مدل سازی مقاومت نهایی پیوستگی میان بتن و FRP با استفاده از روش ترکیب خوشه بندیk-means و روش کریجینگ

تخمین دقیق مقاومت نهایی چسبندگی میان بتن و مصالح کامپوزیت (FRP) یکی از موارد مهمی می باشد که در طراحی اعضای بتن مسلح مقاوم سازی شده با FRP، نقش بسزایی دارد. مطالعات آزمایشگاهی و عددی متعددی در این زمینه صورت گرفته است. به دلیل دشواری و هزینه بر بودن مطالعات آزمایشگاهی، استفاده از روش های هوش مصنوعی بهترین جایگزین برای این رویکرد ها می باشد. عموما، برای استفاده از روش های هوش مصنوعی داده ها به صورت تصادفی به دو گروه آموزش و آزمایش تقسیم می شوند که براساس داده های آموزشی مدل توسعه داده شده و با داده های آزمایش ارزیابی می گردد. مشکلی که در استفاده از این روش ها وجود دارد این است که ممکن است مدل بر اساس یکسری داده خاص آموزش ببیند ولی در زمان آزمایش برای پیش بینی داده های با ویژگی ها متفاوت عملکرد ضعیفی داشته باشد. در این مطالعه ابتدا یک مجموعه داده های جامع از مطالعات گذشته در خصوص اتصال ورقه های FRP به بتن جمع-آوری شد. این مجموعه شامل ۵۳۲ نمونه آزمایشگاهی می باشد. همچنین برای اولین بار از روش ترکیبی روش خوشه بندی k-means و کریجینگ برای پیش بینی مقاومت نهایی اتصال ورق های FRP و بتن استفاده شد. در این روش ابتدا داده های ورودی به مدل بر اساس میانگین شان در چند دسته قرار گرفته و در زمان فراخوانی این داده ها به مدل تخمین، به اندازه های مساوی از هر دسته فراخوانی می شود. در این مطالعه، توابع وابسته ساز (۶ مدل)، درجه رگرسیون (۳ درجه) و تعداد خوشه ها (۳ خوشه) برای تحلیل با استفاده از روش ذکرشده، متفاوت در نظر گرفته شد و در میان این ۵۴ مدل، بهترین مدل ها انتخاب شد. نتایج نشان می دهد، مقاومت نهایی پیش بینی شده با استفاده از مدل توسعه داده شده دارای مطابقت خوبی با داده های آزمایشگاهی می باشند و مدل ها با توابع وابسته ساز خطی با یک درجه رگرسیون و ۶ و ۵ خوشه به ترتیب با ضرایب همبستگی، ۹۳۸/۰ و ۹۲۱/۰ دارای عملکرد بهتری نسبت به بقیه مدل ها می باشد.

کلیدواژه ها:

مقاوم سازی ، ورق های کامپوزیت ، مقاومت چسبندگی ، خوشه بندی ، کریجینگ