專利名稱：一種單元艙式建筑體系的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑體系，具體為一種單元艙式建筑體系。
背景技術：
隨著建筑技術的進步和勞動力成本的大幅增加，建筑體系，目前正逐步擺脫傳統落后的現場濕作業和大量人力手工作業的落后局面，呈現裝配化，工廠化發展的趨勢。然而由于受傳統建筑理念及技術的束縛，目前的裝配化建筑體系發展尚不夠徹底，技術標準化和產業化尚存在較大的提升空間。(1)以PC預制混凝土結構為例，由于建筑體系仍模仿傳統建筑類型，造成構件異型種類多，單次批量較小，通用性不強，模具成本居高不下，同時大量PC構件之間的連接須依賴現場鋼筋對接后，再現澆混凝土，現場濕作業量仍較大，造成整體效率下降。( 傳統的鋼筋混凝土預制大板技術，曾出現過鋼筋混凝土預制盒子式整體房屋，現場吊裝安裝的方式，但由于鋼筋混凝土材質本身的技術局限，整體盒子建筑尺度過大，重量過大，總體吊裝、運輸均十分困難，不易大面積推廣。( 從建筑預制裝配化技術發展趨勢方向來看，全裝配的盒子式房屋有著良好的發展前景，也是最具效率優勢的體系，目前已出現了以廢舊單元箱改造為結構體系的盒子房屋，并已開始呈規模的應用在經濟型酒店及住宅公寓建筑領域，然而以貨運為目的和生產標準的單元箱，受單元箱原有尺寸(寬度不足2.5米)，材料(壓型薄鋼板維護結構)的諸多限制，很難全面滿足人們居住的舒適度要求，而單元箱后期改造加工總體效率不高，成本卻相應較高，廢舊單元箱的來源也很難達到大規模住宅生產的要求。面對大量膨脹的城市人口和不斷增長的人力成本，房地產市場亟需能夠快速建造，環保節能，具備一定品質的裝配式建筑產品。

發明內容
為了解決上述背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種高成品化、高通用性，高保溫性能，適應多地域、可循環利用的裝配式建筑體系，使建筑工廠化生產、部件運輸、現場裝配具備更高效率與經濟性。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種單元艙式建筑體系，其特征在于組成該建筑體系
單元艙的結構板有頂部結構板、地面結構板、開間方向側墻結構板、進深方向內、外側墻結構板五種類型，結構板的鋼邊框具有口字異型結構，先將衛生間、廚房、內隔墻預制模塊吊裝與地面結構板及管線進行對接固定后，使進深方向內、外側墻結構板上下口字異型鋼邊框頂端整排螺栓及側端整排螺栓，插入地面結構板口字異型鋼邊框上緊固預留孔及側開孔槽內，通過螺母進行雙向緊固連接，同時將預制衛生間、廚房、內隔墻模塊與開間方向側墻結構板預設鋼構件進行連接固定，然后再將頂部結構板口字異型鋼邊框上緊固預留孔及側開孔槽，與進深方向內、外側墻結構板上下口字異型鋼邊框頂端整排螺栓及側端整排螺栓，通過螺母進行雙向緊固連接，再將開間方向外墻結構板，吊裝平推入兩側洞口，使開間方向外墻結構板上下口字異型鋼邊框側端整排螺栓，插入地面及頂部結構板口字異型港邊框翼板側開孔槽內，通過用螺母而非焊接的緊固連接，頂部結構板、地面結構板、開間方向外墻結構板、進深方向內、外側墻結構板形成六面體結構的單元艙，再將不同功能、尺度的單元艙進行吊裝組合、堆疊并相互通過連接板件進行連接，并與預制結構柱及橫向承重預制梁進行連接，相互連接的單元艙與結構梁柱構成整體柔性抗震建筑結構。優選地，所述組成該建筑體系單元艙的結構板是由玻璃纖維混凝土外殼、口字異型鋼邊框構架、鋼龍骨、輕鋼龍骨、輕質內保溫層、預埋管線、內側板復合而成。