基于3d打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)及其施工方法，該框架結(jié)構(gòu)包括：多個(gè)框架柱，端部設(shè)有沿縱向設(shè)置的、混凝土形成的柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有沿縱向設(shè)置的柱體空腔；多個(gè)框架梁，搭設(shè)于所述柱體結(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)，所述連接節(jié)點(diǎn)置于所述柱體空腔的上；以及混凝土連接結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述柱體空腔內(nèi)和所述連接節(jié)點(diǎn)處；其中：所述框架柱和所述框架梁圍合拼接形成框架結(jié)構(gòu)；所述混凝土連接結(jié)構(gòu)連接所述框架梁和所述框架柱。本發(fā)明最大程度的降低人工、節(jié)約材料、施工工期迅速等特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了施工全過(guò)程零垃圾、零模板和零腳手架，真正做到了綠色環(huán)保。
【專利說(shuō)明】
基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域，尤指一種基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)建筑行業(yè)正處在由傳統(tǒng)建筑業(yè)向建筑工業(yè)化的全面轉(zhuǎn)型階段，綠色建造已經(jīng)在全國(guó)全面展開，大批的先進(jìn)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，當(dāng)今的建筑業(yè)更注重節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)，綠色建筑、綠色建造等熱門話題正逐步被接收和實(shí)施，國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)的政策予以支持，但我國(guó)的施工技術(shù)水平仍然比較落后，仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)零垃圾、零模板、零腳手架施工作業(yè)，隨著3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是3D打印技術(shù)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(yè)成為了可能，3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜造型的打印，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、保溫、裝飾一體化，可以實(shí)現(xiàn)模板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件一體化，目前我國(guó)建設(shè)量最大的為住宅建筑，住宅建筑產(chǎn)業(yè)急需一種適宜3D打印的新型的建筑結(jié)構(gòu)體系，真正實(shí)現(xiàn)建筑施工零垃圾、零模板、零腳手架施工作業(yè)，真正做到節(jié)約、環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)及其施工方法，解決現(xiàn)有建筑施工中無(wú)法實(shí)現(xiàn)零垃圾、零模板、零腳手架的施工作業(yè)的問(wèn)題。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明一種基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)，所述框架梁搭設(shè)于所述框架柱的端部處，所述框架梁的端部與所述框架柱的頂部圍合形成連接節(jié)點(diǎn)，所述連接節(jié)點(diǎn)置于所述框架柱的柱體空腔的上方，所述連接結(jié)構(gòu)包括澆筑形成于所述柱體空腔內(nèi)和所述連接節(jié)點(diǎn)處的混凝土連接結(jié)構(gòu)。
[0006]采用混凝土連接結(jié)構(gòu)連接框架梁和框架柱，且混凝土連接結(jié)構(gòu)澆筑于框架柱的柱體空腔內(nèi)，一方面提高了框架柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，另外該混凝土連接結(jié)構(gòu)為框架梁和框架柱形成了穩(wěn)固的連接，具有較高的連接強(qiáng)度。采用3D打印技術(shù)制作框架梁和框架柱，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使整棟樓在施工過(guò)程中不再需要模板、不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，梁、柱、樓板、填充墻等構(gòu)件均可采用3D打印技術(shù)在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，最大的降低人工、節(jié)約材料、環(huán)保、施工工期迅速等特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了施工全過(guò)程零垃圾、零模板和零腳手架，真正做到了綠色環(huán)保?？蚣苤捎描旒芸招慕Y(jié)構(gòu)，使得框架柱的自重輕，方便運(yùn)輸及吊裝，框架柱的端部設(shè)有強(qiáng)度大的混凝土柱體結(jié)構(gòu)，用于增強(qiáng)框架柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)也為框架梁提供支撐?？蚣苤目招慕Y(jié)構(gòu)內(nèi)后續(xù)澆筑有混凝土，且與框架梁形成穩(wěn)固的連接結(jié)構(gòu)，確?？蚣苤慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，也提高了框架柱和框架梁之間的連接強(qiáng)度。
