[发明专利]一种网状配筋混凝土曲面屋面结构3D建造方法

权利要求书

1.一种网状配筋混凝土曲面屋面结构3D建造方法，其特征在于：采用3D打印混凝土支撑体，形成结构底板和支撑体，然后采用智能布筋方法，编织架构底部经度方向和纬度方向双向纤维钢筋，形成双向曲面钢筋网；接着采用3D打印成型底部曲面混凝土；接着布置上部经度方向和纬度方向双向纤维钢筋；然后采用3D打印混凝土成型上部曲面混凝土；最后形成含筋的混凝土曲面屋面；

包括如下施工步骤：

步骤一，方案设计；包括：根据设计图纸进行轮廓识别；确定母线、极点、网格；拆分曲面，确定分层边界及交汇区域；3D打印混凝土配置及测试；确定网状钢筋的材料性能及编织程序；

步骤二，建立曲面模型；根据BIM建筑信息模型软件REVIT建立模型，对整体曲面和分层曲面之间的组合进行模拟和冲突检查，优化网状钢筋组网及编织流程，确定定位销键和支撑筋合理位置，优化打印流程、走向、打印厚度层数及工作时间的冲突检查；

步骤三，3D打印混凝土配置；根据结构性能要求，确定3D打印混凝土的强度，测试其工作性能、挤出性能、流变性能、成型性能、力学性能参数，确定合理的打印方向、打印行程、打印厚度、层叠厚度、持续时间、间隔时间；

步骤四，打印混凝土曲面支撑体；打印采用Z型或S型路径，由低端走向高端，两侧对称推进，交汇区域设置在曲面拐点位置处；打印厚度为15-20mm，打印头为宽吻带凹口矩形嘴，适应网状筋的流线走向；打印持续时间为90-120min，打印层间堆积厚度不超过200mm，层间间歇时间不超过90min；打印曲面支撑体7d以达到支撑作用，满足后续工序施工要求；

步骤五，安装定位销键、支撑筋；在打印混凝土曲面支撑体时，在曲面周边300mm范围内，以及屋脊线300mm带宽范围内，等间距布置安装定位键和支撑筋，为后续组编双向纤维钢筋网架设张拉定位键；

步骤六，组编底部双向纤维钢筋网；在混凝土曲面支撑体强度满足要求后，即同条件养护3D打印混凝土的最低强度不低于50MPa时，进行双向钢筋网的组网与编制安装；组网的间距满足设计要求，纬度方向间距200-250mm，经度方向间距为250-300mm；组网流程及控制要素为由低端到高端，先短向再长向，先纬度方向，后经度方向；

步骤七，打印成型底部曲面混凝土体；底部双向纤维钢筋网安装完毕，进行网格尺寸、间距、层间位置、经度和纬度方向的曲面符合度复核，进行隐蔽验收和记录，满足要求后，进行底部曲面混凝土体的打印施工；分层打印厚度为10-20mm，打印宽度为纤维组网钢筋网格间距的1-1.1倍，打印头为宽吻带凹型缺口，适应网状筋的流线走向；打印持续时间为90-120min，打印层间堆积厚度不超过200mm，层间间歇时间不超过90min；

步骤八，组编上部双向纤维钢筋网；底部曲面混凝土体强度达到设计强度的75%，并不低于50MPa时，进行上部双向纤维钢筋的组网工作；钢筋网的间距满足设计要求，纬度方向间距200-250mm，经度方向间距为250-300mm；组网流程及控制要素为由低端到高端，先短向再长向，先纬度方向，后经度方向；组网钢筋采用定位销键和支撑筋进行曲面符合度校正；

步骤九，打印成型上部曲面混凝土体；上部双向纤维钢筋网隐蔽验收合格后，进行上部曲面混凝土体的打印施工，上部曲面混凝土体的打印，采用曲面上布置的定位筋控制打印的标高；打印分层厚度为10-15mm，打印持续时间为90-120min，打印层间堆积厚度不超过150mm，层间间歇时间不超过90min；

步骤十，封边与收面；封边是对销键和周圈的交互处理，收面是对打印中出现的质量缺陷进行修复和维护，采用同配比水泥胶浆进行修复。

2.根据权利要求1所述的网状配筋混凝土曲面屋面结构3D建造方法，其特征在于：所述网状配筋混凝土曲面屋面结构，由下往上依次为3D打印混凝土曲面支撑体（1）、底部经度方向和纬度方向双向纤维钢筋网（2）、3D打印成型底部曲面混凝土体（3）、上部经度方向和纬度方向双向纤维钢筋网（4）、3D打印成型上部曲面混凝土体（5），还包括了辅助施工措施定位销键（6）、支撑网格钢筋（7）；

所述3D打印混凝土曲面支撑体，为单曲面或双曲面混凝土壳体。