基于3d打印的装配式异形柱框架结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑施工领域，尤指一种基于3D打印的装配式异形柱框架结构及其施工方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国建筑行业正处在由传统建筑业向建筑工业化的全面转型阶段，绿色建造已经在全国全面展开，大批的先进技术得到了广泛应用，当今的建筑业更注重节能、节地、节水、节材和环境保护，绿色建筑、绿色建造等热门话题正逐步被接收和实施，国家也出台了相关的政策予以支持，但我国的施工技术水平仍然比较落后，仍然无法实现零垃圾、零模板、零脚手架施工作业，随着3D打印技术在建筑领域的应用，尤其是3D打印技术建筑油墨的材料性能有了很大的提高，使建筑施工零垃圾、零模板、零脚手架施工作业成为了可能，3D打印技术可以实现任何复杂造型的打印，可以实现结构、保温、装饰一体化，可以实现模板和结构构件一体化，目前我国建设量最大的为住宅建筑，住宅建筑产业急需一种适宜3D打印的新型的建筑结构体系，真正实现建筑施工零垃圾、零模板、零脚手架施工作业，真正做到节约、环保。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于3D打印的装配式异形柱框架结构及其施工方法，解决现有建筑施工中无法实现零垃圾、零模板、零脚手架的施工作业的问题。
[0004]实现上述目的的技术方案是:
[0005]本发明一种基于3D打印的装配式异形柱框架结构的施工方法，包括:
[0006]采用3D打印技术制作框架柱和框架梁，所述框架柱的端部形成有沿纵向设置的浇筑空间，内部形成有沿纵向设置的柱体空腔；
[0007]于所述浇筑空间内插设钢筋并浇筑混凝土形成柱体结构，将所述框架柱支设于设定位置；
[0008]将所述框架梁搭设于所述柱体结构的顶部，所述框架梁的端部和所述框架柱的顶部围合形成连接节点，所述连接节点对应设于所述柱体空腔的上方；
[0009]向所述柱体空腔和所述连接节点浇筑混凝土，通过混凝土结构将所述框架梁和所述框架柱连接固定。
[0010]采用3D打印技术制作框架梁和框架柱，充分发挥3D打印技术的优势，使整栋楼在施工过程中不再需要模板、不会产生建筑垃圾，梁、柱、楼板、填充墙等构件均可采用3D打印技术在工厂预制，现场进行拼装，最大的降低人工、节约材料、环保、施工工期迅速等特点。本发明实现了施工全过程零垃圾、零模板和零脚手架，真正做到了绿色环保。框架柱采用桁架空心结构，使得框架柱的自重轻，方便运输及吊装，框架柱的端部设有强度大的混凝土柱体结构，用于增强框架柱的结构强度，同时也为框架梁提供支撑。框架柱的空心结构内后续浇筑有混凝土，且与框架梁形成稳固的连接结构，确保框架柱的结构强度的同时，也提高了框架柱和框架梁之间的连接强度。
[0011]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的施工方法的进一步改进在于，采用3D打印技术制作框架柱或框架梁包括:
[0012]a、采用3D打印技术制作形状适配于所述框架柱或所述框架梁的一层砌体至预埋标尚处；
[0013]b、于该层砌体的顶部设置箍筋，所述箍筋的形状适配于所述框架柱或所述框架梁；
[0014]c、采用3D打印技术于该层砌体的顶部再制作一层砌体；
[0015]d、重复步骤b、c，至所述框架柱或所述框架梁的设计标高，完成所述框架柱或所述框架梁的制作。
[0016]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的施工方法的进一步改进在于，所述框架柱的内部形成有斜撑结构，通过所述斜撑结构将所述框架柱内分隔形成所述柱体空腔。
[0017]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的施工方法的进一步改进在于，于所述柱体结构的顶部处设第一连接钢板，于所述框架梁的底部对应所述第一连接钢板设第二连接钢板，将所述框架梁搭设于所述柱体结构的顶部时，使得所述第二连接钢板设于所述第一连接钢板上，将所述第一连接钢板和所述第二连接钢板焊接固定。
[0018]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的施工方法的进一步改进在于，所述框架柱的形状为T型、L型、或平直型。
[0019]本发明一种基于3D打印的装配式异形柱框架结构，包括:
[0020]多个框架柱，端部设有沿纵向设置的、混凝土形成的柱体结构，内部设有沿纵向设置的柱体空腔；
[0021]多个框架梁，搭设于所述柱体结构的顶部处，所述框架梁的端部和所述框架柱的顶部围合形成连接节点，所述连接节点置于所述柱体空腔的上；以及
[0022]混凝土连接结构，设于所述柱体空腔内和所述连接节点处；
[0023]其中:所述框架柱和所述框架梁围合拼接形成框架结构；所述混凝土连接结构连接所述框架梁和所述框架柱。
