基于可解释机器学习方法的RC深受弯构件开裂剪力预测

马财龙, 王文虎, 侯宪龙, 谢晨曦, 鲁成凤

新疆大学学报(自然科学版中英文) ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (05) : 621-629. DOI: 10.13568/j.cnki.651094.651316.2023.02.28.0001

基于可解释机器学习方法的RC深受弯构件开裂剪力预测

  • 马财龙, 王文虎, 侯宪龙, 谢晨曦, 鲁成凤
作者信息 +
History +

摘要

钢筋混凝土(Reinforced Concrete, RC)深受弯构件易发生脆性剪切破坏,斜裂缝产生及发展伴随全过程,开裂剪力是关键指标之一.建立了276根含开裂荷载信息的RC深受弯构件受剪试验数据库,采用机器学习XGBoost集成算法预测其开裂剪力,并采用5项统计指标评估机器学习模型的预测性能.从无腹筋和双向腹筋两类工况,对比了所建机器学习模型与5个半经验半理论计算公式的预测结果,表明所建预测模型的预测精度较高且离散性小,其R2为91%,预测值与试验值比值的均值为0.99,标准差为0.27.此外,采用SHAP(SHapley Additive ex Planations)可解释性方法对机器学习模型预测结果进行全局解释和局部解释,特征重要性排序由重要到一般依次为:加载板宽度、截面高度、混凝土抗压强度,表明所建模型及可解释性方法是符合机理的.

关键词

钢筋混凝土 / 深受弯构件 / 开裂剪力 / 机器学习方法 / SHAP

中图分类号

TU375

引用本文

导出引用
马财龙, 王文虎, 侯宪龙, 谢晨曦, 鲁成凤. 基于可解释机器学习方法的RC深受弯构件开裂剪力预测. 新疆大学学报(自然科学版中英文). 2023, 40(05): 621-629 https://doi.org/10.13568/j.cnki.651094.651316.2023.02.28.0001

基金

新疆天山青年计划-青年博士科技人才培养项目“钢筋混凝土深受弯构件的受剪性能状态划分及机理模型”(2020Q069); 新疆大学引进博士科研启动项目“钢筋混凝土框架节点基于性能的受剪设计方法”(620312396)

评论

Accesses

Citation

Detail

段落导航
相关文章

/