【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及装配式混凝土建筑先进建造领域，尤其涉及用于多层及高层模块组合建筑中的竖向插槽连接混凝土模块、包括该模块的模块组合建筑，以及该模块组合建筑的竖向插槽连接建造方法。
技术介绍
1、模块组合建筑是利用若干个三维箱式模块拼装而成的建筑。模块在工厂中生产、养护，并完成包括结构、水电、装修等在内的多种施工作业。这样的模块被运输到施工工地，通过现场吊装拼接成整体。模块组合建筑具有诸多优势，包括施工速度快、建筑质量高、建筑成本降低，以及施工过程污染和碳排放减少等，因此是一种安全、高效、经济且环保的现代建筑方式。
2、以混凝土为主要制作材料的混凝土模块组合建筑模块是目前在工程中广泛应用的模块类型之一。相比于钢结构模块，混凝土模块的优势在于较低的建筑成本、良好的耐火和耐腐蚀性能，以及优异的隔声和隔热性能，因此更多应用于住宅建筑。相比于整体浇筑混凝土建筑，混凝土模块组合建筑的最大不同在于模块之间的连接，尤其是模块之间的竖向连接，其连接的有效性和稳定性直接关系到混凝土模块组合建筑包括竖向和侧向承载能力和变形能力在内的整体性能。与传统装配式混凝土建筑的连接不同，模块组合建筑的竖向连接存在两大主要技术挑战，一是由于模块内部固定的内饰装修使得无法在不破坏模块内部装修内饰的前提下从模块内部进行施工作业，二是由于模块的拼装通常逐层完成，相邻模块之间存在施工作业面的减少，这使得新模块拼装通常只能在模块的外侧面和或者顶面进行施工作业。因此，目前关于混凝土模块建筑竖向连接的主要形式就是侧向灌浆连接和顶部灌浆连接两种，它们均依靠其中一个模块伸出
3、相比之下，顶面作业进行竖向连接具有更大的优势，能进一步方便施工、加快连接速度，并缩短施工周期，但这也对模块的竖向连接方式提出了更高的要求。目前针对顶部灌浆竖向连接的研究较少，一般需要针对每个伸出的预埋钢筋设置相应的套筒和灌浆孔道进行连接，这对模块预埋钢筋位置和套筒位置的精度要求很高，同时也大大增加了施工的连接难度。因此，开发出施工更便捷、连接更高效的混凝土模块顶部灌浆竖向连接方式及建造方法，具有重要的工程实践价值。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种用于模块组合建筑的混凝土模块，其采用竖向插槽式模块连接，至少能解决上述部分技术问题。
2、本专利技术还旨在提供一种应用上述改进的混凝土模块的模块组合建筑。
3、本专利技术还旨在提供一种上述模块组合建筑的竖向插槽连接建造方法。
4、根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于模块组合建筑的竖向插槽连接混凝土模块，所述混凝土模块包括构造为结构性连接墙体的第一墙体，所述第一墙体具有相对的顶面和底面，并具有在顶面与底面之间延伸的竖向和垂直于所述竖向的横向，其中，在所述第一墙体内形成有沿所述竖向贯通第一墙体的连接通道，所述连接通道具有靠近第一墙体的顶面的第一部段和靠近第一墙体的底面的第二部段，其中所述第二部段的横向尺寸大于所述第一部段的横向尺寸；所述混凝土模块还包括在所述第一墙体内沿横向排布的多个连接件，每个连接件沿竖向延伸且与所述连接通道的第一部段在横向上间隔开，其中所述多个连接件中的至少一部分具有从所述第一墙体的顶面伸出的第一接头段，且所述多个连接件的至少一部分还具有插入所述连接通道的第二部段的第二接头段，其中所述多个连接件的横向排布范围未超出所述连接通道的第二部段的横向尺寸。
5、根据本方案提供的混凝土模块，尤其适用于多层和高层混凝土模块组合建筑。该混凝土模块利用竖向连接件和局部横向尺寸扩大的连接通道形成了上下混凝土模块之间的插槽式连接。具体来说，一部分或全部竖向连接件的顶端从墙体的顶面伸出，且另一部分或全部竖向连接件的底端伸入连接通道的横向尺寸扩大的部段中，该横向尺寸扩大的部段构造成连接通道的连接槽，使得上下两个混凝土模块连接时，上部模块的连接件的底端和下部模块的连接件的顶端都插入同一连接通道的连接槽中。这种插槽式模块连接具有诸多优势，包括：
