АРМИРУЕМАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, ИЗГОТОВЛЕННАЯ МЕТОДОМ 3D-ПЕЧАТИ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к строительной отрасли, а именно к изготовлению строительных конструкций, в том числе жилых домов, зданий и сооружений различного назначения, частей и элементов зданий, деталей строительных конструкций, строительных материалов и прочих изделий простой и сложной геометрической формы с использованием арматурных сеток методом 3D-печати, заключающейся в послойном нанесении строительной смеси по цифровой 3D-модели, подготовленной методом компьютерного 3D-моделирования. Уровень техники.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту на полезную модель CN 203654462 (U), MA YIHE, Е04В 1/343; Е04В 1/88; Е04В 2/00, опубл. 18.06.2014 г., в котором представлено описание структуры промежуточной секции панели гибкого дома, созданной способом 3D-печати, содержащей наружный слой, внутренний слой, между которыми, расположены Z-образные ребра и заполняющий изоляционный слой, содержащий несколько слоев армирующей сетки, стекловолоконные волокна, уложенные послойно и залитые слоем отвердевшего цементного раствора. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: структура панели дома, созданная способом 3D-печати, содержащая слои армирующей сетки.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании вышеописанного аналога полезной модели, заключается в том, что армирующие сетки между слоями укладываются в произвольном порядке, без учета их расположения в смежных слоях друг относительно друга, что ведет к недостаточной эффективности использования арматурной сетки.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту на полезную модель РФ №103370, Рябинин А.Л., Е04С 5/00, Е04В 1/02, опубл. 10.04.2011 г., в котором представлено описание армируемой конструкции из кирпича или строительных блоков, содержащая уложенные в двух смежных рядах кладки с шагом s две арматурные сетки, каждая из которых содержит только продольные или только поперечные элементы в виде металлических перфорированных лент, а также фиксирующие элементы в виде катанки или стальной полосы с просечками. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: армируемая конструкция, содержащая уложенные между рядами арматурные сетки, ориентированные определенным образом друг относительно друга.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании наиболее близкого аналога полезной модели, заключается в том, что расположение сеток в виде металлических перфорированных лент между рядами кирпичей с большим шагом друг от друга приводит к тому, что прочность конструкции в различных направлениях будет различна и в целом неоднородна.
Раскрытие сущности полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является достижение максимальной эффективности использования арматурной сетки и однородного во всех направлениях усиления прочности конструкции, что достигается за счет выполнения армируемой строительной конструкции, содержащей уложенные между рядами арматурные сетки; при этом в армируемой строительной конструкции, изготовленной послойно методом строительной 3D-печати, арматурные сетки, выполненные в виде протяжной тянутой сетки и уложенные между рядами слоев, расположены таким образом, что большие диагонали их ромбических ячеек ориентированы перпендикулярно или под углом по отношению друг к другу, при этом количество слоев между арматурными сетками, количество арматурных сеток и угол взаимной ориентации арматурных сеток определяется конфигурацией печатаемого объекта.
При использовании арматурной сетки в виде просечной тянутой сетки, основным свойством которой является разная прочность на сжатие, на изгиб, на растяжение в различных направлениях, максимальная эффективность ее использования для однородного во всех направлениях усиления прочности конструкции достигается оптимальным расположением сеток между смежными рядами слоев друг относительно друга (расстояние и взаимная ориентация), что становится возможным при использовании строительной 3D-печати.
Использование строительной 3D-печати при изготовлении армированной строительной конструкции обеспечивает возможность создания строительных объектов различных конфигураций, например, длинномерных, криволинейных форм и т.п. Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид строительной конструкции, изготовленной методом строительной 3D-печати, с расположением просечной тянутой сетки между рядами слоев (изометрическая проекция), на фиг. 2 представлена общая схема укладки сеток между рядами слоев во взаимно перпендикулярном направлении (вид сверху), на фиг. 3 представлена общая схема укладки сеток между рядами слоев с расположением сеток под углом (вид сверху), на фиг. 4 представлена фрагмент арматурной сетки в виде просечной тянутой сетки (фотография), на фиг. 5 представлена схема укладки (расположения) слоев арматурных сеток при печати объекта, имеющего длинномерную конфигурацию (изометрическая проекция), на фиг. 6 представлена схема укладки (расположения) слоев арматурных сеток при печати объекта, имеющего конфигурацию арки (изометрическая проекция).
Позициями на фигурах обозначены:
1 - армируемая строительная конструкция,
2 - слой, печатаемый 3D-принтером,
3 - ряд слоев,
4 - просечная тянутая сетка,
5 - большая диагональ ромбической ячейки сетки.
Осуществление полезной модели.
Армируемая строительная конструкция 1 включает слои 2, печатаемые 3D-принтером, образующие ряды слоев 3, между которыми укладываются арматурные сетки, выполненные в виде просечной тянутой сетки 4, при этом большие диагонали ромбических ячеек 5 в укладываемых смежных сетках располагаются разнонаправлено.
Принцип возведения предлагаемой армируемой строительной конструкции 1, заключается в послойном укладывании методом 3D-печати слоев 2, состоящих из подаваемой на 3D-печать строительной смеси. Уложенные в определенном количестве смежные слои 2 образуют ряды 3. Для армирования строительной конструкции между рядами 3 укладывают арматурные сетки, выполненные в виде просечной тянутой сетки 4. Для достижения максимальной эффективности использования арматурной сетки и однородного во всех направлениях усиления прочности конструкции просечные тянутые сетки 4 располагают разнонаправлено, т.е. большие диагонали их ромбических ячеек 5 ориентированы перпендикулярно или под углом X по отношению друг к другу равным 1-89°. Интервал укладки арматурных сеток Y между рядами слоев 3 может быть различным, он определяется количеством печатаемых слоев 2 в рядах 3 в зависимости от конфигурации печатаемого объекта. Конфигурация печатаемого объекта может быть различной, например, длинномерной, в виде арки и др.
Просечные тянутые сетки могут быть изготовлены из любых видов стали с покрытиями или без покрытий, в т.ч. оцинкованные, нержавеющие, из различных металлов и их сплавов, композитных материалов. Армируемая строительная конструкция, изготовленная методом 3D-печати, обладает следующими преимуществами:
- возможность достижения максимальной эффективности использования арматурной сетки и однородное во всех направлениях усиление прочности конструкции, что обеспечивается разнонаправленной укладкой арматурных сеток, укладываемых между рядами слоев таким образом, что большие диагонали их ромбических ячеек ориентированы перпендикулярно или под углом по отношению друг к другу,
- возможность определять конфигурацию печатаемого объекта количеством слоев между арматурными сетками, количеством арматурных сеток и углом взаимной ориентации арматурных сеток.