本發(fā)明涉及鋼筋混凝土柱，具體說是一種模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、模塊化建造技術(shù)被認(rèn)為是具有最高預(yù)制等級的裝配式建造技術(shù)，與傳統(tǒng)方式相比，它摒棄了僅依賴一維構(gòu)件(如梁、柱)或二維組件(如墻、板)的做法，而是采用了預(yù)先裝修好的三維箱式模塊作為核心預(yù)制單元。這些模塊在工廠中完成生產(chǎn)和裝修后，通過現(xiàn)場組裝的方式，形成具備多樣化使用功能的模塊化建筑組合。通過模塊化建造技術(shù)，我們可以將模塊生產(chǎn)和內(nèi)部裝修等環(huán)節(jié)完全移至工廠環(huán)境中進(jìn)行，大幅減少現(xiàn)場施工的工作量。這一做法不僅提升了建筑質(zhì)量，還顯著縮短了現(xiàn)場建造周期，有效節(jié)約了勞動(dòng)力和自然資源，同時(shí)減輕了對周邊環(huán)境的負(fù)面影響。因此，模塊化建造技術(shù)被視為一種綠色、低碳、節(jié)能的建造方法，與當(dāng)前建筑業(yè)追求可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求高度契合。

2、傳統(tǒng)的模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑(mic)將模板、輕質(zhì)隔墻、底板等非受力構(gòu)件和疊合板(預(yù)制層)集成為一體，在工廠制作成箱體；混凝土立體箱模采用工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝，通過現(xiàn)場澆筑剪力墻、連梁實(shí)現(xiàn)等同于現(xiàn)澆的力學(xué)特性。主要承重和抗側(cè)的剪力墻、連梁等構(gòu)件均為現(xiàn)場澆筑，mic模塊單元的頂板相當(dāng)于混凝土疊合樓板的“預(yù)制底板”，可作為后澆混凝土疊合層的模板；當(dāng)模塊安裝后，薄殼板僅作為剪力墻和頂部梁的澆筑模板使用，不參與結(jié)構(gòu)受力；主要承重和抗側(cè)的剪力墻、連梁等構(gòu)件均為現(xiàn)場澆筑，如圖1所示：梁模5、輕質(zhì)外墻6、疊合頂板7、輕質(zhì)隔墻8、墻模9、底板10、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)梁11、現(xiàn)澆剪力墻12、現(xiàn)澆樓板13。傳統(tǒng)的模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在模塊連接界面多，現(xiàn)場需要大量的混凝土澆筑，削弱了模塊化建造技術(shù)的優(yōu)勢，不利于模塊化建筑的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種減少連接界面和現(xiàn)場濕作業(yè)、縮短現(xiàn)場建造周期、大幅度提高施工效率的模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其施工方法。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括第一預(yù)制模塊、第二預(yù)制模塊和第三預(yù)制模塊，所述第一預(yù)制模塊、第二預(yù)制模塊、第三預(yù)制模塊在水平或豎直方向相鄰布置拼裝成任意形狀具有容納空間的結(jié)構(gòu)并通過縱向預(yù)應(yīng)力筋、橫向鋼筋和預(yù)制模塊梁柱節(jié)點(diǎn)處澆筑混凝土形成的連接區(qū)域進(jìn)行連接。

3、作為優(yōu)選，所述第一預(yù)制模塊包括至少四個(gè)第一豎向鋼筋混凝土柱、至少四個(gè)與第一豎向鋼筋混凝土柱上端連接的第一水平鋼筋混凝土梁、一片垂直于第一豎向鋼筋混凝土柱布置的第一水平鋼筋混凝土頂板；

4、所述第二預(yù)制模板包括兩個(gè)第二水平鋼筋混凝土梁、一片與第二水平鋼筋混凝土梁連接的第二水平鋼筋混凝土頂板；

5、所述第三預(yù)制模塊包括至少兩個(gè)第三豎向鋼筋混凝土柱、至少一個(gè)與第三鋼筋混凝土柱上端連接的第三水平鋼筋混凝土梁；

6、所述第一水平鋼筋混凝土梁，第一水平鋼筋混凝土頂板、第二水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土頂板，第三水平鋼筋混凝土梁均采用全預(yù)制式或半預(yù)制式。

