模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及安装方法与流程

本发明涉及模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及安装方法，属于高性能装配式建筑结构。

背景技术：

1、装配式建筑的结构形式包括装配式混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构。装配式钢结构和木结构在防火、防腐等方面存在不足，在很多场景应用受到制约，装配式混凝土结构具有其他结构形式不可替代的优势。

2、但现有的装配式混凝土结构中单个构件质量极大，且构件间连接形式较为复杂，这致使其施工安装必须借助大型工程机械设备和很多专业施工人员辅助方能完成，这无疑增加了施工成本，降低了施工速度。如cn110306690a公开了铝合金—轻质混凝土薄壁束柱剪力墙装配式节点连接构造，分为无混凝土梁连接构造和有混凝土梁连接构造，上述两种连接构造均包括上部墙体、下部墙体、连接件和挡板；在预制剪力墙端部预留空洞，该空洞上面为上部墙体，空洞下面为下部墙体，并在空洞底部下部墙体的上面预埋钢板，所述连接件设置于空洞中，连接件的底部固定在预埋的钢板上，所述空洞的洞口处设有挡板，空洞内填充有灌浆料。该专利技术仍存在施工复杂，成本高以及施工速度低的问题。

3、另外，现有装配式混凝土结构均按永久结构进行设计，不强调建筑拆除难易性及建筑根据用户需求重构可行性。因而针对特殊场景，如：训练设施、临时建筑等，其无法满足多场景灵活拆卸重构、组装便捷、无需重型机械辅助即可实现快速搭建等需求。

4、为此，提出模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，该体系采用模块化安装，单个构件模块质量轻，构件模块间采用全干式连接且连接简单，方便拆装无需重型机械辅助，显著提升了施工速度并降低了复杂度，提升了装配式混凝土结构的应用普适性。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及安装方法。其用于解决在装配式结构设计、施工过程中的模块化、轻质化和简单化问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，由梁构件、柱构件以及梁柱接头构件组成；

4、所述梁构件、柱构件以及梁柱接头构件均由轻质混凝土部件和劲性部件组成；

5、所述梁柱接头构件为十字形构件，其劲性部件设置在轻质混凝土部件沿梁轴线方向的棱边上，呈“井”字形；所述梁柱接头构件四个阴角处设置有用于与柱构件连接的连接件，该连接件上、下端固定在上、下棱边的劲性部件上；所述梁柱接头混凝土四肢端部上、下设置的劲性部件上还设置有用于与梁构件连接用的连接孔；

6、所述柱构件为直线式构件，柱构件的劲性部件设置在其轻质混凝土部件的各棱边上；柱构件顶部、底部四角处设置有用于与上、下相邻梁柱接头构件或柱构件对应连接的连接孔；

7、所述梁构件为直线式构件，梁构件的劲性部件设在其轻质混凝土部件沿梁轴线方向的棱边上；梁构件两端上、下均有用于与相邻梁构件或梁柱接头构件连接用的连接孔，且相邻梁构件之间、梁构件与梁柱接头构件之间均通过梁-梁连接件连接在一起；

8、若干所述梁构件连接组成单跨梁，若干所述柱构件连接组成单层柱，单跨梁和单层柱通过所述梁柱接头构件连接形成框架结构。

9、进一步地，所述梁构件以及梁柱接头构件端部的连接孔均为贯通连接孔；所述梁-梁连接件上下留有与待连接的梁构件以及梁柱接头构件端部的连接孔位置对应的孔洞；所述梁构件之间、梁构件与梁柱接头构件之间通过所述梁-梁连接件以及连接孔、孔洞连接在一起。

10、进一步地，所述梁柱接头构件竖向的连接件为梁柱接头连接孔；柱构件的连接件为柱连接孔；柱构件之间、柱构件与梁柱接头构件之间的连接件采用销轴或螺栓连接。

11、进一步地，所述轻质混凝土部件材质可为泡沫混凝土或轻骨料混凝土；所述劲性部件材质可为铝合金、碳纤维或玄武岩纤维。

12、进一步地，所述梁-梁连接件材质为铝合金或钢，其上设置的孔洞为梁-梁连接孔。

13、进一步地，所述梁构件之间、梁构件与梁柱接头构件之间通过连接螺栓连接在一起时，所述连接螺栓为长螺栓。

14、进一步地，所述柱构件之间、柱构件与梁柱接头构件之间连接的销轴为圆形销。

15、进一步地，所述柱构件之间、柱构件与梁柱接头构件之间采用螺栓连接方式时，柱构件四周棱边上设置有手孔。

16、上述模块化劲性轻质混凝土框架结构体系的安装方法，包括如下步骤：

17、s1.在工厂制作梁构件(3)、柱构件(2)以及梁柱接头构件(1)；

18、s2.实施现场底部水平构件安装：根据框架结构单跨梁跨度及单个梁构件(3)、梁柱接头构件(1)的尺寸，安装底部的梁柱接头构件(1)，将若干底部的梁柱接头构件(1)、梁构件(3)摆放就位，通过梁-梁连接板(4)采用螺栓方式连接，完成底部各跨梁的安装；

