全装配式多功能集成模块化钢木结构小屋的制作方法

本技术涉及房屋建筑，具体涉及一种全装配式多功能集成模块化钢木结构小屋。

背景技术：

1、在公园、景区、露营基地、野外科考站等，经常需要设置各种小屋，如公园、景区里的游客中心，露营基地里的住宿营房，野外科考站的生活用房、科研用房。由于木头做成的房屋健康环保、冬暖夏凉、调节湿度、隔声降噪，还在视觉、触觉、嗅觉上给人亲近自然之感，与周围环境协调统一，因此上述小屋最适合采用木屋。

2、传统木屋一般采用原木、方木等建材现场搭建，施工步骤多，质量难以控制。当前，在装配式建筑大力推广的背景下，单元房技术也有所发展。所谓单元房是指工厂化生产的箱形全装配式建筑单元，其内部的设备、管线、装修、固定家具均可在工厂做好，外立面装修也可在工厂完成，将这些箱形单元房整体运至施工现场，就可以像搭建积木一样拼装成房屋建筑。显然，公园、景区、露营基地、野外科考站内的小屋也可以采用单元房拼装组成。

3、目前，单元房技术中的木结构单元房还处在起步阶段，相关产品缺乏；此外该类小屋所处位置一般场地极为不平整，采用传统房屋基础形式，施工将费时费力，已很难适用；当远离城镇，无市政设施接入，小屋内用电用水困难，使用也极为不便。

4、因此，急需提出一种质量可靠、施工方便、野外环境适应性强，且主体为木结构的小屋以解决现有技术问题。

技术实现思路

1、针对传统木屋建造过程复杂、野外环境适应性差等问题，本实用新型提出一种全装配式多功能集成模块化钢木结构小屋及其施工方法，将装配化、集成化、模块化相结合，实现小屋集成化设计、工厂化生产、现场快速装配，在保证质量的前提下，提高使用舒适性，并实现循环利用，大大降低成本。

2、为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种全装配式多功能集成模块化钢木结构小屋，包括架空底座模块、木结构单元房模块和装配式顶棚模块，所述架空底座模块在建筑场地组成一个稳固的平台，所述木结构单元房模块置于平台上，排列堆叠在一起形成小屋的木结构主体，所述装配式顶棚模块跨设于所述木结构单元房模块之上，覆盖所有木结构单元房，构成小屋的屋顶。

4、在本实用新型的一种较佳实施例中，所述架空底座模块包括微型钢管桩和钢结构平台；其中：

5、所述钢结构平台包括平台立柱、主桁架、次桁架、平台底面钢梁、平台顶面钢梁，所述平台立柱和连接于平台立柱之间的所述主桁架构成所述钢结构平台的主框架，所述次桁架连接于所述主桁架之间，主桁架和次桁架围合成容纳空间，所述平台底面钢梁并列布置在所述主桁架和所述次桁架的下弦杆之间形成所述钢结构平台的下弦平面，所述平台顶面钢梁布置在所述主桁架和所述次桁架的上弦杆中部，增加桁架的平面外稳定性；所述微型钢管桩下部插入岩土体中，上端与所述平台立柱相连，支撑起所述钢结构平台。

6、优选的，所述微型钢管桩为桩下部带有倒锥形的螺丝段、桩顶部带有法兰盘连接件的挤土钢管桩；

7、优选的，所述平台立柱为矩形钢管且两端设置有柱端连接件，其中所述柱端连接件为十字加劲肋带上下端板，且其中一侧端板与矩形钢管固连；

8、优选的，所述主桁架的桁架弦杆为背靠背并排布置的双拼槽钢，桁架腹杆为单槽钢，其中桁架腹杆的槽钢腹板置于桁架弦杆的双拼槽钢之间，并采用螺栓固定；

9、优选的，所述次桁架的桁架弦杆也为背靠背并排布置的双拼槽钢，桁架腹杆也为单槽钢，其中桁架腹杆的槽钢腹板置于桁架弦杆的双拼槽钢之间，并采用螺栓固定；

10、优选的，所述平台底面钢梁、平台顶面钢梁也为双拼槽钢；

11、优选的，所述微型钢管桩的所述法兰盘连接件与所述平台立柱下端的所述柱端连接件的下端板螺栓连接；所述主桁架的桁架弦杆和所述平台立柱两端的所述柱端连接件的十字加劲肋采用夹板-螺栓连接；所述次桁架和设置在所述主桁架的桁架弦杆上的加劲肋也采用夹板-螺栓连接；所述平台底面钢梁、平台顶面钢梁与所述主桁架和所述次桁架的桁架弦杆上的加劲肋也采用夹板-螺栓连接。