[0024]框架柱具有柱体空腔，使得框架柱的自重轻，方便运输及吊装，框架柱的端部设有强度大的混凝土柱体结构，用于增强框架柱的结构强度，同时也为框架梁提供支撑。框架柱的主体空腔内后续浇筑有混凝土，且与框架梁形成稳固的连接结构，确保框架柱的结构强度的同时，也提高了框架柱和框架梁之间的连接强度。框架柱和框架梁采用3D打印技术预制，充分发挥3D打印技术的优势，使整栋楼在施工过程中不再需要模板、不会产生建筑垃圾，梁、柱、楼板、填充墙等构件均可采用3D打印技术在工厂预制，现场进行拼装，最大的降低人工、节约材料、环保、施工工期迅速等特点。本发明实现了施工全过程零垃圾、零模板和零脚手架，真正做到了绿色环保。
[0025]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的进一步改进在于，所述框架柱包括适配于所述框架柱形状的柱壳体和设于所述柱壳体内的斜撑结构，所述斜撑结构将所述柱壳体内分隔成所述柱体空腔。
[0026]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的进一步改进在于，所述柱体结构的顶部设有第一连接钢板，所述框架梁的底部对应所述第一连接钢板设有第二连接钢板，所述第二连接钢板焊接固定于所述第一连接钢板。
[0027]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的进一步改进在于，所述框架梁包括适配于所述框架梁形状的梁壳体和设于所述梁壳体内的支撑结构，所述支撑结构将所述梁壳体内分隔形成梁体空腔，并与所述梁壳体围合形成U型槽，所述U型槽设于所述框架梁的底部。
[0028]本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的进一步改进在于，所述梁体空腔内和所述U型槽内均设有混凝土结构。
【附图说明】
[0029]图1为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的结构示意图；
[0030]图2为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构中框架柱和框架梁的连接结构示意图；
[0031]图3为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构中框架柱的第一实施例的结构示意图；
[0032]图4为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构中框架柱的第二实施例的结构示意图；
[0033]图5为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构中框架柱的第三实施例的结构示意图；
[0034]图6为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构中框架梁的结构示意图；以及
[0035]图7至图9为本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构中采用3D打印技术预制框架柱的分解步骤示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0037]本发明一种基于3D打印的装配式异形柱框架结构及其施工方法，采用3D打印技术预制框架梁、框架柱、桁架空心楼板、以及填充墙等，在施工现场将框架梁和框架柱拼接形成框架结构，再将填充墙和桁架空心楼板设于框架结构的中空部分，整个施工过程中不需要模板、不会产生建筑垃圾，真正实现建筑施工零垃圾、零模板、零脚手架的施工作业。框架柱内部设有柱体空腔，端部设有混凝土的柱体结构，保证框架柱的结构强度，能够支撑住框架梁的情况下，具有较轻的自重，方便运输以及吊装。将框架梁搭设在框架柱的端部，在框架柱的柱体空腔内浇筑混凝土，该混凝土浇筑至与框架梁平齐，将框架梁端部伸出的梁钢架锚固起来，形成了框架梁和框架柱之间的稳固连接。本发明还具有施工速度快，节省材料、降低成本等优点。下面结合附图对本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构及其施工方法进行说明。
[0038]参阅图1，显示了本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构的结构示意图，下面结合图1，对本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构进行说明。
[0039]如图1所示，本发明基于3D打印的装配式异形柱框架结构包括多个框架柱10、多个框架梁20、以及连接框架柱10和框架梁20的混凝土连接结构30，框架柱10和框架梁20围合拼接形