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《重庆大学》 2002年
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高层建筑基础设计智能决策支持系统研究

晏致涛  
【摘要】: 高层建筑基础设计是一个复杂的系统工程,涉及的因素众多。在实际工程设计过程中,常常需要经过选型、设计、计算、修改多次反复进行。耗费大量的时间、人力、物力。人工智能与决策支持系统理论的发展,使得将智能决策支持系统理论用于高层建筑基础选型及设计领域成为可能。 本文在深入研究高层建筑基础选型及设计知识的基础上,借助专家系统(ES)、神经网络(ANN)、决策支持系统(DSS)等理论,利用面向对象技术(OOP)研制开发出一个能够辅助工程设计人员进行基础选型及设计的智能决策支持系统——高层建筑基础设计智能决策支持系统(TBFIDSS),并通过工程实例验证了该程序的实用性、有效性、可靠性。主要工作及结论如下: ①深入研究了高层建筑基础选型有关的各种影响因素,并由此建立了一个基础选型知识库。将知识库分级为元知识与领域知识,后者进一步分级为基础初步选型、基础埋深确定、桩型选择、承台选型等知识库。同时,应用推理工具CLIPS建立了一个高度智能化的专家系统TBFES,实现了确定性问题与不确定性问题的混合推理求解。 ②根据神经网络的学习算法,编制了三层及四层BP网络的学习及推理程序。该程序在某些细部问题(如确定桩的承载力、承台反力等)上提供辅助决策。 ③用面向对象语言(C++)建立了一个层次化的地基与基础设计模型库。该库能实现对独立基础、条形基础、筏板基础、箱型基础、桩基础等各种基础的内力计算、土层承载力确定、地基反力计算、地基变形验算、软弱下卧层验算、基础配筋等操作。由于C++语言的封装、继承、多态等特性,该模型库既可用于多个应用程序,又可以通过不同的实现代码实现多规范模型库。 ④建立了数值分析方法模型库。该库封装了对柱下条形基础分析的链杆法、有限差分法、有限元法,筏板基础分析的有限差分法、有限元法以及桩筏基础非线性有限元分析等类对象。 ⑤实现了TBFIDSS各组成部件之间的接口和数据流控制,使之统一集成为一个完整的、方便易用的智能决策支持系统。
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