基于序關(guān)系法的PC建筑質(zhì)量非線性模糊綜合評價

李健

摘要：裝配式建筑的出現(xiàn)是我國建筑業(yè)深化改革的重要體現(xiàn)。為了更好的控制裝配式建筑的質(zhì)量，本文基于預(yù)制混凝土（Precast Concrete，PC）構(gòu)件的業(yè)務(wù)流程以及PC建筑的施工過程，建立了PC建筑質(zhì)量評價指標體系。利用序關(guān)系法確定各評估指標的權(quán)重；針對PC建筑質(zhì)量影響因素的模糊性和非線性特征及其對評價結(jié)果不同的影響程度，采用非線性模糊矩陣合成算子，建立了序關(guān)系法和非線性模糊綜合評價方法相結(jié)合的PC建筑質(zhì)量評價模型。最后運用該方法對某PC建筑質(zhì)量進行了評價，分析質(zhì)量評價結(jié)果，驗證了該方法是可行的。

Abstract： Prefabricated building construction is an important manifestation of deepening the reform. In order to explore the quality management of prefabricated buildings， the evaluation index system is established based on the precast concrete （PC） business processes and the factors involved in the construction process of prefabricated PC buildings. The order relation method is used to determine the index weight； quality influence factors of PC construction for the fuzzy and nonlinear characteristics have different effects on the evaluation results highlight， the nonlinear fuzzy matrix composition operator is used to construct a PC building quality evaluation model on the basis of the order relation method and nonlinear fuzzy comprehensive evaluation method. Finally， a PC construction quality is evaluated with the method in Qingdao City and quality evaluation results show that the method is feasible and reliable.

關(guān)鍵詞：PC建筑；質(zhì)量；序關(guān)系法；非線性；模糊綜合評價

Key words： precast concrete construction；quality；order relation method；nonlinear；fuzzy comprehensive evaluation

中圖分類號：TU712+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）02-0101-04

0 引言

近年來，在建筑工業(yè)化及住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展推進下，PC建筑備受政府和企業(yè)矚目。隨著今年全國兩會政府工作報告提出大力發(fā)展裝配式建筑以及相關(guān)政策的出臺，伴隨著各級政府和企業(yè)的積極落實推進，裝配式建筑的發(fā)展必將呈現(xiàn)井噴之勢。然而在裝配式建筑帶來巨大效益的同時，質(zhì)量管理工作的難點往往是影響其發(fā)展的一大障礙。PC建筑由于建造方式的改變，涉及到預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計、生產(chǎn)、運輸及堆放、裝配、驗收各個環(huán)節(jié)，質(zhì)量管理面臨著一定的挑戰(zhàn)。為了更好推進PC建筑的發(fā)展，做好質(zhì)量評估工作對PC建筑質(zhì)量管理具有重要的意義。

目前，諸多學者關(guān)于PC建筑的質(zhì)量方面的研究主要集中在裝配式建筑施工技術(shù)及施工質(zhì)量控制等方面，對PC建筑質(zhì)量評價的研究很少。如常春光、齊寶庫等[1-2]采用模糊層次分析法也從施工前、施工中、施工后三個方面探討了裝配式建筑施工質(zhì)量評價的主要內(nèi)容。僅有吳水根等[3]從施工前、施工中、施工后三個方面對裝配式建筑結(jié)構(gòu)部品施工階段的質(zhì)量進行了模糊綜合評價。但上述文獻采用傳統(tǒng)模糊綜合評價法對PC建筑施工質(zhì)量進行分析，受制于其線性加權(quán)的組合方式，導(dǎo)致無法反應(yīng)評判過程的非線性特征，即當某評價指標較差時，僅靠增大權(quán)重不能完全體現(xiàn)其對評價結(jié)果的突出影響，不能夠合理準確地得到PC建筑質(zhì)量評價結(jié)果。

