CN211849945U - 一种箱式模块化组合钢结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种箱式模块化组合钢结构，包括：至少一个箱体模块，具有第一容纳空间；门式钢架，包括相连接的钢架立柱和钢架横梁，其中至少一个钢架立柱通过连接件铰接在箱体模块上；其中，箱体模块、钢架立柱及钢架横梁共同围成第二容纳空间。本实用新型，箱体模块作为维护体系和门式钢架的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，另一方面，门式钢架作为屋架覆盖在箱体模块上，提供高大开敞的建筑空间，有效地解决了钢结构箱式模块化无法满足大空间、大跨度建筑需求的问题；钢架立柱通过连接件铰接在箱体模块上，使得箱体模块与门式钢架组合结构整体性强，稳定性好，有利于抗震。

Description

一种箱式模块化组合钢结构

技术领域

本实用新型涉及钢结构模块化建筑技术领域，具体涉及一种箱式模块化组合钢结构。

背景技术

钢结构模块化建筑已经渐渐走进人们的视野中，所谓模块化房屋就是将房子的组成部分，分成不同的功能模块，用模块化、标准化、通用化生产实现工厂制造，房屋可以随时随地在现场组装，而且整个组装过程更方便快捷。科技的进步以及人们对模块化房屋的需求提升，模块化房屋本身也在发展，市场上随即也出现各种各样功能设计的模块化房屋。

钢结构箱式模块化提供单一、简单的空间形式，类似传统民居中的“间”，适用于住宅、宿舍、旅馆、疗养院等类型的建筑，提供连续的封闭小空间。钢结构箱式模块化由于运输条件的限制，平面布置和空间布置(一般仅3m 层高)都受到了一定的局限性，无法满足大空间、大跨度的建筑需求。也限制了模块化房屋的发展。

有鉴于此，急需对现的钢结构箱式模块化进行改进，以满足大空间、大跨度建筑需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种箱式模块化组合钢结构，能够实现箱式模块化连续的封闭小空间，又能实现大空间、大跨度的建筑需求。

本实用新型所采用的技术方案是提供一种箱式模块化组合钢结构，包括：

至少一个箱体模块，所述箱体模块具有第一容纳空间；

门式钢架，包括相连接的钢架立柱和钢架横梁，其中至少一个所述钢架立柱通过连接件铰接在所述箱体模块上；

其中，所述箱体模块、所述钢架立柱及所述钢架横梁共同围成第二容纳空间。

进一步地，所述箱体模块包括相连接的支撑柱和支撑梁，所述支撑柱和所述支撑梁共同围成所述第一容纳空间；所述连接件包括固定在所述支撑柱上的角件和设置在所述钢架立柱上的柱脚安装板，所述角件与所述安装板通过柱脚螺栓铰接固定。

进一步地，所述钢架横梁包括相连接的第一钢架横梁和第二钢架横梁，所述第二钢架横梁的长度不短于所述第一钢架横梁的长度。

进一步地，所述钢架立柱包括分别设置在所述钢架横梁两侧的第一钢架立柱和第二钢架立柱，所述第一钢架立柱铰接在所述箱体模块上，所述箱体模块、所述第一钢架立柱、所述钢架横梁及所述第二钢架立柱共同围成所述第二容纳空间。

进一步地，还包括设置在所述第一钢架立柱和第二钢架立柱之间的第三钢架立柱，所述第三钢架立柱与钢架横梁相连接，以将第二容纳空间分割成第三容纳空间和第四容纳空间。

进一步地，所述钢架立柱包括设置在钢架横梁两侧的第一钢架立柱和第二钢架立柱，所述箱体模块包括相分离的第一箱体模块和第二箱体模块，所述第一钢架立柱和所述第二钢架立柱分别铰接在所述第一箱体模块和第二箱体模块上，所述第一箱体模块、所述第一钢架立柱、所述钢架横梁、所述第二钢架及所述第二箱体模块共同围成所述第二容纳空间。

进一步地，所述钢架立柱包括设置在钢架横梁两侧的第一钢架立柱和第二钢架立柱，所述第一钢架立柱和所述第二钢架立柱均铰接在同一所述箱体模块上，所述第一钢架立柱、所述钢架横梁、所述第二钢架立柱及所述箱体模块的顶壁共同围成所述第二容纳空间。

