Design automático de ligações metálicas estruturais parafusadas utilizando técnica de preenchimento com modelo generativo

Abstract

Resumo: Modificações em projetos de estruturas metálicas frequentemente tornam conexõespreviamente dimensionadas geometricamente incompatíveis com a nova configuraçãoestrutural, exigindo reforço ou substituição completa. Esse problema representa umfator relevante de atraso e custo na construção civil, motivando a busca por ferramentascapazes de auxiliar na concepção e na adaptação de conexões metálicas de formaeficiente. O objetivo deste trabalho é investigar o potencial de modelos generativosde imagem baseados no Flux 1.0 para a síntese de conexões estruturais metálicasflexíveis por meio da técnica de inpainting. Para o desenvolvimento do trabalho foiconstruído um banco de dados treinamento de conexões flexíveis de chapa de fundoe dupla cantoneira, composto por imagens das conexões e valores numéricos do dimensionamento. Dois modelos foram avaliados, o ACE++ e o ControlNetFlux, sendoo ACE++ selecionado por apresentar melhores resultados. O modelo selecionado foisubmetido a 17 experimentos e os resultados foram avaliados quanto ao dimensionamento propostos e ao aspecto do produto gerado. O modelo demonstrou capacidade desintetizar conexões visualmente coerentes, com representação adequada de chapas,furos, soldas e cotas, e de propor configurações tecnicamente válidas segundo critériosnormativos, incluindo soluções não presentes no banco de dados de treinamento. Poroutro lado, o modelo não foi capaz de correlacionar corretamente o fator de segurançacom as dimensões geradas. Conclui-se que modelos generativos de imagem convencionais são inadequados para a geração autônoma de desenhos técnicos de engenhariacom precisão dimensional, sendo necessário o desenvolvimento de arquiteturas especializadas que incorporem mecanismos de processamento de informações dimensionaispara aplicação segura no domínio da engenharia estrutural

Abstract: Modifications in steel structure designs frequently render previously dimensioned connections geometrically incompatible with the new structural configuration, requiringreinforcement or complete replacement. This problem represents a significant factor ofdelay and cost in civil construction, motivating the search for tools capable of assistingin the conception and adaptation of steel connections efficiently. The objective of thiswork is to investigate the potential of image generative models based on Flux 1.0 for thesynthesis of flexible steel structural connections through the inpainting technique. Forthe development of the work, a training database was built with base plate connectionsand double angle connections, containing conections images and numerical dimensioning values. Two models were evaluated, ACE++ and ControlNetFlux, with ACE++being selected for presenting better results. The selected model was submitted to 17experiments and the results were evaluated regarding the proposed dimensioning andthe aspect of the generated product. The model demonstrated the ability to synthesizevisually coherent connections, with adequate representation of plates, holes, weldsand dimensions, and to propose technically valid configurations according to normativecriteria, including solutions not present in the training database. On the other hand, themodel was not able to correctly correlate the safety factor with the generated dimensions. It is concluded that conventional image generative models are inadequate for theautonomous generation of engineering technical drawings with dimensional precision,requiring the development of specialized architectures that incorporate dimensionalinformation processing mechanisms for safe application in the structural engineeringdomain