本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种装配式建筑的笼式结构单元及装配式笼式结构建筑。
背景技术：
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。
目前装配式建筑大多采用传统的钢筋混凝土材料作为装配式建筑的装配模块原料，装配模块之间的连接采用传统的连接件连接、焊接等方式，组装连接后还需要在施工现场给组装连接部位浇筑混凝土，浇筑混凝土成型之后才能完成模块的组装。没有实现建筑的完全模块化生产和装配。
技术实现要素：
至少针对以上所述问题之一，本发明提供了一种装配式建筑的笼式结构单元，该笼式结构单元包括：
多个第一横梁模块，第一横梁模块为一体成型的金属构件，多个第一横梁模块依次首尾相连接，形成四边形第一平面骨架；
多个第二横梁模块，第二横梁模块为一体成型的金属构件，多个第二横梁模块依次首尾相连接，形成四边形第二平面骨架；
多个立柱模块，立柱模块为一体成型的金属构件，多个立柱模块设置在四边形第一平面骨架和四边形第二平面骨架之间，立柱模块的一端与四边形第一平面骨架相连接，立柱模块的另一端与所述第二平面骨架相连接；
四边形第一平面骨架、四边形第二平面骨架和立柱模块形成长方体主框架；
多个管网骨架，管网骨架包括交叉设置的多个横向管状构件和竖向设置的多个管状构件，管网骨架设置在长方体主框架的六个侧面内，且横向管状构件的两端和竖向管状构件的两端分别与框架结构的边框相连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，多个第一横梁模块通过连接构件依次首尾相连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，多个第二横梁模块通过连接构件依次首尾相连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，立柱模块的一端设置与第一横梁模块的首尾连接部位相连接，立柱模块的另一端设置与第二横梁模块的首尾连接部位相连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，立柱模块的一端设置与第一横梁模块的首尾连接部位通过连接构件相连接，立柱模块的另一端设置与第二横梁模块的首尾连接部位通过连接构件相连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，横向管状构件与竖向管状构件在交叉设置部位互相连通。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，横向管状构件与竖向管状构件在交叉设置部位以焊接方式固定连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，横向管状构件的两端分别与主框架的边框通过连接件相连接。
本发明一些实施例公开的装配式建筑的笼式结构单元，竖向管状构件的两端分别与主框架的边框通过连接件相连接。
本发明一些实施例还公开了一种装配式笼式结构建筑，由本发明实施公开的用于装配式建筑的笼式结构单元组成。
本发明公开的用于装配式建筑的笼式结构单元，可以利用工业流水线生产的装配式建筑构件，例如横梁模块、立柱模块、管网骨架等，现场组装，得到所需结构的装配式笼式结构建筑，无需使用现场二次施工，施工过程时间短、效率高、成本低、无排放、符合环保要求，实现了建筑施工的完全装配式生产，是完全装配式的建筑结构单元和建筑。
附图说明
图1装配式建筑笼式结构单元示意图
图2笼式结构单元主框架示意图
图3管网骨架结构示意图
图4管网骨架主框架连接结构示意图
图5包含管网骨架的墙板结构示意图
图6管网骨架中管状构件端部结构示意图
图7笼式结构单元组装示意图