[0007]本發(fā)明基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述混凝土連接結(jié)構(gòu)內(nèi)錨固有伸出所述框架梁端部的梁鋼筋的錨固端。
[0008]本發(fā)明基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述連接結(jié)構(gòu)還包括設(shè)于所述框架柱的頂部第一連接鋼板和設(shè)于所述框架梁的底部與所述第一連接鋼板相對(duì)應(yīng)的第二連接鋼板，所述第二連接鋼板與所述第一連接鋼板焊接。
[0009]本發(fā)明還提供了一種基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的施工方法，包括:
[0010]將所述框架梁搭設(shè)于所述框架柱的端部，利用所述框架梁的端部與所述框架柱的頂部圍合形成連接節(jié)點(diǎn)，所述連接節(jié)點(diǎn)置于所述框架柱的柱體空腔的上方；
[00?1 ]向所述柱體空腔和所述連接節(jié)點(diǎn)饒筑混凝土形成混凝土連接結(jié)構(gòu)以將所述框架梁和所述框架柱連接固定。
[0012]本發(fā)明基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的施工方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，澆筑混凝土之前將所述框架梁內(nèi)的梁鋼筋伸出所述框架梁端部于所述連接節(jié)點(diǎn)處形成錨固端。
[0013]本發(fā)明基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的施工方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括:
[0014]于所述框架柱的頂部處設(shè)第一連接鋼板；
[0015]于所述框架梁的底部對(duì)應(yīng)所述第一連接鋼板設(shè)第二連接鋼板；
[0016]將所述框架梁搭設(shè)于所述框架柱的端部時(shí)，使得所述第二連接鋼板設(shè)于所述第一連接鋼板上，將所述第一連接鋼板和所述第二連接鋼板焊接。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)中框架柱和框架梁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)中框架柱的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)中框架柱的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)中框架柱的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)中框架梁的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖7至圖9為本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)中采用3D打印技術(shù)預(yù)制框架柱的分解步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明一種基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)及其施工方法，采用3D打印技術(shù)預(yù)制框架梁、框架柱、桁架空心樓板、以及填充墻等，在施工現(xiàn)場(chǎng)將框架梁和框架柱拼接形成框架結(jié)構(gòu)，再將填充墻和桁架空心樓板設(shè)于框架結(jié)構(gòu)的中空部分，整個(gè)施工過(guò)程中不需要模板、不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，真正實(shí)現(xiàn)建筑施工零垃圾、零模板、零腳手架的施工作業(yè)?？蚣苤鶅?nèi)部設(shè)有柱體空腔，端部設(shè)有混凝土的柱體結(jié)構(gòu)，保證框架柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠支撐住框架梁的情況下，具有較輕的自重，方便運(yùn)輸以及吊裝。將框架梁搭設(shè)在框架柱的端部，在框架柱的柱體空腔內(nèi)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(lái)，形成了框架梁和框架柱之間的穩(wěn)固連接。本發(fā)明還具有施工速度快，節(jié)省材料、降低成本等優(yōu)點(diǎn)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)及其施工方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0026]參閱圖1，顯示了本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖1，對(duì)本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)包括多個(gè)框架柱10、多個(gè)框架梁20、以及連接框架柱10和框架梁20的混凝土連接結(jié)構(gòu)30，框架柱10和框架梁20圍合拼接形成框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)混凝土連接結(jié)構(gòu)30將框架梁20和框架柱10錨固連接，形成穩(wěn)固的整體。
