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3D打印混凝土技术是将3D打印技术与混凝土施工技术有机结合的一种新型3D打印建筑技术。国内外研究表明3D打印混凝土层间粘结性能对其结构力学性能影响显著,而目前关于3D打印混凝土层间粘结性能方面的研究尚处于初步探索阶段,3D打印混凝土层间粘结性能的影响因素也比较多。本文针对3D打印混凝土层间粘结性能展开试验及数值模拟方法研究,在此基础上,开展3D打印混凝土拱结构稳定性能分析,具体研究内容如下:(1)设计并打印了三个3D打印混凝土双剪试验试件以及两个3D打印混凝土轴拉试验试件,进行了3D打印混凝土试件的双剪试验和轴拉试验,获得了3D打印混凝土双剪试件、轴拉试件的破坏模式、极限承载力以及荷载-位移曲线。试验结果表明,层间界面是3D打印混凝土的薄弱区域。双剪试验结果表明,随着荷载增加,试件刚度基本不变,直至层间界面脆性剪断;轴拉试验结果表明,随着荷载增加,试件刚度基本不变,直至层间界面脆性拉断。(2)比较并确定了3D打印混凝土层间粘结性能的模拟方法,采用Cohesive单元对3D打印混凝土层间抗剪性能、抗拉性能进行模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。完成了六个3D打印混凝土轴压性能试验试件的设计与打印,进行了3D打印混凝土试件的垂直粘结层、顺粘结层轴压试验,获得了3D打印混凝土垂直粘结层与顺粘结层抗压极限承载力以及相应的荷载-位移曲线。试验结果表明,3D打印混凝土试件顺粘结层抗压强度高于垂直粘结层抗压强度。对3D打印混凝土轴压性能试验进行了有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,证明了模拟方法的有效性。(3)设计了六种不同打印方式的3D打印混凝土拱结构,系统开展了3D打印混凝土拱结构稳定性能分析,根据模拟结果分析了不同打印方式形成的结构在竖向均布荷载作用下的极限承载力与破坏模式,为3D打印混凝土拱结构的工程应用提供建议。(4)提出了不同打印方式的3D打印混凝土拱结构在竖向均布荷载作用下的极限承载力计算公式,计算公式考虑了打印方式与层间粘结强度对结构极限承载力的影响,并将拱结构极限承载力的数值模拟结果与公式计算值进行了对比,验证了计算公式的适用性。