模块化装配式钢结构房屋建筑体系的制作方法【技术领域】[0001]本发明涉及一种模块化装配式钢结构房屋建筑体系，属于结构工程【技术领域】。[0002]我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米，并与日俱增。[0003]目前，传统的建筑施工效率较低，对施工周边造成严重的声污染、光污染等一系列环境污染，严重影响施工周边环境和居民生活。施工过程中步骤多样，专业化程度低，导致工作人员在施工过程中容易因工作种类繁杂多样变化而出现的错误常常会减慢甚至阻滞施工进程速度进而影响施工速度和施工质量。这些问题使得高度工业化的装配式建筑创新势在必行。[0004]模块化装配式钢结构房屋建筑体系是一种高度工业化的装配式建筑，因其在工厂批量进行统一规格的施工和装修，便于让所生产的所有装配式钢结构套间模块的每一种施工步骤可以由同一支施工队伍进行，这样使得施工建筑施工专业化程度大幅提高，施工效率和施工质量大幅提高，同时令突发性工程事故或错误的发生概率大幅降低；因装配式钢结构套间模块的制造在工厂可以完成除固定水暖管道及装配式钢结构套间模块相互连结部件之外的全部施工，而且工厂周边通常住宅较少，大幅降低了施工对居民生活环境的影响，且在建筑施工地区只需进行模块间连结部件的安装和模块之间水电暖管线的相互连接就可以完成建设，最大程度地减少了在建筑施工地区的施工时间及其造成的环境污染；现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高了现场施工速度，减少了现场施工工期和总的施工工期，降低了总体工程造价和工程事故或错误发生的机率。
[0005]本发明提出了一种模块化装配式钢结构房屋建筑体系。其目的在于在工厂批量进行统一规格的施工和装修，便于让所生产的所有装配式钢结构套间模块的每一种施工步骤可以由同一支施工队伍进行，这样使得施工建筑施工专业化程度大幅提高，施工效率和施工质量大幅提高，同时令突发性工程事故或错误的发生概率大幅降低；因装配式钢结构套间模块的制造在工厂可以完成除固定水暖管道及装配式钢结构套间模块相互连结部件之外的全部施工，大幅减少脚手架的搭建工程，而且工厂周边通常住宅较少，大幅降低了施工对居民生活环境的影响，且在建筑施工地区只需进行模块间连结部件的安装和模块之间水电暖管线的相互连接就可以完成建设，最大程度地减少了在建筑施工地区的施工时间及其造成的环境污染；现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高了现场施工速度，减少了现场施工工期和总的施工工期，降低了总体工程造价和工程事故或错误发生的机率；在工厂的施工条件相对于以往的施工现场，环境更单一，突发事件更少，施工环节如焊缝连结及螺栓安装等的施工质量更高。[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为模块化装配式钢结构房屋建筑体系，所述模块化装配式钢结构房屋建筑体系，包括装配式套间模块和连接部件，[0007]所述装配式套间模块在工厂施工预制完成；所述装配式套间模块包括梁、柱、楼板以及按项目要求在其中添加的结构和设备；在施工现场，套间单元之间能够借助连接件进行连接；
[0008]所述连接部件包括:高强螺栓、在模块连接用孔洞处及外墙连接处安装的填补部件和装饰部件或安装操作用孔洞的现浇填补部件、模块间起连接作用的给排水管道及给排水管道连接部件、模块间起连接作用的供暖管道及供暖管道连接部件、模块间起连接作用的电线及电线连接部件以及装配式运输设备或楼梯；
[0009]所述装配式套间模块除固定水暖管道及装配式钢结构套间模块如需以下步骤均在工厂加工完成:梁和柱的焊制、钢结构梁与柱的焊接相连、焊装钢制斜撑、模块楼板钢筋的焊接、结构表面喷涂薄型钢结构防火涂料、模块楼板的浇筑、钢结构保护层的添加、水电暖管线安装空间的添加、水电暖管线固定辅助构件的添加、室内水电暖管线的安装、贴砖、刷内外墙面漆、厨卫吊顶及吊顶预留模块连接专用孔洞、厨柜安装、门窗安装、地板安装及地板预留模块连接用孔洞、铺贴壁纸、散热器安装、开关插座安装、灯具安装、五金洁具安装、窗帘杆安装、拓荒保洁。
[0010]所述装配式套间模块按水平连接方向个数分为四种:单向装配式套间模块、双向装配式套间模块、三向装配式套间模块及四向装配式套间模块；
[0011]所述每个单向装配式套间模块包括两个H型钢外角柱1、两个C型钢单向打孔柱
I1、一个吊顶1、三个外墙2、一个内墙3、一个地面板4、三个模块上部H型钢梁5、一个模块上部槽钢梁6、三个模块下部H型钢梁7、一个模块下部槽钢梁8 ;具体而言，梁端与柱端焊接相连，吊顶板I和地面板4的钢筋先焊接到梁上，然后浇筑混凝土地面板；所述装配式套间模块的所有部分均在工厂中预制和组装。
