印度理工学院3D打印混凝土墙通过抗震测试,推动地震区建筑标准化

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2026年5月12日,印度理工学院古瓦哈提分校(IIT Guwahati)的研究人员在模拟地震条件下测试了全尺寸3D打印混凝土墙,并通过实验验证了抗震应用的设计框架。

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这项研究已发表于《Journal of Building Engineering》期刊,旨在解决限制3D打印建筑技术推广的核心瓶颈:目前尚无标准化的建筑规范专门针对地震区的3D打印建筑,每个项目都需要逐案获得监管部门批准。△相关研究题目为“抗震3D打印混凝土墙体设计:基于墙体试验的预测全尺寸结构建筑循环性能的实验-数值综合框架”(传送门)


三面墙体对比验证
         为了弥补这一差距,研究团队用不同材料建造了三面墙,并进行循环加载试验以模拟地震应力。第一面墙由普通打印砂浆制成,作为对照组。第二面墙采用应变硬化型延性混凝土,这种材料经过特殊设计,能够将应力分散到多个细小裂缝上,避免应力集中于单个失效点。第三面墙将延性混凝土与模块化钢筋框架相结合,在打印过程中集成,且不影响打印顺序。
        研究团队在进行循环荷载物理试验的同时,研究团队也进行了计算机模拟。结果表明,加固的延性墙体符合印度和国际抗震安全标准。将模拟方法应用于完整单层建筑结构时,这种方法能够准确预测整栋建筑在地震荷载作用下的性能,从而将适用范围从单个墙体构件扩展到整体结构。

这是日本首座经政府批准的两层3D打印建筑的日间外观照片
△这是日本首座经政府批准的两层3D打印建筑的日间外观照片


逐案认证制约技术推广
       该研究指出了当前行业的核心困境:标准化设计流程为工程师和承包商提供可复制的规范合规依据,而个别项目认证虽然表明抗震可行性,但孤立的先例无法替代通用标准。2025年6月,布里斯托大学的研究人员利用英国最大振动台,评估了3D打印混凝土结构与传统建筑结构在地震应力下的响应差异,旨在识别层间粘合问题等独特失效机制,建立将增材制造纳入抗震建筑规范的安全数据。
    2026年2月竣工的日本木月两层3D打印住宅同样印证了这一限制。作为日本首个获得抗震合格证书的两层3D打印住宅,由于《建筑标准法》中没有针对3D打印建筑的专门认证程序,审批同样是逐案进行。Panda团队计划将设计框架扩展到多层建筑,并测试它在冲击和爆炸载荷条件下的适用性。长期目标是推动结构3D打印正式设计标准的建立。印度理工学院古瓦哈提分校的这项研究填补了可重复抗震施工的方法论空白,提供了必要的经验基础,使3D打印从一系列孤立的先例转变为一种规范化的、可重复的建造方法。

   来源:南极熊


关键词:3D打印混凝土墙

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