CN113047417A - 3d打印装配式箱型结构及其的连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印装配式箱型结构及其的连接方法，其中，3D打印装配式箱型结构包括楼板和墙板；墙板与楼板为3D打印一体成型的箱型模块；墙板上设有浇筑连接段；当多个箱型模块在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的箱型模块的墙板的浇筑连接段围成在上下方向上延伸的空腔，空腔作为现浇构件模板，用于现场浇筑。本发明的3D打印装配式箱型结构拼装效率高、结构简单、多个箱型模块间的连接强度高且降低了人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及土木建筑技术领域，尤其是涉及一种3D打印装配式箱型结构及其的连接方法。
背景技术
我国建筑行业正在推进装配式建筑的发展进程，用现代化的生产、运输、安装和管理方式，替代传统建筑业分散低效的建造方式，当前仍需要大量技术创新支持，实现标准化设计、工厂化生产和装配化施工。
3D打印混凝土技术与传统浇筑技术相比，在生产复杂造型构件时能够保证制造精度、降低施工成本、缩短施工周期。使用3D打印技术生产装配构件，有助于提高生产效率、提高材料利用率，推动建造工业化发展。
目前3D打印装配式结构中，构件之间的连接使用连接件和现场后浇带施工的方法，连接处需要安装模板，连接处作业空间不足，模板加固困难，导致拼装效率降低，人工成本增加，并且无法保证连接处的施工质量。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种3D打印装配式箱型结构，拼装效率高、结构简单、多个箱型模块间的连接强度高且降低了人工成本。
根据本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构，包括：
楼板；
墙板，所述墙板与所述楼板为3D打印一体成型的箱型模块；所述墙板上设有浇筑连接段；当多个所述箱型模块在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的所述箱型模块的所述墙板的所述浇筑连接段围成在上下方向上延伸的空腔，所述空腔作为现浇构件模板，用于现场浇筑。
根据发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构，采用3D技术打印墙板与楼板，通过在每个箱型模块的墙板上设置浇筑连接段，使得多个箱型模块在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的箱型模块的墙板的浇筑连接段可以围成在上下方向上延伸的空腔，将空腔作为现浇构件模板，通过在空腔中浇筑混凝土，可以将多个相邻的箱型模块固定连接，保证了多个箱型模块间的连接质量。综上，本发明第一方面实施例的3D 打印装配式箱型结构的结构简单、拼装效率高、多个箱型模块间的连接强度高且降低了人工成本。
根据本发明第一方面的一个实施例，所述浇筑连接段布置在所述墙板的墙角部或墙面部。
根据本发明第一方面的一个实施例，还包括预埋连接件，所述预埋连接件一端埋设在所述浇筑连接段中，另一端伸向所述空腔。
根据本发明第一方面进一步的实施例，所述预埋连接件为钢筋、钢筋网、FRP筋、FRP网格或FRP布。
根据本发明第一方面进一步的实施例，所述预埋连接件在上下方向上有多层。
根据本发明第一方面的一个实施例，所述空腔中现场浇筑的现浇构件为现浇柱或现浇剪力墙。
根据本发明第一方面的一个实施例，还包括外立面连接构件，所述外立面连接构件用于布置在由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构的外围。
根据本发明第一方面进一步的实施例，所述外立面连接构件为钢筋、钢筋网、FRP筋、FRP网格或FRP布。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，所述外立面连接构件通过喷涂混凝土设置在所述由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构上。
根据本发明第一方面的一个实施例，所述墙板上还包括常规段，当多个所述箱型模块在上下方向上组装时，上下相邻的所述箱型模块之间的所述常规段吻合。
本发明第二方面还提出了一种3D打印装配式箱型结构的连接方法。
根据本发明第二方面实施例的3D打印装配式箱型结构的连接方法，所述3D打印装配式箱型结构为根据第一方面实施例任意一项所述的3D打印装配式箱型结构，所述连接方法包括如下步骤：
将多个所述箱型模块拼接组合，使得多个相邻的所述箱型模块的所述墙板的所述浇筑连接段围成在上下方向上延伸的空腔；
向所述空腔中浇筑混凝土，得到由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构。
根据本发明第二方面实施例的3D打印装配式箱型结构的连接方法，将多个箱型模块在水平方向上组合拼接布置，多个相邻的箱型模块的墙板的浇筑连接段可以围成在上下方向上延伸的空腔，将空腔作为现浇构件模板，向空腔中浇筑混凝土，通过混凝土将多个相邻的箱型模块固定连接，结构简单、拼装效率高、多个箱型模块间的连接强度高且降低了人工成本。
根据本发明第二方面的一个实施例，当所述3D打印装配式箱型结构包括根据第一方面实施例中所述的预埋连接件时，所述预埋连接件的另一端还与钢筋笼固定连接，所述钢筋笼位于所述空腔中。
