CN110370422A - 一种加筋3d混合打印剪力墙的方法 - Google Patents

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章红梅
段元锋
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    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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Abstract

本发明提供一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，包括如下步骤：首先采用3D打印机同时打印剪力墙外层加筋环箍层和内层桁架结构，再使用机械吊装装置在环箍层内竖向插入纵筋，最后在环箍层内部泵送填充自密实混凝土。本发明的优点为：制作方便，连接可靠，施工进度快，高度自动化，承载性能高，可广泛适用于一般结构抗震墙的设计施工。

Description

一种加筋3D混合打印剪力墙的方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种加筋3D混合打印剪力墙的方法。
背景技术
目前，3D打印技术已经在航空、医疗、制造等行业得到广泛应用。虽然3D打印在建筑行业也受到广泛关注，但由于3D打印混凝土材料抗拉强度低、钢筋难以打印等原因，在建筑结构建造中仍然限于非结构构件的制作。
剪力墙是一种竖向和水平向承载性能良好的结构构件。当前，多数钢筋混凝土剪力墙都需要在现场绑扎钢筋、现场支模、浇捣混凝土然后养护成型。绑扎钢筋、浇捣混凝土的质量与施工工人的熟练程度以及对图纸的理解程度密切相关，而工人流动性大、培训程度不够、赶进度、建筑材料不合格、施工周期长、天气恶劣等因素都会导致最终得到的剪力墙构件的抗震性能大打折扣。此外，已有的3D打印墙体在承受如地震荷载和强风荷载的水平荷载时，其打印层间容易受拉破坏，目前仅限于分隔墙使用。
因此，解决3D打印承载构件剪力墙的制作工艺对3D打印技术在建筑业的推广具有积极的推动作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种制作方便、安全可靠、施工进度快、高度自动化、承载性能高、可广泛适用于一般结构抗震墙设计施工的3D混合打印剪力墙的方法。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，包括如下步骤：首先采用3D打印机同时打印剪力墙外层加筋环箍层和内层桁架结构，再使用机械吊装装置在加筋环箍层内竖向插入纵筋，最后在环箍层内部泵送填充自密实混凝土。
进一步地，所述3D打印加筋环箍层为3D混合打印加筋高韧性水泥基胶凝复合材料。
进一步地，所述增韧筋为韧性长纤维。
进一步地，所述3D打印加筋环箍层采用叠层打印方式。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，制作方便，安全可靠，施工进度快，高度自动化，承载性能高，可广泛适用于一般结构抗震墙的设计施工。
本发明中外轮廓采用3D打印技术，可以免除模板，内部插筋采用机械吊装，内部填充混凝土可采用泵送方式填充，大幅度提高了施工自动化程度。外部加筋混凝土环箍外轮廓、内部采用纵向插筋和浇筑自密实混凝土的方式，可与传统制作方式有效衔接，并保证节点可靠性。以此方法制作成的混合3D打印剪力墙，具有制作方便、连接可靠、承载性能高的特点，可广泛适用于一般结构抗震墙的设计施工。
高韧性加筋水泥胶凝材料可以保证较强的环箍作用，具有比普通混凝土更高的抗拉和抗压强度，可以使剪力墙边缘区域的抗压和环箍效应有效增强，可有效提高整体结构的抗震性能和使用寿命，减少财产损失；可以替代或部分替代剪力墙箍筋，箍筋的减少和免除可实现自动化施工效率的大幅度提升。内部桁架可起到两侧打印面的联系，内部直接插入纵筋相比内部采用钢筋笼可大幅度提高精准程度和施工速度；内部桁架3D打印加筋桁架部件可实现纵向插筋的定位和结构整体性的增强，可改善结构构件的承载力。内部填充自密实混凝土可以进一步起到加强结构整体性、提高承载力和保温的作用。
附图说明
图1是本发明一种加筋3D混合打印剪力墙的方法的剪力墙结构示意图。
图2是本发明一种加筋3D混合打印剪力墙的方法的剪力墙横截面示意图。
图3是本发明一种加筋3D混合打印剪力墙的方法的加筋环箍层的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。
如图1、2所示，一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，包括如下步骤：
(1)首先，采用3D打印机同时打印剪力墙外层加筋环箍层1和内层加筋桁架结构2。
3D打印加筋环箍层1为3D混合打印加筋高韧性水泥基胶凝材料，水泥基胶凝材料可取用水泥浆料，加筋是在3D打印水泥浆料的同时3D打印增韧长纤维11，从而增强环箍层1的抗拉性能，使环箍层1同时具备较高的抗压和抗拉强度。内层加筋桁架结构2呈“之”字形布设于环箍层1内以增强剪力墙的承载能力。
如图3所示，3D打印加筋环箍层1可采用叠层打印方式。
(2)再使用机械吊装装置在加筋环箍层1内竖向插入纵筋3。
竖向插入纵筋3，提高了剪力墙在水平荷载作用下的抗拉和抗剪能力。
(3)最后在环箍层1内部泵送填充自密实混凝土4。
填充自密实混凝土4，可进一步提高结构整体的承载能力。
采用上述方法制作的剪力墙具有承担弯、剪、扭的作用。与已有3D打印结构构件相比，可承担更高的水平侧向力和更好的变形性能，成为抗震性能优异的结构构件；与传统的现浇钢筋混凝土剪力墙相比，免除了模板和大量箍筋，实现了制作的刚度自动化，可广泛应用于抗震和非抗震区的多层、高层结构建设。
混合3D打印剪力墙构件，由于可采用自动化机械技术制作、质量可控、快干早强的特性，可有效减小现场施工工时和噪音、粉尘等污染，具有良好的可推广性。加筋环箍层内部灌注自密实混凝土可采用保温混凝土等实现墙体的保温隔热，提高结构节能效果。
以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (4)

1.一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，其特征在于包括如下步骤：首先采用3D打印机同时打印剪力墙外层加筋环箍层和内层桁架结构，再使用机械吊装装置在加筋环箍层内竖向插入纵筋，最后在环箍层内部泵送填充自密实混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，其特征在于：所述3D打印加筋环箍层为3D混合打印加筋高韧性水泥基胶凝复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，其特征在于：所述增韧筋为韧性长纤维。
4.根据权利要求3所述的一种加筋3D混合打印剪力墙的方法，其特征在于：所述3D打印加筋环箍层采用叠层打印方式。
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