本技術(shù)涉及地震預(yù)測(cè)，特別是涉及一種鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、鋼筋混凝土(reinforced?concrete，rc)柱作為建筑、橋梁和地下結(jié)構(gòu)重要的豎向承重與水平抗側(cè)構(gòu)件，在地震作用下發(fā)生三種不同的破壞模式：彎曲破壞、彎剪破壞和剪切破壞，不同的破壞模式下柱抗震性能有很大的差異，以彎曲破壞抗震性能最強(qiáng)，彎剪破壞次之，剪切破壞最弱，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鋼筋混凝土柱的地震破壞模式成為其抗震性能評(píng)估重要的一環(huán)。

2、彎曲破壞主要發(fā)生在剪跨比大、軸壓比小且配筋合理的情況，抗彎承載力起控制作用，破壞過(guò)程為受拉縱向鋼筋首先屈服，在經(jīng)歷較大的塑性變形后，壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變，與受彎承載力對(duì)應(yīng)的水平力始終小于抗剪承載力，破壞特征為柱端塑性鉸區(qū)水平彎曲裂縫密布，縱筋屈服形成塑性鉸，最終破壞時(shí)混凝土明顯壓潰，整個(gè)過(guò)程吸收較大的地震能量，屬于延性破壞。

3、剪切破壞主要發(fā)生在剪跨比小、軸壓比大且箍筋約束不足的情況，抗剪承載力起控制作用，破壞過(guò)程為箍筋首先屈服，但縱筋始終未屈服，達(dá)到鋼筋混凝土柱的抗剪承載力后變形迅速增大而水平承載力迅速降低，破壞特征為縱筋始終未屈服，而箍筋首先屈服甚至被拉斷，出現(xiàn)明顯的剪切滑移斜裂縫而發(fā)生脆性破壞，未形成塑性鉸，屬于脆性破壞。

4、而彎剪破壞介于兩者之間，在前期抗彎承載力起控制作用，后期由于抗剪承載能力的不足而發(fā)生脆性破壞，具有一定的延性。破壞過(guò)程為隨著變形增大，縱筋首先屈服，由于剪切斜裂縫的發(fā)展使混凝土有效抗剪面積減小，箍筋屈服并發(fā)生剪切脆性破壞。破壞特征為縱筋屈服并形成塑性鉸，一定的塑性變形后箍筋屈服甚至被拉斷，破壞時(shí)混凝土應(yīng)變尚未達(dá)到極限值。由于客觀條件的限制和其破壞機(jī)理的復(fù)雜，在實(shí)際設(shè)計(jì)中無(wú)法完全避免彎剪破壞的發(fā)生，由此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)彎剪破壞成為了鋼筋混凝土柱地震破壞模式中最重要的一環(huán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是提供一種鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，可解決彎剪破壞模式預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率低的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供了如下方案：

3、第一方面，本技術(shù)提供了一種鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法，包括：

4、構(gòu)建訓(xùn)練集；所述訓(xùn)練集包括樣本鋼筋混凝土柱對(duì)應(yīng)的多個(gè)特征參數(shù)值集合以及各特征參數(shù)值集合對(duì)應(yīng)的鋼筋混凝土柱地震破壞模式；所述鋼筋混凝土柱地震破壞模式包括彎曲破壞模式、彎剪破壞模式和剪切破壞模式；特征參數(shù)值集合包括特征參數(shù)集合中各特征參數(shù)的值；

5、對(duì)訓(xùn)練集中彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和訓(xùn)練集中剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合進(jìn)行擴(kuò)充得到擴(kuò)充數(shù)據(jù)集；

6、對(duì)擴(kuò)充數(shù)據(jù)集中的離群值進(jìn)行剔除得到高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集；

7、構(gòu)建多個(gè)內(nèi)核不同的模型；所述模型包括特征參數(shù)集合中的所有特征參數(shù)；

8、根據(jù)特征參數(shù)集合的所有子集、訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集在所有模型中確定最終模型；所述最終模型為彎剪破壞模式的預(yù)測(cè)精度最高的子集對(duì)應(yīng)的模型，所述最終模型用于預(yù)測(cè)鋼筋混凝土柱地震破壞模式。

