一种模块化框架剪力墙结构

1.本实用新型涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种模块化框架剪力墙结构。


背景技术：

2.作为一种创新的预制结构类型，模块化建筑因其更高的施工效率、更少的资源消耗和更好的施工进度控制而受到关注。
3.当前模块化建筑的发展主要集中在钢框架模块，但传统钢框架模块对安装精度要求高，增加了很多前置工作和吊装时的工作量。且由于传统钢框架模块化结构箱体间整体性较差且钢框架抗侧刚度较弱，这种模块化结构仅适用于多层结构，现浇核心筒能有效增加其使用结构高度，但现场工作量也会随之增大，尤其是缺乏针对高层建筑的模块化框架剪力墙结构。


技术实现要素：

4.本实用新型公开了一种模块化框架剪力墙结构，旨在改善上述技术问题。
5.本实用新型采用了如下方案：
6.一种模块化框架剪力墙结构，包括多个剪力墙模块单元、框架模块单元、框架剪力墙模块单元及与各模块单元相装配的钢筋单元；所述剪力墙模块单元包括剪力墙墙壳、连梁梁壳、第一柱壳和上层楼板；所述框架模块单元包括第一柱壳、第二柱壳、框架梁梁壳、框架柱、框架梁和上层楼板；所述框架剪力墙模块单元包括剪力墙墙壳、连梁梁壳、第一柱壳、第二柱壳、框架梁梁壳、框架梁和上层楼板；所述钢筋单元包括多个预设箍筋、连接钢筋、楼板搭接钢筋、预埋件及其u型段钢筋；所述剪力墙墙壳包括剪力墙壳身和配置在其壳身上的第一预设箍筋及预埋件，所述第一预设箍筋在剪力墙壳身端部的连接处相互搭接设置，所述预埋件通过所述u型段钢筋与接缝处混凝土相锚固；所述连梁梁壳与所述剪力墙墙壳相连接，其包括连梁壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第二预设箍筋；所述第一柱壳包括第一柱壳壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第三预设箍筋；所述框架梁梁壳与所述第一柱壳和所述第二柱壳相连接，其包括框架梁壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第四预设箍筋；所述第二柱壳与所述框架梁梁壳和所述框架梁相连接，其包括第二柱壳壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第五预设箍筋；所述上层楼板包括楼板板身及配置在其板身上的楼板搭接钢筋和铺设于其板身顶面的混凝土垫层；所述第一柱壳的连接处、所述第二柱壳的连接处和所述剪力墙墙壳的连接处布置有连接钢筋。
7.作为进一步改进，所述楼板搭接钢筋等间距外露于所述楼板板身的侧面设置；所述混凝土垫层位于所述剪力墙墙壳、第一柱壳、第二柱壳和框架柱的正上方。
8.作为进一步改进，所述楼板搭接钢筋露出一段弯折部分与楼板板身接缝处混凝土相锚固，所述混凝土垫层用于在吊装下一层模块单元时均匀铺设于其上层楼板的顶面，且位于下一层模块单元的剪力墙墙壳、第一柱壳、第二柱壳和框架柱的底面。
9.作为进一步改进，所述连接钢筋包括水平横向连接钢筋、水平纵向连接钢筋和竖向连接钢筋，其中一部分所述竖向连接钢筋布置在所述第二柱壳的连接处和所述剪力墙墙壳的连接处，另一部分所述竖向连接钢筋与所述水平横向连接钢筋和所述水平纵向连接钢筋三者相互垂直布置在所述第一柱壳的连接处。
10.作为进一步改进，所述水平横向连接钢筋绑扎在所述第三预设箍筋上，其沿y轴方向延伸布置在所述第一柱壳的连接处；所述水平纵向连接钢筋绑扎在所述第一柱壳的第三预设箍筋上，其沿x轴方向垂直布置在所述水平横向连接钢筋上并水平布置在所述第一柱壳的连接处；所述竖向连接钢筋绑扎在所述楼板搭接钢筋、第一预设箍筋、水平纵向连接钢筋和水平横向连接钢筋上，并沿z轴方向垂直于所述上层楼板布置在所述剪力墙墙壳的连接处、所述第一柱壳的连接处和所述第二柱壳的连接处。
11.作为进一步改进，所述剪力墙墙壳为结构的核心，多个所述第一预设箍筋等间距的布置在其壳身的端部，所述预埋件呈u型并多个等间距的布置在其壳身的中部。
12.通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
