Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Prediction of Moment Capacity of Ultra-High-Performance Concrete Beams Using Explainable Extreme Gradient Boosting Machine Learning Model

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21610%2F24%3A00377294" target="_blank" >RIV/68407700:21610/24:00377294 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

  • DOI - Digital Object Identifier

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Prediction of Moment Capacity of Ultra-High-Performance Concrete Beams Using Explainable Extreme Gradient Boosting Machine Learning Model

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The utilisation of Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) in structural engineering presents significant design challenges, often necessitating the use of costly and complex finite element analyses due to strongly non-linear material behaviour. To address these issues, this study introduces an explainable machine learning (ML) model employing the eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) algorithm, aimed at accurately predicting the bending capacity of UHPC beams. Demonstrating robust performance, the XGBoost model achieved a high coefficient of determination (R2) of 99.5% (training) and 97.6% (testing), outperforming conventional analytical models (FHWA, SIA 2052,and JGJ/T 465) cited in the literature. Further analysis employing the SHapley Additive Explanation (SHAP) framework provided insights into the model’s decision-making process, revealing that the effective depth, steel reinforcement ratio, and steel yield strength significantly influence the predicted bending capacity, while the aspect ratio of fibres has a minimal impact. This research highlights the potential of the XGBoost model to revolutionise prediction, analysis, and design processes within performance-based design frameworks, offering a promising alternative to traditional non-linear analysis methods for UHPC beams.

  • Název v anglickém jazyce

    Prediction of Moment Capacity of Ultra-High-Performance Concrete Beams Using Explainable Extreme Gradient Boosting Machine Learning Model

  • Popis výsledku anglicky

    The utilisation of Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) in structural engineering presents significant design challenges, often necessitating the use of costly and complex finite element analyses due to strongly non-linear material behaviour. To address these issues, this study introduces an explainable machine learning (ML) model employing the eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) algorithm, aimed at accurately predicting the bending capacity of UHPC beams. Demonstrating robust performance, the XGBoost model achieved a high coefficient of determination (R2) of 99.5% (training) and 97.6% (testing), outperforming conventional analytical models (FHWA, SIA 2052,and JGJ/T 465) cited in the literature. Further analysis employing the SHapley Additive Explanation (SHAP) framework provided insights into the model’s decision-making process, revealing that the effective depth, steel reinforcement ratio, and steel yield strength significantly influence the predicted bending capacity, while the aspect ratio of fibres has a minimal impact. This research highlights the potential of the XGBoost model to revolutionise prediction, analysis, and design processes within performance-based design frameworks, offering a promising alternative to traditional non-linear analysis methods for UHPC beams.

Klasifikace

  • Druh

    D - Stať ve sborníku

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20102 - Construction engineering, Municipal and structural engineering

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA24-10892S" target="_blank" >GA24-10892S: Strojové učení pro víceúrovňové modelování prostorové variability a trhlin pro zajištění udržitelnosti betonových konstrukcí</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název statě ve sborníku

    1st International Conference on Synergy between Multi-physics/Multi-scale Modeling and Machine Learning

  • ISBN

    978-9926-8888-1-7

  • ISSN

  • e-ISSN

  • Počet stran výsledku

    4

  • Strana od-do

    84-87

  • Název nakladatele

    Association of Computational Mechanics in Bosnia and Herzegovina

  • Místo vydání

    Sarajevo

  • Místo konání akce

    Prague

  • Datum konání akce

    19. 6. 2024

  • Typ akce podle státní příslušnosti

    WRD - Celosvětová akce

  • Kód UT WoS článku