本文以PC建筑質(zhì)量為評價對象，建立了包括PC構(gòu)件設(shè)計質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量、運輸及堆放質(zhì)量、裝配質(zhì)量、驗收質(zhì)量五個方面的PC建筑質(zhì)量的評價指標體系。受PC建筑發(fā)展時間短，客觀數(shù)據(jù)匱乏的限制，各指標的權(quán)重更加依賴主觀的的知識經(jīng)驗，采用主觀賦權(quán)的序關(guān)系法不僅能克服多指標時層次分析法難以滿足一致性的不足，更具有計算方便的優(yōu)點。同時采用非線性模糊矩陣合成算子，引入特殊影響因子，彌補了傳統(tǒng)線性模糊綜合評價線性加權(quán)算法的缺陷，能突出反映某些指標對評價結(jié)果的影響；大量的評價實踐證明，評價工作的不確定性導(dǎo)致了評價的非線性。因此，本文將二者有機的結(jié)合起來，提出了基于序關(guān)系法和非線性模糊綜合評價法的評價模型，并將其應(yīng)用到PC建筑質(zhì)量評價中，從理論上保證了評價的科學性。

1 PC建筑質(zhì)量評價指標體系

基于對傳統(tǒng)建造方式建筑質(zhì)量評價的研究，結(jié)合了PC建筑自身所具有的特征，從預(yù)制構(gòu)件的業(yè)務(wù)流程及施工過程中所涉及的因素出發(fā)，在參考國家、行業(yè)系列標準規(guī)范的基礎(chǔ)上，對各個環(huán)節(jié)PC建筑質(zhì)量影響因素進行了詳細全面的分析，并結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业闹笇?dǎo)意見，構(gòu)建了PC建筑質(zhì)量評價指標體系。該指標體系由5個一級指標，23個二級指標要素組成，具體構(gòu)成如表1所示[4-7]。

1.1 設(shè)計質(zhì)量

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著PC建筑的質(zhì)量，其中主要因素包括：預(yù)制建筑方案與結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計質(zhì)量，施工圖設(shè)計，模具設(shè)計質(zhì)量。

1.2 生產(chǎn)質(zhì)量

PC建筑大部分構(gòu)件實行工廠化生產(chǎn)，構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量對PC建筑質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。其中主要因素包括：構(gòu)件生產(chǎn)材料的質(zhì)量，預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝，構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備及模具的精度，鋼筋加工安裝及安放預(yù)埋件，構(gòu)件出廠質(zhì)量檢測等。

1.3 運輸及堆放質(zhì)量

在工廠加工的預(yù)制構(gòu)件運輸?shù)巾椖楷F(xiàn)場，期間充滿著不確定因素，因此構(gòu)件的運輸及堆放也影響著PC建筑質(zhì)量。其中包括運輸工具的選擇；根據(jù)預(yù)制構(gòu)件自身的特征，運輸方案的選擇；構(gòu)件的裝卸；構(gòu)件的堆放保護等四個方面。

1.4 裝配質(zhì)量

預(yù)制構(gòu)件裝配階段的質(zhì)量影響因素包括：材料與機具設(shè)備，現(xiàn)場工人的技術(shù)，構(gòu)件安裝技術(shù)要點控制，構(gòu)件的施工流程安排，現(xiàn)場的施工管理，后澆注漿工程質(zhì)量控制措施等。其中構(gòu)件安裝技術(shù)要點控制包括：構(gòu)件的吊裝質(zhì)量控制，預(yù)制構(gòu)件的位置彈線控制，模板的支撐，構(gòu)件間的鋼筋套筒灌漿連接等。現(xiàn)場的施工管理包括材料、預(yù)制構(gòu)件的組織管理，勞動力組織管理，BIM信息化管理，項目施工進度管理等。

1.5 驗收質(zhì)量

驗收階段是PC建筑質(zhì)量評價不可或缺的一部分。根據(jù)GB50204《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》及現(xiàn)行行業(yè)標準JGJ1-2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》得出驗收階段質(zhì)量包括PC建筑工程驗收資料及技術(shù)資料提交情況，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程的質(zhì)量驗收情況，結(jié)構(gòu)實體檢驗情況。其中PC建筑質(zhì)量驗收資料包括預(yù)制構(gòu)件進場驗收資料，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)工程驗收資料，結(jié)構(gòu)實體檢驗資料以及各分項工程驗收記錄。預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程按照規(guī)范規(guī)定的一般規(guī)定、主控項目、一般項目進行質(zhì)量驗收。結(jié)構(gòu)實體驗收一般是對涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的有代表性的部位進行檢驗。

