3d打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種3D打印桁架空心樓板及其施工方法，其中3D打印桁架空心樓板包括：復(fù)數(shù)個(gè)具有空心桁架結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板單元，所述桁架結(jié)構(gòu)的兩端形成有加強(qiáng)腔體，所述加強(qiáng)腔體內(nèi)填充有混凝土；以及設(shè)于復(fù)數(shù)個(gè)所述預(yù)制樓板單元頂面的混凝土疊合層。將桁架體系應(yīng)用于樓板體系之中，且該桁架體系可以采用3D打印機(jī)整體打印成型，同時(shí)充分發(fā)揮了3D打印材料的性能，受力更合理，中空的桁架樓板自重更輕，所用材料更綠色環(huán)保；樓板成型過程中自動化程度高，不需要任何模板即可完成，工藝簡單、現(xiàn)場作業(yè)少、節(jié)省了大量的人工和材料，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生建筑垃圾。
【專利說明】
3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在所有的建筑結(jié)構(gòu)中，樓板是承擔(dān)功能荷載的主要構(gòu)件，是建筑物實(shí)現(xiàn)其建筑功能的核心，也是建筑物結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分，對結(jié)構(gòu)的整體性、舒適性均起著非常重要的作用。但是，現(xiàn)階段樓板絕大多數(shù)建筑采用鋼筋混凝土樓板，具有自重大、施工工藝復(fù)雜、現(xiàn)場作業(yè)多等缺點(diǎn)，同時(shí)存在開裂、漏水等質(zhì)量通病。隨著3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是3D打印技術(shù)建筑油墨的材料性能有了很大的提高，為3D打印技術(shù)在樓板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了可能。為解決鋼筋混凝土樓板，采用具有空心桁架結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板單元，但是采用空心的預(yù)制樓板單元又存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，解決采用空心預(yù)制樓板單元存在的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明公開了一種3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，包括:
[0005]復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置且具有空心桁架結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板單元，所述預(yù)制樓板單元采用3D打印技術(shù)制作而成，所述預(yù)制樓板單元的兩端形成有加強(qiáng)腔體；
[0006]埋設(shè)于所述預(yù)制樓板單元內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片；
[0007]埋設(shè)于所述預(yù)制樓板單元內(nèi)且位于所述加強(qiáng)腔體處的箍筋，所述箍筋和所述鋼筋網(wǎng)片間隔設(shè)置；
[0008]插設(shè)于所述加強(qiáng)墻體內(nèi)的縱筋，通過所述箍筋箍住所述縱筋；以及
[0009]澆筑于所述加強(qiáng)腔體內(nèi)的混凝土，通過所澆筑的混凝土錨固所述縱筋，形成了暗
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[0010]本發(fā)明3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述預(yù)制樓板單元包括:
[0011]相互平行設(shè)置的上翼緣板和下翼緣板；
[0012]設(shè)于所述上翼緣板和所述下翼緣板兩端的側(cè)板；以及
[0013]設(shè)于所述上翼緣板和所述下翼緣板之間的多道斜向桁架腹板；
[0014]其中:所述上翼緣板和所述下翼緣板之間由所述桁架腹板分隔形成多個(gè)桁架空腔。
[0015]本發(fā)明3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述上翼緣板的長度小于所述下翼緣板的長度，所述側(cè)板包括垂直連接于所述下翼緣板的垂直段和斜向連接于所述上翼緣板的斜向段。
[0016]本發(fā)明3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述桁架空腔的兩端設(shè)有封閉所述桁架空腔的分隔板。
[0017]本發(fā)明3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述預(yù)制樓板單元包括相互堆砌的多個(gè)砌體，所述砌體采用3D打印技術(shù)制作而成，所述砌體間埋設(shè)有所述鋼筋網(wǎng)片，所述砌體內(nèi)埋設(shè)有所述箍筋。
[0018]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果:
