模块化建筑机构及建筑模块化的构建方法与流程

本发明涉及一种模块化建筑机构及建筑模块化的构建方法，属于建筑物结构构建技术领域。

背景技术：

我国在大力推进传统建筑向工业化建筑转型，而传统建筑中，绝大部分的工作需在施工现场完成，施工周期长、环境污染严重、堆料场地大、施工人员短缺等问题成为抑制建筑产业进步的壁垒。现阶段市场上也出现了一些工业化外墙技术，通过工厂化生产，现场装配的方式解决以上问题，如pc单元外墙、单元式幕墙等技术。但这些技术仅仅解决了生产安装过程的问题，设计过程还是按照传统设计方法先进行立面形态设计，然后将立面转化成工业化模块，设计方法与生产安装方式严重脱离，未能实现全产业链的工业化、装配化要求。因此建筑设计阶段的标准化、工业化问题亟待解决。

基于此，做出本申请。

技术实现要素：

针对现有所存在的上述缺陷，本申请首先提供了一种可实现工业化、标准化的模块化建筑机构。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

模块化建筑机构，由若干个中间段和转角段构成，所述的中间段为平板式结构，转角段为带有弯角的折弯结构，中间段顺次连接形成基本面板，转角段位于各转角处，用于连接不同位置的基本面板。

进一步的，作为优选：

所述的转角段为对称转角段，相邻基本面板之间通过转角段连接，且相邻转角段的弯曲方向呈顺时针或逆时针分布，所形成的建筑机构称为基本型建筑机构。沿顺时针或逆时针方向分布的转角段将各基本面板形成封闭式结构，该封闭式结构是基本面板沿着转角段的折弯方向顺势连接，其外形规整，这种结构可满足中规中矩型建筑的需求。更优选的，所述的转角段为直角或非直角，直角结构与各基本面板串接形成矩形的建筑模块结构，而非直角的转角段与各基本面板串接形成椭圆或者其它性状的建筑模块结构。

所述的转角段为对称转角段，相邻基本面板之间通过转角段连接，且相邻转角段的弯曲方向错向分布，所形成的建筑机构称为缺省型建筑机构。同一基本面板的两端分别连接两个弯曲方向不同的转角段，使相邻两个基本面板的延伸方向相反，表现为外形局部凹陷，因此，虽然转角段仍旧将各基本面板形成封闭式结构，该封闭式结构是基本面板沿着转角段的折弯方向顺势连接，从而形成外表面凹凸不平的结构，这种结构可满足特殊部位、需要缺省型建筑的需求。更优选的，所述的转角段为直角或非直角，直角结构与各基本面板串接形成矩形的建筑模块结构，而非直角的转角段与各基本面板串接形成封闭弧形结构或者其它性状的建筑模块结构。

所述的转角段为非对称转角段，相邻基本面板之间通过该转角段连接，非对称转角段向外突出，此时，所形成的是外形局部突出的出挑型结构。

所述的转角段包括对称转角段和非对称转角段，通过对称转角段、基本面板以及非对称转角段的不同组合，形成以外形整体为不规则、局部为规则的复合型结构。更优选的，所述的非对称转角段弯曲方向向外，则形成复合型结构中的出挑型结构；非对称转角段弯曲方向向内，或者相邻的两个对称转角段错向分布，则形成复合型结构中的缺省型结构。

同时，本申请还提供了一种可实现上述工业化、标准化机构的建筑模块化构建方法，根据尺寸及所属位置，将建筑外立面拆分形成标准段和转角段两种；根据不同的长、宽、厚，将标准段分割为不同规格的块状结构，即为标准化标准段模块；根据不同位置，将转角段进行分类，并将对应的转角段按照长、宽、厚以及角度分割为不同规格的折弯结构，即为标准化转角段模块；将分割完毕的标准化标准段模块和标准化转角段模块按照不同位置进行拼接，形成不同规格的基本面板以及不同立体形态的建筑形态，即完成实现建筑模块化的构建。

进一步的，作为优选：

所述的标准化转角段模块包括对称直角转角段模块、直角非对称转角段模块、非直角对称转角段模块以及非对称非直角转角段模块。不同的模块分别针对不同部位实现不同外形结构的连接。

