近日，一项由印度理工学院古瓦哈提分校与加拿大研究人员共同开展的研究取得了重要进展。双方在一个更广泛的加拿大-印度研究项目框架内，成功开发了一个用于设计抗震3D打印混凝土（3DPC）墙体的新框架。该研究成果已在《建筑工程学报》上发表，为3D打印建筑技术在地震区的应用扫清了一大障碍。

这项工作的开展，源于当前3D打印混凝土施工技术在易发地震地区应用所面临的壁垒。这些障碍包括缺乏经过验证的钢筋加固方法，以及在动态荷载下结构测试的不足。更广泛的研究项目还以可持续性为目标，旨在通过消除模板需求和改进混凝土配合比设计，来减少建筑废弃物和二氧化碳排放。

IIT古瓦哈提分校机械工程系助理教授Biranchi Panda指出，尽管建筑3D打印技术在全球范围内取得了显著进展，但对足尺3DPC墙体在反复地震应力下性能的认知有限，阻碍了该技术在地震区的广泛应用。

Biranchi Panda教授表示，目前还没有为3D打印墙体添加钢筋的标准程序能符合现行建筑规范。为了弥合这一差距，他们的团队在抗震荷载条件下，建造并测试了三堵由3D打印材料制成的足尺墙体。

其中，第一面墙体使用了普通可打印砂浆。第二面墙体则使用了应变硬化延性混凝土，这是一种在破坏前能形成多条细小裂缝的材料。而第三面墙体——模块化增强延性混凝土——则将相同的延性混凝土与一个集成的模块化钢筋框架相结合。

Biranchi Panda教授解释说，他们以特殊的方式进行了这种加固集成，使其既能满足印度和国际安全要求，又不会妨碍3D打印过程的进行。

研究过程结合了大规模的实验测试与计算机模拟。团队在循环荷载下进行了物理测试，并同时进行了计算机模拟。为了验证该框架在建筑层面的预测准确性，团队还对一个足尺的单层3DPC结构进行了建模分析。

这项成果旨在惠及加拿大和印度的社区，特别是在那些难以获得建筑工人和材料的偏远及农村地区，从而促进人们获得经济适用且具有韧性的住房。

展望未来，Biranchi Panda教授透露，团队计划将该框架扩展到多层建筑的设计中。他们还将研究墙体对其他灾害（如冲击和爆炸荷载）的抵抗能力，并为未来结构3D打印的设计标准做出贡献。