一种3D打印预应力楼板及其施工方法技术领域
本发明涉及3D打印建筑技术领域，尤其涉及一种3D打印预应力楼板及其施工方
法。
背景技术
楼板是一种分隔承重构件，其将房屋垂直方向分隔为若干层，并把人和家具等竖
向荷载及楼板自重通过墙体、梁或柱传给基础。
在3D打印建筑领域，3D打印楼板的受力性能是其一项关键参数，3D打印楼板的受
力性能的保证，能够极大促进3D打印技术在建筑领域的应用。
利用3D打印技术制造建筑房屋时，需要打印出受力性能良好的楼板，保证结构的
整体性。但是，目前3D打印建筑领域仍处于起步阶段，3D打印制造的楼板由于无法像钢筋混
凝土楼板一样进行配筋，一定程度上制约了3D打印楼板的受力性能。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，提供了一种3D打印预应力楼板及其施工方
法，结构合理，施工方便，解决了3D打印楼板的配筋问题，保持了楼板的整体性，提高了楼板
的抗拉性能。
本发明的技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供的一种3D打印预应力楼板，包括3D打印的架体、预应
力钢筋，预应力钢筋设置在3D打印的架体内。
一种3D打印预应力楼板还包括套筒，套筒设置在楼板需要施加预应力的位置、纵
向贯穿在3D打印的架体内，预应力钢筋设置在套筒内；预应力钢筋的两端设置有锚固件。
进一步地，所述3D打印的架体为中空桁架，其构成楼板的主体；3D打印的架体上的
中空腔体成对、纵向设置。
进一步地，所述套筒为PVC管，其设置在架体中空腔体的中心处，中空腔体内填充
有混凝土。
进一步地，所述套筒间隔设置在架体中空腔体内。
进一步地，所述中空腔体的横切面为三角形。
进一步地，所述U型钢筋沿着架体的高度方向平行间隔分布、且成对对称设置在套
筒的两侧。
进一步地，所述U型钢筋的直线段位于连接套筒的中空腔体内、且端部顶接在套筒
侧壁上。
进一步地，所述每个套筒配置5-6对U型钢筋。
进一步地，所述U型钢筋的固定位置随着架体的升高而升高。
本发明还提供了一种3D打印预应力楼板的施工方法，其包括以下步骤：
S1，加工制作3D打印的架体，形成楼板的主体，并在固定套筒的位置设置若干U型钢筋；
S2，在楼板中需要施加预应力的位置安装套筒，其穿过3D打印的架体上的中空腔体、纵
向设置，并使用U型钢筋将套筒固定在架体内；
S3，将混凝土浇筑在设置有套筒的中空腔体内；
S4，待浇筑的混凝土强化后，将预应力钢筋穿过套筒，并对预应力钢筋进行预应力张
拉；
S5，将锚固件固定在预应力钢筋的端部。
所述S1中，3D打印的架体的加工步骤，具体如下：
步骤一，计算U型钢筋的设置个数与尺寸以及U型钢筋的直线段的伸出长度；
步骤二，按照计算结果打印架体，在3D打印机分层打印架体时，按照间隔设计高度在架
体上安插放置U型钢筋；
步骤三，逐层打印架体至设计尺寸。
本发明有益效果：
本发明提供的一种3D打印预应力楼板及其施工方法，结构合理，施工方便，解决了3D打
印楼板的配筋问题，保持了楼板的整体性，提高了楼板的抗拉性能。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理
解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是本发明所述3D打印预应力楼板的结构示意图；
图2是本发明所述3D打印预应力楼板的横切面示意图；
图3是本发明之套筒与U型钢筋连接的截面图；
图4是本发明之套筒与U型钢筋连接示意图。
附图中，各标号所代表的部件如下：
1.架体；2.套筒；3.预应力钢筋；4.混凝土；5.锚固件；6.U型钢筋。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的一种3D打印预应力楼板及其施工方法进
行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均
是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的