[0019]將桁架體系應(yīng)用于樓板體系之中，且該桁架體系可以采用3D打印機(jī)整體打印成型，同時(shí)充分發(fā)揮了3D打印材料的性能，受力更合理，中空的桁架樓板自重更輕，所用材料更綠色環(huán)保;樓板成型過程中自動化程度高，不需要任何模板即可完成，工藝簡單、現(xiàn)場作業(yè)少、節(jié)省了大量的人工和材料，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生建筑垃圾。在預(yù)制樓板單元的兩端形成暗梁結(jié)構(gòu)，能夠有效提高預(yù)制樓板單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以滿足施工中對樓板強(qiáng)度的要求。由于采用了3D打印技術(shù)一體成型，預(yù)制樓板單元的表面上形成連續(xù)的凹凸紋路，增加了預(yù)制樓板單元與加強(qiáng)腔體內(nèi)澆注的混凝土之間的連接強(qiáng)度，相比平滑的表面，增大了摩擦力，提高了結(jié)合強(qiáng)度，提高了樓板的荷載強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的不帶暗梁的預(yù)制樓板單元剖面圖；
[0022]圖3為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的一層砌體的施工示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的鋼筋的放置施工示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的再一層砌體的施工示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的帶暗梁的預(yù)制樓板單元剖面圖；
[0026]圖7為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的鋼筋網(wǎng)片構(gòu)造圖；以及
[0027]圖8為本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的拼接的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]本發(fā)明提供了一種3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，用于在3D打印的預(yù)制樓板單元上形成暗梁，以提高預(yù)制樓板單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，增大由預(yù)制樓板單元所形成的樓板的承重能力。參閱圖1和圖2，其中，圖1顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的不帶暗梁的預(yù)制樓板單元剖面圖。結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明3D打印桁架空心樓板包括:預(yù)制樓板單元1、暗梁2、以及疊合層3。
[0030]復(fù)數(shù)個(gè)具有空心桁架結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板單元I并排設(shè)置，預(yù)制樓板單元I包括:相互平行設(shè)置的上翼緣板11和下翼緣板12 ；設(shè)于上翼緣板11和下翼緣板12兩端的側(cè)板13;以及設(shè)于上翼緣板11和下翼緣板12之間的多道斜向桁架腹板14;其中:上翼緣板11和下翼緣板12之間由桁架腹板14分隔形成多個(gè)桁架空腔15，具有減輕自重的效果;在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，桁架腹板14與上翼緣板11成45度夾角。上翼緣板11的長度小于下翼緣板12的長度，側(cè)板13包括垂直連接于下翼緣板12的垂直段和斜向連接于上翼緣板11的斜向段。兩個(gè)相同的預(yù)制樓板單元I沿長度方向?qū)臃胖脮r(shí)形成一對接空間，用于樓板之間接縫混凝土的澆筑，增加整體性，防止漏水；
[0031]進(jìn)一步地，桁架空腔15的兩端設(shè)有封閉桁架空腔15的分隔板。
[0032]參閱圖3，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的一層砌體的施工示意圖；參閱圖4，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的鋼筋的放置施工示意圖；參閱圖5，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的再一層砌體的施工示意圖；以及參閱圖7，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的暗梁鋼筋網(wǎng)片構(gòu)造圖。結(jié)合圖3、圖4、圖5和圖7所示，預(yù)制樓板單元I還包括:間隔設(shè)置的鋼筋網(wǎng)片24。
[0033]參閱圖6，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的帶暗梁的預(yù)制樓板單元剖面構(gòu)造圖。結(jié)合圖6所示，預(yù)制樓板單元I的兩端形成有加強(qiáng)腔體，加強(qiáng)腔體內(nèi)填充有混凝土，形成暗梁2，預(yù)制樓板單元I的內(nèi)部設(shè)有桁架空腔15，樓板的所有荷載由預(yù)制樓板單元I傳遞到暗梁2上，均由暗梁2承擔(dān)，通過暗梁2增加預(yù)制樓板單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得樓板的承重能力增大。暗梁2還包括縱筋22，沿著3D打印桁架空心樓板的長度方向插設(shè)于暗梁2的加強(qiáng)腔體內(nèi)，箍筋21箍設(shè)于縱筋22的外圍。在本實(shí)施例中，一個(gè)暗梁2中設(shè)置了五個(gè)縱筋22，優(yōu)選地，五個(gè)縱筋22分別插設(shè)在加強(qiáng)腔體，用箍筋21圈住縱筋22，形成六邊形，但并不以此為限，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)加強(qiáng)腔體的尺寸，縱筋的數(shù)量、尺寸及其設(shè)置方式也可作相應(yīng)的改變。
