一种3D打印的装配式配筋混凝土构件及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111910756A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010605580.2B33Y10/00(2015.01)(22)申请日2020.06.29(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号申请人广东交通实业投资有限公司广州珠江建设发展有限公司(72)发明人甘振先张海燕成尚锋卜继斌(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍江裕强(51)Int.Cl.E04B1/20(2006.01)E04B2/00(2006.01)B33Y80/00(2015.01)权利要求书2页说明书9页附图9页(54)发明名称一种3D打印的装配式配筋混凝土构件及其制作方法(57)摘要一种3D打印的装配式配筋混凝土构件及其制作方法。构件包括：3D打印的混凝土外壳、3D打印的混凝土构件内部结构、纵向预留孔洞、纵向钢筋和箍筋；3D打印的混凝土外壳按照构件形状绕构件轴线打印；3D打印的混凝土构件内部结构打印于外壳内；纵向预留孔洞位于混凝土构件的内部结构中；纵向钢筋穿入预留孔洞，后期在孔洞中灌入灌浆料以固定纵筋；箍筋每隔固定打印层数，以平行打印平面的方向同轴心直接放置在打印混凝土的外壳部分上。该3D打印混凝土构件不需使用模板，能制作出传统施工难以实现的构件形式，可提高构件的设计自由度；该3D打印混凝土构件配筋模式与传统钢筋混凝土构件相似，可使用传统理论进行构件设计，且制作简便。CN111910756ACN111910756A权利要求书1/2页1.一种3D打印的装配式配筋混凝土构件，打印构件包括：3D打印的混凝土外壳、3D打印的混凝土构件内部结构、箍筋、纵向预留孔洞和纵筋；所述混凝土构件为柱、梁或剪力墙；所述3D打印的混凝土外壳按照构件形状绕构件轴线打印；所述3D打印的混凝土构件内部结构打印于3D打印的混凝土外壳内；所述箍筋每隔固定打印层数，以平行打印平面的方向同轴心直接放置在打印混凝土的外壳部分上；所述3D打印的混凝土构件内部结构上设有纵向预留孔洞；所述纵筋后期穿入预留孔洞中，并灌浆锚固。2.根据权利要求1所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：所述混凝土构件的截面形状为矩形、T形、箱形或者其他任何的实心或空心、规则或不规则形状，构件的截面形状和尺寸沿构件长度方向变化或不变化；所述3D打印的混凝土外壳和3D打印的混凝土构件内部结构，两者均由3D打印混凝土条带组成；所述的打印混凝土条带，条带宽度和厚度视3D打印机属性和构件要求而定。3.根据权利要求1所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：所述3D打印混凝土外壳的打印圈数为n(n≥2)，n根据打印条带宽度b、箍筋直径d和保护层厚度c要求确定，计算公式为n＝(2c+d)/2b+1/2，n向上取整；所述箍筋通过人工或机械每隔固定打印层数m，以平行打印平面的方向同轴心直接放置在打印混凝土外壳的最内圈上，m根据箍筋设计间距s和打印条带厚度h确定，计算公式为m＝s/h，m向下取整。4.根据权利要求1所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：3D打印的混凝土构件内部结构在除预留孔洞和设计空腔之外的位置应当完全填满，填满方式由打印程序和纵向预留孔洞的布置方式共同决定，包括打印条带沿高度方向平行填满、沿宽度方向平行填满、沿对角线方向平行填满或“回”字形填满；所述设计空腔的断面形状为圆形、环形、矩形、拱形任意规则或不规则形状。5.根据权利要求1所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：所述的纵向预留孔洞使用专门的3D打印建模软件控制打印程序在对混凝土构件内部结构进行打印时获得，纵向预留孔洞用于布置纵筋，即纵筋穿过所述纵向预留孔洞；所述纵筋在混凝土构件于施工现场完成吊装后穿入所述纵向预留孔洞；所述的纵向预留孔洞边长或直径大于纵筋直径至少2mm，但不应大于10mm；所述纵向预留孔洞穿入纵筋后再对预留孔洞进行灌浆。6.根据权利要求1所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，对于其中形状复杂或尺寸较大的构件，通过使用多种或多个上述3D打印构件在吊装现场进行组装获得；所述的多种或多个打印构件，其端面打印若干键齿或洞槽，通过钢筋、灌浆、键齿咬合或干连接方式连接。7.根据权利要求1所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：所述的3D打印的混凝土外壳、3D打印的混凝土构件内部结构中的3D打印混凝土应满足混凝土3D打印的基本要求，为普通混凝土、高强混凝土、地聚物混凝土、再生骨料混凝土或其它任何适合的混凝土。8.根据权利要求7所述的3D打印的装配式配筋混凝土构件，其特征在于：3D打印混凝土中还包括聚丙烯纤维、