
1.本发明涉及装配式混凝土建筑先进建造领域,尤其涉及混凝土模块化组合建筑及其模块构件和竖向连接建造方法。
背景技术:2.模块化组合建筑将建筑物分成若干个三维箱式模块并在工厂中预制生产,之后将这些模块运到工地进行现场连接快速拼装成整体,从而完成整个建造过程。采用模块化建造技术不仅有利于提高预制模块质量,且将大量结构、装修和水电施工作业在工厂完成,能够最大限度地减小现场作业,提高现场施工效率,节约劳动力并减少环境影响,是一种高效绿色低碳的建造方式,可以有效解决建筑业内普遍存在的工程质量良莠不齐和施工效率低下等问题。
3.目前实际工程中已经得到应用的模块,按主要制作材料可以分为钢模块和混凝土模块。其中钢模块主要用于酒店、公寓、宿舍等公共建筑,混凝土模块则更受到住宅建筑的青睐。当前既有的研究多集中在钢模块,关于混凝土模块的研究总体较少。不同于一维构件(如梁、柱)和二维(如墙、板)的传统装配式混凝土组件,三维混凝土模块在施工工程中相邻模块之间存在明显的相互影响,已安装完成的混凝土模块会使相邻的待安装混凝土模块失去外部的侧向作业面,而混凝土模块内部已经完成内饰装修,是不允许进行施工作业的。同时,常用的装配式混凝土构件竖向连接技术需要侧向作业面,这也就决定了常用的装配式构件竖向连接技术并不适用于混凝土模块化建造。在有限的实际混凝土模块化组合建筑中,除部分混凝土模块间设置竖向连接外,大部分混凝土模块之间不设置竖向连接,这不利于提高整个混凝土模块化组合建筑的结构整体性,也限制了混凝土模块化建造在建筑中的推广应用。因此,针对混凝土模块化组合建筑开发创新的模块间竖向连接及方法,具有重要的工程实践价值。
技术实现要素:4.本发明旨在提供一种至少解决上述部分技术问题的用于混凝土模块化组合建筑的模块构件。
5.本发明还旨在提供一种应用上述改进的模块构件的混凝土模块化组合建筑。
6.本发明还旨在提供一种上述混凝土模块化组合建筑的竖向连接建造方法。
7.根据本发明的一个方面,提供了一种模块构件,其用于建造混凝土模块化组合建筑,所述模块构件包括:第一预制混凝土模块,具有第一墙体和沿竖向分别位于所述第一墙体的相对两端的第一顶面和第一底面;第二预制混凝土模块,具有第二墙体和沿竖向分别位于所述第二墙体的相对两端的第二顶面和第二底面;其中所述第一墙体和所述第二墙体内各自形成有贯穿墙体并向相应顶面和底面延伸的多个连接件,且每个连接件具有从相应的顶面伸出的接头部段,并且其中所述第一墙体和所述第二墙体内各自形成有贯穿墙体并向相应顶面和底面延伸的多个连接通道,且每个连接通道在靠近相应底面的一端设有延伸
至该底面的接合部段,其中所述第一墙体和所述第二墙体各自的所述多个连接通道和所述多个连接件沿相应墙体的延伸方向交错布置,且所述第二墙体的所述多个连接件的接头部段适于一一对应地插接在所述第一墙体的所述多个连接通道的接合部段中。
8.使用本发明的模块间竖向连接及方法,创新性地解决了预制混凝土模块因施工时模块间相互影响不宜设置侧向灌浆作业面的难题,不仅可以减少混凝土模块化组合建筑的现场施工作业量、降低作业面和模板要求以显著提高施工效率,而且可以通过优化诸如波纹管之类的接合部段的材料尺寸、构造措施、搭接数量和长度等提高模块之间交错式无接触搭接竖向钢筋连接的可靠性和施工质量,以保证预制混凝土模块间竖向荷载传递的有效性,进而提高整个混凝土模块化组合建筑的抗侧力性能。
9.在一些实施例中,所述第一预制混凝土模块包括连接在所述第一墙体的相对两端的第一顶板和第一底板,其中所述第一顶面形成于所述第一顶板的外表面,而所述第一底面形成于所述第一底板的外表面。
