分享

AIstructure-Copilot-v0.2.7技术背景(1):基于PKPM API的自动化建模和计算分析

 陆新征课题组 2024-05-22 发布于北京

0

引言    

日前,我们发布更新了AIstructure-Copilot-v0.2.7版本(AIstructure-Copilot-v0.2.7:新增后处理功能,云端完成PKPM结构计算和AIstructure优化),该版本可针对AI初步完成的智能设计结果,自动搭建基于PKPM-API的结构力学分析模型并进行计算分析,同时,根据计算分析结果对AI设计结果进行优化调整

本篇我们针对该版本基于PKPM-API的自动化建模和计算分析的技术背景进行详细介绍,欢迎大家与我们一同讨论。

1

基于PKPM-API的模型自动构建

1.1 根据几何与材料信息自动搭建PKPM模型

(1)根据AI设计的结构化数据,对剪力墙和梁构件的几何坐标进行读取、清洗和坐标转化;

(2)调用PKPM自动建模接口创建剪力墙-梁构件的几何与材料属性;

(3)调用PKPM自动生成楼板接口创建楼板构件;

(4)通过读取建筑构件和空间功能信息,与生成的梁和楼板构件进行匹配,基于功能属性进行梁上线荷载以及楼板面荷载赋值;

(5)将多标准层进行楼层组装,完成结构模型自动化构建。


自动搭建的PKPM结构模型效果如下图。

1.2 自动计算并施加荷载

在自动搭建的PKPM结构模型基础上,可自动进行精细化的荷载布置:

(1)通过识别梁与建筑构件的相交信息,根据梁上为建筑墙或者门窗设置梁上线荷载;

(2)通过识别楼板所处空间信息,根据电梯、楼梯、阳台、卫生间等功能设置楼板荷载。



荷载取值图

自动施加的荷载布置效果如下图。



(a)梁荷载布置(未注明的为6.16kN/m)



(b)板荷载布置(kN/m2)

2

基于PKPM-API的模型自动分析计算

在自动搭建了PKPM结构模型并进行了自动的荷载布置后,通过调用PKPM“分析和结果提取”接口,对模型进行计算,并提取相应的力学性能指标。同时,AI会将自动提取的力学性能指标与规范限制进行比较,判断其结果是否满足规范并输出。



(a)调用PKPM-API提取结果指标



(b)将提取结果与规范限制进行比较

3

结语

AIstructure-Copilot-v0.2.7版本基于PKPM-API开展自动化建模和计算分析,根据计算分析结果对AI设计结果进行优化调整,从而能够更好地符合规范要求,欢迎大家试用。也特别感谢北京构力的各位专家在PKPM-API开发方面提供的宝贵协助。

至于AIstructure-Copilot是如何基于PKPM计算结果进行优化的,我们将在后续文案中加以介绍,敬请期待。

后续,我们还将不断完善相关产品功能。欢迎大家持续关注我们的工作,多多支持!

温馨提示:为更好使用AI设计工具,请仔细阅读使用说明书。

--End--
5分钟视频演示智能设计操作流程
3分钟视频演示智能设计后处理(云端PKPM计算和AIStrucutre优化)流程

ai-structure.com联系方式

QQ群,AI-structure-交流群:741840451

黄盛楠:huangshengnan@mail.tsinghua.edu.cn

廖文杰:liaowj17@tsinghua.org.cn

ai-structure.com往期文章
  1. AIstructure-Copilot-v0.2.7:新增后处理功能,云端完成PKPM结构计算和AIstructure优化(20240520)

  2. AIstructure-Copilot-v0.2.6:给马儿换上精饲料,AIstructure设计效果持续改善(20240511)

  3. AIstructure-Copilot-v0.2.5:前处理功能持续更新,设计质量提升(20240419)

  4. AIstructure-Copilot-v0.2.4:新增错误提示功能,并更新多标准层设计功能(20240329)

  5. AIstructure-Copilot-v0.2.3:前处理与梁布置设计功能持续更新(20240315)

  6. AIstructure-Copilot-v0.2.2:梁布置设计功能更新(20240308)

  7. AIstructure-Copilot-v0.2.1.1:外围轴线封闭自动检测等功能更新(20240219)

  8. AIstructure-Copilot-v0.2.1:新界面!新功能!新设计!新研讨!(20240126)

  9. AIstructure2023:从智能设计云平台到AIstructure-Copilot(20231230)

  10. AIstructure-Copilot-v0.1.7功能更新:实现多标准层的PKPM/YJK自动建模(20231222)

  11. AIstructure更新:剪力墙结构GNN梁智能设计功能试用 + 智能设计云平台更新(20231208)

  12. AIstructure-Copilot-v0.1.5:自动生成YJK/PKPM建模文件(20231201)

  13. AIstructure-Copilot实现“三驾马车”驱动:Diffusion Model智能设计上线!(20231103)

  14. ai-structure.com更新:材料用量预测模块和网页架构更新(20231029)

  15. AIstructure-Copilot功能更新:框架-核心筒构件截面尺寸设计Copilot版本(20231008)

  16. AIstructure-Copilot-v0.1.2更新:精细化考虑抗震设计条件影响的全新GNN版本,请您来试试(20230928)

  17. AIstructure-Copilot-v0.1.1功能更新:1次设计,2个方案,3套模型(20230915)

  18. ai-structure.com:剪力墙结构材料用量AI预测模块上线测试(20230731)

  19. AIstructure-Copilot:嵌入CAD平台的结构智能设计助手(20230711)

  20. 建筑结构生成式智能设计在日内瓦国际发明展上获“评审团特别嘉许金奖”(20230519)

  21. ai-structure.com:新开源 GAN to PKPM/YJK的自动化建模程序(20230518)

  22. ai-structure.com:土木工程自然语言规则AI解译模块上线测试(20230513)

  23. AI剪力墙设计问卷调查结果(20230508)

  24. ai-structure.com | GAN-to-ETABS的自动化建模程序开源(20230503)

  25. ai-structure.com图神经网络(GNN)设计剪力墙功能上线(20230427)

  26. ai-structure.com v0.0.4新版上线(20230420)

  27. ai-structure.com剪力墙结构梁自动设计功能更新(20230329)

  28. ai-structure.com 开放内测一周简报(20230307)

  29. ai-structure.com 剪力墙结构生成式智能设计系统内测邀请(20230226)

相关论文

  1. Liao WJ, Lu XZ, Huang YL, Zheng Z, Lin YQ, Automated structural design of shear wall residential buildings using generative adversarial networks, Automation in Construction, 2021, 132, 103931. DOI: 10.1016/j.autcon.2021.103931.

  2. Lu XZ, Liao WJ, Zhang Y, Huang YL, Intelligent structural design of shear wall residence using physics-enhanced generative adversarial networks, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2022, 51(7): 1657-1676. DOI: 10.1002/eqe.3632.

  3. Zhao PJ, Liao WJ, Xue HJ, Lu XZ, Intelligent design method for beam and slab of shear wall structure based on deep learning, Journal of Building Engineering, 2022, 57: 104838. DOI: 10.1016/j.jobe.2022.104838.

  4. Liao WJ, Huang YL, Zheng Z, Lu XZ, Intelligent generative structural design method for shear-wall building based on “fused-text-image-to-image” generative adversarial networks, Expert Systems with Applications, 2022, 118530, DOI: 10.1016/j.eswa.2022.118530.

  5. Fei YF, Liao WJ, Zhang S, Yin PF, Han B, Zhao PJ, Chen XY, Lu XZ, Integrated schematic design method for shear wall structures: a practical application of generative adversarial networks, Buildings, 2022, 12(9): 1295. DOI: 10.3390/buildings1209129.

  6. Fei YF, Liao WJ, Huang YL, Lu XZ, Knowledge-enhanced generative adversarial networks for schematic design of framed tube structures, Automation in Construction, 2022, 144: 104619. DOI: 10.1016/j.autcon.2022.104619.

  7. Zhao PJ, Liao WJ, Huang YL, Lu XZ, Intelligent design of shear wall layout based on attention-enhanced generative adversarial network, Engineering Structures, 2023, 274, 115170. DOI: 10.1016/j.engstruct.2022.115170.

  8. Zhao PJ, Liao WJ, Huang YL, Lu XZ, Intelligent beam layout design for frame structure based on graph neural networks, Journal of Building Engineering, 2023, 63, Part A: 105499. DOI: 10.1016/j.jobe.2022.105499.

  9.  Zhao PJ, Liao WJ, Huang YL, Lu XZ, Intelligent design of shear wall layout based on graph neural networks, Advanced Engineering Informatics, 2023, 55, 101886, DOI: 10.1016/j.aei.2023.101886

  10. Liao WJ, Wang XY, Fei YF, Huang YL, Xie LL, Lu XZ*, Base-isolation design of shear wall structures using physics-rule-co-guided self-supervised generative adversarial networks, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2023, DOI:10.1002/eqe.3862.

  11. Feng YT, Fei YF, Lin YQ, Liao WJ, Lu XZ, Intelligent generative design for shear wall cross-sectional size using rule-Embedded generative adversarial network, Journal of Structural Engineering-ASCE, 2023, 149(11). 04023161. DOI:10.1061/JSENDH.STENG-12206.