实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而
易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的
替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状
及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间
并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
一种3D打印预应力楼板的结构示意图，如图1所示， 其包括3D打印的架体1、预应
力钢筋3，预应力钢筋3设置在3D打印的架体1内。
所述3D打印预应力楼板还包括套筒2，套筒2设置在楼板需要施加预应力的位置、
纵向贯穿在3D打印的架体1内；套筒2是由预设在架体1内的若干U型钢筋6，U型钢筋6的固定
位置随着架体1的升高而升高，一般一个套筒2配置5-6件U型钢筋6，以保障预应力楼板的整
体力学性能的稳定，所述U型钢筋（6）沿着架体（1）的高度方向平行间隔分布、且成对对称设
置在套筒（2）的两侧，所述U型钢筋（6）的直线段位于连接套筒的中空腔体内、且端部顶接在
套筒侧壁上。
预应力钢筋3设置在套筒2内；预应力钢筋3的两端设置有锚固件5。这样提高了3D
打印预应力楼板的整体性，有利于改善3D打印预应力楼板的力学性能。
所述3D打印的架体1为中空桁架，其构成楼板的主体；3D打印的架体1上的中空腔
体成对、纵向设置。
所述套筒2为PVC管，其设置在架体1中空腔体的中心处，中空腔体内填充有混凝土
4；所述套筒2间隔设置在架体1中空腔体内，其位于楼板需要施加预应力的位置。
图2是本发明所述3D打印预应力楼板的横切面示意图，由图示可知，所述中空腔体
的横切面为三角形。套筒2间隔设置在架体1中空腔体内，其位于架体1中空腔体的中心处，
中空腔体内填充有混凝土4。
本申请还提供了一种3D打印预应力楼板的施工方法，其具体包括以下步骤：
S1，加工制作3D打印的架体1，形成楼板的主体，并在固定套筒2的位置设置若干U型钢
筋6；
具体地，加工制作3D打印的架体1，其中空腔体的横切面为三角形；在3D打印的架体1
中，放置若干U型钢筋6用于固定套筒2，U型钢筋6的布置位置随着架体1的高度上升，如图3
所示；每隔一定高度进行安装，在墙体中需要安装预应力钢筋的空腔中布置5-6组U型钢筋
6，具体加工步骤如下：
步骤一，计算U型钢筋（6）的设置个数与尺寸以及U型钢筋（6）的直线段的伸出长度；
步骤二，按照计算结果打印架体，在3D打印机分层打印架体时，按照间隔设计高度在架
体上安插放置U型钢筋（6）；
步骤三，逐层打印架体至设计尺寸
S2，在楼板中需要施加预应力的位置安装套筒2，其穿过3D打印的架体1上的中空腔体、
纵向设置，并使用U型钢筋6将套筒2固定在架体1内；
具体地，完成整个墙体打印和U型钢筋6固定后，将套筒2放入墙体中，并与U型钢筋6临
时搭接保持竖直，如图4所示。
S3，将混凝土4浇筑在设置有套筒2的中空腔体内；具体地，套筒2一般间隔、纵向设
置在中空腔体的中心处。
S4，待浇筑的混凝土4强化后，将预应力钢筋3穿过套筒2，并对预应力钢筋3进行预
应力张拉；
具体地，完成套筒2临时固定后，将预应力钢筋3穿入套筒2中，在套筒2和架体1的空腔
之间，浇筑混凝土4，待混凝土4达到一定强度后，采用预应力张拉工具，对预应力钢筋3进行
张拉。
S5，将锚固件5固定在预应力钢筋3的端部。
具体地，将锚固件5设置在预应力钢筋3的端部，并将预应力楼板整体吊装放倒，构
成3D打印预应力楼板。
本发明提供的一种3D打印预应力楼板及其施工方法，其结构合理，配置套筒，将预
应力钢筋设置在套筒内，既保证了3D打印预应力楼板的整体性，有提高了施工的便捷性，解
决了3D打印楼板的配筋问题，提高了楼板的抗拉性能。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式
的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方
案，均落在本发明的保护范围之内。