10.在一些实施例中,所述第二预制混凝土模块包括连接在所述第二墙体的相对两端的第二顶板和第二底板,其中所述第二顶面形成于所述第二顶板的外表面,而所述第二底面形成于所述第二底板的外表面。
11.在一些实施例中,所述接合部段的直径是所述接头部段的直径的2至3倍。
12.在一些实施例中,所述连接件为预设在所述第一墙体和所述第二墙体内的钢筋。
13.在一些实施例中,所述接合部段为预设在所述第一墙体和所述第二墙体内的波纹管。
14.根据本发明的另一个方面,提供了一种混凝土模块化组合建筑,包括前述的模块构件,其中所述第一预制混凝土模块和所述第二预制混凝土模块沿竖向接合在一起,所述第二预制混凝土模块的所述多个连接件的接头部段一一对应地插接在所述第一预制混凝土模块的所述多个连接通道的接合部段中,并被灌注入连接通道中的浆液所包裹。
15.根据本发明的另一个方面,提供了一种混凝土模块化组合建筑的竖向连接建造方法,包括以下步骤:提供前述的模块构件;将所述第二预制混凝土模块安装就位;将所述第一预制混凝土模块在所述第二预制混凝土模块的上方定位;将所述第一预制混凝土模块下放,使所述第一预制混凝土模块沿竖向落置于所述第二预制混凝土模块,其中所述第二预制混凝土模块的所述多个连接件的接头部段一一对应地插接在所述第一预制混凝土模块的所述多个连接通道的接合部段中;从所述第一预制混凝土模块的上方进行灌浆,使浆液流入所述第一预制混凝土模块的所述多个连接通道并对其中的接头部段形成包裹。
16.在一些实施例中,所述混凝土模块化组合建筑的一层中包括彼此相邻布置的多个第一预制混凝土模块,在所述一层中的所述多个第一预制混凝土模块都沿竖向落置于相应的所述第二预制混凝土模块之后,从所述多个第一预制混凝土模块的上方进行灌浆。
17.在一些实施例中,所述的“将所述第二预制混凝土模块安装就位”包括在基础层或转换层将所述第二预制混凝土模块吊装到位。
18.本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本技术后显见的,另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。
附图说明
19.以下,结合附图来详细说明本发明的实施例,其中:
20.图1是本发明实施例的混凝土模块化组合建筑现场模块吊装示意图;
21.图2是本发明实施例的预制混凝土模块之间竖向连接的剖面图;
22.图3是本发明实施例的采用该竖向连接及方法的预制混凝土模块的墙体剖面和侧视图;
23.图4是本发明实施例的相邻上下两个预制混凝土模块的俯视图;
24.图5是本发明实施例的相邻上下两个预制混凝土模块吊装安装状态的示意图;
25.图6是本发明实施例的相邻上下两个预制混凝土模块安装到位状态的墙体剖面图;
26.图7是本发明实施例在预留灌浆连接通道进行灌浆的示意图;
27.图8是本发明实施例的相邻上下两个预制混凝土模块灌浆完成状态的墙体剖面图;
28.图9至图11是本发明的其他实施例的预制混凝土模块之间竖向连接的剖面图。
29.附图标记说明:
30.1、第一预制混凝土模块;1.1、第一墙体;1.2、第一顶板;1.3、第一底板;2、第二预制混凝土模块;2.1、第二墙体;2.2、第二
31.顶板;3、连接件;3.1、接头部段;4、连接通道;5、接合部段;
32.6、开口
具体实施方式
33.现参考附图,详细说明本发明所公开的用于混凝土模块化组合建筑的模块构件和混凝土模块化组合建筑及其竖向连接建造方法的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方式,但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制,并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。
