一种3D打印房屋的建筑方法与流程

本发明涉及一种房屋的建筑方法，特别是一种使用3D打印房屋建筑方法。

背景技术：

目前房屋建筑方法根据主材料可以分为砖混(正在逐渐被淘汰)、框架和钢构三种，它们都有各自的缺点。框架及钢架的共同主要缺点如下：1)由于分期、分段逐层向上浇注，建筑工期长；2)不能在工厂流水线上完成大部分的房屋建筑工序，无法产业化；3)造价较高；4)利用大量的技术工，如泥工、木工、钢筋工及普通工人。

3D打印房屋建筑方法就是针对传统的建筑方法而发明的，仅使用混凝土和钢材，通过工厂流水线实现建筑元件的快速生产、组装，现场完成浇注后即可封顶。

技术实现要素：

本发明以钢结构建筑为主，使用冲孔金属网为免拆模板，以小L钢为骨架，在工厂流水线上，以自攻螺丝固定在骨架上，组成外墙内模板及外墙外模板，再合成为一块外墙模板，控制混凝土材料的配比及坍度，施工时，从一楼墙柱、二楼板、二楼墙柱、三楼板……直到屋顶，楼梯间、电梯间、女儿墙整栋建筑物结构体一次浇注完成。本发明可以取代目前的建筑方法，成为房屋建筑的主流。

本发明要解决的技术问题是：使用3D打印房屋的建筑方法，可节省结构体施工一半以上的工时，建筑物越高节省的工期越多，将房屋建筑流程、工时减到最少，整合房屋建筑水平施工与垂直施工连续作业，达到速度快、质量高、节能环保的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：使用本发明3D打印房屋的建筑方法，包括以下工序：

1、基础施工：开挖、基脚、地梁、柱头、地坪，作为3D打印房屋建筑的起点，柱头、接头、底板、预埋螺丝均按照现场施工图施工。

2、在工厂，以外墙上下梁和左右柱围成的平面为单位，以小L钢为骨架，在流水线上制作单位墙体的外墙内模和外墙外模，完成后，再合成为外墙模块。

3、楼层板的压制、裁剪在工厂流水线完成。

4、梁柱元件的裁剪、制作、钻孔、喷砂、上漆在工厂流水线完成。

5、以上1、2、3、4四个工序，分别在现场和工厂同时进行。

6、地坪浇注即工序1完成后，根据工程进度将工序2、3、4的完成品运送至现场施工。

7、钢构组装：为了运输便利，钢材长度以12米至15米为宜，钢柱的高度以三层为宜，钢柱与钢柱间以拼接或对接为主，先以螺栓固定，梁柱安装以楼层为单位，一般以一根柱高度的层数为单元，校核梁、柱位置、高程正确后，栓紧螺栓，焊接结点定位，依序安装至建筑物高度。

8、梁柱单元定位后，随即自下而上铺设楼层板。

9、梁柱单元的高度，一般为三个楼层，在梁、柱已定位，楼层板已铺设完成后，即可将外墙免拆模板单元安装定位，逐层向上。

10、依照施工进度的规划，在钢结构施工到一定高度后，商混车进入现场浇注混凝土，此为3D打印的开始，由于后续作业的连续施工，所以在钢结构组装完成后，在很短的时间内，建筑物即可封顶，在同一时间，不同的高度钢构组装、楼层板的铺设、外墙免拆模板块固定及混泥土浇注，此四种工序可同时施工，每一工序的起始有时间差，在不同的空间同时施工。

本发明的技术优势和有益结果是：可节省结构体施工一半以上的工时，建筑物越高节省的工期越多，将房屋建筑流程、工时减到最少，整合房屋建筑水平施工与垂直施工连续作业，达到速度快、质量高、节能环保的要求。

附图说明

图1梁柱结构单元

图2外墙免拆模板骨架

图3五沟免拆模板

图4六沟免拆模板

图5外墙免拆模板单元

图6楼承板

厚度t为5cm-30cm，垂直L(小角钢)2.5cm*2.5cm*0.4cm，间距为20cm-25cm，横向钢筋为Φ6mm-Φ8mm的盘元或螺纹钢，间距为45cm-60cm，节点皆电焊固定。图3或图4之免拆模板在流水线上以自攻螺丝固定在图2之骨架上。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明3D打印房屋的建筑方法的施工工序，但本发明绝非限于实施例。