9、可選地，所述對(duì)訓(xùn)練集中彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和訓(xùn)練集中剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合進(jìn)行擴(kuò)充得到擴(kuò)充數(shù)據(jù)集，具體包括：

10、對(duì)訓(xùn)練集中彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和訓(xùn)練集中剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合進(jìn)行處理，得到擴(kuò)充后的彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和擴(kuò)充后的剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合；

11、確定擴(kuò)充后的彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和擴(kuò)充后的剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合與訓(xùn)練集中彎曲破壞模式下特征參數(shù)值集合為擴(kuò)充數(shù)據(jù)集。

12、可選地，所述對(duì)擴(kuò)充數(shù)據(jù)集中的離群值進(jìn)行剔除得到高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集，具體包括：

13、將訓(xùn)練集中彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和訓(xùn)練集中剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合從擴(kuò)充后的彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和擴(kuò)充后的剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合中刪除得到目標(biāo)參數(shù)集合；

14、根據(jù)所述訓(xùn)練集對(duì)目標(biāo)參數(shù)集合進(jìn)行離群值剔除，得到剔除后的彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合和剔除后的剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合；

15、確定剔除后的彎剪破壞模式下特征參數(shù)值集合、剔除后的剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合與所述訓(xùn)練集為高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集。

16、可選地，根據(jù)特征參數(shù)集合的所有子集、訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集在所有模型中確定最終模型，具體包括：

17、根據(jù)訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集確定所有模型中的最優(yōu)模型；

18、構(gòu)建子集集合，并根據(jù)高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集構(gòu)建子集集合中各子集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集；子集集合包括特征參數(shù)集合的所有子集；

19、將各子集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集輸入最優(yōu)模型得到各子集對(duì)應(yīng)的彎剪破壞模式的預(yù)測(cè)精度，根據(jù)彎剪破壞模式的預(yù)測(cè)精度最高的子集對(duì)最優(yōu)模型中的特征參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化得到簡(jiǎn)化后的模型；

20、對(duì)簡(jiǎn)化后的模型進(jìn)行超參數(shù)優(yōu)化得到最終模型。

21、可選地，根據(jù)訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集確定所有模型中的最優(yōu)模型，具體包括：

22、對(duì)于任意一個(gè)模型，采用十折等比例交叉驗(yàn)證法確定所述模型在訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集上的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率；

23、根據(jù)各模型在訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集上的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率確定最優(yōu)數(shù)據(jù)集；所述最優(yōu)數(shù)據(jù)集為訓(xùn)練集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)集和高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集中的一個(gè)；

24、確定在所述最優(yōu)數(shù)據(jù)集上預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率最高的模型為最優(yōu)模型。

25、可選地，根據(jù)高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集構(gòu)建子集集合中各子集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集，具體包括：

26、對(duì)于任意一個(gè)子集集合，將所述高質(zhì)量擴(kuò)充數(shù)據(jù)集中所述子集中包括的所有特征參數(shù)的值確定為所述子集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集。

27、可選地，對(duì)簡(jiǎn)化后的模型進(jìn)行超參數(shù)優(yōu)化得到最終模型，具體包括：

28、采用隨機(jī)森林優(yōu)化算法對(duì)簡(jiǎn)化后的模型進(jìn)行超參數(shù)優(yōu)化得到最終模型。

29、第二方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述中任一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法。

30、第三方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述中任一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法。

31、第四方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述中任一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法。

32、根據(jù)本技術(shù)提供的具體實(shí)施例，本技術(shù)公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

33、本技術(shù)提供了一種鋼筋混凝土柱地震破壞模式預(yù)測(cè)方法、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，通過(guò)對(duì)少數(shù)類數(shù)據(jù)(彎剪破壞模式和剪切破壞模式下特征參數(shù)值集合)進(jìn)行擴(kuò)充并對(duì)擴(kuò)充后的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除離群值處理生成高質(zhì)量的擴(kuò)充數(shù)據(jù)，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下增加了少數(shù)類數(shù)據(jù)的數(shù)量，解決了彎剪破壞樣本數(shù)據(jù)少導(dǎo)致的準(zhǔn)確率低的問(wèn)題。