一种钢结构模块化建筑拉杆式预应力连接方法与流程

本发明属于钢结构模块化建筑技术领域，涉及一种钢结构模块化建筑拉杆式预应力连接方法。

背景技术：
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钢结构模块化建筑是一种高度集成的装配式建筑，通常其单体模块是在工厂制作完成，而模块之间的装配连接是在施工现场进行。目前，钢结构模块间连接方法的通用做法有角件连接、垫件连接两类，即如图1所示利用不同垫件(垫板式、方钢短柱式、H型钢式等)和模块角件通过焊接或螺栓连接固定，连接固定时要保证角件对齐且与连接件间紧密接触。

现有技术缺点：

1、在受力上如上连接方法仅适用于低层、多层模块化建筑的连接，对小高层或高层不适用。

2、焊接、螺栓连接空间狭小，需要在基础上或箱体内侧预留孔洞进行操作，对结构及装饰装修的连续性构成影响，增加了后续封堵和装修修补的工作量。

3、对于短柱垫件和H型钢垫件连接，虽提供了操作空间，但也增加了建筑高度或压缩了使用空间，同时，也造成了材料及加工制作量成本的增加。

4、整体受力分析时，如上螺栓连接方法的连接点假定模拟于钢柱上，而实际中的螺栓连接位于角件一侧的钢梁上，和假定模拟存在偏心，受力计算存在误差。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种钢结构模块化建筑拉杆式预应力连接方法，该方法可提高模块化建筑的整体刚性且操作简单高效，将在小高层或高层的钢结构模块化建筑中得到大范围推广应用。

4、本发明将在小高层或高层的钢结构模块化建筑中得到大范围推广应用。

如上构思，本发明的技术方案是：一种钢结构模块化建筑拉杆式预应力连接方法，其特征在于：包括如下步骤：

①制作下箱顶角件、模块间连接定位抗剪件、上箱底角件和基础预埋定位抗剪件；所述上箱底角件和下箱顶角件上制有圆锥孔，所述模块间连接定位抗剪件由定位连接板和定位圆锥台组成，定位圆锥台四周围焊于定位连接板上、下两侧，且上、下定位圆锥台和定位连接板上制有的精轧螺纹钢筋穿入孔；所述基础预埋定位抗剪件为带有圆锥台的连接板；

②将精轧螺纹钢筋、基础预埋定位抗剪件和地锚拉杆连接成基础预埋件，将精轧螺母、地锚拉杆固接于基础预埋定位抗剪件上，精轧螺纹钢筋穿入基础预埋定位抗剪件和精轧螺母，并在基础预埋定位抗剪件上划出纵横定位轴线；

③将下箱顶角件和上箱底角件在工厂焊接，分别连接于模块框架钢柱、方管底梁和方管顶梁上组成模块件；

④依据基础预埋定位抗剪件的纵横定位轴线在混凝土基础上精确定位预埋；

⑤混凝土达到一定强度后将模块框架钢柱中预穿了精轧螺纹钢筋的底层模块件吊装下落到一定高度后，利用精轧螺母连接器将分段的精轧螺纹钢筋连接紧固，最后通过基础预埋定位抗剪件的圆锥台与上箱底角件上的圆锥孔定位将底层模块件下落到位；

⑥在吊装好的底层模块件的下箱顶角件上放置模块间连接定位抗剪件，下箱顶角件上的圆锥孔和模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台对应定位；

⑦通过穿心千斤顶对精轧螺纹钢筋进行预应力张拉，张拉到设定值后紧固精轧螺母，松开并拆卸穿心千斤顶；

⑧然后重复如上⑤⑥⑦步骤逐层安装其他模块。

上述模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台上涂有密封胶。

上述基础预埋定位抗剪件上放置隔音胶垫。

上述上箱底角件和下箱顶角件上的圆锥孔、模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台和基础预埋定位抗剪件带有的圆锥台形状、尺寸相互吻合。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过逐段张拉精轧螺纹钢筋，在竖向上将各模块间进行连接固定，约束其竖向位移，加强了模块间的整体竖向连接力和抗弯能力；通过模块间连接定位抗剪件、基础预埋定位抗剪件定位和约束模块间的水平位移，抵抗在荷载下的水平剪力(风荷载、地震荷载)，从而来达到模块化建筑的整体刚性固定。

2、本发明中上箱底角件和下箱顶角件上的圆锥孔、模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台和基础预埋定位抗剪件带有的圆锥台形状、尺寸相互吻合，从而进一步提高了模块之间的连接刚性且提高了施工效率。

