【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印建筑建造，更具体地说，涉及一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法及其配筋系统。
技术介绍
1、建筑3d打印技术是一种将水泥材料经过挤出嘴逐层堆叠成型的建筑方法。目前打印混凝土建筑结构通常为墙板结构和少量的梁。对于打印混凝土竖向构件的应用还较少，这主要是由于3d打印独特的打印工艺，使得纵筋形成障碍影响打印路径，使得打印混凝土竖向构件无法配置封闭的箍筋进行抗剪，从而限制了它的应用。如何打破混凝土竖向构件的打印壁垒成为行业内不断探索的方向。
2、经检索，如公开号cn106149489a的专利提供了基于3d打印砌体形成的3d打印配筋砌体剪力墙，采用3d打印技术分别制作配筋砌体剪力墙的第一墙体部分和第二墙体部分，第一墙体部分的端部和第二墙体部分的端部均形成有对接槽，第一墙体部分和第二墙体部分内均锚固有水平钢筋，将第一墙体部分的对接槽与第二墙体部分的对接槽对接放置形成对接空间；于第一墙体部分、对接空间、以及第二墙体部分内间隔插入竖向钢筋；以及于第一墙体部分、对接空间内、以及第二墙体部分内浇筑混凝土，形成3d打印配筋砌体剪力墙。
3、公开号cn114108841a的专利提供了一种3d打印混凝土构造柱底部竖向钢筋锚固构件及施工方法，该锚固构件的组合钢套筒预制构件预埋在混凝土梁或板上，组合钢套筒预制构件内纵向放置有若干搭接钢筋，每个固定插销预制构件安装在一个搭接钢筋上，搭接钢筋上安装预制的钢筋笼，钢筋笼下部安装搭接端板预制构件，竖向搭接钢筋与钢筋笼通过固定插销预制构件与搭接端板预制构件搭接进一步固定。该技
4、公开号cn112709443a的专利提供了一种用于3d打印混凝土结构的整体装配式配筋打印建造方法，根据结构构件空间外型确定混凝土、筋材和连接套管的打印流程；沿打印流程形成混凝土层，并根据定时定位联结和推送程序将筋材和连接套管放入未硬化的混凝土层中并进行组装，形成空间多向连接套管整体配筋增强的3d打印混凝土结构。
5、可见目前对于3d打印技术的研究已逐渐成熟，并深入各个方向，但针对如何解决竖向纵筋对打印路径的障碍问题，上述技术显然并不能提供明显助益，仍需要进一步探索。
技术实现思路
1、1.专利技术要解决的技术问题
2、针对现有技术中纵筋易形成障碍影响打印路径，限制混凝土竖向构件成熟应用的情况，本专利技术拟提供一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法及其配筋系统，采用本专利技术的方法可以实现封闭箍筋，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。
3、2.技术方案
4、为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
5、本专利技术的一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法，包括以下步骤：
6、s1、在预设位置打印至底部底座标高，形成底座；然后在底座上逐层打印内部混凝土，形成核心混凝土；
7、s2、在核心混凝土外周拼装多组骨架纵筋，每组骨架纵筋两侧均设有横向箍筋，横向箍筋的外端设有带连接孔的定位环，相邻组骨架纵筋的定位环上下交错且孔位相对，独立纵筋依次穿过上下多个定位环，从而在核心混凝土外周形成封闭式的钢筋骨架；
8、s3、在核心混凝土外周逐层打印外侧保护层。
9、更进一步地，采用分层打印方式，s1和s3中分别打印首层设计标高的核心混凝土和对应的首层设计标高的外侧保护层；然后重复上述步骤，在首层外侧保护层中心继续打印下一层核心混凝土，在下一层核心混凝土外周拼装下一层封闭式钢筋骨架，然后打印下一层外侧保护层。
10、更进一步地，骨架纵筋的顶端还设有中间连接件，中间连接件用于对上下层的骨架纵筋进行连接，以保障分层打印时上下层的骨架纵筋保持在同一竖直方向；同样地，独立纵筋的顶端也设有中间连接件用于连接上下层的独立纵筋。
11、更进一步地，多组横向箍筋转动配合安装在骨架纵筋上，且朝向同一侧的多组横向箍筋之间通过竖向的导向纵筋连接。
12、更进一步地，导向纵筋上，或/和横向箍筋上，或/和骨架纵筋上，或/和独立纵筋上朝向核心混凝土的一侧沿高度方向设有多组突刺。
13、更进一步地，打印核心混凝土时打印头每层抬升高度，小于打印外侧保护层时打印头每层抬升高度；打印外侧保护层时的挤出压力为打印核心混凝土时的1.1-1.3倍。
14、本专利技术同时提供一种3d打印混凝土竖向构件配筋系统，包括骨架纵筋，骨架纵筋的两侧沿高度方向分别间隔设有多组横向箍筋，横向箍筋的外端设有带有连接孔的定位环，上下分布的多组定位环的连接孔保持上下对应。
15、更进一步地，还包括独立纵筋，当相邻组骨架纵筋的横向箍筋相互靠近拼装时，不同组骨架纵筋上的定位环上下交错分布且孔位对齐，独立纵筋用于依次穿过上下多个定位环，从而将相邻组骨架纵筋连接，最终多组骨架纵筋拼装形成封闭式钢筋骨架。
16、更进一步地，多组横向箍筋转动配合安装在骨架纵筋上，且朝向同一侧的多组横向箍筋之间通过竖向的导向纵筋连接。
17、更进一步地，骨架纵筋和独立纵筋的顶端还分别设有中间连接件，中间连接件的上下两端均具有安装孔位，用于对上下层的纵筋进行连接。
18、3.有益效果
19、采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
20、（1）本专利技术的混凝土竖向构件配筋方法，将钢筋骨架采用分段方式制成，打印前处于分离状态，打印时可组装成封闭状态，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，解决了打印路径和配筋无法协同完成的问题，形成的环绕式封闭式箍筋也有效提高了竖向构件的抗剪切承载力，对推广3d打印竖向构件的应用和发展有积极作用。
21、（2）本专利技术的混凝土竖向构件配筋方法，可采用分层打印方式，先打印首层核心混凝土和外侧保护层，在打印下一层核心混凝土和外侧保护层，每层打印时均拼装有封闭式钢筋骨架，如此分层分段打印，有助于缓解后打印外侧保护层由于打印时间过久导致与内部核心混凝土粘接不紧密的问题。
