3D 프린팅 콘크리트 아치 구조의 하중 성능을 향상시키기 위해 강섬유 혼입 및 철근 배근 방법을 적용하여 환상 배근이 3D 프린팅 강섬유 콘크리트 아치 구조의 기계적 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 강섬유 혼입량에 따른 기계적 성능 실험을 통해 적절한 혼입량을 결정하고, 이를 바탕으로 두 그룹의 3D 프린팅 콘크리트 아치 구조를 설계하였다. 아치 정상에 균등 하중을 가하여 하중-변위 곡선, 하중에 따른 변형률 변화 규칙, 균열 하중, 극한 하중 등의 매개변수를 측정하여 변형 및 파괴 거동을 분석하였다; 대칭 및 비대칭 하중과 단면 배근 위치에 따른 아치 구조의 영향을 고려하여 유한 요소 해석을 통해 아치 구조의 하중 성능을 추가로 연구하였다. 결과는 강섬유 혼입량이 0~3% 범위 내에서 변화할 때 3D 프린팅 콘크리트의 X, Y, Z 세 방향 압축 강도가 먼저 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 2% 강섬유 혼입량에서 세 방향 모두 압축 강도가 최고임을 나타냈다; 두 그룹 아치 구조의 하중 파괴 과정은 기본적으로 일치했으며, 환상 배근 아치 구조의 극한 하중 능력은 일반 콘크리트 아치 구조보다 약 37.5% 향상되었다; 적용된 유한 요소 모델링 방법은 비교적 정확하며, 시뮬레이션 결과와 실험 결과의 오차가 4%를 넘지 않았고, 하중 방식과 단면 배근 위치가 아치 구조의 극한 하중 능력에 일정한 영향을 미침을 보였다.

3D 프린팅 콘크리트;강섬유;아치 구조;균열 하중;극한 하중;단면 배근 위치