CN210217164U - 一种混凝土3d打印构件壳体及结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土3D打印构件壳体及结构，属于建筑工程技术领域。其中，本实用新型的混凝土3D打印构件壳体包括：包括：中空的本体，其包括侧壁，且在一侧壁上设有开口，可通过开口向该本体内部浇筑混凝土浆料；主筋，其嵌设于本体的侧壁上；箍筋，其连接于不同的主筋之间。本实用新型将本体连同主筋一同预制，在制作结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体内部即可，简化了结构的建造工序，有利于节约时间。

Description

一种混凝土3D打印构件壳体及结构

技术领域

本实用新型属于建筑工程技术领域，具体地说，涉及一种混凝土3D打印构件壳体及结构。

背景技术

传统的钢筋混凝土结构需借助模板进行浇筑。待浇筑完成后，需拆除模板，工序繁琐；另外，传统的钢筋混凝土结构整体采用现场浇筑，现场的作业量较大，工期较长。传统的钢筋混凝土柱的建造方法可参考文件：专利公开号：CN106836644A，公开日：2017年6月13日，发明创造名称为：一种钢筋混凝土柱的建造方法。该钢筋混凝土柱的建造方法公开了步骤：在制作钢筋龙骨之后，支设柱模板，向柱模板内浇筑混凝土并养护，待养护结束后，拆除模板。

随着建筑规模的持续扩大，传统的钢筋混凝土结构已不能满足建筑行业的发展需求。为了加快建筑工业化的发展、提高生产效率节约能源以及发展绿色环保建筑，装配式钢筋混凝土结构应运而生。目前，常见的装配式钢筋混凝土结构是采用外壳预制核心现浇筑的装配式钢筋混凝土结构，其将装配式钢筋混凝土结构的梁、柱构件的混凝土保护层连同箍筋预制，形成口形预制混凝土外壳；外壳装配定位并配置主筋后，于外壳内浇筑混凝土浆料，混凝土浆料完全硬化后形成核心，此时，主筋埋设于核心中；这样有利于节约模板，有利于建筑工业化。通过分析可知，该外壳中仅预制有箍筋，而箍筋无法增强外壳的抗拉强度以及抗弯强度。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有外壳中仅预制有箍筋，无法增强外壳的抗拉强度及抗弯强度的问题，本实用新型提供一种混凝土3D打印构件壳体，通过将本体连同主筋一同预制，从而提高混凝土3D打印构件壳体的抗拉强度以及抗弯强度。

本实用新型还提供一种结构，其采用了混凝土3D打印构件壳体，在制作结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体内部即可，简化了结构的建造工序。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种混凝土3D打印构件壳体，包括：中空的本体，其包括侧壁，且在一侧壁上设有开口，可通过开口向该本体内部浇筑混凝土浆料；主筋，其嵌设于本体的侧壁上，这里所说的嵌设，是指在制造本体过程中加入主筋，使主筋局部掩埋在本体侧壁上，主筋与本体连接成一个整体；箍筋，其连接于不同的主筋之间。

较优选的，所述的本体还包括加强肋，加强肋连接于相对的侧壁之间。

较优选的，沿所述的本体长度方向设置有多个所述的加强肋，且所述的加强肋垂直于本体的长度方向。

较优选的，所述的主筋部分嵌设于本体的侧壁内侧，使主筋部分裸露于本体内部。

较优选的，所述的主筋贯穿加强肋。

较优选的，所述的主筋至少为两层且沿本体厚度方向依次排布，相邻两层主筋的间距为5～8cm。

较优选的，所述的设有开口的侧壁垂直于本体的厚度方向。

较优选的，所述的本体为3D打印一体成型。

较优选的，所述的本体为混凝土柱壳体、混凝土梁壳体中的任意一种。

本实用新型还提供了一种结构，包括上述的混凝土3D打印构件壳体和位于混凝土3D打印构件壳体内部的核心。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，通过主筋提高混凝土3D打印构件壳体的抗拉强度以及抗弯强度；另外，由于主筋直接连接于本体上，主筋与本体连接成一个整体，其整体受力性能更好。

(2)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，将加强肋连接在相对的侧壁之间，加强肋具有拉结筋的作用，能够解决在混凝土3D打印构件壳体内部浇筑混凝土浆料时产生的涨模问题。

