پیش‌بینی ظرفیت باربری باقی‌مانده ستون‌های کوتاه CFST پس از قرارگیری در معرض دماهای بالا به کمک الگوریتم برنامه‌نویسی بیان ژنی

Abstract

مقاطع لوله فولادی پرشده از بتن (CFST) گونه‌ای از مقاطع مرکب می‌باشند که بیشتر در ساختمان‌های بلندمرتبه مورد استفاده قرار می‌گیرند. رفتار مقاطع CFST در حرارت‌های بالا، به‌دلیل اندرکنش میان لوله فولادی و هسته بتنی پیچیده می‌باشد. از این رو درک صحیح رفتار و همچنین خصوصیات مصالح در ستون‌های CFST به‌منظور مقاصد طراحی و مقاوم‌سازی ضروری می‌باشد. در این پژوهش به‌کمک تکنیک برنامه‌نویسی بیان ژنی (GEP) رابطه‌ای برای پیش‌بینی ظرفیت باربری باقی‌مانده ستون‌های CFST پس از قرارگیری در معرض حرارت‌های بالا ارائه شده است. به این منظور، از نتایج آزمایشگاهی مربوط به 94 گروه نمونه ستون کوتاه CFST بهره گرفته شد. پارامتر‌های ورودی شامل مقاومت فشاری هسته بتنی ( )، مساحت هسته بتنی ( )، تنش تسلیم فولاد ( )، مساحت مقطع لوله فولادی ( )، دمای نرمال‌شده ( ) و شاخص محصورشدگی ( ) بودند. به‌منظور اطمینان از پیش‌بینی صحیح ظرفیت باربری نهایی ستون‌های کوتاه CFST توسط مدل ارائه شده، آنالیز حساسیت و مطالعات پارمتری روی مدل صورت گرفت که نشان از تطابق کامل مدل با واقعیت‌های فیزیکی داشت. عملکرد مدل ارائه شده توسط معیارهای ارزیابی آماری از جمله جذر میانگین مجذور خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، مربعات خطای نسبی (RSE) مورد بررسی قرار گرفت که این مقادیر به‌ترتیب برابر 19/114، 71/82 و 11/0 بود. بیشترین مشارکت نسبی به‌ترتیب متعلق به پارامترهای شاخص محصورشدگی ( )، مقاومت فشاری هسته بتنی ( )، مساحت سطح مقطع بتنی ( )، دمای نرمال‌شده ( )، تنش تسلیم لوله فولادی ( ) و مساحت مقطع لوله فولادی ( ) با 84/23، 41/18، 78/16، 03/16، 80/15 و 14/9 درصد بود.