一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元

本发明涉及模块化建筑，尤其涉及一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元。

背景技术：

1、模块化建筑是一种新型建筑结构形式，通过将在工厂制造完成的模块单元运至施工现场，像“搭建积木”一样拼装在一起，形成完整的建筑。模块化建筑具有建设周期短、建筑质量高、绿色低碳环保等优点，可以满足现代建筑的需求，是未来建筑发展的重要方向之一。

2、随着模块化建筑的应用的日益增多，国内外对于模块化建筑的研究也越来越丰富。由于全模块化建筑抗震性能差，一些工程师提出将模块单元与各种抗侧力体系组合，形成复合模块结构体系。比如，在生产模块时将剪力墙预埋入模块内部以增加模块的抗侧能力。

3、但是现有的建筑模块中抗侧力结构部分与提供建筑功能模块部分的抗侧刚度差异大，因此，抗侧力体系与模块单元主体之间的连接设计对整体结构抗侧与耗能性能有着重要影响。而且，目前的模块单元在连接时操作复杂，同时在对建筑模块进行安装时，结构复杂、操作困难，而且建筑模块的抗侧力强度也较低。因此，虽然现在国内外许多学者与工程师积极研发不同形式的连接方式的模块单元，但总体来讲还是不能满足操作简单、整体结构高耗能与高抗侧性能的要求。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供了一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，其解决了目前的模块单元在连接时操作复杂，同时在对建筑模块进行安装时，结构复杂、操作困难，而且建筑模块的抗侧力强度也较低的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、本发明提供一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，包括两个剪力墙本体以及由四个顶梁、四个底梁和四个边柱连接形成矩形框架；所述两个剪力墙本体镜像对称地内嵌于所述矩形框架内且所述两个剪力墙本体的顶部和底部分别与位于所述矩形框架的长边的顶梁和底梁连接；位于所述长边的所述顶梁包括多个首尾相接的第一子顶梁件，位于所述长边的所述底梁包括多个首尾相接的第一子底梁件，位于中间的所述第一子顶梁件的两端通过顶梁连接盒与相邻两个所述第一子顶梁件连接，位于中间的所述第一子底梁件的两端通过底梁连接盒与相邻两个所述第一子底梁件连接，所述剪力墙本体的边缘处的顶壁和底壁分别与所述顶梁连接盒和所述底梁连接盒固定连接。

6、优选地，所述顶梁连接盒包括第一顶板、第一底板和多个第一侧板；所述第一顶板的底部通过所述多个第一侧板与所述第一底板的顶部连接形成第一盒体，且所述第一顶板的顶部开设有第一通孔；所述底梁连接盒包括第二顶板、第二底板和多个第二侧板；所述第二顶板的底部通过所述多个第二侧板与所述第二底板的顶部连接形成第二盒体，且所述第一顶板和所述第二底板上均开设有第二通孔。

7、优选地，所述剪力墙本体包括墙板组件、两个剪力墙边柱、两个剪力墙边梁和多个角钢；所述两个剪力墙边柱的顶部和底部分别与所述两个剪力墙边梁的两端连接形成矩形边框，所述墙板组件位于所述矩形边框的内部且所述墙板组件的中心点与所述矩形边框的中心点相同，所述墙板组件的两侧外壁通过所述多个角钢分别与所述两个剪力墙边柱的相对侧侧壁和所述两个剪力墙边梁的相对侧侧壁螺栓连接，所述两个剪力墙边梁的相背侧侧壁分别与所述顶梁和所述底梁固定连接；所述两个剪力墙边柱和所述两个剪力墙边梁上的第一螺栓孔的孔径均大于所述螺栓的直径。

8、优选地，所述两个剪力墙边柱和所述两个剪力墙边梁均为工字型钢且一个所述剪力墙边柱包括第一柱体和第二柱体；所述第一柱体和所述第二柱体竖向对应且所述第一柱体和所述第二柱体的中线相同，所述第一柱体和所述第二柱体通过连接板组件对应螺栓连接且所述连接板组件朝向所述墙板组件的一侧与所述角钢螺栓连接。

9、优选地，所述两个剪力墙边梁的两侧内壁上分别间距相等地固定连接有多个肋板且所述多个肋板的顶壁、底壁和一侧侧壁均与所述剪力墙边梁的内侧的顶壁、底壁和侧壁固定连接。

10、优选地，所述墙板组件包括两个混凝土盖板和防屈曲钢板；所述防屈曲钢板置于所述两个混凝土盖板之间且所述两个混凝土盖板与所述防屈曲钢板螺栓连接；所述混凝土盖板上的第二螺栓孔的孔径大于所述防屈曲钢板的第三螺栓孔的孔径。

11、优选地，所述墙板组件还包括两对连接钢板；所述两对连接钢板分别内嵌于所述两个混凝土盖板的顶部和底部内且所述两对连接钢板均与所述两个混凝土盖板和所述防屈曲钢板螺栓连接；每对所述连接钢板设有两个且两个所述连接钢板平齐，两对所述连接钢板相对设置且所述两对连接钢板的相背侧侧壁分别与所述两个剪力墙边梁的顶部固定连接。

12、优选地，所述连接钢板上开设有多个间距相等的矩形通孔。

13、优选地，所述连接板组件包括内翼缘连接板、腹板连接板和外翼缘连接板；所述第一柱体和所述第二柱体的相对侧均通过所述内翼缘连接板、所述腹板连接板和所述外翼缘连接板螺栓连接。