所述的建筑形态分为基本型、出挑型、缺省型和复合型，所述基本型由弯曲方向一致(即各转角段的弯曲方向形成顺时针或形成逆时针方向)的标准化转角段模块和标准化标准段模块连接而成，其外形规整；所述出挑型由弯曲方向一致的标准化转角段模块和标准化标准段模块连接而成，且标准化转角段模块中包含有向外突出的非对称转角段模块；所述的缺省型是由弯曲方向不完全一致的标准化转角段模块和标准化标准段模块连接而成，且标准化转角段模块中，至少有一对相邻转角段模块的弯曲方向不一致；所述复合型则包含了基本型、出挑型、缺省型中的任两种或两种以上。

基本型具有外形规整、无结构出挑及缺省的特点，其立面模块拆分简洁，主要包含标准段及弯曲方向一致的转角段模块；出挑型有结构出挑，其外形局部凸出变化的特点，立面模块在基本型的基础上增加向外突出部分的标准段及转角段模块；缺省型有结构缺省，其外形局部凹入，立面模块在基本型的基础上增加凹入部分的标准段及转角段模块；复合型则包括以上两种或多种形式。

模块拆分尺寸参数：模块根据柱网及层高模数进行拆分。

(1)横向尺寸参数：

基本柱网格7.5x7.5m，附属柱网格7.5x3.75m，悬臂梁探出尺寸优选为2.4m，扩大柱网为300mm模数递增，优选7.8*7.8m、8.1x8.1m、8.4*8.4m；标准段模块横向尺寸为1/2柱网尺寸。

(2)竖向尺寸参数

层高取3.3、3.6、3.9、4.2、4.5m，优选为3.6、3.9m，标准段模块竖向尺寸为层高高度。

本申请对建筑立面按照建筑模数及生产、运输合理模数进行拆分，以生成多种标准化模块单元，通过不同模块单元组合生成所需立面形态，真正实现建筑设计阶段工业化、标准化、模块化的目标，从而实现全产业链的工业化、装配化要求。

与现有技术相比所具有的优点及效果：(1)实现了外围护系统设计阶段的标准化、模块化，提高设计效率。(2)前期设计与后期生产安装紧密联系，实现全产业链的工业化、装配化要求。

附图说明

图1为基本型建筑形态的立面模块示意图；

图2为出挑型建筑形态的立面模块示意图；

图3为复合性建筑形态的第一种立面模块示意图；

图4为复合性建筑形态的第二种立面模块示意图；

图5为复合性建筑形态的第三种立面模块示意图；

图6为建筑形态中所采用的中间段模块示意图；

图7为建筑形态中所采用转角段模块示意图(对称直角)；

图8为建筑形态中所采用转角段模块示意图(对称非直角)；

图9为建筑形态中所采用转角段模块示意图(非对称)。

其中标号：1.中间段；2.直角对称转角段；3.基本型形态；4.直角非对称转角段；5.对称非直角转角段；6.出挑型形态；7.缺省型形态。

具体实施方式

实施例1

本实施例标准化建筑机构，结合图1，由若干个中间段1和转角段构成，中间段1为如图6所示的平板式结构，转角段为如图7、图8以及图9所示带有弯角的折弯结构，中间段1顺次连接形成基本面板，转角段位于各转角处，用于连接不同位置的基本面板。

在本实施例中，转角段可采用如图7、图8的对称转角段，当相邻基本面板之间通过转角段连接，且相邻转角段的弯曲方向如图1所示呈顺时针或逆时针分布，所形成的建筑机构称为如图4所标注的基本型形态3。沿顺时针或逆时针方向分布的转角段将各基本面板形成封闭式结构，该封闭式结构是基本面板沿着转角段的折弯方向顺势连接，其外形规整，这种结构可满足中规中矩型建筑的需求。其中，转角段可以为直角或非直角，直角结构即如图1以及图7中的直角对称转角段2，直角对称转角段2与各基本面板串接形成矩形的建筑模块结构，而非直角的转角段即图2以及图8中所显示的对称非直角转角段5与各基本面板串接形成椭圆或者其它性状的建筑模块结构。

同时，转角段为对称转角段，相邻基本面板之间通过转角段连接，且相邻转角段的弯曲方向如图3所示错向分布，所形成的建筑机构即为图4中所标注的缺省型形态7。同一基本面板的两端分别连接两个弯曲方向不同的转角段，使相邻两个基本面板的延伸方向相反，表现为外形局部凹陷，因此，虽然转角段仍旧将各基本面板形成封闭式结构，该封闭式结构是基本面板沿着转角段的折弯方向顺势连接，从而形成外表面凹凸不平的结构，这种结构可满足特殊部位、需要缺省型建筑的需求。此时，根据不同的位置需求，转角段可设置为直角或非直角，直角结构与各基本面板串接形成矩形的建筑模块结构，而非直角的转角段与各基本面板串接形成封闭弧形结构或者其它性状的建筑模块结构。