[0034]參閱圖8，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的拼接的剖面圖。結(jié)合圖1所示，復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)制樓板單元I并排設(shè)置，于預(yù)制樓板單元I頂面的澆筑混凝土疊合層3。
[0035]本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的施工方法包括:采用3D打印技術(shù)制作預(yù)制樓板單元I，預(yù)制樓板單元I的兩端形成加強(qiáng)腔體;于加強(qiáng)腔體插設(shè)鋼筋并澆筑混凝土，形成暗梁2;將復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)制樓板單元I并排地鋪設(shè)于待形成的樓板處，于預(yù)制樓板單元I的上表面澆筑混凝土，形成樓板。
[0036]參閱圖2，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元剖面圖。進(jìn)一步地，預(yù)制樓板單元I包括:相互平行設(shè)置的上翼緣板11和下翼緣板12;設(shè)于上翼緣板11和下翼緣板12兩端的側(cè)板13，進(jìn)一步地，將上翼緣板11的長度設(shè)成小于下翼緣板12的長度，將側(cè)板13分成垂直連接于下翼緣板12的垂直段和斜向連接于上翼緣板11的斜向段，兩個(gè)相同的預(yù)制樓板單元I沿長度方向?qū)臃胖脮r(shí)形成一對接空間，方便樓板之間接縫混凝土的澆筑，增加整體性，防止漏水；以及設(shè)于上翼緣板11和下翼緣板12之間的多道斜向桁架腹板14，其中:上翼緣板11和下翼緣板12之間由桁架腹板14分隔形成多個(gè)桁架空腔15，具有減輕自重的效果;在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，桁架腹板14與上翼緣板11成45度夾角。
[0037]參閱圖3至圖5，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元的砌體結(jié)構(gòu)的施工示意圖。結(jié)合圖2至圖5所示，預(yù)制樓板單元I包括多個(gè)相互疊設(shè)的砌體結(jié)構(gòu)111，砌體結(jié)構(gòu)111采用3D打印成型，且每層砌體結(jié)構(gòu)111的形狀適配于預(yù)制樓板單元I。
[0038]采用3D打印技術(shù)制作預(yù)制樓板單元I，包括:
[0039]a、如圖3所示，采用3D打印技術(shù)制作形狀適配于預(yù)制樓板單元I的一層砌體111至預(yù)埋標(biāo)高處；
[0040]b、如圖4所示，于該層砌體111的頂部設(shè)置鋼筋網(wǎng)片24，鋼筋網(wǎng)片24的形狀適配于預(yù)制樓板單元I;
[0041 ] c、如圖5所示，采用3D打印技術(shù)于該層砌體111的頂部再制作一層砌體；
[0042]d、重復(fù)步驟b、c，至預(yù)制樓板單元I的設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成預(yù)制樓板單元I的制作。
[0043]進(jìn)一步地，采用3D打印技術(shù)制作預(yù)制樓板單元I時(shí)，于第一層砌體的底面和最后一層砌體的頂面制作封閉桁架空腔15的分隔板。
[0044]參閱圖6，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的暗梁構(gòu)造圖。結(jié)合圖6所示，于預(yù)制樓板單元I的兩端側(cè)形成有加強(qiáng)腔體，于加強(qiáng)腔體內(nèi)插設(shè)鋼筋并澆筑混凝土形成暗梁2。30打印桁架空心樓板的所有荷載由預(yù)制樓板單元I傳遞到暗梁2上，均由暗梁2承擔(dān)。通過暗梁2增加空心預(yù)制樓板單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得樓板的承重能力增大。
[0045]暗梁2的施工方法包括:由上翼緣板11、下翼緣板12、側(cè)板13和桁架腹板14圍合形成加強(qiáng)腔體，加強(qiáng)腔體在預(yù)制樓板單元I的兩端;于加強(qiáng)腔體內(nèi)插設(shè)鋼筋；以及于加強(qiáng)腔體內(nèi)澆筑混凝土 23。進(jìn)一步地，縱筋22沿著3D打印預(yù)制樓板單元空心樓板的插設(shè)于加強(qiáng)腔體內(nèi)，在縱筋22的外圍設(shè)有箍筋21，箍筋21箍住縱筋22，然后在加強(qiáng)腔體灌注混凝土 23，使得縱筋22和箍筋21在加強(qiáng)腔體內(nèi)錨固形成暗梁2。在本實(shí)施例中，一個(gè)暗梁2中設(shè)置了五個(gè)縱筋22，優(yōu)選地，五個(gè)縱筋22分別插設(shè)在加強(qiáng)腔體的角，用箍筋21圈住縱筋22，形成六邊形，但并不以此為限，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)加強(qiáng)腔體的尺寸，縱筋的數(shù)量、尺寸及其設(shè)置方式也可作相應(yīng)的改變。