12、在本实用新型的一种较佳实施例中，所述木结构单元房模块由x轴胶合木梁、y轴胶合木梁和z轴胶合木立柱以及钢制节点组合而成的长方体胶合木框架与围合于所述胶合木框架上的木骨架复合墙板组成。具体的，所述木结构单元房模块由4根等长的x轴胶合木梁、4根等长的y轴胶合木梁和4根等长的z轴胶合木立柱通过8个钢制节点连接形成长方体胶合木框架作为主受力结构，由与长方体胶合木框架固连的木骨架复合墙板作为围护结构。

13、优选的，所述钢制节点由x轴、y轴、z轴方向上三个互成直角的矩形钢套筒及节点中部由钢板围合而成的空心立方体组成；所述矩形钢套筒上预设螺栓孔，x轴胶合木梁、y轴胶合木梁和z轴胶合木立柱的连接端分别插入矩形钢套筒内，并采用螺栓固定，构成刚性节点；节点中部的空心立方体的外露侧壁上也开有螺栓孔，并预设手孔。

14、优选的，所述木结构单元房模块通过空心立方体的螺栓孔，采用螺栓与所述架空底座模块的平台立柱或主桁架连接，具体为采用螺栓与所述平台立柱上端的所述柱端连接件的上端板连接或与所述主桁架的所述桁架弦杆的上弦杆翼缘连接；相邻的木结构单元房模块之间也通过所述空心立方体的螺栓孔，用螺栓互相连接。

15、优选的，所述木骨架复合墙板由内到外依次为木质内墙板、细石混凝土层、木基结构板、木龙骨、耐火石膏板、防水卷材、防腐木外墙板。其中，细石混凝土层通过金属连接件与木基结构板相连，可起到隔音减振的作用；木龙骨空隙内填充玻纤棉，可起到保温隔热的作用；耐火石膏板可起到防火保护的作用，防水卷材可起到防水作用。显然，木骨架复合墙板通过组合多种板材，具有了隔音、防振、保温隔热、防火、防水多种性能。

16、上述实施例中的x轴、y轴和z轴指的是三维直角坐标系中的三个轴。

17、在本实用新型的一种较佳实施例中，所述装配式顶棚模块为采用全螺栓连接的装配模块，其支撑柱固定安装于所述木结构单元房模块上。所述装配式顶棚模块包括顶棚支撑柱、顶棚横梁、屋架梁、屋面檩条、屋面板；其中，所述顶棚支撑柱立于所述木结构单元房模块之上，所述顶棚支撑柱之间沿所述木结构单元房模块纵向设置所述顶棚横梁，所述屋架梁垂直架设在所述顶棚支撑柱和所述顶棚横梁构成的框架之上，所述屋面檩条垂直于屋架梁布置在屋架梁之上，所述屋面板布置在所述屋面檩条之上。

18、优选的，所述顶棚支撑柱为矩形钢管柱，所述顶棚横梁为工字钢，所述屋架梁也为工字钢，所述屋面檩条为槽钢。

19、优选的，所述顶棚支撑柱底部固连钢底板，采用螺栓与所述木结构单元房模块的所述钢制节点的空心立方体连接；所述顶棚支撑柱预设工字钢悬臂段，采用腹板和翼缘全栓接与所述顶棚横梁刚接。

20、优选的，所述顶棚支撑柱的柱顶和所述顶棚横梁的梁顶设置屋架梁连接件与所述屋架梁连接；所述屋架梁连接件包括水平的下端板，与连接处屋架梁坡度一致的上端板，以及上下端板之间的十字加劲肋，其中屋架梁连接件的下端板与所述顶棚支撑柱或所述顶棚横梁焊接固定，屋架梁连接件的上端板上放置屋架梁，与屋架梁的下翼缘螺栓连接。

21、优选的，所述屋面檩条采用角钢连接件与所述屋架梁连接；所述角钢连接件一个边焊接固定在所述屋架梁的梁顶，另一个边和所述屋面檩条螺栓连接。

22、在本实用新型的一种较佳实施例中，所述木结构单元房模块划分了功能分区，每个功能分区内布置相应的家具、家电和洁具；所述木结构单元房模块之间设置了连通各并排布置的木结构单元房模块的门洞，还设置了连通各上下布置的木结构单元房模块的楼梯；其中至少在一个所述木结构单元房模块上设置了对外的房门，作为整个小屋的出入口；所述木结构单元房模块上还设置有窗户。

