模糊综合评判在建筑物安全性评价中的应用

张 卓 薛学涛 李晓辉

1 概述

建筑物安全问题是我们国家党和政府关注的重大民生问题之一，同时也是广大人民群众追求安全保护和自我幸福感实现的迫切需要。对既有城镇建筑物安全进行检测，根据检测结果进行安全性评价与分析，建立一个理论充分、切合实际、规范可行的城镇建筑物安全评价与预警体系是变事后管理为事前预警，对城镇建筑物安全有一个全面、客观的评价，对今后其安全状态有一个正确的估计［1］。

2 建筑物选线评价的影响因素

根据建筑物设计和抗震规范，其评价的因素主要分为以下几个方面:安全管理，设计水平，抗震设备，施工质量，结构承载力，使用环境，使用历史，应急设备［1］。

3 模糊综合评判法原理

3.1 建立评判模型

设评价影响建筑物安全性评价因素集U={u1，u2，…，un}，评语集V={v1，v2，…，vn}。根据被评价对象建立单因素评价矩阵:

其中，rij∈［0，1］表示从影响安全性评价因素ui着眼，对被评对象做出vj评语的可能程度［2］。根据评价规则，某一建筑物在安全性评价因素中，评价很好的为1分，较好的为0.8分，一般的为0.6 分，较差的为 0.4 分，很差的为 0.2 分。

给定各因素的权重分配，记为:

其中，ai为因素ui的评价权重，有

3.2 评价指标隶属度计算

对于定量评价指标分值，可根据指数法计算出单因子评价结果，再根据德尔菲法(Delphi法)确定，对于定性评价指标分值则直接采用德尔菲法确定［3］。引入升降半梯形方法建立评价指标隶属函数:

评价因子对于vk的隶属函数:

评价因子对于vk+1的隶属函数:

其中，r(x)为隶属函数;x为评价指标分值。

3.3 评价权重的确定

评价因素的权重实际是指各因素影响评价对象大小的数量表示。确定的方法有很多，如专家经验法，资金比较法等。本文结合模糊数学理论，采用专家经验法来确定权重，以供参考［4］。

模糊综合评价采用模型M=(·，+)加权平均模型:

则应用模糊矩阵的复合运算，得到模糊综合评价B，则得模糊综合评价集为:A～·R～=B～=(b1，b2，…，bm)，得出评判结论。最后，根据评价集V的初赋值，给出评价的总分值为［5］:

4 模糊综合评判在建筑物安全性评价中的实际应用

下面结合实例来检验模糊评价方法的正确性。表1为河南省濮阳市的建筑物安全性评价，经过安全管理，设计水平，抗震设备，施工质量，结构承载力，使用环境，使用历史，应急设备［1］等多方面的论证，最后作出建筑物安全性的评价。

由表1可以得到一个表示评价因素和评价尺度之间模糊关系的模糊矩阵R。

建筑物设计方案8个因素的权重取为:

建筑物安全性的评判等级如表2所示，即V=(100，90，75，65，50)。

采用模型M=(·，+)则得应用模糊矩阵的复合运算，得到模糊综合评价，则得模糊综合评价集B～为:

得出评判结论，则模糊综合评价C为:

即该建筑物安全性评价总得分为82.68，建筑物安全性等级属于安全水平。

表1 濮阳市某建筑物安全性评价指标及处理结果

表2 建筑物安全性评价标准

5 结语

1)实践证明，模糊综合评判对建筑物安全状况的评价比较客观、科学和合理，模糊综合评判能很好地反映建筑物各构件损坏形式及其严重程度对于建筑物总体状况的影响，其结果有助于管理者做出合理的养护、维修、加固方案。

2)本文通过对建筑物安全性的一些重要评判因素的分析，建立其相对应的隶属函数和在模糊数学的综合评价模型。但这种方法有一定的局限性，因为对于建筑物方案安全性评判需要考虑的因素很多，并且各因素的权重系数要经过专家反复论证才能得到。

3)本文的研究方法也适用于类似工程结构健康状况的评价，具有工程实用价值和广阔的开发前景。

［1］ 钟兴润.既有房屋建筑物安全性评价及其管理研究［D］.西安:西安建筑科技大学，2010:1-10.

［2］ 郭嗣琮，陈 刚.信息科学中的软计算方法［M］.沈阳:东北大学出版社，2001.

［3］ 林大海.模糊综合评价方法在桥梁状况评估中的应用［J］.四川建筑，2007，27(6):145-148.

［4］ 梁保松，曹殿立.模糊数学及其应用［M］.北京:科学技术出版社，2007.

［5］ 刘沐宇，林 驰，高宏伟.桥梁生命周期环境影响的多级模糊综合评价［J］.土木工程学报，2009，42(1):55-59.