文档名：多元算法融合模型的CFRP约束型钢混凝土柱承载力预测
摘要：为准确预测多影响因素下碳纤维增强复合材料(CFRP)约束型钢混凝土柱(SRCC)的轴压承载力,提出了一种基于随机森林(RF)、分类提升(Catboost)、极端梯度提升(XGBoost)、梯度提升回归树(GBRT)的多元算法融合预测模型.首先采用合成少数类过采样技术(SMOTE)算法对原始数据集进行扩充,开展了10种传统机器学习和集成学习模型试验,筛选出决定系数R2均大于0.92的RF、Catboost、XGBoost、GBRT的4种集成学习模型,用随机搜索优化其超参数,然后融合形成了RF-Catboost-XGBoost-GBRT预测模型,对CFRP约束SRCC的承载力进行预测.结果表明,两种数据集下RF-Catboost-XGBoost-GBRT模型的预测性能最好,原始数据集经SMOTE算法处理后,5种预测模型R2平均提高20.43%,其中RF-Catboost-XGBoost-GBRT模型的R2达到了0.942,预测值误差均在±10%以内.
Abstract：Inordertoaccuratelypredicttheaxialcompressionbearingcapacityofsteelreinforcedcon-cretecolumns(SRCC)confinedbycarbonfiberreinforcedpolymer(CFRP)undermultipleinfluencingfactors.AmultivariatealgorithmfusionpredictionmodelbasedonRandomForest(RF),categoricalboosting(Catboost),eXtremeGradientBoosting(XGBoost)andgradientboostingregressiontree(GBRT)isproposed.Firstly,thesyntheticminorityoversamplingtechnique(SMOTE)algorithmisusedtoexpandtheoriginaldataset,and10kindsoftraditionalmachinelearningandensemblelearningmodeltestsarecarriedout.FourensemblelearningmodelsofRF,Catboost,XGBoostandGBRTwithdeterminationcoefficients(R2)greaterthan0.92areselected.Thehyperparametersareoptimizedbyrandomsearch,andthentheRF-Catboost-XGBoost-GBRTpredictionmodelisformedbyfusion.ThebearingcapacityofCFRPconfinedsteelreinforcedconcreterectangularcolumnsispredicted.There-sultsshowthattheRF-Catboost-XGBoost-GBRTmodelshowsthebestpredictionperformanceunderthetwodatasets,andaftertheoriginaldatasetisprocessedbySMOTE,theR2ofthefivepredictionmodelsisincreasedbyanaverageof20.43%,amongwhichtheR2oftheRF-Catboost-XGBoost-GBRTmodelreaches0.942,andthepredictionerroriswithin±10%.
作者：王奕斌 王向英 张纪刚 杨光超 王胜 陈德刚 Author：WANGYibin WANGXiangying ZHANGJigang YANGGuangchao WANGSheng CHENDegang
作者单位：青岛理工大学土木工程学院,山东青岛266033青岛青建理工建筑工业化研究院有限公司,山东青岛266033
刊名：河北工程大学学报（自然科学版） ISTIC
Journal：JournalofHebeiUniversityofEngineering(NaturalScienceEdition)
年，卷(期)：2024, 41(3)
分类号：TU398
关键词：组合结构 型钢混凝土柱 集成学习 融合模型 纤维复合增强材料
Keywords：combinedstructures steelandconcretecolumns integratedlearning fusionmodels fi-bercompositereinforcedmaterial
机标分类号：TP391.4TP181R318
在线出版日期：2024年7月4日
基金项目：国家重点研发计划，国家自然科学基金，国家自然科学基金，山东省自然科学基金资助项目多元算法融合模型的CFRP约束型钢混凝土柱承载力预测[
期刊论文] 河北工程大学学报（自然科学版）--2024, 41(3)王奕斌 王向英 张纪刚 杨光超 王胜 陈德刚为准确预测多影响因素下碳纤维增强复合材料(CFRP)约束型钢混凝土柱(SRCC)的轴压承载力,提出了一种基于随机森林(RF)、分类提升(Catboost)、极端梯度提升(XGBoost)、梯度提升回归树(GBRT)的多元算法融合预测模型.首先采用合...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
多元算法融合模型的CFRP约束型钢混凝土柱承载力预测 Prediction of Bearing Capacity of CFRP-constrained Steel and Concrete Columns Based on Multivariate Algorithm Fusion Model
多元算法融合模型的CFRP约束型钢混凝土柱承载力预测.pdf
- 文件大小:
- 11.89 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
|
