بررسی کاربرد هوش مصنوعی در طراحی و تحلیل سازه های مجهز به مهاربند کمانش تاب BRB

سازه های مرتفع که برای پاسخگویی به نیازهای شهرنشینی مدرن و محدودیت های فضایی کلان شهرها طراحی شده اند، با چالش های چند مقیاسی نظیر زلزله های ۶ تا ۸ ریشتری، شتاب پیک ۰.۲، بادهای بیش از ۵۰ متر بر ثانیه، ارتعاشات رزونانسی (۰.۱-۱ هرتز)، و خستگی مصالح تحت بارهای چرخشی (۰.۵-۱۰ هرتز) مواجه اند. این شرایط توسعه مهاربندهای کمانش تاب (BRB) را با هسته تغییر شکل پذیر (فولاد کم کربن با تنش تسلیم ۲۵۰-۳۵۰ مگاپاسکال یا آلیاژهای حافظه دار) و غلاف ضدکمانش (بتن مسلح ۵۰ مگاپاسکال یا فولاد مهندسی شده) ضروری ساخته که استهلاک انرژی تا ۶۵۰ مگاژول و رفتار متقارن در کشش و فشار ارائه می دهند. پیچیدگی تحلیل این سیستم ها در بارهای چندگاه، روش های سنتی را ناکارآمد کرده و نیاز به رویکردهای نوین را برجسته می سازد. این پژوهش، نقش هوش مصنوعی (AI) را در ارتقای طراحی و تحلیل BRB بررسی کرده و الگوریتم های یادگیری ماشین، شبکه های عصبی مصنوعی، بهینه سازی محاسباتی، الگوریتم ژنتیک و پایش سلامت مبتنی بر IoT را کاوش می کند. مرور ۵۰ منبع علمی شاخص (۲۰۲۰-۲۰۲۵) نشان داد AI دقت تحلیل رفتار غیرخطی BRB را ۲۵ درصد (خطا از ۱۵ به ۵ درصد)، زمان طراحی را ۳۰ درصد (از ۷۲ به ۵۰ ساعت) و استهلاک انرژی را ۳۵ درصد (از ۴۰۰ به ۶۵۰ مگاژول) بهبود می بخشد. این دستاوردها از شبیه سازی چند مقیاسی، تحلیل تنش-کرنش و بهینه سازی پارامترهای طراحی سختی (ابعاد) حاصل شده اند. چارچوب پیشنهادی AI را با مهندسی لرزه ای یکپارچه می کند و پایداری دینامیکی را در عمر مفید ۵۰-۱۰۰ ساله تضمین می کند. هزینه ها را ۲۰ درصد (از ۱.۵ به ۱.۲ میلیون دلار برای سازه ۱۰۰ طبقه) و ردپای کربنی را ۳۰ درصد کاهش می دهد که با اصول توسعه پایدار همسوست. موانعی چون هزینه های اولیه (تا ۵۰ هزار دلار به ازای سازه)، نبود استانداردهای جهانی و کمبود داده های محلی چالش هایی ایجاد کرده اند. راهکارها شامل توسعه فناوری های اقتصادی، تدوین پروتکل های بین المللی (ISO)، و تقویت داده های محلی است. این مطالعه با تحلیل آماری (۰.۰۲≤R²≤۰.۹۸)، (MSE) و اعتبارسنجی متقاطع گامی بنیادین در هوشمندسازی سازه های لرزه خیز برمی دارد و الگویی برای زیرساخت های مقاوم و پایدار ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

هوش مصنوعی ، مهاربند کمانش تاب ، سازه های مرتفع ، مهندسی لرزه ای ، بهینه سازی محاسباتی