優選地，所述一種單元艙式建筑體系，其組成所述艙體六面的結構板是在工廠預制生產的復合結構，在成型模具中采用噴槍噴射厚度大于25mm，含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂漿，其水泥采用快硬硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥或它們的混合產品，其中含有或預混的玻璃纖維必須是耐堿玻璃纖維產品，玻璃纖維的氧化鋯含量應大于16. 5%，玻璃纖維在水泥砂漿中的摻量在-3. 0% 的范圍內，短切玻璃纖維長度一般在10-25mm范圍內，水泥砂石混凝土的初凝時間通過外加緩凝劑控制，在混凝土未初凝前，將口字異型邊框的鋼框架吊裝定位在模具之上固定位置，并使鋼框架上通過自動焊接設備焊接的間距小于IOOmm的圓柱頭栓釘或彎筋，伸入未初凝的混凝土中，待水泥砂石混凝土凝固后并達到一定強度，鋼框架與外層含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂石混凝土結合成為一體，再將鋼框架翻轉后以同樣方式，通過鋼框架上圓柱頭栓釘或彎筋伸入另一模具中未初凝的混凝土中，復合一層厚度在15mm以上的含有或預混玻璃纖維的水泥混凝土內側板，形成兩面封閉的空腔結構，在內側板上開出澆注和排氣預留孔，用聚氨酯發泡機，澆注預定量發泡聚氨酯，通過發泡形成密度控制在每立方米35 45公斤的保溫層。優選地，所述單元艙進深方向內、外側墻結構板兩側內柱上下有特殊設計的吊裝孔洞，通過可伸縮的旋進式吊索具，對單元艙進行吊裝，將艙與艙進行準確單元堆疊后，利用該吊裝孔洞，由特殊設計形狀的螺栓可伸入孔洞，并通過螺栓端頭標注符號，旋轉90度從內部扣住鋼柱體，通過連接鋼板和鎖固螺栓、預制連接鋼板以及艙體外墻預留帶孔鋼板， 可使單元艙體之間，單元艙與外部承重柱和梁進行連接，形成柔性連接的整體建筑結構，每個艙式結構由于內部鋼框架的支承結構，具備承受垂直疊放8層的承重能力，結構框架每個橫向結構預制梁上可堆疊4 8層，單元艙通過連接件將堆疊的單元艙與預制框架結構預埋件連接，沿結構框架不斷向上組合形成高層住宅建筑。優選地，所述中間保溫層可由密度在100 250公斤每立方米的輕質發泡混凝土填充，或由每立方米35 55公斤密度的發泡酚醛樹脂、聚苯泡沫、EPS或泡沫玻璃填充構成。優選地，所述組成所述單元艙六面結構板的內側板可由防水石膏板，或由硅鈣板或玻鎂板構成，并使用自攻螺釘固定在內部鋼龍骨間焊接的輕鋼龍骨上。優選地，所述一種單元艙式建筑體系，其內部衛生間及廚房采用預制模塊單元直接定位安裝，由于地板的架空，采用同層排水方式，廚衛的上下水位置靈活，可常規敷設地板式供暖系統水管。優選地，所述一種單元艙式建筑體系，其內部樓梯間、電梯間采用預制模塊單元與預制承重柱梁預埋件連接后安裝定位。
優選地，所述一種單元艙式建筑體系，其屋頂及外墻可敷設太陽能光伏發電系統， 建筑照明用電及熱泵用電均可由太陽能提供，使住宅的自身耗能大幅降低。優選地，所述單元艙具有基本模數尺度，通過不同尺寸的結構板的組合，形成高度尺度為3. 0,3. 3,3. 6米，開間尺度為3. 0,3. 3,3. 6,4. 2,4. 5米，進深尺度為6、9、12、15米的
常規單元組合。本發明由于采用以上技術方案，其具備的優點如下
