Bai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầuBai tap thiet ke toi uu cầu
Bài tập lớn Thiết Kế Tối Ưu Tin Học ứng Dụng, Sáng chế Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS : Nguyễn Viết Trung Bài tập Môn học : thiết kế tối u Đề : Thiết kế tối u cấp phối hỗn hợp Bêtông nhựa Phát biểu toán : Hãy thiết kế tối u cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa biết liệu sau (các điều kiện ràng buộc) : - Số lợng loại cốt liệu: n (đá 10-20mm, đá 5-15mm, đá 0-5mm, cát vàng, bột đá, ) - Tên loại cốt liệu là: - Số lợng cỡ sàng tính toán : m (31,5mm, 25,0mm, 20,0mm, 15,0mm, 10,0mm,…) - Cho biÕt phÇn trăm lọt qua cỡ sàng loại cốt liệu BDij , j=1m - Cho biết phần trăm lọt qua cỡ sàng theo yêu cầu (tuỳ thuộc vào dẫn kỹ thuật áp dụng cho dự án, theo quy trình quy định) hỗn hợp thiết kế Bqpj , j=1m, Bqpj khoảng giá trị Di , i=1n Lý việc hình thành toán thiết kế tối u cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa: - Bản chất việc thiết kế cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa tìm tỷ lệ phối hợp hợp lý loại cốt liệu, để tạo hỗn hợp có thành phần cấp phối tối u thoả mãn yêu cầu kỹ thuật đặt - Để giải toán này, ngời thiết kế phải giải hệ phơng trình bậc có số phơng trình số ẩn cần tìm (n) Thông thờng ngời thiết kế thờng giải toán cách thử dần với lựa chọn khác nhau, để tìm kết chấp nhận đợc tất cỡ sàng (m) Thêm việc tính toán thủ công tốn nhiều công sức số lợng phép tính phải thực lớn, nhiều hệ số hệ phơng trình biến chạy Học viên : Lê Duy Hng Lớp : Cao häc XD CTGT – K11 Bµi tËp lớn Thiết Kế Tối Ưu Tin Học ứng Dụng, Sáng chế Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS : Nguyễn Viết Trung - Do thiết kế cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa toán phức tạp đòi hỏi ngời thiết kế phải có nhiều kinh nghiệm, có trình độ chuyên môn cao, công việc nặng nhọc, tốn nhiều công sức thời gian, sai sót nhiều Trong nhiều trờng hợp không thiết kế đợc cấp phối tối u - Để có đợc kết xác, nhanh chóng, đáp ứng đợc yêu cầu thực tế yêu cầu đặt phải xây dựng phần mềm ứng dụng đơn giản, dễ sử dụng, phù hợp với trình độ thực tế, kết thiết kế không mang tính chủ quan, có độ xác cao, đáp ứng đợc yêu cầu tất dự án Nội dung công việc toán thiết kế tối u cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa: HiƯn c¸c dù ¸n sư dơng vèn níc, dự án xây dựng dới hình thức BT BOT thờng thiết kế theo hớng dẫn yêu cầu tiêu chuẩn ngành Bộ Giao thông vận tải 22 TCN 249-98 Quy trình công nghệ thi công nghiệm thu mặt đờng bê tông nhựa-Yêu cầu kỹ thuật Việc thiết kế cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa theo phơng pháp đợc tiến hành theo bớc sau: Để tính toán tỷ lệ phối hợp loại cốt liệu, ta sử dụng phơng trình sau: - P1 P P3 Pn 100(%) BD j 100 P1 BD j 100 P BD j 100 P3 B Dn j 100 (I ) Pn B qp j ( II ) Trong ®ã: + P1, P2, P3,…, Pn liƯu, % lµ tû lƯ phối hợp loại cốt + BD1j , BD2j , BD3j , , BDnj hàm lợng lọt sàng cỡ sàng j loại cốt liệu D1, D2, D3, , Dn, % + Bqpj hàm lợng lọt sàng cỡ sàng j theo yêu cầu, % (là giá trị phạm vi cho phép yêu cầu) Học viên : Lê Duy Hng Líp : Cao häc XD CTGT – K11 Bµi tập lớn Thiết Kế Tối Ưu Tin Học ứng Dụng, Sáng chế Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS : Nguyễn Viết Trung - Để tính tỷ lệ phối hợp cốt liệu ta sử dụng phơng trình (II) n cỡ sàng khác nhau, để tạo hệ có n phơng trình bậc chứa n ẩn số phải tìm với điều kiện biên phơng trình (I) Hệ phơng trình đợc giải phơng pháp ma trận - Sau tính đợc tỷ lệ phối