설계, 시공 및 하중 성능의 세 가지 측면에서 3D 프린팅 경량 콘크리트 아치 구조의 가능성 연구를 수행하였다. 아치 구조의 구성과 3D 프린팅 공정의 특성을 바탕으로 정밀하고 신속한 아치 구조 조립 방법을 제안하였으며, 이를 바탕으로 5개의 3D 프린팅 경량 아치 시편을 제작하였다. 실험을 통해 2점 집중 하중, 3점 집중 하중 및 균등 하중 세 가지 작용 조건과 π형, W형, M형 세 가지 단면 인쇄 경로가 아치 구조 하중 성능에 미치는 영향을 연구하였으며, 유한 요소 해석 방법을 통해 스팬 대비 아치 높이 비율이 1/4, 1/6 및 1/8일 때 3D 프린팅 콘크리트 아치 구조의 기계적 성능을 계산 분석하였다. 결과는 균등 하중 하에서 시편의 각 구간이 협동 변형 능력이 가장 우수하며, 하중 용량도 가장 높아 3D 프린팅 콘크리트 재료의 압축 강도 장점이 충분히 발휘됨을 나타냈다; 집중 하중은 아치 시편 국부 압괴를 쉽게 초래하며, 균등 하중과 비교할 때 2점 및 3점 집중 하중 하에서 아치 시편의 최대 하중은 각각 30.2%, 14.2% 감소하였다; M형 단면 인쇄 경로를 채택한 시편은 전달력이 가장 우수하며, 단위 질량당 최대 하중이 π형 및 W형 시편 대비 각각 23.2%, 28.4% 향상되었다; 규범 권고 범위 내 스팬 대비 아치 높이 비율이 감소함에 따라 3D 프린팅 콘크리트 아치 구조의 하중 용량이 점차 감소하였다; 실험한 5개 시편 모두 우수한 하중 성능을 보였다.

3D 프린팅 콘크리트;조립식 구조;아치 구조;기계적 성능