![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Зимнее бетонирование на Южном Урале
..pdfнении регрессии, извлекается неравномерно из обла сти эксперимента — в центре плана информации извлекается значительно меньше, чем на периферии. Эту неравномерность исключает так называемое ротатабельное центральное композиционное планиро вание, при котором оценка дисперсии выхода, пред сказанная уравнением (29), будет постоянной для всех точек факторного пространства, находящихся на
равном расстоянии от центра |
эксперимента. |
|
|
||
|
|
|
Т а б л и ц а 21 |
||
Условия проведения экспериментов |
|
|
|||
Изученные факторы |
* - Мп |
x„-R6 х»=‘н-в Х4, = |
р тр |
х*=‘из |
|
Основной уровень (х = 0) |
9 |
250 |
—23 |
50 |
60 |
Интервал варьирования |
2,4 |
50 |
- 9 |
10 |
4 |
Верхний уровень (х=+1) |
11.4 |
300 |
-3 2 |
60 |
64 |
Нижний уровень (х=—1) |
6,6 |
200 |
—14 |
40 |
56 |
Звездные точки -fa |
15 |
400 |
—45 |
70 |
70 |
Звездные точки —a |
3 |
100 |
- 1 |
30 |
50 |
Чрезвычайно полезной особенностью этого метода планирования является также стандартизация пере менных безразмерным кодированием по формуле:
где Х[ — безразмерная кодированная величина дейст вующего фактора;
Х, — текущее значение данного фактора; X?—-середина диапазона варьирования этой пере
менной (основной уровень); Ai — шаг варьирования переменной.
Метод РЦКП был применен для построения мате матической модели расчета себестоимости и трудоем кости с использованием метода электропрогрева. Ус
ловия |
кодирования переменных |
представлены в |
||
табл. |
21. |
планирования и результаты |
расчетов се |
|
Матрица |
||||
бестоимости |
и трудоемкости на |
ЭВМ |
«Минск-22» |
|
приведены в табл. 22. |
|
|
121
Таблица 22
Матрица планирования экспериментов
ирезультаты определения дополнительных затрат по себестоимости (Сзп) и трудоемиости(Тзп )
М а т р и ц а п л а н и р о в а н и я
н оме р |
*1 |
|
о п ы т а |
||
1 |
|
|
2 |
+ |
|
3 |
|
|
4 |
+ |
|
5 |
1 |
|
б |
||
1 |
||
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
1 0 |
+ |
|
11 |
1 |
|
1 2 |
||
"Г |
||
1 3 |
+ |
|
1 4 |
||
1 5 |
+ |
|
1 6 |
||
1 7 |
|
|
1 8 |
|
|
1 9 |
+ |
|
2 0 |
||
2 1 |
+ |
|
22 |
||
2 3 |
|
|
2 4 |
|
|
2 5 |
+ |
|
2 6 |
||
2 7 |
+ |
|
2 8 |
||
2 9 |
4- |
|
3 0 |
||
31 |
+ |
|
3 2 |
||
3 3 |
+ |
|
3 4 |
||
3 5 |
0 |
|
3 6 |
0 |
|
3 7 |
0 |
|
3 8 |
0 |
|
3 9 |
0 |
|
4 0 |
0 |
|
4 1 |
0 |
|
4 2 |
0 |
|
13 — 5 2 |
0 |
*а
—
1
~г
+
—
—
+
4 -
—
—
+
4-
—
4- -Ь
—
—
4-
1 “ Г
—
+
_1_
—
4-
Л1-
—
4-
4-
0
0
_
4 -
0
0
