基于3D打印的裝配式框架柱結構制造技術

本發明專利技術涉及一種基于3D打印的裝配式異形柱框架結構及其施工方法，該框架結構包括：多個框架柱，端部設有沿縱向設置的、混凝土形成的柱體結構，內部設有沿縱向設置的柱體空腔；多個框架梁，搭設于所述柱體結構的頂部處，所述框架梁的端部和所述框架柱的頂部圍合形成連接節點，所述連接節點置于所述柱體空腔的上；以及混凝土連接結構，設于所述柱體空腔內和所述連接節點處；其中：所述框架柱和所述框架梁圍合拼接形成框架結構；所述混凝土連接結構連接所述框架梁和所述框架柱。本發明專利技術最大程度的降低人工、節約材料、施工工期迅速等特點。本發明專利技術實現了施工全過程零垃圾、零模板和零腳手架，真正做到了綠色環保。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及建筑施工領域，尤指一種基于3D打印的裝配式框架柱結構。
技術介紹
目前，我國建筑行業正處在由傳統建筑業向建筑工業化的全面轉型階段，綠色建造已經在全國全面展開，大批的先進技術得到了廣泛應用，當今的建筑業更注重節能、節地、節水、節材和環境保護，綠色建筑、綠色建造等熱門話題正逐步被接收和實施，國家也出臺了相關的政策予以支持，但我國的施工技術水平仍然比較落后，仍然無法實現零垃圾、零模板、零腳手架施工作業，隨著3D打印技術在建筑領域的應用，尤其是3D打印技術建筑油墨的材料性能有了很大的提高，使建筑施工零垃圾、零模板、零腳手架施工作業成為了可能，3D打印技術可以實現任何復雜造型的打印，可以實現結構、保溫、裝飾一體化，可以實現模板和結構構件一體化，目前我國建設量最大的為住宅建筑，住宅建筑產業急需一種適宜3D打印的新型的建筑結構體系，真正實現建筑施工零垃圾、零模板、零腳手架施工作業，真正做到節約、環保。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種基于3D打印的裝配式框架柱結構，解決現有建筑施工中無法實現零垃圾、零模板、零腳手架的施工作業的問題。實現上述目的的技術方案是：本專利技術提供了一種基于3D打印的裝配式框架柱結構，所述框架柱采用3D打印技術制作而成，包括：a、采用3D打印技術制作形狀適配于所述框架柱的一層砌體至預埋標高處；b、于該層砌體的頂部設置箍筋，所述箍筋的形狀適配于所述框架柱；c、采用3D打印技術于該層砌體的頂部再制作一層砌體；d、重復步驟b、c，至所述框架柱的設計標高；所述框架柱的端部形成有沿縱向設置的澆筑空間，內部形成有沿縱向設置的柱體空腔，所述澆筑空間內澆筑形成有柱體結構。框架柱具有柱體空腔，使得框架柱的自重輕，方便運輸及吊裝，框架柱的端部設有強度大的混凝土柱體結構，用于增強框架柱的結構強度，同時也為框架梁提供支撐。框架柱的主體空腔內后續澆筑有混凝土，且與框架梁形成穩固的連接結構，確保框架柱的結構強度的同時，也提高了框架柱和框架梁之間的連接強度。框架柱和框架梁采用3D打印技術預制，充分發揮3D打印技術的優勢，使整棟樓在施工過程中不再需要模板、不會產生建筑垃圾，梁、柱、樓板、填充墻等構件均可采用3D打印技術在工廠預制，現場進行拼裝，最大的降低人工、節約材料、環保、施工工期迅速等特點。本專利技術實現了施工全過程零垃圾、零模板和零腳手架，真正做到了綠色環保。本專利技術基于3D打印的裝配式框架柱結構的進一步改進在于，所述框架柱包括適配于所述框架柱形狀的柱殼體和設于所述柱殼體內的斜撐結構，所述斜撐結構將所述柱殼體內分隔成所述柱體空腔。本專利技術基于3D打印的裝配式框架柱結構的進一步改進在于，所述框架柱的形狀為T型、L型、或平直型。附圖說明圖1為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構的結構示意圖；圖2為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構中框架柱和框架梁的連接結構示意圖；圖3為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構中框架柱的第一實施例的結構示意圖；圖4為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構中框架柱的第二實施例的結構示意圖；圖5為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構中框架柱的第三實施例的結構示意圖；圖6為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構中框架梁的結構示意圖；以及圖7至圖9為本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構中采用3D打印技術預制框架柱的分解步驟示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明。本專利技術一種基于3D打印的裝配式異形柱框架結構及其施工方法，采用3D打印技術預制框架梁、框架柱、桁架空心樓板、以及填充墻等，在施工現場將框架梁和框架柱拼接形成框架結構，再將填充墻和桁架空心樓板設于框架結構的中空部分，整個施工過程中不需要模板、不會產生建筑垃圾，真正實現建筑施工零垃圾、零模板、零腳手架的施工作業。