1、通過對傳統住宅、酒店、公寓空間的共性功能特征提煉，以通用的單元艙形成產品的基本標準類型，再通過不同功能艙體的組合及與獨立預制結構框架體系的結合，單元艙不同類型外墻板的變換和組合建筑裝飾構件，可形成豐富的建筑空間形式，既實現了建筑標準化工廠化生產，又實現了建筑產品形式的多樣變化，避免了傳統裝配式大板建筑構件笨重，結構限制過多，形式僵化呆板的缺點，又避免了 PC建筑體系，裝配構件過于零碎，構件間連接過于繁雜，單個規格構件難以大批量規模生產的弊端，解決了建筑裝配化和標準化的根本問題。2、本發明由于組成艙體六面的結構板材質的復合型，融合了鋼結構的高強度優勢，同時具備保溫及裝飾性能，加之單元艙之間集裝形成雙層墻體結構，建筑能耗較常規建筑可降低80 90%。3、本發明90%以上的建筑材料均可回收，可進行循環使用，安裝后的單元艙基本為精裝修成品狀態，后續的內部建筑安裝量較少。4、本發明相比傳統建筑工藝，現場濕作業減少90%以上，建筑施工效率可提升 5 10倍，全部單元艙產品部件均為工廠生產，產品質量不受外部氣候環境影響，穩定可罪。5、本發明的單元艙和框架結構通過連接件相互連接形成的建筑整體結構屬于柔性結構，有較好的抗震性能，能抵御9級地震。6、本發明組成單元艙的結構板，玻璃纖維混凝土外殼及內側板均為厚度超過15mm 的無機不燃材料，有較好的阻燃和防火性能，符合國家目前外墻材料規范及法規要求。


圖1是本發明的單元艙平面、立面、透視示意圖； 圖2是圖1中A-A的剖面圖3是圖1中B-B的剖面圖4是進深方向外側墻結構板與頂部結構板連接節點透視示意圖； 圖5是頂部結構及地面結構板鋼龍骨構造示意圖； 圖6是進深方向外側墻結構板分層剖面透視示意圖； 圖7是實施例高層住宅建筑的立面示意圖； 圖8是實施例高層住宅建筑及結構框架的平面示意圖； 圖9是單元艙組合堆疊及連接方式透視示意圖； 圖10是旋入式吊索吊具吊裝單元艙的示意圖
附圖標記1-進深方向外側墻結構板、2-進深方向內側墻結構板、3-開間方向外墻結構板、4-墻板復合預制窗、5-地面結構板、6-頂部結構板、7-吊裝孔洞、8-衛生間預制模塊、9-廚房預制模塊、10-預制內隔墻模塊、11-輕質內保溫層、12-玻璃纖維混凝土外殼、13-內側板、14-地板及龍骨、15-預埋管線、16-吊頂裝飾板、17-防水密封膠、18-鋼墊板、19-開間方向外墻結構板口字異型鋼邊框頂端整排螺栓、20-外墻結構板頂部鋼梁、21-玻纖水泥砂石粘接外墻裝飾層、22-頂部及地面結構板的口字異型邊框的空腹鋼梁、23-栓釘、24-次龍骨C型鋼、25-頂部及地面結構板口字異型邊框鋼翼板、26-開間方向側墻結構板口字異型鋼邊框側端整排螺栓、27-頂部及地面結構板外側緊固螺栓、28-頂部及地面結構板緊固預留孔、29-頂部及地面結構板口字異型鋼邊框翼板的側開孔槽、30-鋼斜撐、31-內輕鋼龍骨上圓孔、32-外墻結構板邊側方鋼柱、33-輕鋼龍骨、34-外墻結構板內預裝管線、35-外墻結構板內次龍骨鋼柱、36-預裝開關插座、37-預留門洞、38-艙體外墻預留帶孔鋼板、39-預制柱基礎、40-預制樓梯間模塊、41-橫向承重預制梁、42-預制結構柱、43-樓體裝飾頂板、 44-光伏發電板設施、45-電梯間模塊、46-處理過的夯實地基、47-吊索旋轉部、48-伸縮式吊臂、49-旋入式吊具卡頭、50-特制連接螺栓、51-連接板緊固螺栓、52-四艙平板連接件、 53-L型連接板、54-頂部及地面結構板反肋梁、55-懸掛式外凸窗、56-邊側吊頂板、57-端單元墻板、58-帶孔洞的橫向連系梁、59-防水泡沫堵頭、60-主管線
