تعیین ظرفیت باربری محوری ستون های بتنی مسلح شده با آرماتورهای طولی مارپیچ با استفاده از روش اجزای محدود و شبکه عصبی مصنوعی

ستون‌های بتنی با آرماتورهای طولی مارپیچ ایده‌ی جدیدی در طراحی هستند که در سال‌‌های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته‌اند. این ستون‌ها قابلیت باربری و شکل‌پذیری زیادی در مقایسه با ستون‌های مسلح شده با آرماتورهای طولی مرسوم دارند. کلیه‌ مطالعات در این زمینه به چند کار ازمایشگاهی بر روی پیکربندی‌های مختلف آرماتور مارپیچ محدود شده‌اند. در این مقاله برای نخستین بار، ستون‌های مسلح شده به آرماتور مارپیچ بوسیله‌ی روش اجزای محدود شبیه‌سازی شده است و سپس مدل اجزای محدود با استفاده از نتایج ازمایشگاهی، صحت سنجی شده است. به کمک نمونه‌ صحت سنجی شده می‌توان امکان مطالعه پارامتری گسترده روی رفتار باربری این گونه ستون‌ها که انجام آن در شرایط ازمایشگاهی بسیار هزینه بر و وقت گیر می‌باشد را فراهم ساخت. تاکنون برای این تیپ از ستون‌ها روش عددی برای تخمین ظرفیت باربری ارائه نشده است. در این مطالعه، همچنین برای بار نخست تلاش شده است تا ظرفیت باربری ستون‌های یاد شده با استفاده از شبکه‌ عصبی مصنوعی بدست آید. به دلیل کمبود امکانات ازمایشگاهی، از نمونه‌ی‌ صحت سنجی شده اجزای محدود برای تعیین پارامترهای تاثیر گذار بر ظرفیت باربری و همچنین تولید داده‌های مورد نیاز به عنوان ورودی برای شبکه‌ عصبی استفاده شد. پس از طراحی شبکه، نتایج حاصل از شبکه عصبی با چند نمونه ازمایشگاهی که در فرایند اموزش از انها استفاده نشده بود، راستی ازمایی گردید. در پایان علاوه بر روش شبکه‌ عصبی، از روش تحلیلی رگرسیون چندگانه که با برازش از میان نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی رابطه‌ای بین متغیر-های ورودی و ظرفیت باربری نهایی ارائه می‌دهد، استفاده شد. نتایج حاصل از دو روش با دقت قابل قبولی بر این گواهی می‌دهند که این روش‌ها می‌توانند ظرفیت باربری این تیپ از ستون‌ها را با دقت قابل قبولی تخمین بزنند که می‌تواند در آینده به ارائه روابط کاربردی جهت طراحی و استفاده در صنعت ساختمان منجر شود.