  12. Fei YF, Liao WJ, Lu XZ*, Guan H*, Knowledge-enhanced graph neural networks for construction material quantity estimation of reinforced concrete buildings, Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 2023, DOI: 10.1111/mice.13094.

  13. Zhao PJ, Fei YF, Huang YL, Feng YT, Liao WJ, Lu XZ*, Design-condition-informed shear wall layout design based on graph neural networks, Advanced Engineering Informatics, 2023, 58: 102190. DOI: 10.1016/j.aei.2023.102190.

  14. Fei YF, Liao WJ, Lu XZ*, Taciroglu E, Guan H, Semi-supervised learning method incorporating structural optimization for shear-wall structure design using small and long-tailed datasets, Journal of Building Engineering, 2023, DOI:10.1016/j.jobe.2023.107873

  15. Liao WJ, Lu XZ*, Fei YF, Gu Y, Huang YL, Generative AI design for building structures, Automation in Construction, 2024, 157: 105187. DOI: 10.1016/j.autcon.2023.105187

  16. Zhao PJ, Liao WJ, Huang YL, Lu XZ*, Beam layout design of shear wall structures based on graph neural networks, Automation in Construction, 2024, 158: 105223. DOI: 10.1016/j.autcon.2023.105223

  17. Qin SZ, Liao WJ*, Huang SN, Hu KG, Tan Z, Gao Y, Lu XZ, AIstructure-Copilot: assistant for generative AI-driven intelligent design of building structures, Smart Construction, 2024, DOI: 10.55092/sc20240001

  18. Gu Y, Huang YL, Liao WJ, Lu XZ*, Intelligent design of shear wall layout based on diffusion models, Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 2024, DOI: 10.1111/mice.13236

相关资料

学术报告视频

  1. 《从基于模拟的结构设计到基于人工智能的结构设计》学术报告视频

  2. 《建筑结构AI生成式设计的应用与开发》在线交流视频

  3. 混凝土结构的智能设计和对专业教学的思考》学术报告视频

公众号文章

  1. 新论文:剪力墙结构的GNN梁布置智能设计

  2. 新综述论文:建筑结构的生成式智能设计方法研究进展

  3. 左右互搏大法 | 新论文及发明专利:基于结构优化和半监督学习方法提升AI设计效果

  4. 揭秘:图神经网络如何精细考虑抗震设计条件影响?| 新论文:设计条件嵌入GNN的剪力墙布置智能设计方法

  5. 训练数据不足怎么办?AI:我自学!| 新论文及发明专利:力学+规则耦合指导AI的隔震方案设计

  6. 视频:建筑结构生成式智能设计在实际投标项目中的应用

  7. 除了剪力墙结构,AI能不能设计框架结构?| 论文和发明专利:基于图神经网络的框架梁智能化布置

  8. 老师划重点啦,AI工程师学会了么?| 新论文:注意力增强的剪力墙结构人工智能设计方法

  9. 新论文和发明专利 | 规则增强的框架-核心筒结构人工智能设计方法

  10. 新论文 | 剪力墙结构智能化生成式设计方法:从数据驱动到物理增强

  11. 简便高效的建筑结构AI设计系统 | 新论文:集成式智能生成设计系统及其在剪力墙结构上的应用

  12. 利用设计文本指导AI建筑结构设计 | 新论文及发明专利:融合文本和图像数据的建筑结构AI设计方法

  13. 新论文:面向自动合规审查的知识增强语义对齐和自动规则解译方法

  14. 新论文:融合自然语言处理与上下文无关文法的审图规则自动解译方法

  15. 新论文及发明专利 | 基于深度学习的楼盖结构智能化设计方法

  16. 新论文:面向建筑领域自然语言处理的领域语料库及预训练模型

  17. 用“图”和“图”来生成“图”?中文快不够用了 | 发明专利:多模态输入深度神经网络、框架结构梁柱设计方法及装置

  18. AI想做结构设计?它得先学结构力学!| 新论文及发明专利:物理增强的剪力墙结构智能化设计方法

  19. AI+PKPM | 给个建筑户型图,结构设计全自动

  20. 糟糕!结构高度从50m改为100m了。AI:5秒完成新结构方案 | 发明专利:融合文本和图像数据的建筑结构AI设计方法

  21. 揭秘人工智能设计剪力墙结构的科学原理 | 新论文:基于生成对抗网络的剪力墙结构设计方法

  22. 用人工智能进行结构方案设计| 发明专利:基于对抗生成网络的剪力墙结构布置方法

  23. 5分钟!从设计结构方案到完成计算书 | 人工智能设计剪力墙结构案例演示

  24. 新发明专利:一种将规范文本自动转为可计算逻辑规则的方法及系统

---End--

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多