应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒的制作方法

本发明涉及一种应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒。

背景技术：

1、核心筒作为一种能有效抵抗水平作用力（如：地震、冲击、风荷载等）结构已被广泛应用到高层钢框架建筑中。而对于目前较流行的模块化建筑（建筑工业化程度最高的建筑类型），由于模块单元房本身能提供的侧向刚度有限，因此基于安全性考虑，纯模块化建筑的建筑高度一般仅局限于约24米左右，如若把模块单元房应用到高层建筑，则需与核心筒形成有效的组合，即形成核心筒-模块单元房组合结构形式。

2、目前国内外对核心筒-模块单元房组合结构建筑的研究和应用颇多，一般而言，工地现场先用钢筋混凝土材料现浇成型核心筒，待核心筒养护达标符合设计强度后再进行周边模块单元房的组装，然后再将模块单元房与钢筋混凝土核心筒进行连接满足水平有效传力。但混凝土成型需要较长的养护时间，是提高施工效率的主要障碍，会延长整体结构的施工周期，这与模块建筑的施工速度快的特点不匹配。此外，混凝土材料在建筑施工全生命周期的碳排放量较大，因此继续大量使用由混凝土材料浇筑成型的结构也不满足国家的“双碳”战略目标。

3、cn211395989u于2019年12月20日公开了一种钢结构装配式混凝土剪力墙核心筒连接结构，包括由四个筒立面围合形成的核心筒主体，每相邻的两个筒立面之间均通过钢柱连接，每个筒立面均位于两个钢柱之间；每个筒立面均由上下分层设置的多块预制剪力墙装配而成，每块预制剪力墙均包括混凝土墙体，混凝土墙体的左右两个墙壁上分别设有一个钢制方管，钢制方管与混凝土墙体等高同宽，在混凝土墙体内设有内层筋网和外层筋网，内层筋网的左右两端以及外层筋网的左右两端分别与左右两个钢制方管焊接，每块预制剪力墙的左右两个钢制方管分别与两个钢柱焊接。钢柱与预制剪力墙采用装配组合的连接形式，相比于原有现浇形式可以大大缩短施工时间。但此结构仍存在以下缺陷或不足：（1）上下两榀钢板剪力墙需通过对接螺栓连接，钢板剪力墙虽可在工厂提前预制完成，但在现场拼装的时候仍需人工将上下两榀钢板剪力墙通过对接螺栓实现连接，施工效率依然存在制约（如：工人工艺操作的熟练程度、现场的施工环境等），现场工业化程度不高（仍需工人的手工操作）；（2）所需要人工焊接的部位较多（如：混凝土墙体内层筋网的左右两端以及外层筋网的左右两端分别与左右两个钢制方管焊接；每块预制剪力墙的左右两个钢制方管分别与两个钢柱焊接），施工质量依赖工人焊接技术和施工环境的制约；（3）虽相较传统钢筋混凝土核心筒能在施工效率方面得到提升、缩短既定工期，但由于需要增加额外的工人进行螺栓连接和焊接等工艺，因此人力成本攀升、整个钢板剪力墙核心筒制作的经济成本有待进一步优化。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，针对以上背景技术中所述的不足，提供一种能有效提高施工效率，满足建筑工业化的要求，能降低施工过程中的碳排放量，符合国家的“双碳”战略目标，而且质量更可靠、经济性更好的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，包括钢框架柱、预制钢板剪力墙和钢框架底梁，所述钢框架柱的底部与钢框架底梁的两端相连接，所述预制钢板剪力墙的底部与钢框架底梁的上部通过卡槽以及卡件装配连接，所述预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端与钢框架柱相连接，形成一面钢板剪力墙，不同平面的钢板剪力墙在空间中组合形成第一榀剪力墙结构，在第一榀剪力墙结构基础上拼装第二榀剪力墙结构，其中，所述第二榀剪力墙结构的钢框架柱与第一榀剪力墙结构的钢框架柱相连接，所述第二榀剪力墙结构的预制钢板剪力墙的底部与第一榀剪力墙结构的预制钢板剪力墙的顶部通过卡槽以及卡件装配连接，所述第二榀剪力墙结构的预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端与第二榀剪力墙结构的钢框架柱相连接，以此按层逐榀拼装，直至形成整体结构的核心筒。

4、进一步，所述钢框架柱的底部焊接有第一连接梁，所述第一连接梁通过连接板以及连接螺栓与钢框架底梁的两端相连接。

5、进一步，所述卡槽设于预制钢板剪力墙的底部，所述卡件设于钢框架底梁的上部以及预制钢板剪力墙的顶部，所述卡件与卡槽对应装配。

6、进一步，所述卡槽为方形孔，所述卡件为方形钢管。当然，也可为其它形式的结构，如圆形孔与圆形钢管等。

7、进一步，所述钢框架柱的上部焊接有第二连接梁，所述第二连接梁通过连接板以及连接螺栓与预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端相连接。

