结构智能选型

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出版者:中国建筑工业出版社
作者:王光远
出品人:
页数:464
译者:
出版时间:2006-1
价格:68.00元
装帧:
isbn号码:9787112079421
丛书系列:
图书标签:
  • 结构设计
  • 智能选型
  • 建筑工程
  • 结构优化
  • 参数化设计
  • BIM
  • 数字化
  • 算法
  • 工程实践
  • 创新方法
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具体描述

《结构智能选型-理论、方法与应用》较系统地介绍了结构智能选型的理论、方法与应用。全书共包括六篇:第一篇阐述了结构选型的研究背景和国内外的研究概况,建立起了结构智能选型理论框架;第二篇介绍结构智能选型的理论基础,主要阐述人工智能的基本概念和关键技术、计算智能的基本原理和实现方法;第三篇阐述结构智能造型的知识处理技术,包括知识获取、知识表示和知识推理;第四篇是全书的理论核心,重点阐述作者们提出的结构选型方案生成、方案评价和方案决策的智能化问题求解理论与方法;第五篇研究结构智能选型的软件体系形式,着重介绍设计型专家系统和智能决策支持系统的体系结构;第六篇重点介绍结构智能选型的工程应用系统,包括作者们开发的建筑结构实例库及其管理系统,以及在此基础上开发的高层建筑结构智能选型集成支持系统和大跨空间结构智能选型集成支持系统。《结构智能选型-理论、方法与应用》的特点是学术思想新颖、内容范围广泛、结构体系完整、理论与实践并重。