13.本技术的模块化框架剪力墙结构，由各独立的模块单元及其钢筋单元通过后浇混凝土叠合来实现连接，采用施工方法将墙壳、梁壳、柱壳和上层楼板装配形成的模块化框架剪力墙结构具有良好的整体性，且相较于传统的装配式框架剪力墙，该方法现场连接更加方便，施工的工作量更少。并且在技术上具备良好的可行性，且施工方式较简单，保证了现场施工质量，提高了现场施工效率及安全性，极大弥补了传统模块化建筑的不足，在高层模块化建筑中具有广阔的应用前景。改善了现浇核心筒能有效增加其使用结构高度，但现场工作量也会随之增大，尤其是缺乏针对高层建筑的模块化框架剪力墙结构的问题。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1是模块化框架剪力墙结构的各模块单元拼接的场景应用图；
16.图2是模块化框架剪力墙结构的剪力墙模块单元在工厂预制阶段的结构示意图；
17.图3是模块化框架剪力墙结构的框架剪力墙模块单元在工厂预制阶段的结构示意图；
18.图4是模块化框架剪力墙结构的框架模块单元在工厂预制阶段的结构示意图；
19.图5是模块化框架剪力墙结构在现场施工阶段的连接钢筋示意图；
20.图6是模块化框架剪力墙结构的剪力墙墙壳及上层楼板在主视方向的结构示意图；
21.图7是模块化框架剪力墙结构的连梁梁壳及上层楼板在主视方向的结构示意图；
22.图8是模块化框架剪力墙结构的第一柱壳(第二柱壳)及上层楼板在主视方向的结构示意图；
23.图9是模块化框架剪力墙结构的框架梁梁壳及上层楼板在主视方向的结构示意图；
24.图10是模块化框架剪力墙结构的剪力墙墙壳及第一柱壳在俯视方向的结构示意图；
25.图11是模块化框架剪力墙结构的第二柱壳及框架梁在俯视方向的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例
28.结合图1至图11，本实用新型第一实施例提供一种模块化框架剪力墙结构，包括多个剪力墙模块单元100、框架模块单元300、框架剪力墙模块单元200及与各模块单元相装配的钢筋单元；剪力墙模块单元100包括剪力墙墙壳1、连梁梁壳2、第一柱壳3和上层楼板8；框架模块单元300包括第一柱壳3、第二柱壳5、框架梁梁壳4、框架柱6、框架梁7和上层楼板8；框架剪力墙模块单元200包括剪力墙墙壳1、连梁梁壳2、第一柱壳3、第二柱壳5、框架梁梁壳4、框架梁7和上层楼板8；钢筋单元包括多个预设箍筋、连接钢筋、楼板搭接钢筋81、预埋件12及其u型段钢筋。
29.进一步地，剪力墙墙壳1包括剪力墙壳身和配置在其壳身上的第一预设箍筋11及预埋件12，第一预设箍筋11在剪力墙壳身端部的连接处相互搭接设置，预埋件12通过u型段钢筋与接缝处混凝土相锚固。连梁梁壳2与剪力墙墙壳1相连接，并位于剪力墙墙壳1的上端，其包括连梁壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第二预设箍筋21；第一柱壳3包括框架柱壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第三预设箍筋31；框架梁梁壳4与第一柱壳3和第二柱壳5相连接，并位于第一柱壳3的上端，其包括框架梁壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第四预设箍筋41；第二柱壳5与框架梁梁壳4和框架梁7相连接，其包括第二柱壳壳身和配置在其壳身并在其壳身的连接处相互搭接设置的第五预设箍筋51；上层楼板8包括楼板板身及配置在其板身上的楼板搭接钢筋81和铺设于其板身顶面的混凝土垫层82，楼板搭接钢筋81等间距外露于楼板板身的侧面，混凝土垫层82位于剪力墙墙壳1、第一柱壳3、第二柱壳5和框架柱6的正上方。结合图5至图9，楼板搭接钢筋81露出一段弯折部分与楼板板身接缝处混凝土相锚固，混凝土垫层82用于在吊装下一层模块单元时均匀铺设于其上层楼板8的顶面，且位于下一层模块单元的剪力墙墙壳1、第一柱壳3、第二柱壳5和框架柱6的底面，用于对下一层模块单元及其钢筋单元所形成的模块化框架剪力墙结构进行调平，提高之间的组装精度。
30.进一步地，第一柱壳3的连接处、第二柱壳5的连接处和剪力墙墙壳1的连接处布置有连接钢筋。连接钢筋包括水平横向连接钢筋401、水平纵向连接钢筋402和竖向连接钢筋403，其中一部分竖向连接钢筋403布置在第二柱壳5的连接处和剪力墙墙壳1的连接处，另