7、作為優(yōu)選，所述第二預(yù)制模板的左右模塊均為第一預(yù)制模塊或一個(gè)第一預(yù)制模塊和一個(gè)第三預(yù)制模塊，所述第二水平鋼筋混凝土梁與相鄰側(cè)的第一豎向鋼筋混凝土柱或第三豎向鋼筋混凝土柱連接。

8、作為優(yōu)選，所述第一豎向鋼筋混凝土柱上設(shè)置若干縱向貫通柱身且同軸心安裝縱向預(yù)應(yīng)力筋的第一孔，所述第一豎向鋼筋混凝土柱頂部與第二水平鋼筋混凝土梁相交的側(cè)面設(shè)置有第一短鋼筋，所述第二水平鋼筋混凝土梁下部設(shè)有伸出表面的第二短鋼筋，所述第三豎向鋼筋混凝土柱上設(shè)置若干縱向貫通柱身且同軸心安裝縱向預(yù)應(yīng)力筋的第四孔，所述第三豎向鋼筋混凝土柱頂部與第二水平鋼筋混凝土梁相交的側(cè)面設(shè)置有第三短鋼筋；

9、所述第一豎向鋼筋混凝土柱的第一短鋼筋與第二預(yù)制模塊的第二短鋼筋通過第一連接器連接，所述第三豎向鋼筋混凝土柱的第三短鋼筋與第二水平鋼筋混凝土梁的第二短鋼筋通過第二連接器相連。

10、作為優(yōu)選，所述第一水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土梁、第三水平鋼筋混凝土梁均為全預(yù)制的水平鋼筋混凝土梁時(shí)，橫向鋼筋為橫向預(yù)應(yīng)力筋，所述第一水平鋼筋混凝土梁上部設(shè)置若干橫向貫通梁身且安裝橫向預(yù)應(yīng)力筋的第二孔，所述第二孔的位置高于第一豎向鋼筋混凝土柱的頂面，所述第二水平鋼筋混凝土梁上部設(shè)置若橫向貫通梁身且同軸心安裝橫向預(yù)應(yīng)力筋的第三孔，所述第三水平鋼筋混凝土梁上部設(shè)置若干橫向貫通梁身且同軸心安裝橫向預(yù)應(yīng)力筋的第五孔，所述第五孔的位置高于第三豎向鋼筋混凝土柱的頂面。

11、作為優(yōu)選，所述第一水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土梁、第三水平鋼筋混凝土梁均為半預(yù)制的水平鋼筋混凝土梁時(shí)，橫向鋼筋為橫向普通鋼筋，所述第一水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土梁、第三水平鋼筋混凝土梁頂部用于連接的橫向普通鋼筋均通過后澆筑混凝土與第一水平鋼筋混凝土梁或第二水平鋼筋混凝土梁或第三水平鋼筋混凝土梁形成整體。

12、作為優(yōu)選，上下層第一豎向鋼筋混凝土柱和上下層第三豎向鋼筋混凝土柱的縱向預(yù)應(yīng)力筋均通過第三連接器連接，同時(shí)所述上下層第一豎向鋼筋混凝土柱和上下層第三豎向鋼筋混凝土柱間均設(shè)有支撐件，所述支撐件為墊塊或型鋼支座，所述型鋼支座的上端插入第一豎向鋼筋混凝土柱下端或第三豎向鋼筋混凝土柱下端。

13、作為優(yōu)選，所述第一豎向鋼筋混凝土柱的上端與第二水平鋼筋混凝土梁相交的側(cè)面安裝第一牛腿，所述第三豎向鋼筋混凝土柱的上端與第二水平鋼筋混凝土梁相交的側(cè)面安裝第二牛腿。

14、作為優(yōu)選，所述第一預(yù)制模板、第二預(yù)制模板、第三預(yù)制模板分別設(shè)有第一豎向圍護(hù)墻、第二豎向圍護(hù)墻、第三豎向圍護(hù)墻，同時(shí)所述第一豎向圍護(hù)墻、第二豎向圍護(hù)墻、第三豎向圍護(hù)墻的數(shù)量均大于或等于0。

15、本發(fā)明還提供了一種模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

16、s1，根據(jù)應(yīng)用需求提供多個(gè)第一預(yù)制模塊、第二預(yù)制模塊和第三預(yù)制模塊；

17、s2，安裝首層的第一預(yù)制模塊和第三預(yù)制模塊；

18、s3，在第一豎向鋼筋混凝土柱的上端與第二水平鋼筋混凝土梁相交的側(cè)面安裝第一牛腿，在第三豎向鋼筋混凝土柱的上端與第二水平鋼筋混凝土梁相交的側(cè)面安裝第二牛腿；