具體實施例方式以下通過結合

本發明具體實施例，實施例僅用于說明和解釋本發明，但不應以此限制本發明的權利保護范圍。實施例
參見圖1-4所示，一種單元艙式建筑體系，每個單元艙體，主要由進深方向外側墻結構板1、進深方向內側墻結構板2、開間方向外墻結構板3、墻板復合預制窗4、地面結構板5、頂部結構板6構成單元艙體的六個面。組成所述艙體六面的結構板是在工廠預制生產的復合結構，由在成型模具中采用噴槍噴射厚度大于25mm，含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂漿混凝土，水泥砂漿混凝土的初凝時間通過外加緩凝劑控制，在水泥砂漿混凝土未初凝前，將帶有口字異型邊框22的鋼框架，吊裝定位在成型模具之上固定位置，并使鋼框架上通過自動焊接設備焊接的間距不大于IOOmm的圓柱頭栓釘23或彎筋，伸入未初凝的混凝土中，待水泥砂石混凝土凝固后并達到一定強度，帶有口字異型邊框22的鋼框架與外層含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂石混凝土 12結合成為一體，再將鋼框架另一側面采用相同方式與內面平板成型模具中厚度大于15mm，含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂漿混凝土 12結合成為一體，或者通過螺釘將內側板13固定在口字異型邊框的鋼框架間輕鋼龍骨33上，這樣就形成兩面封閉的空腔結構，再在內板上開出澆注和排氣預留孔， 用聚氨酯發泡機，澆注預定量發泡聚氨酯，通過發泡形成密度控制在每立方米35 45公斤的輕質保溫層11。參見圖5所示，頂部結構板6和地面結構板5的玻璃纖維混凝土外殼12通過模具塑型，形成頂部及地面結構板反肋梁，使結構板有較好的承重及抗變形能力，同時地面結構板采用架空結構，可以靈活通過同層排水方式敷設預埋管線15。參見圖6所示，進深方向外側墻結構板1、進深方向內側墻結構板2、開間方向外墻結構板3內鋼龍骨均焊接有斜撐30以增強結構抗變形強度，同時結構板內輕鋼龍骨上圓孔 31保證了外墻結構板內次龍鋼骨鋼柱35間澆注聚氨酯泡沫的便利，結構板內敷設管線34，內側板上預裝開關插座36，并在特定設計位置預留門洞37。在現場安裝中心，通過吊裝，使進深方向內、外側墻結構板1、2的上下口字異型鋼邊框頂端整排螺栓19及側端整排螺栓沈插入地面結構板口字異型鋼邊框上緊固預留孔觀及側開孔槽四內，并通過螺母27進行雙向緊固連接，然后將衛生間預制模塊8、廚房預制模塊9吊裝與地面結構板5進行固定后，再將頂部結構板6 口字異型鋼邊框的空腹鋼梁22上緊固預留孔觀及側開孔槽四與進深方向內、外側墻結構板1、2上下口字異型鋼邊框頂端整排螺栓19及側端整排螺栓沈通過螺母27進行雙向緊固連接，形成四面體。然后將開間方向外墻結構板3，懸掛平推入四面體的兩側洞口，使開間方向外墻結構板3，上下口字異型鋼邊框側端整排螺栓沈插入頂部及地面結構板口字異型鋼邊框翼板側開孔槽四內，用螺母27進行緊固連接。通過頂部結構板6、地面結構板5、開間方向外墻結構板3、進深方向外側墻結構板1、進深方向內側墻結構板2的緊固連接，形成六面體結構的單元艙。參見圖7所示，預制柱基礎39、預制結構柱42以及橫向承重預制梁41構成結構大框架，單元艙被吊裝堆疊，并形成每一個承重預制梁41上堆疊4層單元艙，依次疊加，直至形成12層的建筑結構。