬合间隙内填充有高强灌浆料;

    8、位于上层的预制模块单元的预制结构墙下端与下层预制模块单元中伸出的连接钢筋相连连,采用双排筋或等面积替换的大直径单排筋的灌浆套筒或约束浆锚搭接连接。

    9、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,预制模块单元还包括预制底板,所述预制底板位于侧墙底部,其与预制结构墙一体预制成形或分次浇筑成形。

    10、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,所述预制模块单元的至少一面所述预制结构墙上设有孔洞,所述孔洞处设有填充墙。

    11、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,所述侧墙、全预制顶板以及预制底板至少其中一个内部集成有给排水、暖通和机电管线的一种或多种组合。

    12、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,所述预制模块单元和拼接式预制板至少设置两排,两排预制模块单元的预制结构墙不连接,两排相邻预制模块单元的全预制顶板之间采用局部拼接式连接;

    13、两排相邻的拼接式预制板之间采用局部拼接式连接。

    14、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,所述外凸状咬合键内沿其外边缘设有上下双层构造钢筋,所述构造钢筋锚入对应的拼接式预制板或全预制顶板内;所述插筋孔边缘设有拉结筋,所述拉结筋呈u形设置,其端部锚入拼接式预制板内。

    15、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,所述外凸状咬合键前端阳角和根部阴角处设有弧角或平角。

    16、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,所述拼接式预制板底部设有预制梁,所述预制梁与拼接式预制板一体浇筑成型或分别预制,所述预制结构墙上设有连接牛腿,所述预制梁的端部置于连接牛腿上,所述连接牛腿上设有插入预制梁内的连接筋。

    17、本发明楼板拼接式模块化集成系统,进一步的,包括预制模块单元、拼接式预制板以及预制墙;

    18、所述预制模块单元包括侧墙、预制底板以及全预制顶板,所述预制模块单元沿水平向和竖向均间隔设置,位于上层的预制模块单元的预制底板与位于下层的预制模块单元的全预制顶板采用局部拼接式连接;

    19、所述预制墙设置在位于最外侧预制模块单元间的竖向缺口处,所述预制墙的下端设置平截面,采用灌浆套筒连接,上端采用局部拼接式连接;

    20、所述拼接式预制板设置在位于预制模块单元间的水平缺口处,所述拼接式预制板与对应位置处的预制模块单元或预制墙采用局部拼接式连接。

    21、本发明一种建造方法,包括以下步骤:

    22、步骤1:预制模块单元在工厂进行制作加工,当预制模块单元为包含侧墙和全预制顶板的五面体模块时,其采用立体模具一次浇筑成型;当预制模块单元为包含侧墙、全预制顶板和预制底板的六面体模块时,六面体模块在五面体模块一体浇筑成型的基础上,在预制结构墙底部预留预制底板的钢筋,待五面体模块拆模后进行预制底板的浇筑制作;

    23、拼接式预制板、预制梁在工厂加工制作,上述各类构件在加工制作时均提前进行机电管线的预留预埋;

    24、步骤2:安装前对楼地面进行找平,预制模块单元的预制结构墙底部连接处预先铺设座浆层,根据楼地面标高及安装完成面标高来控制预制结构墙底部座浆层厚度;吊装预制模块单元至楼地面上部200-300mm处,将预制结构墙底部的预埋灌浆套筒与楼地面的连接钢筋进行对位并微调,保证全部连接钢筋可以插入预制结构墙底部的预埋灌浆套筒内;对位调整完毕后,将预制模块单元落在楼地面座浆层上完成预制模块单元安装;

    25、步骤3:预制模块单元安装就位后,依照结构装配图进行间隔的另一个预制模块单元吊装;同时,进行预制结构墙连接钢筋的套筒灌浆作业,采用单套筒灌浆工艺;

    26、如预制模块单元为六面体模块,应在套筒灌浆施工时,对预制底板与下层全预制顶板之间的空隙进行灌浆,使预制底板和下层预制模块单元的全预制顶板形成本层整体楼板;待本层的预制模块单元全部安装就位后,即可进行预制梁和拼接式预制板的吊装施工;

    27、步骤4:拼接式预制板安装时,根据预制模块单元端部的凸凹咬合键进行定位,保证拼接式预制板的外凸状咬合键与全预制顶板的凸凹咬合键对应,同时拼接式预制板的凹槽与全预制板的凹槽重合;将拼接式预制板落位,并将预制模块单元上插筋穿过拼接式预制板的插筋孔;

    28、步骤5:拼接式预制板安装就位后,在全预制顶板和拼接式预制板对应的凹槽内放入水平连接钢筋,然后进行预制模块单元和拼接式预制板之间的咬合键接缝及凹槽的灌浆作业,完成全预制顶板与拼接式预制板的整体连接;灌浆材料为添加钢纤维的高强无收缩灌浆料,灌浆完成后需进行约3-5h的养护;

    29、步骤6:上述步骤完成后,即可进行下一层的预制模块单元安装;已完成安装的楼层,即可开始进行机电管线的施工,预制模块单元内预埋的机电管线,均在预制结构墙的底部预留机电管线的接驳口,通过两个预制模块单元之间区域,即在拼接式预制板区域的楼面上实现本层机电管线的快速连接施工。

