(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211075416.0 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 河北工业大 学 地址 300401 天津市北辰区西平 道5340号 (72)发明人 马国伟　张丹　王里　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 韩雪梅 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 113/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种3D打印预制叠合楼板建造方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种3D打印预制叠合楼板建造 方法及系统。 该方法包括： 建立预制叠合楼板BIM 模型； 对所述预制叠合楼板BIM模型进行力学性 能分析， 验算所述预制叠合楼板BIM模型建造的 预制叠合楼板的抗弯强度和挠度， 确定验算结 果； 所述验算结果包括抗弯强度验算结果以及挠 度验算结果； 在所述预制叠合楼板BIM模型的基 础上， 对3D打印预制叠合楼板进行深化设计， 根 据所述验算结果确定3D打印预制叠合楼板的图 纸、 清单以及计算书； 将经过验算的预制叠合楼 板BIM模型导入3D打印机， 并根据所述图纸、 所述 清单以及所述计算书， 打印建造预制叠合楼板。 本发明能够降低人工成本， 提高建造效率及建造 质量。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 115146369 A 2022.10.04 CN 115146369 A 1.一种3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特 征在于， 包括： 建立预制叠合楼板BIM模型； 对所述预制叠合楼板BIM模型进行力学性能分析， 验算所述预制叠合楼板BIM模型建造 的预制叠合楼板的抗弯强度和挠度， 确定验算结果； 所述验算结果包括抗弯强度验算结果 以及挠度验算结果； 在所述预制叠合楼板BIM模型的基础上， 对3D 打印预制叠合楼板进行深化设计， 根据所 述验算结果确定 3D打印预制叠合楼板的图纸、 清单以及计算书； 将经过验算的预制叠合楼板BIM模型导入3D打印机， 并根据所述图纸、 所述清单以及所 述计算书， 打印建造预制叠合楼板 。 2.根据权利要求1所述的3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特征在于， 所述对所述预制 叠合楼板BIM模 型进行力学性能分析， 验算所述预制叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板 的抗弯强度和挠度， 确定验算结果， 具体包括： 利用 验算所述预制叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板的抗弯 强度， 确定抗弯强度验 算结果； 其中， 为所述预制叠合楼 板BIM模型建造的预制叠合楼 板的抗弯强度； Mmax为最不利弯矩值； Wm为所述预制叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板 的净截面抵抗矩； f3d‑pc为所述预制叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板的强度设计值。 3.根据权利要求2所述的3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特征在于， 所述对所述预制 叠合楼板BIM模 型进行力学性能分析， 验算所述预制叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板 的抗弯强度和挠度， 确定验算结果， 具体包括： 利用 或 验算所述预制叠合楼板BIM模型建造的 预制叠合楼板的挠度， 确定挠度验算结果； 其中， v为所述预制叠合楼板BIM模型建造的预制 叠合楼板的挠度； qg为恒荷载均布线荷载标准值； L为楼板计算跨度； E为3D打印预制混凝土 楼板弹性模量； Ix为截面惯性矩； P为集中荷载 标准值； [v]为容许挠度。 4.根据权利要求3所述的3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特征在于， 所述在所述预制 叠合楼板BIM模 型的基础上， 对3D打印预制叠合楼板进 行深化设计， 根据所述验算结果确定 3D打印预制叠合楼板的图纸、 清单以及计算书， 具体包括： 判断所述强度验算结果以及所述 挠度验算结果是否符合要求， 得到第一判断结果； 若所述第一判断结果表示为所述强度验算结果以及所述挠度验算结果符合要求， 输出 3D打印预制叠合楼板的图纸、 清单以及计算书； 若所述第一判断结果表示为所述强度验算结果以及所述挠度验算结果不符合要求， 重 新设定打印条宽度以及打印层厚度， 新建预制叠合楼板BIM模型， 将新建的预制叠合楼板 BIM模型作为预制叠合楼板BIM模 型， 返回步骤 “对所述预制叠合楼板BIM模 型进行力学性能 分析， 验算所述预制叠合楼板BIM模 型建造的预制叠合楼板的抗弯强度和挠度， 确定验算结 果”。 5.根据权利要求4所述的3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特征在于， 所述将经过验算 的预制叠合楼板BIM模型导入3D打印机， 并根据所述图纸、 所述清单以及所述计算书， 打印权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115146369 A 2建造预制叠合楼板， 具体包括： 将经过验算的预制叠合楼板BIM模型存储为STL格式文件， 导入3D 打印机中； 所述STL格 式文件为建模代码； 基于所述建模代码， 根据所述图纸、 所述清单以及所述计算书， 利用所述3D打印机打印 外模板至钢筋网片布置高度； 利用钢筋材料进行钢筋绑扎， 确定钢筋网片以及桁架筋； 所述桁架筋通过绑扎方式或 焊接方式连接所述钢筋网片； 将所述钢筋网片以及所述桁架筋布置于所述外模板， 并在所述外模板的内部浇筑混凝 土， 形成预制叠合楼板 。 6.根据权利要求5所述的3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特征在于， 所述将经过验算 的预制叠合楼板BIM模型存 储为STL格式文件， 导入3D打印机中， 之后还 包括： 对预制叠合楼板的模板切片分层， 并规划路径， 根据所述 规划路径进行打印。 7.据权利要求6所述的3D打印预制叠合楼板建造方法， 其特征在于， 所述将经过验算的 预制叠合楼板BIM模型导入3D打印机， 并根据所述图纸、 所述清单以及所述计算书， 打印建 造预制叠合楼板， 之后还 包括： 对所述预制叠合楼板进行养护， 并检测养护后的预制叠合楼板的成品质量。 8.一种3D打印预制叠合楼板建造系统， 其特 征在于， 包括： 预制叠合楼板BIM模型建立模块， 用于建立预制叠合楼板BIM模型； 验算结果确定模块， 用于对所述预制叠合楼板BIM模型进行力学性能分析， 验算所述预 制叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板的抗弯强度和挠度， 确定验算结果； 所述验算结果 包括抗弯强度验算结果以及挠度验算结果； 图纸、 清单以及计算书确定模块， 用于在所述预制叠合楼板BIM模型的基础上， 对3D打 印预制叠合楼板进行深化设计， 根据所述验算结果确定3D打印预制 叠合楼板的图纸、 清单 以及计算书； 预制叠合楼板打印建造模块， 用于将经过验算的预制叠合楼板BIM模型导入3D 打印机， 并根据所述图纸、 所述清单以及所述计算书， 打印建造预制叠合楼板 。 9.根据权利要求8所述的3D打印预制叠合楼板建造系统， 其特征在于， 所述验算结果确 定模块， 具体包括： 抗弯强度验算结果确定单元， 用于利用 验算所述预制叠合楼板 BIM模型建造的预制叠合楼 板的抗弯强度， 确定抗弯强度验算结果； 其中， 为所述预制 叠合楼板BIM模型建造的预制叠合楼板的抗弯强度； Mmax为最不利弯矩值； Wm为所述预制叠 合楼板BIM模型建造的预制叠 合楼板的净截面抵抗矩； f3d‑pc为所述预制叠 合楼板BIM模型 建 造的预制叠合楼板的强度设计值。 10.根据权利要求9所述的3D打印预制叠合楼板建造系统， 其特征在于， 所述验算结果 确定模块， 具体包括： 挠度验算结果确定单元， 用于利用 或 验算所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115146369 A 3