根据本发明第二方面进一步的实施例，当所述3D打印装配式箱型结构包括根据第一方面实施例中所述的外立面连接构件时，在所述由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构的所述外围先喷涂内层混凝土，再将所述外立面连接构件放置在所述内层混凝土上，再喷涂外层混凝土，最后进行表面处理。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的一个结构示意图。
图2为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的另一个结构示意图。
图3为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的箱型模块的结构示意图。
图4为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的多个箱型模块在水平方向上组合拼接的一个示意图。
图5为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的多个箱型模块在水平方向上组合拼接的另一个示意图。
图6为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的多个箱型模块在水平方向上组合拼接的另一个示意图。
图7为本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构的箱型模块、钢筋笼和预埋连接件的结构示意图。
附图标记：
3D打印装配式箱型结构1000
箱型模块1 楼板11 墙板12 浇筑连接段121 常规段122
空腔2
预埋连接件3
钢筋笼4
外立面连接构件5
内层混凝土6
外层混凝土7
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1至图7来描述本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构1000。
如图1和图7所示，根据本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构1000，包括楼板11和墙板12；墙板12与楼板11为3D打印一体成型的箱型模块1；墙板12 上设有浇筑连接段121；当多个箱型模块1在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的箱型模块1的墙板12的浇筑连接段121围成在上下方向上延伸的空腔2，空腔2作为现浇构件模板，用于现场浇筑。
具体地，采用3D技术打印墙板12与楼板11，制造精度高、材料利用率高、加工成本低且加工速度快；箱型模块1可以为标准形状，例如流线型、榫卯型、方型和圆形，箱型模块1还可以为满足实际情况需要异型形状；3D打印的方法可以为混凝土挤出方法、混凝土轮廓打印方法、粉末粘结方法、热熔融沉积方法、激光打印方法和纤维打印方法；打印的材料可以为混凝土材料，例如普通混凝土材料、纤维混凝土材料或高延性混凝土材料，打印的材料还可以为金属材料，例如钢材或铝材，打印的材料还可以为纤维材料，例如玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维，打印的材料还可以为多功能复合材料，例如夹芯板。
墙板12上设有浇筑连接段121；当多个箱型模块1在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的箱型模块1的墙板12的浇筑连接段121围成在上下方向上延伸的空腔2，空腔2作为现浇构件模板，用于现场浇筑。可以理解的是，相对于现有技术中，现场制作后浇构件模板，并在多个相邻箱体模块间安装后浇构件模板，导致模板安装困难，效率低下，连接效果差，本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构1000通过在每个箱型模块1的墙板12上设置浇筑连接段121，使得多个箱型模块1在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的箱型模块1的墙板12的浇筑连接段121可以围成在上下方向上延伸的空腔2，将空腔2作为现浇构件模板，可以在空腔2中浇筑混凝土，以将多个相邻的箱型模块1固定连接，结构简单、拼装效率高、多个箱型模块1间的连接强度高且降低了人工成本。
根据发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构1000，采用3D技术打印墙板12与楼板11，通过在每个箱型模块1的墙板12上设置浇筑连接段121，使得多个箱型模块1在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的箱型模块1的墙板12的浇筑连接段 121可以围成在上下方向上延伸的空腔2，将空腔2作为现浇构件模板，通过在空腔2 中浇筑混凝土，可以将多个相邻的箱型模块1固定连接，保证了多个箱型模块1间的连接质量。综上，本发明第一方面实施例的3D打印装配式箱型结构1000的结构简单、拼装效率高、多个箱型模块1间的连接强度高且降低了人工成本。
根据本发明第一方面的一个实施例，浇筑连接段121布置在墙板12的墙角部或墙面部。这样，可以根据实际情况确定浇筑连接段121设置的位置，保证3D打印装配式箱型结构1000的结构强度。
