一种3D打印混凝土组合梁制造技术

本发明专利技术公开了一种3D打印混凝土组合梁，属于3D打印技术领域，包括：若干3D打印混凝土单元，所述3D打印混凝土单元由3D混凝土材料打印而成，若干3D打印混凝土单元沿纵向依次间隔布置，3D打印混凝土单元的抗拉一侧沿其横向开设有键槽；连接件，所述连接件位于3D打印混凝土单元的端部用于将相邻两块3D打印混凝土单元固定连接；剪力键，所述剪力键与键槽配合；抗拉连接板，所述抗拉连接板位于3D打印混凝土单元的抗拉一侧，所述剪力键与抗拉连接板固定连接。本发明专利技术组合梁相对于传统3D打印混凝土来说，可以提高构件的强度，使其满足承载性能要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印混凝土组合梁


[0001]本专利技术属于3D打印
，具体涉及一种3D打印混凝土组合梁。

技术介绍

[0002]3D打印混凝土技术是一种数字化、机械化、智能化程度高的新型建造技术，相比传统建造方法具有免模板施工、节省人力、建造效率高等优势。近年来，3D打印混凝土技术在建筑领域的应用开始逐步发展起来，也受到了国内外学者的广泛关注。随着社会现代化进程的不断推进，传统土木施工方式将面临环境污染严重、有效劳动力不足、场地复杂以及建造材料短缺等问题。为此，将3D打印技术用于交通基础设施建造，可促进交通行业的转型升级，实现施工建造快速高效、结构形式更加优美。然而，3D打印建筑技术在世界范围内还面临一系列难题。现阶段3D打印多应用于景观及非承重的维护结构中，针对其在结构工程领域的研究较少，目前提出的3D打印混凝土构件的配筋增强方法，如同步打印配筋、预留孔道配筋、钢筋网增强、钢丝增强等，由于受到设备的干涉问题，传统的配筋增强方法都无法像传统钢筋混凝土结构一样顺利地安装竖向钢筋，打印结构缺乏有效配筋方式，无法满足结构性能要求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种3D打印混凝土组合梁，相对于传统3D打印混凝土来说，可以提高构件的强度，使其满足承载性能要求。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术一种3D打印混凝土组合梁，包括：
[0006]若干3D打印混凝土单元，所述3D打印混凝土单元由3D混凝土材料打印而成，若干3D打印混凝土单元沿纵向依次间隔布置，3D打印混凝土单元的抗拉一侧沿其横向开设有键槽；
[0007]连接件，所述连接件位于3D打印混凝土单元的端部用于将相邻两块3D打印混凝土单元固定连接；
[0008]剪力键，所述剪力键与键槽配合；
[0009]抗拉连接板，所述抗拉连接板位于3D打印混凝土单元的抗拉一侧，所述剪力键与抗拉连接板固定连接。
[0010]进一步，所述连接件包括胶水，相邻两块3D打印混凝土单元之间通过所述胶水胶合。
[0011]进一步，所述3D打印混凝土单元上开设有贯穿其两端面的通孔，所述通孔内穿设有耗能钢筋，所述耗能钢筋与通孔的内壁之间存在一定间隔，所述耗能钢筋位于相邻两块3D打印混凝土单元之间的间隔位置通过所述胶水粘接。
[0012]进一步，所述耗能钢筋的四周还紧密环绕设置有若干弹性钢筋，所述弹性钢筋的外侧还同时与耗能钢筋和通孔的内壁抵接，所述通孔内设置有用于所述弹性钢筋纵向定位
的定位片。
[0013]进一步，所述耗能钢筋的外侧还套设有压片，所述压片与通孔的内壁摩擦配合，所述压片用于将所述弹性钢筋沿其轴向压紧于所述定位片。
[0014]进一步，所述抗拉连接板为胶合木。
[0015]进一步，所述3D打印混凝土单元包括混凝土底板、形成在所述底板两侧的混凝土侧板、形成在两混凝土侧板之间的第一筒体和第二筒体，所述底板开设有所述键槽，若干第一筒体位于靠近底板所在一侧且沿横向依次并列设置，若干第二筒体位于远离底板所在一侧且沿横向依次并列设置。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术一种3D打印混凝土组合梁，受弯构件采用3D打印混凝土与胶合木组合的结构形式，胶合木置于构件抗拉区，与3D打印混凝土单元共同形成抗弯构件，相对于传统3D打印混凝土来说，通过与胶合木的一个组合，可以提高构件的强度，使其满足承载(结构)性能要求，通过横向的剪力键直接进行连接，可以提高混凝土组合梁的安装效率，方便现场施工时进行使用。
