建筑3D打印技術作為新型數(shù)字建造技術,集成了計算機技術、數(shù)字建模技術、材料科學技術和機電控制等,與傳統(tǒng)建筑技術相比,具有建造速度快,無模機械化施工,節(jié)省人力和建造成本,可完成空間任意造型結構等優(yōu)點。然而,由于3D打印與傳統(tǒng)的鋼筋布置工藝難以兼容,導致3D打印結構的承載能力與變形能力有限,因此其能夠實現(xiàn)的建筑結構形式也相對有限。鋼絲繩抗拉強度高,且具有一定的柔度,可通過在3D打印噴嘴上安裝鋼絲繩線軸,在打印混凝土的同時,帶動線軸在混凝土上布設鋼絲繩來形成配筋增強構件。因此鋼絲繩與3D打印制作體系有較好的兼容性,有望與3D打印混凝土組合形成一種新型結構和一體化建造方式。本文以鋼絲繩增強3D打印混凝土梁的力學性能為研究目標,研究了鋼絲繩與3D打印水泥基復合材料之間的粘結性能,并對鋼絲繩增強3D打印抗彎梁和抗剪梁進行受力分析,具體內容如下:（1）通過中心拉拔實驗,研究了打印方向和鋼絲繩直徑對鋼絲繩與3D打印水泥基復合材料粘結性能的影響,對比了鋼絲繩與普通鋼筋粘結滑移曲線的區(qū)別,給出了不同打印方向的粘結強度預測模型,為鋼絲繩增強3D打印混凝土構件奠定了基礎。（2）通過鋼絲繩增強3D打印抗彎梁力學... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?３Ｄ打印建筑模型

客１章緒論?浙江大學工學碩士學位論〕??Ｖ，嚴：ｉ?＇、＾Ｓ??圖丨＿３?Ｄ－ｓｈａｐｅ工藝的打�。椤剑玻�?圖１．４?ｌａｎｄｓｃａｐｅ?ｈｏｕｓｅ造型［ｌｌ］??１．２．２?“輪廓工藝?”?Ｃｏｎｔｏｕｒ?Ｃｒａｆｔｉｎｇ?（ＣＣ）??輪廓工藝是由美國南加州大學的ＢｅｈｏｒｈｋＫｈｏｓｈｎｅｖｉｓ開發(fā)的一種分層制造??技術［１３］。該工藝可以使用水泥、混凝土作為原料，按照設計圖的預先設計，利用??３Ｄ打印機的噴嘴噴出高性能的混凝土，逐層打印出墻壁、隔間和裝飾等，再用??機械手臂完成整座房子的基本構架，如圖ｉ．５?（ａ）所示。??輪廓工藝特點在于不需要使用模板，打印出來的建筑物輪廓將成為建筑物的??一部分，大大提升了建造的效率，目前輪廓工藝可以在２４小時內打印出一棟２５００??平方英尺的二層樓房。除打印房屋外，輪廓工藝的另一個潛在用途是用于探索地??外環(huán)境。美國航天局正在研究地外星球上建造太空基地的可能性，希望為人類進??行行星探索提供一個外星棲息地，如圖１．５?（ｂ）所示。??：??（ａ）輪廓工藝大型龍門機器人施工方案?（ｂ）輪廓工藝在太空中的應用Ｉ１４］??圖１．５輪廓工藝的應用??１．２．３混凝土打印技術??混凝土打�。郏保担萦梢蚬虮ご髮W建筑工程學院提出，該技術與輪廓工藝相??似，也是基于混凝土噴擠堆積成型的工藝。該團隊研發(fā)出一種適合３Ｄ打印的聚??丙烯纖維混凝土，并測試了這種混凝土的密度、抗壓，抗折強度、層間粘結強度??等物理性質，證實該混凝土可以用于混凝土打印技術。??混凝土打印通過空間鋼筋網(wǎng)保證了構件的整體性能，工藝簡單，打印效率較??４??

