基于经典粗糙集约简方法的高层结构智能方案设计

首先,介绍了经典粗糙集理论的9个基本概念及约简算法的分类,给出了基于经典粗糙集约简方法的结构方案设计思想与过程;其次,以高层结构实例为背景,给出了基于经典粗糙集理论约简算法的结构方案设计实例,为结构智能方案设计开拓了新的途径和方法。实践表明,与传统不精确性问题处理方法相比,利用粗糙集进行结构方案设计问题不确定信息处理,有着传统方法所不具有的优点。     

高层建筑结构智能型式优化的FKM分析法

首先,介绍了结构优化的4个层次,分析了结构型式优化的重要地位及传统＂硬聚类＂与模糊聚类方法的特征,指出了模糊聚类分析能更客观的反映结构类别的过渡性特征;其次,给出了FKM的基本原理与算法,建立了基于FKM聚类分析的高层建筑结构智能型式优化方法,利用20个工程实例进行了模糊聚类分析,给出了模糊聚类中心及其聚类结果;最后,给出了利用FKM进行高层建筑结构型式优化的工程实例,其结果与工程实际一致。实践表明,FKM聚类分析方法能更有效地用于高层建筑结构智能型式优化设计。     

基于实例的高层结构方案设计关键技术及实例库系统

给出了基于实例知识的结构方案设计的7个关键技术：CBR,KDD,OO,RBR,FIS,NN,GA,并利用OO技术构建了高层结构方案设计的实例基集成信息模型。获取了1008个高层建筑工程实例,构建了实例库及其管理系统,实现了实例数据录入、修改、删除、查询检索、统计和知识发现等功能。本文的工作为整体认识和解决基于实例的结构方案设计,充分利用已有工程实例等各类知识,解决方案设计中的各种实际问题提供了技术、方法和手段的支持,也为全面系统地实现基于实例基集成信息模型的结构方案设计智能支持系统奠定了基础。     

基于标准偏移量的学生成绩K-means聚类分析算法研究

针对利用距离差聚类分析算法分析学生学科成绩不够准确的问题,提出了利用标准差计算标准偏移量构建目标函数的K-means聚类分析算法,给出了初始聚类中心选取办法和算法的描述及处理流程;实验结果分析可得,利用标准偏移量构建的学生成绩K-means聚类分析算法,符合对学生成绩按学科类别聚类分析的特性要求;该算法能够较好的实现学科成绩高度关联属性的聚类分析结果。     

岩体结构面产状的综合模糊聚类分析

在岩体的力学和水力学分析中,岩体结构面产状的分析是极为重要的基础工作。传统的结构面产状图形分析较粗糙,因此模糊聚类方法得到了一定的应用。分析了模糊等价聚类方法和模糊软划分聚类方法在岩体结构面产状分析中的优缺点,并将上述2种方法结合起来形成岩体结构面产状的综合模糊聚类分析方法,给出具体的计算方法和过程。实例分析表明,结构面产状综合模糊聚类分析方法对结构面产状的分类合理,结果可靠,可根据实际问题灵活运用。     

基于编网算法的岩体结构面优势产状聚类分析

结构面优势产状的聚类分析是进行岩体工程稳定性评价的基础。传统的结构面聚类分析方法无法清除"噪点"的影响,造成聚类过程及聚类结果的偏差。为了克服传统聚类分析方法的不足,提出一种基于编网算法的岩体结构面优势产状聚类分析方法。将结构面产状进行坐标转换,计算产状样本间的相似程度并构造模糊相似矩阵R;选取置信水平λ后对截矩阵R_λ进行编网,经过同一节点被经纬线连接在一起的样本分为一组,由此实现结构面产状的聚类划分。研究表明:该方法所得优势产状与各方法一致,具有良好的适用性;无需事先指定初始分组数或初始聚类中心,减少了人为干涉的主观性,聚类过程更加可靠;能有效地清除"噪点"数据,使聚类结果更加准确。通过对工程案例的分析表明,编网算法在结构面优势产状的聚类分析中具有有效性和合理性。本研究方法可为工程岩体中快速、准确地获取结构面优势产状提供依据,对工程岩体稳定性评价具有重要意义。     

