袁烽教授团队联合澳大利亚RMIT谢亿民院士团队在Additive Manufacturing发表文章

FloatArch: A cable-supported, unreinforced, and re-assemblable 3D-printed concrete structure designed using multi-material topology optimization

该论文由我院博士后李瑜（第一作者）与袁烽教授（共同通讯作者），以及澳大利亚RMIT谢亿民院士（共同通讯作者）等共同完成。李瑜博士后负责原型结构的拓扑优化找形、结构验证、文章撰写等工作，袁烽教授负责3D打印指导、项目管理、基金支持和概念指导等工作，谢亿民院士负责负责论文审核、基金支持和理论指导等工作。项目由袁烽教授团队“十四五”国家重点研发计划“面向多场景的新型建筑3D打印软硬件一体化关键技术与装备”提供支持。相关成果已发表在增材制造领域顶刊Additive Manufacturing上(JCR Q1分区，中科院一区TOP，影响因子10.3)。

题目： 悬浮拱：一座基于多材料拓扑优化设计的无加筋可重装3D打印混凝土桥原型

摘要： 近些年来，混凝土3D打印技术快速发展，可以实现传统混凝土施工难以建造的自由形态建筑结构。然而，如何设计高效的3D打印混凝土结构是这项技术得到大规模应用之前亟需解决的问题。与以往在混凝土结构内部植入钢筋的做法不同，本研究提出了一种适合3D打印混凝土的拉压双材料结构模型，即借助多材料双向渐进结构优化法(多材料BESO法)，经过拓扑优化找形得到轻质高效的钢-混凝土组合结构，设计并建造了一座4米跨度的3D打印混凝土原型桥。该结构中混凝土和钢材分别承受压力和拉力，充分发挥各自的材料优势，同时解决了以往的3D打印混凝土构件需要在混凝土内部植筋的难题。这种基于多材料拓扑优化技术的3D打印混凝土结构设计策略在混凝土增材建造领域中具有的巨大应用前景和潜力。

*全文链接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104012