Nghiên cứu dự đoán dạng phá hoại của cột bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật chịu động đất dựa trên mạng nơron nhân tạo

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Nguyễn Đặng Đại Nam
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
    Trần Văn Rin
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
    Nguyễn Đình Quân
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
    Phan Hoàng Nam
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
    Nguyễn Văn Mỹ
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng

Từ khóa:

cột bê tông cốt thép
dạng phá hoại
thí nghiệm gia tải lặp đảo chiều
học máy
mô hình ANN

Tóm tắt

Một vấn đề quan trọng trong đánh giá tính năng kháng chấn cho công trình cầu, khung hay nhà cao tầng bê tông cốt thép (BTCT) là nhận dạng dạng phá hoại của trụ/cột. Trong nghiên cứu này, một phương pháp dựa trên kỹ thuật học máy được trình bày nhằm dự đoán dạng phá hoại của cột BTCT chịu động đất. Mô hình dự đoán dùng mạng nơ ron nhân tạo (ANN) được huấn luyện trên bộ dữ liệu gồm 272 thí nghiệm gia tải lặp đảo chiều của cột BTCT tiết diện chữ nhật, với các biến đầu vào bao gồm tỷ số hình dạng, tỷ số tải trọng dọc trục, chỉ số cốt thép chủ và chỉ số cốt thép đai, và đầu ra là một trong ba dạng phá hoại gồm phá hoại uốn, phá hoại uốn-cắt và phá hoại cắt của cột. Mô hình ANN sau đó được đánh giá thông qua tập dữ liệu xác thực; kết quả thể hiện độ chính xác cao của mô hình trong việc dự đoán dạng phá hoại của cột.

Tài liệu tham khảo

    [1] Nam, P. H., Khoa, V. N., Vĩnh, N. H., & Hoa, H. P., “Phân tích ứng xử địa chấn và kiểm soát hư hại kết cấu trụ cầu bê tông cốt thép sử dụng phương pháp phân tích tĩnh và động phi tuyến”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 19(9), 2021, 37-42.
    [2] Hoang, P. H., Phan, H. N., Nguyen, D. T., & Paolacci, F., “Kriging metamodel-based seismic fragility analysis of single-bent reinforced concrete highway bridges”, Buildings, 11(6), 2021, 238.
    [3] He, R., Yang, Y., & Sneed, L. H., “Seismic repair of reinforced concrete bridge columns: Review of research findings”, Journal of Bridge Engineering, 20(12), 2015, 04015015.
    [4] Yoshikawa, H., & Miyagi, T., “Ductility and failure modes of single reinforced concrete columns”, Nippon Konkurito Kogaku Kyokai Ronbunshu, 51(1), 1999, 229-244.
    [5] Sezen, H., Moehle, J. P., “Shear strength model for lightly reinforced concrete columns”, Journal of Structural Engineering, 130(11), 2004, 1692-1703.
    [6] Kim, T.H., Lee, K.M., Chung, Y.S. & Shin, H. M., “Seismic damage assessment of reinforced concrete bridge columns”, Engineering Structures, 27(4), 2005, 576-592.
    [7] Zhu, L., Elwood, K.J. & Haukaas, T. “Classification and seismic safety evaluation of existing reinforced concrete columns”, Journal of Structural Engineering, 133(9), 2007, 1316-1330.
    [8] Qi Y.L., Han X.L. & Ji J., “Failure mode classification of reinforced concrete column using Fisher method”, Journal of Central South University, 20(10), 2013, 2863-2869.
    [9] Phan, H. N., Paolacci, F., Bursi, O. S., & Tondini, N., “Seismic fragility analysis of elevated steel storage tanks supported by reinforced concrete columns”, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 47, 2017, 57-65.
    [10] Nam, P. H., Hùng, H. M., Hải, N. M., & Hoa, H. P., “Mô hình hóa khớp dẻo trong đánh giá phá hoại địa chấn của cột bê tông cốt thép dựa trên mạng nơron nhân tạo”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXDHN, 15(7V), 2021, 119-130.
    [11] Mangalathu, S. & Jeon, J. S., “Machine learning-based failure mode recognition of circular reinforced concrete bridge columns: Comparative study”, Journal of Structural Engineering, 145(10), 2019, 04019104.
    [12] NEEShub, “The NEES databases”, DEEDS, 2016, [online] Available: https://datacenterhub.org/resources/395.
    [13] Michael, B., Myles, P., Marc, E., PEER structural performance database, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 2004.
    [14] Bayrak, O. & D Sheikh, S., Confinement steel requirements for high strength concretecolumns, The 11th World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco, Mexico, 1996.
    [15] Xiao Y. & Yun., H. W., “Experimental studies on full-scale high-strength concrete columns”, ACI Structural Journal, 99(2), 2002, 199-207.
    [16] Lynn, A., Seismic evaluation of existing reinforced concrete building columns, University of California at Berkeley, 1999.
    [17] Mo, Y. L., & Wang, S. J., “Seismic behavior of rc columns with various tie configurations”, Journal of Structural Engineering, 126(10), 2000, 1122-1130.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Jul 31, 2022
Download
PDF
Cách trích dẫn
Nguyễn Đặng Đại Nam, Trần Văn Rin, Nguyễn Đình Quân, Phan Hoàng Nam, và Nguyễn Văn Mỹ. “Nghiên cứu dự đoán dạng Phá hoại của cột Bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật chịu động đất dựa Trên mạng nơron nhân tạo”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 7, Tháng Bảy 2022, tr 13-18, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7892.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##