[0028]如圖3所示，框架柱10采用3D打印技術(shù)制作而成，框架柱10的端部設(shè)有沿縱向設(shè)置即框架柱10長(zhǎng)度方向的柱體結(jié)構(gòu)101，該柱體結(jié)構(gòu)101為混凝土結(jié)構(gòu)，框架柱10的內(nèi)部沿縱向設(shè)置即框架柱10長(zhǎng)度方向設(shè)有柱體空腔102，使得框架柱10的自重較輕，方便運(yùn)輸及吊裝，又因端部設(shè)有柱體結(jié)構(gòu)101可滿足框架柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)框架梁20起到支撐作用。
[0029]如圖6和圖2所示，框架梁20搭設(shè)于框架柱10的端部處，即設(shè)在柱體結(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)，該連接節(jié)點(diǎn)設(shè)于框架柱10的柱體空腔102的上方，混凝土連接結(jié)構(gòu)30設(shè)于柱體空腔102內(nèi)和連接節(jié)點(diǎn)處，將框架梁20和框架柱10連接。進(jìn)一步地，在框架梁20的內(nèi)部插設(shè)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(shè)于連接節(jié)點(diǎn)處，通過(guò)澆筑于柱體空腔102內(nèi)和連接節(jié)點(diǎn)處的混凝土將錨固端錨固，澆筑的連接節(jié)點(diǎn)處的混凝土與框架梁20的頂面齊平，形成了混凝土連接結(jié)構(gòu)30，實(shí)現(xiàn)了框架梁20和框架柱10之間的穩(wěn)固連接。
[0030]進(jìn)一步地，框架梁20為采用3D打印技術(shù)預(yù)制而成，框架梁20包括適配于框架梁形狀的梁殼體202和設(shè)于梁殼體202內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)203，梁殼體202包括相對(duì)設(shè)置的第一殼面和第二殼面、以及設(shè)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(jié)構(gòu)203支設(shè)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(shè)于框架梁20的底部。在3D打印形成框架梁20的過(guò)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(shè)箍筋206，再于砌體上繼續(xù)打印一層砌體，再鋪設(shè)箍筋206，直至到框架梁20的標(biāo)高。打印形成框架梁20后，在框架梁20的梁體空腔204內(nèi)插入梁鋼筋201并灌自密實(shí)混凝土，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)梁體空腔204內(nèi)的混凝土凝固后，將框架梁20底部U型槽205朝上設(shè)置，放置梁鋼筋201在U型槽205內(nèi)，于U型槽205內(nèi)澆筑混凝土，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？蚣芰?0的底部U型槽205內(nèi)澆筑有混凝土，使得框架梁20的底部為混凝土結(jié)構(gòu)，該混凝土結(jié)構(gòu)可以和梁鋼筋共同受力和變形，避免框架梁20在受力過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，因?yàn)槿绻蚣芰?0的底部也采用3D打印，當(dāng)框架梁20變形時(shí)，3D打印的框架梁20的外殼會(huì)因打印的每層砌體之間粘結(jié)力差而被拉裂。采用3D打印框架梁20的底部設(shè)置為U型槽，在U型槽內(nèi)澆筑混凝土，以解決框架梁因打印材料的接縫處粘結(jié)力不足而引起的裂縫問(wèn)題。另，先于梁體空腔內(nèi)灌注自密實(shí)混凝土，后于U型槽內(nèi)澆筑混凝土的好處是，澆筑U型槽時(shí)，只需將框架梁的底部朝上翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)即可，無(wú)需另外設(shè)置模板，也方便穿插梁底的鋼筋，具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0031]結(jié)合圖1所示，混凝土連接結(jié)構(gòu)30設(shè)于柱體空腔102內(nèi)和柱體空腔102頂部的連接節(jié)點(diǎn)處，將框架梁20的頂部的梁鋼筋201設(shè)置伸出框架梁20，形成位于連接節(jié)點(diǎn)處的錨固端，該錨固端錨固于混凝土連接結(jié)構(gòu)30內(nèi)。通過(guò)混凝土連接結(jié)構(gòu)30的設(shè)置，使得框架梁20和框架柱10連接在一起，形成整體的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。