0
0
0
0
0
Хз |
х 4 |
——
——
——
—
4 -
4 - —
4 - —
4 - —
-f-
—4 "
—
—4-
4- |
4- |
4- |
4- |
4- |
4- |
++
—
——
——
——
4- —
4- —
4 - —
4- —
4-
—+
—-Ь
—4-
4- |
4- |
4- |
4- |
4- |
4- |
4- |
4- |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 0
—0
4- 0
0 —
0 1
0 0
0 0
0 0
|
Р е з у л ь т а т ы э к с п е р и м е н т а |
||||
|
ДЛЯ |
п ц |
для |
Ш П Ц |
|
*5 |
^ э п |
Т |
Г* |
Т |
|
|
|
1 эп |
^ э п |
* э п |
|
— |
3 , 4 4 |
3 1 7 |
3 , 6 3 |
3 , 2 9 |
|
6 , 3 4 |
6 |
0 4 |
6 , 4 6 |
6 , 1 1 |
|
— |
3 , 4 1 |
3 1 7 |
3 , 6 0 |
3 , 2 9 |
|
— |
6 , 3 0 |
6 |
0 4 |
6 , 4 2 |
6 , 1 1 |
— |
3 , 6 7 |
3 |
1 6 |
3 , 8 2 |
3 , 2 4 |
— |
6 , 6 1 |
6 |
0 2 |
6 , 6 9 |
6 , 0 8 |
— |
3 , 6 4 |
3 |
1 6 |
3 , 8 0 |
3 , 2 4 |
— |
6 , 5 8 |
6 |
0 2 |
6 , 6 5 |
6 , 0 8 |
— |
3 , 9 2 |
3 4 6 |
4 , 1 4 |
3 , 5 9 |
|
— |
6 , 8 2 |
6 3 3 |
6 , 9 7 |
6 , 4 2 |
|
— |
3 , 9 0 |
3 4 6 |
4 , 1 1 |
3 , 5 9 |
|
— |
6 , 7 7 |
6 |
3 3 |
6 , 9 2 |
6 , 4 2 |
— |
4 , 2 2 |
3 44 |
4 , 4 1 |
3 , 5 4 |
|
— |
7 , 1 6 |
6 |
3 0 |
7 , 2 6 |
6 , 3 8 |
— |
4 , 1 9 |
3 |
44 |
4 , 3 7 |
3 , 5 4 |
— |
7 , 1 0 |
6 |
3 0 |
7 , 1 9 |
6 , 3 8 |
4- |
3 , 4 8 |
3 |
1 9 |
3 , 6 1 |
3 , 2 7 |
4" |
6 , 3 3 |
6 |
0 2 |
6 , 4 3 |
6 , 0 8 |
+ |
3 , 4 5 |
3 |
1 9 |
3 , 5 8 |
3 , 2 7 |
4- |
6 , 2 8 |
6 |
0 2 |
6 , 3 8 |
6 , 0 8 |
4" |
3 , 6 4 |
3 |
1 3 |
3 , 7 9 |
3 , 2 1 |
6 , 5 4 |
6 |
0 |
6 , 6 3 |
6 , 0 4 |
|
4- |
3 , 6 0 |
3 |
13 |
3 , 7 5 |
3 , 2 1 |
4- |
6 , 4 9 |
6 |
0 |
6 , 5 8 |
6 , 0 4 |
4- |
3 , 7 9 |
3 |
3 8 |
3 , 8 9 |
3 , 4 4 |
6 , 6 8 |
6 |
2 3 |
6 , 7 1 |
6 , 2 5 |
|
+ |
3 , 7 6 |
3 |
3 8 |
3 , 8 6 |
3 , 4 4 |
4- |
6 , 6 3 |
6 |
2 3 |
6 , 6 8 |
6 , 2 5 |
-L |
4 , 0 4 |
3 |
3 4 |
4 , 1 2 |
3 , 3 8 |
j |
|||||
4- |
6 , 9 4 |
6 |
2 0 |
6 , 9 5 |
6 , 2 1 |
4- |
4 , 0 1 |
3 |
3 4 |
4 , 0 9 |
3 , 3 8 |
“ Г |
6 , 8 9 |
6 |
20 6 , 9 0 |
6 , 2 1 |
|
I |
|
2 4 6 |
|
|
|
0 |
2 , 5 3 |
2 , 6 9 |
2 , 5 8 |
||
0 |
8 , 2 7 |
7 3 6 |
8 , 3 5 |
7 , 3 8 |
|
0 |
5 , 3 3 |
4 8 0 |
5 , 4 5 |
4 , 8 5 |
|
0 |
5 , 2 9 |
4 8 0 |
5 , 4 1 |
4 , 8 5 |
|
0 |
4 , 8 7 |
4 8 6 |
5,05 |
4 , 9 5 |
|
0 |
5 , 6 2 |
4 81 |
5 , 6 9 |
4 , 8 3 |
|
0 |
4 , 8 9 |
4 6 3 |
5 , 0 8 |
4 , 7 0 |
|
0 |
6 , 2 7 |
5 |
1 8 |
6 , 1 7 |
5 , 1 4 |
— |
5 , 5 7 |
4 8 8 |
6 , 3 3 |
5 , 1 7 |
|
4- |
5 , 3 1 |
4 7 5 |
5 , 5 0 |
4 , 8 0 |
|
0 |
5 , 3 2 |
4 7 9 |
5 , 4 3 |
4 , 8 4 |
В соответствии с теорией экстремального экспери мента проводился дисперсионный и регрессионный анализ. Так как дополнительные затраты определяют