(3)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，当本体尺寸较大时，本体内部需要浇筑更多的混凝土浆料，可增加加强肋的个数，并且使这些加强肋沿本体长度方向依次排布，从而避免涨模问题。

(4)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，将主筋裸露于本体内部，向本体内部浇筑混凝土浆料过程中，主筋裸露于本体内部的部分被该混凝土浆料覆盖，该混凝土浆料硬化后形成核心，此时，核心与本体面结合，同时，核心与本体通过主筋连接，使得核心与本体之间的连接强度大大增加，有效避免了脱壳现象。

(5)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，将主筋贯穿加强肋，通过加强肋限制主筋的弯曲变形，从而提高本实用新型整体的抗压强度。

(6)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，设有开口的侧壁垂直于本体的厚度方向，开口的面积能够达到最大化，通过开口向该本体内部浇筑混凝土浆料时，浇筑所需的时间能够缩减。

(7)本实用新型的混凝土3D打印构件壳体，所述的本体为混凝土柱壳体、混凝土梁壳体中的任意一种，由于混凝土柱以及混凝土梁为各种工程结构中最基本的承重构件，使用较为广泛，因此，本实用新型对推进建筑工业化的发展具有重大意义。

(8)本实用新型的结构，包括混凝土3D打印构件壳体和位于混凝土3D打印构件壳体内部的核心，由于本体连同主筋一同预制，在制作结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体内部即可，简化了结构的建造工序，有利于节约时间。

附图说明

图1为本实用新型一种混凝土3D打印构件壳体的立体图；

图2为本实用新型一种混凝土3D打印构件壳体的俯视图；

图3为图2中A-A处的剖视图；

图4为本实用新型一种结构的剖视图。

图中：1、混凝土3D打印构件壳体；2、核心；11、本体；12、箍筋；13、主筋；112、加强肋。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种混凝土3D打印构件壳体1，包括中空的本体11、主筋13和箍筋12，其中，本体11，包括侧壁，且在一侧壁上设有开口，可通过开口向该本体11内部浇筑混凝土浆料；主筋13嵌设于本体11的侧壁上，即在制造本体11过程中加入主筋13，使主筋13嵌设在本体侧壁上，保证主筋13与本体11连接成一个整体，通过主筋13提高混凝土3D打印构件壳体1的抗拉强度以及抗弯强度，且主筋13与本体11连接成一个整体，其整体受力性能更好；箍筋12连接于不同主筋13之间。本实施例中，本体11为混凝土柱壳体。将本体11连同主筋13一同预制，在制作结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体1内部即可，简化了结构的建造工序，有利于节约时间。

如图2所示，为了解决在本体11内部浇筑混凝土浆料时产生的涨模问题，这里，本体11包括加强肋112，加强肋112连接于相对的侧壁之间。通过开口向该本体内部浇筑混凝土浆料时，该混凝土浆料对相对的侧壁产生侧向压力，而加强肋112具有拉结筋的作用，通过加强肋112产生的拉力抵消该侧向压力，保证本体11不会发生形变，即加强肋112能够解决在混凝土3D打印构件壳体内部浇筑混凝土浆料时产生的涨模问题。

当本体11尺寸较大时，本体11内部需要浇筑更多的混凝土浆料，该混凝土浆料对本体11产生侧向压力更大，此时可设置多个加强肋112，将这些加强肋112沿本体11长度方向依次排布，保证多个加强肋112产生的拉力能够抵消该侧向压力。

在本实施例中，主筋13部分嵌设于本体11的侧壁内侧，以使主筋13裸露于本体11内部。这里，可将主筋13两端嵌设于本体11的侧壁内侧。在向本体11浇筑混凝土浆料过程中，主筋13裸露于本体11内部的部分埋设在该混凝土浆料中，该混凝土浆料硬化后形成核心，核心2与本体11面结合；同时，核心2与本体11通过主筋13连接，如图4所示，主筋13是贯穿核心2的。由此，核心2与本体11之间的连接强度大大增加，有效避免了脱壳现象。除此之外，主筋13裸露于本体11内部便于与箍筋12连接，这里，箍筋12与主筋13之间可采用焊接。

