一種3D打印房屋的建筑方法與流程

本發(fā)明涉及一種房屋的建筑方法，特別是一種使用3D打印房屋建筑方法。

背景技術(shù)：

目前房屋建筑方法根據(jù)主材料可以分為磚混(正在逐漸被淘汰)、框架和鋼構(gòu)三種，它們都有各自的缺點(diǎn)?？蚣芗颁摷艿墓餐饕秉c(diǎn)如下：1)由于分期、分段逐層向上澆注，建筑工期長；2)不能在工廠流水線上完成大部分的房屋建筑工序，無法產(chǎn)業(yè)化；3)造價(jià)較高；4)利用大量的技術(shù)工，如泥工、木工、鋼筋工及普通工人。

3D打印房屋建筑方法就是針對傳統(tǒng)的建筑方法而發(fā)明的，僅使用混凝土和鋼材，通過工廠流水線實(shí)現(xiàn)建筑元件的快速生產(chǎn)、組裝，現(xiàn)場完成澆注后即可封頂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明以鋼結(jié)構(gòu)建筑為主，使用沖孔金屬網(wǎng)為免拆模板，以小L鋼為骨架，在工廠流水線上，以自攻螺絲固定在骨架上，組成外墻內(nèi)模板及外墻外模板，再合成為一塊外墻模板，控制混凝土材料的配比及坍度，施工時(shí)，從一樓墻柱、二樓板、二樓墻柱、三樓板……直到屋頂，樓梯間、電梯間、女兒墻整棟建筑物結(jié)構(gòu)體一次澆注完成。本發(fā)明可以取代目前的建筑方法，成為房屋建筑的主流。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：使用3D打印房屋的建筑方法，可節(jié)省結(jié)構(gòu)體施工一半以上的工時(shí)，建筑物越高節(jié)省的工期越多，將房屋建筑流程、工時(shí)減到最少，整合房屋建筑水平施工與垂直施工連續(xù)作業(yè)，達(dá)到速度快、質(zhì)量高、節(jié)能環(huán)保的要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：使用本發(fā)明3D打印房屋的建筑方法，包括以下工序：

1、基礎(chǔ)施工：開挖、基腳、地梁、柱頭、地坪，作為3D打印房屋建筑的起點(diǎn)，柱頭、接頭、底板、預(yù)埋螺絲均按照現(xiàn)場施工圖施工。

2、在工廠，以外墻上下梁和左右柱圍成的平面為單位，以小L鋼為骨架，在流水線上制作單位墻體的外墻內(nèi)模和外墻外模，完成后，再合成為外墻模塊。

3、樓層板的壓制、裁剪在工廠流水線完成。

4、梁柱元件的裁剪、制作、鉆孔、噴砂、上漆在工廠流水線完成。

5、以上1、2、3、4四個(gè)工序，分別在現(xiàn)場和工廠同時(shí)進(jìn)行。

6、地坪澆注即工序1完成后，根據(jù)工程進(jìn)度將工序2、3、4的完成品運(yùn)送至現(xiàn)場施工。

7、鋼構(gòu)組裝：為了運(yùn)輸便利，鋼材長度以12米至15米為宜，鋼柱的高度以三層為宜，鋼柱與鋼柱間以拼接或?qū)訛橹?，先以螺栓固定，梁柱安裝以樓層為單位，一般以一根柱高度的層數(shù)為單元，校核梁、柱位置、高程正確后，栓緊螺栓，焊接結(jié)點(diǎn)定位，依序安裝至建筑物高度。

8、梁柱單元定位后，隨即自下而上鋪設(shè)樓層板。

9、梁柱單元的高度，一般為三個(gè)樓層，在梁、柱已定位，樓層板已鋪設(shè)完成后，即可將外墻免拆模板單元安裝定位，逐層向上。

10、依照施工進(jìn)度的規(guī)劃，在鋼結(jié)構(gòu)施工到一定高度后，商混車進(jìn)入現(xiàn)場澆注混凝土，此為3D打印的開始，由于后續(xù)作業(yè)的連續(xù)施工，所以在鋼結(jié)構(gòu)組裝完成后，在很短的時(shí)間內(nèi)，建筑物即可封頂，在同一時(shí)間，不同的高度鋼構(gòu)組裝、樓層板的鋪設(shè)、外墻免拆模板塊固定及混泥土澆注，此四種工序可同時(shí)施工，每一工序的起始有時(shí)間差，在不同的空間同時(shí)施工。

本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢和有益結(jié)果是：可節(jié)省結(jié)構(gòu)體施工一半以上的工時(shí)，建筑物越高節(jié)省的工期越多，將房屋建筑流程、工時(shí)減到最少，整合房屋建筑水平施工與垂直施工連續(xù)作業(yè)，達(dá)到速度快、質(zhì)量高、節(jié)能環(huán)保的要求。

附圖說明

圖1梁柱結(jié)構(gòu)單元

圖2外墻免拆模板骨架

圖3五溝免拆模板

圖4六溝免拆模板

圖5外墻免拆模板單元

圖6樓承板

厚度t為5cm-30cm，垂直L(小角鋼)2.5cm*2.5cm*0.4cm，間距為20cm-25cm，橫向鋼筋為Φ6mm-Φ8mm的盤元或螺紋鋼，間距為45cm-60cm，節(jié)點(diǎn)皆電焊固定。圖3或圖4之免拆模板在流水線上以自攻螺絲固定在圖2之骨架上。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明3D打印房屋的建筑方法的施工工序，但本發(fā)明絕非限于實(shí)施例。