当转角段为非对称转角段时，相邻基本面板之间通过该转角段连接，非对称转角段如图2向外突出，此时，所形成的是如图4标注的外形局部突出的出挑型形态6。

因此，本实施例中，转角段包括对称转角段和非对称转角段，通过对称转角段、基本面板以及非对称转角段的不同组合，形成以外形整体为不规则、局部为规则的复合型结构。尤其是，当非对称转角段弯曲方向向外时，则形成如图4所示复合型结构中的出挑型形态6；非对称转角段弯曲方向向内，或者相邻的两个对称转角段错向分布，则形成如图4所示复合型结构中的缺省型形态7。

上述工业化、标准化建筑机构的模块化构建方法如下：

(1)根据尺寸及所属位置，将建筑外立面拆分形成标准段和转角段两种；

(2)根据不同的长、宽、厚，将标准段分割为不同规格的块状结构，即为标准化标准段模块；

(3)根据不同位置，将转角段进行分类，并将对应的转角段按照长、宽、厚以及角度分割为不同规格的折弯结构，即为标准化转角段模块；

(4)将分割完毕的标准化标准段模块和标准化转角段模块按照不同位置进行拼接，形成不同规格的基本面板以及不同立体形态的建筑形态，即完成实现建筑模块化的构建。

其中，标准化转角段模块包括对称直角转角段模块、直角非对称转角段模块、非直角对称转角段模块以及非对称非直角转角段模块。不同的模块分别针对不同部位实现不同外形结构的连接。

模块拆分尺寸参数：模块根据柱网及层高模数进行拆分。

(1)横向尺寸参数：

基本柱网格7.5x7.5m，附属柱网格7.5x3.75m，悬臂梁探出尺寸优选为2.4m，扩大柱网为300mm模数递增，优选7.8*7.8m、8.1x8.1m、8.4*8.4m；标准段模块横向尺寸为1/2柱网尺寸。

(2)竖向尺寸参数

层高取3.3、3.6、3.9、4.2、4.5m，优选为3.6、3.9m，标准段模块竖向尺寸为层高高度。

中间段1和转角段具体尺寸可参考表1和表2所示。

表1中间段模块信息表

其中，a一般优选1/2柱跨，b值一般优选层高，表1中所提供数据，为以300mm模数增减时，优选的a值和b值。

表2转角段模块信息表

其中，c一般优选层高，表2中为优选尺寸。

建筑形态分为基本型、出挑型、缺省型和复合型四种形态，其中，基本型形态3由弯曲方向一致(即各转角段的弯曲方向形成顺时针或形成逆时针方向)的标准化转角段模块和标准化标准段模块连接而成，其外形规整；出挑型形态6由弯曲方向一致的标准化转角段模块和标准化标准段模块连接而成，且标准化转角段模块中包含有向外突出的非对称转角段模块；缺省型形态7是由弯曲方向不完全一致的标准化转角段模块和标准化标准段模块连接而成，且标准化转角段模块中，至少有一对相邻转角段模块的弯曲方向不一致；复合型则包含了基本型形态3、出挑型形态6、缺省型形态7中的任两种或两种以上。

基本型具有外形规整、无结构出挑及缺省的特点，其立面模块拆分简洁，主要包含标准段及弯曲方向一致的转角段模块；出挑型有结构出挑，其外形局部凸出变化的特点，立面模块在基本型的基础上增加向外突出部分的标准段及转角段模块；缺省型有结构缺省，其外形局部凹入，立面模块在基本型的基础上增加凹入部分的标准段及转角段模块；复合型则包括以上两种或多种形式。

本申请对建筑立面按照建筑模数及生产、运输合理模数进行拆分，以生成多种标准化模块单元，通过不同模块单元组合生成所需立面形态，真正实现建筑设计阶段工业化、标准化、模块化的目标，实现了外围护系统设计阶段的标准化、模块化，提高设计效率；且前期设计与后期生产安装紧密联系，实现全产业链的工业化、装配化要求。