34.在下文中被用于描述附图的某些方向性术语,例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语,将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明,本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
35.本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语,在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
36.在混凝土模块化组合建筑中,三维预制混凝土模块在工厂中生产并被运送到现场进行吊装和安装。预制混凝土模块在生产时已经完成了内部装修、家具陈设和管线铺设。当需要在上下层相邻预制混凝土模块之间形成竖向连接时,通常模块墙体会被用于连接设计中,以提高连接的轴向承载力和水平剪力承载力。
37.目前实际混凝土模块化组合建筑的建造过程中通常采用四类竖向连接设计,包括灌浆套筒、后灌浆带、贯通灌浆通道和叠合墙板连接。发明人发现,这四类竖向连接设计都或多或少存在缺陷。
38.第一种灌浆套筒方式和第二种后灌浆带方式需要将灌浆口或关键区域设于侧墙上,这种布置方式存在明显的弱点,容易受到相邻预制混凝土模块墙体的限制而不好操作,且灌浆作业一般在关键线路上,施工效率会受到影响。此外,对于灌浆套筒方式来说,尤其是在面对大尺寸预制混凝土模块时,会需要大量的灌浆套筒,且施工质量严重依赖现场施工人员的操作能力,在混凝土模块化组合建筑领域不具有广泛的适用性。对于后灌浆带方式来说,其与传统预制墙连接方式基本相同,连接区域外露,还需要为后浇带提供额外的施工空间,并且需要模板进行浇筑作业并在作业完成后进行拆模。后灌浆带连接方式可用于形成剪力墙,且只用于结构性模块,相邻另一个模块的墙体需算作非结构构件。
39.第三种贯通灌浆通道方式和第四种叠合墙板连接方式通常可以从预制混凝土模块的顶部进行浇筑,且不需要额外的模板用于灌浆,但是当采用这两种连接方式时,会发现连接区域被模块墙体包围。因为混凝土模块是高度预制的,内部的装修、家具、管线等都已经在工厂安装铺设完毕,因此现场浇筑时不可能在模块墙体上开孔进行灌浆作业,否则将污染或损坏模块的内部装修、构造、管线甚至家具等。公开号为cn107542190a的中国专利公开了这样的墙间整体灌浆形成叠合墙体的混凝土模块连接方式,其中竖向连接通过一个灌浆通道内的两个钢筋搭接形成,不同层的预制件之间可以借助钢筋连接实现力的传递。但是这种钢筋连接需要现场插入连接钢筋并将同一灌浆通道内的两根钢筋进行精确对准以便于形成搭接,安装定位难度较大,且只用于形成剪力墙而不适用于非剪力墙,且形成的墙体厚度较大。公开号为cn113195841a的另一个中国专利也公开了墙间整体灌浆形成叠合墙体的混凝土模块连接方式,其采用预制型钢、钢桁架代替钢筋,通过现场灌浆和预制件形成竖向连接。但是这种连接方式需要制作大量预埋件,并需要额外在上下模块接缝处通过现浇混凝土形成整体,这种方式只适用于形成剪力墙,而对于非剪力墙并不使用。
40.因此,现有的四种混凝土模块竖向连接设计在实际操作中都存在一定的局限性。
41.另外,目前建筑行业中还经常用到一维预制混凝土构件(如预制混凝土柱)和二维预制混凝土构件(如预制混凝土墙)。它们也经常需要借助钢筋实现竖向连接。但类似的用于一维和二维预制混凝土构件的竖向连接设计无法适用于混凝土模块化组合建筑中预制混凝土模块的竖向连接。
