建筑模块框架体系汇总.docx

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建筑模块框架体系汇总

模块结构框架类型

一、墙体承重模块

二、部分墙体开放式模块

三、角支撑模块

四、束柱模块

五、楼梯模块

六、非承重模块

1墙体承重模块

结构形式

墙体承重模块包括四面墙体，楼板，天花板组成，其中结构形式由竖向立柱，水平梁和支撑组成，多采用冷弯薄壁型钢等轻钢构件，楼板和天花板托梁的跨度方向平行于模块短边方向。

其中两片纵墙承担包括天花板托梁和上部竖向所有模块的重力荷载，模块将直接安放在另一个模块的顶部，重力荷载可通过每一片纵墙直接传递到下面的模块。

因此，底层整个模块的墙体必须承担整个建筑的重量，以及来自屋顶和楼面的附加荷载。

所以建筑物的最大高度也会受到底层墙柱的受压承载力的限制。

应用

如宾馆、学生公寓、社区保障房及工人宿舍。

因为这些建筑通常由大量的小房间组成。

不过，这种模块型式不适合需要大空间的建筑类型，而且房间大小受到模块最大宽度的限制，宽度又受到运输要求限制。

这种模块的最大适用高度为6-10层。

详情

该模块基本上是通过多个4块墙体体积化单元形成，在每个单元的一端都有窗户和门开孔。

为了满足运输要求，它们的外部宽度都被限制在约4米（大多数应用模块的典型宽度是为3至3.6米）。

模块的典型长度为6至10米。

材质采用C型钢。

2部分墙体开放式模块

结构形式

部分墙体开洞，引入角支撑和中间柱子，以及在地板框盒内使用刚性连续边梁，4块墙体模块可以与部分墙体开放式模块一起设计。

开孔的最大宽度受地板框盒内边缘构件的抗弯力和刚度的限制。

附加中间柱子通常为小横截面的方形中空型材，因此，可以将它们装在墙壁的宽度里面。

可以同时放置2个模块，以创造出更宽敞的空间，如图所示。

角支撑或内部柱子的压缩抗力限制了建筑的最大高度，但是对于完全模块化结构，仍然可以实现6至8层楼的建筑。

更宽开孔则需要增加边梁；可以将边梁螺栓到柱子上。

在内部柱子处可以重新定位模块，以允许设计出更灵活的建筑形式。

还可以设计长的模块，包括一个完整走廊.如下图:

应用

主要工人宿舍、小型公寓、带走廊的宾馆、学生宿舍公共区域等。

技术详情

除了使用的附加支柱外，该建筑的结构形式与4块墙体模块的形式相似，通常形式为70×70至100×100SHS的构件。

地板木框盒内的边梁可以设计为2至3米的跨，以在模块侧面或端部形成开孔。

下图所示为使用部分墙体开放式单元创建的一个典型大公寓的建筑形式以及完工后的建筑。

相同的模块化系统同样适用于楼梯。

使用一个中间柱子为开放式墙体模块的边梁提供支撑，如下图所示。

在这个案例中，边梁需要附加加强，以将压缩力转移到下方边梁和柱子。

3角支撑模块

结构形式

角部支撑模块类似于传统的热轧钢结构，在方钢管角柱中布置梁高较高的纵向边梁，模块设计为提供完全开放的墙壁，荷载通过边梁传至角柱。

该模块的框架通常是热轧钢构件，角柱与纵梁可以用螺栓连接在一起。

而且模块可以并排放置，以创造出更大的设计开放空间。

建筑的稳定性通常依赖于一个单独的支撑体系，位于分割墙内以X支撑形式支撑。

正是因为建筑的稳定性，因此完全开放式模块通常不适用于3层以上楼层的建筑。

如果在使用时，模块内的填充墙和隔墙是不承重的，除非是将墙壁连接到柱子上，以在平面内提供支撑。

可使用较轻的壁柱。

制造长度达6米的小型模块。

应用

医院，学校。

技术详情

角柱承重模块包括一个基本的钢框架和支撑地板框盒的纵向边梁。

边梁的高度主要取决于宽度（典型跨度为5到8米），典型为300到450毫米高，一般使用热轧型钢。

开放式墙体模块具有设计灵活性。

它们的宽度典型为3至3.6米，通过合并模块，可以创造出宽6至12米的房间。

角柱提供压缩抗力，并且典型使用70x70至100x100的SHS型材方钢管。

边梁可以通过连接板连接到这些角柱上。

SHS方钢管可以使用端板和螺栓连接。

角柱具有足够的压缩抗力性，但是必须要有充分的支撑系统，楼层数可适当增加。

如下图所示，一个使用PFC（方角槽钢）梁和SHS支柱的开放式墙体模块的内部框架图。

4束柱模块

结构形式

用两根小柱组成的束柱单元代替传统的一根柱，柱间采用防屈曲钢板剪力墙连接。

应用

多层住宅。

技术详情

梁与柱可以错位搭接，适应住宅平面布置不规则的要求。

减小柱截面，使柱子截面与墙同厚，不凸出墙面。

三种基本构件在工厂制作：

束柱单元、单柱、梁。

由束柱单元（带支撑和钢板墙）提供结构抗侧刚度与承载力。

梁与束柱（单柱）铰接。

所有现场连接节点采用螺栓连接，实现快速装配。

其中柱截面：

H型钢或方钢管100*100。

梁截面：

H型钢200*100或方钢。

支撑：

圆钢。

楼板：

钢筋桁架楼板。

柱脚节点：

铰接。

梁柱铰接。

8度区，单位面积型钢用量30kg/m2。

5楼梯模块

结构形式

模块化楼梯可以设计为全模块化的单元，并根据其属性，一般包括两跑楼梯平台和半层休息平台。

楼梯平台和半层休息平台由纵向墙壁支撑，并设置附加角钢或方形中空型材（SHS）构件，以提供局部加强。

应用

模块化楼梯可以用于完全模块化建筑，适用于4层楼的建筑。

技术详情

楼梯模块依赖于它们在基础和顶部的稳定性。

墙壁可能需要在一半和完全的楼梯平台处设计附加支撑构件。

墙壁的开放式顶部和基础也可以由T型钢、L型钢或类似构件做加强，以将平面荷载转移到楼梯平台。

楼梯在交付到现场时，可以是完全或部分配置的。

SHS柱子和支撑可以用到墙壁内，以提供整体的稳定。

如下图所示，为一个典型轻型钢结构楼梯系统的详图，包括在模块顶面为提供稳定性而使用“临时”楼梯平台的视图。

6非承重模块

结构形式

非承重模块是完全模块化单元的类似形式，但是它们不能抵抗外荷载，而是需要将它们设计为能承载其自重荷载及其在进行吊装时所受的力。

它们直接由地板支撑或由一个独立结构支撑，在施工进行时安装或在已完工的地面上滑入。

该模块的底板深度相对较浅。

应用

厕所/浴室设备、设备房、其他服务单元。

技术详情

非承重模块（或吊舱）的结构比完全模块化结构更轻，但在安装过程中，它还必须有足够的刚性来抵抗力。

这些“吊舱”的墙壁和地板都比较薄（通常小于100毫米）。

下图所示为一个轻钢结构中使用吊舱的例子。

可以通过以下三种方法之一实现，模块与地板其他地方的地板深度的兼容：

●将模块地板的深度设计为与其他地方的升起地板或隔声层的相同。

●在主体结构地板的凹处放置模块。

●设计没有地板的模块（可能在小模块中，设备都与墙壁相连）。