مساهمة في تطوير علاقة تحليلية لحساب مقاومة القص في الجوائز البيتونية المدعمة بالألياف الفولاذية باستخدام شبكة ذكاء اصطناعي "

الملخص

يهدف هذا البحث إلى تطوير علاقة تحليلية مرجعية لحساب مقاومة القص في الجوائز الخرسانية المسلحة بالألياف الفولاذية ( ) باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي، وفيها تم جمع قاعدة بيانات تضم 88 تجربة معملية من المرجعيات السابقة، شملت 11 متغيراً هندسياً وميكانيكياً رئيسياً (أبعاد الجائز، نسبة التسليح الطولي، نسبة فضاء القص إلى العمق الفعال، مقاومة الخرسانة، خصائص الألياف)، ولتقييم أداء العلاقات التحليلية الشائعة، حُسب عامل الأداء (نسبة المقاومة التجريبية إلى المحسوبة) لكل علاقة، وأظهرت النتائج أن علاقتي Darwish وAshour2 كانتا الأقرب إلى القيم التجريبية ضمن قاعدة البيانات المستخدمة، ثم تم تصميم شبكة عصبية اصطناعية ( ) ببنية   ، باستخدام خوارزمية Levenberg-Marquardt، ودُرّبت على 73 حالة واختُبرت على 15 حالة حجزت مسبقاً من قاعدة البيانات نفسها ولم تستخدم في تدريب الشبكة، حيث حققت معامل ارتباط (R) قدره 0.960 في مرحلة الاختبار وبقيت الأخطاء النسبية ضمن حدود 5% للحالات المختبرة، بعد التحقق من أداء الشبكة استُخدمت مخرجاتها لتوليد 5000 نقطة بيانات مولدة عددياً من مخرجات الشبكة ضمن نطاق البيانات المدروسة، ثم طُبق تحليل الانحدار المتعدد غير الخطي لمعايرة أربعة ثوابت ضمن صيغة Darwish،  (A=0.52, B=10, C=0.7, D=1.23)مما أتاح اشتقاق علاقة تحليلية، وقد أظهرت هذه العلاقة المطورة تحسناً جيداً مقارنة بالعلاقة الأصلية، حيث أظهرت العلاقة المطوّرة تحسناً في متوسط عامل الأداء بنسبة 17.4%، وانخفاضاً في معامل الاختلاف (COV) بنسبة 17.9%، وارتفاعاً في معامل التحديد (R²) بنسبة 6.9% مقارنة بالعلاقة الأصلية لـDarwish، كما أظهر تحليل الحساسية باستخدام مؤشرات التأثير الكلي (Total-Order Sobol Indices) أن نسبة القص إلى العمق الفعال كانت العامل الأكثر تأثيراً بنسبة 23.4%، تليها النسبة الحجمية للألياف الفولاذية بنسبة 19.8%، ثم مقاومة ضغط الخرسانة بنسبة 15.2% ونسبة التسليح الطولي بنسبة 12.7%. كما أظهر تحليل التفاعلات وجود تأثير مشترك بارز بين a/d وVf ، مما يؤكد أهمية التأثيرات التفاعلية بين المتغيرات في التنبؤ بمقاومة القص."وتُعد العلاقة المقترحة خطوة بحثية أولية، وتقتصر صلاحيتها على الجوائز المستطيلة غير المزودة بتسليح قص عرضي (كانات)، ضمن النطاقات التجريبية التي تغطيها قاعدة البيانات، ولا يُوصى بتطبيقها خارج هذه الحدود أو على الجوائز المزودة بتسليح عرضي أو الجوائز T دون تحقق تجريبي مستقل.