Dự đoán sức kháng chọc thủng của sàn phẳng bê tông cốt thép bằng hồi quy quy trình Guassian

Tác giả: TS. NGUYỄN THÙY ANH
              ThS. VŨ ĐÌNH PHIÊN
              Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải

Đánh giá sai số hàm mục tiêu trong quá trình tối ưu hóa cho tập dữ liệu đào tạo (a) và tập dữ liệu kiểm chứng (b)

Kết cấu sàn phẳng BTCT hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng cũng như các công trình giao thông do chúng có những ưu điểm về mặt kiến trúc, kết cấu và thi công. So với hệ sàn dầm, sàn phẳng có những ưu điểm vượt trội như cho phép tăng tương đối chiều cao thông tầng, tính thẩm mỹ cao, thi công nhanh, sử dụng không gian linh hoạt và giảm giá thành xây dựng [1]. Tuy nhiên, khi thiết kế kết cấu sàn phẳng, vấn đề thiết kế chống phá hoại chọc thủng giữa cột và sàn luôn được quan tâm đặc biệt vì đây là kiểu phá hoại giòn nguy hiểm. Khi đó, vật liệu làm việc ngoài miền đàn hồi, xuất hiện phá hoại không có hiện tượng báo trước, thép chịu uốn có thể chưa đạt đến giới hạn chảy, dẫn đến sập đổ cả mảng lớn sàn hay cả công trình.

Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu đưa ra các mô hình nhằm xác định khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng BTCT [2,3]. Một số mô hình được đề cập đến như mô hình cơ học phá hoại chọc thủng theo điều kiện cân bằng, mô hình thanh dàn, mô hình phá hoại vùng dẻo, mô hình uốn khi tính chọc thủng và mô hình vết nứt tới hạn và góc xoay. Bên cạnh đó, các nghiên cứu thực nghiệm và phương pháp số đã được thực hiện để xác định khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng BTCT [4]. Đồng thời, tiêu chuẩn thiết kế tương ứng với mỗi quốc gia cũng đã đề xuất công thức xác định sức kháng chọc thủng của sàn BTCT [5]. Tuy nhiên, công thức dự báo khả năng chống chọc thủng của sàn phẳng BTCT dựa trên mô hình lý thuyết và thực nghiệm có sự khác nhau khá lớn do phải sử dụng những giả thiết nhất định [6]. Ngoài ra, công thức xác định sức kháng theo các tiêu chuẩn thiết kế cũng có sự khác nhau do hệ số đưa vào các công thức là khác nhau. Do đó, khả năng áp dụng các công thức này cho việc thiết kế chung là không tổng quát.

Gần đây, sự phát triển và ứng dụng của học máy trong lĩnh vực xây dựng và giao thông đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi [7]. Tận dụng cơ sở dữ liệu đã được thử nghiệm, các thuật toán học máy thể hiện khả năng đơn giản hóa các phương pháp tiếp cận cổ điển, chẳng hạn như phương pháp thử nghiệm hoặc mô phỏng số. Trong số các thuật toán học máy, hồi quy quy trình Gaussian (GPR) là một cách tiếp cận học tập hiệu quả và đáng tin cậy để mô hình hóa các ánh xạ hàm phức tạp và phi tuyến. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá khả năng của mô hình hồi quy quy trình Gaussian trong việc mô hình hóa ước tính sức kháng chọc thủng của sàn phẳng BTCT, dựa trên bộ dữ liệu gồm 207 kết quả thí nghiệm được thu thập trên các tạp chí uy tín.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây