Метод устройства перекрытия для зданий, возводимых с использованием 3D-принтера

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

При возведении зданий методом послойной печати для устройства стен технологический процесс обычно не вызывает вопросов, чего нельзя сказать о конструкции перекрытия или другого горизонтального несущего элемента. В основном горизонтальные несущие элементы стараются возводить традиционным способом с использованием опалубки. В рамках реализации государственного задания предложен новый подход по устройству перекрытий, выполняемых из растворных смесей. Растворную смесь для 3D-печати перекрытия предлагается использовать с частичной заменой цементного вяжущего алевропелитом с одновременным использованием модификатора вязкости в виде метакаолина. Для возведения малоэтажных зданий 3D-принтер выбран портального типа, конструкция которого предусматривает наличие растворного экструдера с тремя соплами, подающими растворную смесь. Позади растворного экструдера расположен арматурный экструдер, шаговые двигатели которого обеспечивают подачу арматурной проволоки с бухты для армирования конструкции. Диск перекрытия предложено делить на так называемые поворотные сегменты, которые печатаются на поворотной площадке, предусмотренной в конструкции самого принтера. Сегмент печатается в горизонтальном положении, а при наборе необходимой прочности его устанавливают в проектное положение с использованием той же самой поворотной площадки. Вес сегментов перекрытия в данном случае не превышает 400 кг (при пролетах до 5 м), поэтому не требует дополнительных подъемно-транспортных механизмов. После формирования диска перекрытия из поворотных сегментов верхние швы между ними зачеканиваются растворной смесью, объединяя конструкцию в единое целое.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Дмитриев

Тюменский индустриальный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitrievav@tyuiu.ru

канд. техн. наук

Россия, ул. Володарского, 38, Тюмень, 625000

И. О. Разов

Тюменский индустриальный университет

Email: dmitrievav@tyuiu.ru

канд. техн. наук

Россия, ул. Володарского, 38, Тюмень, 625000

Список литературы

  1. Файзоллин М.М., Чернавин В.Ю. Аддитивные технологии изготовления плит перекрытий крупнопанельных зданий в гражданском строительстве // Научные горизонты. 2022. № 5 (57). С. 80–86. EDN: TVGXAG
  2. Дмитриев А.В., Разов И.О., Действие крановой нагрузки на плиту перекрытия, изготовленную при помощи 3D-принтера // Жилищное строительство. 2024. № 3. С. 3–7. EDN: NHHDYJ. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-3-3-7
  3. Anton A., Jipa A., Reiter L., Dillenburger B. Fast complexity: additive manufacturing for prefabricated concrete slabs. RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication. DC 2020: Second RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication. 2020. Vol. 28, pp. 1067–1077. https://doi.org/10.1007/978-3-030-49916-7_102
  4. Разов И.О., Соколов В.Г., Дмитриев А.В., Еренчинов С.А. Предложение по устройству перекрытия при возведении зданий с помощью аддитивных технологий // Строительные материалы. 2023. № 10. С. 116–120. EDN: LMBOKS. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-818-10-116-120
  5. Славчева Г.С., Солонина В.А., Панченко Ю.Ф. Влияние характеристик наполнителей на технологические свойства смесей для строительной 3D-печати // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 12 (780). С. 37–51. EDN: YSHPRQ. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-780-12-37-51
  6. Славчева Г.С., Разов И.О., Солонина В.А., Панченко Ю.Ф. Обоснование критериальных требований к наполнителям в составах смесей для строительной 3D-печати // Нанотехнологии в строительстве. 2023. Т. 15. № 4. С. 310–318. EDN: IFTQOV. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-4-310–318
  7. Slavcheva G., Solonina V., Panchenko Y., Orlov V., Filipenko P., Effect of aleuropelite content on fresh and hardened properties of 3D-printable multi-binder composites. Construction of Unique Buildings and Structures. 2023. Vol. 109. No. 10909. EDN: CFYFKU. https://doi.org/10.4123/CUBS.109.9
  8. Дмитриев А.В., Соколов В.Г., Разов И.О. Армирование стен и перекрытия при возведении зданий с помощью аддитивных технологий // Строительная механика и расчет сооружений. 2023. № 6 (311). С. 74–80. EDN: VNAVOV. https://doi.org/10.37538/0039-2383.2023.6.74.80
  9. Breseghello, Luca & Naboni, Roberto. Toolpath-based Design for 3D Concrete Printing of Carbon-efficient Architectural Structures. Additive Manufacturing. 2022. Vol. 56. 102872. https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102872
  10. Veloso D., de Carvalho F., José M. Design and construction of 3d printer structure and production of mortar structural elements. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais. 2022.
  11. Лапина А.И. Автоматизация оптимального проектирования перекрытий монолитных каркасных зданий. Теория и практика исследований и проектирования в строительстве с применением систем автоматизированного проектирования (САПР): Сборник статей III Международной научно-технической конференции. Брест: БрГТУ, 2019. С. 47–54.
  12. Жукьян П.П. Расчет железобетонных плит, опертых по контуру // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. F. Строительство. Прикладные науки. 2014. № 8. С. 54–58. EDN: TPKRCB
  13. Попов А.Н., Хатунцев А.А., Шашков И.Г., Кочетков А.В. Пространственный деформационный нелинейный расчет железобетонных изгибаемых конструкций методом конечных элементов // Интернет-журнал «Науковедение». 2013. № 5 (18). С. 105. EDN: RXOXYX

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Печать сегмента перекрытия на поворотной площадке портального принтера

Скачать (213KB)
3. Рис. 2. Печать сегмента перекрытия на поворотной площадке портального принтера

Скачать (281KB)
4. Рис. 3. Деталировка растворно-армирующего узла

Скачать (220KB)
5. Рис. 4. Примеры изготовленных поворотных конструкций [9]

Скачать (162KB)
6. Рис. 5. Изготовление и испытание поворотной конструкции [10]

Скачать (155KB)
7. Рис. 6. Печать уклонообразующего сегмента перекрытия на земле

Скачать (337KB)
8. Рис. 7. Эскиз архитектурного решения жилого дома

Скачать (360KB)
9. Рис. 8. Архитектурный облик здания (ФАП) при использовании уклонообразующих поворотных сегментов перекрытия.

Скачать (380KB)

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025