3、本发明使在钢柱上的受力点明确，无需现场焊接和多螺栓连接，也无须预留孔洞做后期处理且预应力穿心千斤顶操作性好，操作简单高效，从而大大提高了效率并降低了施工成本。

4、本发明将在小高层或高层的钢结构模块化建筑中得到大范围推广应用。

附图说明：

图1是本发明模块件之间连接示意图；

图2是本发明预应力张拉示意图；

图3是模块件间连接构件示意图；

图4是精轧螺纹钢筋配套构件示意图；

图5是基础预埋件示意图；

图6是基础预埋件预埋示意图；

图7是底层模块件吊装示意图；

图8是底层模块与基础预埋件连接示意图；

图9是连接垫板安装示意图；

图10是精轧螺纹钢筋张拉示意图。

图中：1—下箱顶角件；2—模块间连接定位抗剪件；3—隔音胶垫；4—上箱底角件；5—精轧螺纹钢筋；6—精轧螺母；7—精轧螺母连接器；8—方管顶梁；9—方管底梁；10—基础预埋定位抗剪件；11—地锚拉杆；12—混凝土基础；13—穿心千斤顶；14—模块框架钢柱；15—模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台；16—精轧螺纹钢筋穿入孔；17—基础预埋定位抗剪件带有的圆锥台；18—上箱底角件和下箱顶角件上的圆锥孔。

具体实施方式：

一种钢结构模块化建筑拉杆式预应力连接方法，包括如下步骤：

①制作下箱顶角件1、模块间连接定位抗剪件2、上箱底角件4和基础预埋定位抗剪件10。所述上箱底角件和下箱顶角件上制有圆锥孔18，所述模块间连接定位抗剪件由定位连接板和定位圆锥台15组成，定位圆锥台四周围焊于定位连接板上下两侧，且上、下定位圆锥台和定位连接板上制有的精轧螺纹钢筋穿入孔16；所述基础预埋定位抗剪件10为带有圆锥台17的连接板；如图3所示。

②将精轧螺纹钢筋5、基础预埋定位抗剪件10和地锚拉杆11连接成基础预埋件，将精轧螺母6、地锚拉杆11固接于基础预埋定位抗剪件10上，精轧螺纹钢筋5穿入基础预埋定位抗剪件和精轧螺母，并在基础预埋定位抗剪件上划出纵横定位轴线；如图4、5所示。

③将下箱顶角件1和上箱底角件4在工厂焊接，分别连接于模块框架钢柱14、方管底梁9和方管顶梁8上组成模块件；如图3所示。

④依据基础预埋定位抗剪件的纵横定位轴线在混凝土基础12上精确定位预埋；如图6所示。

⑤混凝土达到一定强度后将隔音胶垫3放置在基础预埋定位抗剪件10上，然后将模块框架钢柱14中预穿了精轧螺纹钢筋5的底层模块件吊装下落到一定高度后，利用精轧螺母连接器7将分段的精轧螺纹钢筋5连接紧固，最后通过基础预埋定位抗剪件10的圆锥台17与上箱底角件4上的圆锥孔18定位将底层模块件下落到位；如图7、8所示。

⑥在吊装好的底层模块件的下箱顶角件1上放置模块间连接定位抗剪件2，下箱顶角件上的圆锥孔18和模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台15对应定位；且模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台上涂有密封胶；如图9所示。

⑦通过穿心千斤顶13对精轧螺纹钢筋5进行预应力张拉，张拉到设定值后紧固精轧螺母6，松开并拆卸穿心千斤顶；如图2、10所示。

⑧然后重复如上⑤⑥⑦步骤逐层安装其他模块。如图1所示。

本发明上箱底角件和下箱顶角件上的圆锥孔、模块间连接定位抗剪件的定位圆锥台和基础预埋定位抗剪件带有的圆锥台形状、尺寸相互吻合。

本发明主要由模块间的连接定位及预应力张拉两部分构成。其中预应力张拉主要由穿心千斤顶张拉精轧螺纹钢筋来完成，精轧螺纹钢筋间的连接由精轧螺母连接器连接完成。模块间的连接定位由带有定位圆锥台的模块间连接定位抗剪件、带有圆锥孔的下箱顶角件和带有圆锥孔的上箱底角件完成。模块和基础的连接定位由基础预埋定位抗剪件、带有圆锥孔的上箱底角件来完成。