19、s4，安裝首層所有的第二預(yù)制模塊，用第一連接器連接第一豎向鋼筋混凝土柱的第一短鋼筋與第二預(yù)制模塊的第二短鋼筋，用第二連接器連接第三豎向鋼筋混凝土柱的第三短鋼筋與第二預(yù)制模塊的第二短鋼筋；

20、s5，安裝二層的第一預(yù)制模塊和第三預(yù)制模塊，通過型鋼支座或墊塊實(shí)現(xiàn)首層的第一預(yù)制模塊和第三預(yù)制模塊對二層的第一預(yù)制模塊和第三預(yù)制模塊的支撐，上下層第一豎向鋼筋混凝土柱的縱向預(yù)應(yīng)力筋通過第三連接器連接；上下層第三豎向鋼筋混凝土柱的縱向預(yù)應(yīng)力筋通過第三連接器連接；

21、s6，安裝上下層豎向鋼筋混凝土柱連接部位處預(yù)應(yīng)力筋外圍的套管；

22、s7，所述第一水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土梁、第三水平鋼筋混凝土梁均為全預(yù)制的水平鋼筋混凝土梁時(shí)，從梁的上部預(yù)留孔一次性穿橫向預(yù)應(yīng)力筋連接各模塊，橫向預(yù)應(yīng)力筋貫穿第一水平鋼筋混凝土梁的第二孔、第二水平鋼筋混凝土梁的第三孔，并完成水平鋼筋混凝土梁橫向預(yù)應(yīng)力筋的張拉；

23、所述第一水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土梁、第三水平鋼筋混凝土梁均為半預(yù)制的水平鋼筋混凝土梁時(shí)，所述第一水平鋼筋混凝土梁、第二水平鋼筋混凝土梁、第三水平鋼筋混凝土梁頂部用于連接的橫向普通鋼筋均通過后澆筑混凝土與第一水平鋼筋混凝土梁或第二水平鋼筋混凝土梁或第三水平鋼筋混凝土梁形成整體；

24、s8，澆筑現(xiàn)澆區(qū)域的混凝土；

25、s9，依序循環(huán)完成上部樓層的結(jié)構(gòu)安裝，在第一豎向鋼筋混凝土柱與第三豎向鋼筋混凝土柱的頂部一次性張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋或以多層為一段分段張拉縱向預(yù)應(yīng)力筋形成整體，拆除牛腿，完成整個(gè)結(jié)構(gòu)施工。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

27、1、本發(fā)明的模塊化結(jié)構(gòu)由由幾種基本模塊單元組裝而成，構(gòu)件連接主要通過干式連接，連接節(jié)點(diǎn)后澆混凝土區(qū)僅集中在板厚范圍內(nèi)，而傳統(tǒng)的柱連接節(jié)點(diǎn)后澆混凝土區(qū)高度一般在梁高范圍內(nèi)，能夠大幅度的減少連接界面和現(xiàn)場濕作業(yè)，相比傳統(tǒng)模塊化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)約成本30％，提高了模塊化建造技術(shù)的優(yōu)勢，有助于模塊化建筑的推廣應(yīng)用；

28、2、本發(fā)明的模塊化結(jié)構(gòu)在工廠中完成生產(chǎn)和裝修后，通過現(xiàn)場組裝的方式，可以形成具備多樣化使用功能的模塊化建筑組合，適應(yīng)市場多種化需求；

29、3、本發(fā)明通過模塊化制造方法，可以將模塊生產(chǎn)和內(nèi)部裝修等環(huán)節(jié)完全移至工廠環(huán)境中進(jìn)行，大幅減少現(xiàn)場施工的工作量，不僅提升了建筑質(zhì)量，還顯著縮短了現(xiàn)場建造周期，大大提高施工效率，有效節(jié)約了勞動(dòng)力和自然資源，同時(shí)減輕了對周邊環(huán)境的負(fù)面影響；

30、4、本發(fā)明的模塊化建造技術(shù)被視為一種綠色、低碳、節(jié)能的建造方法，與當(dāng)前建筑業(yè)追求可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求高度契合。