钢结构模块组合建筑及其承力构件间连接组件和建造方法

本发明涉及模块组合建筑，尤其涉及钢结构模块组合建筑及其用于将承受竖向载荷的结构单元与用于承受侧向力或水平载荷的结构单元连接在一起的承力构件间连接组件，还涉及该钢结构模块组合建筑的建造方法。

背景技术：

1、模块组合建筑，亦被称为模块化建筑或者组装合成建筑等，涉及一种装配技术，其通过在工厂预制模块单元而减少了大量的工地现场施工工作。这类建筑因其材料消耗少、工业化生产方便以及现场建造效率高等优势，而在建筑行业被广泛应用。

2、在人口密度较高的城市，多层和高层模块组合建筑的应用尤其得到了密切关注。对于这类建筑，侧向力成为影响其结构受力及变形的控制因素。为抵御风荷载等较强的侧向力，目前多层和高层钢结构模块组合建筑的结构体系普遍采用内部混凝土核心筒加外部钢模块的形式，以提高建筑整体稳定性。这种钢结构模块组合建筑中，混凝土结构与钢模块结构的连接组件是传递两部分水平力的关键构件。然而，当前使用的连接方案仍存在诸多实际问题，例如施工空间受限、受力机理不明确、连接布置不灵活以及容许建造误差小等。

3、因此，行业内对改进模块组合建筑中承受侧向力或水平载荷的结构单元与承受竖向力的结构单元之间的连接方式，存在一定需求。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种用于钢结构模块组合建筑的承力构件间连接组件，该连接组件能将钢结构模块组合建筑中承受水平载荷或侧向力的结构单元与承受竖向载荷的结构单元连接在一起，并至少能解决上述部分技术问题。

2、本发明还旨在提供一种应用上述承力构件间连接组件的钢结构模块组合建筑。

3、本发明又旨在提供一种上述改进的钢结构模块组合建筑的建造方法。

4、根据本发明的一个方面，提供了一种用于钢结构模块组合建筑的承力构件间连接组件，所述钢结构模块组合建筑包括构造为主要承受侧向力或水平载荷的第一结构单元和构造为主要承受竖向载荷的第二结构单元，所述承力构件间连接组件适于将所述第一结构单元与所述第二结构单元连接在一起，并将作用于第二结构单元的侧向力或水平载荷传递至第一结构单元，其特征在于，所述承力构件间连接组件包括：连接板，包括第一板体和第二板体，其中所述第一板体具有相对的两个端部，所述第二板体以与所述两个端部相间隔的方式垂直连接至所述第一板体，所述第二板体具有适于接合所述第二结构单元的孔口；限位件，构造为可连接至所述第一结构单元并约束所述第一板体相对于所述第一结构单元的位移。

5、根据本方案提供的承力构件间连接组件，尤其适合于连接模块组合建筑中的承受侧向力或水平载荷的第一结构单元与承受竖向载荷的第二结构单元，其中第一结构单元例如为混凝土结构，比如混凝土核心筒或混凝土剪力墙，第二结构单元例如为钢结构模块单元，或其他金属模块单元、木结构模块单元、多种材质组合结构模块单元等。该连接组件及相关连接方式能大幅度提高钢结构模块组合建筑，尤其是多层和高层钢结构模块组合建筑中第一结构单元与第二结构单元之间的连接处的承载力。相较于传统钢结构模块组合建筑中采用l型连接板来连接第一结构单元和第二结构单元的形式，本方案的连接组件选用t型连接板作为关键传力构件，且受力机制更加合理，在增加了连接的抗拉强度的同时，又解决了l型连接板在一侧受拉时受力不对称的问题。t型连接板的第一板体，或者说是实际应用中的竖向板体，借助起到约束作用的限位件与第一结构单元连固定在一起，而第二板体，或者说是实际应用中的水平板体，连接在第一板体与第二结构单元之间，保证了水平力在第一结构单元与第二结构单元之间的有效传递。

6、在一些实施例中，所述限位件与所述第一结构单元之间形成容纳所述第一板体的间隔，其中所述限位件自身限定出供所述第二板体穿过的间隙；所述承力构件间连接组件还包括紧固机构，其构造为能将所述限位件与第一结构单元可拆卸地连接在一起。

7、在一些实施例中，所述承力构件间连接组件还包括支撑件，所述支撑件的厚度适配于所述第一板体的厚度，且所述支撑件适于被夹在所述限位件与所述第一结构单元之间从而构造出所述限位件与所述第一结构单元之间的所述间隔。