进一步地，其特征在于，还包括至少设置在所述门式钢架一侧的向外伸出的悬臂架。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：箱体模块作为维护体系和门式钢架的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间；另一方面，门式钢架作为屋架覆盖在箱体模块上，提供高大开敞的建筑空间，有效地解决了钢结构箱式模块化无法满足大空间、大跨度建筑需求的问题，提高了钢结构箱式模块化对于大空间、大跨度建筑的适应能力；创造了灵活多变的使用空间，丰富了立面造型；钢架立柱通过连接件铰接在箱体模块上，使得箱体模块与门式钢架组合结构整体性强，稳定性好，有利于抗震；箱体模块取代了门式钢架的部分钢柱，节省钢材；箱体模块门式钢架及连接件，都具有高度的标准化和装配化，适合批量生产，安装方便、施工速度快。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的箱式模块化组合钢结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例的箱式模块化组合钢结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例的箱式模块化组合钢结构示意图；

图4为本实用新型第四实施例的箱式模块化组合钢结构示意图；

图5为本实用新型第五实施例的箱式模块化组合钢结构示意图；

图6为本实用新型第六实施例的箱式模块化组合钢结构示意图；

图7为本实用新型箱式模块化组合钢结构连接节点俯视示意图；

图8为图6中连接节点主视示意图；

图9为本实用新型箱式模块化组合钢结构连接节点二俯视示意图意图；

图10为图8中连接节点主视示意图。

图中：10-箱体模块，20-门式钢架，30-连接件，

101-支撑柱，102-支撑梁，201-第一钢架立柱，

202-钢架横梁，203-第二钢架立柱，301-角件，

302-柱脚安装板，303-柱脚螺栓，

2021-第一钢架横梁，2022-第二钢架横梁，

100-第一容纳空间，200-第二容纳空间，

300-第三容纳空间，400-第四容纳空间。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做出详细说明。

如图1至图9所示，本实用新型的实施例提供的一种箱式模块化组合钢结构，包括箱体模块10，具有第一容纳空间100；门式钢架20，包括相连接的钢架立柱201和钢架横梁202，其中至少一个钢架立柱201通过连接件30铰接在箱体模块10上；其中，箱体模块10、钢架立柱201及钢架横梁202共同围成第二容纳空间200。

箱体模块10作为维护体系和门式钢架20的支撑结构，一方面提供连续的封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间；另一方面，门式钢架作为屋架覆盖在箱体模块10上，提供高大开敞的建筑空间，有效地解决了钢结构箱式模块化无法满足大空间、大跨度建筑需求的问题，提高了钢结构箱式模块化对于大空间、大跨度建筑的适应能力。另外，钢架立柱201 通过连接件30铰接在箱体模块上，使得箱体模块10与门式钢架20组合结构整体性强，稳定性好，有利于抗震。

具体地，如图1和2所示，箱体模块10包括相连接的支撑柱101和支撑梁102，支撑柱101和支撑梁102共同围成第一容纳空间100。其中，支撑柱101和支撑梁102可以通过角件彼此固定连接。每一个模块化的箱体形成封闭小容纳空间，可提供办公、休息等辅助空间。另外，箱体模块10 可以是平面布置的连续箱体模块，也可以是空间布置的连续箱体模块。可根据实际使用需求合理布置。

更具体的，如图1、图2，和图6至图9所示，连接件30包括固定在支撑柱101上的角件301和设置在钢架立柱201上的柱脚安装板302，角件 301与安装板302通过柱脚螺栓303铰接固定。其中，门式钢架的钢架立柱 201可以采用H型截面柱或槽型截面柱。具体布置如下：将门式钢架20覆盖在箱体模块10的顶部，H型截面柱或槽型截面柱焊接固定在底端的柱脚安装板302上；柱脚安装板302与角件301均开有安装孔，使孔位上下对齐，穿入柱脚螺栓303将箱体模块10与门式钢架20进行铰接固定。由于，箱体模块10与门式钢架20铰接固定，箱体模块10与门式钢架20之间的连接节点只传递垂直剪力，不传递弯矩，且整体性强、稳定性好，有利于抗震。另外，箱体模块10取代了门式钢架的部分钢柱，节省钢材。再者，箱体模块10、门式钢架20及连接件，都具有高度的标准化和装配化，适合批量生产，安装方便、施工速度快。

