建筑模块单元以及使用该模块单元的建筑物结构

摘要

本发明提供一种建筑模块单元，其通过改善模块化建筑物的梁与柱子的接合结构以及模块单元之间的接合结构，从而可以容易实现模块单元的叠置和组装。本发明的建筑模块单元包括：多个柱子；连接部件，由分别与所述柱子的侧部相结合的多个垫板组合而成，并且形成有至少一侧开口的插入空间；以及多个梁，其两端分别插入并结合到所述连接部件的插入空间内。所述连接部件形成至少在多个方向上开口的插入空间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑模块单元以及使用该模块单元的建筑物结构。

背景技术

建筑用模块单元是通过叠置和组装来建造建筑物的结构系统。为通过模块单元来建造建筑物，首先应该形成模块单元。模块单元通过用螺栓将柱子和焊接有端板(end plate)的梁相接合而形成。这些模块单元之间通过使用螺栓将柱子端部上焊接的端板和与其接合的模块单元的柱子端部上焊接的端板相接合。

然而，所述现有技术为了使由方钢管形成的柱子和梁接合，在由方钢管形成的柱子上设置了接合用开口部，这种方法导致了柱子的断面损失。并且，柱子和梁是通过3-4个螺栓接合的，因此长梁和短梁没有直接接合到一起，从而造成接合部的强度不够大。由于这种原因，现有技术存在以下问题，即模块单元在运输和吊起(lift up)过程中因接合部的变形，而设置在模块单元上的饰面材料会被损坏。

技术内容

本发明提供一种通过改善模块化建筑物的梁与柱子的接合结构及模块单元之间的接合结构，从而可以容易实现模块单元的叠置及组装的建筑模块单元。

并且，本发明还提供一种使用模块单元的建筑物结构，所述建筑结构可以通过组合应用具有悬臂(cantilever)式地面结构的模块单元和常规箱式模块单元来实现建筑物结构系统。

另外，本发明又提供一种使用模块单元的建筑物，所述建筑结构能够解决由于柱子和梁的重叠设置使墙壁的厚度变厚，或者柱子部分突起的问题，并且还可以省略部分柱子和梁，从而减少建造建筑物时所用材料量，另外还可以容易确保为进行最终处理或者设置设备配管所需要的空间。

建筑模块单元包括：多个柱子；连接部件，其由分别与所述柱子的侧部相结合的多个垫板组成，并且形成有至少侧部开口的插入空间；以及多个梁，其两端分别插入并结合到所述连接部件的插入空间内。所述连接部件形成至少在多个方向上开口的插入空间。

所述多个柱子具有相同的长度，所述多个柱子可以为4个。

所述连接部件可以包括：两个水平垫板，两者相隔预定距离，并且分别在所述柱子的长度方向上与所述柱子结合；两个垂直垫板，其分别与所述两个水平垫板的外侧相结合而形成外壁。

所述柱子与所述连接部件的各接合部可以以焊接方式结合。

所述两个水平垫板包括设置在上侧的第一水平垫板、设置在所述第一水平垫板下侧的第二水平垫板。所述第一水平垫板与所述第二水平垫板可以具有相同的形状。

所述连接部件可以在所述柱子的上端和下端各结合一个。

所述多个梁包括具有不同长度的长梁和短梁，所述多个梁可以包括设置在所述柱子上端的四个梁及设置在所述柱子下端的四个梁。

所述梁和所述连接部件的各接合部可以以焊接方式结合。

多个由所述多个柱子、连接部件以及梁组成的模块单元被叠置时，其相邻的水平垫板以可分离的结构相连接，并且所述相邻的水平垫板可以以螺纹连接方式相结合。

多个由所述多个柱子、连接部件以及梁组成的模块单元被叠置时，所述模块单元相邻的长梁可以通过支撑垫板结合为一体。并且可以进一步包括支撑件，其与最下端柱子的端部相结合，在所述最下端的柱子和地面之间支撑所述叠置的模块单元。而且还可以进一步包括辅助支撑件，其结合在最下端的长梁和地面之间，用于减少所述最下端长梁的下垂。