42.发明人的研究表明,用于混凝土模块化组合建筑的预制混凝土模块之间竖向连接有两个主要特性,其一是如果连接形式需要灌浆口和出浆口,那它们最好布置在预制混凝土模块的上表面而不是侧墙;其二是用于竖向连接的伸出钢筋需要布置在预制混凝土模块的上部,因为预制混凝土模块是作为一个整体在工厂生产、运输、现场吊装和安装的,模块重量很大,甚至可以接近30吨,远远超过一维和二维预制混凝土构件。因此,一旦伸出钢筋位于侧墙(水平伸出)和底部时,将对模块的摆放、运输、吊装和安装产生不利影响,增加施工成本。将模块进行翻转也是不切实际的。
43.基于混凝土模块化组合建筑的预制混凝土模块之间竖向连接的特性,传统的通过一维和二维预制混凝土构件及其改型所得到的竖向连接方式无法适用于预制混凝土模块的竖向连接。
44.例如,一种常见的一维或二维预制混凝土构件竖向连接采用侧向灌浆口或出浆口,它们需要穿出预制混凝土柱或预制混凝土墙板。对于预制混凝土柱或预制混凝土墙板来说,这一点很容易做到,因为它们的尺寸一般不大,在工地会有足够的作业面进行灌浆作
业。因为没有除构件部分外的装修、管线布置等,也不用考虑侧面灌浆口对装修、管线等造成破坏等问题。但是这种侧向灌浆口或出浆口,如上面已经分析的,对于预制混凝土模块的竖向连接来说并不合适。
45.还有一种常见的一维或二维预制混凝土构件竖向连接采用竖向下伸出的连接钢筋,并在下层基座中预制灌浆套筒或波纹管。通过预先在灌浆套筒或波纹管中灌浆,再将一维或二维预制混凝土构件的连接钢筋插入座浆以形成锚固。下层基座可以是另一根预制混凝土柱或厚板基座等。但是,如上面已经分析的,这种从构件下部伸出的钢筋不适用于预制混凝土模块的竖向连接,而且会显著增加墙厚。
46.此外,发明人还发现,即使将现有的一维或二维预制混凝土构件竖向连接方式进行变型,其在力学原理和使用目的等方面也无法适用于混凝土模块化组合建筑中预制混凝土模块的竖向连接。
47.例如,将上述第一种一维或二维预制混凝土构件竖向连接方式中的灌浆口改为布置于构件上方,但不改变从构件下方向灌浆通道插入连接钢筋,这种改型在现实操作中是不切实际且没有必要的,因为原本的目的是通过钢筋锚固形成竖向连接,即通过这种灌浆设计将预制构件与下部基座或预制件形成竖向连接,但该预制件更上部的预制件不能通过该钢筋锚固传递轴向力和水平剪力。此外,将灌浆口或出浆口设置在预制构件上表面会显著增加灌浆作业量,而相关规范例如中国内地的《装配式混凝土建筑技术标准》、中国香港特区的code of practice for precast concrete construction等对预制构件的钢筋伸出长度都有规定,盲目增加灌浆通道长度只会增加施工成本,而不会再增加连接强度。因此,上述第一种一维或二维预制混凝土构件竖向连接方式不能通过变型来适用于预制混凝土模块之间的竖向连接。
48.再比如,将上述第一种一维或二维预制混凝土构件竖向连接方式中的灌浆口改为布置于构件上方,同时增加伸入钢筋的长度,并采用另一个钢筋搭接。这种变型方案类似于上述的cn107542190a公开的钢筋连接,其缺陷在上面已经讨论过,在此不予赘述。
49.又比如,将上述第一种一维或二维预制混凝土构件竖向连接方式中的灌浆口改为布置于构件上方,同时增加伸入刚进的长度。这种改型的典型案例常见于桥梁的桥墩和桥板连接。在此种情况下,整个灌浆通道贯通桥板,通过封堵桥板下表面进行灌浆。然而,此种设计本质上仍旧是钢筋锚固,并不适用于预制混凝土模块之间的竖向连接。
50.又比如,将上述第二种一维或二维预制混凝土构件竖向连接方式改为使预制构件上下颠倒从而使钢筋接头从构件上部伸出。这种修改方案仍旧常见于桥梁连接设计,本质上仍旧是传统的在一个灌浆通道内布置两根钢筋进行搭接锚固,并不适用于预制混凝土模块之间的竖向连接。