《结构智能选型-理论、方法与应用》适用于从事土木工程结构专业技术人员、科研工作者、教师、研究生和高年级本科生,也可供从事其他工程结构设计的人员参考。

《结构智能选型》 内容简介 《结构智能选型》是一部深刻探讨建筑结构设计领域前沿理论与实践的专著。本书聚焦于如何运用人工智能、大数据分析以及先进的算法模型,实现建筑结构方案的智能化、优化与高效选型,旨在为结构工程师、建筑师、科研人员以及相关行业从业者提供一套系统性的理论框架和实用的技术指南。 本书的写作初衷源于当前建筑行业面临的挑战:日益增长的结构设计复杂性、对可持续性和经济性的更高要求,以及对快速迭代和精准响应的需求。传统的结构选型方法虽然行之有效,但在面对海量设计变量、多目标优化和不确定性因素时,往往显得力不从心。因此,本书应运而生,旨在探索如何突破传统限制,引入“智能”的概念,赋能结构选型过程。 核心内容与章节概述: 本书共分为八个主要章节,层层递进,全面覆盖了结构智能选型的理论基础、方法论、技术实现及应用前景。 第一章 导论:智能时代的结构设计变革 本章首先回顾了建筑结构设计的发展历程,分析了传统选型方法的优势与局限性。接着,重点阐述了人工智能、大数据等新兴技术对结构工程的潜在影响,并明确了“结构智能选型”的核心概念和研究意义。本章为全书奠定了理论基础,并激发读者对未来结构设计方向的思考。 第二章 结构选型理论基础与建模方法 本章深入剖析了传统结构选型的关键理论,包括结构力学、材料科学、结构经济性分析等。在此基础上,重点介绍了如何将复杂的结构设计问题转化为可计算、可优化的数学模型。涵盖了参数化建模、离散化方法、以及针对不同结构体系(如钢结构、混凝土结构、木结构等)的特点所采用的建模策略。 第三章 机器学习在结构选型中的应用 本章是本书的核心技术章节之一。详细介绍了多种适用于结构选型的机器学习算法,包括但不限于: 监督学习: 用于预测结构性能(如承载力、变形、抗震能力)与设计参数之间的关系。例如,通过大量的历史项目数据训练回归模型,以预测不同截面尺寸、材料属性对结构整体表现的影响。 无监督学习: 用于发现结构设计参数空间中的隐藏模式和聚类,帮助识别具有相似性能特征的结构方案,从而进行有效归纳。 强化学习: 探索如何通过与环境(模拟的结构响应)的交互,学习最优的结构设计策略,实现动态和自适应的选型过程。 本章将通过具体案例,展示如何利用这些算法构建预测模型,辅助工程师进行快速初步选型。 第四章 优化算法与智能选型策略 本章侧重于将机器学习预测模型与先进的优化算法相结合,实现结构性能的多目标优化。内容包括: 遗传算法 (GA) 与粒子群优化 (PSO): 介绍这些启发式算法在解决高维、非线性组合优化问题中的应用,如何搜索最优的设计参数组合以满足多种约束条件(如强度、刚度、成本、自重)。 蚁群优化 (ACO) 和模拟退火 (SA): 探讨这些算法在探索设计空间和避免局部最优解方面的能力。 多目标优化技术: 如NSGA-II等,用于处理结构选型中常见的多个相互冲突的目标(例如,最小化材料用量与最大化抗震性能)。 本章还将介绍如何构建智能决策支持系统,将优化结果转化为可行的结构方案建议。 第五章 大数据分析与结构知识图谱构建 本章强调数据在智能选型中的驱动作用。首先,探讨了如何从海量的建筑项目数据库、设计规范、实验数据中提取有价值的结构信息,并进行预处理和清洗。接着,重点介绍了构建“结构知识图谱”的方法,将其表示为一种结构化的知识表示形式,能够更有效地存储、检索和推理结构设计知识,从而为智能选型系统提供强大的知识支撑。 第六章 基于仿真与机器学习的协同选型 本章深入探讨了如何将高精度的结构仿真分析(如有限元分析 FEM)与机器学习模型进行有机结合,形成“仿真-学习”的协同工作流程。分析了如何在仿真计算量巨大的情况下,利用机器学习模型进行代理建模 (Surrogate Modeling) 或响应面法 (Response Surface Methodology),以加速优化过程。同时,也讨论了如何通过机器学习反向驱动仿真过程,例如,预测关键仿真参数以提高效率。 第七章 实践案例与应用场景分析 本章通过多个实际工程案例,生动展示了结构智能选型的具体应用。这些案例可能涵盖: 高层建筑结构体系的优化选型: 在多种剪力墙、框架、筒体结构形式中,根据场地条件、功能需求和经济性进行智能比选。 桥梁结构形式的创新设计: 利用智能算法探索新型桥梁结构(如斜拉桥、悬索桥、拱桥)的结构布局和参数优化。 可持续结构材料与方案的选配: 结合绿色建筑理念,智能选择环保材料和低能耗的结构形式。 异形或复杂结构节点的智能设计: 解决传统手工设计难以应对的复杂节点连接问题。 通过这些案例,读者可以直观地理解智能选型技术在实际工程中的价值和可行性。 第八章 未来展望与挑战 本章对结构智能选型的未来发展方向进行了展望,包括: 更高级的AI模型: 如深度学习、生成对抗网络 (GANs) 在结构设计中的潜力。 人机协同设计: 如何更好地实现工程师与智能系统的协作,发挥各自优势。 实时反馈与自适应设计: 结合传感器数据,实现结构的实时性能评估和动态调整。 标准化与平台化: 推动智能选型技术的标准化和相关软件平台的开发。 同时,也分析了当前智能选型在推广应用过程中可能面临的挑战,如数据隐私、模型可解释性、工程落地性等,并提出了相应的思考和对策。 本书的特色: 《结构智能选型》最大的特色在于其理论的深度与实践的广度相结合。它不仅阐述了最新的智能技术在结构选型中的应用,更重要的是,它提供了一种系统性的思维方式和方法论,帮助工程师将这些技术有效地融入到日常的设计工作中。书中穿插了大量的图表、流程图和伪代码,旨在增强内容的直观性和可操作性,使得读者能够快速掌握核心概念并尝试应用。此外,本书的语言风格严谨而不失流畅,避免了技术术语的过度堆砌,力求使不同背景的读者都能有所收获。 目标读者: 本书面向广大的结构工程师、建筑设计师、项目管理人员、以及从事建筑信息模型(BIM)技术、人工智能应用于工程领域的研究者。它将帮助结构工程师在设计初期做出更明智、更高效的决策,提升设计质量和项目竞争力。对于希望了解和掌握结构设计未来发展趋势的从业者而言,本书更是不可或缺的参考。 通过阅读《结构智能选型》,您将能够掌握一套全新的工具和理念,以应对现代建筑结构设计的挑战,开启更高效、更智能的结构设计新篇章。

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读后感

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用户评价

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我对于“结构智能选型”这个概念的理解,更多地是将其视为一个优化决策的过程。在工程领域,尤其是建筑和土木工程,结构的选择直接关系到项目的安全、经济效益和可持续性。传统上,我们依靠工程手册、规范和经验来指导选型,但面对日益复杂的设计要求和不断涌现的新材料、新工艺,这种方法的局限性愈发明显。因此,我一直在关注那些能够将大数据分析、机器学习甚至人工智能技术融入结构设计流程的最新研究和著作。“结构智能选型”这个书名,在我看来,暗示了一种更加前瞻性的方法,它可能不仅仅是简单的参数化设计,而是能够根据海量的历史数据、模拟结果以及实时反馈,来动态地调整和优化结构方案。我希望这本书能够揭示这种“智能”是如何实现的,它是否能帮助我们在设计初期就规避潜在的问题,提高设计的效率和质量?例如,通过模拟不同荷载工况下结构的性能表现,并结合成本效益分析,快速筛选出最优的结构体系。我更感兴趣的是,书中是否会讨论如何建立一个智能的数据库,用于存储和检索不同结构形式在不同应用场景下的表现数据,从而为未来的选型提供强大的支持。