參見圖8所示，預制樓梯間模塊40、電梯間45可靈活的根據設計安裝在框架之內單元艙之間或框架結構外側。建筑兩端預制結構柱42上需安裝端單元墻板57以保障建筑外立面整體裝飾效果，預制結構柱42間的帶孔洞橫向連系梁58在承力的同時，其孔洞具有主管道60通道的功能，可使地面管線順利通達至每一層單元艙內。為有效利用端單元采光，預制的懸掛式外凸窗陽可直接與端單元的單元艙連接并通過端單元墻板57進行結構加強。在預制結構柱42頂部可通過預埋件固定連接樓頂裝飾頂板43，頂板具備建筑檐口裝飾功能，也可遮擋雨水侵襲，同時樓頂裝飾頂板43上可安裝光伏發電板設施44，為建筑照明及相關設施提供清潔能源，降低建筑外部能耗。參見圖9所示，利用原吊裝孔洞7，再通過特質連接螺栓50、連接板緊固螺栓51、四艙平板連接件52、L型連接板53以及艙體外墻預留帶孔鋼板38，使單元艙之間，單元艙與預制結構柱42及橫向承重預制梁41之間形成柔性連接的整體建筑結構，集裝成高層住宅。參見圖10所示，單元艙進深方向外墻結構板兩側內柱上下有特殊形狀的吊裝孔洞7，通過可伸縮的吊索具，旋入式吊具卡頭49伸入吊裝孔洞，旋轉90度后固定住單元艙， 進行吊裝，將各單元艙進行精確組合、堆疊。
權利要求
1.一種單元艙式建筑體系，其特征在于組成該建筑體系單元艙的結構板有頂部結構板、地面結構板、開間方向側墻結構板、進深方向內、外側墻結構板五種類型，結構板的鋼邊框具有口字異型結構，先將預制衛生間、廚房、內隔墻模塊吊裝與地面結構板及管線進行對接固定后，使進深方向內、外側墻結構板上下口字異型鋼邊框頂端整排螺栓及側端整排螺栓，插入地面結構板口字異型鋼邊框上緊固預留孔及側開孔槽內，通過螺母進行雙向緊固連接，同時將衛生間、廚房、內隔墻預制模塊與開間方向側墻結構板預設鋼構件進行連接固定，然后再將頂部結構板口字異型鋼邊框上緊固預留孔及側開孔槽，與進深方向內、外側墻結構板上下口字異型鋼邊框頂端整排螺栓及側端整排螺栓，通過螺母進行雙向緊固連接，再將開間方向外墻結構板，懸掛著平推入兩側洞口，使開間方向外墻結構板上下口字異型鋼邊框側端整排螺栓，插入地面及頂部結構板口字異型港邊框翼板側開孔槽內，通過用螺母而非焊接的緊固連接，頂部結構板、地面結構板、開間方向外墻結構板、進深方向內、外側墻結構板形成六面體結構的單元艙，再將不同功能、尺度的單元艙進行吊裝組合、堆疊并相互通過連接板件進行連接，并與預制結構柱及橫向承重預制梁進行連接，相互連接的單元艙與結構梁柱構成整體柔性抗震建筑結構。
2.根據權利要求1所述單元艙式建筑體系，其特征在于所述組成該建筑體系單元艙的結構板是由玻璃纖維混凝土外殼、口字異型鋼邊框、鋼龍骨、輕鋼龍骨、輕質內保溫層、預埋管線、內側板復合而成。
3.根據權利要求1所述一種單元艙式建筑體系，其特征在于所述組成單元艙的結構板是在工廠預制生產的復合結構，在成型模具中采用噴槍噴射厚度大于25mm，含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂漿，其水泥采用快硬硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥或它們的混合產品，其中含有或預混的玻璃纖維必須是耐堿玻璃纖維產品，玻璃纖維的氧化鋯含量應大于16. 5%，玻璃纖維在水泥砂漿中的摻量在1 % -3. 