[0032]如圖3所示，本發(fā)明的框架柱10為采用3D打印技術(shù)制作而成，框架柱10包括適配于框架柱形狀的柱殼體103和設(shè)于柱殼體103內(nèi)的斜撐結(jié)構(gòu)104，斜撐結(jié)構(gòu)104斜向支設(shè)于柱殼體103內(nèi)，較佳地，與柱殼體103之間的夾角為45°。通過(guò)斜撐結(jié)構(gòu)104形成了帶有桁架支撐體系的框架柱10。斜撐結(jié)構(gòu)104將柱殼體103內(nèi)分隔形成多個(gè)柱體空腔102。
[0033]結(jié)合圖7至圖9所示，在3D打印形成框架柱10的過(guò)程中，以框架柱10的形狀打印第一層砌體1031，然后于第一層砌體1031的頂部鋪設(shè)箍筋105，再于第一層砌體1031上繼續(xù)打印第二層砌體1032，將箍筋105錨固于第二層砌體1032和第一層砌體1031中；再于第二層砌體1032上鋪設(shè)箍筋105，繼續(xù)重復(fù)向上打印砌體，鋪設(shè)箍筋105，直至到框架柱10的標(biāo)高。在3D打印形成框架柱10時(shí)，框架柱10的端部留設(shè)了沿長(zhǎng)度方向設(shè)置的澆筑空間，打印完成后，在澆筑空間內(nèi)插設(shè)柱鋼筋106并澆筑混凝土，形成柱體結(jié)構(gòu)101。柱體結(jié)構(gòu)101用于設(shè)置吊點(diǎn)，兼顧框架梁20的支撐結(jié)構(gòu)，提高框架柱10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而柱體空腔102采用空腔結(jié)構(gòu)設(shè)置，具有自重輕，方便運(yùn)輸及安裝等特點(diǎn)。
[0034]如圖3所示，顯示了本發(fā)明的框架柱10的結(jié)構(gòu)第一實(shí)施例，在本實(shí)施例中，框架柱10為T型，具有三個(gè)端部，且三個(gè)端部均設(shè)有柱體結(jié)構(gòu)101J型的框架柱10設(shè)于建筑主體的側(cè)部，用于連接三根框架梁20。如圖4所示，顯示了框架柱10的第二實(shí)施例，在本實(shí)施例中，框架柱10為L(zhǎng)型，具有兩個(gè)端部。L型框架柱10設(shè)于建筑主體的角部，用于連接兩根框架梁20。如圖5所示，顯示了框架柱10的第三實(shí)施例，在本實(shí)施例中，框架柱10為平直型，具有兩個(gè)端部，可以設(shè)于建筑主體的中部，支撐沿同一方向設(shè)置的兩根框架梁20?？蚣苤?0還可以為十字型，具有四個(gè)端部用于支撐橫縱方向的框架梁20。
[0035]如圖2所示，作為本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，在框架柱10端部的頂面設(shè)有第一連接鋼板107，框架梁20的底部對(duì)應(yīng)設(shè)有第二連接鋼板207，將框架梁20設(shè)于框架柱10的端部時(shí)，使得第一連接鋼板107和第二連接鋼板207對(duì)齊，并采用焊接連接固定。
[0036]結(jié)合圖1和圖6所示，框架柱10和框架梁20圍合拼接形成框架結(jié)構(gòu)后，在于框架梁20上設(shè)置樓板40，框架梁20和框架柱10圍合的空間上設(shè)置填充墻，該樓板40和填充墻也為預(yù)制構(gòu)件，將樓板40吊裝在框架梁20上后，在框架梁20的頂部綁扎鋼筋，將框架梁20的頂部與樓板40上的疊合層澆筑成一個(gè)整體。填充墻設(shè)置時(shí)，與框架梁20之間留出變形間隙，完成后再用細(xì)石混凝土填充，避免梁變形后荷載傳到填充墻上，對(duì)填充墻造成影響。
[0037]本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)的有益效果為:
[0038]框架柱具有柱體空腔，使得框架柱的自重輕，方便運(yùn)輸及吊裝，框架柱的端部設(shè)有強(qiáng)度大的混凝土柱體結(jié)構(gòu)，用于增強(qiáng)框架柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)也為框架梁提供支撐?？蚣苤闹黧w空腔內(nèi)后續(xù)澆筑有混凝土，且與框架梁形成穩(wěn)固的連接結(jié)構(gòu)，確?？蚣苤慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，也提高了框架柱和框架梁之間的連接強(qiáng)度?？蚣苤涂蚣芰翰捎?D打印技術(shù)預(yù)制，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使整棟樓在施工過(guò)程中不再需要模板、不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，梁、柱、樓板、填充墻等構(gòu)件均可采用3D打印技術(shù)在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，最大的降低人工、節(jié)約材料、環(huán)保、施工工期迅速等特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了施工全過(guò)程零垃圾、零模板和零腳手架，真正做到了綠色環(huán)保。
[0039]下面對(duì)本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)的施工方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0040]如圖1、圖3和圖6所示，本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)的施工方法包括:
[0041]采用3D打印技術(shù)制作框架柱10和框架梁20，框架柱10的端部形成有沿縱向設(shè)置的澆筑空間，內(nèi)部形成有沿縱向設(shè)置的柱體空腔102;
[0042]于饒筑空間內(nèi)插設(shè)鋼筋并饒筑混凝土形成柱體結(jié)構(gòu)101，將框架柱10支設(shè)于設(shè)定位置；
[0043]將框架梁20搭設(shè)于柱體結(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)，該連接節(jié)點(diǎn)位于柱體空腔102的上方；
[0044]向柱體空腔102和連接節(jié)點(diǎn)處澆筑混凝土，通過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)連接框架梁20和框架柱10。
[0045]較佳地，于框架梁20內(nèi)插設(shè)梁鋼筋201，且梁鋼筋201伸出框架梁20的兩端形成錨固端，該錨固端位于連接節(jié)點(diǎn)處，且置于對(duì)應(yīng)的框架柱10內(nèi)的柱體空腔102上方，于柱體空腔102上方的連接節(jié)點(diǎn)處支設(shè)模塊，使得梁鋼架201的錨固端位于模板內(nèi)，向柱體空腔102內(nèi)間隔插設(shè)柱鋼筋，然后向模板和柱體空腔102澆筑混凝土，通過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)錨固梁鋼筋201的錨固端，從而將框架梁20和框架柱10連接固定。
[0046]如圖7至圖9所示，以3D打印制作框架柱10為例進(jìn)行說(shuō)明，采用3D打印技術(shù)制作框架柱1包括:
[0047]a、采用3D打印技術(shù)制作形狀適配于所述框架柱10的第一層砌體1031至預(yù)埋標(biāo)高處；
[0048]b、于第一層砌體1031的頂部設(shè)置箍筋105，箍筋105的形狀適配于框架柱10，即框架柱10為T型，該箍筋105也為T型，框架柱10為L(zhǎng)型，該箍筋105也為L(zhǎng)型，框架柱10為平直型，該箍筋105也為平直型；
[0049]C、采用3D打印技術(shù)于第一層砌體1031的頂部制作第二層砌體1032;
[0050]d、重復(fù)步驟b、c，在第二層砌體1032上設(shè)置箍筋105，于第二層砌體1032上制作第三層砌體，以此重復(fù)設(shè)置箍筋、制作砌體，直至框架柱10的設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成所述框架柱制作。
[0051]如圖6所示，框架梁20采用立式打印方式，其3D打印制作方法與框架柱10相同，制作的形狀適配框架梁20的形狀即可，在此不再贅述。框架梁20包括適配于框架梁形狀的梁殼體202和設(shè)于梁殼體202內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)203，梁殼體202包括相對(duì)設(shè)置的第一殼面和第二殼面、以及設(shè)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(jié)構(gòu)203支設(shè)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(shè)于框架梁20的底部。打印形成框架梁20后，在框架梁20的梁體空腔204內(nèi)插入梁鋼筋201并灌自密實(shí)混凝土，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)梁體空腔204內(nèi)的混凝土凝固后，將框架梁20底部U型槽205朝上設(shè)置，放置梁鋼筋201在U型槽205內(nèi)，于U型槽205內(nèi)澆筑混凝土，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?？蚣芰?0的底部U型槽205內(nèi)澆筑有混凝土，使得框架梁20的底部為混凝土結(jié)構(gòu)，該混凝土結(jié)構(gòu)可以和梁鋼筋共同受力和變形，避免框架梁20在受力過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，因?yàn)槿绻蚣芰?0的底部也采用3D打印，當(dāng)框架梁20變形時(shí)，3D打印的框架梁20的外殼會(huì)因打印的每層砌體之間粘結(jié)力差而被拉裂。采用3D打印框架梁20的底部設(shè)置為U型槽，在U型槽內(nèi)澆筑混凝土，以解決框架梁因打印材料的接縫處粘結(jié)力不足而引起的裂縫問(wèn)題。另，先于梁體空腔內(nèi)灌注自密實(shí)混凝土，后于U型槽內(nèi)澆筑混凝土的好處是，澆筑U型槽時(shí)，只需將框架梁的底部朝上翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)即可，無(wú)需另外設(shè)置模板，也方便穿插梁底的鋼筋，具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0052]如圖3至圖5所示，作為本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，框架柱10的內(nèi)部形成有斜撐結(jié)構(gòu)104，通過(guò)斜撐結(jié)構(gòu)104將框架柱10內(nèi)分隔形成多個(gè)柱體空腔102。斜撐結(jié)構(gòu)104與框架柱10的柱殼體103之間成45°夾角，通過(guò)斜撐結(jié)構(gòu)104形成了桁架結(jié)構(gòu)的框架柱10?？蚣苤?0的結(jié)構(gòu)為多種形狀，可以是T型、L型、和平直型，以適用于建筑主體的側(cè)部、角部、以及中間等位置。