另外，使用模块单元的建筑物结构包括第一模块和第二模块，其中所述第一模块包括：第一底梁，构成四边形地面框架；第一地面面板，设置在所述第一底梁上；多个柱子，分别与所述第一底梁的各角部垂直连接；顶梁，连接所述柱子上端；以及延长模块，该延长模块包括第一连接梁，该第一连接梁延长地设置在所述第一底梁端部，在所述第一连接梁的宽度方向上形成有第一延长面板，所述第二模块包括：第二底梁，构成另一地面框架，用于将所述第二模块连接到所述延长模块的端部；第二地面面板，设置在所述第二底梁上；多个第二柱子，分别与所述第二底梁的各角部垂直连接；以及第二顶梁，连接所述多个第二柱子上端。

将第一模块和第二模块在水平方向上连接，从而可以构成多个建筑物。在由所述第一模块和所述第二模块组装的建筑物上方可以叠置构建相同的建筑物。

建筑模块单元不需要在柱子上形成开口部也可以容易将柱子和梁接合。所述建筑模块单元不仅可以使梁和柱子相接合，而且还可以直接接合短梁和长梁，从而来提高接合部的水平强度和刚性。

并且，为了将梁和梁之间接合，在建筑模块单元叠置时，使用相邻的水平垫板通过螺栓接合。而且在第一层模块的梁的中间位置上可以设置支撑垫板，从而可以使梁的下垂达到最小化。

而且，柱子和短梁及长梁之间互相接合，从而可以使单位模块构件之间的接合强度最大化。

再者，针对作为模块单元的梁构件所使用的材料，其没有与柱子直接接合，而是相隔预定距离通过垂直垫板和水平垫板接合，因此在长度方向上不需要对该材料进行精确裁剪，从而可以降低加工费用。

另外，在使用本发明所提供的模块单元的建筑物结构中，不必要为形成中间走廊而设置双重柱子或者双重梁结构，因此可减少框架的数量。而且还可以省略设置双重柱子或者双重梁的结构所需要的空间。因此，由于可利用的水平、垂直空间变大，使走廊的面积也得到扩大，从而具有增加设备配管等在走廊天棚上的设置空间之效果。

并且，在运输模块时，可以将连接部的延长面板向拖车的外侧延伸放置，因此可以同时搬运两个模块，从而具有降低运输费用的效果。

附图说明

图1是显示本发明实施例的建筑模块单元结构的立体图。

图2a和图2b是显示图1中柱子、连接部件及梁的结合关系的局部立体图。

图3是显示本发明实施例的两个建筑模块单元叠置状态的立体图。

图4是显示图3中柱子、连接部件及梁的结合关系的局部立体图。

图5是显示图3中相邻的长梁和支撑垫板的结合关系的立体图。

图6是显示本发明另一实施例的使用模块单元的建筑物结构的立体图。

图7是显示本发明另一实施例的使用模块单元的建筑物结构相结合的立体图。

图8是显示在本发明另一实施例的使用模块单元的建筑物结构上另外结合屋顶的立体图。

图9是显示在使用本发明另一实施例的模块单元的建筑物结构上形成一体式屋顶的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地描述本发明的实施例，使所属技术领域的技术人员能够容易实施。本发明可以用多种方式来实现，并不限于下面所描述的实施例。并且在说明书以及附图中同一附图标记显示同样的部件。

图1是显示本发明实施例的建筑模块单元结构的立体图。

参照图1，本发明实施例的建筑模块单元包括柱子10、梁20及连接部件30。本发明实施例用于改善模块化建筑物的梁和柱子的接合结构以及模块单元之间的接合结构，从而通过将模块单元叠置和组装来筑造建筑物。

柱子10为多个，所述多个柱子10具有相同的长度，并且所述多个柱子10为四个。

梁20为多个，并且每个梁20的两端分别插入并结合到所述连接部件30的插入空间内。所述多个梁20包括具有不同长度的长梁22和短梁24，所述多个梁20包括设置在所述柱子10上端的四个梁及设置在所述柱子10下端的四个梁。

