[发明专利]一种3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法及复合梁

权利要求书

1.一种3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，包括以下步骤：

（1）确定梁跨度、梁高和梁宽，根据梁的两端支承状态、承受施工荷载与使用荷载的设计值，建模进行受力分析；结合应力分布规律，设定判别域逐步剔除低应力材料，进行梁构件空间体型优化，确定复合梁构件骨架或复合梁构件外模的形状和厚度；

（2）根据体型优化后的复合梁构件骨架或复合梁构件外模的拉应力及安全系数分布规律，以及受力阈值确定线材编织范围；根据复合梁构件骨架或复合梁构件外模荷载组合后的应力值、应力/强度比值与安全系数大小确定线材的编织用量；并设定复合梁构件骨架或复合梁构件外模中加密编织与普通编织的区域；所述的线材选自钢绞线、纤维复合线材或纳米线材中的一种或至少两种的组合；

（3）根据步骤（2）得到的编织范围、编织用量以及加密编织与普通编织的区域确定编织流程，并与基体打印流程共同组合设计，形成复合梁构件骨架或复合梁构件外模的打印编织一体化流程；

（4）配制3D打印材料；

（5）根据步骤（3）中的复合梁构件骨架或复合梁构件外模的打印编织一体化流程进行3D打印基体和编入线材，得到复合梁或复合梁外模；所述的线材的编入方法为：在平行打印方向上，3D打印基体时一体化编入线材，在编织定位点喷射螺钉定位，编入的线材缠绕在喷射的螺钉上；在垂直打印方向上，3D打印基体后，在编织定位点喷射螺钉定位，在打印材料初凝前编入线材，编入的线材缠绕在喷射的螺钉上形成空间网格。

2.根据权利要求1所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，其特征在于，所述的步骤（3）还包括在编织范围设置编织定位点，用于为编织线材定位。

3.根据权利要求1所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述的3D打印材料选自水泥基材料、石膏材料或塑料中一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述的3D打印材料还包括增强组分，所述增强组分选自纤维聚合物、膨化微珠、珍珠岩、低聚物、石墨稀土、纳米材料、树脂或橡胶中的一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，其特征在于，根据步骤（5）中的复合梁构件骨架进行3D打印基体和编入线材的得到复合梁的方法为：逐层打印后叠加得到一次性形成复合梁构件，或分区域打印局部构件，通过预设榫接构造段，结合后浇或后张预应力张拉技术形成复合梁构件。

6.根据权利要求1所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，其特征在于，所述建造方法还包括在步骤（5）得到的复合梁构件外模的内部布置钢筋笼和浇注混凝土，形成复合梁。

7.根据权利要求6所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法，其特征在于，所述的复合梁还包括分布在复合梁外模内侧或外侧上的加强肋。

8.根据权利要求1~7任一项权利要求所述的3D打印编织一体化成型的复合梁的建造方法建造的复合梁。