19、s3.实施现场竖向构件安装：根据层高、单层柱及单个柱构件(2)的尺寸，在梁柱接头构件(1)上部通过销轴或螺栓连接方式安装若干节柱构件(2)，构成单层柱，并在最上层柱构件(2)的上部通过销轴或螺栓连接方式安装顶部的梁柱接头构件(1)，完成各层框架柱(2)的安装；

20、s4.实施现场顶部水平构件安装：采用与s2底部水平构件安装类似的方式，完成顶部梁构件(3)的安装，从而完成一个房间结构，即一组模块化劲性轻质混凝土结构单元的安装；

21、s5.重复步骤s2-s4，完成模块化劲性轻质混凝土框架结构体系的安装。

22、本发明提出的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及安装方法，具体有益效果如下：

23、本发明创新性的提出了轻质混凝土+劲性材料骨架的新型组合方式，即劲性材料置于构件四周，一方面对构件边角起到保护作用，另一方面，可以使构件具备优越的承载能力，充当钢筋的作用。轻质混凝土则可以保证劲性部件的稳定性，有效提高结构刚度和使用阶段的舒适度。

24、1、通过标准化的构件及模数化的设计，可以根据场景布置需要灵活组拼，类似乐高积木，场景还原度高，可扩展性好。

25、2、采用轻质化混凝土材料制作构件，具备良好的保温、隔热、吸声特性，舒适度高，且单个构件质量轻，能够实现人工安拆，不必借助机械设备。

26、3、构件间采用简化的干式连接方式，梁-梁、梁-梁柱接头之间采用螺栓连接，柱-柱、柱-梁柱接头之间采用销栓或螺栓连接，安拆高效。

技术特征：

1.模块化劲性轻质混凝土框架结构体系模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，由梁构件(3)、柱构件(2)以及梁柱接头构件(1)组成，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述梁构件(3)以及梁柱接头构件(1)端部的连接孔均为贯通连接孔；所述梁-梁连接件(4)上下留有与待连接的梁构件(3)以及梁柱接头构件(1)端部的连接孔位置对应的孔洞；所述梁构件(3)之间、梁构件(3)与梁柱接头构件(1)之间通过所述梁-梁连接件(4)连接。

3.根据权利要求2所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述梁柱接头构件(1)竖向的连接件为梁柱接头连接孔(14)；柱构件(2)的连接件为柱连接孔(23)；柱构件(2)之间、柱构件(2)与梁柱接头构件(1)之间的连接采用销轴或螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述轻质混凝土部件材质为泡沫混凝土或轻骨料混凝土；所述劲性部件材质为铝合金、碳纤维或玄武岩纤维。

5.根据权利要求2所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述梁-梁连接件(4)材质为铝合金或钢，其上设置的孔洞为梁-梁连接孔(41)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述梁构件(3)与梁构件(3)、梁构件(3)与梁柱接头构件(1)之间通过连接螺栓(5)连接。

7.根据权利要求3所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述柱构件(2)与柱构件(2)之间、柱构件(2)与梁柱接头构件(1)之间连接的销轴(6)为圆形销。

8.根据权利要求3所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系，其特征在于：所述柱构件(2)与柱构件(2)之间、柱构件(2)与梁柱接头构件(1)之间采用螺栓连接方式时，柱构件(2)四周棱边上设置有手孔(24)。

9.一种如权利要求8所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及安装方法，属于高性能装配式建筑结构技术领域。模块化劲性轻质混凝土框架结构体系由模块化劲性轻质混凝土梁构件、柱构件以及梁柱接头构件组成；所述梁构件、柱构件以及梁柱接头构件均由轻质混凝土部件和劲性部件组成；本发明的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及安装方法有效的解决了装配式结构在设计、施工过程中的模块化、轻质化和简单化问题。

技术研发人员：孙洪军,钱增志,周大兴,杨再清,李太胜,张晓刚,周庆国,于程水,董磊,冯姗,张鑫鹏
受保护的技术使用者：中铁建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16