CN114809442B - 一种3d打印混凝土梁配筋方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种3D打印混凝土梁配筋方法，包括如下步骤：采用3D打印技术在预设位置打印至底部保护层厚度标高处形成底部保护层，将制作好的钢筋骨架放置到底部保护层上，采用3D打印技术逐层打印下部纵筋至上部纵筋位置标高之间的中间混凝土层，将钢筋骨架的两侧箍筋翻转并使上部箍筋与另一侧的上部纵筋完成对接，采用3D打印技术依次打印外侧保护层及上部保护层。本发明中的箍筋采用分段制作而成，每段箍筋根据需要采用不同的连接方式与纵筋连接形成可变形钢筋骨架，打印前处于平铺展开状态，打印时可转换成封闭状态，从而有效避免打印过程中在打印路径中形成障碍而造成无法打印的情形。
Description
技术领域
本发明涉及建筑建造技术领域，具体为一种3D打印混凝土梁配筋方法。
背景技术
3D打印技术又称增材制造，是通过编程软件设计结构三维模型，再采用材料自下而上逐层累加的方法制造实体的技术。
目前打印混凝土建筑结构通常为墙板结构，对于打印混凝土梁的应用较少，这主要是因打印混凝土的工艺要求，箍筋形成障碍影响打印路径，使得打印混凝土梁无法配置箍筋或无法配置封闭箍筋来进行抗剪，从而限制了它的应用。箍筋的配置方法和匹配的打印工艺都成为解决这一难题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印混凝土梁配筋方法，采用分段式制作箍筋并结合不同方式连接纵筋，从而形成打印前后的折叠打开和封闭的状态，消除打印路径中的障碍，提高打印质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印混凝土梁配筋方法，包括如下步骤：
采用3D打印技术在预设位置打印至底部保护层厚度标高处形成底部保护层，
将制作好的钢筋骨架放置到底部保护层上，
采用3D打印技术逐层打印下部纵筋至上部纵筋位置标高之间的中间混凝土层，
将钢筋骨架的两侧箍筋翻转并使上部箍筋与另一侧的上部纵筋完成对接，
采用3D打印技术依次打印外侧保护层及上部保护层。
进一步地，所述钢筋骨架的制作方法包括如下步骤：
将下部纵筋与底部箍筋固定连接，
将两侧箍筋的一端与上部纵筋固定连接，另一端与下部纵筋可转连接，
将上部箍筋的一端与其中一侧的上部纵筋固定连接，另一端制成弯钩。
进一步地，所述固定连接为绑扎连接，所述可转连接为弯钩连接。
进一步地，所述将钢筋骨架的两侧箍筋翻转并使上部箍筋与另一侧的上部纵筋完成对接包括：
所述将钢筋骨架的两侧箍筋翻转90°，翻转到位后，将上部箍筋的一端的弯钩形钩住另一侧的上部纵筋。
进一步地，所述外侧保护层采用3D打印技术逐层环形打印而成。
进一步地，所述中间混凝土层的宽度小于所述底部保护层的宽度。
本发明还提供了一种3D打印混凝土梁，由上述的一种3D打印混凝土梁配筋方法制作而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中的箍筋采用分段制作而成，每段箍筋根据需要采用不同的连接方式与纵筋连接形成可变形钢筋骨架，打印前处于平铺展开状态，打印时可转换成封闭状态，从而有效避免打印过程中在打印路径中形成障碍而造成无法打印的情形。
2、本发明中的两侧箍筋与下部纵筋之间采用弯钩形式的转动连接，上部箍筋与其中一侧的上部纵筋之间采用弯钩形式的转动连接，从而在打印至预设高度时将两侧箍筋转动至竖直状态，并使上部箍筋与另一侧的上部纵筋形成钩接，从而形成最终形态的钢筋骨架，从而在打印结束后形成封闭箍筋打印梁。
附图说明
图1为本发明中钢筋骨架处于展开状态的结构立体图；
图2为图1所示钢筋骨架处于封闭状态的结构立体图；
图3为本发明中将钢筋骨架放置到底部保护层上的结构示意图；
图4为本发明中打印中间混凝土层的结构示意图；
图5为本发明中打印中间混凝土层的结构示意图；
图6为本发明中打印外侧保护层的结构示意图；
图7为本发明中打印上部保护层的结构示意图。
实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至7所示，一种3D打印混凝土梁配筋方法，包括如下步骤：
S1、采用3D打印技术在预设位置打印至底部保护层厚度标高处形成底部保护层11。
S2、如图3所示，在步骤S1的基础上，将制作好的钢筋骨架放置到底部保护层11上，此时的钢筋骨架如图1所示，处于展开状态。钢筋骨架预先制作而成，其制作方法包括如下步骤：
S21、将选取好的两个下部纵筋1与底部箍筋2的两端绑扎连接，两个下部纵筋1的间距满足预设要求。
S22、选取若干对两侧箍筋3，两侧箍筋3的其中一端制作成弯钩31，将两侧箍筋3的同一端分别与对应侧的上部纵筋4绑扎连接，另一端的弯钩31与另一侧的下部纵筋1弯钩连接，从而能够使两侧箍筋3绕弯钩连接点转动。
