基于随机森林算法的型钢混凝土梁柱纤维单元参数优化

作     者：陈熹俊 韩小雷 张垒 吴智辉 季静 

作者机构：华南理工大学土木与交通学院 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室(华南理工大学) 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52178483 52378515) 

主　　题：型钢混凝土梁柱 纤维单元 低周往复加载试验 弹塑性分析 随机森林算法 

摘      要：为提高型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)梁柱构件的弹塑性分析精度，提出基于随机森林算法的SRC梁柱纤维单元参数预测模型(PMFEP-SRC)，对SRC梁柱纤维单元的滞回曲线拟合效果进行优化。基于收集的153根SRC梁柱试件试验数据，以极限承载力比值RF和耗能能力比值RE为目标参数，承载力调整系数CF和刚度调整系数CS为调整参数，爬山算法作为寻优手段，实现纤维单元最优调整参数的求解。通过随机森林算法，以SRC梁柱试件的试验控制参数作为特征参数，纤维单元最优调整参数(求解的承载力调整系数CF与刚度调整系数CS)作为标签，训练并建立PMFEP-SRC。设计并完成一批不同剪跨比的SRC柱低周往复加载试验，通过试验数据进一步验证了PMFEP-SRC的准确性与可靠性。结果表明：PMFEP-SRC能够较好地拟合不同破坏形态SRC梁柱试件的滞回曲线，对SRC试件的极限承载力和耗能面积的拟合精度远高于未经参数优化的纤维单元。