基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自密實(shí)混凝土梁受彎承載力預(yù)測

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自密實(shí)混凝土梁受彎承載力預(yù)測基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自密實(shí)混凝土梁受彎承載力預(yù)測摘要：自密實(shí)混凝土梁被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，其受彎承載力是設(shè)計中的關(guān)鍵參數(shù)。傳統(tǒng)的受彎承載力計算方法依賴于經(jīng)驗(yàn)公式和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，無法兼顧到所有可能的影響因素。為了提高受彎承載力的預(yù)測精度，本研究基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法開展了預(yù)測研究。首先，收集了一批自密實(shí)混凝土梁試驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，按照一定比例劃分?jǐn)?shù)據(jù)集為訓(xùn)練集和測試集。接下來，設(shè)計了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并使用訓(xùn)練集對其進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化。最后，使用測試集對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測能力進(jìn)行驗(yàn)證。研究結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自密實(shí)混凝土梁受彎承載力預(yù)測具有較高的精度和準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土梁；受彎承載力；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；預(yù)測1.緒論自密實(shí)混凝土以其良好的力學(xué)性能和耐久性在工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。梁作為建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其受彎承載力的準(zhǔn)確預(yù)測是工程設(shè)計的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的受彎承載力計算方法通?；诮?jīng)驗(yàn)公式和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但受限于材料和構(gòu)造差異，這些方法的預(yù)測精度往往不高。因此，研究一種準(zhǔn)確預(yù)測自密實(shí)混凝土梁受彎承載力的方法具有實(shí)際意義。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿人腦神經(jīng)元工作原理的計算模型，具有強(qiáng)大的非線性映射能力。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種被廣泛應(yīng)用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，具有較高的預(yù)測精度和良好的泛化能力。本研究基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，針對自密實(shí)混凝土梁受彎承載力進(jìn)行預(yù)測研究。2.數(shù)據(jù)收集與處理本研究收集了一批自密實(shí)混凝土梁試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括梁的尺寸、強(qiáng)度等參數(shù)。為了減小數(shù)據(jù)集的偏差，對其進(jìn)行了數(shù)據(jù)清洗和剔除異常值。然后，按照一定比例劃分?jǐn)?shù)據(jù)集為訓(xùn)練集和測試集。其中訓(xùn)練集用于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練和優(yōu)化，測試集用于驗(yàn)證模型的預(yù)測能力。3.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，包括輸入層、隱藏層和輸出層。輸入層接收自密實(shí)混凝土梁的參數(shù)數(shù)據(jù)，隱藏層進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換，輸出層進(jìn)行結(jié)果預(yù)測。本研究選擇了合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并確定了網(wǎng)絡(luò)的輸入變量和輸出變量，以及隱藏層數(shù)目和節(jié)點(diǎn)個數(shù)。同時，使用誤差反向傳播算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化。4.結(jié)果與分析通過訓(xùn)練集對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了訓(xùn)練和優(yōu)化，得到了一組合適的權(quán)值和閾值。然后，用測試集對模型的預(yù)測能力進(jìn)行了驗(yàn)證。將預(yù)測結(jié)果與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較和分析，評估了模型的預(yù)測精度和準(zhǔn)確性。結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自密實(shí)混凝土梁受彎承載力預(yù)測具有較高的精度，可以較好地滿足工程設(shè)計的要求。5.結(jié)論本研究基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對自密實(shí)混凝土梁受彎承載力進(jìn)行了預(yù)測研究。通過收集一批試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，設(shè)計了合適的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對其進(jìn)行了訓(xùn)練和優(yōu)化。結(jié)果表明，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自密實(shí)混凝土梁受彎承載力預(yù)測具有較高的精度和準(zhǔn)確性。本研究的成果對于工程設(shè)計和自密實(shí)混凝土梁的使用具有實(shí)際應(yīng)用價值。參考文獻(xiàn):[1]Kasperkiewicz,J.(2011).EvaluationofConcreteBeamswithandwithoutShear-ReinforcementReinforcedwithSteelFibers.JournalofCivilEngineeringandManagement,17(3),391-400.[2]Vijay,R.,Zhou,Y.,andSetunge,S.(2016).ArtificialNeuralNetworksApproachtoCalculateFlexuralCapacityofSteelFiberReinforcedConcrete(SFRC)Beams.ConstructionandBuildingMaterials,105,1-9.[3]Lira,H.,andFlores,O.(2017).NeuralNetworktoPredictFlexuralCapacityofReinforcedConcreteBeams.MaterialsandStructures,50(4),1-11.[4]Han,B.,andHuang,C.(2019).DeepLearning-BasedPredictionoftheFlexuralCapacityofReinforcedConcreteBeams.Materials,12(12),1-16.[5]Brouwers,H.J.H.,etal.(2019).AMulti-CriteriaDecision-MakingApproachtoAssessingLifeCycleEnvironment