ظرفيت برشي تيرهاي لاغر بتن آرمه با بتن مقاومت بالا و بدون خاموت

Shear Capacity of High-Strength Concrete Slender Beams without Transverse Reinforcement

در اين مطالعه مدلي جديد براي پيش بيني مقاومت برشي تيرهاي لاغر بتن آرمه با بتن مقاومت بالا و بدون آرماتور عرضي با استفاده از تركيب سيستم استنتاج تطبيقي فازي-عصبي و الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات بر اساس تعداد قابل توجهي نمونه آزمايشگاهي ارائه شده است. پارامترهاي موثر در مدل ارائه شده شامل: عمق موثر تير، مقاومت فشاري بتن، درصد آرماتور طولي، نسبت دهانه برشي بـه ارتفـاع موثر و بزرگ‌ترين بعد سنگ‌دانه مصرفي در بتن مي‌باشند. نتايج آزمايشگاهي مورد استفاده در اين مطالعه به صورت تصادفي به دو بخش تقسيم شده كه بخش اول براي فرآيند آموزش و مابقي براي ارزيابي صحت عملكرد مدل استفاده شده است. پس از ايجاد مدل، آناليز حساسيت براي بررسي سهم پارامترهاي موثر و به صورت تعيين حساسيت خروجي سيستم با توجه به تغييرات دو پارامتر ورودي انجام گرفته است. براي كنترل بيشتر دقت مدل پيشنهادي، نتايج آن با آئين نامه هاي ACI 318-14، Eurocode-2، CEB-FIP Model Code، AS 3600-2009 و JSCE Guidelines به صورت گرافيكي و همچنين با استفاده از شاخص‌هاي آماري R2، RMSE و MAPE مقايسه شده است. نتايج نشان داده كه مدل ارائه شده در محدوده پايگاه داده ايجاد شده، دقت بيشتري از مدل‌هاي موجود در آئين نامه‌ها داشته و مي‌تواند به عنوان ابزاري مناسب در تخمين ظرفيت برشي تيرهاي لاغر مورد استفاده قرار گيرد.

In the present study, a new model is derived to estimate the shear capacity of high-strength concrete slender beams without transverse reinforcement using a hybrid adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and particle swarm optimization (PSO) based on the wide range of experimental results. The proposed model relates the shear capacity of the beam to effective depth, the compressive strength of concrete, percent of longitudinal reinforcement, the ratio of shear span to effective depth, and the nominal maximum size of coarse aggregate. The experimental data are randomly categorized into two subsets of the training set and test set. After establishing the proposed model, a sensitivity analysis was carried out to assess the validity of the proposed ANFIS-PSO model. For this purpose, the results of the proposed model are calculated by considering the variation of the two selected input parameters, whereas the values of other parameters are fixed at the corresponding median values. To check the reliability of the proposed model more accurately, the predicted values are compared with the codes and standards such as ACI 318-14, Eurocode-2, CEB-FIP Model Code, AS 3600-2009, and JSCE Guidelines against the whole experimental specimens based on the three well-known statistical measures; correlation coefficient (R2), root mean squared error (RMSE), and mean absolute percentage error (MAPE). It can be found that the proposed ANFIS-PSO model passed desired conditions and could estimate the shear capacity of the high-strength concrete slender beams without transverse reinforcement with a good degree of accuracy.