根据本发明第一方面的一个实施例，还包括预埋连接件3，预埋连接件3一端埋设在浇筑连接段121中，另一端伸向空腔2。具体地，在浇筑连接段121内布置预埋连接件3，预埋件的另一端伸向空腔2并与现场布置在空腔2中的钢筋笼4进行绑扎或焊接，在空腔2中浇筑混凝土，以将预埋件的另一端和钢筋笼4埋设在现浇构件中，这样，通过预埋连接件3可以将箱型模块1的结构内力传递至现浇构件中，提高多个相邻箱型模块1之间的连接强度和3D打印装配式箱型结构1000的结构承载力，保证结构整体强度。
根据本发明第一方面进一步的实施例，预埋连接件3为钢筋、钢筋网、FRP筋、FRP网格或FRP布。具体地，可以根据实际情况确定预埋连接件3的类型，例如，预埋连接件3 可以为另一端带有弯钩的钢筋。
如图2所示，根据本发明第一方面进一步的实施例，预埋连接件3在上下方向上有多层。可以理解的是，在浇筑连接段121内沿上下方向上布置多层预埋连接件3，多层预埋件的另一端伸向空腔2并与现场布置在空腔2中的钢筋笼4进行绑扎或焊接，在空腔 2中浇筑混凝土，以将多层预埋件的另一端和钢筋笼4埋设在现浇构件中，这样，通过上下方向上的多层预埋连接件3可以将箱型模块1的结构内力传递至现浇构件中，进一步提高多个相邻箱型模块1之间的连接强度和3D打印装配式箱型结构1000的结构承载力，保证结构整体强度。
如图4至图6所示，根据本发明第一方面的一个实施例，空腔2中现场浇筑的现浇构件为现浇柱或现浇剪力墙。具体地，空腔2中现场浇筑的现浇构件可以为现浇圆柱、现浇方柱或现浇剪力墙，可以根据实际情况确定空腔2的形状，以形成不同形状的现浇构件。
如图1和图2所示，根据本发明第一方面的一个实施例，还包括外立面连接构件5，外立面连接构件5用于布置在由多个箱型模块1现场浇筑连接好后的结构的外围。具体地，在由多个箱型模块1现场浇筑连接好后的结构的外围先喷涂内层混凝土6，再将外立面连接构件5放置在内层混凝土6上，再喷涂外层混凝土7，最后进行表面处理，以对多个箱型模块1进行外部连接，可以提高多个相邻箱型模块1之间的连接强度和3D 打印装配式箱型结构1000的结构承载力，保证结构整体强度，结构简单，现场施工方便。
根据本发明第一方面进一步的实施例，外立面连接构件5为钢筋、钢筋网、FRP筋、FRP网格或FRP布。具体地，可以根据实际情况确定外立面连接构件5的类型，例如，外立面连接构件5可以为钢筋网，在由多个箱型模块1现场浇筑连接好后的结构的外围先喷涂内层混凝土6，再将钢筋网放置在内层混凝土6上，再喷涂外层混凝土7，最后进行表面处理，以对多个箱型模块1进行外部连接。
根据本发明第一方面再进一步的实施例，外立面连接构件5通过喷涂混凝土设置在由多个箱型模块1现场浇筑连接好后的结构上。具体地，混凝土可以为喷射水泥基材料，混凝土还可以为高延性水泥基材料，例如PVA或PE纤维，混凝土还可以为纤维水泥基材料，例如PP、钢或玻璃纤维。
需要说明的是，喷涂混凝土的方式可以为人工涂抹或机器自动化喷涂。
根据本发明第一方面的一个实施例，墙板12上还包括常规段122，当多个箱型模块1在上下方向上组装时，上下相邻的箱型模块1之间的常规段122吻合。可以理解的是，通过在墙板12上设置常规段122，可以方便上下相邻的箱型模块1快速定位组装，结构简单且拼装效率高。
本发明第二方面还提出了一种3D打印装配式箱型结构的连接方法。
根据本发明第二方面实施例的3D打印装配式箱型结构的连接方法，3D打印装配式箱型结构1000为根据第一方面实施例任意一项的3D打印装配式箱型结构1000，连接方法包括如下步骤：
将多个箱型模块1拼接组合，使得多个相邻的箱型模块1的墙板12的浇筑连接段121围成在上下方向上延伸的空腔2；
向空腔2中浇筑混凝土，得到由多个箱型模块1现场浇筑连接好后的结构。
根据本发明第二方面实施例的3D打印装配式箱型结构的连接方法，将多个箱型模块1在水平方向上组合拼接布置，多个相邻的箱型模块1的墙板12的浇筑连接段121 可以围成在上下方向上延伸的空腔2，将空腔2作为现浇构件模板，向空腔2中浇筑混凝土，通过混凝土将多个相邻的箱型模块1固定连接，结构简单、拼装效率高、多个箱型模块1间的连接强度高且降低了人工成本。
根据本发明第二方面的一个实施例，当3D打印装配式箱型结构1000包括根据第一方面实施例中的预埋连接件3时，预埋连接件3的另一端还与钢筋笼4固定连接，钢筋笼4位于空腔2中。可以理解的是，在浇筑连接段121内沿上下方向上布置多层预埋连接件3，多层预埋件的另一端伸向空腔2并与现场布置在空腔2中的钢筋笼4进行绑扎或焊接，在空腔2中浇筑混凝土，以将多层预埋件的另一端和钢筋笼4埋设在现浇构件中，这样，可以将箱型模块1的结构内力传递至现浇构件中，有效地提高多个相邻箱型模块1之间的连接强度和3D打印装配式箱型结构1000的结构承载力，保证结构整体强度。
根据本发明第二方面进一步的实施例，当3D打印装配式箱型结构1000包括根据第一方面实施例中的外立面连接构件5时，在由多个箱型模块1现场浇筑连接好后的结构的外围先喷涂内层混凝土6，再将外立面连接构件5放置在内层混凝土6上，再喷涂外层混凝土7，最后进行表面处理。这样，可以对多个箱型模块1进行外部连接，可以提高多个相邻箱型模块1之间的连接强度和3D打印装配式箱型结构1000的结构承载力，保证结构整体强度，结构简单，现场施工方便。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (13)
1.一种3D打印装配式箱型结构，其特征在于，包括：
楼板；
墙板，所述墙板与所述楼板为3D打印一体成型的箱型模块；所述墙板上设有浇筑连接段；当多个所述箱型模块在水平方向上组合拼接布置时，多个相邻的所述箱型模块的所述墙板的所述浇筑连接段围成在上下方向上延伸的空腔，所述空腔作为现浇构件模板，用于现场浇筑。
