多目标规划高性能混凝土配合比优化设计研究（论文）.pdf

第 48卷第 1期 2017年 1月 V_01．48 No．1 Jan．2017 建 筑 技 术 Architecture Technology ·29· 多 目 标 规 划 高 性 能 混 凝 土 配 合 比 优 化 设 计 研 究 哈 娜 (辽宁省交通高等专科学校，110122，沈阳) 摘 要 ：在 已有试验数据的基础上 ，回归高性能混凝土工作性 、耐久性和强度的数学模 型 ，结合经济性 分析 的数学模型 ，采用梯形模糊数 定量分析各 性能指标的权重 ，通过约束各材料的用量 ，应用线性规划软件 LINGO优化确定满足 目标的各组分用量 ，结果表明与试验 结果基本吻 合 ，且优化 目标处于最优状态 ，配合 比设计合理。 关键词 ：多目标规划 ；高性能混凝土 ；配合比 ；优化设计 中图分类号 ：TU 311．41 文献标志码 ：A 文章编号 ：1000—4726(2017)01—0029—03 RESEARCH ON OPTIMIZATIoN MIX PROPORTION DESIGN OF HIGH PERFORMANCE CoNCRETE BASE oN MULTI．OBJECTIVE LINEAR PROGRAMMING METHoD HA Na (Liaoning Provincial College ofCommunications，110122，Shenyang，China) Abstract：Based on the datum of experiments，the mathematical models of the workability and durability and strength were regressed．Combining the mathematical models of analyzing the economy, the weight of every performance index can be quantitatively analyzed by trapezoidal fuzzy number．By constrained the amount of every materials，the used amount of every component—scan be determ ined by LINGO．The results showed that the optimal results were basically agreement with the test results．And each perform ance will be the best state．Mix proportion design was reasonable． Keywords：multi—objective linear programming；high performance concrete；mix proportion； optimization design 高性能 混凝 土最 早 由美 国提 出 ，是具 备流 变 眭能 、 强 度 、耐久 性 、体 积稳定 性 等性 能的 均质 陛混 凝 土 。 其 中原 材料 的 种类 、性 质 以及各 组分 用量 等 因素都 将 对 混凝 土 的质量 、成 本及 性 能等 方面 产生 影响 ，因此 为 获得 l!生能 较好 的 高性能 混 凝土 ，对 其进 行配 合 比优 化 设计 是不 可或 缺 的内容 。近 年 来 ，对于 混凝 土配 合 比 优化 设 计 的 研 究也 比较 多 [1-8]，但 大 多集 中于 以 经 济性 为 目标所 进 行 的优化 ，也 有对 强度 、工作性 和 耐 久性 的 单项 优化 ，而 对于 同时 考虑 这 几个 目标 组合 的 优化 情 况还 比较 少见 ，为 此本 文综 合专 家对 各 目标 的 等级 确 定情况 ，将 其转 化 为定 量权 重指 标 ，并 以此作 为最 终 目标 函数 进 行商 眭能 混凝 土配 合 比优化 设计 。 1 高 性 能 混 凝 土 配 合 比 优 化 设 计 模 型 1．1 模 型建 立 进 行 高性能 混 凝土配 合 比设 计时 ，须 保证 混 凝土 的耐久 性 、强度 、工作性 和 经济性 ，因此 在进 行 优化 收稿日期：20l6_08-0l 基金项目：辽宁省教育厅科学研究项目(L2015282) 作者简介：哈娜 (1981一 )，女，辽宁沈阳人，博士，e．mail： hana19810619@163．com． 设 计模 型 建立 时 ，选 取高 性能 混凝 土 的耐 久性 、强度 、 工作性 和 经济 性 4个 方面 ，作 为 目标 值 ，水 泥 、水 、 超 细 粉矿物 质 、砂 、石 、外加 剂 6种指标 作 为约 束条 件 。作为 高性 能混 凝土 其各 项 陛能均 应处 于最 优状 态 ， 因此在 进行 高性 能 混凝 土 目标 函数 建立时 ，应将 耐久 性 、强 度 、工作 性和 经 济性 均按 最大 化来 考 虑 ，由此 可 得 目标 函数 的线性 模 型应 为 ： 4 max∑ ·Yi (1) ‘一一 、一 i=1 式 中： 分别 为 高性能 混 凝土 中经 济性 、工作 性 、 耐 久性 和强 度 所 占权 重 ；Y 分别 为 高性 能 混凝 土 的经 济 }生、工作性 、耐久 性和 强度 4个 方面 的 目标 函数 。 对 于 经 济性 的 目标 函 数 的 建 立 ，主 要 是 考 虑 六 种 指 标 单 价 ，以 经 济 成 本 作 为 优 化 目标 ，参考 文 献 资料 [1】，建 立 的经 济函数 与 高性 能 混凝 土各 组成 材 料 的 函数 关 系应 为 ： Y1=0．35x1+0．002x2+0．02x3+O．025X4+0．035x5+6x6(2) 式 中 ： 分 别 为水 泥 、水 、超 细粉 矿物 质 (粉 煤 灰 或矿 渣等 )、砂 、石和 外加 剂 的用 量 ( )。 在 建 立 工 作 性 、耐 久 性 、强 度 目标 模 型 时 ，可 利用 以往 的 高性 能混 凝 土配 合比 试验 数据 ，利用 spss · 3O· 建 筑 技 术 第 48卷第 1期 软 件 对文献 [1]数 据 进 行非线 性 回归 分忻 。 lr作性 是 混凝 土 的一项 综 合技 术 陛质 ，包括 流动 性 、粘聚性 和 保水性 等三 个方面 的涵 义 日