ся расчетным путем, дисперсия равна 0. |
определены |
|||||||||
Коэффициенты |
уравнения |
регрессии |
||||||||
по следующим формулам: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
N |
|
|
|
ш |
|
|
Ь0 = |
А_ 2Щ М - 2 ) V y n- 2 > 4 c ( n |
|
Уп |
|
||||||
|
N |
|
|
|
|
|
п= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
П = 1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
m + 2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,2 |
Уп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+«* |
|
|
|
|
|
||
|
m |
|
n=m + l |
|
|
|
|
|
|
|
_с |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Х,П Уп T" а (Уш+21 4 “ Уш + |
21 —l ) |
; |
i = |
l,n; |
|||||
N |
|
|||||||||
n=i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
bij = |
C2 |
xmxjnyn; |
ij = |
1, |
n; |
i < |
j; |
(30) |
||
NL |
||||||||||
|
|
n=l |
|
m |
|
|
|
|
|
|
bn — A |
|C 2[(n + 2) X4— n] |
|
|
|
|
|
||||
|
Уп + а2 (Уш+21-1 ~Ь |
|||||||||
N |
|
|
|
п=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ш |
|
ш + 2п |
|
|
|
T Ут+21) |
+ С2( 1 - ) Ч) п |
^ Уп + |
а2 |
1 |
Уп |
|
||||
|
|
|
N |
п—1 |
|
n=m-fl |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— 24 С V |
уп], |
i = 1, п, |
|
|
|
|||
|
|
|
п==1 |
|
|
|
|
|
|
|
где |
А = |
0,4792; N = 5 2 ; |
п = |
5; |
Х2 = |
0,8329; |
|
|||
|
Х4 = 0,88436; |
С |
•; |
а = |
2,378. |
|
|
|||
Уравнения регрессии для определения увеличения |
||||||||||
себестоимости C[JJJ |
и С^ппц трудоемкости |
Т1^ |
и |
Т^ппц |
||||||
при использовании |
электропрогрева |
соответственно |
для портландцемента и шлакопортландцемента полу чены в виде:
=5,312 -К 1,387 х, + 0,134х3 + 0,239 х4 - 0,048 х5+ -f- 0,009 х3 X! — 0,009 хг хъ+ 0,018х3х4 — 0,016 х3х5 —
- 0,038 х4х5 -- 0,0082 _ 0?02х2_ 0,035x2 + 0}022х2;
123
т э"« = |
4,785 + |
1,328 х2 - |
0,011 х3 + 0,121 х4 - |
0,03 х5 + |
||
-f- 0,004х!Х3 |
— 0,006x^5 ~ |
0,007х3х5 — 0,021х4х5 + |
||||
|
+ 0,003x2 - 0,016x2 - |
0,01x2 |
-0,014x2; |
|||
С“ пц = |
5Д26 4- 1,358Х! -{ |
0,119 х3 4- 0,219 х4 - |
0,102 х54~ |
|||
+ 0,004 х2 х3 — 0,003 XiX5 4 - |
0,016 х3 |
х4 — 0,007 х3 х5 — |
||||
- 0,062 х4 хг, - 0,014x2 - |
0,027x2 - |
0,041х§ + |
0,056x2; |
|||
Т^пц = |
4,835 + |
1,307хх — 0,024х3 4- 0,111 х4 — 0,054х5 4- |
+0,004x^3 - 0,033х4хб 4-0,007 х\ — 0,016x2-0,009x2 -
-0,004x2 4-0,005x2.
Проверка на адекватность уравнений регрессии проведена путем сравнения данных, полученных по разработанной методике и уравнениям. Сходимость результатов оказалась высокой (отклонение не пре вышает 5%).