框架柱內部設有柱體空腔，端部設有混凝土的柱體結構，保證框架柱的結構強度，能夠支撐住框架梁的情況下，具有較輕的自重，方便運輸以及吊裝。將框架梁搭設在框架柱的端部，在框架柱的柱體空腔內澆筑混凝土，該混凝土澆筑至與框架梁平齊，將框架梁端部伸出的梁鋼架錨固起來，形成了框架梁和框架柱之間的穩固連接。本專利技術還具有施工速度快，節省材料、降低成本等優點。下面結合附圖對本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構及其施工方法進行說明。參閱圖1，顯示了本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構的結構示意圖，下面結合圖1，對本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構進行說明。如圖1所示，本專利技術基于3D打印的裝配式異形柱框架結構包括多個框架柱10、多個框架梁20、以及連接框架柱10和框架梁20的混凝土連接結構30，框架柱10和框架梁20圍合拼接形成框架結構，通過混凝土連接結構30將框架梁20和框架柱10錨固連接，形成穩固的整體。如圖3所示，框架柱10采用3D打印技術制作而成，框架柱10的端部設有沿縱向設置即框架柱10長度方向的柱體結構101，該柱體結構101為混凝土結構，框架柱10的內部沿縱向設置即框架柱10長度方向設有柱體空腔102，使得框架柱10的自重較輕，方便運輸及吊裝，又因端部設有柱體結構101可滿足框架柱的結構強度，對框架梁20起到支撐作用。如圖6和圖2所示，框架梁20搭設于框架柱10的端部處，即設在柱體結構101的頂部，框架梁20的端部和框架柱10的頂部圍合形成連接節點，該連接節點設于框架柱10的柱體空腔102的上方，混凝土連接結構30設于柱體空腔102內和連接節點處，將框架梁20和框架柱10連接。進一步地，在框架梁20的內部插設有梁鋼筋201，梁鋼筋201伸出框架梁10的端部形成錨固端，錨固端置于柱體空腔102上且設于連接節點處，通過澆筑于柱體空腔102內和連接節點處的混凝土將錨固端錨固，澆筑的連接節點處的混凝土與框架梁20的頂面齊平，形成了混凝土連接結構30，實現了框架梁20和框架柱10之間的穩固連接。進一步地，框架梁20為采用3D打印技術預制而成，框架梁20包括適配于框架梁形狀的梁殼體202和設于梁殼體202內的支撐結構203，梁殼體202包括相對設置的第一殼面和第二殼面、以及設于第一殼面和第二殼面一端的封閉面，梁殼體202的橫截面為U形，支撐結構203支設于第一殼面和第二殼面之間，將梁殼體202分隔形成梁體空腔204和U型槽205，該U型槽205設于框架梁20的底部。在3D打印形成框架梁20的過程中，以框架梁20的形狀打印一層砌體，然后與砌體的頂部鋪設箍筋206，再于砌體上繼續打印一層砌體，再鋪設箍筋206，直至到框架梁20的標高。打印形成框架梁20后，在框架梁20的梁體空腔204內插入梁鋼筋201并灌自密實混凝土，形成鋼筋混凝土結構。當梁體空腔204內的混凝土凝固后，將框架梁20底部U型槽205朝上設置，放置梁鋼筋201在U型槽205內，于U型槽205內澆筑混凝土，形成鋼筋混凝土結構。框架梁20的底部U型槽205內澆筑有混凝土，使得框架梁20的底部為混凝土結構，該混凝土結構可以和梁鋼筋共同受力和變形，避免框架梁20在受力過程中出現裂縫，因為如果框架梁20的底部也采用3D打印，當框架梁20變形時，3D打印的框架梁20的外殼會因打印的每層砌體之間粘結力差而被拉裂。采用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于3D打印的裝配式框架柱結構，其特征在于，所述框架柱采用3D打印技術制作而成，包括：a、采用3D打印技術制作形狀適配于所述框架柱的一層砌體至預埋標高處；b、于該層砌體的頂部設置箍筋，所述箍筋的形狀適配于所述框架柱；c、采用3D打印技術于該層砌體的頂部再制作一層砌體；d、重復步驟b、c，至所述框架柱的設計標高；所述框架柱的端部形成有沿縱向設置的澆筑空間，內部形成有沿縱向設置的柱體空腔，所述澆筑空間內澆筑形成有柱體結構。

【技術特征摘要】
1.一種基于3D打印的裝配式框架柱結構，其特征在于，所述框架柱采用3D打印技術制作而成，包括：a、采用3D打印技術制作形狀適配于所述框架柱的一層砌體至預埋標高處；b、于該層砌體的頂部設置箍筋，所述箍筋的形狀適配于所述框架柱；c、采用3D打印技術于該層砌體的頂部再制作一層砌體；d、重復步驟b、c，至所述框架柱的設計標高；所述框架柱的端部形成有沿縱向設置的澆筑空...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬榮全，苗冬梅，孫學鋒，葛杰，
申請(專利權)人：中國建筑第八工程局有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31