hợp cốt liệu D1, D2, D3,, Dn sử dụng phơng trình (II) để tính hàm lợng lọt sàng hỗn hợp thiết kế lần lợt cho tất cỡ sàng + Nếu hỗn hợp cốt liệu sau phối hợp có thành phần hạt hay số cỡ sàng không thoả mãn yêu cầu dẫn kỹ thuật phải hiệu chỉnh tỷ lệ phối hợp cốt liệu tính lại toán đạt yêu cầu + Nếu hỗn hợp cốt liệu sau phối hợp có thành phần hạt thoả mãn yêu cầu dẫn kỹ thuật tất cỡ sàng lấy tỷ lệ tính toán làm tỷ lệ phối hợp Những yêu cầu chuyên môn chơng trình: - Kinh nghiệm thực tế cho thấy, bê tông nhựa có chất lợng tốt nh đờng cong cấp phối bám sát đờng cong tối u Do chơng trình phải tìm đợc tỷ lệ phối hợp để hỗn hợp thiết kế có đờng cong cấp phối bám sát đờng cong tối u (đây đờng cong qua trị số đờng biên đờng biên dới yêu cầu kỹ thuật đờng ngời thiết kế, sử dụng tự định nghĩa) - Chơng trình phải tìm đợc tỷ lệ phối hợp loại cốt liệu nằm miền mà với thực tế thi công, thực tế vật liệu đáp ứng đợc Do chơng trình ph¶i cho phÐp ngêi thiÕt kÕ cã thĨ lùa chän trớc phạm vi tỷ lệ phối hợp loại cốt liệu - Chơng trình phải đáp ứng đợc tất loại bê tông nhựa cần thiết kế: bê tông nhựa hạt thô, bê tông nhựa hạt mịn Có thể thiết kế theo tiêu chuẩn khác nhau: theo tiêu chuẩn ngành 22TCN249-98, theo tiêu chuẩn AASHTO theo yêu cầu riêng dự án Thuật toán lập trình: Học viên : Lê Duy Hng Lớp : Cao häc XD CTGT – K11 Bµi tËp lín Thiết Kế Tối Ưu Tin Học ứng Dụng, Sáng chế Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS : Nguyễn Viết Trung - Chơng trình đợc thiết kế để giải hệ phơng trình gồm n phơng trình bậc sau: B1D1 B D2 B D3 B Dn P1 P P3 Pn B1qp 100 100 100 100 B2D1 B D2 B D3 B Dn P1 P P3 Pn B2qp 100 100 100 100 … BnD1 B D2 B D3 B Dn P1 n P n P3 n Pn Bnqp 100 100 100 100 Trong ®ã: + Pi : tỷ lệ phối hợp cốt liệu Di ,%, i=1n + BDij : hàm lợng lọt sàng cỡ sàng j cốt liệu D i , %, i=1n, j=1m + Bqpj hàm lợng lọt sàng cỡ sàng j theo yêu cầu, % - Phơng pháp giải phơng trình trên: Để tìm đợc nghiệm tối u ta dùng phơng pháp bình phơng tối thiểu: {[B] [P] – b}2 > Trong ®ã: + [B] : ma trận hệ số vế trái hệ phơng trình, + [P] : ma trận ẩn số phải tìm, + b : trị số tối u mong muốn đạt đợc, (trị số trung bình giới hạn trị số giới hạn dới trị trị số ngời sử dụng nghĩa) trị số giới hạn dới số giới hạn tự định Các điều kiện biên giải hệ phơng trình: P1 P P3 Pn 100(%) Bqpmin B.P Bqpmax Häc viªn : Lª Duy Hng Líp : Cao häc XD CTGT – K11 Bài tập lớn Thiết Kế Tối Ưu Tin Học ứng Dụng, Sáng chế Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS : Nguyễn Viết Trung Trong đó: Bqpmin , Bqpmax giới hạn dới giới hạn hàm lợng lọt sàng theo yêu cầu Lập chơng trình phần mềm: - Ngôn ngữ lập trình đợc sử dụng Visual Basic, ngôn ngữ lập trình có giao diƯn ®Đp, dƠ viÕt, dƠ sư dơng Víi viƯc sư dụng ngôn ngữ lập trình này, chơng trình tự động giải toán tìm kết tối u Sơ đồ khối phần mềm đợc thể hình dới - Chơng trình đợc cài đặt chạy máy máy tính có sử dụng hệ điều hành WINDOW 98 / 2K / WIN XP Kết đạt đợc: Kết đạt đợc phần mềm hoàn thiện, dùng để thiết kế trờng hợp đặc biệt sử dụng công trờng, trạm trộn Kết thiết kế xác, Bắt đầu nhanh tróng Sử dụng đơn giản, phù hợp với trình độ thực tế, đáp ứng đáp ứng đợc tất yêu cầu kỹ thuật chuyên gia đặt Nhập số liệu Sơ đồ khối xây dựng phơng trình Giải toán tối u Häc viªn : Lª Duy Hng Líp : Cao häc XD CTGT – K11 in kÕt qu¶ KÕt thóc Bài tập lớn Thiết Kế Tối Ưu Tin Học ứng Dụng, Sáng chế Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS : Ngun ViÕt Trung Häc viªn : Lª Duy Hng Líp : Cao häc XD CTGT – K11