作者：南京长江都市建筑设计股份有限公司 沈远

ChatGPT的问世，让“人工智能”再度成为热门话题。

然而，在结构设计工作中，“人工智能”似乎离我们还很遥远，结构设计工作依然非常依赖于设计师的经验。对于新手工程师自不必多说，完成一个结构方案需要大量的学习和思考。即便是经验丰富的结构工程师，在面对一些时间周期短的项目时，也很难快速给出经济合理的结构方案。

那么，“人工智能”能推动结构智能化设计的大门吗？也许PKPM-AID智能辅助设计软件会给出答案。

1、PKPM-AID是什么？

通过PKPM结构智能辅助设计软件发布会第一次了解到PKPM-AID。按照软件功能来看，PKPM-AID可以智能化进行截面优化，超限构件调整以及结构指标的自动调整。但PKPM-AID软件是否真的如此强大呢？作为一个常年和地下室打交道的设计师，首先想到的就是拿一个地库模型来验证一下。

2、设计一个典型的地库模型

为了测试PKPM-AID的效果，设计了一个典型的单层地库模型（框架结构）。层高为3.6m，场地覆土厚度1.5m，楼面恒载取值28.5 kN/m2，自动计算楼板重，活荷载5.0 kN/m2。

模型采用大小柱网的形式，大柱网8.4mx6.6m、小柱网8.4mx4.9m。框架柱截面均定义为500mmx500mm，框架梁截面全部取为300mmx500mm。

先对模型进行试算，毫无疑问，大范围的构件飘红超限。

3、验证下PKPM-AID究竟有多强大

通过上述试算，可以看出原方案的梁柱截面尺寸不合理，下面我们就利用PKPM-AID来进行截面优选。

采用PKPM-AID进行构件截面优选，首先需要定义设计组。

（1）梁设计组的指定

地库梁截面的分组主要考虑梁跨度，我们将梁跨相同的梁定义为一个设计组，并在设计组中添加备选截面。

8.4m跨的梁统一定义为梁设计组1，备选截面有350x750、350x800、400x750、400x800、400x850。（单位：mm）

6.6m跨的梁统一定义为梁设计组2，备选截面有300x600、300x650、300x700、300x750、350x600、350x650、350x700。（单位：mm）

4.9m跨的梁统一定义为梁设计组3，备选截面有300x500、300x550、300x600、300x650。（单位：mm）

（2）柱设计组的指定

框架柱统一定义为1个设计组，备选截面为400x500、450x500、500x500。（单位：mm）

（3）设置优化约束及优化目标

设计组定义好后，下一步就是设置约束目标。所谓优化约束就是指优化过程中要满足的条件，比如梁的配筋率，以及一些工程中的构造要求。

优化目标可以选择造价最低或者梁高最小，或者同时考虑两者，本案例中以造价最低作为优化目标。

4、截面优选的效果

设置完成后，点击“启动截面优选”。下面就是见证奇迹的时候了，程序自动优选后，整体效果非常接近平时建模选取的梁柱截面，完成度很高。调整之后的梁柱截面其实已经可以提给建筑专业使用。

调整后的构件截面尺寸：

柱截面尺寸：外围柱500mmx500mm，其他柱400mmx500mm

梁截面尺寸：4.9m跨300x650mm，6.6m跨300x750mm，8.4m跨400x850mm（梁截面未考虑梁高限制，如具体工程需要考虑限制，可在设计组中定义最大梁高，优选出的截面将会是满足高度限制的最优梁高）。

下面我们再用SATWE计算一遍，查看计算结果：配筋率如下图，均满足设计要求，且均未超限。

本次的地库方案优选，只用了PKPM-AID智能辅助设计软件中的“智能截面优选”模块，在较短时间里得到了相对合理的前期单层地库结构梁柱截面方案，且该方案总造价最低，对于新手工程师，以及应对时间紧张的项目，还是非常有帮助的。

5、总结

（1）PKPM-AID软件上手容易，学习成本极低。

（2）程序自动优选截面，速度快，经济性好，能够满足结构方案阶段的需要。

（3）PKPM-AID在地库结构方案比选中，有很大的应用空间。