基于深度强化学习的高层剪力墙结构智能设计方法

在传统的高层剪力墙结构设计中,需结构工程师依据自身经验反复地对剪力墙的布置方案进行调整,致使工作效率低、重复性劳动多、设计周期长,且设计结果依赖于工程师的个人经验,很难得到最优结构方案。为此,提出了高层剪力墙结构的智能设计方法,包括智能建模和智能优化两个环节。基于连通区域分析、图结构算法、普氏分析、边缘检测算法提出了高层剪力墙结构智能建模方法,包括房间检测、建筑分割与识别、剪力墙自动布置等,智能建模结果可以满足实际工程要求;基于深度强化学习给出了高层剪力墙结构智能优化方法,优化方法收敛性好。通过实际工程算例对所提出的智能设计方法进行了验证,结果表明,所提出的高层剪力墙结构智能设计方法可行,与传统的设计方法相比,设计周期可缩短90%以上,剪力墙材料用量可节省20%以上。     

聚类分析算法的分析与评价

聚类方法大体可以分为基于层次聚类算法、基于划分聚类算法、基于密度聚类算法、基于网格聚类算法、基于模型聚类算法、基于模糊聚类算法等。本文对主要聚类方法进行分析,并且结合具体的聚类分析算法进行聚类评价。     

岩体边坡稳定性的可拓聚类预测方法研究

基于物元模型和聚类分析，提出了岩体边坡稳定性的可拓聚类预测方法。利用岩体边坡稳定性等级和影响因子，构造经典域物元和节域物元，应用物元和可拓集合中的关联函数，建立了岩体边坡稳定性等级聚类预测的简单模型，通过聚类分析，得到了岩体边坡稳定性的预测结果。实例分析结果表明该方法是可行的。     

Intelligent design method of high-rise shear wall structures based on deep reinforcement learning

在传统的高层剪力墙结构设计中，需结构工程师依据自身经验反复地对剪力墙的布置方案进行调整，致使工作效率低、重复性劳动多、设计周期长，且设计结果依赖于工程师的个人经验，很难得到最优结构方案。为此，提出了高层剪力墙结构的智能设计方法，包括智能建模和智能优化两个环节。基于连通区域分析、图结构算法、普氏分析、边缘检测算法提出了高层剪力墙结构智能建模方法，包括房间检测、建筑分割与识别、剪力墙自动布置等，智能建模结果可以满足实际工程要求；基于深度强化学习给出了高层剪力墙结构智能优化方法，优化方法收敛性好。通过实际工程算例对所提出的智能设计方法进行了验证，结果表明，所提出的高层剪力墙结构智能设计方法可行，与传统的设计方法相比，设计周期可缩短90%以上，剪力墙材料用量可节省20%以上。     

Study on seismic design method of high-rise structures resistant to rare earthquakes on basis of progressive seismic failure mode

针对高层结构罕遇地震作用下局部集中损伤破坏易导致整体倒塌的问题，及超静定次数消耗集中且不充分的结构地震失效本质，确定了高层结构耗能构件分批次充分消耗超静定次数的多阶段塑性发展路径，提出了高层结构塑性发展充分、失效方向可控、失效路径延长的渐进地震失效模式。同时，考虑结构多阶段塑性发展过程中地震作用的往复特性、高阶振型影响和非线性内力重分布特点，建立基于多阶段振型组合的标准地震作用，给出了多阶段塑性发展的抗震性能量化需求，建立了基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法。该方法将高层结构渐进地震失效全过程的复杂设计简化为有限塑性阶段的分段抗罕遇地震设计，解决了高层结构难于抗罕遇地震量化设计的难题。为验证该设计方法的有效性，对一幢10层高层结构进行了抗罕遇地震设计，通过非线性时程分析方法验证了按所提方法设计的结构能够实现结构渐进地震失效模式以及结构抗震性能目标，并对比分析了按所提方法设计的结构与按现行规范方法设计的结构的抗震性能，得到按所提方法设计的结构在地震动峰值加速度为0.22g作用下耗能提高了57%，在非线性静力推覆作用下非线性抗力（基底剪力）最大值提高了15.59%。     

