A feasibility study of BBP for predicting shear capacity of FRP reinforced concrete beams without stirrups

Abstract

Shear failure of concrete elements reinforced with Fiber Reinforced Polymer (FRP) bars is generally brittle, requiring accurate predictions to avoid it. In the last decade, a variety of artificial intelligence based approaches have been successfully applied to predict the shear capacity of FRP Reinforced Concrete (FRP-RC). In this paper, a new approach, namely, biogeography-based programming (BBP) is introduced for predicting the shear capacity of FRP-RC beams based on test results available in the literature. The performance of the BBP model is compared with several shear design equations, two previously developed artificial intelligence models and experimental results. It was found that the proposed model provides the most accurate results in calculating the shear capacity of FRP-RC beams among the considered shear capacity models. The proposed BBP model can also correctly predict the trend of different influencing variables on the shear capacity of FRP-RC beams.

Predicting Shear Capacity of FRP-Reinforced Concrete Beams without Stirrups by Artificial Neural Networks, Gene Expression Programming, and Regression Analysis

“…It is recommended by many authors [11,63,68,69] to normalize the input and output data before using them to predict the model. In this study, the data of input and target were scaled by the linear normalization function in the range of (0 to 1), as shown in the following equation:…”

“…Lee and Lee [10] used a database of 110 samples to propose a theoretical model utilizing ANN. Golafshani and Ashour [11] introduced a model using a new technique of biogeography-based programming based on an experimental database of 138 test specimens. Most of these studies proposed good models with a high level of accuracy; however, they used relatively a small size of a database.…”

Nośność Na Ścinanie Zginanych Elementów Betonowych Zbrojonych Prętami Kompozytowymi FRP W Świetle Wybranych Procedur Obliczeniowych

“…W przeglądzie pominięto niektóre wzory, które autorzy uznali za niepraktyczne z projektowego punktu widzenia, np. podane w pracach [16], [29], [35].…”

“…Wykorzystując sieci neuronowe na podstawie bazy danych dostęp-nych w literaturze, uwzględniając wpływ parametrów: wytrzymałość betonu na ściskanie, szerokość i wysokość użyteczna przekroju, smukłość ścinania, stopień zbrojenia i moduł sprężystości zbrojenia FRP, opracowano model obliczeniowy, którego podobnie jak w poprzednim przypadku nie przytoczono w zestawieniu w tabeli 3 z tych samych powodów. W końcu w pracy [16] przedstawiono propozycję modelu obliczeniowego z wykorzystaniem metod programowania w oparciu o biogeografię. Programowanie w oparciu o biogeografię jest matematycznym modelem opisującym relację pomiędzy danymi wejściowymi i wyjściowymi w oparciu o opis sposób rozmieszczenia gatunków roślin i zwierząt (m.in.…”

“…Wymienione cechy prętów kompozytowych zapewniają wysoką trwałość betonowych elementów konstrukcyjnych zbrojonych tymi prętami oraz redukcję kosztów utrzymania obiektów w cyklu życia, co jest coraz częściej główną przyczyną ich stosowania np. w obiektach mostowych [16]. Zbrojenie kompozytowe GFRP jest już od kilkunastu lat szeroko stosowane jako zbrojenie płyt pomostów obiektów mostowych w Kanadzie, USA czy Japonii.…”