6、1、竖向连接可以全部采用顶部灌注连接材料的浆液，避免了在模块连接中设置侧向灌浆的作业面。灌浆口分布较为集中且尺寸较大，不仅减小了施工难度，还可以进一步降低灌浆材料的造价。例如，可以使灌浆口沿第一墙体的横向排布，平均间隔1.5米-2米，这样单个混凝土模块一般只需要2-3个灌浆口即可。此外，单个灌浆口的长度方向可以是100毫米-150毫米，宽度为40毫米-60毫米，这样可以允许向灌浆口内填入带细骨料甚至粗骨料的浆料，大幅度降低灌浆材料的造价。
7、2、相比既有连接方法需要针对每个连接件进行定位校准，本专利技术的竖向连接对于连接件和连接槽的尺寸和位置有更大的容许误差，可大幅降低连接难度。
8、3、本专利技术的竖向连接在连接件的连接位置无需预埋额外的辅助连接装置，仅需在浇筑模块时预留出相应的连接通道的连接槽。
9、由此可以看出，本专利技术的竖向连接创新性地解决模块组合建筑中模块之间连接复杂及缓慢的难题，降低了施工难度，并提升了施工效率。
10、在一些实施例中，所述连接通道的第二部段的横向尺寸沿从所述第一墙体的底面到顶面的方向是渐缩的。
11、在一些实施例中，所述连接通道的第二部段具有靠近所述第一墙体的底面的第一渐缩段和连接在所述第一渐缩段与所述第一部段之间的第二渐缩段，其中所述第一渐缩段的横向尺寸大于所述第二渐缩段的横向尺寸。
12、在一些实施例中，所述多个连接件包括第一连接件，所述第一连接件的上端从所述第一墙体的顶面伸出以构造出所述第一接头段。
13、在一些实施例中，所述多个连接件包括与所述第一连接件在横向上相间隔的第二连接件，所述第二连接件的下端插入所述连接通道的第二部段以构造出所述第二接头段。
14、在一些实施例中，所述第一连接件与所述第二连接件沿所述第一墙体的横向交替布置。
15、在一些实施例中，所述第一连接件的下端和所述第二连接件的上端均埋入所述第一墙体，并且所述第一连接件的下端和所述第二连接件的上端在所述第一墙体的横向上重叠。
16、在一些实施例中，所述多个连接件中的每个连接件的上端从所述第一墙体的顶面伸出以构造出所述第一接头段，且每个连接件的下端插入所述连接通道的第二部段以构造出所述第二接头段。
17、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种模块组合建筑，包括竖向连接在一起的混凝土模块，其中，所述混凝土模块为前述的混凝土模块，其中位于下方的混凝土模块的连接件的第一接头段插入位于上方的混凝土模块的连接通道的第二部段中，该插入的第一接头段与上方的混凝土模块的原本就插入连接通道的第二部段中的第二接头段沿第一墙体的横向交替布置，所述连接通道中填充有可凝固的连接材料。
18、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种模块组合建筑的竖向插槽连接建造方法，其中，所述模块组合建筑为前述的模块组合建筑，所述建造方法包括：提供多个混凝土模块；将所述多个混凝土模块中的至少一个安装就位，形成下部模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于模块组合建筑的竖向插槽连接混凝土模块，所述混凝土模块(1)包括构造为结构性连接墙体的第一墙体(11)，所述第一墙体(11)具有相对的顶面(112)和底面(113)，并具有在顶面(112)与底面(113)之间延伸的竖向(X)和垂直于所述竖向(X)的横向(Y)，
2.根据权利要求1所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述连接通道(2)的第二部段(22)的横向尺寸沿从所述第一墙体(11)的底面(113)到顶面(112)的方向是渐缩的。
3.根据权利要求2所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述连接通道(2)的第二部段(22)具有靠近所述第一墙体(11)的底面(113)的第一渐缩段(221)和连接在所述第一渐缩段(221)与所述第一部段(21)之间的第二渐缩段(222)，其中所述第一渐缩段(221)的横向尺寸大于所述第二渐缩段(222)的横向尺寸。
4.根据权利要求1所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述多个连接件包括第一连接件(3)，所述第一连接件(3)的上端从所述第一墙体(11)的顶面(112)伸出以构造出所述第一接