附图标记
11第一横梁模块12第二横梁模块
13立柱模块21横向管状构件
22竖向管状构件3连接部件
4墙板50螺栓
51半开口端52开口端
具体实施方式
本发明公开中，作为“示例性”所说明的任何“实施例”不必解释为优于或好于其它实施例。本法实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。
除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本发明中的其它未特别注明的原材料、试剂、试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常使用的原材料和试剂，以及通常采用的实验方法和技术手段；本发明公开述及的本发明述及的第一、第二等并不严格限定其先后顺序，仅为区别表述两个或多个部件；本发明公开述及的横向、竖向，仅为表述组件的延伸方向的不同，并不严格限定其设置方向，例如，可以设置在水平面内，可以设置在垂直面内；本发明公开的数值范围，除非特别说明，通常包括数值范围内的所有可选数值，也包括本技术领域通常可以接受的误差范围内的可选数值；本发明实施例述及的主框架，通常是指由横梁模块、立柱模块组成的框架，其中的横梁模块、立柱模块、组合横梁模块、组合立柱模块等即是主框架的边框，或者边框架的边框；本发明述及的任意边长的四边形平面骨架中，组成平面骨架的边，可以是单一的横梁模块，也可以是任意数量的横梁模块的组合，即横梁模块的组合还可以称为组合横梁模块；立柱模块可以相连接，例如通过连接部件相连接，形成高度可以任意设置的立柱模块，通常还可以称为组合立柱模块；本发明公开述及的一体成型，通常是指在工业生产现场加工成型的单一的结构单元，可以作为标准化建筑模块或组件直接使用，无需在施工现场二次加工；本发明公开述及的金属构件，是指笼式结构单元的构成部分，如横梁模块、立柱模块等可以作为标准模块使用的装配式建筑的构成部件，其材质包括但不限于通常使用的铝合金材料、钢结构材料等可以用作建筑材料的金属性质材料；依照设置的位置和功能，本发明公开实施例述及的第一横梁模块、第一平面骨架，本领域技术人员通常还称之为圈梁，本发明实施例述及的第一横梁模块、第二平面骨架，本领域技术人员通常还称之为地梁。
为了更好的说明本发明内容，在下文的具体实施例中给出了众多具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在实施例中，对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
本发明提供的装配式建筑的笼式结构单元，包括：
多个第一横梁模块，第一横梁模块为一体成型的金属构件，多个第一横梁模块依次首尾相连接，形成四边形第一平面骨架；本发明实施方式述及的横梁模块，包括但不限于横梁模块、横梁模块组件；作为可选实施方式，通常第一横梁模块为模块化设计、流水化生产的标准构件，任意数量的第一横梁模块可以首尾相连接，得到多边形的第一平面骨架；任意数量的第一横梁模块可以首尾相连，得到任意长度的横梁模块组件，这些横梁模块组件进一步可以首尾相互连接，形成任意边长的四边形第一平面骨架；例如，可以形成正方形第一平面骨架，正方形的边长可以任意设置组合，也可以形成长方形第一平面骨架，长方形的边长也可以任意设置组合。作为可选实施方案，多个第一横梁模块通过连接构件依次首尾相连接，形成四边形第一平面骨架，例如，可以设置一个长方体形状的连接构件，该连接构件的相对设置的两个面与第一横梁模块的端面结构相互适配，设置有通过连接件连接的通孔，第一横梁模块与连接部件的一侧通过连接件固定连接，然后连接部件的另一侧通过连接件与另一个第一横梁模块固定连接，形成横梁模块-连接部件-横梁模块相互连接的组合横梁模块。
