本文基于深度学习的力学性能设计方法,并以3D打印配合提出了一种力学性能设计的新思路。随着经济的不断发展,越来越多的复杂超级工程随之诞生,建筑对结构的性能及建造也提出更高需求。如何应对更加复杂的受力情况、更加复杂的结构体系、更加复杂的建造要求,是土木结构未来发展的重大挑战之一。现有结构设计流程难以适应新型的结构设计,基于此,本文探索了一种新型的基于性能的直接设计-制造体系。主要内容如下:首先,本文详细介绍了一种基于性能的直接设计-制造体系,包括其背景、内容和意义。通过与现有方法的对比,体现出使用该方法的优势。其次,本文研究基于深度学习的力学性能设计方法,详细介绍了设计方法的逻辑框架和主要内容。主要内容分为三阶段,分别是基于传统方法的准备、基于深度学习的建模和基于模型的预测。针对不同阶段,本文详细介绍了参数化方法、数据集获取方法、深度学习方法、模型训练与预测方法。通过腹板开椭圆孔的简支工字梁案例,验证了设计方法的可行性,并提供了使用设计方法的详细样板。使用深度学习设计出的构造形式多是非传统的、复杂的,而3D打印的优势正在于加工非传统、复杂的构造。然后,本文对典型3D打印材料性能及构件形式进行研究。本文使用熔融沉积成型(FDM)技术加工树脂材料,分别从梁、柱和节点层面研究,进行了16个多孔圆柱单轴受压试验、11个夹芯梁三点受弯试验和2个装配式节点框架加载试验。通过上述试验,本文验证了复杂构造形式会带来力学行为多样性,不仅可以优化构造形式,还能够通过改变构造形式获取新型的力学行为。本文使用3D Concrete Printing工艺加工混凝土,进行了抗压强度试验、劈裂抗拉试验和弹性模量测定试验,得到了3D打印混凝土材料的独特性质。最后,结合深度学习和3D打印技术,以建设月球栖息地为案例背景,通过应用案例介绍了直接设计-制造体系的使用流程,介绍了提出预期的力学行为需求、应用深度学习进行力学设计、求解对应的结构构造、直接使用3D打印技术生产建造的技术路径,验证了论文所提出方法的可行性和准确度,为工程设计提供参考。