Оптимизация технологического процесса зимнего бетонирования строительных конструкций. Шпанко С.Н. - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

5 6
В качестве критериев оптимизации предложены следующие
показатели процесса зимнего бетонирования:
продолжительность выдерживания бетона (
τ
, ч);
удельные затраты электроэнергии (Е, Вт/м
3
);
трудоемкость процесса (Т, чел.-смена/м
3
);
себестоимость производства работ (S, р./м
3
).
На основании работ [6, 7] приняты два способа определения
обобщенного критерия зимнего бетонирования К
зб
= f(
τ
, E, T, S).
1-й способ оптимизациипо заданной системе предпочте-
ний частных критериев. Если известен "идеал" (минимальное
значение) для каждого из частных критериев (
τ
min
, E
min
, T
min
, S
min
),
то формула для определения обобщенного критерия зимнего бе-
тонирования имеет вид
+
+
=
i
i
E
i
i
зб
E
EE
ааК
minmin
τ
ττ
τ
,
minmin
+
+
i
i
S
i
i
T
S
SS
а
T
TT
а (1)
где
τ
i
, E
i
, T
i
, S
i
значения частных критериев; а
τ
, а
E
, а
T
, а
S
коэф-
фициенты веса частных критериев.
Необходимость введения коэффициентов веса частных кри-
териев объясняется тем, что в реальных условиях одни из част-
ных критериев могут выступать в качестве определяющих, дру-
гиев качестве второстепенных. Поэтому для устранения ниве-
лировки частных критериев С.Г. Головнев [6] на основании
функции желательности Харрингтона, вводит понятие
веса част-
ного критерия зимнего бетонирования. Значение частного крите-
рия, переведенное в безразмерную шкалу желательности, может
принимать значения в интервале от нуля до единицы. Значение,
равное нулю, соответствует абсолютно неприемлемому уровню
данного критерия, значение, равное единицесамому лучшему
значению. При равноценности частных критериев для одного ме-
тода зимнего бетонирования все коэффициенты
веса частных
критериев будут равны между собой. Для удобства сумма коэф-
фициентов веса всех частных критериев принимается равной
единице.
Для нахождения минимальных значений частных критериев
можно использовать нормативные документы, эксперименталь-
ные данные, результаты расчетов рассматриваемых методов зим-
него бетонирования для других конструкций и т.д. Однако даже
при незначительных изменениях
параметров окружающей среды,
начальных условий или характера выдерживания конструкции,
изменение расчетных частных критериев может быть существен-
ным. Нельзя исключать и такой вариант, когда полученные част-
ные критерии для рассматриваемой конструкции окажутся мень-
ше назначенных минимальных значений. В связи с этим в качест-
ве минимальных значений частных критериев предложено назна-
чать минимальные
значения частных критериев, найденных из
серии предварительных расчетов выдерживания рассматривае-
мой конструкциипервый этап двойной многокритериальной
оптимизации (рис. 2).
2-й способ оптимизациибез системы предпочтений част-
ных критериев. Если система предпочтений (значения коэффици-
ентов веса частных критериев) не задана, то на основании работ
[6, 7] формула для определения обобщенного критерия зимнего
бетонирования
примет вид
)()()()(
)()()()(
minmaxminmaxminmaxminmax
minminminmin
SSTTEE
SSTTEE
К
iiii
зб
+++
+++
=
ττ
ττ
, (2)
где
τ
max
, E
max
, T
max
, S
max
максимальные значения частных крите-
риев.
В обоих вариантах весь процесс определения обобщенного
критерия оптимизации методов зимнего бетонирования (двойная
многокритериальная оптимизация) предполагается разбить на два
этапа: на первом этапе осуществляется определение наилучшего
режима выдерживания для каждого метода зимнего бетонирова-
ния, на второмпроизводится выбор наилучшего метода зимнего
бетонирования на основании оптимальных
показателей альтерна-
тивных технологических решений, полученных на первом этапе
оптимизации (рис. 2).
    В качестве критериев оптимизации предложены следующие                  фициентов веса всех частных критериев принимается равной
показатели процесса зимнего бетонирования:                                 единице.
