一种基于3D打印混凝土U型模壳的弧形钢筋混凝土梁的制作方法

本技术属于3d打印建造，具体涉及一种基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁。

背景技术：

1、混凝土结构永久模板也称为一次性消耗模板，在混凝土现浇后模板不再拆除，使模板支拆工作量大大减少，显著提高施工工效。此外，新型复合材料或高性能水泥基材料制作的免拆模板和现浇混凝土结合形成整体受力构件，能提高结构构件的承载力和耐久性能。目前常用的混凝土永久模板有以下几种：薄壁压型钢板永久模板，玻璃纤维编织网混凝土永久模板，超高性能混凝土永久模板等。这些永久模板充分利用纤维复合材料、钢材和高性能水泥基材料的力学特性和材料特性，先按照要求制成各种形状的模板，再在其指定位置浇筑混凝土，形成整体构件来共同承担荷载。由于材料本身具有良好的性能，这种永久模板可以代替一部分混凝土来实现相同的效果。

2、对于简单的混凝土构件，其模板的制作较为简单，可以实现快速、大量地自动化生产，然而，异形曲面构件或变截面构件的制作难度要比传统的构件制作难度要大不少，传统施工通常需要专项定制模板来实现构件成型，模板价格高昂且只能专项专用，极大提高了生产成本。通过运用3d打印技术来实现异形永久模板制作，则能改善传统永久模板建造面临的以上问题。3d打印技术基于数字化建模，自动化智能建造，传统施工技术难以制作的异形模板，通过三维建模，逐层切片，计算机控制机器3d打印，可以实现快速、批量化的生产。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有异形曲面构件或变截面构件模板制作，特别是曲线梁的制作方面存在的不足，提供一种基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，以有效保证施工质量与受力性能、缩短工期和节约成本。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，包括3d打印混凝土u型模壳和弧形钢筋混凝土内核，所述弧形钢筋混凝土内核设置于3d打印混凝土u型模壳内部。

4、进一步地，所述3d打印混凝土u型模壳的底部面板为扇形平面，前后面板为弧形立面，两端面板为矩形立面，五个面板组成u型槽结构作为弧形钢筋混凝土梁的永久模壳。

5、进一步地，所述3d打印混凝土u型模壳由3d打印建造技术逐层打印而成。

6、进一步地，所述弧形钢筋混凝土内核由现浇混凝土弧形梁、纵向钢筋和横向箍筋组成，所述纵向钢筋和横向箍筋埋置于现浇混凝土弧形梁内部，形成一个共同受力和变形的整体结构。

7、进一步地，所述纵向钢筋具有4-6根，4-6根纵向钢筋设置在横向箍筋环内，所述纵向钢筋与横向箍筋通过钢丝捆扎或者焊接形成钢筋笼。

8、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

9、1、可以解决传统施工中的对木制模板、钢制模板的浪费的问题，减少建筑垃圾，符合绿色施工所倡导的要求，减少对环境的污染；

10、2、可以提高工程质量，由于u型模壳在工厂中预制完成，所承受不可控因素较少，一定程度上降低了现场施工所带来的误差，提高施工精度，有利于增强建筑的质量；

11、3、结合了3d打印建造技术，更适用于复杂线型的曲线梁的建造；

12、4、由于3d打印混凝土u型模壳与内部现浇混凝土相互作用，本实用新型弧形梁组合构件整体刚度大于现浇弧形梁。

技术特征：

1.一种基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，其特征在于：包括3d打印混凝土u型模壳和弧形钢筋混凝土内核，所述弧形钢筋混凝土内核设置于3d打印混凝土u型模壳内部。

2.根据权利要求1所述的基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，其特征在于：所述3d打印混凝土u型模壳的底部面板为扇形平面，前后面板为弧形立面，两端面板为矩形立面，五个面板组成u型槽结构作为弧形钢筋混凝土梁的永久模壳。

3.根据权利要求2所述的基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，其特征在于：所述3d打印混凝土u型模壳由3d打印建造技术逐层打印而成。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，其特征在于：所述弧形钢筋混凝土内核由现浇混凝土弧形梁、纵向钢筋和横向箍筋组成，所述纵向钢筋和横向箍筋埋置于现浇混凝土弧形梁内部，形成一个共同受力和变形的整体结构。

5.根据权利要求4所述的基于3d打印混凝土u型模壳的弧形钢筋混凝土梁，其特征在于：所述纵向钢筋具有4-6根，4-6根纵向钢筋设置在横向箍筋环内，所述纵向钢筋与横向箍筋通过钢丝捆扎或者焊接形成钢筋笼。

技术总结
一种基于3D打印混凝土U型模壳的弧形钢筋混凝土梁，属3D打印建造技术领域，包括3D打印混凝土U型模壳和弧形钢筋混凝土内核，弧形钢筋混凝土内核设置于3D打印混凝土U型模壳内部；3D打印混凝土U型模壳的底部面板为扇形平面，前后面板为弧形立面，两端面板为矩形立面，五个面板组成U型槽结构作为弧形钢筋混凝土梁的永久模壳；弧形钢筋混凝土内核由现浇混凝土弧形梁、纵向钢筋和横向箍筋组成，纵向钢筋和横向箍筋埋置于现浇混凝土弧形梁内部。本技术只需将3D打印混凝土U型模壳运输到现场，放置好钢筋笼后，将钢筋笼与外层3D打印混凝土U型模壳整浇在一起形成组合梁，能有效保证施工质量与受力性能、显著缩短工期和节约成本。

技术研发人员：刘筱钰,陈朋,蒋友宝,李帅峰,钟凌宇,王曾光,董堃,周志坚
受保护的技术使用者：湖南建工集团有限公司
技术研发日：20240116
技术公布日：2024/8/13