如图3所示，为了进一步强化主筋13作用，这里，将主筋13贯穿加强肋112；在压应力的作用下，主筋13具有弯曲变形的趋势，在本实施例中通过加强肋112限制主筋13的弯曲变形，从而提高本实施例整体的抗压强度。

在本实施例中，设有开口的侧壁垂直于本体11的厚度方向，在该侧壁上设置的开口的面积能够达到最大，通过开口向本体11内部浇筑混凝土浆料时，有利于缩减浇筑所需的时间。

为了保证混凝土柱壳体的整体强度，主筋13的数量需合理布置，这里，主筋13采用两层且沿本体11的厚度方向依次排布，相邻两层主筋13的间距控制在5～8cm范围内即可。

为了提高建造效率，节省模板，在本实施例中，混凝土柱壳体为3D打印一体成型。以混凝土浆料作为打印使用的材料，在3D打印过程中，先打印第一层砌体，直至第一层砌体的厚度达到10cm，然后于第一层砌体的顶部铺设第一层主筋13，再于第一层砌体上继续打印第二层砌体；再于第二层砌体上铺设第二层主筋13，再于第二层砌体上继续打印第三层砌体，直至第三层砌体的厚度达到10cm，待晾干后得到本体11；将箍筋12插设于本体11内部，箍筋12的上下两端分别与上下两层主筋13焊接，焊接完成后得到混凝土3D打印构件壳体1。

在3D打印过程中逐步添加各层主筋13，各层主筋13的位置可灵活调整；待3D打印完成之后，通过箍筋12将各层主筋13连接，即箍筋12依次与各层主筋13焊接，箍筋12与各层主筋13共同形成一个完成的钢筋骨架。因此，该钢筋骨架与通过3D打印一体成型的混凝土柱壳体的整体连接性更好。

实施例2

如图1所示，本实施例的一种混凝土3D打印构件壳体1，包括中空的本体11、主筋13和箍筋12，其中，本体11，包括侧壁，且在一侧壁上设有开口，可通过开口向该本体11内部浇筑混凝土浆料；主筋13嵌设于本体11的侧壁上，在制造本体过程中加入主筋，使主筋13嵌设在本体11侧壁上，保证主筋13与本体11连接成一个整体，通过主筋13提高混凝土3D打印构件壳体1的抗拉强度以及抗弯强度，且主筋13与本体11连接成一个整体，其整体受力性能更好；箍筋12连接于不同主筋13之间。本实施例中，本体11为混凝土梁壳体。将本体11连同主筋13、箍筋12一同预制，在制作结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体1内部即可，简化了结构的建造工序，有利于节约时间。

如图2所示，为了解决在本体11内部浇筑混凝土浆料时产生的涨模问题，这里，本体11包括加强肋112，加强肋112连接于相对的侧壁之间。通过开口向该本体内部浇筑混凝土浆料时，该混凝土浆料对相对的侧壁产生侧向压力，而加强肋112具有拉结筋的作用，通过加强肋112产生的拉力抵消该侧向压力，保证本体11不会发生形变，即加强肋112能够解决在混凝土3D打印构件壳体内部浇筑混凝土浆料时产生的涨模问题。

当本体11尺寸较大时，本体11内部需要浇筑更多的混凝土浆料，该混凝土浆料对本体11产生侧向压力更大，此时可设置多个加强肋112，将这些加强肋112沿本体11长度方向依次排布，保证多个加强肋112产生的拉力能够抵消该侧向压力。

在本实施例中，主筋13部分嵌设于本体11的侧壁内侧，以使主筋13裸露于本体11内部。这里，可将主筋13两端嵌设于本体11的侧壁内侧。在向本体11浇筑混凝土浆料过程中，主筋13裸露于本体11内部的部分埋设在该混凝土浆料中，该混凝土浆料硬化后形成核心，核心2与本体11面结合；同时，核心2与本体11通过主筋13连接，如图4所示，主筋13是贯穿核心2的。由此，核心2与本体11之间的连接强度大大增加，有效避免了脱壳现象。除此之外，主筋13裸露于本体11内部便于与箍筋12连接，这里，箍筋12与主筋13之间可采用焊接。