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一直以来,我对“结构智能选型”这个主题抱有极大的好奇心。在我自己的学习和实践过程中,常常会遇到这样的场景:面对一个复杂的工程问题,需要选择最合适的结构形式,这其中涉及到的变量太多,包括材料特性、受力条件、经济成本、施工可行性,甚至还有对环境影响的考量。传统的选型方法,往往依赖于工程师的经验积累和大量的手工计算,虽然有效,但在效率和精度上总有提升的空间。我一直在寻找能够系统性地梳理和优化这一过程的理论框架和工具。我相信,一本真正深入探讨“结构智能选型”的书籍,应该能够为我们打开新的视野,提供一种更高效、更科学的分析和决策模式。我期待这本书能够讲解清楚“智能”究竟体现在哪些方面,是算法层面的创新,还是数据驱动的决策,抑或是人工智能技术的具体应用?它是否能帮助我们超越以往的线性思维,进入一个更动态、更具适应性的选型范畴?更重要的是,它能否提供一些实操性的方法论,让我们在实际工作中能够真正受益,而不是停留在理论的层面。我对书中可能涵盖的案例分析也充满了期待,通过真实的工程项目来展示智能选型的优势,无疑是最有说服力的。

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“结构智能选型”这个书名,对我而言,代表着一种对工程设计方法论的深刻反思与革新。在我的从业经历中,结构形式的选择往往是项目启动阶段最关键的决策之一,它不仅关乎工程的安全性、经济性,更与项目的可持续发展和环境友好性息息相关。然而,传统的结构选型过程,高度依赖于工程师的经验判断和大量的、相对孤立的计算分析,这在面对日益复杂的工程需求和快速发展的技术手段时,显得效率不高,且难以充分考虑所有相关的变量。我一直渴望找到一种能够系统性地、智能化地优化结构选型过程的方法。这本书的书名,让我看到了这种可能性。我希望它能深入阐述“智能”在结构选型中的具体应用,例如,是否能利用大数据分析和人工智能算法,对各种结构方案在不同工况下的表现进行模拟和评估,并在此基础上,为工程师提供一个具有前瞻性和可操作性的决策指导?

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我一直对“结构智能选型”这个概念非常感兴趣,尤其是在我参与的一些大型工程项目中,结构方案的选择对整个项目的成败有着举足轻重的影响。传统上,我们会依赖工程师的经验、规范和一些基础的计算工具,但这种方式在面对日益复杂的工程挑战时,往往显得效率不高,而且很难充分考虑所有的潜在因素。我一直在寻找能够系统性地、智能化地解决结构选型难题的方法。这本书的书名,正好触及了我最关心的问题。我希望它能够深入探讨“智能”在选型过程中的具体体现,比如,它是否能利用大数据和人工智能技术,对不同结构体系在各种荷载、环境条件下的性能表现进行预测和评估?我更希望书中能介绍一些能够实现自动化优化和多目标决策的工具或框架,从而帮助工程师们在众多备选方案中,快速找到兼顾安全性、经济性和可持续性的最佳选择。

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“结构智能选型”这个书名,在我看来,代表着工程设计领域的一个重要发展方向。在我的职业生涯中,我深刻体会到,结构的选择直接影响着项目的成败,它不仅仅是一个技术问题,更是一个经济、环保和社会效益的综合考量。传统的选型方法,虽然经过多年的发展,但往往依赖于工程师的个人经验和大量的试算,效率不高,而且很难充分挖掘各种可能性。我一直在寻找一种能够将计算能力、数据分析以及人工智能技术相结合的全新模式,以提升结构选型的效率和质量。我希望这本书能够深入探讨“智能”在结构选型中的具体应用,例如,它是否能够通过算法模型,对不同结构形式在各种工况下的性能表现进行预测和评估,并在此基础上,提供一个最优的选型建议?我更期待的是,书中能够介绍一些实际的案例,展示如何利用“智能”来解决传统方法难以应对的复杂问题,从而为更安全、更经济、更可持续的建筑提供指导。

