3D打印装配式建筑异形结构构件标准化设计及结构分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着3d打印技术日趋成熟，多个行业均开始出现该技术的实际应用。

其作为一种快速成型技术，能够与传统制造工艺互补，具备其独特的优势。

在建筑领域中，结合当下流行的装配式结构建筑，3d打印技术的快速成型优势得到了充分的发挥和体现。

2. 课题关键问题和重难点

由于课题涉及到对异形结构的结构分析，故采用midas gen对其进行有限元分析。

因此本课题的关键点即在于对该软件的学习使用，以及熟练掌握对于钢筋混凝土框架结构的有限元分析计算方法。

由于midas软件的专业性较强，在学习使用的过程中需要花费一定的时间精力。

3. 国内外研究现状（文献综述）

3d打印技术主要包括3d建模、3d分割、打印喷涂以及后期处理等四部分组成。

3d建模是整个3d打印技术的基础，3d建模质量的好坏直接决定了最终成品结构的优劣; 3d分割是将模型逐层切分成若干薄片，此过程由计算机软件进行实现; 打印喷涂是将成型材料逐层的喷涂或熔结到三维空间中，最近几年较普遍认同的是先喷一层胶水，然后再在上面撒一层材料，如此反复，在建筑行业中则使用混凝土材料等逐层打印; 后期处理是指在打印完成后一般都会有毛刺或者粗糙的表面，此时需要进行后期处理。

由此可以看出与传统材料加工方法截然相反，3d打印是基于三维数据，然后通过3d打印机逐层打印，这样就不必事先制造模具，不必在制造过程中去处理大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺，最终在生产上实现结构优化、节约材料和节省能源。

4. 研究方案

通过Midas Gen软件对建筑结构进行有限元分析计算，根据其构件的受力特征，力求得到详细准确且安全合理的计算结果。

5. 工作计划

先期进行midas gen软件相关的学习与运用，尽可能做到熟练掌握，能够独立完成钢筋混凝土框架结构的计算过程，在结构方案确定后根据相关设计和材料着手进行正式计算。

具体开始时间需要根据前一项的负责同学进度来确定，整个软件计算的流程力求在一个月内完成，并输出结果。

最后进行总结，撰写报告。