AI+PKPM | 给个建筑户型图，结构设计全自动

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前段时间，我们课题组研发了基于人工智能的剪力墙结构方案设计方法，可以根据建筑户型图，自动生成剪力墙结构方案，详见：

而后很多专家和我们联系，希望我们将智能化结构方案设计与结构计算和配筋设计软件结合起来，从而进一步提升设计效率。因此，最近我们又与北京构力科技有限公司合作，基于PKPM开放的API，实现了从人工智能设计的结构方案到PKPM模型的一键自动化生成。下面以一个案例进行演示。

第一步，明确设计任务，建筑师已经设计了一个高层剪力墙住宅，户型平面布置如图1所示。

图1 剪力墙住宅平面户型图

第二步，对该户型平面图进行处理，得到智能化结构方案设计需要的输入文件（图2）。典型设计图纸特征初步提取过程如图3所示，其中灰色代表隔墙或结构墙，绿色代表窗户，蓝色代表门洞。

图2 输入文件

图3 图纸前处理方法

第三步，将建筑设计像素图、以及结构高度、设防烈度等信息输入我们开发的人工智能结构方案设计工具StructGAN进行结构方案设计（图4），人工智能生成的结构方案如图5所示。

图4 AI设计结构方案的操作界面

图5 人工智能设计的剪力墙结构方案

第四步，将生成的结构方案导入基于PKPM的API开发的转换程序，自动生成PKPM模型（图6）。

图6 转换程序生成的结构模型

第五步，使用PKPM软件进行结构计算，计算完成后可以得到结构计算书、材料用量表、配筋图等关键设计成果（图7）。结构各控制性指标都符合规范要求，且经济性指标在合理范围内。

(a) 结构计算书

(b) 材料用量表

（c) 配筋图

图7 自动生成关键设计成果

通过上述方法，在建筑师确定建筑方案后，可以一键全自动地得到结构的方案布置及关键设计成果，整个设计、建模和分析过程效率得到了显著提升。

[5] 陆新征，许镇，曾翔，杨哲飚，一种城市建筑地震次生火灾模拟方法，发明专利，授权号：ZL 201810255576.0

[6] 陆新征，曾翔，许镇，田源，一种基于震后航拍影像的近实时震损评估方法，发明专利，授权号：ZL 2018 1 0119671.8

[7] 陆新征，许镇，城市建筑群地震反应非线性历程分析方法及装置，发明专利，授权号：ZL 2018 1 0112837.3

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