5.根据权利要求4所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述多个连接件包括与所述第一连接件(3)在横向上相间隔的第二连接件(4)，所述第二连接件(4)的下端插入所述连接通道(2)的第二部段(22)以构造出所述第二接头段(42)。
6.根据权利要求5所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述第一连接件(3)与所述第二连接件(4)沿所述第一墙体(11)的横向(Y)交替布置。
7.根据权利要求6所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述第一连接件(3)的下端和所述第二连接件(4)的上端均埋入所述第一墙体(11)，并且所述第一连接件(3)的下端和所述第二连接件(4)的上端在所述第一墙体(11)的横向上重叠。
8.根据权利要求1所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述多个连接件中的每个连接件的上端从所述第一墙体(11)的顶面(112)伸出以构造出所述第一接头段(32)，且每个连接件的下端插入所述连接通道(2)的第二部段(22)以构造出所述第二接头段(42)。
9.一种模块组合建筑，包括竖向连接在一起的混凝土模块，其特征在于，所述混凝土模块为权利要求1至8中任一项所述的混凝土模块(1)，其中位于下方的混凝土模块(1)的连接件的第一接头段(32)插入位于上方的混凝土模块(1)的连接通道(2)的第二部段(22)中，该插入的第一接头段(32)与上方的混凝土模块(1)的原本就插入连接通道(2)的第二部段(22)中的第二接头段(42)沿第一墙体(11)的横向交替布置，所述连接通道(2)中填充有可凝固的连接材料(5)。
10.一种模块组合建筑的竖向插槽连接建造方法，其特征在于，所述模块组合建筑为权利要求9所述的模块组合建筑，所述建造方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于模块组合建筑的竖向插槽连接混凝土模块，所述混凝土模块(1)包括构造为结构性连接墙体的第一墙体(11)，所述第一墙体(11)具有相对的顶面(112)和底面(113)，并具有在顶面(112)与底面(113)之间延伸的竖向(x)和垂直于所述竖向(x)的横向(y)，
2.根据权利要求1所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述连接通道(2)的第二部段(22)的横向尺寸沿从所述第一墙体(11)的底面(113)到顶面(112)的方向是渐缩的。
3.根据权利要求2所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述连接通道(2)的第二部段(22)具有靠近所述第一墙体(11)的底面(113)的第一渐缩段(221)和连接在所述第一渐缩段(221)与所述第一部段(21)之间的第二渐缩段(222)，其中所述第一渐缩段(221)的横向尺寸大于所述第二渐缩段(222)的横向尺寸。
4.根据权利要求1所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述多个连接件包括第一连接件(3)，所述第一连接件(3)的上端从所述第一墙体(11)的顶面(112)伸出以构造出所述第一接头段(32)。
5.根据权利要求4所述的竖向插槽连接混凝土模块，其特征在于，所述多个连接件包括与所述第一连接件(3)在横向上相间隔的第二连接件(4)，所述第二连接件(4)的下端插入所述连接通道(2)的第二部段(22)以构造出所述第二接头段(42)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘巍，刘桐旭，张扬，陈思威，石俊阳，李扬，
申请(专利权)人：香港大学，
类型：发明
国别省市：
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