Research Article

Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması

Volume: 11 Number: 1 May 31, 2024
TR EN

Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması

Abstract

Beton-dolgulu çelik tüplü kompozit kolonlar (BDÇTKK), özellikle büyük eğilme rijitlikleri, süneklik ve enerji sönümleme kapasitesi bakımından yapı davranışını iyileştirici/geliştirici bir tercih haline gelmiştir. Çok değişkenli adaptif regresyon eğrileri (MARS), ilgililik vektör makinesi (RVM), ve yapay sinir ağları (ANN)-tabanlı modellere dayalı pratik tasarım metodolojisi yaklaşımları arasındaki karşılaştırmalar Avcı Karataş tarafından önceki çalışmalarında sunulmuştur. Bu araştırma makalesinde, literatürde geliştirilmiş üç boyutlu (3D) doğrusal olmayan sonlu elemanlar yöntemi (FEM) (3D-FEM) ve basitleştirilmiş sayısal/numerik modelleme (NM) sonuçları, dairesel ve kısa/stub BDÇTKK’ın nihai yük taşıma kapasitesinin tahmin edilmesine yönelik yazarın söz konusu bu çalışmalarında sunulan hesaplama yöntemleriyle karşılaştırılmıştır. Modellemede daha doğru bir tahmin sağlamak için dairesel BDÇTKK'ın geometrik ve mekanik özelliklerinden kapsamlı bir deneysel veri seti/kümesi sunulmuştur. Kompozit kolon yükseklik, kesit çapı, çelik tüp et kalınlığı, çelik akma ve kuşatılmamış beton basınç dayanımları, çelik ve beton elastisite modülü parametreleri, deneysel veri setinin geometrik ve malzeme karakteristikleridir. Dairesel kısa BDÇTKK’ın, 3D-FEM, NM ile MARS, RVM ve ANN-tabanlı modellemeye dayalı tahmin edilen nihai eksenel basınç yükü kapasitesinin, deneysel olarak ölçülen değerlerle karşılaştırılabilir olduğu, bu özgün çalışma kapsamında detaylı olarak incelenmiştir. Tahmin edilen ile deneysel nihai eksenel yük oranlarının minimum ve maksimum değerleri, MARS-tabanlı modelde, ((P_u^MARS)⁄(P_u^E )), 0.87 ile 1.10 aralığında, RVM-tabanlı modelde, (P_u^RVM/P_u^E), 0.90 ile 1.06 arasında, ANN-tabanlı modelde, ((P_u^ANN)⁄(P_u^E )), 0.92 ile 1.04 arasında değiştiği bulunmuştur. MARS ve RVM-tabanlı modeller kadar güçlü istatistiksel modelleme araçlarından biri olan ANN-tabanlı modellemeden, bu makale kapsamında incelenen deneysel veri sonuçlarıyla en uyumlu ve yakın performans sonuçları elde edilmiştir.

Keywords

References

  1. Avcı, Ç. (2001). Çok katlı bir yapının çelik ve kompozit çözümünün karşılaştırılması. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yapı Mühendisliği ABD, İstanbul.
  2. Sakino, K., Nakahara, H., Morino, S., Nishiyama, I. (2004). Behavior of centrally loaded concrete-filled steel-tube short columns. Journal of Structural Engineering (ASCE), 130(2), 180–188. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2004)130:2(180).
  3. Schneider, S. P. (1998). Axially loaded concrete-filled steel tubes. Journal of Structural Engineering (ASCE), 124(10), 1125–1138. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1998)124:10(1125).
  4. Giakoumelis, G., Lam, D. (2004). Axial capacity of circular concrete-filled tube columns. Journal of Constructional Steel Research, 60(7), 1049–1068. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2003.10.001.
  5. Zeghiche, J., Chaoui, K. (2005). An experimental behaviour of concrete-filled steel tubular columns. Journal of Constructional Steel Research, 61(1), 53–66. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2004.06.006.
  6. de Oliveira, W. L. A., de Nardin, S., de Cresce El Debs, A. L. H., El Debs, M. K. (2009). Influence of concrete strength and length/diameter on the axial capacity of CFT columns. Journal of Constructional Steel Research, 65(12), 2103–2110. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2009.07.004.
  7. Faxing, D., Lei, F., Zhiwu, Y., Gang, L. (2015). Mechanical performances of concrete-filled steel tubular stub columns with round ends under axial loading. Thin-Walled Structures, 97, 22–34. https://doi.org/10.1016/j.tws.2015.07.021.
  8. Wang, F. C., Han, L. H. (2018). Analytical behavior of special-shaped CFST stub columns under axial compression. Thin-Walled Structures, 129, 404–417. https://doi.org/10.1016/j.tws.2018.04.013.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

May 31, 2024

Submission Date

February 4, 2023

Acceptance Date

July 4, 2023

Published in Issue

Year 2024 Volume: 11 Number: 1

APA
Avcı-karataş, Ç. (2024). Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(1), 64-85. https://doi.org/10.35193/bseufbd.1247732
AMA
1.Avcı-karataş Ç. Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2024;11(1):64-85. doi:10.35193/bseufbd.1247732
Chicago
Avcı-karataş, Çigdem. 2024. “Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM Ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 11 (1): 64-85. https://doi.org/10.35193/bseufbd.1247732.
EndNote
Avcı-karataş Ç (May 1, 2024) Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 11 1 64–85.
IEEE
[1]Ç. Avcı-karataş, “Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması”, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 11, no. 1, pp. 64–85, May 2024, doi: 10.35193/bseufbd.1247732.
ISNAD
Avcı-karataş, Çigdem. “Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM Ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 11/1 (May 1, 2024): 64-85. https://doi.org/10.35193/bseufbd.1247732.
JAMA
1.Avcı-karataş Ç. Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2024;11:64–85.
MLA
Avcı-karataş, Çigdem. “Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM Ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 11, no. 1, May 2024, pp. 64-85, doi:10.35193/bseufbd.1247732.
Vancouver
1.Çigdem Avcı-karataş. Beton-Dolgulu Çelik Tüplü Kompozit Kolonların Nihai Eksenel Yük Taşıma Kapasitesi Tahmininde MARS, RVM ve ANN-Tabanlı Modellenmesinin Karşılaştırılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2024 May 1;11(1):64-85. doi:10.35193/bseufbd.1247732