8、进一步，所述第二榀剪力墙结构的钢框架柱与第一榀剪力墙结构的钢框架柱焊接。当然，也可通过其它方式进行连接，如通过中间连接套筒承插式连接等。

9、本发明的有益效果：

10、（1）相比传统现浇钢筋混凝土核心筒，装配式核心筒能显著提高施工效率。用于拼装的每块钢板剪力墙在工厂预先完成制作加工，然后运输至施工现场由吊车将每块钢板剪力墙吊装、组合成核心筒。由于在组装前钢板剪力墙已在工程预先加工好，在工地现场仅完成组装环节，因此整个施工过程减少了传统钢筋混凝土核心筒需浇筑、养护和强度达标等关键施工线路时间，施工效率显著提升，现场装配率程度高、满足建筑工业化的要求，提高整体建造速度、缩短施工周期、降低建造成本，具有很好的经济价值。

11、（2）由装配式的核心筒替代传统的现浇钢筋混凝土核心筒，有效减少施工过程碳排放量，满足国家整体“双碳目标”。经研究钢筋混凝土结构在整个建筑的全生命周期内碳排放量占比大，而钢筋混凝土核心筒结构由于其能很好的抵抗水平作用力而广泛应用于高层建筑中，因此其释放的碳排放量占比整个建筑施工环节较大，有待进一步改进。本发明提出的快速拼装式核心筒由于其无大体积的钢筋混凝土使用且用于拼装的钢板剪力墙结构预先在工厂已加工制作完成，现场仅完成组装环节，因此其极大减少了施工现场的碳排放量，不仅提升了项目的绿色施工等级，而且还契合国家的“双碳”战略目标，具有很高的应用价值。

12、（3）相比于cn211395989u公开的钢结构装配式混凝土剪力墙核心筒连接结构，减少了墙体内层和外层筋网与钢制方管焊接以及剪力墙钢制方管与钢柱焊接的工艺，减少了施工工序并避免了因工人焊接技术的差异所导致施工质量隐患的问题；通过设计底部卡槽连接实现了上下两榀钢板剪力墙的连接，施工更便利、操作性更强，现场施工效率更快、装配程度更高；由于省去了焊接工艺和减少了螺栓连接部位，因此本发明提出的钢板剪力墙核心筒的快速拼装方案成本更佳、经济性更好、市场潜力更大。

技术特征：

1.应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，包括钢框架柱、预制钢板剪力墙和钢框架底梁，所述钢框架柱的底部与钢框架底梁的两端相连接，其特征在于：所述预制钢板剪力墙的底部与钢框架底梁的上部通过卡槽以及卡件装配连接，所述预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端与钢框架柱相连接，形成一面钢板剪力墙，不同平面的钢板剪力墙在空间中组合形成第一榀剪力墙结构，在第一榀剪力墙结构基础上拼装第二榀剪力墙结构，其中，所述第二榀剪力墙结构的钢框架柱与第一榀剪力墙结构的钢框架柱相连接，所述第二榀剪力墙结构的预制钢板剪力墙的底部与第一榀剪力墙结构的预制钢板剪力墙的顶部通过卡槽以及卡件装配连接，所述第二榀剪力墙结构的预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端与第二榀剪力墙结构的钢框架柱相连接，以此按层逐榀拼装，直至形成整体结构的核心筒。

2.根据权利要求1所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述钢框架柱的底部焊接有第一连接梁，所述第一连接梁通过连接板以及连接螺栓与钢框架底梁的两端相连接。

3.根据权利要求1或2所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述卡槽设于预制钢板剪力墙的底部，所述卡件设于钢框架底梁的上部以及预制钢板剪力墙的顶部，所述卡件与卡槽对应装配。

4.根据权利要求1或2所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述卡槽为方形孔，所述卡件为方形钢管。

5.根据权利要求3所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述卡槽为方形孔，所述卡件为方形钢管。

6.根据权利要求1或2所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述钢框架柱的上部焊接有第二连接梁，所述第二连接梁通过连接板以及连接螺栓与预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端相连接。

7.根据权利要求3所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述钢框架柱的上部焊接有第二连接梁，所述第二连接梁通过连接板以及连接螺栓与预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端相连接。

8.根据权利要求1或2所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述第二榀剪力墙结构的钢框架柱与第一榀剪力墙结构的钢框架柱焊接或者通过中间连接套筒承插式连接。

9.根据权利要求3所述的应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，其特征在于：所述第二榀剪力墙结构的钢框架柱与第一榀剪力墙结构的钢框架柱焊接或者通过中间连接套筒承插式连接。

技术总结
应用于高层模块化建筑的快速拼装的核心筒，包括钢框架柱、预制钢板剪力墙和钢框架底梁，所述钢框架柱的底部与钢框架底梁的两端相连接，所述预制钢板剪力墙的底部与钢框架底梁的上部通过卡槽以及卡件装配连接，所述预制钢板剪力墙的钢框架梁的两端与钢框架柱相连接，形成一面钢板剪力墙，不同平面的钢板剪力墙在空间中组合形成第一榀剪力墙结构，在第一榀剪力墙结构基础上拼装第二榀剪力墙结构，以此按层逐榀拼装，直至形成整体结构的核心筒。本发明具有能有效提高施工效率，满足建筑工业化的要求，能降低施工过程中的碳排放量，符合国家的“双碳”战略目标，而且质量更可靠、经济性更好等优点。

技术研发人员：康欣,陈浩,张明亮,钟旭,王霄翔
受保护的技术使用者：湖南建设投资集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29