一种用于模块化建筑的正交角件灌浆连接节点

本发明涉及装配式建筑，具体是一种用于模块化建筑的正交角件灌浆连接节点。

背景技术：

1、装配式模块化建筑是由工厂中预制模块单元，将其运输到现场进行装配，形成的一种高度集成的建筑。在利用模块单元进行多层建筑的搭建，特别是搭建旅馆、酒店客房时，这些建筑形式在设计上会利用模块单元特有的结构形成不同的摆放样式，例如悬挑、斜向摆放结构。复杂的摆放样式往往会增加施工复杂程度，增加施工的难度，影响施工进度。并且在各个模块单元之间拼装时，使用的连接部件较多，需要在不同的部位进行多次连接，导致施工步骤繁琐。

2、集装箱作为模块单元的一种，其是具有一定强度、刚度和规格且专供货物周转使用的大型装货容器，主要用于货物的运输。由于集装箱式的模块单元内有一定的容纳空间，人们逐渐将其改造成可用于居住的集装箱房。专利cn113026957a公开了一种装配式集装箱建筑，该建筑中通过使用连接横杆穿孔连接的方式将各个模块单元固定在一起。采用的技术方案具体如下：包括框架，框架四个侧面的顶部和底部均设有插接梁以及与插接梁形状相同的插槽，插接梁两侧中部分别开设有第一安装通孔，插槽内两侧中部分别开设有第二安装通孔。连接横杆穿过第二安装通孔、第一安装通孔以及槽形通孔，连接横杆两端设有螺纹结构，紧固螺母安装在连接横杆的螺纹结构上，进而将多个框架连接在一起。

3、常规使用的集装箱式的模块单元的尺寸为6.058m(长)×2.438m(宽)×2.591m(高)，当采用上述现有技术中的连接横杆固定并排布置的多个模块单元时，需要根据模块单元的尺寸，定制出符合要求的连接横杆。模块单元通常沿着宽度的方向依次并排摆放，因此连接横杆的长度通常依照模块单元的宽度进行预制。当并排布置的模块单元数量增加时，对应的连接横杆的长度也要相应的增加；尽管采用连接横杆能够将多个模块单元固定在一起，但是随着连接横杆长度的增加，也会出现连接不紧密的问题。由于模块单元上开设的安装通孔的孔径是固定不变的，因此配合使用的连接横杆的直径也是固定不变的。当连接横杆的长度不断增加时，直径不变的连接横杆的刚度会降低，轴向的牵拉韧性增大，这就会导致连接横杆变成有弹性的连接绳索。当采用这样的连接绳索进行固定时，由于连接绳索本身弹性的影响，会使原本需要刚性连接的多个模块单元变成了弹性连接，从而降低了各个模块单元之间的连接紧密性，进而使各个模块单元之间存在彼此分离的安全隐患。与此同时，传统的螺栓连接，通常是在结构安装到位之后，再将螺栓安装在预定的位置进行固定，安全稳定。但是在实际的安装过程中，由于各个结构之间配合紧密，导致预留的安装空间较为狭小；狭小的安装空间不便于快速的将螺栓插到对应的安装孔中，导致安装速度较慢；甚至还会出现，在螺栓插入安装孔后，由于安装空间的限制，无法使用电动拧紧设备，只能使用扳手拧紧螺栓，极大的降低了施工的便捷性，进而延长了施工的时间。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于模块化建筑的正交角件灌浆连接节点。本发明能够有效的提高各个模块单元之间连接的紧密性，并同时提高连接的便捷性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于模块化建筑的正交角件灌浆连接节点，包括模块连接件，所述模块连接件包括彼此垂直相交布置的三块模块连接件主板，三块模块连接件主板的相交线均相交于同一点，且三块模块连接件主板彼此配合形成两组、四组或者八组卦限；各卦限内均安装有三棱锥状的正交角件，且该正交角件的各侧面与该卦限中对应的板面彼此贴合；各卦限中任意两板面上均垂直该板面布置有连接栓，正交角件对应的侧面上均开设有供连接栓插进正交角件内部容置腔的导向孔；正交角件任一侧面上的导向孔为腰型孔，另一侧面上的导向孔为与连接栓同轴布置的圆孔；该腰型孔的孔型长度方向与另一侧面处的圆孔的轴向彼此平行；连接栓插入腰型孔并沿该腰型孔孔型长度方向移动而形成的安装轨迹与另一板面上的连接栓插入对应圆孔的安装轨迹依次产生，容置腔内灌装有可凝固的灌浆材料。

4、作为本发明再进一步的方案：所述正交角件包括长度沿x轴延伸的长方体状的x向连接柱、长度沿y轴延伸的长方体状的y向连接柱以及长度沿z轴延伸的长方体状的z向连接柱；x向连接柱和y向连接柱分别垂直抵靠在z向连接柱底端相邻的两侧面上，且各连接柱最外侧棱边所在的直线彼此垂直相交于一点，该点构成正交角件与卦限原点重合的顶点，各连接柱在该棱边处的棱边侧面配合形成正交角件对应的侧面。