基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法研究

针对高层结构罕遇地震作用下局部集中损伤破坏易导致整体倒塌的问题,及超静定次数消耗集中且不充分的结构地震失效本质,确定了高层结构耗能构件分批次充分消耗超静定次数的多阶段塑性发展路径,提出了高层结构塑性发展充分、失效方向可控、失效路径延长的渐进地震失效模式。同时,考虑结构多阶段塑性发展过程中地震作用的往复特性、高阶振型影响和非线性内力重分布特点,建立基于多阶段振型组合的标准地震作用,给出了多阶段塑性发展的抗震性能量化需求,建立了基于渐进地震失效模式的高层结构抗罕遇地震设计方法。该方法将高层结构渐进地震失效全过程的复杂设计简化为有限塑性阶段的分段抗罕遇地震设计,解决了高层结构难于抗罕遇地震量化设计的难题。为验证该设计方法的有效性,对一幢10层高层结构进行了抗罕遇地震设计,通过非线性时程分析方法验证了按所提方法设计的结构能够实现结构渐进地震失效模式以及结构抗震性能目标,并对比分析了按所提方法设计的结构与按现行规范方法设计的结构的抗震性能,得到按所提方法设计的结构在地震动峰值加速度为0.22g作用下耗能提高了57%,在非线性静力推覆作用下非线性抗力（基底剪力）最大值提高了15.59%。     

高层结构智能选型知识发现及方法比较

首先,介绍了知识发现的产生及其与数据挖掘的区别与联系,较系统地分析了知识发现的研究与应用现状,给出了知识发现的特征、问题求解过程及8种常用的知识发现方法;其次,明确地指出了高层结构智能选型知识发现的4个主要原因,提出了高层结构实例信息的5个典型特征;最后,对作者已建立的6种高层建筑结构智能选型知识发现方法的特征与适用范围等进行了比较,指出了它们具有较好的互补关系而非竞争关系.上述工作为解决结构智能选型知识获取"瓶颈"问题及在结构选型过程中充分利用已有工程实例资源等提供了新的手段与方法.     

超高层建筑顶升模架系统的优化设计及智能建造

为研究超高层建筑顶升模架系统优化设计与现场智能化施工的数字化融合,提高材料使用效率和结构合理性,以西安某超高层建筑中所使用的顶模钢框架结构为对象,采用SIMP插值模型法,约束次桁架悬挑端竖向位移,以减少顶模钢框架结构钢材用量为目标进行优化,依据优化结果对顶模钢框架结构进行设计。应用智能建造与建筑工业化协同发展的研究成果,以拓扑优化设计、系统化安装、智能化施工为实施框架,通过拓扑优化设计结合智能化控制操作等工具,实现基于智能建造的优化型顶模钢框架结构; 系统梳理智能建造各阶段应用,利用施工管理平台,实现基于信息化模型的工程管控。结果表明:优化后顶模钢框架结构在满足约束条件情况下,在提升结构承载能力、刚度的同时,使钢框架自身重量减轻20%,降低了顶模钢框架结构用钢量,提升了钢材的使用效率,加强了拓扑优化设计与现场智能化施工的数字化融合,推动了智能化施工装备的施工应用。     

高层建筑结构设计优化的方法和作用探讨

高层建筑结构设计是高层建筑产品生产中最为关键的一个环节,可以帮助建筑企业为社会各领域生产出更多高品质的建筑产品。本文就有关高层建筑结构设计的优化方法与作用进行了简要分析。     

隔震结构动力弹塑性分析地震记录选择的波谱分类法研究

高层隔震结构动力弹塑性时程分析地震记录选择是隔震结构地震响应分析的关键,针对地震记录选取提出基于模糊聚类算法结合地震动强度指标进行地震波子集选取的波谱分类法。首先采用动力弹塑性时程方法对隔震结构的等效单自由度简化模型和三维空间模型进行了地震加速度峰值、地震波速度峰值、地震波位移峰值、地震波速度峰值与加速度峰值之比、加速度反应谱、等效速度反应谱6类地震动强度指标与工程需求参数相关性的比较研究,确定了适合隔震结构的有效地震动强度指标。隔震整体结构工程需求参数包含上部结构层间变形、顶层加速度和隔震层位移响应。其后采用构造的地震动指标矩阵应用于地震波样本属性的表征,并基于模糊聚类算法对地震波样本进行了分类。以某15层高层钢框架-混凝土核心筒隔震结构为例,通过将未分类的地震波集合与分类地震波子集作用下结构的地震响应离散性对比研究,确认了波谱分类法在地震动筛选应用中的有效性。