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王    凱 ，范路生 ，孫    暢 ，劉    瓊

 

（ 上海理工大學 環境與建筑學院 ，上海 200093)

摘   要 ：基于決策樹和隨機森林兩種機器學習算法分別建立再生混凝土梁抗剪承載力預測模型 ，將大量隨  機配合比輸入再生混凝土梁抗剪承載力預測模型中 ，確定獲得最大抗剪承載力時 ，各配合比因素的最佳范圍。 結果表明： 隨機森林算法對于再生混凝土梁抗剪承載力的預測精度優于決策樹算法 ；隨機森林算法模型的均方  根誤差為 0. 338 、平均絕對誤差為 0. 253 、平均絕對百分比誤差為 11 . 57 、擬合優度為 0. 913 ;  為獲得最大抗剪承  載力 ，再生混凝土梁的最佳再生粗骨料取代率為 50% ,  最佳橫向鋼筋配筋率為 0. 2% ,  最佳縱向鋼筋配筋率為  2. 5% ,  最佳剪跨比范圍為 0. 8 ~ 1 . 1 ,   最佳混凝土抗壓強度為 55 MPa。

關鍵詞：再生混凝土梁 ；抗剪承載力 ；決策樹 ；隨機森林 ；預測

中圖分類號：TU528 . 59            

文獻標志碼：A           

文章編號： 1005- 8249   (2024)  04- 0006- 09

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2024.04.002

 

WANG Kai ,  FAN Lusheng ,  SUN Chang ,  LIU Qiong

(School of Environment and Architecture ,  University of Shanghai for Science and

Technology ,  Shanghai 200093 ,  China)

Abstract：The prediction models of recycled concrete beam shear capacity are established based on decision tree and random forest machine learning algorithms. By inputting a large number of random mix proportions into the shear bearing capacity prediction model of recycled concrete beams, the optimal range of mix proportion factors is determined to obtain the maximum shear bearing capacity. The results show that the prediction accuracy of the random forest algorithm for the shear capacity of recycled concrete beams is better than that of the decision tree algorithm. The root mean square error of the random forest algorithm model is 0.338, the mean absolute error is 0.253, the mean absolute percentage error is 11.57, and the coefficient of determination is 0.913; In order to obtain the maximum shear bearing capacity, the optimal recycled coarse aggregate replacement ratio of recycled concrete beams is 50%, the optimal transverse reinforcement ratio is 0.2%, the optimal longitudinal reinforcement ratio is 2.5%, the optimal shear span ratio is 0.8 ~ 1.1, and the optimal concrete compressive strength is 55 MPa.

Keywords: recycled concrete beam; shear capacity; decision tree; random forest; prediction

*基金項目：上海市科技創新行動計劃啟明星項目（22QC1400900）。

作者簡介：王  凱（1997—），男，碩士研究生，研究方向為混凝土材料。

通信作者：孫  暢（1987—），女，博士，副教授，研究方向：再生混凝土結構研究。

收稿日期：2023-10-07