• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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赵春风, 吴艺秀, 向思麒, 李晓杰. 基于XGBoost的PC板爆炸作用下损伤评估模型[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0250
引用本文: 赵春风, 吴艺秀, 向思麒, 李晓杰. 基于XGBoost的PC板爆炸作用下损伤评估模型[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0250
ZHAO Chunfeng, WU Yixiu, XIANG Siqi, LI Xiaojie. Damage Assessment Model of PC slab After Explosion Based on XGBoost[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0250
Citation: ZHAO Chunfeng, WU Yixiu, XIANG Siqi, LI Xiaojie. Damage Assessment Model of PC slab After Explosion Based on XGBoost[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0250

基于XGBoost的PC板爆炸作用下损伤评估模型

doi: 10.11883/bzycj-2025-0250
基金项目: 安徽省自然科学基金能源互联网联合基金(2008085UD12);合肥市自然科学基金(2021028);大连理工大学工业装备与分析国家重点实验室基金(GZ21112);大连理工大学工业装备与分析国家重点实验室基金(GZ19106);

Damage Assessment Model of PC slab After Explosion Based on XGBoost

  • 摘要: 装配式建筑结构因其节能环保、质量可控及施工高效快捷等优点在土木工程中得到了广泛应用。作为装配式建筑结构的核心受力构件,预制钢筋混凝土板(PC板)易受燃气爆炸、工业爆炸与恐怖袭击等威胁。为了准确评估PC板在爆炸作用下的损伤状态、提升结构抗爆能力和降低人员伤亡风险,本文通过构建PC板爆炸响应数据集,选取6项几何结构参数与2项爆炸荷载参数作为输入特征,采用三种不同的机器学习算法(GPR、RF和XGBoost)对PC板最大位移进行预测,采用均方根误差(RMSE)、决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、散射系数(SI)及综合性能目标函数值(OBJ)五项回归评价指标对三种模型的预测精度进行对比分析;并提出基于支座转角损伤准则的损伤分类评估模型,利用混淆矩阵与五项分类指标(准确率、精确率、召回率、F1分数和Kappa系数)分析三种准则下模型的性能差异,并与简化后的模型及经验预测方法进行对比。结果表明:在最大位移预测方面,三种机器学习模型中表现最佳的为XGBoost模型,其拟合性优于GPR和RF模型且综合性能最优越;在损伤分类预测方面,基于准则Ⅱ的XGBoost损伤分类模型性能最优,损伤识别准确率达92.5%,显示出其高效的损伤类型识别能力。基于XGBoost算法的爆炸作用下PC板损伤分类评估模型具有强大的性能,对结构抗爆和爆后快速损伤评定具有参考价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-08
  • 网络出版日期:  2025-09-30

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