2.根据权利要求1所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述浇筑连接段布置在所述墙板的墙角部或墙面部。
3.根据权利要求1所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，还包括预埋连接件，所述预埋连接件一端埋设在所述浇筑连接段中，另一端伸向所述空腔。
4.根据权利要求3所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述预埋连接件为钢筋、钢筋网、FRP筋、FRP网格或FRP布。
5.根据权利要求3所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述预埋连接件在上下方向上有多层。
6.根据权利要求1所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述空腔中现场浇筑的现浇构件为现浇柱或现浇剪力墙。
7.根据权利要求1所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，还包括外立面连接构件，所述外立面连接构件用于布置在由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构的外围。
8.根据权利要求7所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述外立面连接构件为钢筋、钢筋网、FRP筋、FRP网格或FRP布。
9.根据权利要求8所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述外立面连接构件通过喷涂混凝土设置在所述由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构上。
10.根据权利要求1所述的3D打印装配式箱型结构，其特征在于，所述墙板上还包括常规段，当多个所述箱型模块在上下方向上组装时，上下相邻的所述箱型模块之间的所述常规段吻合。
11.一种3D打印装配式箱型结构的连接方法，其特征在于，所述3D打印装配式箱型结构为根据权利要求1-10中任意一项所述的3D打印装配式箱型结构，所述连接方法包括如下步骤：
将多个所述箱型模块拼接组合，使得多个相邻的所述箱型模块的所述墙板的所述浇筑连接段围成在上下方向上延伸的空腔；
向所述空腔中浇筑混凝土，得到由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构。
12.根据权利要求11所述的3D打印装配式箱型结构的连接方法，其特征在于，当所述3D打印装配式箱型结构包括根据权利要求3中所述的预埋连接件时，所述预埋连接件的另一端还与钢筋笼固定连接，所述钢筋笼位于所述空腔中。
13.根据权利要求11所述的3D打印装配式箱型结构的连接方法，其特征在于，当所述3D打印装配式箱型结构包括根据权利要求7中所述的外立面连接构件时，在所述由多个所述箱型模块现场浇筑连接好后的结构的所述外围先喷涂内层混凝土，再将所述外立面连接构件放置在所述内层混凝土上，再喷涂外层混凝土，最后进行表面处理。
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| CN202110118825.3A CN113047417A (zh) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 3d打印装配式箱型结构及其的连接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113047417A true CN113047417A (zh) | 2021-06-29 |
Family
ID=76508350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110118825.3A Pending CN113047417A (zh) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 3d打印装配式箱型结构及其的连接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113047417A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115849814A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-28 | 天津市新天钢联合特钢有限公司 | 一种利用冶金炉渣制备3d打印基料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-01-28 CN CN202110118825.3A patent/CN113047417A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115849814A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-28 | 天津市新天钢联合特钢有限公司 | 一种利用冶金炉渣制备3d打印基料及其制备方法 |
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