近年来，我国大力提倡建筑工业化，推动传统建筑业的转型升级，装配式建筑得到蓬勃发展，极大地提高了建筑业的生产力。但对于现浇结构体系抑或装配式结构体系，仍需要消耗较大的人力、能源、物料，并带来较大的环境污染。随着现代建筑设计的发展以及人们对于建筑功能的更高要求，复杂造型、性能化的建筑结构成为未来发展潮流。新兴的建筑 3D 打印技术为复杂造型建筑构配件的柔性化制造提供了实现路径。应用三维设计软件实体建模，切片分层软件精确定位，采用新型的水泥基3D打印材料，运用先进的3D打印机对建筑构配件打印成型，这是建筑3D打印的完整制造流程。本文从建筑3D打印技术出发，研发了高延性3D打印用ECC材料，阐明不同参数对材料力学性能的影响，建立力学本构模型；进而，探讨了3D打印ECC材料的建造工艺技术；最后，对3D打印ECC梁的受弯性能进行试验研究。主要的研究工作如下：
　　（1）针对ECC材料，探究不同纤维直径、水胶比、砂胶比对于3D打印材料的性能影响，获取了分别适用于12mm PE纤维、6mm PE纤维的ECC基础配方。进一步，通过研究纳米粘土掺量、HPMC掺量等参数优化设计了3D打印ECC材料的配合比，并对3D打印ECC材料的可打印性能给出流变性评价指标。
　　（2）探究了3D打印ECC材料的基本力学性能。从现浇和3D打印两种建造方式，对3D打印ECC材料的抗压强度、单轴拉伸强度、抗折强度、抗弯强度、粘结强度进行了研究，揭示了3D打印建造方式对于材料力学性能的影响。对现浇圆柱体与 3D 打印钻芯圆柱体的受压性能进行对比研究，提出了3D打印ECC材料各向异性的单轴受压本构。
　　（3）探究了 3D 打印 ECC 梁的优化设计及打印工艺。以各向异性、叠合方式、成型路径为变量，对3D打印ECC梁进行了几何组成、打印参数的优化设计。基于现有中型建筑3D打印机，利用三维设计软件，探究对模型拆分、代码编写、路径优化、台面布局、供料配合等变量进行综合优化组织，实现连续多批次的3D打印梁小规模打印建造，为实际施工提供生产建议。
　　（4）基于3D打印工艺和技术，成功制备3D打印ECC梁构件，并基于现浇方式制备了不同配筋率的同尺寸RC梁、现浇ECC梁作为对照组。通过四点弯曲试验，分析各向异性、叠合方式、成型路径对于3D打印ECC梁的力学性能影响；对比现浇RC梁和ECC梁，探究打印建造方式对于构件力学性能的影响，并评价3D打印梁的应用可靠性。基于逐层堆积建造的建造特性，对打印ECC梁的正截面承载力计算公式进行理论推导，并与试验结果进行对比。
　　基于上述研究，本文的创新点如下：
　　（1）提出了两种3D打印ECC材料设计方法和最优配合比。
　　（2）阐明了不同参数对3D打印ECC材料力学性能的影响规律，提出了3D打印ECC材料的本构模型。
　　（3）实现了3D打印ECC梁的优化设计方法，并优化了打印工艺，可指导实际打印建造。
　　（4）成功制备了3D打印ECC梁，提出了梁正截面受弯承载力计算模型。