结构设计与人工智能辅助的建筑相结合

Felipe Jequis Torres da Silva
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摘要

结构设计和预设计是建筑设计文献中经常出现的主题;几十年前。传统上,这是通过类比使用简化的数学表达式或算盘来完成的,由于不精确和费力的手工方法,导致返工。这些过程正在发生变化,最近,数字技术带来了复杂性,在给定跨度内提供了结构构件厚度响应的速度和精度。参数建模、有限元结构模拟、结构算法验证和人工智能的集成可以为结构设计和预设计过程提供很大的贡献。本文演示了一个使用具有结构系统解空间的数据库的工作流程,并在一个替代模型中使用k-means聚类技术和人工智能非线性回归进行处理。该过程的目的是获得结构体系的广义模型,通过定义跨度、荷载和材料强度来提供构件的厚度。普遍的模式获得成功的验证了有限元方法和结构验证算法,同样在一个满意的处理速度敏捷性的建筑设计过程中,在初始阶段和可访问性需求作为性能化设计的模式。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Concepção estrutural integrada à arquitetura auxiliada pela inteligência artificial
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. 
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