Leveraging data-driven artificial intelligence in optimization design for building structures: A review

研究简介

将优化方法应用于设计，称为优化设计，是建筑结构设计中广泛采用的一种途径。传统的优化方法主要关注提高建筑性能或降低成本，同时确保满足特定的结构设计要求。然而，这些方法往往存在优化效率低下、难以满足隐含设计约束的问题。近年来，数据驱动的人工智能（AI）方法的快速发展，使得从海量数据中提取隐含设计知识、有效处理复杂优化任务成为可能，为优化设计带来了新的机遇。将数据驱动的AI方法与结构优化相结合，催生了建筑结构智能优化设计研究的蓬勃发展，展现出在生成初始方案、简化优化问题、求解相关模型及评估结果等方面的巨大潜力。本研究系统性地综述了建筑结构数据驱动的智能优化设计，旨在对各类优化技术进行分类，并总结数据驱动AI方法在智能优化设计中所发挥的不同作用。研究发现，智能优化方法的应用呈显著上升趋势，而新兴AI技术的出现既带来了机遇，也带来了挑战。本研究还旨在为建筑结构智能优化设计的方法和应用场景提供全面参考，帮助设计者在结构优化方法的定量分析优势基础上，利用数据驱动AI方法的学习能力，提升建筑结构的质量与效率。