實(shí)施例1：

考慮到地面下復(fù)雜因素，暫以傳統(tǒng)施工方法完成地面以下結(jié)構(gòu)物：開挖、基腳、地梁、柱頭、地坪依序完成，柱頭埋設(shè)的螺栓及底鈑作為鋼結(jié)構(gòu)的開始，同時(shí)也是3D打印房屋建筑的開始。

在上述現(xiàn)場工地開始施工的同時(shí)，在工廠中的三條流水線上也同時(shí)作業(yè)生產(chǎn)。第一條流水線為梁柱元件的裁剪、鉆孔、噴砂、上漆。第二條流水線為樓層板的壓制、成型、裁剪，寬度為70厘米，跨度則以連續(xù)兩跨以上為宜。第三條流水線為免拆模板的生產(chǎn)，以寬45厘米、厚0.1毫米的薄鋼板，經(jīng)沖孔、壓溝、裁剪制作成長2米的五溝有肋金屬免拆模板網(wǎng)。以上三條流水線，可在現(xiàn)場搭設(shè)簡易工棚作為生產(chǎn)廠房，開工率100％。

為了便于運(yùn)輸，鋼柱的長度一般為三層樓的高度，高度超過即以拼接或?qū)臃绞酵习l(fā)展。鋼構(gòu)組裝到一定高度，就要校核其高度及尺寸，正確后即可焊接定位，并鋪設(shè)樓層板。樓層板鋪設(shè)完成后,開始安裝定位在工廠組裝完成的外墻免拆模板單元。在免拆模板組裝完成一定數(shù)量后，商混車即進(jìn)場澆注混凝土，開始房屋建筑3D打印。

在時(shí)間差的控制下，鋼構(gòu)組裝、鋪設(shè)樓層板、外墻免拆模板單元定位、混凝土澆注，幾乎同時(shí)在不同的空間作業(yè)，最后一車商混車完成澆注時(shí)，3D打印房屋建筑完成。

三條流水線的設(shè)備輕巧、簡便，可拆解裝運(yùn)到現(xiàn)場再組裝使用，商用混凝土也可在現(xiàn)場生產(chǎn)，所以將原物料運(yùn)送到現(xiàn)場，即可生產(chǎn)、施工，可以在災(zāi)后重建中用最短時(shí)間發(fā)揮最大的建筑功能，在偏遠(yuǎn)山區(qū)、寒冷極地及城中村改建都可短期內(nèi)完成房屋建筑。

3D打印房屋以安裝吊頂為宜，凈高大于其它形式的建筑物，將水電、消防管線安裝于天花板上方，便于維修保養(yǎng)。

3D打印房屋的建筑方法，節(jié)省大量的工期和成本，又快又好又便宜，環(huán)保節(jié)能又減碳，是房屋建筑產(chǎn)業(yè)的革命。

實(shí)施例2：

考慮到地面下復(fù)雜因素，暫以傳統(tǒng)施工方法完成地面以下結(jié)構(gòu)物：開挖、基腳、地梁、柱頭、地坪依序完成，柱頭埋設(shè)的螺栓及底鈑作為鋼結(jié)構(gòu)的開始，同時(shí)也是3D打印房屋建筑的開始。

在上述現(xiàn)場工地開始施工的同時(shí)，在工廠中的三條流水線上也同時(shí)作業(yè)生產(chǎn)。第一條流水線為梁柱元件的裁剪、鉆孔、噴砂、上漆。第二條流水線為樓層板的壓制、成型、裁剪，寬度為80厘米，跨度則以連續(xù)兩跨以上為宜。第三條流水線為免拆模板的生產(chǎn)，以寬45厘米、厚0.4毫米的薄鋼板，經(jīng)沖孔、壓溝、裁剪制作成長2米的六溝有肋金屬免拆模板網(wǎng)。以上三條流水線，可在現(xiàn)場搭設(shè)簡易工棚作為生產(chǎn)廠房，開工率100％。

為了便于運(yùn)輸，鋼柱的長度一般為三層樓的高度，高度超過即以拼接或?qū)臃绞酵习l(fā)展。鋼構(gòu)組裝到一定高度，就要校核其高度及尺寸，正確后即可焊接定位，并鋪設(shè)樓層板。樓層板鋪設(shè)完成后,開始安裝定位在工廠組裝完成的外墻免拆模板單元。在免拆模板組裝完成一定數(shù)量后，商混車即進(jìn)場澆注混凝土，開始房屋建筑3D打印。

在時(shí)間差的控制下，鋼構(gòu)組裝、鋪設(shè)樓層板、外墻免拆模板單元定位、混凝土澆注，幾乎同時(shí)在不同的空間作業(yè)，最后一車商混車完成澆注時(shí)，3D打印房屋建筑完成。

在墻體中預(yù)埋管路，方便以后智能設(shè)備線路使用，而且在主墻埋設(shè)感應(yīng)器，大地震來襲房屋倒塌后，感應(yīng)器自動啟動偵測屋內(nèi)有無存活生命，將信息傳遞至信息處理中心，即可立刻救助，增加生還可能；3D打印房屋的四面和屋頂都是鋼材，鋼材容許變形量大，可以給居民充裕的時(shí)間離開現(xiàn)場，萬一來不及逃生，由于鋼材的失效為扭曲變形，可產(chǎn)生空隙而非純混凝土結(jié)構(gòu)的建筑轟然倒塌可就地實(shí)施救助，可以在地球暖化后災(zāi)難的發(fā)生成為常態(tài)，救災(zāi)也成常態(tài)而使生命財(cái)產(chǎn)的損失降到最少。