Динамизм современной стройки, а также варьиро вание многих переменных факторов при выборе опти мального метода зимнего бетонирования вызывают необходимость применять такие способы решения по
добной задачи, которые |
отличаются |
минимальными |
затратами. К ним относятся методы |
номографирова |
|
ния, разработанные Г. С. |
Хованским, |
А. А. Глаголе |
вым, В. П. Улановским и др. Они наглядны, просты и помогают быстро отыскать функцию.
При допущении линейной интерполяции по всем аргументам можно воспользоваться методикой конст руирования номограмм из выравненных точек, пред ложенной В. П. Улановским и Г. С. Хованским. По грешность такой интерполяции оценивалась сравне нием результатов, полученных по номограммам и рас четам по ранее предложенной методике. Сопоставле ние показало достаточную для практических целей сходимость результатов (отклонения не превысили
3 -5 % ).
Основное требование, предъявляемое к номограм мам,— это обеспечение наибольшей точности. Оно ог раничивает пределы изменения переменных, застав ляя отбрасывать крайние, редко встречающиеся зна чения. Применять номограммы для интерполяции в
124
таблицах с несколькими входами (переменными) можно лишь при разности между наибольшим и наи меньшим значениями, не превышающей 100 единиц последнего табличного знака. Отмечено решающее влияние модуля поверхности на рост себестоимости при термосе и предварительном электроразогреве, а также трудоемкости при термосе. Например, измене ние этого фактора от 3 до 6 м~1 вызывает увеличение функции выхода в несколько раз, поэтому номограм мы для этих методов, с целью повышения точности, построены для конструкций с различными модулями поверхности.
Для предварительного электроразогрева харак терно непропорциональное (скачкообразное) измене ние функции выхода: резкое увеличение при необходи мости утеплителя и малое изменение, когда утепли тель не требуется, поэтому номограммы расчета увеличения себестоимости были сконструированы с переменной шкалой.
Метод интерполяции табличных функций многих переменных применим для любой функции, которая может быть представлена в виде таблицы, получен ной аналитическим либо эмпирическим способом. Ис ходные данные таблиц при построении номограмм для электропрогрева получены по уравнениям регрессии на ЭВМ «Минск-22», а для термоса и предваритель ного электроразогрева — на ЭВМ «Минск-22» по ра псе разработанным «Временным указаниям по опре делению дополнительных затрат при производстве бе тонных работ в зимнее время на объектах «Главюжуралстроя».
Всего было построено 27 номограмм для определе
ния величин дополнительных |
(текущих) |
затрат по се |
|||
бестоимости и трудоемкости: |
при |
электропрогреве — |
|||
4, предварительном электроразогреве— 12 и |
термо |
||||
се — 11. |
|
рассчитать |
дополнитель |
||
Номограммы позволяют |
|||||
ные затраты |
по себестоимости |
(в руб. на |
1 м3) и |
||
трудоемкости |
(в чел-час на |
1 м3) |
для |
трех |
методов |
зимнего бетонирования в зависимости от важнейших
конструктивных, |
климатических |
и |
технологических |
|
факторов: |
модуля |
поверхности |
конструкции Мп от 3 |
|
до 15 м~\ |
температуры наружного |
воздуха — от 0° С |
125
Рис. 45. Номограмма для определения |
Рис. 46. Номограмма для |
определения |
увеличения трудоем |
увеличения себестоимости при элек |
кости при электропрогреве |
бетонов на |
шлакопортландцементе |
тропрогреве бетонов на шлакопорт- |
(чел-час/мг) |
|
|
ланддементе (руб1мъ) |
|
|
|
до —45° С; требуемой прочности к моменту замерза
ния |
RTP — 30 — 70% от R28; марки бетона |
Мб = 100, |
|
200, |
300 и 400; вида |
цемента — шлакопортландце- |
|
мент |
(ШПЦ) и портландцемент (ПЦ); |
темпера |
|
туры изотермического |
прогрева tH3 от 50 |
до 70° С и |
начальной температуры бетонной смеси tg.H от 30 до
70° С. |
номограммам |
для |
метода |
электропрогрева |
|||
По |
|||||||
(рис. 45, 46) |
можно оценить влияние таких |
техноло |
|||||
гических факторов, |
как модуль поверхности охлаж |
||||||
дения |
конструкций — Мп, |
температура |
наружного |
||||
воздуха |
tH.B, |
требуемая прочность к |
моменту замер |
||||
зания — RTp, температура |
изотермического |
прогрева |
|||||
|из. Они состоят из двух бинарных полей |
(в поле вхо |
||||||
дят tHB |
и Мп) |
и двойной шкалы (RTp |
и tH3). |
варьиру |
|||
При |
предварительном |
электроразогреве |
ются следующие четыре переменных фактора: марка
бетона— Мб, |
температура наружного |
воздуха — tH.B, |
|
требуемая прочность к моменту замерзания RTP, тем |
|||
пература бетона вначале остывания U. н (рис. 47—52). |
|||
Для метода термоса |
построены номограммы для трех |
||
переменных: |
марки |
бетона Мб, температуры наруж |
|
ного воздуха |
tn.B, требуемой прочности |
RTP — и поэто |
му состоят из одного бинарного поля.
