本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高強(qiáng)高性能混凝土作為一種新型的優(yōu)質(zhì)建筑材料，因其具有強(qiáng)度高、耐久、變形小等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中。因?yàn)楦邚?qiáng)高性能混凝土是一種多相復(fù)合材料，其性能在很大程度上是由原材料的性質(zhì)及其相對(duì)含量決定的，所以對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)是獲得其優(yōu)良性能的關(guān)鍵，高強(qiáng)高性能混凝土對(duì)性能的要求相對(duì)復(fù)雜，經(jīng)典的設(shè)計(jì)方法已很難達(dá)到要求，如何對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)今社會(huì)亟待解決的問(wèn)題。 本文主要研究適用于強(qiáng)度等級(jí)從C60～C100的高強(qiáng)高性能混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土試驗(yàn)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外混凝土配合比設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土原材料組分及其性能進(jìn)行研究分析，為配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)；總結(jié)本課題組和趙力國(guó)等人的高強(qiáng)高性能混凝土配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行偏相關(guān)分析，得到各組分與28天抗壓強(qiáng)度、坍落度之間的相關(guān)程度，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果和考慮耐久性的要求，可以得出水膠比、砂率、聚羧酸系高效減水劑、粉煤灰、硅灰用量的最佳取值范圍，并將此作為優(yōu)化問(wèn)題的約束條件；由于原材料用量與混凝土性能之間存在復(fù)雜的非線性關(guān)系，所以在高強(qiáng)高性能混凝土性能和原材料用量之間建立多元非線性模型，根據(jù)泰勒（Taylor）級(jí)數(shù)公式，利用多項(xiàng)式予以逼近；本文所采用的配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)有限，為了提高擬合精度，所以將模型中的變量由原先的七個(gè)（水泥、砂子、石子、水、聚羧酸系高效減水劑、硅灰和粉煤灰)減少為五個(gè)（水膠比、砂率、聚羧酸系高效減水劑、硅灰和粉煤灰）；利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)47組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析，得到高強(qiáng)高性能混凝土28天抗壓強(qiáng)度以及坍落度預(yù)測(cè)方程，并將預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)方程的擬合精度滿足要求。 基于強(qiáng)度、和易性及經(jīng)濟(jì)性對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以強(qiáng)度、坍落度預(yù)測(cè)方程以及造價(jià)方程為目標(biāo)函數(shù)，利用序列二次規(guī)劃法，基于MATLAB優(yōu)化工具箱，對(duì)配合比優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行編程求解；優(yōu)化結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本文的優(yōu)化思路不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)高性能混凝土性能的優(yōu)化，還能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土造價(jià)的最低化；考慮高強(qiáng)高性能混凝土的耐久性，分析引起混凝土耐久性問(wèn)題的根源，從高強(qiáng)高性能混凝土的材料組分上進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)選，利用高強(qiáng)高性能混凝土的抗?jié)B性能來(lái)體現(xiàn)耐久性，通過(guò)五組高強(qiáng)高性能混凝土的抗?jié)B等級(jí)試驗(yàn)，分析水灰比、硅灰和粉煤灰三種因素對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土抗?jié)B性能的影響。 本文的研究成果將為混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件、混凝土結(jié)構(gòu)、甚至是整片混凝土建筑的優(yōu)化提供高強(qiáng)高性能混凝土材料方面的優(yōu)化依據(jù)；同時(shí)直接為廣大工程技術(shù)人員提供了混凝土的最優(yōu)配合比，使技術(shù)人員在混凝土的材料選擇上更具有借鑒性。本文的優(yōu)化結(jié)果可直接應(yīng)用到高強(qiáng)高性能混凝土結(jié)構(gòu)中，能為創(chuàng)造更優(yōu)工程提供最基本的最優(yōu)材料。
【關(guān)鍵詞】：高強(qiáng)高性能混凝土 配合比 優(yōu)化設(shè)計(jì) 序列二次規(guī)劃法 非線性規(guī)劃 預(yù)測(cè)方程
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TU528
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 混凝土的進(jìn)化概述10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外混凝土配合比發(fā)展過(guò)程11-12
• 1.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)方法研究進(jìn)展12-14
• 1.3.1 傳統(tǒng)的普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法12-13
• 1.3.2 高性能混凝土（HPC）配合比設(shè)計(jì)方法13-14
• 1.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)的概述14-16
• 1.5 高強(qiáng)高性能混凝土以及配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的定義16-17
• 1.5.1 高性能混凝土16
• 1.5.2 高強(qiáng)混凝土16-17
• 1.5.3 高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化17
• 1.6 高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義17-18
• 1.7 高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)需進(jìn)一步研究的問(wèn)題18-19
• 1.8 論文的主要工作19-22
• 2 高強(qiáng)高性能混凝土的原材料和性能22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 高強(qiáng)高性能混凝土的基本組成22-33
• 2.2.1 水泥22-25
• 2.2.2 集料25-28
• 2.2.3 外加劑28-30
• 2.2.4 礦物摻合料30-33
• 2.3 高強(qiáng)高性能混凝土的主要性能及其影響因素33-38
• 2.3.1 工作性33-35
• 2.3.2 力學(xué)性能35-36
• 2.3.3 耐久性36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 3 適用于高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 基于通過(guò)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)獲得大量配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法40-44
• 3.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)40
• 3.2.2 基于正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)高強(qiáng)高性能混凝土配合比試驗(yàn)40-42
• 3.2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析方法42-44
• 3.3 基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的混凝土多指標(biāo)優(yōu)化方法44-45
• 3.4 基于智能化系統(tǒng)的混凝土配合比優(yōu)化45-49
• 3.4.1 應(yīng)用解決高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化問(wèn)題的 MATLAB 優(yōu)化工具箱46
• 3.4.2 用于解決高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化問(wèn)題的啟發(fā)式算法46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 基于性能的高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)50-72
• 4.1 引言50
• 4.2 基于工作性和強(qiáng)度的高強(qiáng)高性能混凝土配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化50-66
• 4.2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與處理50-55
• 4.2.2 基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立高強(qiáng)高性能混凝土多目標(biāo)優(yōu)化模型55-61
• 4.2.3 多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題的 MATLAB 輔助計(jì)算61-62
• 4.2.4 優(yōu)化實(shí)例62-66
• 4.3 優(yōu)化配合比對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土耐久性的影響66-70
• 4.3.1 高強(qiáng)高性能混凝土的滲透性與耐久性的關(guān)系66-67
• 4.3.2 適合高強(qiáng)高性能混凝土滲透性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 5 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 本論文的主要成果與結(jié)論72-73
• 5.2 展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80
• 附錄一：研究生期間發(fā)表的論文80
• 附錄二：研究生期間參加的科研項(xiàng)目80

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：386907