CN104153493A - 基于3d打印的混凝土剪力墙结构及其施工方法 - Google Patents

基于3d打印的混凝土剪力墙结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于3D打印的混凝土剪力墙结构及其施工方法，所述施工方法包括以下步骤：a、采用3D打印制作第一层预制混凝土外壳；b、于第一层预制混凝土外壳的顶部设置第一层拉结筋和/或水平筋；c、于第一层外壳的顶部制作第二层外壳，使拉结筋和/或水平筋的两端分别埋设于预制混凝土外壳内；d、于第二层预制混凝土外壳的顶部设置第二层拉结筋和/或水平筋，重复步骤c，直至完成预制混凝土外壳至设计标高，浇筑混凝土。通过在预制混凝土外壳的内墙面和外墙面之间预制拉结筋，防止涨模，并且将剪力墙的水平筋也预埋于预制混凝土外壳之间，避免水平筋后安装时带来的施工不便，简化施工。

Description

基于3D打印的混凝土剪力墙结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种剪力墙，尤其涉及一种基于3D打印的混凝土剪力墙结构及其施工方法。
背景技术
传统的剪力墙施工采用现浇混凝土施工，首先绑扎剪力墙钢筋笼，包括剪力墙水平筋和剪力墙竖筋，钢筋笼绑扎完成后，在钢筋笼两侧安装剪力墙模板，并将两侧的模板采用穿设拉结筋的方式进行对拉拉结，以防止后期混凝土浇筑过程中发生涨模，最后于模板内浇筑剪力墙混凝土，待混凝土终凝后拆除模板，完成施工。
传统的现浇混凝土剪力墙施工工序繁杂，且无法适应于装配式的钢筋砼结构，适用范围小，不利于建筑结构的发展。
装配式钢筋砼结构是建筑结构发展的一个重要方向，有利于建筑工业化的发展、提高生产效率节约能源以及发展绿色环保建筑。有一种较好的装配式钢筋砼结构是采用外壳预制核心现浇筑的装配式钢筋砼结构，其将装配式钢筋砼结构的梁、柱构件的混凝土保护层连同箍筋预制，形成口形预制混凝土外壳；外壳装配定位并配置主筋后，于外壳内浇筑核心部分混凝土，这样既方便施工又节约模板，有利于建筑工业化。
但是，这种装配式钢筋混凝土结构由于无法安装拉结筋，无法适用于剪力墙的施工，因此，很有必要提出一种如何在预制混凝土外壳内安装拉结筋来防止浇筑混凝土时发生的涨模问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够防止涨模的基于3D打印的混凝土剪力墙结构及其施工方法，在保证质量和安全的前提下节省了材料、人力、时间成本等，符合绿色施工要求。
为实现上述技术效果，本发明公开了一种基于3D打印的混凝土剪力墙的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
a、采用3D打印技术制作第一层形状适配于所述剪力墙的预制混凝土外壳，所述预制混凝土外壳包括一内墙面、一外墙面和设于所述内墙面与所述外墙面两侧的两侧墙面；
b、于所述第一层预制混凝土外壳的顶部设置第一层拉结筋和/或水平筋；
c、采用3D打印技术于所述第一层预制混凝土外壳的顶部制作第二层预制混凝土外壳，使所述第一层拉结筋和/或水平筋的两端分别埋设于所述第一层预制混凝土外壳与所述第二层预制混凝土外壳的连接处；
d、重复步骤b、c，直至完成所有层所述预制混凝土外壳至设计标高；
e、于所述预制混凝土外壳内插设竖筋，所述竖筋绑扎于所述水平筋和/或所述拉结筋上；
f、于所述预制混凝土外壳内浇筑混凝土，完成所述剪力墙施工；
其中，至少一层所述预制混凝土外壳的顶部设有所述拉结筋，并且所述拉结筋的两端分别设于所述内墙面与所述外墙面的顶部。
所述施工方法进一步的改进在于，所述拉结筋的两端向上或向下弯折。
所述施工方法进一步的改进在于，所述预制混凝土外壳的表面形成有凹凸纹路。
本发明还公开了一种基于3D打印的混凝土剪力墙结构，所述剪力墙结构包括3D打印成型的预制混凝土外壳、两端分别埋设于所述预制混凝土外壳内水平筋、竖向绑扎于所述水平筋上的竖筋及浇筑于所述预制混凝土外壳内的混凝土，所述预制混凝土外壳包括形状适配于所述剪力墙的一内墙面、一外墙面和设于所述内墙面与所述外墙面两侧的两侧墙面，所述内墙面与所述外墙面之间连接有多道拉结筋，所述拉结筋的两端分别埋设于所述内墙面与所述外墙面内。
所述混凝土剪力墙结构进一步的改进在于，所述拉结筋的两端向上或向下弯折。
所述混凝土剪力墙结构进一步的改进在于，所述水平筋平行于所述内墙面与所述外墙面，所述水平筋的两端分别埋设于所述两侧墙面内，所述竖筋竖向插设于所述预制混凝土外壳内，并绑扎于所述水平筋的内侧。
所述混凝土剪力墙结构进一步的改进在于，所述预制混凝土外壳的表面形成有凹凸纹路。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
通过采用基于3D打印的钢筋砼结构的施工，取代原来的模板浇注施工，以3D打印技术一体成型的预制混凝土外壳，如剪力墙的内墙面和外墙面，不仅可以作为剪力墙的模板，其本身也能作为剪力墙的一部分，因此，避免了在剪力墙混凝土浇筑后，拆除模板的施工，节省了施工工序，节省了模板，有利于建筑工业化。
通过在制作预制剪力墙内墙面和外墙面时，在内墙面和外墙面之间设置拉结筋，防止混凝土浇筑时发生涨模，并且将剪力墙的水平筋也预埋于内墙面与外墙面之间，避免水平筋后安装所带来的施工不便，简化施工。
通过采用3D打印技术一体成型预制混凝土外壳，在预制混凝土外壳的内表面上形成连续的凹凸纹路，增加了预制混凝土外壳的内表面与其内注混凝土之间的接触面，相比平滑的内表面，增大了摩擦力，提高了结合强度，避免了脱壳现象。
附图说明
图1是本发明基于3D打印的混凝土剪力墙结构的立面结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是本发明第一层预制混凝土外壳的施工示意图。
图4是本发明第一层拉结筋的施工示意图。
图5是本发明第二层预制混凝土外壳的施工示意图。
图6是本发明第一层水平筋的施工示意图。
图7是本发明第三层预制混凝土外壳的施工示意图。
图8是本发明预制混凝土外壳施工完成后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
首先参阅图1所示，本发明的一种基于3D打印的混凝土剪力墙结构主要由预制混凝土外壳11、剪力墙拉结筋12、剪力墙水平筋13、剪力墙竖筋14，以及浇筑于预制混凝土外壳11内的混凝土构成。配合图2所示，预制混凝土外壳11的形状适配于剪力墙，包括采用3D打印一体成型的一内墙面111、一外墙面112及设于内墙面111与外墙面112两侧的两侧墙面113，预制混凝土外壳11的内墙面111、外墙面112及两端面113采用3D打印技术制作成型，在预制混凝土外壳11的表面形成有凹凸纹路15，增加了预制混凝土外壳11的内表面与其内注混凝土之间的接触面，相比平滑的内表面，增大了摩擦力，提高了结合强度，避免了脱壳现象。水平筋13平行于内墙面111与外墙面112，水平筋13的两端分别埋设于两侧墙面113内，竖筋14竖向插设于预制混凝土外壳11内，并绑扎于水平筋13的内侧。拉结筋12的两端分别埋设于内墙面111与外墙面112内，并且拉结筋12的两端向上或向下弯折，用来拉结两侧的内墙面111与外墙面112。通过在制作剪力墙的预制混凝土外壳11时，在预制混凝土外壳11的内墙面111和外墙面112之间设置拉结筋12，来防止混凝土浇筑时发生涨模问题。在制作剪力墙的预制混凝土外壳11时，将剪力墙的水平筋13预先埋设于预制混凝土外壳11的侧墙面113内，可以避免水平筋13后安装时带来的施工不便，简化施工。竖筋14直接竖向插设于内墙面111与外墙面112之间，并与预埋于内墙面111和外墙面112间的水平筋13和拉结筋12相互绑扎固定。采用基于3D打印的钢筋砼结构的施工，取代原来的模板浇注施工，以3D打印技术一体成型的预制混凝土外壳不仅可以作为剪力墙的模板，其本身也能作为剪力墙的一部分，因此，避免了在剪力墙混凝土浇筑后，拆除模板的施工，节省了施工工序，节省了模板，有利于建筑工业化。
结合图3至图8所示，本发明基于3D打印的混凝土剪力墙的施工方法如下：
a、采用3D打印技术制作第一层形状适配于剪力墙的预制混凝土外壳11’，该预制混凝土外壳11’包括采用3D打印一体成型的一内墙面111’和一外墙面112’，以及连接于内墙面111’与外墙面112’两侧的两个侧墙面，如图3所示；
b、于第一层预制混凝土外壳11’的内墙面111’和外墙面112’的顶部设置第一层拉结筋12，拉结筋12水平间隔排布于内墙面111’和外墙面112’之间，并且拉结筋12的两端向上弯折，如图2和图4所示；
c、采用3D打印技术于第一层预制混凝土外壳11’的顶部制作第二层预制混凝土外壳11”，使第一层拉结筋12向上弯折的两端分别埋设于第一层与第二层预制混凝土外壳的内墙面与外墙面的连接处，以拉结两侧的内墙面与外墙面，如图5所示；
d、于第二层预制混凝土外壳11”的内墙面与外墙面的顶部设置第一层水平筋13，水平筋13的两端分别设置于两侧的侧墙面的顶部，如图6所示；
e、采用3D打印技术于第二层预制混凝土外壳11”的顶部制作第三层预制混凝土外壳11”’，使第一层水平筋13的两端分别埋设于第二层与第三层预制混凝土外壳两侧的侧墙面的连接处，如图7所示；
重复上述施工，直至完成预制混凝土外壳至设计标高，如图8所示；
于预制混凝土外壳内插设竖筋14，并将竖筋14绑扎于水平筋13和拉结筋12上，使水平筋13紧贴与竖筋14的外侧，如图1所示；
待竖筋14绑扎完成后，于预制混凝土外壳内浇筑混凝土，完成剪力墙施工。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于3D打印的混凝土剪力墙的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：
a、采用3D打印技术制作第一层形状适配于所述剪力墙的预制混凝土外壳，所述预制混凝土外壳包括一内墙面、一外墙面和设于所述内墙面与所述外墙面两侧的两侧墙面；
b、于所述第一层预制混凝土外壳的顶部设置第一层拉结筋和/或水平筋；
c、采用3D打印技术于所述第一层预制混凝土外壳的顶部制作第二层预制混凝土外壳，使所述第一层拉结筋和/或水平筋的两端分别埋设于所述第一层预制混凝土外壳与所述第二层预制混凝土外壳的连接处；
d、重复步骤b、c，直至完成所有层所述预制混凝土外壳至设计标高；
e、于所述预制混凝土外壳内插设竖筋，所述竖筋绑扎于所述水平筋和/或所述拉结筋上；
f、于所述预制混凝土外壳内浇筑混凝土，完成所述剪力墙施工；
其中，至少一层所述预制混凝土外壳的顶部设有所述拉结筋，并且所述拉结筋的两端分别设于所述内墙面与所述外墙面的顶部。
2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述拉结筋的两端向上或向下弯折。
3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述预制混凝土外壳的表面形成有凹凸纹路。
4.一种基于3D打印的混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述剪力墙结构包括3D打印成型的预制混凝土外壳、两端分别埋设于所述预制混凝土外壳内水平筋、竖向绑扎于所述水平筋上的竖筋及浇筑于所述预制混凝土外壳内的混凝土，所述预制混凝土外壳包括形状适配于所述剪力墙的一内墙面、一外墙面和设于所述内墙面与所述外墙面两侧的两侧墙面，所述内墙面与所述外墙面之间连接有多道拉结筋，所述拉结筋的两端分别埋设于所述内墙面与所述外墙面内。
5.如权利要求4所述的混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述拉结筋的两端向上或向下弯折。
6.如权利要求4所述的混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述水平筋平行于所述内墙面与所述外墙面，所述水平筋的两端分别埋设于所述两侧墙面内，所述竖筋竖向插设于所述预制混凝土外壳内，并绑扎于所述水平筋的内侧。
7.如权利要求4所述的混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述预制混凝土外壳的表面形成有凹凸纹路。
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