本实用新型的实施例中箱式模块化组合钢结构，将箱体模块10的单一空间结合门式钢架20的大跨度空间,形成多空间组合,可以概括为模块与单跨、多跨、悬挑跨、不对称钢架等形成的多种形式组合,主要应用于体育馆、影剧院、火车站、展览馆、食堂、菜市场等公共建筑。

进一步的，钢架横梁202包括相连接的第一钢架横梁2021和第二钢架横梁2022，第二钢架横梁2022的长度不短于第一钢架横梁2021的长度。优选地，第二钢架横梁2022的长度等于第一钢架横梁2021的长度，形成倒锥形。再有，第二钢架横梁2022和第一钢架横梁2021一体成型，以保持受力均匀，提高稳定性。

下面具体介绍本实用新型各个实施例的箱式模块化组合钢结构。

在本实用新型的第一个实施例中，如图1所示，钢架立柱20包括分别设置在钢架横梁202两侧的第一钢架立柱201和第二钢架立柱203，第一钢架立柱201铰接在箱体模块10上，第二钢架立柱203设置在外部支撑面或地面上，箱体模块10、第一钢架立柱201、第二钢架立柱20及钢架横梁202 共同围成所述第二容纳空间。也就是说，在该实施例中，门式钢架20的一个钢架立柱铰接在箱体模块10上，箱体模块与门式钢架实现单跨组合形式。其中，钢架横梁202、第一钢架立柱201及第二钢架立柱203为一体成型的钢结构。此种结构组合形式，利用门式钢架20创造的高大空间，形成阶梯形看台，而箱体模块10可提供办公、休息等辅助空间，特别适合体育馆建筑。

在本实用新型的第二个实施例中，优选地，如图2所示，钢架立柱20 包括设置在钢架横梁20两侧的第一钢架立柱201和第二钢架立柱203，箱体模块10包括相分离的第一箱体模块11和第二箱体模块12，第一钢架立柱201和第二钢架立柱203分别铰接在第一箱体模块11和第二箱体模块12 上，第一箱体模块11、第二箱体模块12、第一钢架立柱201及第二钢架立柱203共同围成第二容纳空间。也就是说，在该实施例中，与第一个实施例的不同之处在于，箱体模块10是分体式的，形成两个独立的模块化箱体，门式钢架20覆盖在两个独立的模块化箱体上，实现箱体模块10与门式钢架20双跨组合形式。

在本实用新型的三个实施例中，优选地，如图3所示还包括设置在第一钢架立柱201和第二钢架立柱203之间的第三钢架立柱204，第三钢架立柱204与钢架横梁202相连接，以将第二容纳空间200分割成第三容纳空间300和第四容纳空间400。进而形成多空间组合。也就是说，该实施例中，与第二实施例的区别之处在于，设置第三钢架立柱204，以将第二容纳空间 200分割成第三容纳空间300和第四容纳空间400。

在本实用新型的第四个实施例中，如图4所示，钢架立柱20包括设置在钢架横梁202两侧的第一钢架立柱201和第二钢架立柱203，第一钢架立柱201和第二钢架立柱203均铰接在箱体模块10上，第一钢架立柱201、第二钢架立柱203及箱体模块10的上顶壁共同围成所述第二容纳空间200。具体的，在该实施例中，将箱体模块10的各个模块单元在平面上并置连接和在空间上叠置连接，即自下而上逐层安装各模块单元，将门式钢架置于最顶层。也就是说，在该实施例中，与实施例一、实施例二及实施例三的区别在于，箱体模块10是集中布置的，门式钢架20作用在箱体模块10的顶层，适用于宿舍、疗养、办公等建筑的晾衣、休闲、会议等功能。

在本实用新型的第五个实施例中，如图5所示，在该实施例中，与实施例一的区别在于，还包括设置在门式钢架20的一侧的向外伸出的悬挑钢架204。具体的，悬挑钢架204设置为在第二钢架立柱203与钢架横梁202 的连接点处。

