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基于集成学习的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力预测模型研究

张雪 门进杰 荣强 乔德浩

张雪, 门进杰, 荣强, 乔德浩. 基于集成学习的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力预测模型研究[J]. 工业建筑, 2024, 54(12): 128-137. doi: 10.3724/j.gyjzG24012901
引用本文: 张雪, 门进杰, 荣强, 乔德浩. 基于集成学习的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力预测模型研究[J]. 工业建筑, 2024, 54(12): 128-137. doi: 10.3724/j.gyjzG24012901
ZHANG Xue, MEN Jinjie, RONG Qiang, QIAO Dehao. Research on Prediction Models of Flexural Capacity of Corroded RC Beams Based on Ensemble Learning[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2024, 54(12): 128-137. doi: 10.3724/j.gyjzG24012901
Citation: ZHANG Xue, MEN Jinjie, RONG Qiang, QIAO Dehao. Research on Prediction Models of Flexural Capacity of Corroded RC Beams Based on Ensemble Learning[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2024, 54(12): 128-137. doi: 10.3724/j.gyjzG24012901

基于集成学习的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力预测模型研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24012901
基金项目: 

国家自然科学基金项目(52178160)

陕西省教育厅重点科学研究计划项目(21JY023)。

详细信息
    作者简介:

    张雪,博士研究生,主要从事工程结构智能防灾研究。

    通讯作者:

    门进杰,博士,教授,主要从事高性能结构及抗震韧性研究,mjj_xauat@126.com。

Research on Prediction Models of Flexural Capacity of Corroded RC Beams Based on Ensemble Learning

  • 摘要: 为了快速准确地判定锈蚀钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)梁的抗弯承载力,利用集成学习研究锈蚀RC梁基于数据驱动的承载力预测模型。根据现有文献搜集并建立了锈蚀RC梁抗弯承载力试验数据库,基于数据集样本建立基于随机森林(RandomForest)、自适应增强(Adaboost)、梯度提升决策树(GBDT)、极限梯度提升算法(XGBoost)、轻量级梯度提升机算法(LightGBM)等5种集成学习算法的承载力预测模型,并借助网格搜索对模型进行超参数优化以提高其泛化性能。对比了不同集成学习算法的性能,即通过数据集分析了输入参数的特征重要性,对比分析了预测模型的平均绝对误差(MAE)、决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)以判定其合理性与精确性。分析结果表明:该预测模型可以高效地确定锈蚀RC梁抗弯承载力的关键影响因素,即钢筋配筋率和钢筋锈蚀率;基于RandomForest的模型表现最优,其次是基于XGBoost的预测模型,预测模型在训练集和测试集上的拟合度可以达到90%以上。
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  • 收稿日期:  2024-01-29
  • 网络出版日期:  2025-01-04
  • 刊出日期:  2024-12-20

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