多个第二横梁模块，第二横梁模块为一体成型的金属构件，多个第二横梁模块依次首尾相连接，形成四边形第二平面骨架；作为可选实施方式，通常第二横梁模块为模块化设计、流水化生产的标准构件，任意数量的第二横梁模块可以首尾相连接，得到四边形的第二平面骨架；任意数量的第二横梁模块可以首尾相连，得到任意长度的横梁模块组件，这些横梁模块组件进一步可以首尾相互连接，形成任意边长的四边形第二平面骨架；例如，可以形成正方形第二平面骨架，正方形的边长可以任意设置组合，也可以形成长方形第二平面骨架，长方形的边长也可以任意设置组合。作为可选实施方式，多个第二横梁模块通过连接构件依次首尾相连接，形成四边形第二平面骨架。例如，可以设置一个长方体形状的连接构件，该连接构件的相对设置的两个面与第二横梁模块的端面结构相互适配，设置有通过连接件连接的通孔，第二横梁模块与连接部件的一侧通过连接件固定连接，然后连接部件的另一侧通过连接件与另一个第二横梁模块固定连接，形成横梁模块-连接部件-横梁模块相互连接的组合横梁模块。
多个立柱模块，立柱模块为一体成型的金属构件，多个立柱模块设置在四边形第一平面骨架和四边形第二平面骨架之间，立柱模块的一端与四边形第一平面骨架相连接，立柱模块的另一端与第二平面骨架相连接；作为可选实施方式，通常立柱模块为模块化设计、流水化生产的标准构件，可以根据第一平面骨架和第二平面骨架的边长、边的数量设置相匹配的立柱模块的数量，立柱模块可以设置在第一平面骨架与第二平面骨架之间，将二者相互连接固定；作为可选实施方式，立柱模块的一端设置与第一横梁模块的首尾连接部位相连接，立柱模块的另一端设置与第二横梁模块的首尾连接部位相连接；作为另外一些实施例，立柱模块的一端设置与第一横梁模块的首尾连接部位通过连接构件相连接，立柱模块的另一端设置与第二横梁模块首尾连接部位通过连接构件相连接。例如，可以设置一个长方体形状的连接构件，该连接构件的右侧面与第一横梁模块的端面结构相互适配，设置有通过连接件连接的通孔，例如，可以采用螺栓作为连接件，第一横梁模块与连接部件右侧面通过螺栓连接件固定连接，连接部件的下表面与立柱模块的端面结构相互适配，设置有通过连接件连接的通孔，立柱模块与连接部件下表面通过连接件固定连接，即连接部件将第一横梁模块和立柱模块相互连接在一起，依照同样的方式，连接部件可以将立柱模块与第二横梁模块连接在一起，进而可以形成第一横梁模块、立柱模块、第二横梁模块依次首尾相连接的边框架。
作为可选实施方式，立柱模块可以首尾相连，得到长度不同的立柱模块，例如，两个立柱模块组合得到长度是两倍的组合立柱模块，或者三个立柱模块组合得到长度是三倍于立柱模块的组合立柱模块。
四边形第一平面骨架、四边形第二平面骨架和多个立柱模块组成长方体主框架。长方体主框架是笼式结构单元的支撑结构，在此基础上，进一步通过管网骨架的组装，得到笼式结构单元。
管网骨架包括交叉设置的多个横向管状构件和竖向设置的多个管状构件，管网骨架设置在长方体主框架的六个侧面内，且横向管状构件的两端和竖向管状构件的两端分别与框架结构的边框相连接。作为可选实施方式，横向管状构件与竖向管状构件在交叉设置部位互相连通，即管状构件中形成相互联通的空腔，可以在其中布设其它建筑所需配件，如水管线、电网管线、通讯管网线等等。作为可选实施方式，横向管状构件与竖向管状构件在交叉设置部位以焊接方式固定连接。进一步，作为可选实施方式，横向管状构件的两端分别与主框架的边框通过连接件相连接，竖向管状构件的两端分别与主框架的边框通过连接件相连接。作为可选实施方式，管网骨架中横向管状构件的数量可以设置为2个、3个等数量，竖向管状构件的数量可以设置为2、3个等数量，而且同一个管网骨架中横向管状构件和竖向管状构件的数量可以设置为相同，也可以设置为不相同；作为可选实施方式，通常管网骨架设置在墙板中，与墙板形成模块化墙板组件，管网骨架作为墙板组件的结构增强部分，墙板则形成隔热保温等墙板组件作为建筑墙板使用的功能，与笼式结构单元相适配，组成笼式结构单元。