22、（3）本专利技术的混凝土竖向构件配筋系统，多组横向箍筋可采用转动配合安装在骨架纵筋上，如此可以在同一组骨架纵筋上灵活调整两侧横向箍筋之间的角度位置，以适应核心混凝土的形状变化；朝向同一侧的多组横向箍筋之间通过竖向的导向纵筋连接，利用同一根导向纵筋将同一侧的多组可转动的横向箍筋连接，从而仅调节导向纵筋即可将多组横向箍筋的位置同时确定，避免逐一调整每个横向箍筋的位置，可简化操作。
23、（4）本专利技术的混凝土竖向构件配筋系统，纵筋的顶端还设有中间连接件，中间连接件的上下两端均具有安装孔位，用于对上下层的纵筋进行连接，以保障分层打印时上下层的纵筋保持在同一竖直方向，保障打印质量。
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1.一种3D打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：采用分层打印方式，S1和S3中分别打印首层设计标高的核心混凝土（200）和对应的首层设计标高的外侧保护层（202）；然后重复上述步骤，在首层外侧保护层（202）中心继续打印下一层核心混凝土（200），在下一层核心混凝土（200）外周拼装下一层封闭式钢筋骨架，然后打印下一层外侧保护层（202）。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：骨架纵筋（100）的顶端还设有中间连接件（105），中间连接件（105）用于对上下层的骨架纵筋（100）进行连接，以保障分层打印时上下层的骨架纵筋（100）保持在同一竖直方向；同样地，独立纵筋（103）的顶端也设有中间连接件（105）用于连接上下层的独立纵筋（103）。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：多组横向箍筋（101）转动配合安装在骨架纵筋（100）上，且朝向同一侧的多组横向箍筋（101）之间通过竖向
5.根据权利要求4所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：导向纵筋（104）上，或/和横向箍筋（101）上，或/和骨架纵筋（100）上，或/和独立纵筋（103）上朝向核心混凝土（200）的一侧沿高度方向设有多组突刺（106）。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：打印核心混凝土（200）时打印头每层抬升高度，小于打印外侧保护层（202）时打印头每层抬升高度；打印外侧保护层（202）时的挤出压力为打印核心混凝土（200）时的1.1-1.3倍。
7.一种3D打印混凝土竖向构件配筋系统，其特征在于：包括骨架纵筋（100），骨架纵筋（100）的两侧沿高度方向分别间隔设有多组横向箍筋（101），横向箍筋（101）的外端设有带有连接孔的定位环（102），上下分布的多组定位环（102）的连接孔保持上下对应。
8.根据权利要求7所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋系统，其特征在于：还包括独立纵筋（103），当相邻组骨架纵筋（100）的横向箍筋（101）相互靠近拼装时，不同组骨架纵筋（100）上的定位环（102）上下交错分布且孔位对齐，独立纵筋（103）用于依次穿过上下多个定位环（102），从而将相邻组骨架纵筋（100）连接，最终多组骨架纵筋（100）拼装形成封闭式钢筋骨架。
9.根据权利要求7所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋系统，其特征在于：多组横向箍筋（101）转动配合安装在骨架纵筋（100）上，且朝向同一侧的多组横向箍筋（101）之间通过竖向的导向纵筋（104）连接。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种3D打印混凝土竖向构件配筋系统，其特征在于：骨架纵筋（100）和独立纵筋（103）的顶端还分别设有中间连接件（105），中间连接件（105）的上下两端均具有安装孔位，用于对上下层的纵筋进行连接。
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：采用分层打印方式，s1和s3中分别打印首层设计标高的核心混凝土（200）和对应的首层设计标高的外侧保护层（202）；然后重复上述步骤，在首层外侧保护层（202）中心继续打印下一层核心混凝土（200），在下一层核心混凝土（200）外周拼装下一层封闭式钢筋骨架，然后打印下一层外侧保护层（202）。
3.根据权利要求2所述的一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：骨架纵筋（100）的顶端还设有中间连接件（105），中间连接件（105）用于对上下层的骨架纵筋（100）进行连接，以保障分层打印时上下层的骨架纵筋（100）保持在同一竖直方向；同样地，独立纵筋（103）的顶端也设有中间连接件（105）用于连接上下层的独立纵筋（103）。
4.根据权利要求1所述的一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：多组横向箍筋（101）转动配合安装在骨架纵筋（100）上，且朝向同一侧的多组横向箍筋（101）之间通过竖向的导向纵筋（104）连接。
5.根据权利要求4所述的一种3d打印混凝土竖向构件配筋方法，其特征在于：导向纵筋（104）上，或/和横向箍筋（101）上，或/和骨架纵筋（100）上，或/和独立纵筋（103）上朝向核心混凝土（200）的一侧沿高度方向设有多组突刺（106）。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种3d打印混...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱元弟，潘金龙，陈伟，祁妙，关永莹，胡义，陈祥宇，李岱巍，程安春，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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