8、在本方案中，支撑件可以是限位件一体形成的，例如通过将限位件的端部折弯而形成。或者，支撑件也可以是相对于限位件独立的单独构件，比如可以是垫块或垫板。又或者，支撑件可以是相对于限位件独立加工的构件，并通过诸如焊接、粘结等方式固定于限位件。

9、在一些实施例中，所述限位件包括各自独立的第一限位板和第二限位板，所述第一限位板与所述第二限位板并排布置并在其间限定出所述间隙，所述紧固机构能将所述第一限位板和所述第二限位板分别可拆卸地连接至所述第一结构单元。

10、在一些实施例中，所述紧固机构包括适于布置在所述限位件的所述间隙的相对两侧的第一紧固机构和第二紧固机构，其中所述第一紧固机构的长度不小于所述第一结构单元的面向所述连接组件的第一表面与背向所述连接组件的第二表面之间的距离，所述第二紧固机构的长度小于所述距离。

11、在一些实施例中，所述第一紧固机构包括：第一套筒，长度不小于所述距离；第一连接杆，能穿过所述第一套筒并以两端分别伸出所述第一套筒；锁紧件，能从所述第一连接杆的两端将所述第一连接杆紧固于所述第一结构单元；其中，所述第一套筒的内壁不设有用于接合所述第一连接杆的结构。

12、在一些实施例中，所述第二紧固机构包括：第二套筒，长度小于所述距离；第二连接杆，能穿设于所述第二套筒；其中，所述第二套筒的内壁与所述第二连接杆的外壁设有适配的紧固结构。

13、在一些实施例中，所述承力构件间连接组件还包括适于连接至所述第一结构单元的所述第一表面的第一定位板，所述第一定位板具有对准所述第一紧固机构和所述第二紧固机构的定位孔，所述限位件可连接至所述第一定位板并与所述第一定位板之间形成容纳所述第一板体的所述间隔。

14、在一些实施例中，所述承力构件间连接组件还包括适于连接至所述第一结构单元的所述第二表面的第二定位板，所述第二定位板具有对准所述第一紧固机构的定位孔。

15、根据本发明的另一个方面，提供了一种钢结构模块组合建筑，包括：第一结构单元，构造用于主要承受侧向力或水平载荷；第二结构单元，构造用于主要承受竖向载荷；承力构件间连接组件，将所述第一结构单元与所述第二结构单元连接在一起，并将作用于第二结构单元的侧向力或水平载荷传递至第一结构单元；其中，所述承力构件间连接组件为前述的承力构件间连接组件。

16、根据本发明的又一个方面，提供了一种钢结构模块组合建筑的建造方法，其中，所述钢结构模块组合建筑为前述的钢结构模块组合建筑，所述建造方法包括以下步骤：提供第一结构单元；提供承力构件间连接组件，其中所述承力构件间连接组件的第一套筒、第二套筒、第一定位板和第二定位板在第一结构单元形成过程中与所述第一结构单元预制在一起；将限位件的一部分以与第一定位板相间隔的方式布置，并使第一连接杆穿过限位件的该部分、第一定位板、第一套筒和第二定位板；提供第二结构单元；将连接板的第一板体插入限位件与第一定位板之间的间隔，其中所述第二板体朝向所述第二结构单元延伸，并使所述第二板体的孔口对准所述第二结构单元的相应孔口；将所述第一连接杆紧固至第一结构单元；将限位件的另一部分以与第一定位板相间隔的方式布置，并使限位件的两个部分之间形成间隙，所述连接板的第二板体从所述间隙穿过；使第二连接杆穿过限位件的该另一部分和第一定位板，并紧固于第二套筒。

17、根据本方案提供的钢结构模块组合建筑的建造方法，针对钢结构模块组合建筑，尤其是多层和高层钢结构模块组合建筑中因钢模块单元封闭等特性导致的施工空间受限的问题，设计了专门的连接形式和安装流程。现场施工时，施工人员可以在封闭的第二结构单元上方以及第一结构单元的内部完成，施工方法简单、操作安全，突破了传统连接方式在施工空间上的限制。此外，本方案的建造方法在保证第一结构单元与第二结构单元的可靠连接和固定的前提下，适当放宽了施工允许的误差要求，降低了现场施工的难度。t型连接板作为连接第一结构单元与第二结构单元的关键部件，在被限位件完全固定前可以沿第一结构单元的表面或竖向平面发生轻微移动，在一定程度上降低了对现场施工人员进行连接安装操作的精度要求。

18、本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本技术后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。