如图3所示，为了进一步强化主筋13作用，这里，将主筋13贯穿加强肋112；在压应力的作用下，主筋13具有弯曲变形的趋势，在本实施例中通过加强肋112限制主筋13的弯曲变形，从而提高本实施例整体的抗压强度。

在本实施例中，设有开口的侧壁垂直于本体11的厚度方向，在该侧壁上设置的开口的面积能够达到最大，通过开口向本体11内部浇筑混凝土浆料时，有利于缩减浇筑所需的时间。

为了保证混凝土梁壳体的整体强度，主筋13的数量需合理布置，这里，主筋13采用两层且沿本体11的厚度方向依次排布，相邻两层主筋13的间距控制在5～8cm范围内即可。

为了提高建造效率，节省模板，在本实施例中，混凝土梁壳体为3D打印一体成型。以混凝土浆料作为打印使用的材料，在3D打印过程中，先打印第一层砌体，直至第一层砌体的厚度达到10cm，然后于第一层砌体的顶部铺设第一层主筋13，再于第一层砌体上继续打印第二层砌体；再于第二层砌体上铺设第二层主筋13，再于第二层砌体上继续打印第三层砌体，直至第三层砌体的厚度达到10cm，待晾干后得到本体11；将箍筋12插设于本体11内部，箍筋12的上下两端分别与上下两层主筋13焊接，焊接完成后得到混凝土3D打印构件壳体1。

在3D打印过程中逐步添加各层主筋13，各层主筋13的位置可灵活调整；待3D打印完成之后，通过箍筋12将各层主筋13连接，即箍筋12依次与各层主筋13焊接，箍筋12与各层主筋13共同形成一个完成的钢筋骨架。因此，该钢筋骨架与通过3D打印一体成型的混凝土梁壳体的整体连接性更好。

实施例3

如图4所示，本实施例的一种结构，这里，结构为钢筋混凝土柱，其包括实施例1所述的混凝土3D打印构件壳体1和位于混凝土3D打印构件壳体1内部的核心2。通过开口向本体11内部浇筑混凝土浆料，该混凝土浆料硬化之后即可形成核心2，将钢筋混凝土柱立起来即可进行使用。在制作该结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体1内部即可，简化了结构的建造工序，有利于推进建筑工业化的发展。

实施例4

如图4所示，本实施例的一种结构，这里，结构为钢筋混凝土梁，其包括实施例2所述的混凝土3D打印构件壳体1和位于混凝土3D打印构件壳体1内部的核心2。通过开口向本体11内部浇筑混凝土浆料，该混凝土浆料硬化之后即可形成核心2，该结构即可进行吊装使用。在制作该结构时，只需将混凝土浆料浇筑于混凝土3D打印构件壳体1内部即可，简化了结构的建造工序，有利于推进建筑工业化的发展。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种混凝土3D打印构件壳体，其特征在于，包括：

中空的本体(11)，其包括侧壁，且在一侧壁上设有开口；

主筋(13)，其嵌设于本体(11)的侧壁上；

箍筋(12)，其连接于不同的主筋(13)之间。

2.根据权利要求1所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：所述的本体(11)还包括加强肋(112)，加强肋(112)连接于相对的侧壁之间。

3.根据权利要求2所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：沿所述的本体(11)长度方向设置有多个所述的加强肋(112)，且所述的加强肋(112)垂直于本体(11)的长度方向。

4.根据权利要求2所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：所述的主筋(13)部分嵌设于本体(11)的侧壁内侧。

5.根据权利要求4所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：所述的主筋(13)贯穿加强肋(112)。

6.根据权利要求1所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：所述的主筋(13)至少为两层且沿本体(11)厚度方向依次排布，相邻两层主筋(13)的间距为5～8cm。

7.根据权利要求1所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：所述的设有开口的侧壁垂直于本体(11)的厚度方向。

8.根据权利要求1～7任一项所述的混凝土3D打印构件壳体，其特征在于：所述的本体(11)为混凝土柱壳体、混凝土梁壳体中的任意一种。

9.一种结构，其特征在于：包括权利要求1所述的混凝土3D打印构件壳体和位于混凝土3D打印构件壳体内部的核心。

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