2 指標權(quán)重的確定

序關(guān)系法是東北大學郭亞軍教授提出的一種方法，它通過對AHP進行改進，避開了AHP中的缺點，而且該方法無需進行一致性檢驗[8-9]。

式中aj表示質(zhì)量等級評分值，一般取區(qū)間中值，nj為隸屬度判斷矩陣。同時基于AHP法的思想引入九標度原理，定義被評價指標的突出影響程度系數(shù)λi的取值范圍為1～9，其中數(shù)值代表的含義為：1表示為該指標無突出影響；3表示該指標具有突出影響；5表示該指標具有明顯突出影響；7表示該指標具有強烈突出影響；9表示該指標具有極端突出影響；2、4、6、8表示突出影響介于上述二者之間。本文為了簡便計算，設(shè)定當Q=90時，λi=1；表示該指標對評價結(jié)果沒有突出影響；當Q=10時，λi=9，表示該指標對評價結(jié)果的影響程度極高；從而可以得出c=0.9，k=-1。其中本文質(zhì)量水平評分的數(shù)值范圍在10至90之間[13]。

③非線性模糊綜合評價。

在上述的基礎(chǔ)上通過公式（4）采用非線性加權(quán)計算模糊評價，然后按照最大隸屬度原則，確定PC建筑質(zhì)量水平等級，也可以取質(zhì)量等級范圍的組中值，與質(zhì)量隸屬的矩陣中對應(yīng)的數(shù)值相乘，最后求和根據(jù)數(shù)值所在區(qū)間確定質(zhì)量水平等級[13]。

4 算例分析

本文以某裝配式建筑為例進行分析驗證，該項目總建筑面積約12000平方米，整體裝配率52%，標準層裝配率65%，2#、3#樓為預(yù)制裝配式住宅，采用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。邀請6位建筑設(shè)計，預(yù)制生產(chǎn)，施工，管理等相關(guān)領(lǐng)域的專家對各指標進行排列并賦值，通過序關(guān)系法計算各指標的權(quán)重值。然后通過專家對PC建筑質(zhì)量水平進行分析打分，根據(jù)打分表確定PC建筑質(zhì)量影響因素的隸屬度矩陣R，最后通過非線性模糊綜合評價方法進行定量分析，為PC建筑質(zhì)量管理提供依據(jù)。

4.1 運用該模型具體的運算過程

①確定權(quán)重。

根據(jù)PC建筑質(zhì)量評價指標結(jié)合專家的給出的序關(guān)系計算各指標的權(quán)重值如表4所示。

②非線性模糊綜合評價。

1）根據(jù)PC建筑質(zhì)量影響因素的隸屬度矩陣R，通過公式（6）計算出各指標的評分值，見表5。

③通過公式（4）計算出PC建筑質(zhì)量非線性模糊綜合評價的結(jié)果向量B=（1.1651，1.1057，1.2194，1.0412，1.0567），然后根據(jù)隸屬度最大的原則，可以確定該PC建筑的質(zhì)量水平為中等。

4.2 結(jié)果分析

由于不同指標因素對評價結(jié)果不同的影響，本文充分考慮到構(gòu)件深化設(shè)計，構(gòu)件連接安裝技術(shù)要點，后澆注漿工程等指標的突出影響，從而將各指標的影響充分體現(xiàn)出來，得出的結(jié)果更加科學、符合實際。

5 結(jié)論

PC建筑是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，質(zhì)量管理涉及到各個環(huán)節(jié)，目前針對質(zhì)量評價或質(zhì)量控制還沒有明確統(tǒng)一的方法。本文從PC構(gòu)件的業(yè)務(wù)流程和施工階段所涉及的因素出發(fā)，構(gòu)建了PC建筑質(zhì)量評價指標體系，建立了序關(guān)系法和非線性模糊綜合評價法相結(jié)合的評價模型。該評價模型將二者優(yōu)點有機的結(jié)合起來，充分反應(yīng)了PC建筑質(zhì)量影響因素對評價結(jié)果不同的突出影響程度，克服了傳統(tǒng)模糊綜合評價法的不足。通過該模型對某PC建筑質(zhì)量評價可知該項目構(gòu)件設(shè)計質(zhì)量和裝配質(zhì)量指標權(quán)重很大，同時充分考慮到預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計、構(gòu)件安裝技術(shù)要點控制、后澆注漿工程質(zhì)量控制等各指標對PC建筑質(zhì)量的突出影響，引入了特殊影響因子，從而得出更加符合實際的評價結(jié)果，同時有助于決策層對PC建筑質(zhì)量管理采取正確的措施。

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