CN105908869A - 基于3d打印填充墙体所形成的构造柱结构 - Google Patents

基于3d打印填充墙体所形成的构造柱结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3D打印填充墙体与构造柱的连接方法和连接结构，包括：采用3D打印技术分别制作填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分，所述第一墙体部分和所述第二墙体部分的端部均形成有对接槽，所述第一墙体部分和所述第二墙体部分内均锚固有水平钢筋，且所述水平钢筋的一端凸出并形成锚固端；将所述第一墙体部分和所述第二墙体部分的所述对接槽对接形成柱体空间，所述水平钢筋的锚固端置于所述柱体空间内；于所述柱体空间内插入竖向钢筋，通过箍筋环绑扎所述竖向钢筋；于所述柱体空间内浇筑混凝土，形成构造柱。相对于现有技术，本发明解决了3D打印填充墙体与构造柱的连接问题，提高了填充墙体的整体性和抗震性，增加了拉结强度。

Description

基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构
技术领域
本发明涉及一种3D打印墙体的构造做法，尤其涉及一种基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构。
背景技术
建筑材料工业的高能耗、高物耗、高污染，是引起不可再生资源依存度高、天然资源和能源资源消耗大的主要原因。因此，通过技术创新实现节约建筑材料降低建筑业的物耗、能耗，减少建筑业对环境的污染，是建设资源节约型社会与环境友好型社会的必然要求。
传统的建筑物，如框架结构和框架剪力墙结构中的填充墙体多数采用空心砖和混凝土砌块，在施工现场需要大量的劳动力将空心砖或砌块按着设计要求逐块砌筑。砌筑过程中，砂浆的铺设厚度、和易性以及砌块的垂直度等将影响墙体的施工质量，且对于有抗震设防要求的建筑物，空心砖或砌块组成的填充墙与构造柱的连接做法也较为繁琐，施工效率低下。
3D打印墙体可代替传统的空心砖或混凝土砌块，作为建筑物中的填充墙材料，降低了能源消耗和施工劳动力，缩短了施工工期，创造了良好的经济效益和社会效益。但是，如何利用3D打印填充墙体形成构造柱，成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构，解决如何利用3D打印填充墙体形成构造柱的问题。
为实现上述技术效果，本发明公开了基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构，其特征在于，包括：
对接设置的对接槽，分别形成于采用3D打印技术制作填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分的端部，所述第一墙体部分和第二墙体部分包括相互堆叠设置的多个砌体，每一砌体采用3D打印技术制作，包括:
a、采用3D打印技术制作形状适配于所述填充墙体的一层砌体层至水平钢筋的预埋标高处；
b、于该层砌体层的顶部设置水平钢筋，使得所述水平钢筋的一端伸出该层砌体层形成锚固端；将所述锚固端置于所述对接槽内；
c、采用3D打印技术于该层砌体层的顶部再制作一层砌体层，使所述水平钢筋的另一端锚固于该两层砌体层内；
d、重复步骤b、c，至单个砌体的设计标高；
插设于所述对接槽内的竖向钢筋；
浇筑于所述对接槽内的混凝土结构。
本发明基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构的进一步改进在于，所述水平钢筋的锚固端为弯折端部。
本发明基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构的进一步改进在于，所述第一墙体部分和所述第二墙体部分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：
基于3D打印的填充墙体由多个相互叠设的打印砌体构成，3D打印的填充墙体取代了传统的混凝土或空心砌块，作为建筑物中的填充墙材料，降低了能源消耗和现场施工劳动力，节省了施工工序，缩短了施工工期，创造了良好的经济效益和社会效益。
通过将3D打印填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分对接放置，第一墙体部分与第二墙体部分之间形成柱体空间，在该柱体空间内锚固水平钢筋、插入竖向钢筋，以及用箍筋环绑扎竖向钢筋，然后在柱体空间内灌注混凝土，完成构造柱与填充墙体的拉结；由于采用了3D打印技术一体成型，填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分的表面上形成连续的凹凸纹路，增加了填充墙体与柱体空间内浇注的混凝土之间的连接强度，相比平滑的表面，增大了摩擦力，提高了结合强度，避免了脱壳现象，解决了3D打印填充墙体与构造柱的连接问题，提高了填充墙体的整体性和抗震性和连接强度。
附图说明
图1为本发明一种3D打印填充墙体与构造柱的连接结构示意图；
图2为本发明3D打印填充墙体的第一墙体部分的结构示意图；
图3为本发明3D打印填充墙体的第一墙体部分的水平钢筋的示意图；
图4为本发明3D打印填充墙体的第二墙体部分的结构示意图；
图5为本发明3D打印填充墙体的一层砌体的施工示意图；
图6为本发明水平钢筋的放置施工示意图；以及，
图7为本发明3D打印填充墙体的再一层砌体的施工示意图。
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。
本发明提供一种3D打印填充墙体与构造柱的连接方法和连接结构，用于解决3D打印填充墙体与构造柱的连接问题，提高了填充墙体的整体性和抗震性。通过将3D打印填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分的对接槽对接放置，第一墙体部分与第二墙体部分的对接槽之间形成柱体空间，水平钢筋的锚固端置于柱体空间内，在该柱体空间内插入竖向钢筋，通过箍筋环绑扎竖向钢筋，然后在柱体空间内灌注混凝土，完成构造柱与填充墙体的拉结。
参阅图1，显示了本发明一种3D打印填充墙体与构造柱的连接结构示意图。下面结合图1对本发明一种3D打印填充墙体与构造柱的连接结构进行说明。
如图1所示，本发明的一种3D打印填充墙体与构造柱的连接结构包括：3D打印填充墙体的第一墙体部分1、3D打印填充墙体的第二墙体部分2，以及浇筑形成于第一墙体部分1和第二墙体部分2之间的构造柱3；第一墙体部分1内锚固有水平钢筋15，第二墙体部分2内锚固有水平钢筋25，且水平钢筋15和水平钢筋25的一端凸出并形成锚固端151和锚固端251，锚固端151和锚固端251锚固于构造柱3内。3D打印填充墙体的第一墙体部分1和第二墙体部分2的端部均形成有对接槽，水平钢筋15的锚固端151置于第一墙体部分1的对接槽内，水平钢筋25的锚固端251置于第二墙体部分2的对接槽内，将3D打印填充墙体的第一墙体部分1和第二墙体部分2的对接槽对接放置，第一墙体部分1与第二墙体部分2的对接槽围合形成柱体空间，水平钢筋15和水平钢筋25的锚固端151和锚固端251均置于柱体空间内，再于柱体空间内插入竖向钢筋40，用箍筋环30圈住竖向钢筋40，然后在柱体空间灌注混凝土，使得水平钢筋15和水平钢筋25的锚固端151和锚固端251在该柱体空间内锚固。在本实施例中，设置了四个竖向钢筋40，优选地，四个竖向钢筋40分别插设在柱体空间的四个角，用箍筋环30圈住竖向钢筋40，形成矩形，但并不以此为限，在实际应用中，可根据柱体空间的尺寸，竖向钢筋的数量、尺寸及其设置方式也可作相应的改变。
进一步地，填充墙体的第一墙体部分1和第二墙体部分2包括多层砌体，每层砌体的形状适配于填充墙体，且每层砌体均采用3D打印技术形成，两层砌体之间设有水平钢筋15，且水平钢筋15的一端伸出填充墙体的第一墙体部分1外形成锚固端151，通过锚固端151增加填充墙体和构造柱之间的拉结强度。
参阅图2，显示了本发明3D打印填充墙体的第一墙体部分的结构示意图。如图2所示，3D打印填充墙体第一墙体部分1包括：采用3D打印一体成型的第一壳面11、第二壳面12及支设于第一壳面11与第二壳面12的水平支撑肋14，第一壳面11与第二壳面12相对设置且相互平行，且第一壳面11与第二壳面12之间进一步支设有多道斜向支撑肋13，以加强砌体的结构强度。第一壳面11、第二壳面12的端部和水平支撑肋14围合成对接槽。
参阅图3，显示了本发明3D打印填充墙体的第一墙体部分的水平钢筋的示意图。如图3所示，两个水平钢筋15分布在第一壳面11和第二壳面12之间，分别平行于第一壳面11和第二壳面12，且水平钢筋15伸出填充墙体的第一墙体部分1外，伸出的部分形成锚固端151，锚固端151置于第一墙体部分1端部的对接槽内，锚固端151增加拉结强度。优选的，锚固端151为弯折端部，可水平弯折或竖向弯折锚固，加大了水平钢筋15与混凝土之间的作用力。采用预埋水平钢筋15，可以避免水平钢筋15后安装所带来的施工不便，简化施工。典型地，在本实施例中，每一层砌体上设置了两个水平钢筋，优选地，这两个水平钢筋可为平行设置，但并不以此为限，在实际应用中，可根据砌体的尺寸，水平钢筋的数量、尺寸及其设置方式也可作相应的改变。
参阅图4，显示了本发明3D打印填充墙体的第二墙体部分的结构示意图。如图4所示，3D打印填充墙体第二墙体部分2的结构与第一墙体部分1相同，参照第一墙体部分1的做法，由3D打印形成的各种壳面和支撑肋组成墙体。3D打印填充墙体第二墙体部分2包括：采用3D打印二体成型的第一壳面21、第二壳面22及支设于第一壳面21与第二壳面22的水平支撑肋24，第一壳面21与第二壳面22相对设置且相互平行，且第一壳面21与第二壳面22之间进一步支设有多道斜向支撑肋23，以加强填充墙体的结构强度。第一壳面21、第二壳面22的端部和水平支撑肋24围合成对接槽。水平钢筋25分布在第一壳面21和第二壳面22的内侧，且与其平行放置。水平钢筋25伸出填充墙体第二墙体部分2外，伸出的部分形成锚固端251，锚固端251置于第二墙体部分2端部的对接槽内，通过锚固端251增加拉结强度。
进一步地，在采用3D打印技术制作成型的第二墙体部分2的第一壳面21和第二壳面22的表面形成凹凸纹路，通过凹凸纹路增加填充墙体与构造柱之间的连接强度，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。
下面结合图1至图4所示，对本发明的一种3D打印填充墙体与构造柱的连接方法进行说明。
本发明的一种3D打印填充墙体与构造柱的连接方法的步骤如下：采用3D打印技术分别制作填充墙体的第一墙体部分1和第二墙体部分2，第一墙体部分1和第二墙体部分2的端部均形成有对接槽，第一墙体部分1锚固有水平钢筋15，且水平钢筋15的一端凸出并于第一墙体部分1的对接槽内形成锚固端151，第二墙体部分2内锚固有水平钢筋25，且水平钢筋25的一端凸出并于第二墙体部分2的对接槽内形成锚固端251；将第一墙体部分1和第二墙体部分2端部的对接槽对接形成柱体空间，水平钢筋15和水平钢筋25的锚固端151和锚固端251置于柱体空间内；于柱体空间内插入竖向钢筋，通过箍筋环绑扎竖向钢筋；于柱体空间内浇筑混凝土，形成构造柱3。
参阅图5至图7，进一步地，采用3D打印技术制作填充墙体的第一墙体部分1或第二墙体部分2，具体包括以下步骤:
a、如图5所示，采用3D打印技术制作形状适配于填充墙体的一层砌体111至水平钢筋15的预埋标高处；该层砌体111包括采用3D打印一体成型的一第一壳面11和一第二壳面12，以及连接于第一壳面11与第二壳面12的水平支撑肋14和斜向支撑肋13；第一壳面11和第二壳面12相对设置，水平支撑肋14和斜向支撑肋13均支设于第一壳面11和第二壳面12之间；第一壳面11、第二壳面12的端部和水平支撑肋14围合成对接槽；
b、如图6所示，于该层砌体111的顶部设置水平钢筋15；水平钢筋15平行于第一壳面11和第二壳面12；使得水平钢筋15的一端伸出该层砌体形成锚固端151，锚固端151置于对接槽内，水平钢筋15的端部锚固端151为弯折端部，水平弯折或竖向弯折锚固；
c、如图7所示，采用3D打印技术于该层砌体111的顶部再制作一层砌体111，使水平钢筋15的另一端锚固于该两层砌体111内；
d、重复步骤b、c，至填充墙体的设计标高，完成填充墙体的第一墙体部分1或第二墙体部分2的制作；
作为可选的实施方式，若填充墙体体积过大，为方便施工和运输可将填充墙体分块打印。具体地，重复步骤a至d，完成多个砌体的制作，并将多个砌体进行堆叠至填充墙体的设计标高；进一步地，填充墙体的第一墙体部分1和第二墙体部分2的表面形成有凹凸纹路，通过凹凸纹路增加填充墙体与构造柱之间的连接强度，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。
本发明的一种3D打印填充墙体与构造柱的连接方法和结构的有益效果为：基于3D打印的填充墙体由多个相互叠设的打印砌体构成，3D打印的填充墙体取代了传统的混凝土或空心砌块，作为建筑物中的填充墙材料，降低了能源消耗和现场施工劳动力，节省了施工工序，缩短了施工工期，创造了良好的经济效益和社会效益。
通过将3D打印填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分端部的对接槽对接放置，第一墙体部分与第二墙体部分之间形成柱体空间，在该柱体空间内锚固水平钢筋、插入竖向钢筋，通过箍筋环绑扎竖向钢筋，然后在该柱体空间内灌注混凝土，完成构造柱与填充墙体的拉结；由于采用3D打印技术一体成型砌体外壳，在砌体外壳的表面上形成连续的凹凸纹路，增加了填充墙体和浇筑的混凝土之间的连接强度，相比平滑的表面，增大了摩擦力，提高了结合强度，避免了脱壳现象。解决了3D打印填充墙体与构造柱的连接问题，提高了填充墙体的整体性和抗震性。
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 (3)

1.一种基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构，其特征在于，包括：
对接设置的对接槽，分别形成于采用3D打印技术制作填充墙体的第一墙体部分和第二墙体部分的端部，所述第一墙体部分和第二墙体部分包括相互堆叠设置的多个砌体，每一砌体采用3D打印技术制作，包括:
a、采用3D打印技术制作形状适配于所述填充墙体的一层砌体层至水平钢筋的预埋标高处；
b、于该层砌体层的顶部设置水平钢筋，使得所述水平钢筋的一端伸出该层砌体层形成锚固端；将所述锚固端置于所述对接槽内；
c、采用3D打印技术于该层砌体层的顶部再制作一层砌体层，使所述水平钢筋的另一端锚固于该两层砌体层内；
d、重复步骤b、c，至单个砌体的设计标高；
插设于所述对接槽内的竖向钢筋；
浇筑于所述对接槽内的混凝土结构。
2.如权利要求1所述的基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构，其特征在于，所述水平钢筋的锚固端为弯折端部。
3.如权利要求1所述的基于3D打印填充墙体所形成的构造柱结构，其特征在于，所述第一墙体部分和所述第二墙体部分的表面形成有凹凸纹路。
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