基于生成对抗网络的框架结构平面整体布置方法

摘要

建筑改建或增建时的结构设计是房屋结构设计中不容忽视的内容。本文面向建筑初步设计阶段，针对部分结构已确定的情况提出了基于生成对抗网络的框架结构平面整体布置方法，在建筑和部分结构双重约束条件下进行框架结构设计。该方法的核心为框架结构平面整体布置模型。在有限数据样本下，为减少模型训练参数，凝练样本特征，达到更好的模型训练效果，提出了建筑信息表达方法用于表达与结构特征有强关联性的建筑特征；提出了框架梁信息表达方法用于在平面图形中表达梁截面特征；提出框架柱信息表达方法用于在平面图形中表达柱截面特征。通过叠加特征图、裁剪和增广等手段，构造了用于训练生成式算法模型的5 120对数据作为数据集。同时，除沿用交并比评价指标外，为更合理地评价模型的“设计”能力，基于框架结构设计规则提出了原柱率、不合理指数和综合指标，并依据指标确定了最佳的框架结构平面整体布置模型。使用时将建筑和部分结构特征图输入最佳模型，即可生成框架结构平面布置图。最后，通过案例分析论证了本文提出的框架结构平面整体布置方法能快速地生成布置合理且满足经验要求的结构设计。

关键词

框架结构 / 生成对抗网络 / 智能生成式设计