[0018]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0020]图1为实施例1组合梁的结构示意图；
[0021]图2为实施例1耗能钢筋的布置示意图；
[0022]图3为实施例1定位片的位置示意图；
[0023]图4为实施例1耗能钢筋的布置示意图；
[0024]图5为组合梁的连接方式示意图；
[0025]图6为实施例2剪力键的布置示意图；
[0026]图7为胶合木
‑
UHPC界面的实验图；
[0027]图8为胶合木
‑
UHPC界面的有限元模拟图；
[0028]图9为胶合木
‑
UHPC界面的力
‑
位移实验曲线图；
[0029]图10为3D打印混凝土
‑
UHPC界面的实验图；
[0030]图11为3D打印混凝土
‑
UHPC界面的实验受力柱状图。
[0031]附图中标记如下：3D打印混凝土单元1、混凝土底板1a、混凝土侧板1b、第一筒体1c、第二筒体1d、键槽2、连接件3、剪力键4、抗拉连接板5、通孔6、耗能钢筋7、弹性钢筋8、定位片9、压片10。
具体实施方式
[0032]实施例1，如图1～4所示，本专利技术一种3D打印混凝土组合梁，包括：若干3D打印混凝土单元1、连接件3、剪力键4和抗拉连接板5。3D打印混凝土单元1由3D混凝土材料打印而成，
若干3D打印混凝土单元1沿纵向依次间隔布置，此处的纵向指的是混凝土构件的长度方向，3D打印混凝土单元1的抗拉一侧沿其横向开设有键槽2，剪力键4与键槽2配合，剪力键4的方向与3D打印混凝土单元1的延伸方向垂直；剪力键4通过自攻螺钉与抗拉连接板5固定连接。抗拉一侧位于混凝土的底部。连接件3位于3D打印混凝土单元1的端部用于将相邻两块3D打印混凝土单元1固定连接，抗拉连接板5位于3D打印混凝土单元1的抗拉一侧，剪力键4与抗拉连接板5固定连接，通过设置抗拉连接板5可以增强受拉区混凝土性能。抗拉连接板5采用胶合木，高强度导致它不易变形的优势，不容易产生弯曲且横截面的抗拉强度较好。需要在胶合木和3D打印混凝土中开槽，然后在洞里灌注UHPC，以提高连接强度。采用本专利技术的组合梁，无需考虑配筋即可增加3D打印混凝土的强度，可以比较适合地运用到建筑工程当中。其中图5为6中不同剪力槽与胶合木组合下自攻螺钉的连接方式示意图。
[0033]本实施例中，连接件3包括胶水，相邻两块3D打印混凝土单元1之间通过胶水胶合，可以便于将相邻两块3D打印混凝土单元1进行连接，当然，两者的连接方式还可以采用铆接等物理连接方式，但是该种方式容易破坏3D打印混凝土单元1的表面。
[0034]本实施例中，3D打印混凝土单元1上开设有贯穿其两端面的通孔6，通孔6内穿设有耗能钢筋7，通孔6的内径大于耗能钢筋7的外径，这样耗能钢筋7与通孔6的内壁之间存在一定间隔，耗能钢筋7位于相邻两块3D打印混凝土单元1之间的间隔位置通过胶水粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印混凝土组合梁，其特征在于，包括：若干3D打印混凝土单元，所述3D打印混凝土单元由3D混凝土材料打印而成，若干3D打印混凝土单元沿纵向依次间隔布置，3D打印混凝土单元的抗拉一侧沿其横向开设有键槽；连接件，所述连接件位于3D打印混凝土单元的端部用于将相邻两块3D打印混凝土单元固定连接；剪力键，所述剪力键与键槽配合；抗拉连接板，所述抗拉连接板位于3D打印混凝土单元的抗拉一侧，所述剪力键与抗拉连接板固定连接。2.根据权利要求1所述的3D打印混凝土组合梁，其特征在于，所述连接件包括胶水，相邻两块3D打印混凝土单元之间通过所述胶水胶合。3.根据权利要求2所述的3D打印混凝土组合梁，其特征在于，所述3D打印混凝土单元上开设有贯穿其两端面的通孔，所述通孔内穿设有耗能钢筋，所述耗能钢筋与通孔的内壁之间存在一定间隔，所述耗能钢筋位于相邻两块3D打印混凝土单元之间的间隔位置通过所述胶水粘接。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小月，陈朝晖，张志刚，廖旻懋，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：