    30、本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:

    31、1.我国目前装配式剪力墙结构规范中,为保证地震作用下预制结构墙的变形协调,预制结构墙间竖缝往往采用现浇边缘构件、水平钢筋锚环(索)灌浆连接,安装过程中钢筋碰撞问题、锚环避让等问题频发,施工效率不高,并且施工质量不可靠。本发明通过预制模块化单元与拼接式预制板在平面内交替布置,避免了预制模块化单元中的预制结构墙与预制结构墙之间的现场竖缝拼接,降低了预制构件间现场连接难度,提高了安装效率。

    32、2.传统模块化预制单元直接拼结的方式之一,采用预制模壳拼成墙体空腔后现场浇筑墙体混凝土,两侧模壳仅用作墙体浇筑混凝土的模板,并不提供结构抵抗地震和风荷载等水平作用,施工完成后“侵占”了建筑的使用空间;传统模块化预制单元直接拼结的方式之二,采用全预制墙模块背靠背排列,在每个模块之间均形成双层墙体,双层墙体并不能整体抗侧力,使得其厚度往往过厚,也“侵占”了建筑的有效使用空间。本发明通过预制模块化单元与拼接式预制板在平面内交替布置,避免了模壳的使用和双墙,最大化地利用了墙体材料,材料使用效率高,建筑有效使用面积大。

    33、3.传统模块化预制单元直接拼结的方式,当在预制模块内埋设水电管线时,模块与模块之间现场管线对接困难。本发明预制模块单元与拼接式预制板交替布置,有利于预制模块单元之间机电及设备管线的接驳和连接施工。当预制模块单元设置预制底板时,可将水电管线提前预埋在预制底板内,在间隔交替布置的拼接式预制板区域进行机电及设备管线的铺设和连接施工,操作空间大且接驳方便高效。

    34、4.本发明墙体、楼板均全预制构件,现场安装无混凝土浇筑作业,现浇连接简单,施工速度快,建造过程更加环保。

    35、5.本发明中楼板采用凹槽钢筋搭接和咬合键连接组合方式连接,不但保证了连接接缝处垂直接缝方向和平行接缝方向的内力传递,而且避免了四边全部设置咬合键连接时现场不易安装的问题。拼接式预制板压在模块单元的侧墙顶面,板板无需设置临时支撑,现场非实体性材料投入少,安装速度快。拼接式预制板交错压于模块单元的侧墙顶面,节点区防水性能好。

    36、下面结合附图对本发明作进一步说明。


    技术特征:

    1.楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:包括预制模块单元以及拼接式预制板,所述预制模块单元与拼接式预制板于同一结构层处交替布置;

    2.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:预制模块单元还包括预制底板,所述预制底板位于侧墙底部,其与预制结构墙一体预制成形或分次浇筑成形。

    3.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:所述预制模块单元的至少一面所述预制结构墙上设有孔洞,所述孔洞处设有填充墙。

    4.根据权利要求2所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:所述侧墙、全预制顶板以及预制底板至少其中一个内部集成有给排水、暖通和机电管线的一种或多种组合。

    5.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:所述预制模块单元和拼接式预制板至少设置两排,两排预制模块单元的预制结构墙不连接,两排相邻预制模块单元的全预制顶板之间采用局部拼接式连接;

    6.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:所述外凸状咬合键内沿其外边缘设有上下双层构造钢筋,所述构造钢筋锚入对应的拼接式预制板或全预制顶板内;所述插筋孔边缘设有拉结筋,所述拉结筋呈u形设置,其端部锚入拼接式预制板内。

    7.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:所述外凸状咬合键前端阳角和根部阴角处设有弧角或平角。

    8.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:所述拼接式预制板底部设有预制梁,所述预制梁与拼接式预制板一体浇筑成型或分别预制,所述预制结构墙上设有连接牛腿,所述预制梁的端部置于连接牛腿上,所述连接牛腿上设有插入预制梁内的连接筋。

    9.根据权利要求1所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于:包括预制模块单元、拼接式预制板以及预制墙;

    10.一种建造方法,包括权利要求1-9任一所述的楼板拼接式模块化集成系统,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种楼板拼接式模块化集成系统及其建造方法,系统包括预制模块单元以及拼接式预制板,预制模块单元与拼接式预制板于同一结构层处交替布置;预制模块单元包括侧墙和全预制顶板,拼接式预制板与全预制顶板连接边中部设有沿其板边长度方向间隔设置的外凸状咬合键,全预制顶板与拼接式预制板连接边中部设有与外凸状咬合键咬合配合的凸凹咬合键,外凸状咬合键与凸凹咬合键咬合间隙内填充有高强灌浆料,拼接式预制板与全预制顶板的连接边两侧1/4边长范围内分别设有位置一一对应的凹槽,凹槽内设置水平连接钢筋以及填充有高强灌浆料。本申请在保证结构受力性能的前提下,减少现场浇筑的“湿式”作业量,提升效率,结构整体性好,安装效率高。

    技术研发人员:郭海山,李黎明,张云峰,李浩,唐一文,汤庆轩,李贝,李永敢,吕雪源
    受保护的技术使用者:中国建筑一局(集团)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
    转载请注明原文地址:https://symbian.8miu.com/read-29449.html

    最新回复(0)