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当我看到“结构智能选型”这本书的书名时,我的脑海中立即浮现出各种复杂的工程场景。在桥梁设计中,需要考虑跨度、交通流量、地质条件、抗震等级等多方面因素,不同的结构形式,如梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥,各有其优缺点,如何在这些变量之间找到最佳的平衡点,是一个巨大的挑战。同样,在高层建筑设计中,结构体系的选择更是至关重要,它不仅要满足抗风、抗震的要求,还要考虑空间的利用率、施工的便捷性以及经济成本。我一直认为,真正的“智能”在于能够将这些海量的、相互关联的因素进行有效的整合和分析,从而做出最优化的决策。这本书的名字让我看到了希望,它可能提供了一种系统性的方法,能够帮助工程师们摆脱以往那种依赖经验和试错的模式,进入一种更具预测性和指导性的选型阶段。我非常期待书中能够详细阐述“智能”在选型过程中的具体体现,例如,它是否能够通过机器学习算法,从大量的历史项目数据中学习到结构形式与性能之间的隐性关联,从而为新的项目提供更精准的预测和建议。

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“结构智能选型”这个书名,对我来说,意味着一种能够超越传统工程思维的革新。在建筑设计领域,结构的选择不仅关乎安全性,更与美学、功能性和可持续性息息相关。我常常思考,如何能够更有效地平衡这些相互冲突的需求,找到那个最符合项目整体目标的结构方案。以往,我们更多地依赖于工程师的经验判断和大量的图纸计算,但面对日益复杂的项目和快速变化的设计要求,这种方法显得有些力不从心。我期望这本书能够提供一种全新的视角,将“智能”的力量注入到结构选型的过程中。它是否能够通过先进的算法,将材料属性、力学性能、经济成本、施工条件以及环境影响等众多变量进行整合分析,从而在海量的可能性中,快速找出最优的解决方案?我特别好奇的是,书中是否会介绍一些能够实现“自学习”的选型系统,即通过不断地学习和反馈,系统能够越来越准确地预测不同结构形式的性能表现,并提供更具前瞻性的建议。

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我对“结构智能选型”这一概念的兴趣,源于我对工程设计中效率与精准度的不懈追求。在我看来,结构选型是一个多变量、多目标耦合的复杂决策过程。无论是面对高层建筑的抗震设计,还是复杂跨度桥梁的经济性分析,都需要在诸多技术、经济和环境因素之间找到最佳的平衡点。然而,传统的工程实践,很大程度上依赖于工程师的经验积累和繁复的手工计算,这不仅耗时耗力,而且在一定程度上限制了方案的创新性。因此,我一直在关注那些能够将先进的计算科学、数据挖掘和人工智能技术应用于工程设计领域的最新研究成果。“结构智能选型”这个书名,恰恰契合了我对未来工程设计模式的期待。我希望这本书能够深入阐释“智能”在结构选型中的具体实现机制,例如,它是否能通过机器学习模型,从海量的历史工程数据中学习到结构形式与性能之间的深层关联,并为新的设计任务提供更具预测性和指导性的决策支持?

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我对“结构智能选型”这一主题的探索,更多地是出于对工程设计效率和决策质量的追求。在实际的工程实践中,结构形式的选择是一个复杂而关键的环节,它需要综合考虑诸如力学性能、材料成本、施工可行性、环境影响以及美学要求等多种因素。我一直认为,传统的选型方法在面对日益复杂的工程项目时,其局限性愈发明显。因此,我一直在寻找能够将先进的计算技术、大数据分析以及人工智能方法融入结构设计流程的理论和实践。这本书的书名,正是我所期待的,它暗示了一种更高效、更科学的选型模式。我希望这本书能够详细阐述“智能”如何在结构选型过程中发挥作用,例如,它是否能够通过机器学习算法,从海量的历史工程数据中学习和提炼出优化规律,从而为新的项目提供更精准的预测和建议?我更关心的是,书中是否会介绍一些能够实现自动化设计迭代和多目标优化的工具或平台。

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我对“结构智能选型”的关注,源于我对工程设计效率和质量提升的持续追求。在我的职业生涯中,我曾多次遇到这样的情况:在项目初期,需要快速评估多种潜在的结构方案,并进行初步的优劣势分析。然而,传统的方法往往耗时耗力,而且很难保证分析的全面性和客观性。我一直在寻找能够自动化、智能化地辅助结构选型的工具和方法。这本书的书名,正是我所期待的,它预示着一种将先进的计算技术和工程知识相结合的全新模式。我希望这本书能够深入探讨“智能”在结构选型中的具体应用,比如,它是否能利用人工智能算法,对不同材料、不同荷载、不同气候条件下的结构性能进行高精度的模拟和预测,并基于这些预测结果,为工程师提供一份详尽的、可视化的选型报告?我更感兴趣的是,书中是否会涉及如何将机器学习模型应用于预测结构的长期耐久性、维护成本以及对环境的影响,从而实现更全面的、生命周期内的最优选型。

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