一部分竖向连接钢筋403与水平横向连接钢筋401和水平纵向连接钢筋402三者相互垂直布置在第一柱壳3的连接处。从而，这样的连接构造形成三向连接钢筋，极大的提高了结构的整体性，并且增强了抗震性能和抵抗复杂荷载状况的能力。
31.上述的模块化框架剪力墙结构，由各独立的模块单元及其钢筋单元通过后浇混凝土叠合来实现连接，采用的施工方法将墙壳、梁壳、柱壳和上层楼板8装配形成的模块化框架剪力墙结构具有良好的整体性，且相较于传统的装配式框架剪力墙，该方法现场连接更加方便，施工的工作量更少。并且在技术上具备良好的可行性，且施工方式较简单，保证了现场施工质量，提高了现场施工效率及安全性，极大弥补了传统模块化建筑的不足，在高层模块化建筑中具有广阔的应用前景。
32.结合图5，水平横向连接钢筋401绑扎在第三预设箍筋31上，其沿y轴方向延伸布置在第一柱壳3的连接处(y轴为与水平横向连接钢筋401平行的轴，x轴为水平面上与y轴垂直的轴，z轴为与x、y轴均垂直的轴)。水平纵向连接钢筋402绑扎在第一柱壳3的第三预设箍筋31上，其沿x轴方向垂直布置在水平横向连接钢筋401上并水平布置在第一柱壳3的连接处。竖向连接钢筋403绑扎在楼板搭接钢筋81、第一预设箍筋11、水平纵向连接钢筋402和水平横向连接钢筋401上，并沿z轴方向垂直于上层楼板7布置在剪力墙墙壳1的连接处、第一柱壳3的连接处和第二柱壳5的连接处。
33.结合图2、图6和图10，剪力墙墙壳1为结构的核心，多个第一预设箍筋11等间距的布置在其壳身的端部，预埋件12呈u型并多个等间距的布置在其壳身的中部。作为该模块化框架剪力墙结构的核心，剪力墙墙壳1的第一预设箍筋11在其剪力墙壳身的连接处相互搭接，形成有效的约束区，为墙肢两端的混凝土提供足够的约束，以保证剪力墙肢的延性性能以及耗能能力。并且，呈u型的预埋件12通过u型段钢筋与接缝处混凝土相锚固，以增强接缝处连接强度，显著提高结构整体性。
34.结合图2和图10，第二预设箍筋21等间距布置在连梁壳身上。连梁梁壳2与两端剪力墙墙壳1绑扎浇筑为整体，使得该模块化框架剪力墙结构能够在地震作用下减少墙肢内力和变形，延缓墙肢屈服。
35.具体地，结合图1，该模块化框架剪力墙结构中相邻模块单元之间通过后浇混凝土的方式以拼装叠合在一起。其中，各模块单元通过上下叠合的方式、以及前后和左右拼装的方式构造出由多个剪力墙结构和框架结构所组合而成的适于高层建筑的装配体。从而减小了前置工作和吊装时的工作量，提高了结构整体性和刚度，便利于进一步地施工操作。
36.结合图1至图11，本模块化框架剪力墙结构的制作包括如下步骤：
37.s1：在工厂预制阶段时，先制作上层楼板8和第一柱壳3的钢筋骨架，将剪力墙墙壳1和连梁梁壳2的钢筋骨架绑扎为整体进行浇筑，同时浇筑第二柱壳5、框架梁梁壳4，框架柱5和框架梁7，均留出拼接处的后浇部分；
38.s2：待浇筑的混凝土强度达到预设值后，拼装模块单元上层楼板8以外的部件，连接第一柱壳3的钢筋骨架，绑扎拼接处预留钢筋，支立模板并浇筑拼接处混凝土形成整体，待混凝土强度达到预设值后拆除模板；
39.s3：随后倒置整体置于上层楼板8的钢筋骨架上，并将预留钢筋与上层楼板8的钢筋骨架绑扎，支立模板并浇筑上层楼板8，待混凝土强度达到预设值后拆除模板，完成各模块单元制作；
40.s4：在现场施工阶段时，将所在层的各模块单元吊装到位，依次放置水平横向连接钢筋401、水平纵向连接钢筋402和竖向连接钢筋403；
41.s5：随后搭设模板，对模块单元间所有连接处浇筑混凝土至上层楼板8顶面；
42.s6：再浇筑混凝土垫层82，将所在层的上层的模块单元吊装调平到位，待混凝土强度达到预设值后重复步骤s4和s5从而将所有模块单元拼装叠合在一起，完成模块化框架剪力墙结构的施工。
43.上述用于制作出模块化框架剪力墙结构的施工方法分为工厂预制阶段和现场施工阶段这两部分，使其分工明确，清楚地界定出各个阶段的施工内容。其中，浇筑后的混凝土需要在其强度达到预设值后(例如是达到指定的c20,c25,c30,c35,c40,c45,c50等强度等级)，方可进行下一阶段的施工操作，以确保各个部分的成型完工，提高整体的安全性能。
