[发明专利]一种拟合任意徐变系数曲线的方法

说明书

本发明公开了一种拟合任意徐变系数曲线的方法，包括以下步骤:确定徐变系数的指数表达式；选取样本数据；采用模拟退火法求解徐变系数的参数初值；基于模拟退火法求得的参数初值，采用Levenberg‑Marquardt法求解徐变系数的参数终值；将参数终值代入徐变系数的指数表达式，完成徐变系数曲线拟合。本发明能够拟合任意徐变系数曲线，拟合精度高，拟合速度快。采用本方法对一条徐变系数曲线进行拟合，用时不超过1s，相关系数R通常在0.9999以上。本发明解决了有限元分析中混凝土结构徐变效应模拟不准确的问题，为自主有限元程序混凝土结构徐变分析模块的编制提供了高效、通用的解决方案。

技术领域

本发明属于结构设计技术领域，具体涉及一种拟合任意徐变系数曲线的方法。

背景技术

产生徐变效应是混凝土结构的重要特性之一，如果结构计算中忽略徐变效应的影响，那么计算内力和理论线形将与结构的真实受力状态和线形有很大偏差，严重的可能造成工程隐患。

而考虑施工阶段的混凝土结构徐变分析时，通常采用增量法进行徐变分析，为减少占用计算机内存，徐变系数的表达式应采用便于递推分析的指数形式。因此，进行徐变效应的精确分析关键在于徐变系数的指数形式能否准确还原规范中的徐变系数曲线。

目前，尚无一种能够对任意徐变系数曲线进行精确拟合的方法。针对上述徐变效应计算中的实际问题，亟需一种通用性强、准确率高、计算效率高的方法来解决徐变系数曲线的拟合问题。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种拟合任意徐变系数曲线的方法。

本发明的技术方案是：一种拟合任意徐变系数曲线的方法，包括以下步骤:

A.确定徐变系数的指数表达式；

B.选取样本数据；

C.采用模拟退火法求解徐变系数的参数初值；

D.基于模拟退火法求得的参数初值，采用Levenberg-Marquardt法求解徐变系数的参数终值；

E.将参数终值代入徐变系数的指数表达式，完成徐变系数曲线拟合。

步骤A中确定的徐变系数指数表达式，如下:

式中，C_i、q_i为待求参数，τ为加载时的混凝土龄期，t为计算时刻的混凝土龄期。

更进一步的，式(1)中的为某时刻的徐变系数值，或为某时刻不考虑徐变系数公式中常数项影响的值。

更进一步的，步骤B中样本数据为根据任一规范公式或实验数据得到的一组数据。

更进一步的，步骤B中样本数据与式(1)中的相对应为一系列徐变系数值，或为不考虑徐变系数公式中常数项影响的一系列值。

更进一步的，步骤C中采用的模拟退火法(Simulate Anneal Arithmetic)为通用概率演算法，模拟退火法用于求解式(1)中参数C_i、q_i的初值。

更进一步的，步骤D中采用的Levenberg-Marquardt法为最优化算法，Levenberg-Marquardt法用于求解式(1)中参数C_i、q_i的终值。

更进一步的，步骤D中采用Levenberg-Marquardt法求解时，迭代初值为通过步骤C求得的参数C_i、q_i的初值。

更进一步的，步骤E中将参数终值代入式(1)后，当式(1)中的代表徐变系数值时，代入参数终值后的式(1)即为徐变系数曲线的拟合公式。