14、优选地，所述内翼缘连接板、所述腹板连接板和所述外翼缘连接板的位于中间处开设有长螺栓孔。

15、(三)有益效果

16、本发明的有益效果是：

17、1、本发明的一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，通过设置顶梁连接盒和底梁连接盒，其能够实现剪力墙本体与多个顶梁和多个底梁的连接，从而形成高抗侧和高耗能的模块单元，而且，顶梁连接盒和底梁连接盒还能够提高多个顶梁和多个底梁与剪力墙本体之间的连接，使连接更加稳固且稳定；并且，通过将剪力墙本体边缘处的顶部和底壁分别与顶梁连接盒和底梁连接盒的顶壁和底壁固定连接，其能够实现传力连续，进而使模块化建筑单元具有高抗侧性，提高耗能，即便模块化建筑单元发生振动，通过顶梁连接盒和底梁连接盒能够有效地减小振感，提高模块化建筑的稳定性，而且在对模块化建筑进行连接操作时，结构简单，操作方便快捷。本发明通过设置连接盒将矩形框架和剪力墙本体进行连接，不仅结构简单，连接操作方便快捷，而且还能够有效地提高模块化建筑的抗侧性和耗能，提高模块化建筑的传力连续性，使模块化建筑更加安全可靠。

18、2、本发明的一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，通过设置第一顶板、第一底板和多个第一侧板并连接形成第一盒体，第二顶板、第二底板和多个第二侧板连接形成第二盒体，其不仅能够使顶梁与剪力墙本体的连接更加方便，还能够实现模块化建筑发生振动时，提高振动力的传力连续性，进而使模块化建筑更加稳定、可靠；通过在第一顶板的顶部开设第一通孔，在第二顶板和第二底板上均开设第二通孔，其能够更加适应于剪力墙本体和矩形框架之间的连接，同时，第一通孔和第二通孔也可用于灌浆孔，以便在对模块化建筑进行竖向叠加时能够使相邻的两个模块化建筑进行稳固连接。

19、3、本发明的一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，通过设置墙板组件、剪力墙边柱、剪力墙边梁和角钢，剪力墙边柱和剪力墙边梁能够提高墙板组件的抗侧性，并且，通过将墙板组件的中心点与矩形边框的中心点相同，其能够使墙板组件在安装时能够更加稳定且稳固，在模块化建筑受到振动力时，墙板组件受到的振动力更加均匀，提高墙板组件的抗侧性；通过角钢将墙板组件与剪力墙边柱和剪力墙边梁螺栓连接，不仅连接时操作简单，而且还能够增强模块化建筑的稳定性和安全性，而且，剪力墙边梁的相背侧的侧壁分别与顶梁和底梁固定连接，其能够达到协同受力的作用，使振动力传力连续，进而使模块化建筑在受到振动时更加稳定且安全；通过将剪力墙边柱和剪力墙边梁的第一螺栓孔的孔径大于螺栓的直径，其能够保证模块化建筑在振动时，剪力墙边梁发生振动从而导致变形，而在变形时剪力墙边梁能够相互窜动，从而达到耗能的作用。

20、4、本发明的一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，通过将剪力墙边梁和剪力墙边柱设为工字型钢，工字型钢具有易于切割、焊接、耐老化、使用寿命长、重量轻等特性；通过将一个剪力墙边柱分为第一柱体和第二柱体，并通过连接板组件连接，其能够增强剪力墙边柱的稳定性，提高剪力墙边柱的抗侧性，提高剪力墙边柱的承载能力。通过在剪力墙边梁的两侧内壁上分别间距相等地设置多个肋板，其能够加强剪力墙边梁与顶梁和底梁之间的协同受力，提高模块化建筑的抗侧能力。

21、5、本发明的一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，通过设置混凝土盖板和防屈曲钢板，并且，混凝土盖板和防屈曲钢板之间螺栓连接，使防屈曲钢板与混凝土盖板之间紧密贴合，能够有效提高模块化建筑的承载能力；通过将混凝土盖板上的第二螺栓孔的孔径大于防屈曲钢板的第三螺栓孔的孔径，其能够保证混凝土盖板和防屈曲钢板在模块化建筑由于振动产生的变形下相互窜动，以此进行耗能。通过设置连接钢板，模块化建筑发生振动时，其能够有效地防止防屈曲钢板发生屈曲现象，进一步提高模块化建筑的承载能力并形成额外的耗能单元，提高模块化建筑的耗能能力。通过在连接钢板上开设有多个间距相等的矩形通孔，在连接钢板上通孔之间的部分形成短柱，短柱能够屈服耗能，进一步提高模块化建筑的耗能能力。

22、6、本发明的一种内嵌剪力墙的模块化建筑单元，通过设置内翼缘连接板、腹板连接板和外翼缘连接板，其能够实现第一柱体和第二柱体方便安装，并提高剪力墙边柱的抗侧性，同时，内翼缘连接板、腹板连接板和外翼缘连接板也能够承受振动力，从而提高模块化建筑的耗能能力。通过在内翼缘连接板、腹板连接板和外翼缘连接板的位于中间处开设有长螺栓孔，其能够调整剪力墙本体的高度，并且，其还能够释放模块运输安装时产生的应力。