在本实用新型的第六个实施例中，如图6所示，在该实施例中，与实施例二的区别之处在于，还包括设置在门式钢架20的两侧的向外伸出的悬臂架204。具体的，悬臂架204分别设置在第二钢架立柱203与钢架横梁 202的连接点处和第一钢架立柱201与钢架横梁202的连接点处。

在上述实施例中，箱体模块10与门式钢架20之间的连接方式相同，已在前述做出说明，再此不一一列举。

具体到实施例中，箱式模块化组合钢结构的具体实施步骤如下：

步骤1，在工厂预制各箱体模块单元以及门式钢架。

步骤2，将各箱体模块单元运送至施工现场，利用现有技术将各箱体模块单元并置连接，处于建筑物的外围，围合出开敞、大跨度的建筑中心。同时进行各箱体模块单元之间的机电管线连接。

步骤3，对于多层建筑，利用现有技术将各箱体模块单元进行并置和叠置连接，即自下而上逐层安装各模块单元，直至完成最顶层的各箱体模块单元的安装，形成中心开敞的大空间。同时在每层箱体模块单元安装过程中，进行各箱体模块单元之间的机电管线连接。

步骤4，将门式钢架覆盖在箱体模块顶部，门式钢架H型截面柱3或槽钢柱固定在底端的柱脚钢板上；柱脚钢板与箱体模块顶部角件的孔上下对齐，穿入柱脚螺栓将箱体模块与门式钢架进行铰接固定。

本连接节点适用于大跨度建筑，特别适用中跨度建筑。

在具体应用中，要对建筑结构进行建模，计算建筑结构的整体抗倾覆，并应满足相关规范要求。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种箱式模块化组合钢结构，其特征在于，包括：

至少一个箱体模块，所述箱体模块具有第一容纳空间；

门式钢架，包括相连接的钢架立柱和钢架横梁，其中至少一个所述钢架立柱通过连接件铰接在所述箱体模块上；

其中，所述箱体模块、所述钢架立柱及所述钢架横梁共同围成第二容纳空间。

2.根据权利要求1所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，所述箱体模块包括相连接的支撑柱和支撑梁，所述支撑柱和所述支撑梁共同围成所述第一容纳空间；所述连接件包括固定在所述支撑柱上的角件和设置在所述钢架立柱上的柱脚安装板，所述角件与所述柱脚安装板通过柱脚螺栓铰接固定。

3.根据权利要求2所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，所述钢架横梁包括相连接的第一钢架横梁和第二钢架横梁，所述第二钢架横梁的长度不短于所述第一钢架横梁的长度。

4.根据权利要求3所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，所述钢架立柱包括分别设置在所述钢架横梁两侧的第一钢架立柱和第二钢架立柱，所述第一钢架立柱与所述箱体模块铰接固定，所述箱体模块、所述第一钢架立柱、所述钢架横梁及所述第二钢架立柱共同围成所述第二容纳空间。

5.根据权利要求4所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，还包括设置在所述第一钢架立柱和第二钢架立柱之间的第三钢架立柱，所述第三钢架立柱与所述钢架横梁相连接，以将第二容纳空间分割成第三容纳空间和第四容纳空间。

6.根据权利要求3所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，所述钢架立柱包括设置在钢架横梁两侧的第一钢架立柱和第二钢架立柱，所述箱体模块包括相分离的第一箱体模块和第二箱体模块，所述第一钢架立柱和所述第二钢架立柱分别铰接在所述第一箱体模块和第二箱体模块上，所述第一箱体模块、所述第一钢架立柱、所述钢架横梁、所述第二钢架及所述第二箱体模块共同围成所述第二容纳空间。

7.根据权利要求3所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，所述钢架立柱包括设置在钢架横梁两侧的第一钢架立柱和第二钢架立柱，所述第一钢架立柱和所述第二钢架立柱均铰接在同一所述箱体模块上，所述第一钢架立柱、所述钢架横梁、所述第二钢架立柱及所述箱体模块的顶壁共同围成所述第二容纳空间。

8.根据权利要求1至7任一项所述的箱式模块化组合钢结构，其特征在于，还包括设置在所述门式钢架至少一侧的向外伸出的悬臂架。

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