实施例1：

考虑到地面下复杂因素，暂以传统施工方法完成地面以下结构物：开挖、基脚、地梁、柱头、地坪依序完成，柱头埋设的螺栓及底钣作为钢结构的开始，同时也是3D打印房屋建筑的开始。

在上述现场工地开始施工的同时，在工厂中的三条流水线上也同时作业生产。第一条流水线为梁柱元件的裁剪、钻孔、喷砂、上漆。第二条流水线为楼层板的压制、成型、裁剪，宽度为70厘米，跨度则以连续两跨以上为宜。第三条流水线为免拆模板的生产，以宽45厘米、厚0.1毫米的薄钢板，经冲孔、压沟、裁剪制作成长2米的五沟有肋金属免拆模板网。以上三条流水线，可在现场搭设简易工棚作为生产厂房，开工率100％。

为了便于运输，钢柱的长度一般为三层楼的高度，高度超过即以拼接或对接方式往上发展。钢构组装到一定高度，就要校核其高度及尺寸，正确后即可焊接定位，并铺设楼层板。楼层板铺设完成后,开始安装定位在工厂组装完成的外墙免拆模板单元。在免拆模板组装完成一定数量后，商混车即进场浇注混凝土，开始房屋建筑3D打印。

在时间差的控制下，钢构组装、铺设楼层板、外墙免拆模板单元定位、混凝土浇注，几乎同时在不同的空间作业，最后一车商混车完成浇注时，3D打印房屋建筑完成。

三条流水线的设备轻巧、简便，可拆解装运到现场再组装使用，商用混凝土也可在现场生产，所以将原物料运送到现场，即可生产、施工，可以在灾后重建中用最短时间发挥最大的建筑功能，在偏远山区、寒冷极地及城中村改建都可短期内完成房屋建筑。

3D打印房屋以安装吊顶为宜，净高大于其它形式的建筑物，将水电、消防管线安装于天花板上方，便于维修保养。

3D打印房屋的建筑方法，节省大量的工期和成本，又快又好又便宜，环保节能又减碳，是房屋建筑产业的革命。

实施例2：

考虑到地面下复杂因素，暂以传统施工方法完成地面以下结构物：开挖、基脚、地梁、柱头、地坪依序完成，柱头埋设的螺栓及底钣作为钢结构的开始，同时也是3D打印房屋建筑的开始。

在上述现场工地开始施工的同时，在工厂中的三条流水线上也同时作业生产。第一条流水线为梁柱元件的裁剪、钻孔、喷砂、上漆。第二条流水线为楼层板的压制、成型、裁剪，宽度为80厘米，跨度则以连续两跨以上为宜。第三条流水线为免拆模板的生产，以宽45厘米、厚0.4毫米的薄钢板，经冲孔、压沟、裁剪制作成长2米的六沟有肋金属免拆模板网。以上三条流水线，可在现场搭设简易工棚作为生产厂房，开工率100％。

为了便于运输，钢柱的长度一般为三层楼的高度，高度超过即以拼接或对接方式往上发展。钢构组装到一定高度，就要校核其高度及尺寸，正确后即可焊接定位，并铺设楼层板。楼层板铺设完成后,开始安装定位在工厂组装完成的外墙免拆模板单元。在免拆模板组装完成一定数量后，商混车即进场浇注混凝土，开始房屋建筑3D打印。

在时间差的控制下，钢构组装、铺设楼层板、外墙免拆模板单元定位、混凝土浇注，几乎同时在不同的空间作业，最后一车商混车完成浇注时，3D打印房屋建筑完成。

在墙体中预埋管路，方便以后智能设备线路使用，而且在主墙埋设感应器，大地震来袭房屋倒塌后，感应器自动启动侦测屋内有无存活生命，将信息传递至信息处理中心，即可立刻救助，增加生还可能；3D打印房屋的四面和屋顶都是钢材，钢材容许变形量大，可以给居民充裕的时间离开现场，万一来不及逃生，由于钢材的失效为扭曲变形，可产生空隙而非纯混凝土结构的建筑轰然倒塌可就地实施救助，可以在地球暖化后灾难的发生成为常态，救灾也成常态而使生命财产的损失降到最少。