51.在经过大量的研究之后,发明人提出了本技术的改进的混凝土模块化组合建筑的连接构件和竖向连接建造方法。针对混凝土模块化组合建筑,利用相邻上下两个预制混凝土模块的混凝土墙体内各自的预留连接件和预留现场灌浆连接通道,每个预制混凝土模块的灌浆通道与连接件交错布置,且灌浆通道仅用于容纳下层预制混凝土模块的伸出的接头部段,从而在上下层的预制混凝土模块之间形成有效的交错式无接触搭接竖向连接,可以实现竖向荷载传递,以共同抵抗混凝土模块化组合建筑所受的竖向荷载和横向荷载。本发明的技术方案借助形成于预制混凝土模块顶面的灌浆口能够解决预制混凝土模块因施工
时模块间相互影响而不宜设置侧向灌浆作业面的难题,并通过在灌浆通道的一端采用较粗口径的接合部段容纳连接件的接头部段来提高施工效率及保证灌浆质量,为混凝土模块化组合建筑提供一种较有竞争力的结构及建造方案。
52.下面结合图1至图9对本发明的混凝土模块化组合建筑及其连接构件和竖向连接建造方法进行说明。
53.本发明的混凝土模块化组合建筑的模块间竖向连接构件涉及相邻上下两个预制混凝土模块,即第一预制混凝土模块1和第二预制混凝土模块2,它们均在工厂预制完毕。第一预制混凝土模块1包括竖向延伸的第一混凝土模块墙体(以下简称第一墙体)1.1、连接在第一墙体1.1的顶端的第一顶板1.2以及连接在第一墙体1.1底端的第一底板1.3,其中根据图中所示实施例,第一顶板1.2的背向第一底板1.3的外表面构造成第一预制混凝土模块1的顶面,而第一底板1.3的背向第一顶板1.2的外表面构造成第一预制混凝土模块1的底面。第二预制混凝土模块2包括竖向延伸的第二混凝土模块墙体(以下简称第二墙体)2.1、连接在第二墙体2.1的顶端的第二顶板2.2以及连接在第二墙体2.1的底端的第二底板(图中未示出),其中根据图中所示实施例,第二顶板2.2的背向第二底板的外表面构造成第二预制混凝土模块2的顶面,而第二底板的背向第二顶板2.2的表面构造成第二预制混凝土模块2的底面。
54.在工厂中预制第一预制混凝土模块1和第二预制混凝土模块2时,第一墙体1.1和第二墙体2.1中均预留有多个连接件3和用于现场灌浆的连接通道4。每个预制混凝土模块中的这些连接件3与连接通道4以交错的方式布置,即每两个相邻的连接通道4之间设有一个连接件3,同时每两个相邻的连接件3之间设有一个连接通道4。这些连接件3与连接通道4优选以均匀间隔排列。在两个预制混凝土模块竖向对齐连接时,不同预制混凝土模块的连接件的位置是错开的,同样,不同预制混凝土模块的连接通道的位置也是错开的。
55.每个连接件3在相应的第一墙体1.1或第二墙体2.1中竖向延伸穿过整个墙体,连接件3的顶端伸出相应的第一顶板1.2的外表面或第二顶板2.2的外表面以形成具有足够锚固长度的接头部段3.1,并且该底端的端面可以与第一底板1.3的外表面或第二底板的外表面保持平齐。连接件3可以是预留在墙体内的钢筋或其他具有足够强度的金属或非金属件。
56.每个连接通道4在相应的第一墙体1.1或第二墙体2.1中竖向延伸,连接通道4的顶端贯穿相应的第一顶板1.2或第二顶板2.2的外表面以在该顶板的外表面形成灌浆口,而连接通道4的底端贯穿相应的第一底板1.3或第二底板的外表面以在该底板的外表面形成供接头部段3.1插入的孔口。连接通道4沿其纵向分为两个部段,即横截面尺寸较小的第一部段和横截面尺寸较大的第二部段5,其中灌浆口形成在第一部段顶端,而供接头部段3.1插入的孔口形成在第二部段5底端,由此第二部段5也作为容纳接头部段3.1的接合部段5。接合部段5的横截面尺寸设计为大于接头部段3.1的横截面尺寸,这样,从位于预制混凝土模块的顶面的灌浆口注入的浆液可以沿着连接通道4进入接合部段5并包裹插入接合部段5内的接头部段3.1,以形成有效锚固。接合部段5可以是在工厂生产预制混凝土模块时预设在墙体内的波纹管。在两个预制混凝土模块竖向对齐连接时,下层的预制混凝土模块的连接件的伸出的接头部段与上层的预制混凝土模块的连接通道的接合部段一一对准。