[0012]所述每个双向装配式套间模块包括一个H型钢外角柱1、两个C型钢单向打孔柱
I1、一个C型钢正交双向打孔柱II1、一个吊顶1、两个外墙2、两个内墙3、一个地面板4、两个模块上部H型钢梁5、两个模块上部槽钢梁6、两个模块下部H型钢梁7、两个模块下部槽钢梁8 ;具体而言，梁端与柱端焊接相连，吊顶板I和地面板4的钢筋先焊接到梁上，然后浇筑混凝土地面板；所述装配式套间模块的所有部分均在工厂中预制和组装。
[0013]所述每个三向装配式套间模块包括两个C型钢单向打孔柱I1、两个C型钢正交双向打孔柱II1、一个吊顶1、一个外墙2、三个内墙3、一个地面板4、一个模块上部H型钢梁5、三个模块上部槽钢梁6、一个模块下部H型钢梁7、三个模块下部槽钢梁8 ;具体而言，梁端与柱端焊接相连，吊顶板I和地面板4的钢筋先焊接到梁上，然后浇筑混凝土地面板；所述装配式套间模块的所有部分均在工厂中预制和组装。
[0014]所述每个四向装配式套间模块包括四个C型钢正交双向打孔柱II1、一个吊顶1、四个内墙3、一个地面板4、四个模块上部槽钢梁6、四个模块下部槽钢梁8 ;具体而言，梁端与柱端焊接相连，吊顶板I和地面板4的钢筋先焊接到梁上，然后浇筑混凝土地面板；所述装配式套间模块的所有部分均在工厂中预制和组装。
[0015]所述装配式套间模块的下部H型钢梁7下翼缘上都开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与下面一层的另一装配式套间模块的H型钢梁翼缘进行高强螺栓连接；装配式套间模块下部C型钢梁8下翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一装配式套间模块的上部C型钢梁上翼缘进行高强螺栓连接；装配式套间模块的上部H型钢梁5上翼缘上都开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与上面一层的另一装配式套间模块的H型钢梁翼缘进行高强螺栓连接；装配式套间模块上部C型钢梁6上翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的下部C型钢梁下翼缘进行高强螺栓连接。
[0016]所述配式套间模块的C型钢梁腹板上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的C型钢梁腹板进行高强螺栓连接；配式套间模块下部C型钢梁下翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的上部C型钢梁上翼缘进行高强螺栓连接；配式套间模块上部C型钢梁上翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的下部C型钢梁下翼缘进行高强螺栓连接。
[0017]所述单梁通过螺栓拼接成双梁的拼接方式具有良好的刚度和稳定性，而且在梁的腹板处打孔便于管线穿过，有效的增加了房间的净高。
[0018]所述配式套间模块，其中的柱有三种形式，分别为H型钢外角柱1、C型钢单向打孔柱I1、C型钢正交双向打孔柱III ;H型钢外角柱I包括:H型钢1-2、外角柱上端节点构件组1-1、外角柱下端节点构件组1-3，外角柱的主体型钢与其节点构件之间焊接相连；C型钢单向打孔柱II包括:C型钢11-2、单向打孔柱上端节点构件组11-1、单向打孔柱下端节点构件组11-3，单向打孔柱的C型钢I1-2与其节点构件组之间焊接相连其中C型钢II1-2的外侧翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的C型钢
I1-2的外侧翼缘进行高强螺栓连接；C型钢正交双向打孔柱III包括:C型钢111-2、正交双向打孔柱上端节点构件组111-1、正交双向打孔柱下端节点构件组1113，正交双向打孔柱的C型钢II1-2与其节点构件组之间焊接相连，其中C型钢II1-2腹板及外侧翼缘上都开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的C型钢II1-2进行高强螺栓连接；所述三种形式的柱均在工厂制作完成。
[0019]所述H型钢外角柱I的上端节点构件组1-1和下端节点构件组1-3，1-1包括两个小尺寸连接板1-1-b、I个大尺寸带孔连接板1-1-a, 1-3包括两个小尺寸连接板I_3_b、I个大尺寸带孔连接板1-3-a ;图7中各节点构件组的构件与1-2之间都是焊接相连；
[0020]所述C型钢单向打孔柱II的上端节点构件组I1-1和下端节点构件组11-3，I1-1包括一个小尺寸带孔连接板I1-1-a、一个小尺寸连接板I1-1-b, I1-3包括一个小尺寸带孔连接板Π-3-a、一个小尺寸连接板I1-3-b ;图8中各节点构件组的构件与11_2之间都是焊接相连。