    • продолжительность выдерживания бетона (τ, ч);                             Для нахождения минимальных значений частных критериев
    • удельные затраты электроэнергии (Е, Вт/м3);                          можно использовать нормативные документы, эксперименталь-
    • трудоемкость процесса (Т, чел.-смена/м3);                            ные данные, результаты расчетов рассматриваемых методов зим-
    • себестоимость производства работ (S, р./м3).                         него бетонирования для других конструкций и т.д. Однако даже
    На основании работ [6, 7] приняты два способа определения              при незначительных изменениях параметров окружающей среды,
обобщенного критерия зимнего бетонирования Кзб= f(τ, E, T, S).             начальных условий или характера выдерживания конструкции,
    1-й способ оптимизации – по заданной системе предпочте-                изменение расчетных частных критериев может быть существен-
ний частных критериев. Если известен "идеал" (минимальное                  ным. Нельзя исключать и такой вариант, когда полученные част-
значение) для каждого из частных критериев (τmin, Emin, Tmin, Smin),       ные критерии для рассматриваемой конструкции окажутся мень-
то формула для определения обобщенного критерия зимнего бе-                ше назначенных минимальных значений. В связи с этим в качест-
тонирования имеет вид                                                      ве минимальных значений частных критериев предложено назна-
                                                                           чать минимальные значения частных критериев, найденных из
                    ⎛     τ − τ min ⎞ ⎛          E − E min ⎞
            К зб = ⎜⎜ аτ ⋅ i        ⎟⎟ + ⎜⎜ а E ⋅ i        ⎟⎟ +            серии предварительных расчетов выдерживания рассматривае-
                    ⎝        τi      ⎠ ⎝            Ei      ⎠              мой конструкции – первый этап двойной многокритериальной
                         ⎛     T − Tmin ⎞ ⎛          S − S min ⎞           оптимизации (рис. 2).
                      + ⎜⎜ аT ⋅ i       ⎟⎟ + ⎜⎜ а S ⋅ i        ⎟⎟,   (1)        2-й способ оптимизации – без системы предпочтений част-
                         ⎝        Ti     ⎠ ⎝            Si      ⎠          ных критериев. Если система предпочтений (значения коэффици-
где τi, Ei, Ti, Si – значения частных критериев; аτ, аE, аT, аS – коэф-    ентов веса частных критериев) не задана, то на основании работ
фициенты веса частных критериев.                                           [6, 7] формула для определения обобщенного критерия зимнего
     Необходимость введения коэффициентов веса частных кри-                бетонирования примет вид
териев объясняется тем, что в реальных условиях одни из част-                               (τ i − τ min ) + ( Ei − E min ) + (Ti − Tmin ) + ( S i − S min )
                                                                               К зб =                                                                           , (2)
ных критериев могут выступать в качестве определяющих, дру-                           (τ max − τ min ) + ( E max − E min ) + (Tmax − Tmin ) + ( S max − S min )
гие – в качестве второстепенных. Поэтому для устранения ниве-
                                                                           где τmax, Emax, Tmax, Smax – максимальные значения частных крите-
лировки частных критериев С.Г. Головнев [6] на основании
                                                                           риев.
функции желательности Харрингтона, вводит понятие веса част-
                                                                                В обоих вариантах весь процесс определения обобщенного
ного критерия зимнего бетонирования. Значение частного крите-
                                                                           критерия оптимизации методов зимнего бетонирования (двойная
рия, переведенное в безразмерную шкалу желательности, может
                                                                           многокритериальная оптимизация) предполагается разбить на два
принимать значения в интервале от нуля до единицы. Значение,
                                                                           этапа: на первом этапе осуществляется определение наилучшего
равное нулю, соответствует абсолютно неприемлемому уровню
                                                                           режима выдерживания для каждого метода зимнего бетонирова-
данного критерия, значение, равное единице – самому лучшему
                                                                           ния, на втором – производится выбор наилучшего метода зимнего
значению. При равноценности частных критериев для одного ме-
                                                                           бетонирования на основании оптимальных показателей альтерна-
тода зимнего бетонирования все коэффициенты веса частных
                                                                           тивных технологических решений, полученных на первом этапе
критериев будут равны между собой. Для удобства сумма коэф-
                                                                           оптимизации (рис. 2).


                                        5                                                                               6