57.虽然图中仅示出了以预制混凝土模块的顶板的外表面作为该预制混凝土模块的顶面并以预制混凝土模块的底板的外表面作为该预制混凝土模块的底面,但本领域技术人
员将理解,预制混凝土模块的顶面不限于由顶板形成,而底面也不限于由底板形成,例如,在图10中的另一个实施例中,可以由预制混凝土模块的墙体的顶端面作为预制混凝土模块的顶面,而在图11中的另一个实施例中可由该墙体的底端面作为预制混凝土模块的底面(图11中的右侧非结构墙体未显示),灌浆连接通道可以贯穿墙体的顶端面形成灌浆口,接合部段也可以贯穿墙体的底端面以敞开供另一预制混凝土模块的连接件的接头部段插入。
58.施工时其中一个预制混凝土模块作为下层混凝土模块先吊装到位,同时为另一个预制混凝土模块(作为上层混凝土模块)定位;在吊装上层混凝土模块时,其墙体中的预留现场灌浆连接通道将与下层混凝土模块中设置的预留连接件(例如连接钢筋)一一对准,同时上层混凝土模块的墙体中的连接件与下层混凝土模块中的连接件一一错开,下层混凝土模块中的预留连接件的接头部段可以全部准确插入上层混凝土模块中的预留现场灌浆连接通道下端的较粗的接合部段中,借助连接件的连接形成模块间的竖向连接。待上层混凝土模块吊装完毕后,从该上层混凝土模块的顶部向预留现场灌浆连接通道内灌浆,上层混凝土模块的底板和下层混凝土模块的顶板之间在它们各自的墙体的交界面内通过座浆连接形成封堵。
59.采用本发明的竖向连接技术,一个灌浆连接通道中只有一根连接件,伸入的接头部段容易定位,且省去了传统钢筋直接搭接所需的绑扎、对位等工作,提高了施工效率并降低了施工难度,较为容易控制施工质量。相邻上下两个预制混凝土模块之间通过灌浆接合部段无接触接头部段的连接技术,各自墙体中交错的预留连接件和预留现场灌浆连接通道形成有效的交错式无接触搭接竖向连接,不同层模块间的交错式连接件无接触搭接形成整体竖向传力路径,可以实现竖向荷载传递,以共同抵抗混凝土模块化组合建筑所受的竖向荷载和横向荷载。所建造的结构性模块连接和非结构性模块连接通用,且剪力墙和非剪力墙通用,对墙体厚度的限制也有所减小。
60.所设立的预留连接件3、预留现场灌浆连接通道4、接合部段5的尺寸、位置和数量根据结构设计和模块类型确定。通过交错预留连接件3和预留现场灌浆连接通道4在相邻上下预制混凝土模块之间形成可靠的交错式无接触搭接竖向连接,需保证位于上层的第一墙体1.1内的预留连接件3和位于下层的第二墙体2.1的相应接头部段3.1之间具有合适的搭接长度及间距。接合部段5的长度应略长于待插入接头部段3.1的长度并满足连接件锚固要求,接合部段5的直径应满足快速施工和保证灌浆质量的要求,优选接合部段5的直径是接头部段3.1的直径的约2至3倍。本发明并不意图限制或给出这些设计参数的具体数值,因为这些设计参数可以根据当地的结构设计规范和模块大小进行灵活确定,或在超限设计的情况下采用实验结果确定。例如,通过采用新型的高性能灌浆料,如添加钢纤维等,可以在保证连接性能的情况下适当缩短连接件3的接头部段3.1和接合部段5各自的纵向长度。
61.下面将结合附图详细描述采用本发明的模块构件来建造混凝土模块化组合建筑的方法。
62.步骤1:参考图1,将预制混凝土模块从预制工厂运至施工现场,选择其中一个预制混凝土模块(例如第二预制混凝土模块2)起吊至安装位置并进行校正。第二预制混凝土模块2可以安装在基础层或转换层上。
