[發明專利]基于正交設計和正態云模型機制砂T梁混凝土配合比方法

有效

• 申請號: 201910299948.4
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110046427B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 劉敦文;翦英驊;賴勇超
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種新型混凝混凝土配合比設計方法，通過專家評定建立的配合比評價體系，確定配合比評語區間與標準評語云數字特征。針對某一特定的配合比方案，采用排隊理論確定配合比控制因素中的各指標重要次序，分配權重，利用逆向正態云發生器將定性指標轉化為定量的云數字特征，并將指標權重和評價指標云模型進行融合，得出最終的綜合評價云。使用Matlab對配合比方案計算生成配合比方案綜合評價云滴圖，利用云相似原理對比方案綜合評價云和標準云相似度，得到方案最終評價結果，確定方案需改善因素和改善方案，重新設計正交試驗，對配合比進一步調整，改善配合比方案，得到優化后的新的配合比，循環設計?評價?優化的過程，使配合比達到需求。

技術領域

本發明涉及土木建筑技術領域，尤其涉及一種基于正交設計和正態云模型的機制砂T梁混凝土配合比設計及優化方法。

背景技術

目前我國土木工程領域混凝土生產，仍以工作性能和力學強度確定混凝土配合比作為主要設計模式，但隨著混凝土技術發展及項目需求的變化，在工作性能和力學強度滿足要求的前提下，混凝土越來越強調耐久性能(抗滲性和抗裂性等)的提高。傳統的混凝土配合比設計及優化方法在進行配合比設計及優化時存在一定缺陷：一是設計周期較長，由于地域性材料差異，試驗員配合比經驗都直接影響到設計流程，需要大量的時間；二是傳統方法設計時通常僅以水泥、水和粗細骨料作為控制變量，但符合良好耐久性能的高性能混凝土需要摻入礦物摻和料和特殊的外加劑，基于經驗的混凝土配合比設計方法并不適用；三是考慮的性能較單一，主要滿足力學強度及工作性能的要求，缺乏對抗滲性、抗裂性等耐久性能要求的設計手段及系統的檢測驗證方法，致使傳統方法設計的混凝土結構耐久性得不到保證。

以性能設計導向的思想在混凝土配合比設計配制領域需要進一步的推廣。合理的混凝土配合比設計應該滿足工作性能、力學強度、耐久性、經濟性等要求。隨著科技的進步，為了滿足現代工程的需要，研究單位、商品混凝土攪拌站及工程施工單位都迫切需要一種能夠滿足工程具體性能要求的混凝土配合比設計優化方法。

機制砂在中低強度混凝土中作為天然河砂的替代物的已被廣泛接受，以往較多地運用于墩、柱等結構部位，但在橋梁上部結構主要部件中，由于設計配比上的難度，目前鮮有成功的實例。由于缺少對機制砂混凝土的施工和力學性能、耐久性能的設計和檢測方法，機制砂混凝土用在C50T梁上實際的工作狀態難以驗證，另外機制砂本身材料特性對混凝土質量有顯著影響，而傳統的配合比設計對該因素考慮不足，因此，設計一種考慮全面，操作簡明的機制砂配合比方法具備巨大的實用價值。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題。為此，本發明公開了一種基于正交設計和正態云模型的機制砂T梁混凝土配合比設計及優化方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟101，設計正交試驗，選擇主要影響因素進行初步實驗，每個所述因素設置2～3水平，設置考核指標并初步確定試驗配合比；

步驟102，根據步驟101確定的所述實驗配合比結合平臺中的專家意見，構建機制砂T梁混凝土配合比評價指標體系，利用數字特征計算公式得出標準評語云的數字特征；

步驟103，通過逆向云發生器將定性指標轉化為定量的云數字特征，根據排隊理論確定各指標權重，并將指標權重和評價指標云模型進行融合，得出最終的綜合評價云；

步驟104，利用Matlab軟件進行運算，根據云相似原理比較生成的綜合評價云滴圖與標準評語云滴圖并求得相似度進行對比驗證，得出機制砂T梁混凝土配合比最終的評價結果，并根據評價結果判斷是否需要進一步優化；

步驟105，將綜合云數字特征與指標體系中因素的云數字特征進行比較，得出機制砂T梁混凝土配合比中的需改善因素，對需要改善的因素再次設計并進行正交試驗，得出優化后的新配合比；

步驟106，重復步驟102至步驟105，直到得到評價結果符合要求的混凝土配合比。