0 %的范圍內，短切玻璃纖維長度一般在10-25mm范圍內，水泥砂石混凝土的初凝時間通過外加緩凝劑控制，在混凝土未初凝前，將口字異型邊框的鋼框架吊裝定位在模具之上固定位置，并使鋼框架上通過自動焊接設備焊接的間距小于IOOmm的圓柱頭栓釘或彎筋，伸入未初凝的混凝土中，待水泥砂石混凝土凝固后并達到一定強度，鋼框架與外層含有或預混玻璃纖維的快硬早強型水泥砂石混凝土結合成為一體，再將鋼框架翻轉后以同樣方式，通過鋼框架上圓柱頭栓釘或彎筋伸入另一模具中未初凝的混凝土中，復合一層厚度在15mm以上的含有或預混玻璃纖維的水泥混凝土內側板，形成兩面封閉的空腔結構，在內側板上開出澆注和排氣預留孔，用聚氨酯發泡機，澆注預定量發泡聚氨酯，通過發泡形成密度控制在每立方米35 45公斤的保溫層。
4.根據權利要求1所述單元艙式建筑體系，其特征在于所述單元艙進深方向內、外側墻結構板兩側內柱上下有特殊設計的吊裝孔洞，通過可伸縮的旋進式吊索具，對單元艙進行吊裝，將單元艙之間進行準確單元堆疊后，利用該吊裝孔洞，由特殊設計形狀的螺栓可伸入孔洞，并通過螺栓端頭標注符號，旋轉90度從內部扣住鋼柱體，通過連接鋼板和鎖固螺栓、預制連接鋼板以及艙體外墻預留帶孔鋼板，可使單元艙體之間，單元艙與外部承重柱和梁進行連接，形成柔性連接的整體建筑結構，結構框架每個橫向結構預制梁上可堆疊4 8層，單元艙通過連接件將堆疊的單元艙與預制框架結構預埋件連接，沿結構框架不斷向上堆疊、組合形成高層建筑。
5.根據權利要求4所述單元艙式建筑體系，其特征在于中間保溫層可由密度在100 250公斤每立方米的輕質發泡混凝土填充，或由每立方米35 55公斤密度的發泡酚醛樹脂、聚苯泡沫、EPS或泡沫玻璃填充構成。
6.根據權利要求3所述單元艙式建筑體系，其特征在于所述組成所述單元艙六面結構板的內側板可由防水石膏板，或由硅鈣板或玻鎂板構成，并使用自攻螺釘固定在內部鋼龍骨間焊接的輕鋼龍骨上。
7.根據權利要求1所述單元艙式建筑體系，其特征在于內部衛生間及廚房采用預制模塊單元直接定位安裝，由于地板的架空，采用同層排水方式，廚衛的上下水位置靈活，可常規采用地板式敷設供暖系統水管。
8.根據權利要求1所述單元艙式建筑體系，其特征在于內部樓梯間、電梯間采用預制模塊單元與預制承重柱梁預埋件連接后安裝定位。
9.根據權利要求1所述單元艙式建筑體系，其特征在于屋頂及外墻可敷設太陽能光伏發電系統，建筑照明用電及熱泵用電均可由太陽能提供，使住宅的自身耗能大幅降低。
10.根據權利要求1所述單元艙式建筑體系，其特征在于單元艙具有基本模數尺度，通過不同尺寸的結構板的組合，形成高度尺度為3. 0,3. 3,3. 6米，開間尺度為3. 0、3. 3、.3. 6、4. 2、4. 5米，進深尺度為6、9、12、15米的常規單元組合。
全文摘要
本發明涉及一種單元艙式建筑體系，以帶有口字異型鋼邊框的六面結構板通過螺栓緊固組成單元艙，通過不同功能設置，形成標準的單元艙產品類型，再通過不同功能單元艙的組合、堆疊并與獨立預制結構框架體系相連接，形成柔性建筑結構，同時單元艙不同類型外墻板的變換以及和建筑裝飾構件組合，形成豐富的建筑空間形式，本發明既實現了建筑標準化、工廠化生產，又實現了產品形式的多樣變化，解決了建筑裝配化和標準化的根本問題，本發明的復合結構融合了鋼結構的高強度優勢，同時具備保溫及裝飾性能，建筑能耗較常規建筑可降低80～90％。
文檔編號E04B1/76GK102561513SQ201210022838
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月2日 優先權日2012年2月2日
發明者姚雪雷 申請人:趙冰洋