63.步骤2:参考图3至图5,将另一个预制混凝土模块(例如第一预制混凝土模块1)吊装至第二预制混凝土模块2正上方并调整至准确的水平位置。
64.步骤3:参考图5,将第一预制混凝土模块1竖直下放,使上下相邻的第一预制混凝土模块1的预留现场灌浆连接通道4的下端接合部段5与第二预制混凝土2的连接件3的接头部段3.1一一对应地插接,参考图2和图6。
65.步骤4:参考图7和图8,在第一预制混凝土模块1上方进行现场灌浆作业,从第一顶板1.2上的预留灌浆连接通道4的灌浆口进行灌浆,灌浆料沿连接通道4进入下部的接合部段4后对插入的第二预制混凝土模块2的接头部段3.1形成包裹和粘结。锚固后位于下层的第二预制混凝土模块2的连接件3的接头部段3.1与位于上层的第一预制混凝土模块1的第一墙1.1内相邻的预留连接件3形成交错式无接触搭接竖向连接,从而形成上下相邻的第一预制混凝土模块1与第二预制混凝土模块2之间的竖向连接。相邻的第一预制混凝土模块1的第一底板1.3和第二预制混凝土模块2的第二顶板2.2之间通过座浆形成封堵。
66.在依据本发明建造混凝土模块化组合建筑时,第一预制混凝土模块1和第二预制混凝土2可以在基础或转换层上沿竖向对齐堆放。待上层的第一预制混凝土模块1吊装定位后,再对所有的预留现场灌浆连接通道4进行灌浆作业。此外,预留现场灌浆连接通道4的灌浆作业可以逐层进行,每层浇筑在该层的所有预制混凝土模块都吊装到位且相邻墙体1.1定位完毕后进行。
67.虽然图中示出了第一预制混凝土模块1和第二预制混凝土模块2各自具有四面第一墙体1.1和第二墙体1.2,但本领域技术人员将理解,每个预制混凝土模块中墙体的数量和构型可以根据建筑设计而调整,例如可以包括弧形墙体、可以少于四面或多于四面墙体、可以在墙体中预设例如作为门窗的开口6(参考图9)等,只要是能够满足模块间的受力传递和当地的设计规范要求,并且预制混凝土模块的墙体厚度能够满足要求,都可以采用本发明的模块间竖向连接方法。
68.通过本发明的技术方案可以取得一系列的优点,包括:
69.1.采用竖向灌浆作业,从预制混凝土模块的顶板预留的灌浆连接通道进行现场灌浆,不需要侧向作业面,能够解决预制混凝土模块因施工时模块间相互影响不宜设置侧向灌浆作业面的难题。
70.2.免去或减少用于灌浆的模板作业量,且现场灌浆作业量较少,有利于提高施工效率和施工质量。
71.3.下层的预制混凝土模块的连接件的接头部段插入上层预制混凝土模块的较粗口径的接合部段中,安装对中方便,施工效率高,且由预留灌浆连接通道进行的自上而下的灌浆作业受预留插入的接头部段的影响较小,灌浆质量相比于传统灌浆套筒和大体积灌浆更易保证。
72.4.采用诸如波纹管的接合部段在墙体底部与下层预制混凝土模块的墙体内的预留连接件相连接,这种连接形式会因接合部段的约束作用显著提高接合部段内部灌浆料和连接件的接头部段的粘结性能,相比传统的连接件(钢筋)与连接件(钢筋)直接搭接的连接形式可以显著减少连接件用量并获得更好的连接强度。
73.5.相比于传统的连接件锚固连接形式,本发明的模块间竖向连接方法通过连接件无接触搭接形式使模块墙体整体形成可靠的竖向连接,在不同楼层间通过模块墙体整体进行传力,提高了混凝土模块化组合建筑结构的整体性,有助于提高模块组合建筑的整体抗侧力性能。
74.应当理解,虽然本说明书是按照各个实施例描述的,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。
75.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合,均应属于本发明保护的范围。