3D打印混凝土拱桥结构关键技术研究
发布时间：2021-09-08 08:19
3D打印作为一种依托于计算机三维数据采集来生成结构模型的方法,具有无模、快速和精细化成型等优点,广泛应用于多个领域,也在被尝试用于建筑工程建设。由于3D打印的建造特点,打印基体必须满足一定的可建造性,瞬时形塑能力、力学性能和长期工作性能、耐久性能标准。现有研究中的3D打印混凝土,其强度范围一般在C40-C60之间,不适用于建设大跨空间结构（桥梁、厂房、空间网架等）。伴随着新型建筑技术不断发展,实现空间跨越的3D打印桥梁已成为当下的研究热点,3D打印有望克难攻坚,突破现今桥梁建设和设计中的技术障碍,快速高效地完成新型结构建造。为解决上述问题,本文以3D打印拱桥为研究目标,研制新型3D打印高强混凝土材料,对3D打印桥梁进行结构设计和受力分析研究,开展了以下工作:（1）从3D打印混凝土配合比设计出发,研究了水胶比、砂胶比、矿粉掺量、纤维掺量对材料性能的影响,针对材料的流动性和强度指标,设计了 3D打印混凝土的配合比优化方案。研制完成的PVA纤维混凝土,其28d抗压强度大于80MPa,28d抗折强度大于13MPa,流动度在160mm-170mm之间,具有良好的触变性能和保水性能,可以满足3D打...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?３Ｄ打印技术发?
浙江大学硕士学位论文?第一章绪论??打印高度。这一设计使原本体积庞大、造价昂贵的３Ｄ打印机变得自由灵活，可??以直接进入施工现场，原位完成建筑打印，节省了大量的运输打印板坯或结构的??成本。??图１．３?ＣｙＢｅ公司的３Ｄ打印机剛??俄罗斯的Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ公司［１１］同祥在打印设备上进行了改良，摒弃传统的ＸＹＺ??三轴设置理念，发明了一款圆形３Ｄ打印机。Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ?３Ｄ打印机放置在中央平台??上，通过旋转底座进行３６０度旋转，利用伸缩臂由内而外地打印整个建筑物。这??种做法大大减小了３Ｄ打印机的尺寸和重量，可以利用标准卡车进行移动，降低??设备成本的同时还令施工更加快速便捷。??Ｌ：—－??图１．４?Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ公司打印的圆形房屋［１２］??与此同时，加泰罗尼亚高级建筑研究所（ＩＡＡＣ）?［１３］对于３Ｄ打印建筑有着??十分先进的设计理念和研究成果。其３Ｄ打印设备由机器人和无人机组成。通过??大型电缆来驱动３Ｄ打印机器人，并加以无人机辅助，在空中利用特有的摄像机??来捕捉已打印构件的热量信息，从而监控结构的硬化干燥情况。这一方法给施工??带来了极大的灵活性，为建筑结构提供了更大的设计空间。??５??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印水泥基材料工作性分析与表征[J]. 刘致远,王振地,王玲,赵霞. 低温建筑技术. 2018(06)
[2]石墨烯在水泥基复合材料中的研究现状[J]. 肖桂兰. 四川水泥. 2018(05)
[3]可用于无钢筋建造的超强超韧水泥基复合材料[J]. 陆洲导,林晨旭,余江滔,俞可权. 同济大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]水泥基建筑3D打印材料的制备及应用研究[J]. 蔺喜强,张涛,霍亮,李国友,张楠,王宝华. 混凝土. 2016(06)
[5]石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响[J]. 曹明莉,张会霞,张聪. 哈尔滨工业大学学报. 2015(12)
[6]高延性纤维增强水泥基复合材料的微观力学设计、性能及发展趋势[J]. 曹明莉,许玲,张聪. 硅酸盐学报. 2015(05)
[7]活性粉末混凝土的强度影响因素试验研究[J]. 万超杰,龙佩恒. 北京建筑大学学报. 2015(01)
[8]3D打印技术及其在建筑领域的应用[J]. 王子明,刘玮. 混凝土世界. 2015(01)
[9]混凝土外加剂的功能与适应性[J]. 董岩. 黑龙江科技信息. 2011(13)
[10]混凝土外加剂对硫铝酸盐水泥水化历程的影响[J]. 黄士元,邬长森,杨荣俊. 混凝土与水泥制品. 2011(01)
博士论文
[1]活性粉末混凝土梁受力性能及设计方法研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3390452
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?３Ｄ打印技术发?
浙江大学硕士学位论文?第一章绪论??打印高度。这一设计使原本体积庞大、造价昂贵的３Ｄ打印机变得自由灵活，可??以直接进入施工现场，原位完成建筑打印，节省了大量的运输打印板坯或结构的??成本。??图１．３?ＣｙＢｅ公司的３Ｄ打印机剛??俄罗斯的Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ公司［１１］同祥在打印设备上进行了改良，摒弃传统的ＸＹＺ??三轴设置理念，发明了一款圆形３Ｄ打印机。Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ?３Ｄ打印机放置在中央平台??上，通过旋转底座进行３６０度旋转，利用伸缩臂由内而外地打印整个建筑物。这??种做法大大减小了３Ｄ打印机的尺寸和重量，可以利用标准卡车进行移动，降低??设备成本的同时还令施工更加快速便捷。??Ｌ：—－??图１．４?Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ公司打印的圆形房屋［１２］??与此同时，加泰罗尼亚高级建筑研究所（ＩＡＡＣ）?［１３］对于３Ｄ打印建筑有着??十分先进的设计理念和研究成果。其３Ｄ打印设备由机器人和无人机组成。通过??大型电缆来驱动３Ｄ打印机器人，并加以无人机辅助，在空中利用特有的摄像机??来捕捉已打印构件的热量信息，从而监控结构的硬化干燥情况。这一方法给施工??带来了极大的灵活性，为建筑结构提供了更大的设计空间。??５??
浙江大学硕士学位论文?第一章绪论??打印高度。这一设计使原本体积庞大、造价昂贵的３Ｄ打印机变得自由灵活，可??以直接进入施工现场，原位完成建筑打印，节省了大量的运输打印板坯或结构的??成本。??图１．３?ＣｙＢｅ公司的３Ｄ打印机剛??俄罗斯的Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ公司［１１］同祥在打印设备上进行了改良，摒弃传统的ＸＹＺ??三轴设置理念，发明了一款圆形３Ｄ打印机。Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ?３Ｄ打印机放置在中央平台??上，通过旋转底座进行３６０度旋转，利用伸缩臂由内而外地打印整个建筑物。这??种做法大大减小了３Ｄ打印机的尺寸和重量，可以利用标准卡车进行移动，降低??设备成本的同时还令施工更加快速便捷。??Ｌ：—－??图１．４?Ａｐｉｓ?Ｃｏｒ公司打印的圆形房屋［１２］??与此同时，加泰罗尼亚高级建筑研究所（ＩＡＡＣ）?［１３］对于３Ｄ打印建筑有着??十分先进的设计理念和研究成果。其３Ｄ打印设备由机器人和无人机组成。通过??大型电缆来驱动３Ｄ打印机器人，并加以无人机辅助，在空中利用特有的摄像机??来捕捉已打印构件的热量信息，从而监控结构的硬化干燥情况。这一方法给施工??带来了极大的灵活性，为建筑结构提供了更大的设计空间。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印水泥基材料工作性分析与表征[J]. 刘致远,王振地,王玲,赵霞. 低温建筑技术. 2018(06)
[2]石墨烯在水泥基复合材料中的研究现状[J]. 肖桂兰. 四川水泥. 2018(05)
[3]可用于无钢筋建造的超强超韧水泥基复合材料[J]. 陆洲导,林晨旭,余江滔,俞可权. 同济大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]水泥基建筑3D打印材料的制备及应用研究[J]. 蔺喜强,张涛,霍亮,李国友,张楠,王宝华. 混凝土. 2016(06)
[5]石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响[J]. 曹明莉,张会霞,张聪. 哈尔滨工业大学学报. 2015(12)
[6]高延性纤维增强水泥基复合材料的微观力学设计、性能及发展趋势[J]. 曹明莉,许玲,张聪. 硅酸盐学报. 2015(05)
[7]活性粉末混凝土的强度影响因素试验研究[J]. 万超杰,龙佩恒. 北京建筑大学学报. 2015(01)
[8]3D打印技术及其在建筑领域的应用[J]. 王子明,刘玮. 混凝土世界. 2015(01)
[9]混凝土外加剂的功能与适应性[J]. 董岩. 黑龙江科技信息. 2011(13)
[10]混凝土外加剂对硫铝酸盐水泥水化历程的影响[J]. 黄士元,邬长森,杨荣俊. 混凝土与水泥制品. 2011(01)
博士论文
[1]活性粉末混凝土梁受力性能及设计方法研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3390452
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