布里斯托大學首次對3D打印混凝土結構進行全面抗震試驗
2025年6月17日，布里斯托大學（University of Bristol）的研究團隊最近完成了英國首次全面的3D打印混凝土結構抗震測試。他們使用國內最大的振動臺模擬中等強度的地震影響，以深入理解3D打印混凝土結構在地震應力下的表現，并對比3D打印結構與傳統施工方法的抗震能力。這項研究的主要目標是為精確數字模型的開發提供數據支持。
項目負責人，教授Anastasios Sextos和博士Raphael D’Alessandro解釋道：“我們的實驗旨在填補關于3D打印單元動態響應的知識空白，特別是它們在記錄和模擬地震事件下的表現。通過這些實驗，我們旨在識別這種施工方法的獨特優勢、潛在劣勢以及失效機制。”
3D打印混凝土結構
盡管傳統混凝土的抗震性能已經得到了廣泛驗證，3D打印結構卻引入了一系列新的變量，包括逐層制造、獨特的材料特性以及非傳統的幾何形狀。這些變量導致了在地震中的行為存在不確定性，從而突顯了進行實驗測試的重要性，以更深入地了解結構性能。在本研究中，研究人員利用機器人3D打印技術，構建了一座接近全尺寸的3D打印混凝土房屋。該方法能夠實現對材料布局和結構幾何形狀的精確控制。此外，測試裝置配備了加速度計、位移傳感器以及其他設備，用于全面收集結構在動態響應下的數據。
測試在一臺能夠承受高達50噸重量的先進振動臺上進行，這個振動臺能夠模擬與真實地震事件一致的地面運動。3D打印單元經歷了系列受控的地震模擬，從低強度振動開始，逐漸增加至更劇烈的運動。每個測試都經過嚴格監控，實時觀察結構變化，包括裂縫發展、位移和潛在的失效跡象。收集到的數據將用于支持抗震性能評估，與傳統建筑技術進行對比，并有助于改進預測地震荷載下結構性能的數字模型。
研究人員補充道：“這項研究的成果將有助于識別優化抗震性能的關鍵設計參數，如層間粘結策略和鋼筋集成。我們最終的目標是驗證3D打印混凝土是否能夠滿足當前抗震應用的安全標準，并為制定包含增材制造技術的建筑規范打下基礎。這些發現對于工程師、建筑師以及政策制定者探索抗震建筑的未來至關重要。”
對未來建筑行業的影響
研究人員相信，這項研究有望引領抗震建筑領域的革新。它的潛在應用領域包括快速、高效地建造符合特定抗震標準的住宅、應急避難所以及基礎設施。研究結果還可能指導制定新的建筑規范和監管框架，這些規范和框架將充分考慮增材制造的獨特屬性，以確保在不損害結構完整性的前提下，實現更廣泛的應用。研究人員總結道：“通過首次測試3D打印混凝土的抗震性能，我們不僅在探索建筑的未來，還在助力構建一個更加安全、智能和具有適應性的建筑環境。”
(責任編輯：admin)
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