[0046]參閱圖7，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的暗梁鋼筋網(wǎng)片構(gòu)造圖。結(jié)合圖7所示，鋼筋網(wǎng)片24設(shè)于預(yù)制樓板單元I內(nèi)，且垂直暗梁2的方向，鋼筋網(wǎng)片24與暗梁2的箍筋21間隔設(shè)置。具體地，結(jié)合圖3至圖5，預(yù)制樓板單元I的砌體和鋼筋的施工方式，先打印一層砌體結(jié)構(gòu)111，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)片24，鋼筋網(wǎng)片24在打印過程中分層間隔擺放，接著再打印一層砌體結(jié)構(gòu)111，重復(fù)直到達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)高。
[0047]參閱圖8，顯示了本發(fā)明3D打印桁架空心樓板的拼接的剖面圖。將復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)制樓板單元I并排地鋪設(shè)于待形成的樓板處，側(cè)板13對接，形成對接槽，現(xiàn)場對接安裝完成后，在復(fù)數(shù)個(gè)鋪設(shè)排列的3D打印桁架空心樓板的預(yù)制樓板單元I上翼緣板11上表面澆筑鋼筋混凝土以形成混凝土疊合層3，使得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)制樓板單元I形成完整可靠的樓板體系。
[0048]進(jìn)一步地，預(yù)制樓板單元I的表面形成有凹凸紋路，通過凹凸紋路增加預(yù)制樓板單元I與加強(qiáng)腔體內(nèi)的混凝土之間的連接強(qiáng)度，相比平滑的內(nèi)表面，增大了摩擦力，提高了結(jié)合強(qiáng)度，避免了脫殼現(xiàn)象。
[0049]本發(fā)明3D打印桁架空心樓板及其施工方法的有益效果為:將桁架體系應(yīng)用于樓板體系之中，且該桁架體系可以采用3D打印機(jī)整體打印成型，同時(shí)充分發(fā)揮了3D打印材料的性能，受力更合理，中空的預(yù)制樓板單元樓板自重更輕，所用材料更綠色環(huán)保;樓板成型過程中自動化程度高，不需要任何模板即可完成，工藝簡單、現(xiàn)場作業(yè)少、節(jié)省了大量的人工和材料，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生建筑垃圾；由于采用了3D打印技術(shù)一體成型，預(yù)制樓板單元的表面上形成連續(xù)的凹凸紋路，增加了預(yù)制樓板單元與加強(qiáng)腔體內(nèi)澆注的混凝土之間的連接強(qiáng)度，相比平滑的表面，增大了摩擦力，提高了結(jié)合強(qiáng)度，提高了樓板的荷載強(qiáng)度。
[0050]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置且具有空心桁架結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板單元，所述預(yù)制樓板單元采用3D打印技術(shù)制作而成，所述預(yù)制樓板單元的兩端形成有加強(qiáng)腔體； 埋設(shè)于所述預(yù)制樓板單元內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片； 埋設(shè)于所述預(yù)制樓板單元內(nèi)且位于所述加強(qiáng)腔體處的箍筋，所述箍筋和所述鋼筋網(wǎng)片間隔設(shè)置； 插設(shè)于所述加強(qiáng)墻體內(nèi)的縱筋，通過所述箍筋箍住所述縱筋；以及 澆筑于所述加強(qiáng)腔體內(nèi)的混凝土，通過所澆筑的混凝土錨固所述縱筋，形成了暗梁。2.如權(quán)利要求1所述的3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)制樓板單元包括: 相互平行設(shè)置的上翼緣板和下翼緣板； 設(shè)于所述上翼緣板和所述下翼緣板兩端的側(cè)板；以及 設(shè)于所述上翼緣板和所述下翼緣板之間的多道斜向桁架腹板； 其中:所述上翼緣板和所述下翼緣板之間由所述桁架腹板分隔形成多個(gè)桁架空腔。3.如權(quán)利要求2所述的3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上翼緣板的長度小于所述下翼緣板的長度，所述側(cè)板包括垂直連接于所述下翼緣板的垂直段和斜向連接于所述上翼緣板的斜向段。4.如權(quán)利要求2所述的3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述桁架空腔的兩端設(shè)有封閉所述桁架空腔的分隔板。5.如權(quán)利要求1所述的3D打印桁架空心樓板中暗梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)制樓板單元包括相互堆砌的多個(gè)砌體，所述砌體采用3D打印技術(shù)制作而成，所述砌體間埋設(shè)有所述鋼筋網(wǎng)片，所述砌體內(nèi)埋設(shè)有所述箍筋。
【文檔編號】E04B5/17GK105863138SQ201610397868
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月23日
【發(fā)明人】馬榮全, 苗冬梅, 孫學(xué)鋒, 葛杰
【申請人】中國建筑第八工程局有限公司