(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210377910.6 (22)申请日 2022.04.12 (71)申请人 云昇昇安全科技 （大连） 有限责任公 司 地址 辽宁省大连市高新 技术产业园区高新 街3号313室 (72)发明人 崔瑶　唐琦　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 赵兴华 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于机器学习的建筑抗震韧性初步设 计方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于机器学习的建筑抗震 韧性初步设计方法， 属于建筑抗震韧性设计领 域， 首先获取待设计建筑的基本数据， 并确定抗 震韧性目标； 根据地理位置信息和地质条件信 息， 提取待设计 建筑的地震危险性特征作为场地 约束条件； 根据建筑设计模型， 提取待设计建筑 的建筑设计特征作为建筑设计约束条件； 根据建 筑设计模型和结构设计模型， 确定待设计建筑所 有可用的结构设计特征以及结构构件和非结构 构件的升级措施， 作为设计空间； 将抗震韧性目 标、 场地约束条件、 建筑设计约束条件和设计空 间输入到建筑抗震韧性优化模型中， 输出满足抗 震韧性目标的结构设计特征的组合 以及结构构 件升级措施和非结构构件升级措施， 能够提高设 计质量和效率。 权利要求书3页 说明书17页 附图5页 CN 114741758 A 2022.07.12 CN 114741758 A 1.一种基于 机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待设计建筑的基本数据， 并确定抗震韧性目标； 所述基本数据包括所述待设计建 筑的建筑设计模型、 结构设计模型、 地理位置信息以及地质条件信息； 所述抗震韧性目标为 所述待设计建筑的业主对所述待设计建筑的抗震性能的要求； 根据所述地理位置信息和所述地质条件信息， 提取所述待设计建筑的地震危险性特 征， 作为所述待设计建筑的场地约束条件； 根据所述建筑设计模型， 提取所述待设计建筑的建筑设计特征， 作为所述待设计建筑 的建筑设计约束条件； 根据所述建筑设计模型和所述结构设计模型， 确定所述待设计建筑所有可用的结构设 计特征以及所有 可用的结构构件升级措施和非结构构件升级措施， 作为所述待设计建筑的 设计空间； 将所述抗震韧性目标、 场地约束条件、 建筑设计约束条件和设计空间输入到建筑抗震 韧性优化模型中， 输出满足所述抗震韧性目标的结构设计特征的组合以及结构构件升级措 施和非结构构件升级措施； 所述建筑抗震韧性优化模型为对训练好的建筑抗震韧性评估模 型进行优化后得到的机器学习模型； 所述训练好的建筑抗震韧性评估模型为以建筑的抗震 韧性目标、 场地约束 条件、 建筑设计约束 条件和设计空间为输入， 以建筑对应的韧性指标以 及结构构件升级措施和非结构 构件升级措施为输出训练得到的机器学习模型。 2.根据权利要求1所述的基于机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特征在于， 所 述获取待设计建筑的基本数据， 并确定抗震韧性目标， 具体包括： 获取所述待设计建筑的建筑设计模型、 结构设计模型、 地理位置信息以及地质条件信 息； 根据所述待设计建筑的预期使用功能和预期使用年限以及韧性指标， 确定所述抗震韧 性目标； 所述韧性指标包括所述待设计建筑倒塌后的人员伤亡、 经济损失、 恢复时间和韧性 指数。 3.根据权利要求1所述的基于机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特征在于， 所 述根据所述地理位置信息和所述地质条件信息， 提取所述待设计建筑的地震危险性特征， 作为所述待设计建筑的场地约束条件， 具体包括： 获取所述待设计建筑所处建筑场地的经纬度信息， 并查询地震动参数区划图， 获得所 述待设计建筑的建筑场地对应的基本地震动峰值加速度值和基本地震动加速度反应谱特 征周期值； 根据基本地震动峰值加速度值和基本地震动加速度反应谱特征周期值， 确定所述待设 计建筑的设计 基本地震加速度和设计地震分组； 根据所述待设计建筑所处建筑场 地对应的地质勘 察报告， 获得所述待设计建筑的建筑 场地的土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度； 根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度， 确定所述待设计建筑的场地类别； 根据设计地震分组和场地类别， 确定所述待设计建筑的设计特 征周期； 将设计基本地震加速度和设计特 征周期作为所述待设计建筑的场地约束条件。 4.根据权利要求1所述的基于机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特征在于， 所 述根据所述建筑设计模型， 提取所述待设计建筑的建筑设计特征， 作为所述待设计建筑的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114741758 A 2建筑设计约束条件， 具体包括： 根据所述待设计建筑的建筑设计模型的基本参数， 确定所述待设计建筑的建筑类别和 建筑层数； 将建筑类别和建筑层数作为所述待设计建筑的建筑设计约束条件。 5.根据权利要求1所述的基于机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特征在于， 所 述根据所述建筑设计模型和所述结构设计模型， 确定所述待设计建筑所有 可用的结构设计 特征以及所有 可用的结构构件升级措施和非结构构件升级措施， 作为所述待设计建筑的设 计空间， 具体包括： 根据所述结构设计模型， 提取所述待设计建筑的结构设计特征； 所述结构设计特征包 括结构材料与抗侧力体系、 结构周期系数、 结构屈服 强度系数、 结构极限强度系数和延性系 数； 根据所述建筑设计模型， 确定所述待设计建筑的抗震设防烈度、 建筑类别和结构高度； 根据抗震设防烈度、 建筑类别和结构高度， 确定所述待设计建筑所有可用的结构材料 与抗侧力体系， 以及结构周期系数、 结构屈服 强度系数、 结构极限强度系数和延性系数的取 值范围； 根据所述待设计建筑的实际工程， 确定所述待设计建筑所有可用的结构构件升级措施 和非结构 构件升级措施； 将所述待设计建筑所有可用的结构材料与抗侧力体系， 结构周期系数、 结构屈服强度 系数、 结构极限强度系 数和延性系 数的取值范围， 以及所有可用的结构构件升级措施和非 结构构件升级措施作为所述待设计建筑的设计空间。 6.根据权利要求5所述的基于机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特征在于， 所 述根据所述结构设计模型， 提取 所述待设计建筑的结构设计特 征， 具体包括： 根据所述待设计建筑的结构设计模型的基本参数， 确定所述待设计建筑的构件材料与 抗侧力体系以及构件材 料、 截面尺寸、 楼层重力荷载代 表值； 根据构件材 料和截面尺寸， 获得楼层抗侧刚度； 根据楼层重力荷载代 表值， 确定楼层地震质量； 对楼层地震质量和楼层抗侧刚度进行 特征值分析， 获得 结构基本自振周期； 计算结构基本自振周期与所述待设计建筑的建筑层数的比值， 得到结构周期系数； 根据构件材 料和截面尺寸， 获得楼层屈服强度； 采用底部 剪力法或振型分解反应谱法计算得到所述待设计建筑的地震层剪力； 计算楼层屈服强度与地震层剪力的比值， 得到结构屈服强度系数； 对所述待设计建筑的结构设计模型进行静力弹塑性分析， 确定极限强度、 结构峰值强 度对应位移以及楼层屈服强度对应位移； 计算极限强度与楼层屈服强度的比值， 得到结构极限强度系数； 计算结构峰值强度对应位移与楼层屈服强度对应位移的比值， 得到延性系数。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的基于机器学习的建筑抗震韧性初步设计方法， 其特 征在于， 所述结构构件升级措施包括采用速度型消能器、 位移型消能器、 橡胶支座、 摩擦摆 支座和/或功能可恢复构件； 所述非结构 构件升级措施包括对各种非结构 构件的锚固。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114741758 A 3