Пользоваться номограммами несложно. Напри мер, требуется определить увеличение себестоимости при электропрогреве (рис. 45). Исходные данные: бе тон на шлакопортландцементе, Мп = 9 м~\ tH.B= = —23°С; RTP = 50% R2s, t„3=650 C. На шкале RTp
находим точку, соответствующую RTp = 50% R28 и из нее проводим две прямые 1 и 2 до пересечения линий Мп — 9 м~1 и tH.B= —23° С. Затем для интерполяции по tn3 из крайних значений шкалы проводим через полу ченные точки прямые 3 и 4 до их пересечения. Соеди няя точку пересечения прямых 3 и 4 с точкой tn3 =
= 65° С, |
определяем на |
шкале выхода результат |
Сшпц „ = |
5,4 руб. |
|
Пр и ме р . Требуется |
определить увеличение себе |
стоимости при предварительном электроразогреве для
Мп = 3 |
лг-1; бетон на шлакопортландцементе М200; |
||
RTp = |
60% R28, tH.B= —12°С, t6.n = |
50°С (рис. 47). |
|
На |
шкале RTp |
находим точку, |
соответствующую |
RTp = |
60% R2s, и з |
нее проводим прямые 1 и 2 до пе- |
127
Рис. 47. |
Номограмма для определения увеличения |
Рис. 48. |
Номограмма для опре |
себестоимости при предварительном разогреве бе |
деления |
увеличения себестои |
|
тонов |
на шлакопортландцементе (Мп=3л*_1, |
мости |
при предварительном |
Руб1м3) |
разогреве Сетонов па шлако |
|
портландцементе (Мп = 4 м *, |
|
руб/м3) |
Рис. 49. Номограмма для опре деления увеличения себестои мости при предварительном разогреве бетонов на шлако портландцементе (М , = 5 м ~~1
руб/м3)
Рис. 50. Номограмма для определения увеличения Рис. 51. Номограмма для определения увеличения себесто себестоимости при предварительном разогреве бе имости при предварительном разогреве бетонов на шлако
тонов на шлакопортландцементе (Мп = 6 м—1, портландцементе (Мп= 9 м~1, руб)м3)
руб /м3)
Рис. 52. Номограмма для определения увеличения трудоем кости при предварительном разогреве бетонов на шлакопортландцементе (чел-час!мг)
ресечения линий tg.H = |
50° С и Мб = |
200 на бинар |
ных полях. На шкале |
выхода С ^ аз |
получим две |
точки в местах пересечения с ней линий 1 и 2. Затем для интерполирования по tH.B из крайних значений
шкалы 1н.в через полученные две точки проводим пря |
|
мые 3 и 4 до их пересечения. Соединяя |
точку пересе |
чения прямых 3 и 4 с точкой tH.B= 12° |
С, определяем |
на шкале выхода |
С“рпцраз = 2,5 руб. |
Более просто |
определяются дополнительные за |
траты при трех переменных факторах (одно бинарное поле). Например, требуется определить трудоемкость при предварительном электроразогреве для следую щих условий: Мп = 6 м~\ бетон на шлакопортланд-
цементе, RTp = 60% от R2s, U.h = 40° С (рис. 52).
На шкале находим точку, соответствующую Мп = = 6 м~\ и из нее проводим прямую в бинарное поле до пересечения линий te. н = 40"С и RTp = 60% R2sНа
шкале |
выхода определяем результат ТпрПЦраз = |
= 5,2 |
чел-час. |
130