[0053]如圖2所示，作為本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，于柱體結(jié)構(gòu)101的頂部處設(shè)第一連接鋼板107，于框架梁20的底部對(duì)應(yīng)第一連接鋼板107設(shè)第二連接鋼板207，將框架梁20搭設(shè)于柱體結(jié)構(gòu)101的頂部時(shí)，使得第二連接鋼板207設(shè)于第一連接鋼板107上，將第一連接鋼板107和第二連接鋼板207焊接固定。增加框架梁20和框架柱10之間的連接強(qiáng)度。
[0054]將框架梁20和框架柱10圍合拼接在一起后，形成了框架結(jié)構(gòu)，該框架結(jié)構(gòu)包括多個(gè)由梁和柱圍合形成的豎向空間和水平空間；采用3D打印技術(shù)制作填充墻，將填充墻吊裝于豎向空間處;采用3D打印技術(shù)制作桁架空心樓板，將桁架空心樓板吊裝于所述橫向空間處，就完成了建筑主體的拼裝。在裝配填充墻時(shí)，于填充墻和框架梁之間留出變形間隙，完成后再用細(xì)石混凝土填充該間隙，避免梁變形后的荷載傳到填充墻上，對(duì)填充墻造成影響。桁架空心樓板裝配時(shí)，搭設(shè)于框架梁上，將框架梁的頂部與桁架空心樓板的疊合層澆筑在一起，形成一個(gè)整體。
[0055]本發(fā)明基于3D打印的裝配式異形柱框架結(jié)構(gòu)的施工方法的有益效果為:
[0056]采用3D打印技術(shù)制作框架梁和框架柱，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使整棟樓在施工過(guò)程中不再需要模板、不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，梁、柱、樓板、填充墻等構(gòu)件均可采用3D打印技術(shù)在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，最大的降低人工、節(jié)約材料、環(huán)保、施工工期迅速等特點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了施工全過(guò)程零垃圾、零模板和零腳手架，真正做到了綠色環(huán)保?？蚣苤捎描旒芸招慕Y(jié)構(gòu)，使得框架柱的自重輕，方便運(yùn)輸及吊裝，框架柱的端部設(shè)有強(qiáng)度大的混凝土柱體結(jié)構(gòu)，用于增強(qiáng)框架柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)也為框架梁提供支撐?？蚣苤目招慕Y(jié)構(gòu)內(nèi)后續(xù)澆筑有混凝土，且與框架梁形成穩(wěn)固的連接結(jié)構(gòu)，確?？蚣苤慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，也提高了框架柱和框架梁之間的連接強(qiáng)度。
[0057]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架梁搭設(shè)于所述框架柱的端部處，所述框架梁的端部與所述框架柱的頂部圍合形成連接節(jié)點(diǎn)，所述連接節(jié)點(diǎn)置于所述框架柱的柱體空腔的上方，所述連接結(jié)構(gòu)包括澆筑形成于所述柱體空腔內(nèi)和所述連接節(jié)點(diǎn)處的混凝土連接結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述混凝土連接結(jié)構(gòu)內(nèi)錨固有伸出所述框架梁端部的梁鋼筋的錨固端。3.如權(quán)利要求1或2所述的基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)還包括設(shè)于所述框架柱的頂部第一連接鋼板和設(shè)于所述框架梁的底部與所述第一連接鋼板相對(duì)應(yīng)的第二連接鋼板，所述第二連接鋼板與所述第一連接鋼板焊接。4.一種基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括: 將所述框架梁搭設(shè)于所述框架柱的端部，利用所述框架梁的端部與所述框架柱的頂部圍合形成連接節(jié)點(diǎn)，所述連接節(jié)點(diǎn)置于所述框架柱的柱體空腔的上方； 向所述柱體空腔和所述連接節(jié)點(diǎn)澆筑混凝土形成混凝土連接結(jié)構(gòu)以將所述框架梁和所述框架柱連接固定。5.如權(quán)利要求4所述的基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，澆筑混凝土之前將所述框架梁內(nèi)的梁鋼筋伸出所述框架梁端部于所述連接節(jié)點(diǎn)處形成錨固端。6.如權(quán)利要求4所述的基于3D打印的裝配式框架梁和框架柱的連接結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，還包括: 于所述框架柱的頂部處設(shè)第一連接鋼板； 于所述框架梁的底部對(duì)應(yīng)所述第一連接鋼板設(shè)第二連接鋼板； 將所述框架梁搭設(shè)于所述框架柱的端部時(shí)，使得所述第二連接鋼板設(shè)于所述第一連接鋼板上，將所述第一連接鋼板和所述第二連接鋼板焊接。
【文檔編號(hào)】E04B1/21GK106088330SQ201610533320
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日
【發(fā)明人】馬榮全, 苗冬梅, 孫學(xué)鋒, 葛杰
【申請(qǐng)人】中國(guó)建筑第八工程局有限公司