[0021]所述C型钢正交双向打孔柱III的上端节点构件组II1-1和下端节点构件组
II1-3，II1-1包括I个小尺寸带孔连接板II1-l-a、l个小尺寸连接板II1-1-b，II1-3包括I个小尺寸带孔连接板II1-3-a、l个小尺寸连接板II1-3-b ;图8中各节点构件组的构件与II1-2之间都是焊接相连；
[0022]所述装配式套间模块内的墙体为剪力墙，其中为管线预留孔洞和空间。
[0023]所述楼板采用梁板式楼板，在边缘处为安装连接部件的安装操作空间要求预留孔洞，这样保证了在施工现场进行模块拼接时，水平方向的拼接与竖直方向的拼接可以交替进行；
[0024]所述预留孔洞，包括结构固定用孔和安装操作空间用孔。
[0025]所述楼面板中设置的安装操作用孔设置在楼面板的钢筋之间的空间处，且每隔一定固定间距设置打孔位置。从力学角度分析，这些位置的缺陷对板的承载力影响较小，设
置合理。
[0026]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0027]在工厂批量进行统一规格的施工和装修，便于让所生产的所有装配式钢结构套间模块的每一种施工步骤可以由同一支施工队伍进行，这样使得施工建筑施工专业化程度大幅提闻，施工效率和施工质量大幅提闻，同时令突发生工程事故或错误的发生概率大幅降低；因装配式钢结构套间模块的制造在工厂可以完成除固定水暖管道及装配式钢结构套间模块相互连结部件之外的全部施工，大幅减少脚手架的搭建工程，而且工厂周边通常住宅较少，大幅降低了施工对居民生活环境的影响，且在建筑施工地区只需进行模块间连结部件的安装和模块之间水电暖管线的相互连接就可以完成建设，最大程度地减少了在建筑施工地区的施工时间及其造成的环境污染；现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高了现场施工速度，减少了现场施工工期和总的施工工期，降低了总体工程造价和工程事故或错误发生的机率；在工厂的施工条件相对于以往的施工现场，环境更单一，突发事件更少，施工环节如焊缝连结及螺栓安装等的施工质量更高。



[0028]图1是装配式套间模块拼接示意图。
[0029]图2是装配式套间模块示意图。
[0030]图3是装配式套间模块的H型钢梁示意图。
[0031]图4是装配式套间模块的C型钢梁示意图。
[0032]图5是本发明的装配式套间模块钢结构示意图。
[0033]图6是装配式套间模块的三种柱与节点连接形式的分解示意图。
[0034]图7是装配式套间模块的H型钢外角柱I的节点示意图。
[0035]图8是装配式套间模块的C型钢单向打孔柱II的节点示意图。
[0036]图9是装配式套间模块的C型钢正交双向打孔柱III的节点示意图。
[0037]图10是装配式套间模块的安装操作用孔设置示意图。
图11为装配式套间模块的安装操作用孔装配图。
[0038]图中:1、吊顶，2、外墙，3、内墙，4、地面板，5、模块上部H型钢梁，6、模块上部槽钢梁，7、模块下部H型钢梁，8、模块下部槽钢梁。

[0039]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0040]所述模块化装配式钢结构房屋建筑体系，包含装配式套间模块和连接部件，其特征在于:所述装配式套间模块在工厂施工预制完成；所述装配式套间模块包括梁、柱、楼板以及按项目要求在其中添加的结构和设备；在施工现场，套间单元之间能够借助连接件进行连接；
[0041]所述连接部件包括:高强螺栓、在模块连接用孔洞处及外墙连接处安装的填补部件和装饰部件或安装操作用孔洞的现浇填补部件、模块间起连接作用的给排水管道及给排水管道连接部件、模块间起连接作用的供暖管道及供暖管道连接部件、模块间起连接作用的电线及电线连接部件以及装配式运输设备或楼梯；
[0042]本模块化装配式钢结构房屋建筑体系中，如附图1、图2所示，每一个装配式套间模块除固定水暖管道及装配式钢结构套间模块如需以下步骤均在工厂加工完成:梁和柱的焊制、钢结构梁与柱的焊接相连、焊装钢制斜撑、模块楼板钢筋的焊接、结构表面喷涂薄型钢结构防火涂料、模块楼板的浇筑、钢结构保护层的添加、水电暖管线安装空间的添加、水电暖管线固定辅助构件的添加、室内水电暖管线的安装、贴砖、刷内外墙面漆、厨卫吊顶及吊顶预留模块连接专用孔洞、厨柜安装、门窗安装、地板安装及地板预留模块连接用孔洞、铺贴壁纸、散热器安装、开关插座安装、灯具安装、五金洁具安装、窗帘杆安装；
[0043]本模块化装配式钢结构房屋建筑体系中，如附图2、图5所示，每个双向装配式套间模块包括一个H型钢外角柱1、两个C型钢单向打孔柱I1、一个C型钢正交双向打孔柱