所述连接部件30由第一水平垫板32、第二水平垫板34和垂直垫板36组成。所述连接部件30在所述柱子10的上端和下端各结合一个。若柱子10为四个，那么所述连接部件30在每个柱子10上各设置两个，即，每个模块单元具有八个连接部件30。

图2a和图2b是显示图1中柱子10、连接部件30及梁20的结合关系的局部立体图。

参照图2a和图2b，连接部件30由分别与所述柱子10的侧部相结合的多个垫板组成，并且形成有至少一侧开口的插入空间。所述连接部件30形成在多个方向上开口的插入空间。本发明的实施例不需要在柱子10上形成开口部，只要通过连接部件30就能够很容易地接合柱子10和梁20。这种接合方式不仅可以接合梁20和柱子10，而且还可直接接合短梁24和长梁22，从而可提高接合部的水平强度和刚性。

两个水平垫板组成一组，并且相隔预定距离分别在柱子10的长度方向上与柱子结合。所述两个水平垫板包括设置在上侧的第一水平垫板32、设置在所述第一水平垫板32下侧的第二水平垫板34，所述第一水平垫板32与第二水平垫板34以相同的形状构成。

组成一组的两个垂直垫板36分别与所述第一水平垫板32和第二水平垫板34的外侧相结合而形成外壁。

如图2a和图2b所示，所述柱子10与所述连接部件30的各接合部以焊接方式结合。并且所述梁20和所述连接部件30的各接合部也以焊接方式结合。即，将所述柱子10上分别接合的第一水平垫板32、第二水平垫板34以及两个垂直垫板36相组合而构成连接部件30，所述柱子10与梁20通过所述连接部件30以焊接方式相接合。

如上所述，本发明实施例的模块单元，对柱子10、长梁22、短梁24进行接合时，将组成连接部件30的第一水平垫板32、第二水平垫板34和两个垂直垫板36在柱子10上以焊接方式接合。而且将长梁22和短梁24分别插入到所述连接部件30开口的插入空间之后，对各梁20进行焊接，以此来形成结合部。在这种情况下，作为模块单元的梁20所使用的材料，其没有与柱子10直接接合，而是相隔预定距离通过垂直垫板36、第一水平垫板32和第二水平垫板34接合，因此在长度方向上不需要对该材料进行精确裁剪，从而可以降低加工费用。

并且，模块单元相叠置时，相邻的模块单元通过使将柱子10与梁20连接的连接部件30中相邻的第一水平垫板32和第二水平垫板34之间接合而被连接。通过这种连接结构叠置的模块单元，其长梁22和短梁24分别与第一水平垫板32、第二水平垫板34接合，从而可以使单位模块单元构件之间的接合强度最大化。而且模块单元的框架刚性得到提高，可以使运输中饰面材料的损坏程度等达到最小化。

图3是显示本发明实施例的两个建筑模块单元叠置状态的立体图。图4是显示图3中柱子10、连接部件30及梁20的结合关系的局部立体图。

参照图3和图4，将由多个柱子10、连接部件30及梁20组成的模块单元叠置成两层时，在第1层的上部和第2层的下部相邻的第一水平垫板32和第二水平垫板34以可分离的结构接合。所述相邻的第一水平垫板32和第二水平垫板34可以以螺纹连接方式结合。即两个模块单元互相叠置接合时，将接合于上侧模块单元的柱子10及梁20的水平垫板中其下侧的第二水平垫板34与同下侧模块单元的柱子10及梁20接合的水平垫板中其上侧的第一水平垫板32用螺栓接合，从而构成两个模块单位叠置的建筑物。

在所述连接结构中，第一水平垫板32和第二水平垫板34可以有效地将梁20的负荷传递到柱子10上，而且垂直垫板36可以充分地对抗梁20的端部发生的剪切力。

如上所述，两个模块单元互相叠置时，柱子10端部的第一水平垫板32和第二水平垫板34可作为与相邻模块单元进行接合时的螺栓接合面。以这种方式，两个模块单元水平结合时，可以通过垂直垫板36来实现与相邻模块单元的接合。此时，可以将相邻垂直垫板36作为螺栓接合面来使用。