5、作为本发明再进一步的方案：所述腰型孔开设在z向连接柱的任一外棱边侧面上，且z向连接柱的底面上开设有圆孔；x向连接柱和y向连接柱底部的棱边侧面均开设有圆孔。

6、作为本发明再进一步的方案：各连接柱内部均开设有所述的容置腔，且各容置腔彼此独立布置；各容置腔上均开设有灌浆孔和排气孔。

7、作为本发明再进一步的方案：插入所述腰型孔的连接栓为滑动连接栓，各滑动连接栓沿腰型孔孔型长度方向依次等距布置；插入所述圆孔的连接栓为定位连接栓，各定位连接栓沿l型路径依次布置。

8、作为本发明再进一步的方案：在同一卦限内，沿滑动连接栓布置方向，最靠近定位连接栓所在板面的滑动连接栓到该板面的距离大于定位连接栓高出该板面的高度。

9、作为本发明再进一步的方案：所述腰型孔和圆孔均为外粗内细的二段式阶梯孔结构，对应的板面上贴合布置有密封垫，所述密封垫为与对应腰型孔或圆孔配合的二段式阶梯凸台结构。

10、作为本发明再进一步的方案：两块模块连接件主板配合形成l型板，第三块模块连接件主板插接在l型板内，以将l型板分隔成所述两组卦限；两块模块连接件主板配合形成十字型板，十字型板的底面贴合在第三块模块连接件主板的板面上，以形成所述四组卦限；两块模块连接件主板配合形成十字型板，十字型板垂直贯穿第三块模块连接件主板，第三块模块连接件主板将十字型板一分为二，以形成所述八组卦限。

11、作为本发明再进一步的方案：包括安装在z向连接柱端部的长方体状的框架柱，且框架柱的长度方向和z向连接柱的长度方向彼此平行；x向连接柱的端部和y向连接柱的端部均安装有长方体状的框架梁；

12、安装在x向连接柱上的框架梁的长度方向与x向连接柱的长度方向彼此平行，安装在y向连接柱上的框架梁的长度方向与y向连接柱的长度方向彼此平行；水平布置的框架梁和铅垂布置的框架柱之间安装有板面铅垂布置的墙板；安装在x向连接柱上的框架梁和安装在y向连接柱上的框架梁之间布置有板面水平延伸的楼板；各个正交角件、框架柱、框架梁、楼板和墙板之间配合形成长方体状的模块单元，且各个正交角件分别位于模块单元的四角处。

13、作为本发明再进一步的方案：所述定位连接栓受到的径向剪切承载力为f1，f1的计算公式如下：

14、

15、其中，n为定位连接栓122的数量；as为定位连接栓122的栓钉连接杆12a的横截面面积；ec为凝固后的灌浆材料24c的弹性模量；fc为凝固后的灌浆材料24c的轴心抗压强度设计值；γ为定位连接栓122材料强度最小值与屈服强度之比；f为定位连接栓122材料抗拉强度设计值，为定位连接栓122群抗剪折减系数；为正交角件20的角件约束放大系数；

16、所述滑动连接栓121受到的轴向抗拉承载力为f2，f2的计算公式如下：

17、f2＝min{tcp,tcv,ts}

18、tcp＝1.35βcβlmfcaln＝1.35βcβlmfcπ(r2-r2)

19、

20、ts＝mftsas＝mπftsr2

21、其中，βc为凝固后的灌浆材料24c的强度影响系数；βl为凝固后的灌浆材料24c的局部受压时的强度提高系数；fc为凝固后的灌浆材料24c的轴心抗压强度设计值；aln为受压破坏面12c的面积；r为滑动连接栓121的栓钉连接杆

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明的模块连接件上安装有连接栓，正交角件上开设有可供连接栓插入导向孔，连接栓通过导向孔插入正交角件的容置腔内，并在灌浆材料的凝固作用下固接在正交角件上，整个过程只需要将连接栓插入容置腔内并向容置腔内灌入灌浆材料即可，操作简便快捷。

24、2、本发明正交角件灌浆连接节点中的灌浆材料凝固后，连接件通过连接栓和灌浆材料与各模块单元的正交角件紧固相连，由于灌浆是现场整体现浇的形式，凝固的灌浆材料完全包裹连接栓，使得连接的紧密性高，从而使各个模块单元之间配合稳定，进而提高了建筑整体的建造质量。

25、3、由于本发明采用的是灌浆连接的方式，无需预留如传统螺栓连接的安装空间，因此在工厂可以完全预制装配好模块单元的墙板和楼板及其建筑装修等，即实现了模块建单元在工厂“全装修”和高度集成，进而提高工业化程度。