本发明一些实施例还公开了一种装配式笼式结构建筑，由本发明实施公开的用于装配式建筑的笼式结构单元组成。本发明公开的笼式结构单元中，主框架的横梁模块、立柱模块等之间互相连接的部位，可以进一步与横梁模块、立柱模块进行连接，利用形成笼式结构单元一样的连接组合方式，以笼式结构单元为基础，进一步组装，得到多个笼式结构单元，多个笼式结构单元能够进一步组成不同形状、不同大小的装配式笼式结构建筑。
图1为本发明公开实施例1提供的笼式结构单元结构示意图，图1中四个第一横梁模块11首尾相连，形成正方形的第一平面骨架，设置在结构单元的上方，四个第二横梁模块12首尾相连，形成正方形的第二平面骨架，设置在结构单元的下方，两个平面骨架的边上下对应设置；四个立柱模块13分别设置在对应设置的正方形平面骨架的四个顶点之间，形成笼式结构单元的长方体主框架，如图2所示，在笼式结构单元的长方体主框架中，第一平面骨架和第二平面骨架分别为上、下边框，多个立柱模块与第一横梁模块和第二横梁模块，形成了其余四个侧面边框，即，在长方体主体框架中形成了上边框、下边框、四个侧边框，即共形成六个边框，在每个边框中，设置有两个横向管状构件21和两个竖向管状构件22组成的管网骨架；管网骨架结构示意图如图3所示，长方体主框架与六个管网骨架形成本实施例1公开的笼式结构单元，见图1所示。
图4为本发明公开实施例2提供的笼式结构单元的侧面组件示意图，该侧面组件由侧边边框与设置在其中的管网骨架组成。图4中的第一横梁模块11的两端分别与立柱模块13通过连接部件3连接，图中的第二横梁模块12的两端分别与立柱模块13通过连接部件3连接，形成一个侧边框，侧边框内交叉设置有两个横向管状构件21和两个竖向管状构件22，横向管状构件21和竖向管状构件的连接交叉部位a，通过焊接方式形成，形成井字形的管网骨架，横向管状构件21的两端分别与两边的立柱模块连接固定，竖向管状构件22的两端分别与第一横梁模块和第二横梁模块连接固定，形成笼式结构单元的侧面组件。
图5为本发明公开实施例3提供的包含管网骨架的墙板结构示意图，图5中墙板4中设置有两个横向管状构件21和两个竖向管状构件22组成的管网骨架，管网骨架的端部从墙板的四个侧面伸出，用于与笼式结构单元的边框相固定连接。
图6为本发明公开实施例4提供的管网骨架中管状构件端部结构示意图，图中的管状构件的一端设置为开口端52，其另一端设置为半开口端51，半开口端51与螺栓50相适配，左侧设置的构件上，开设有与螺栓50相适配的孔，即图中的管状构件与其左侧的构件，通过螺栓50相连接；作为可选实施方式，构件包括但不限于横梁模块、立柱模块。
图7为本发明公开实施例5提供的装配式笼式结构建筑组成示意图，图中，四个第一横梁模块11、四个第二横梁模块12和四个立柱模块13形成第一个笼式结构单元，用实线表示，以此为基础，利用三个第一横梁模块、三个第二横梁模块和两个立柱模块，在其右侧组成了第二个笼式结构单元，用虚线表示，形成了由两个笼式结构单元组成的装配式笼式结构建筑。依照此类似方法，可以在第一笼式结单元的基础上，在其他多个方向，进行自由装配组合，得到多个笼式结构单元组成的装配式笼式结构建筑。
本发明公开的用于装配式建筑的笼式结构单元，可以利用工业流水线生产的装配式建筑构件，例如横梁模块、立柱模块、管网骨架等，现场组装，得到所需结构的装配式笼式结构建筑，结构完整、牢固，无需建筑现场二次施工，施工过程时间短、效率高、成本低、无排放、符合环保要求，实现了建筑施工的完全装配式生产，是完全装配式的建筑结构单元和建筑。
以上结合实施例的示例性描述和数据的公开，本发明技术方案的细节和发明实质将更加清晰，清楚，应当理解，这些细节并不是对本发明实质内容和保护范围的限制，任何对本发明公开的技术特征的组合方式都属于本发明构思，属于本发明欲求保护的范围之内。