بررسی کاربرد هوش مصنوعی در طراحی و تحلیل ساختمان های بلند مجهز به میراگر جرمی

چکیده مقاله

افزایش شهرنشینی و محدودیت منابع زمین، توسعه ساختمان های بلند را به یک ضرورت تبدیل کرده است این سازه ها با چالش های متعددی از جمله بارهای دینامیکی نظیر زلزله و باد، الزامات سخت گیرانه ایمنی، و نیاز به پایداری زیست محیطی مواجه اند میراگرهای جرمی به عنوان سیستم های کنترلی غیرفعال، نقش مهمی در کاهش ارتعاشات سازه ای و بهبود ایمنی این ساختمان ها ایفا می کنند با این حال، طراحی این سیستم ها با روش های سنتی با موانعی مانند پیچیدگی های محاسباتی، زمان بر بودن، و هزینه های بالا همراه است علاوه بر این، فشارهای جهانی برای کاهش اثرات زیست محیطی سازتوساز و هم راستایی با اهداف توسعه پایدار، مهندسان را به جستجوی رویکردهای نوین و هوشمند سوق داده است در این راستا، هوش مصنوعی به عنوان یک فناوری تحول آفرین، پتانسیل بالایی برای بهبود فرآیندهای طراحی و تحلیل سازه های بلند نشان داده است هدف این پژوهش، بررسی کاربرد هوش مصنوعی در طراحی و تحلیل ساختمان های بلند مجهز به میراگر جرمی بود تا کارایی طراحی، هزینه ها، و پایداری زیست محیطی بهبود یابد برای دستیابی به این هدف، یک رویکرد چندمرحله ای طراحی شد ابتدا، داده های مربوط به رفتار دینامیکی ساختمان های بلند و مشخصات میراگرهای جرمی جمع آوری شدند سپس، یک آسمان خراش فرضی با ارتفاع ۳۰۰ متر و ۷۰ طبقه شبیه سازی شد و یک میراگر جرمی با جرم ۵۰۰ تن به آن اضافه گردید بارهای دینامیکی شامل شتاب نگاشت های زلزله با شدت های ۰٫۳g تا ۰٫۷g و سرعت های باد تا ۵۰ متر بر ثانیه بودند الگوریتم های یادگیری تقویتی و شبکه های عصبی مصنوعی برای بهینه سازی پارامترهای میراگر و پیش بینی جابجایی های سازه به کار گرفته شدند این الگوریتم ها با داده های شبیه سازی شده و تاریخی آموزش دیدند و از تکنیک های اعتبارسنجی متقاطع برای جلوگیری از بیش برازش استفاده شد همچنین، پایداری زیست محیطی با بهینه سازی مصرف مصالح مورد توجه قرار گرفت نتایج این مطالعه یافته های ارزشمندی را ارائه داد شبیه سازی ها نشان داد که میراگر جرمی جابجایی های سازه ای را تحت بارهای زلزله تا ۶۰ درصد کاهش می دهد، که با عملکرد میراگرهای جرمی در سازه های واقعی هم خوانی دارد الگوریتم های هوش مصنوعی، جابجایی ها را ۱۵ درصد بیشتر از روش های سنتی کاهش دادند و دقت پیش بینی جابجایی ها را تا ۹۲ درصد بهبود بخشیدند این بهبود به توانایی الگوریتم ها در تنظیم پویای پارامترهای میراگر و شناسایی الگوهای پنهان در رفتار دینامیکی سازه بازمی گردد از منظر پایداری، تنظیم پارامترهای میراگر با هوش مصنوعی، مصرف مصالح را تا ۱۸ درصد کاهش داد و به کاهش ردپای کربن مرتبط با تولید و نصب میراگر کمک کرد از نظر اقتصادی، هزینه های کلی پروژه تا ۱۲ درصد کمتر شد، که برای پروژه های بزرگ مقیاس با بودجه محدود مزیت قابل توجهی است با این حال، محدودیت هایی مانند دسترسی محدود به داده های واقعی و نیاز به منابع محاسباتی بالا برای آموزش مدل ها، چالش هایی را ایجاد کرد این مقاله نشان داد که هوش مصنوعی می تواند ایمنی، پایداری، و بهره وری اقتصادی را در طراحی ساختمان های بلند بهبود بخشد پیشنهاد می شود تحقیقات آینده بر جمع آوری داده های واقعی تر از سازه های بلند، تلفیق هوش مصنوعی با فناوری هایی مانند اینترنت اشیا، و بهینه سازی همزمان جنبه های ایمنی، پایداری، و اقتصادی تمرکز کنند این مطالعه راهکارهای عملی برای توسعه شهرهای پایدار و ایمن ارائه کرد و زمینه را برای پیشرفت های آینده در مهندسی سازه هموار نمود

کلیدواژه‌ها

نویسندگان

فردین ولیزاده

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بندرعباس، بندرعباس ، ایران

ولیزاده، فردین،1404،بررسی کاربرد هوش مصنوعی در طراحی و تحلیل ساختمان های بلند مجهز به میراگر جرمی،سومین کنفرانس بین المللی پژوهش های کاربردی در مهندسی عمران، معماری و شهرساز�

ارائه‌شده در

مجموعه مقالات سومین کنفرانس بین المللی پژوهش های کاربردی در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی30 آبان 1404