23、在本实用新型的一种较佳实施例中，所述木结构单元房模块还集成了电气系统、给排水系统、空调系统、通讯系统；具体的，所述预埋电线的一端与单元房电源外接口相连，另一端伸入木结构单元房模块内；所述给水管的一端与单元房给水外接口相连，另一端伸入木结构单元房模块内；所述排水管的一端与单元房排水外接口相连，另一端伸入木结构单元房模块内；所述空调管道一端与单元房空调外接口相连，另一端伸入木结构单元房模块内；所述网线的一端与单元房网络外接口相连，另一端伸入木结构单元房内。其中，所述电线、给水管、网线可集成预埋在所述木结构单元房模块的所述木骨架复合墙板内。

24、在本实用新型的一种较佳实施例中，所述装配式顶棚模块的所述屋面板为光伏一体化屋面板，所述架空底座模块的所述钢结构平台的容纳空间内布置有储能电箱、储水水箱、空调外机、无线通讯设备等。具体的，所述储能电箱、储水水箱、空调外机、无线通讯设备等布置在由所述平台底面钢梁构成的所述钢结构平台的下弦平面上。由此，木结构单元房模块的电源外接口、给水管、空调管道、网线分别与所述钢结构平台内储能电箱、储水水箱、空调外机、无线通讯设备相连，所述木结构单元房模块内的相关设施即可使用。

25、本实用新型还提供一种全装配式多功能集成模块化钢木结构小屋的施工方法，施工步骤如下：

26、步骤一、准备工作：依据场地条件和使用需求，完成钢木结构小屋的整体设计，尤其确定所述架空底座模块的钢结构平台的标高和微型钢管桩的位置；

27、步骤二、木结构单元房模块的工厂预制：在工厂预制木结构单元房，且其内部的装修、管线、固定家具、固定洁具、固定设备、外立面装修等均在工厂做好；

28、步骤三、微型钢管桩施工：根据设计位置，采用便携式旋紧机旋入合适规格的微型钢管桩至指定土层；

29、步骤四、钢结构平台安装：根据确定的钢结构平台标高安装钢结构平台的平台立柱、主桁架、次桁架、平台底面钢梁、平台顶面钢梁，保证钢结构平台上下弦平面的平整度，所有连接均采用螺栓连接；

30、步骤五、钢结构平台内设备安装：根据设计，在钢结构平台的下弦平面上安装储能电箱、储水水箱、空调外机、无线通讯设备等，并留出连接接口；

31、步骤六、木结构单元房模块吊装：将工厂预制完成的木结构单元房模块运至现场，进行整体吊装，其中木结构单元房模块顶部的四个钢制节点兼作单元房吊装过程中的吊点；所有现场连接均采用螺栓连接；

32、步骤七、装配式顶棚模块安装：在木结构单元房模块顶部依次安装完成顶棚支撑柱、顶棚横梁、屋架梁、屋面檩条，所有连接均采用螺栓连接；然后进行光伏一体化屋面板铺设和光伏一体化屋面系统的管线安装和接口预留；

33、步骤八、软装布置、设备管线连接：根据功能分区，在木结构单元房模块内进行装饰摆件布置、活动家具安装，并将光伏一体化屋面系统预留的管线接口和钢结构平台内设备预留的接口及木结构单元房内预留的电气系统、给排水系统、空调系统、通讯系统的外接口连接；

34、步骤九、收尾工作：设备系统的调试、周边环境的美化、项目验收。

35、与现有技术相比，本实用新型的技术优势在于：

36、1、采用微型钢管桩支撑钢结构平台构成架空底座模块，无需平整场地，无需开挖浇筑基础，施工便捷，使钢木结构小屋也能适用极为不平整的场地，且架空底座将木结构主体抬离地面一定高度，有利于木结构防腐、防潮、防虫。

37、2、木结构单元房模块结构整体性好、质轻高强，且木结构单元房模块集成了电气系统、给排水系统、空调系统、通讯系统，配合上装配式顶棚模块的光伏一体化屋面板利用太阳能发电，并在架空底座模块的钢结构平台内布置储能电箱、储水水箱、空调外机、无线通讯设备，则可解决钢木结构小屋无市政设施接入时，缺电、缺水、通讯不便的问题，具有巨大的应用前景。

38、3、本实用新型的钢木结构小屋通过各模块尺寸变化组合，可适配不同空间需求，能适应休闲、生活、办公等多种应用场景，且构造简单、可工厂批量化生产、现场全装配施工。

39、4、安装、吊装、运输、拆卸均非常方便，因此可在不同地点循环使用，从而大大降低成本，在节能、节材、节水、节时、节地以及绿色环保等方面都具有明显社会效益。