[發(fā)明專利]一種混凝土3D打印建筑結(jié)構(gòu)及其建造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810032359.5
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108312291A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武雷
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發(fā)明公開了一種混凝土3D打印建筑結(jié)構(gòu)及其建造方法，其建筑結(jié)構(gòu)形式為墻板結(jié)構(gòu)，建造方法包括以下步驟：S1)：混凝土3D打印素混凝土墊層；S2)：墊層上設(shè)置條形基礎(chǔ)，采用混凝土3D打印方式逐層疊加，水平向鋪設(shè)水平桁架鋼筋網(wǎng)片；S3)：在條形基礎(chǔ)上打印墻體，間隔鋪設(shè)水平桁架鋼筋網(wǎng)片；S4)：墻體高度打印到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，插豎向鋼筋籠，對預(yù)留的鋼筋籠芯柱進(jìn)行混凝土澆筑；S5)：在混凝土3D打印的墻體間設(shè)置樓板；S6)：以上各層重復(fù)步驟S3?S5即可。通過在混凝土3D打印層疊的過程中鋪設(shè)水平桁架筋以及墻體內(nèi)插裝豎向鋼筋籠形成芯柱，突破了以往建筑領(lǐng)域混凝土3D打印無法配置鋼筋或者局限于輪廓工藝，為建筑領(lǐng)域的3D打印提供了一種全新的思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利屬于建筑工程3D打印技術(shù)領(lǐng)域范疇，具體涉及一種混凝土3D打印建筑結(jié)構(gòu)及其建造方法，可廣泛應(yīng)用于24m以下的多層建筑結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆混凝土施工，首先進(jìn)行鋼筋綁扎，然后采用模板進(jìn)行模板支護(hù)，最后進(jìn)行現(xiàn)場澆筑成型，需要施工工人多，建筑成本高，施工工期長，不符合建筑工業(yè)化的要求。

另一方面，目前3D打印建筑技術(shù)僅限于采用混凝土3D打印外殼模板，然后添加單向的鋼筋，未能更大限度的利用混凝土3D打印的優(yōu)勢，且對結(jié)構(gòu)的安全未形成有效的保證。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種混凝土3D打印建筑結(jié)構(gòu)及其建方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)建筑工程領(lǐng)域中24m以下多層建筑結(jié)構(gòu)的混凝土3D打印，并在結(jié)構(gòu)內(nèi)布置橫向和縱向的鋼筋，提高結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)性能，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程領(lǐng)域中多層建筑結(jié)構(gòu)得建造工業(yè)化。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種混凝土3D打印建筑結(jié)構(gòu)及其建造方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1)：混凝土3D打印設(shè)計(jì)要求厚度的素混凝土墊層；

S2)：墊層上設(shè)置條形基礎(chǔ)，采用混凝土3D打印方式逐層疊加，水平向鋪設(shè)水平桁架鋼筋網(wǎng)片；

S3)：條形基礎(chǔ)上設(shè)置墻體，采用混凝土3D打印的方式逐層疊加打印，豎向相隔一定的尺寸鋪設(shè)水平桁架鋼筋網(wǎng)片；

S4)：墻體高度打印到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層時(shí)，插豎向鋼筋籠，鋼筋籠直通條形基礎(chǔ)底，并伸出標(biāo)準(zhǔn)層一定長度，用來與上層鋼筋籠進(jìn)行搭接，然后對預(yù)留的鋼筋籠芯柱進(jìn)行混凝土澆筑；

S5)：在混凝土3D打印的墻體上放置疊合板，疊合板上放置水平桁架鋼筋網(wǎng)片，疊合板上采用混凝土3D打印的方式填充至設(shè)計(jì)板厚；

S6)：以上各層重復(fù)步驟S3-S5即可。

本發(fā)明所述混凝土為商品混凝土，墊層厚度按設(shè)計(jì)要求來澆筑。

本發(fā)明所述條形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)樣式按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行逐層打印，在打印完成兩層時(shí)，鋪設(shè)最底層水平桁架鋼筋網(wǎng)片，以上水平桁架鋼筋網(wǎng)片的放置按條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放置。

本發(fā)明所述水平桁架鋼筋網(wǎng)片如圖三所示，中間預(yù)留方孔，方孔的尺寸按設(shè)計(jì)要求確定，方孔用來豎向鋼筋籠的插入，形成芯柱。

本發(fā)明所述豎向鋼筋籠如圖4所示，其尺寸收到水平桁架鋼筋網(wǎng)片預(yù)留方孔的約束，且長度大于標(biāo)準(zhǔn)層高度，用以上下層墻體鋼筋籠的搭接。

本發(fā)明所述墻體內(nèi)形成的芯柱用采用現(xiàn)澆混凝土填充。

本發(fā)明所述疊合板為常見規(guī)格的預(yù)制疊合板。

本發(fā)明所述的混凝土3D打印建筑結(jié)構(gòu)，適用于多層建筑，即24m以下的建筑結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：