Concepção estrutural integrada à arquitetura auxiliada pela inteligência artificial

Abstract

A concepção e o pré-dimensionamento estrutural na Arquitetura são temas frequentes na literatura sobre projeto de edifícios; há várias décadas. Tradicionalmente, isto tem sido realizado analogicamente usando expressões matemáticas simplificadas ou ábacos, ocasionando retrabalho devido à imprecisão e ao método laborioso e manual. Estes processos vêm se transformando e, recentemente, as tecnologias digitais têm aportado sofisticação, oferecendo velocidade e precisão nas respostas das espessuras dos elementos estruturais em dado vão. A integração entre modelagem paramétrica, simulação estrutural em elementos finitos, verificação algorítmica da estrutura e Inteligência Artificial (IA) podem oferecer ao processo de concepção e pré-dimensionamento estrutural grandes contributos. Este artigo demonstra um fluxo de trabalho usando uma base de dados com o espaço de soluções de um sistema estrutural e processado em um modelo substituto pela técnica de agrupamento pelo algoritmo k-means e a regressão não-linear com IA. Este processo objetiva obter o modelo generalizado do sistema estrutural, oferecendo as espessuras dos membros pela definição dos vãos, cargas e resistências do material. O modelo generalizado obtido foi validado com sucesso pelo método dos elementos finitos e a verificação estrutural algoritmicamente, demonstrando uma satisfatória velocidade de processamento atendendo à agilidade que o processo de projeto arquitetônico nas fases iniciais demanda e à acessibilidade conforme o paradigma do projeto baseado no desempenho.