44.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种模块化框架剪力墙结构，其特征在于，包括多个剪力墙模块单元、框架模块单元、框架剪力墙模块单元及与各模块单元相装配的钢筋单元；所述剪力墙模块单元包括剪力墙墙壳、连梁梁壳、第一柱壳和上层楼板；所述框架模块单元包括第一柱壳、第二柱壳、框架梁梁壳、框架柱、框架梁和上层楼板；所述框架剪力墙模块单元包括剪力墙墙壳、连梁梁壳、第一柱壳、第二柱壳、框架梁梁壳、框架梁和上层楼板；所述钢筋单元包括多个预设箍筋、连接钢筋、楼板搭接钢筋、预埋件及其u型段钢筋；所述剪力墙墙壳包括剪力墙壳身和配置在其壳身上的第一预设箍筋及预埋件，所述第一预设箍筋在剪力墙壳身端部的连接处相互搭接设置，所述预埋件通过所述u型段钢筋与接缝处混凝土相锚固；所述连梁梁壳与所述剪力墙墙壳相连接，其包括连梁壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第二预设箍筋；所述第一柱壳包括第一柱壳壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第三预设箍筋；所述框架梁梁壳与所述第一柱壳和所述第二柱壳相连接，其包括框架梁壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第四预设箍筋；所述第二柱壳与所述框架梁梁壳和所述框架梁相连接，其包括第二柱壳壳身和配置在其壳身上并在其壳身的连接处相互搭接设置的第五预设箍筋；所述上层楼板包括楼板板身及配置在其板身上的楼板搭接钢筋和铺设于其板身顶面的混凝土垫层；所述第一柱壳的连接处、所述第二柱壳的连接处和所述剪力墙墙壳的连接处布置有连接钢筋。2.根据权利要求1所述的模块化框架剪力墙结构，其特征在于，所述楼板搭接钢筋等间距外露于所述楼板板身的侧面设置；所述混凝土垫层位于所述剪力墙墙壳、第一柱壳、第二柱壳和框架柱的正上方。3.根据权利要求2所述的模块化框架剪力墙结构，其特征在于，所述楼板搭接钢筋露出一段弯折部分与楼板板身接缝处混凝土相锚固，所述混凝土垫层用于在吊装下一层模块单元时均匀铺设于其上层楼板的顶面，且位于下一层模块单元的剪力墙墙壳、第一柱壳、第二柱壳和框架柱的底面。4.根据权利要求1所述的模块化框架剪力墙结构，其特征在于，所述连接钢筋包括水平横向连接钢筋、水平纵向连接钢筋和竖向连接钢筋，其中一部分所述竖向连接钢筋布置在所述第二柱壳的连接处和所述剪力墙墙壳的连接处，另一部分所述竖向连接钢筋与所述水平横向连接钢筋和所述水平纵向连接钢筋三者相互垂直布置在所述第一柱壳的连接处。5.根据权利要求4所述的模块化框架剪力墙结构，其特征在于，所述水平横向连接钢筋绑扎在所述第三预设箍筋上，其沿y轴方向延伸布置在所述第一柱壳的连接处；所述水平纵向连接钢筋绑扎在所述第一柱壳的第三预设箍筋上，其沿x轴方向垂直布置在所述水平横向连接钢筋上并水平布置在所述第一柱壳的连接处；所述竖向连接钢筋绑扎在所述楼板搭接钢筋、第一预设箍筋、水平纵向连接钢筋和水平横向连接钢筋上，并沿z轴方向垂直于所述上层楼板布置在所述剪力墙墙壳的连接处、所述第一柱壳的连接处和所述第二柱壳的连接处。6.根据权利要求1所述的模块化框架剪力墙结构，其特征在于，所述剪力墙墙壳为结构的核心，多个所述第一预设箍筋等间距的布置在其壳身的端部，所述预埋件呈u型并多个等间距的布置在其壳身的中部。

技术总结
本实用新型涉及一种模块化框架剪力墙结构，包括多个剪力墙模块单元、框架模块单元、框架剪力墙模块单元及与各模块单元相装配的钢筋单元；剪力墙模块单元包括剪力墙墙壳、连梁梁壳、第一柱壳和上层楼板；框架模块单元包括第一柱壳、第二柱壳、框架梁梁壳、框架柱、框架梁和上层楼板；框架剪力墙模块单元包括剪力墙墙壳、连梁梁壳、第一柱壳、第二柱壳、框架梁梁壳、框架梁和上层楼板；钢筋单元包括多个预设箍筋、连接钢筋、楼板搭接钢筋、预埋件及其U型段钢筋；剪力墙墙壳包括剪力墙壳身和配置在其壳身上的第一预设箍筋及预埋件，第一预设箍筋在剪力墙壳身端部的连接处相互搭接设置，预埋件通过U型段钢筋与接缝处混凝土相锚固。件通过U型段钢筋与接缝处混凝土相锚固。件通过U型段钢筋与接缝处混凝土相锚固。


技术研发人员：夏浩健 胡红松
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/7/12