S23、选取若干个上部箍筋5，上部箍筋5的一端与其中一侧的上部纵筋4绑扎连接并保持90°角，另一端制成弯钩51。这样保证两侧箍筋3翻转90°后，上部箍筋5的弯钩51能够刚好钩住对应一侧的上部纵筋4。
需要说明的是，底部箍筋2、两侧箍筋3和上部箍筋5在布置时，其数量和间距根据梁的长度确定。在宽度方向上将原本的一条箍筋分成多段，从而能够在打印前处于如图1所示的平铺展开状态，避免对打印路径造成障碍，封闭后形成如图2所示的封闭箍筋状态。这种钢筋骨架结构形式能够对提高梁的抗剪切承载带来正面影响，对推广3D打印梁的应用和发展有积极作用。
S3、如图4所示，在步骤S2的基础上，采用3D打印技术逐层打印下部纵筋1至上部纵筋4位置标高之间的中间混凝土层21。该步骤中，需要注意中间混凝土层21的宽度小于底部保护层11的宽度，同样地，中间混凝土层21的长度也小于底部保护层11的长度，从而在中间混凝土21的四周预留出外侧保护层41的空间。中间混凝土层21的宽度根据钢筋骨架中下部纵筋1之间的宽度确定，以恰好封闭该下部纵筋1并且使两侧箍筋3可以翻转为宜。
S4、如图5所示，在步骤S3的基础上，将钢筋骨架的两侧箍筋3翻转90°，翻转完毕使上部箍筋5与另一侧的上部纵筋4完成对接。对接方式为钩接，即上部箍筋5与上部纵筋4对接的一端制作成弯钩51，翻转后弯钩51钩住另一侧的上部纵筋4，完成连接。此时上部纵筋4恰好位于下部纵筋1的正上方，以便于下一步的封闭打印。
S5、如图6和7所示，在步骤S4的基础上，采用3D打印技术依次打印外侧保护层41及上部保护层42。具体包括如下步骤：
S51、如图6所示，由第一层中间混凝土层21开始，围绕其四周打印出一圈外侧保护层41，然后逐层依次打印其余中间混凝土层21外围的外侧保护层41。最后一层外侧保护层41的顶面与顶层的中间混凝土层21的顶面平齐，一侧上部保护层42的封闭打印。
S52，如图7所示，在步骤S51的基础上，采用3D打印技术在外侧保护层41的顶面和顶层的中间混凝土层21的顶面打印出上部保护层42，至此，整个梁的打印施工完毕。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种3D打印混凝土梁，由上述的一种3D打印混凝土梁配筋方法制作而成。该梁具有较强的抗剪切承载能力，满足3D打印技术的推广和应用。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后所要说明的是：以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种3D打印混凝土梁配筋方法，其特征在于：包括如下步骤：
采用3D打印技术在预设位置打印至底部保护层厚度标高处形成底部保护层（11），
将制作好的钢筋骨架放置到底部保护层（11）上，所述钢筋骨架的制作方法包括如下步骤：
将下部纵筋（1）与底部箍筋（2）固定连接，
将两侧箍筋（3）的一端与上部纵筋（4）固定连接，另一端与下部纵筋（1）可转连接，
将上部箍筋（5）的一端与其中一侧的上部纵筋（4）固定连接，另一端制成弯钩（51）；
采用3D打印技术逐层打印下部纵筋（1）至上部纵筋（4）位置标高之间的中间混凝土层（21），
将钢筋骨架的两侧箍筋（3）翻转并使上部箍筋（5）与另一侧的上部纵筋（4）完成对接，
采用3D打印技术依次打印外侧保护层（41）及上部保护层（42）。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土梁配筋方法，其特征在于：所述固定连接为绑扎连接，所述可转连接为弯钩连接。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印混凝土梁配筋方法，其特征在于：所述将钢筋骨架的两侧箍筋（3）翻转并使上部箍筋（5）与另一侧的上部纵筋（4）完成对接包括：
所述将钢筋骨架的两侧箍筋（3）翻转90°，翻转到位后，将上部箍筋（5）的一端的弯钩形钩住另一侧的上部纵筋（4）。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印混凝土梁配筋方法，其特征在于：所述外侧保护层（41）采用3D打印技术逐层环形打印而成。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印混凝土梁配筋方法，其特征在于：所述中间混凝土层（21）的宽度小于所述底部保护层（11）的宽度。
6.一种3D打印混凝土梁，其特征在于：由如权利要求1所述的一种3D打印混凝土梁配筋方法制作而成。
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