土木工程與智能建造專題：人工智能在建筑結(jié)構(gòu)設計原理與可靠性分析方面的應用【大學組】

專業(yè)：工程

項目類型：國外小組科研

開始時間：2025年01月25日

是否可加論文：是

項目周期：7周在線小組科研學習+5周不限時論文指導學習

語言：英文

有無剩余名額：名額充足

建議學生年級：大學生

是否必需面試：否

適合專業(yè)：機器學習工程學土木與環(huán)境工程結(jié)構(gòu)工程工程材料科學與工程土木工程材料科學結(jié)構(gòu)力學橋梁工程巖土工程

地點：無

建議選修：工程系統(tǒng)建模與設計原理

建議具備的基礎：土木工程、結(jié)構(gòu)工程、智能建造、人工智能、機器學習、工程管理等專業(yè)或希望修讀土木建筑工程類專業(yè)的學生；學生需要具備概率論、線性代數(shù)基礎知識并熟悉常用軟件（如Excel和MATLAB）

產(chǎn)出：5周在線小組科研學習+2周不限時論文指導學習 共125課時 項目報告 優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導（可用于申請） 結(jié)業(yè)證書 成績單

項目背景：建筑業(yè)是中國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在社會發(fā)展中占有非常重要的地位，而當今AI科技的快速發(fā)展，讓機器學習技術在建筑結(jié)構(gòu)可靠性分析中變得十分重要。機器學習可以幫助預測結(jié)構(gòu)在不同條件下的性能，從而提高安全性，降低成本。通過分析過去結(jié)構(gòu)失敗和成功的大量數(shù)據(jù)，機器學習算法可以識別模式，并對給定結(jié)構(gòu)的可靠性做出預測。這可以幫助工程師設計更堅固、更有彈性的結(jié)構(gòu)，并在維護和維修方面做出明智的決定。此外，機器學習可用于監(jiān)控來自傳感器的實時數(shù)據(jù)，并在異?；驖撛诠收习l(fā)生之前檢測出異?；驖撛诠收希瑥亩鴮崿F(xiàn)主動維護和提高安全性。

項目介紹：本項目關于建筑工程與人工智能的交叉領域，我們將從建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)入手，探究建筑的安全與設計原理，并著重分析房屋結(jié)構(gòu)的設計流程、設計時應考慮的安全因素、環(huán)保的設計理念。隨后，導師將帶領學生一起分析建筑中的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和荷載問題，最后，導師將帶領我們探究人工智能在建筑安全風險方面的應用，如何將安全、環(huán)保的理念融入房屋設計。通過本項目的學習，學生將進一步了解和掌握大樓結(jié)構(gòu)的設計原理，并實現(xiàn)對現(xiàn)實生活中房屋建筑的設計分析，在項目結(jié)束時提交報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：基于機器學習的民用基礎設施系統(tǒng)預測性維護、利用機器學習技術優(yōu)化建筑能耗、基于機器學習的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測故障診斷、利用機器學習技術改進土木工程中的地震危險性分析

This project is about the intersection of architectural engineering and artificial intelligence, we will start from the structural system of high-rise buildings, explore the safety and design principles of high-rise structures, and focus on the analysis of the design process of housing structure, the design should consider safety factors, environmental protection design concept. Then, the tutor will lead the students to analyze the structural system and load problems in the building. Finally, the tutor will lead us to explore the application of artificial intelligence in the building safety risk and how to integrate the concept of safety and environmental protection into the house design. Through the study of this project, students will further understand and master the design principle of building structure, and realize the design analysis of real life housing construction. At the end of the project, the report will be submitted and the results will be displayed.

Suggested research topic: Machine Learning-based Predictive Maintenance for Civil Infrastructure Systems，Optimizing Energy Consumption in Buildings with Machine Learning Techniques，Machine Learning-Based Fault Diagnosis in Structural Health Monitoring of Bridges，Improving Seismic Hazard Analysis with Machine Learning Techniques in Civil Engineering=

項目大綱：建筑結(jié)構(gòu)靜力學原理，鋼結(jié)構(gòu)連接方式&受力分析，系統(tǒng)力的平衡與求解，力學系統(tǒng)的穩(wěn)定性與不確定性分析 Principle of statics and application to trusses 梁（beams）和框架（frames），橋梁結(jié)構(gòu)中的混凝土 beams分析，內(nèi)部力與荷載之間的關系分析 Shear and moment curves and application to beams and frames 建筑風險和概率的概念、規(guī)則、及概率定理：結(jié)構(gòu)分析中的不確定性與風險，概率論在系統(tǒng)分析中的應用，地震災害的樣本空間分析，系統(tǒng)故障的概率計算 Fundamental concepts of risk and probability 機器學習下的建筑的可靠性分析：機器學習的基本概念及其應用，模型的選擇與應用，系統(tǒng)故障與可靠性分析的探討 Reliability analysis 項目回顧與成果展示 Program review and presentation 論文輔導 Project deliverable tutoring