客１章緒論?浙江大學工學碩士學位論〕??Ｖ，嚴：ｉ?＇、＾Ｓ??圖丨＿３?Ｄ－ｓｈａｐｅ工藝的打�。椤剑玻�?圖１．４?ｌａｎｄｓｃａｐｅ?ｈｏｕｓｅ造型［ｌｌ］??１．２．２?“輪廓工藝?”?Ｃｏｎｔｏｕｒ?Ｃｒａｆｔｉｎｇ?（ＣＣ）??輪廓工藝是由美國南加州大學的ＢｅｈｏｒｈｋＫｈｏｓｈｎｅｖｉｓ開發(fā)的一種分層制造??技術［１３］。該工藝可以使用水泥、混凝土作為原料，按照設計圖的預先設計，利用??３Ｄ打印機的噴嘴噴出高性能的混凝土，逐層打印出墻壁、隔間和裝飾等，再用??機械手臂完成整座房子的基本構架，如圖ｉ．５?（ａ）所示。??輪廓工藝特點在于不需要使用模板，打印出來的建筑物輪廓將成為建筑物的??一部分，大大提升了建造的效率，目前輪廓工藝可以在２４小時內打印出一棟２５００??平方英尺的二層樓房。除打印房屋外，輪廓工藝的另一個潛在用途是用于探索地??外環(huán)境。美國航天局正在研究地外星球上建造太空基地的可能性，希望為人類進??行行星探索提供一個外星棲息地，如圖１．５?（ｂ）所示。??：??（ａ）輪廓工藝大型龍門機器人施工方案?（ｂ）輪廓工藝在太空中的應用Ｉ１４］??圖１．５輪廓工藝的應用??１．２．３混凝土打印技術??混凝土打�。郏保担萦梢蚬虮ご髮W建筑工程學院提出，該技術與輪廓工藝相??似，也是基于混凝土噴擠堆積成型的工藝。該團隊研發(fā)出一種適合３Ｄ打印的聚??丙烯纖維混凝土，并測試了這種混凝土的密度、抗壓，抗折強度、層間粘結強度??等物理性質，證實該混凝土可以用于混凝土打印技術。??混凝土打印通過空間鋼筋網(wǎng)保證了構件的整體性能，工藝簡單，打印效率較??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]3D打印配筋砌體墻承載力試驗研究[J]. 葛杰,白潔,楊燕,田偉.  建筑材料學報. 2020(02)
[3]3D打印結構柱偏壓性能試驗研究[J]. 葛杰,白潔,楊燕,田偉.  建筑材料學報. 2019(03)
[4]3D打印建筑用水泥基材料的研究進展[J]. 劉曉瑜,楊立榮,宋揚.  華北理工大學學報(自然科學版). 2018(03)
[5]3D打印混凝土材料制備方法研究[J]. 雷斌,馬勇,熊悅辰,胡小榮.  混凝土. 2018(02)
[6]3D打印混凝土可塑造性能的評價方法研究[J]. 雷斌,馬勇,熊悅辰,胡小榮.  硅酸鹽通報. 2017(10)
[7]高延性纖維混凝土抗壓強度試驗研究[J]. 鄧明科,景武斌,秦萌,梁興文.  建筑結構. 2016(23)
[8]孔隙率對混凝土力學性能影響的試驗研究[J]. 鄧朝莉,李宗利.  混凝土. 2016(07)
[9]水泥基建筑3D打印材料的制備及應用研究[J]. 藺喜強,張濤,霍亮,李國友,張楠,王寶華.  混凝土. 2016(06)
[10]3D打印混凝土材料及混凝土建筑技術進展[J]. 張大旺,王棟民.  硅酸鹽通報. 2015(06)

博士論文
[1]FRP格柵增強ECC復合加固混凝土梁試驗與計算方法研究[D]. 鄭宇宙.東南大學 2018
[2]配置高強鋼筋的混凝土構件受力性能研究[D]. 劉源.天津大學 2016
[3]高強預應力鋼筋粘結性能試驗研究及數(shù)值模擬[D]. 牟曉光.大連理工大學 2006

碩士論文
[1]3D打印混凝土拱橋結構關鍵技術研究[D]. 汪群.浙江大學 2019
[2]BFRP筋再生混凝土深梁抗剪性能理論分析與數(shù)值模擬[D]. 韓定杰.遼寧工業(yè)大學 2018
[3]反對稱矩形螺旋箍筋對混凝土梁抗剪承載力影響的研究[D]. 鄭周.中國礦業(yè)大學 2014
[4]鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力研究[D]. 王崢.西安建筑科技大學 2012



本文編號：3339111