II1、一个吊顶1、两个外墙2、两个内墙3、一个地面板4、两个模块上部H型钢梁5、两个模块上部槽钢梁6、两个模块下部H型钢梁7、两个模块下部槽钢梁8 ;具体而言，梁端与柱端焊接相连，吊顶板I和地面板4的钢筋先焊接到梁上，然后浇注混凝土板；所述装配式套间模块的所有部分均在工厂中预制和组装。
[0044]如附图3、4所示，装配式套间模块的下部H型钢梁7下翼缘上都开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与下面一层的另一装配式套间模块的H型钢梁翼缘进行高强螺栓连接；装配式套间模块下部C型钢梁8下翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一装配式套间模块的上部C型钢梁上翼缘进行高强螺栓连接；装配式套间模块的上部H型钢梁5上翼缘上都开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与上面一层的另一装配式套间模块的H型钢梁翼缘进行高强螺栓连接；装配式套间模块上部C型钢梁6上翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的下部C型钢梁下翼缘进行高强螺栓连接。
[0045]如附图4所示，配式套间模块的C型钢梁腹板上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的C型钢梁腹板进行高强螺栓连接；配式套间模块下部C型钢梁下翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的上部C型钢梁上翼缘进行高强螺栓连接；配式套间模块上部C型钢梁上翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的下部C型钢梁下翼缘进行高强螺栓连接。
[0046]如附图4所示C型钢梁，单梁通过螺栓拼接成双梁的拼接方式具有良好的刚度和稳定性，而且在梁的腹板处打孔便于管线穿过，有效的增加了房间的净高。
[0047]本模块化装配式钢结构房屋建筑体系中，如附图6所示，其中的柱有三种形式，分别为H型钢外角柱1、C型钢单向打孔柱I1、C型钢正交双向打孔柱III ;H型钢外角柱I包括:H型钢12、外角柱上端节点构件组11、外角柱下端节点构件组13，外角柱的主体型钢与其节点构件之间焊接相连；(:型钢单向打孔柱II包括:C型钢112、单向打孔柱上端节点构件组II1、单向打孔柱下端节点构件组113，单向打孔柱的C型钢112与其节点构件组之间焊接相连其中C型钢III2的外侧翼缘上开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的C型钢112的外侧翼缘进行高强螺栓连接；C型钢正交双向打孔柱III包括:C型钢1112、正交双向打孔柱上端节点构件组1111、正交双向打孔柱下端节点构件组1113，正交双向打孔柱的C型钢II12与其节点构件组之间焊接相连，其中C型钢II12腹板及外侧翼缘上都开有螺栓孔，以便在施工现场进行模块拼接时与另一配式套间模块的C型钢III2进行高强螺栓连接；所述三种形式的柱均在工厂制作完成。
[0048]所述H型钢外角柱I的上端节点构件组Il和下端节点构件组13，Il包括两个小尺寸连接板lb、I个大尺寸带孔连接板Ic, 13包括两个小尺寸连接板Ie、I个大尺寸带孔连接板If ;图7中各节点构件组的构件与12之间都是焊接相连。
[0049]所述C型钢单向打孔柱II的上端节点构件组IIl和下端节点构件组113，IIl包括I个小尺寸带孔连接板IIb、I个小尺寸连接板lie, 113包括I个小尺寸带孔连接板He、I个小尺寸连接板IIf ;图8中各节点构件组的构件与112之间都是焊接相连。
[0050]所述C型钢正交双向打孔柱III的上端节点构件组IIIl和下端节点构件组1113，IIIl包括I个小尺寸带孔连接板IIIbU个小尺寸连接板IIIc，III3包括I个小尺寸带孔连接板IIIe、l个小尺寸连接板IIIf ;图8中各节点构件组的构件与III2之间都是焊接相连。
[0051]所述装配式套间模块内的墙体为剪力墙，其中为管线预留孔洞和空间。
[0052]所述楼板采用梁板式楼板，在边缘处为安装连接部件的安装操作空间要求预留孔洞，这样保证了在施工现场进行模块拼接时，水平方向的拼接与竖直方向的拼接可以交替进行。
[0053]所述预留孔洞，包括结构固定用孔和安装操作空间用孔。
[0054]如附图10、附图11所示，楼面板中设置的安装操作用孔设置在楼面板的主要钢筋之间的空间处，且每隔一定固定间距设置打孔位置。从力学角度分析，这些位置的缺陷对板的承载力影响较小，设置合理。