تخمین مقاومت برشی بتن با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی بیان ژنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 گروه مهندسی معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

مقاومت بتن در برابر نیرو‏ها ی برشی یکی از پارامترهای مهم در طراحی سازه‏ های بتنی می‏باشد. شناخت رفتار بتن در برابر برش همواره یکی از مشکلات و معضلات محققین پیرامون این موضوع بوده است. روش‏های مختلف و زیادی در مورد اندازه‏گیری و پیش بینی مقاومت برشی مطرح شده است. یکی از معمول‏ترین و رایج‏ترین شیوه‏ ها پیداکردن رابط ه‏ای بین مقاومت فشاری و مقاوت برشی می‏باشد. در این پژوهش با استفاده از طراحی آزمایش در بازه‌ی مقاومت 30-20 مگاپاسکال که منجر به ساخت 50 نمونه‏ی برشی و فشاری گردید، تلاش شده‏است رابطه‏ای کاربردی میان مقاومت فشاری و برشی ارایه گردد. به منظور تخمین مقاومت برشی از روش برنامه‌ریزی بیان ژنی (GEP) استفاده شده و 5 رابطه پیشنهاد گردیده است. برای انتخاب بهترین رابطه، علاوه بر درنظرگرفتن پارامترهای سنجش خطا نظیر ضریب همبستگی، شاخص ویلموتس و ... معیار سادگی و استفاده آسان از رابطه نیز مد نظر قرار گرفته ‏است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Estimation of concrete shear strength using gene expression programming algorithm

نویسندگان [English]

  • Hamed Ghohani Arab 1
  • Masoud Hossein Pour Fard 1
  • Mohsen Rashki 2
1 Civil engineering department, university of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Architecture engineering department, university of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran.
چکیده [English]

Concrete shear resistance is one of the most important parameters in concrete structures design. Suitable understanding of concrete behavior against shear forces has always been a problem for researchers. Many different methods have been developed for measuring and predicting shear strength. One of the most common method, is to find a relationship between compressive and shear strength. In this study, an attempt was made to provide a practical relationship between compressive and shear strength using an experimental design with compressive strength in the range of 20-30 MPa which resulted in 50 compressive and shear concrete specimens. Gene expression Programming (GEP) method has been used to estimate shear resistance and five relationships have been provided. In order to select the best relationship, in addition to considering error measurement parameters such as correlation coefficient,, Willmotts index, and etc ., the criterion of simplicity and easy use of the relation is also considered.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete
  • Compressive strength
  • Shear strength
  • Gene expression Programming (GEP)

مراجع

[1] Nogueira, C. L., A New Method to Test Concrete Tensile and Shear Strength with Cylindrical Specimens, ACI Materials Journal, Vol. 115, No. 6, pp. 909-923, 2018.
 
[2] Wong, R., et al., Shear strength components of concrete under direct shearing, Cement and Concrete Research, Vol. 37, No. 8, pp. 1248-1256, 2007.
 
[3] ACI‐ASCE COMMITTEE 326., Shear and diagonal tension: Part 2–Beams and Frames, Journal of the American Concrete Institute, Vol. 59, No. 3, pp. 279-333, 1962.
[4] Hofbeck, J., et al., Shear transfer in reinforced concrete, Journal Proceedings, Vol. 66, No. 2, pp. 1248-1256, 1969.
[5] Paulay, T. and P. Loeber, Shear transfer by aggregate interlock, Special Publication, Vol. 42, No. pp. 1-16, 1974.‏
[6] Walraven, J. C., Fundamental analysis of aggregate interlock, Journal of the Structural Division, Vol. 107, No. 11, pp. 2245-2270, 1981.
[7] Rebeiz, K. S., et al., Effect of variables on shear strength of concrete beams, Journal of materials in civil engineering, Vol. 13, No. 6, pp. 467-470, 2001.
[8] Elsadeg A. Abdalla, F. O. K., Shear Strength of Self Compacting Concrete, International Journal of Research Studies in Science, Engineering and Technology, Vol. 3, No. 2, pp. 17-13, 2016.
[9] Kara, I. F., Prediction of shear strength of FRP-reinforced concrete beams without stirrups based on genetic programming, Advances in Engineering Software, Vol. 42, No. 6, pp. 295-304, 2011.
[10] Gandomi, A. H., et al., Formulation of shear strength of slender RC beams using gene expression programming, part I: Without shear reinforcement, Automation in Construction, Vol. 42, No. pp. 112-121, 2014.
[11] Gandomi, A. H., et al., Formulation of shear strength of slender RC beams using gene expression programming, part II: With shear reinforcement, Measurement, Vol. 95, No. pp. 367-376, 2017.
[12] Aval, S. B., et al., Estimating shear strength of short rectangular reinforced concrete columns using nonlinear regression and gene expression programming, Structures, Elsevier, Vol. 12, pp. 13-23, 2017.
[13]  فخاریان، پ.، همکاران.، ارائه مدل پیش‏‏ بینی مقاومت فشاری ستون‏‏ های با مقاطع مستطیل محصور شده با الیاف پلیمری  (FRP) به وسیله‏ ی روش برنامه‏ نویسی عبارتی ژنتیک(GEP).، تحقیقات بتن.، سال یازدهم.، شماره اول.، صفحات: 5-18.، 1396.
[14] Siebertz, K., D. Van Bebber, and T. Hochkirchen.“Statistische Versuchsplanung: Design of Experiments (DoE), 2010.‏
[15]  EN, B., 12350-1: Testing fresh concrete-Part 1: Sampling., European Committee for Standardization 2009.‏
[16] Standard, A. S. T. M., C192/C192M, Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory, ASTM International, West Conshohocken PA 2007.‏
 [17] Standard, A. S. T. M., Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens., ASTM C39 2010.‏
[18] Boulifa, R., et al., A new technique for studying the behaviour of concrete in shear, Journal of King Saud University-Engineering Sciences, Vol. 25, No. 2, pp. 149-159, 2013.
[19] Rao, G. A. and A. Rao, Toughness indices of fiber reinforced concrete subjected to mode II loading, Proceedings of FraMCoS-7, Vol., No. pp. 112-117, 2010.
[20] Nogueira, C. L. and K. L. Rens, Experimental analysis of cement-based materials under shear stress, Construction and Building Materials, Vol. 170, No. pp. 392-401, 2018.
[21] Elbakry, H. M. and A. M. Tarabia, Factors affecting bond strength of RC column jackets, Alexandria Engineering Journal, Vol. 55, No. 1, pp. 57-67, 2016.‏.
[22] دفتر امور فنی، تدوین معیار‏ها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله .،آیین نامه بتن ایران (آبا).، تجدیدنظر اول، چاپ هفتم، 1383.
[23]  ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14)[and] Commentary on Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318R-14). 2014.‏
[24] Ferreira, C. Gene expression programming in problem solving. Soft computing and industry, Springer, pp.635-653, 2002.
 [25] طوفانی میلانی، ا.،  همکاران.، بررسی مقاومت برشی بتن پودری واکنش‌پذیر تحت اثر برش خالص و مقایسه‌ی آن با بتن معمولی، مجله تحقیقات بتن، سال هشتم، شماره اول، صفحات :25-15، 1394.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار