Foi realizada uma pesquisa de viabilidade das estruturas de arco leves de concreto impressas em 3D a partir de três aspectos: projeto, construção e desempenho estrutural. Com base na construção da estrutura do arco e nas características do processo de impressão 3D, foi proposta uma metodologia de montagem precisa e rápida para a estrutura do arco; com base nisso, foram produzidas cinco amostras de arcos leves impressos em concreto 3D. Por meio de experimentos, investigou-se o efeito de três condições de carga: carga concentrada em dois pontos, carga concentrada em três pontos e carga distribuída uniformemente, bem como três caminhos de impressão da seção transversal: forma π, forma W e forma M no desempenho estrutural do arco. O método dos elementos finitos foi usado para calcular e analisar o desempenho mecânico das estruturas de arcos de concreto impressos em 3D com razões flecha/vão de 1/4, 1/6 e 1/8. Os resultados mostram que, sob carga uniformemente distribuída, as amostras apresentam a melhor capacidade de deformação cooperativa e a maior capacidade de carga, aproveitando totalmente a vantagem da resistência à compressão do material concreto impresso em 3D; a carga concentrada facilmente causa esmagamento local da amostra, em comparação com a carga uniformemente distribuída, a carga máxima das amostras sob carga concentrada em dois e três pontos diminuiu em 30,2% e 14,2%, respectivamente; as amostras com caminho de impressão em formato M apresentam o melhor efeito de transferência de carga, a carga máxima por unidade de massa aumentou 23,2% e 28,4% em comparação com as amostras em forma π e W; dentro do intervalo da relação flecha/vão recomendado pela norma, a capacidade de carga da estrutura de arco de concreto impresso em 3D diminui gradualmente com a redução da relação; todas as cinco amostras testadas apresentaram bom desempenho de carga.

Concreto impresso 3D;Estrutura pré-fabricada;Estrutura arqueada;Desempenho mecânico