واسنجی رفتار فشاری نمونه ستون‌های محصورشده با کامپوزیت‌های پایه‌معدنی به کمک رابطه‌های تجربی و روش‌های یادگیری ماشین

Abstract

کامپوزیت‌های پایه‌معدنی به‌علت وزن کم، مقاومت زیاد و سازگاری با محیط زیست، یکی از روش‌های نوین مقاوم‌سازی به‌شمار می‌رود. در این پژوهش، به ارزیابی رفتار محصورکنندگی این کامپوزیت‌ها پرداخته شده است. برای این منظور، با در نظر گرفتن عامل‌های ورودی اثرگذار شامل قطر نمونه ستون‌ها، تعداد لایه‌های محصورکننده، ضریب کشسانی، ضخامت و کرنش نهایی الیاف در کامپوزیت استفاده‌شده و مقاومت فشاری نمونه‌ستون در حالت محصورنشده، پایگاه داده‌ای دارای 92 نمونه‌ستون بتنی با مقطع دایره‌ای محصورشده با کامپوزیت‌های پایه‌معدنی از پژوهش‌های آزمایشگاهی پیشین گردآوری شد و دقت رابطه‌های موجود برای تخمین ‌مقاومت فشاری ستون‌های محصورشده ارزیابی شد. نتیجه‌ها نشان دادند که رابطه‌های موجود توانایی مناسبی برای تخمین مقاومت فشاری در ستون‌های محصورشده را ندارند. از این رو، با در نظر گرفتن 80% داده‌ها برای مرحله آموزش و 20 % باقی‌مانده برای مرحله آزمون، شبکه‌ی عصبی مصنوعی با تعداد بهینه 9 نورون در لایه‌ی پنهان ایجاد شد که توانست با مقدارهای R به‌ترتیب برابر با 9952/0 و 9990/0 و مقدارهای اندک خطای MSE به‌ترتیب برابر 000187/0 و 0000069/0 و خطای MAPE به‌ترتیب برابر 6871/1 % و 6795/0 % در مرحله‌ی آموزش و آزمون، رابطه‌ای دقیق برای برآورد ‌مقاومت فشاری ستون‌های محصورشده ارایه دهد. نتیجه‌ها نشان داد که از میان رابطه‌های موجود، رابطه‌ی ارایه‌شده در پژوهشTriantafillou و همکاران کارایی بهتری دارد. نتیجه‌های انجام تحلیل حساسیت نیز بیان‌گر این بودند که مقاومت فشاری ستون در حالت محصورنشده با نسبت اهمیت 92/20 % بیشترین اثر و تعداد لایه‌های محصورکننده با نسبت اهمیت 81/4 % کمترین اثر را بر افزایش مقاومت فشاری ستون‌های محصورشده داشته‌اند.