另外，在第1层柱子10的端部上结合支撑件40。所述支撑件40在第1层的柱子10与地面之间用于支撑叠置的模块单元。

图5是显示图3中相邻的长梁22和支撑垫板50的结合关系的立体图。

参照图5，多个由所述多个柱子10、连接部件30以及梁20组成的模块单元被叠置时，相邻的长梁22可通过支撑垫板50结合为一体。在安装支撑垫板50的长梁22的对应位置上形成有连接孔，并且用螺栓使相邻的长梁22通过支撑垫板50接合。

并且，在最下端的长梁22上结合辅助支撑件60。所述辅助支撑件60与支撑件40单独设置，所述辅助支撑件60结合到设置在第1层下部的最下端的长梁22与地面之间，从而使最下端长梁22的下垂达到最小化。所述辅助支撑件60与支撑件40可以是同样的形状。考虑到长梁22的下垂现象，最好是将所述辅助支撑件60的安装位置设在长梁22中央。

图6是显示本发明另一实施例的使用模块单元的建筑物结构的立体图，图7是显示本发明另一实施例的使用模块单元的建筑物结构相结合的立体图。

所述建筑物结构包括第一模块100和第二模块100-1。第一模块100包括第一底梁210，其构成以标准大小制造的用于组装式模块建筑物的第一模块100的四边形地面框架，并在该框架的宽度方向或者长度方向设置有第一地面面板211。

所述第一底梁210的角部上分别垂直地设置有决定建筑物高度的其他框架，即第一柱子220。

第一模块100包括第一顶梁230，其分别连接第一柱子220的上端，从而防止该第一柱子220的晃动，并用于形成天棚框架。而且第一模块100还包括延长模块300，该延长模块300包括在第一底梁210的端部延长地设置的第一连接梁310和在所述第一连接梁310的宽度方向或长度方向上设置的第一延长面板311。

在构成延长模块300时，组成相应天棚的框架的梁被去除，因此即使将相同形状的第一模块100叠置到所述模块上方，延长模块300的连接梁310与下部的延长模块300之间也不发生干扰，以此来形成空间部410。因此，通过所述空间部410可以容易设置建筑物所需的设备配管400。

以下例举设备配管400进行说明。由于本发明的建筑物结构形成有现有建筑物中没有的空间部410，可以把用于进水的进水管或者用于排水的排水管通过固定装置设置于顶梁230或者面板上。设置所述设备配管400的固定装置与现有技术相同，因此在这里省略其说明。

也就是说，在第一模块100上延长设置的延长模块300的第一延长面板311位于第一模块100上部时，位于上部的第一延长面板311可以同时充当位于下部的第一模块100的延长模块300的天棚。因此，可以减少现有技术中由顶梁和底梁组成的框架数量，可以提高经济效益。

第二模块100-1具有基本上与第一模块100相同的结构，包括第二底梁210-1，该第二底梁210-1用于构成建筑物的地面框架，第二地面面板211-1设置在第二底梁210-1上，以使第二模块100-1在水平方向上连接到所述延长模块300的端部。

在所述第二底梁210-1的角部上分别设置有与其垂直并连接的第二柱子220-1。

在所述第二柱子220-1上设置有为了连接其上端而设置的第二顶梁230-1。通过所述结构来形成的第二模块100-1与第一模块100相结合，从而来建造一建筑物。

而且，本发明可以通过将第一模块100和第二模块100-1在侧面方向上连接来建造多个建筑物。并且本发明还可以在由第一模块100和第二模块100-1组装构成的建筑物上部叠置同样的建筑物来完成一建筑物的建造。

另外，如图8所示，本发明还可以在以上述结构完成的模块化建筑物上部叠置模块化建筑物之后，在最上层的模块上部设置单独准备的顶棚结构物500，以此来完成模块化建筑物。而且，如图9所示，本发明又可以将建筑物模块的最上层模块的第一顶梁230制作成可形成倾斜面的倾斜状态，从而来形成一体式屋顶。另外，本发明在最上层的延长模块300的上部单独设置天棚，可作为中间走廊使用。本发明在完成所述第一模块100之间的结合后，通过常规的工程进行饰面施工，以此来完成模块建筑物的建造。