基于序关系法的PC建筑质量非线性模糊综合评价

2017-02-06李健

价值工程 2017年2期

李健

摘要：装配式建筑的出现是我国建筑业深化改革的重要体现。为了更好的控制装配式建筑的质量，本文基于预制混凝土（Precast Concrete，PC）构件的业务流程以及PC建筑的施工过程，建立了PC建筑质量评价指标体系。利用序关系法确定各评估指标的权重；针对PC建筑质量影响因素的模糊性和非线性特征及其对评价结果不同的影响程度，采用非线性模糊矩阵合成算子，建立了序关系法和非线性模糊综合评价方法相结合的PC建筑质量评价模型。最后运用该方法对某PC建筑质量进行了评价，分析质量评价结果，验证了该方法是可行的。

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.

关键词：PC建筑；质量；序关系法；非线性；模糊综合评价

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

中图分类号：TU712+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）02-0101-04

0 引言

近年来，在建筑工业化及住宅产业化的发展推进下，PC建筑备受政府和企业瞩目。随着今年全国两会政府工作报告提出大力发展装配式建筑以及相关政策的出台，伴随着各级政府和企业的积极落实推进，装配式建筑的发展必将呈现井喷之势。然而在装配式建筑带来巨大效益的同时，质量管理工作的难点往往是影响其发展的一大障碍。PC建筑由于建造方式的改变，涉及到预制构件的设计、生产、运输及堆放、装配、验收各个环节，质量管理面临着一定的挑战。为了更好推进PC建筑的发展，做好质量评估工作对PC建筑质量管理具有重要的意义。

目前，诸多学者关于PC建筑的质量方面的研究主要集中在装配式建筑施工技术及施工质量控制等方面，对PC建筑质量评价的研究很少。如常春光、齐宝库等[1-2]采用模糊层次分析法也从施工前、施工中、施工后三个方面探讨了装配式建筑施工质量评价的主要内容。仅有吴水根等[3]从施工前、施工中、施工后三个方面对装配式建筑结构部品施工阶段的质量进行了模糊综合评价。但上述文献采用传统模糊综合评价法对PC建筑施工质量进行分析，受制于其线性加权的组合方式，导致无法反应评判过程的非线性特征，即当某评价指标较差时，仅靠增大权重不能完全体现其对评价结果的突出影响，不能够合理准确地得到PC建筑质量评价结果。

本文以PC建筑质量为评价对象，建立了包括PC构件设计质量、生产质量、运输及堆放质量、装配质量、验收质量五个方面的PC建筑质量的评价指标体系。受PC建筑发展时间短，客观数据匮乏的限制，各指标的权重更加依赖主观的的知识经验，采用主观赋权的序关系法不仅能克服多指标时层次分析法难以满足一致性的不足，更具有计算方便的优点。同时采用非线性模糊矩阵合成算子，引入特殊影响因子，弥补了传统线性模糊综合评价线性加权算法的缺陷，能突出反映某些指标对评价结果的影响；大量的评价实践证明，评价工作的不确定性导致了评价的非线性。因此，本文将二者有机的结合起来，提出了基于序关系法和非线性模糊综合评价法的评价模型，并将其应用到PC建筑质量评价中，从理论上保证了评价的科学性。

1 PC建筑质量评价指标体系

基于对传统建造方式建筑质量评价的研究，结合了PC建筑自身所具有的特征，从预制构件的业务流程及施工过程中所涉及的因素出发，在参考国家、行业系列标准规范的基础上，对各个环节PC建筑质量影响因素进行了详细全面的分析，并结合相关领域专家的指导意见，构建了PC建筑质量评价指标体系。该指标体系由5个一级指标，23个二级指标要素组成，具体构成如表1所示[4-7]。

1.1 设计质量

预制构件设计质量的优劣直接影响着PC建筑的质量，其中主要因素包括：预制建筑方案与结构方案设计，预制构件深化设计质量，施工图设计，模具设计质量。

1.2 生产质量

PC建筑大部分构件实行工厂化生产，构件生产质量对PC建筑质量产生极大的影响。其中主要因素包括：构件生产材料的质量，预制构件的生产工艺，构件生产设备及模具的精度，钢筋加工安装及安放预埋件，构件出厂质量检测等。

1.3 运输及堆放质量

在工厂加工的预制构件运输到项目现场，期间充满着不确定因素，因此构件的运输及堆放也影响着PC建筑质量。其中包括运输工具的选择；根据预制构件自身的特征，运输方案的选择；构件的装卸；构件的堆放保护等四个方面。

1.4 装配质量

预制构件装配阶段的质量影响因素包括：材料与机具设备，现场工人的技术，构件安装技术要点控制，构件的施工流程安排，现场的施工管理，后浇注浆工程质量控制措施等。其中构件安装技术要点控制包括：构件的吊装质量控制，预制构件的位置弹线控制，模板的支撑，构件间的钢筋套筒灌浆连接等。现场的施工管理包括材料、预制构件的组织管理，劳动力组织管理，BIM信息化管理，项目施工进度管理等。

1.5 验收质量

验收阶段是PC建筑质量评价不可或缺的一部分。根据GB50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》及现行行业标准JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》得出验收阶段质量包括PC建筑工程验收资料及技术资料提交情况，预制混凝土结构子分部工程的质量验收情况，结构实体检验情况。其中PC建筑质量验收资料包括预制构件进场验收资料，预制混凝土结构工程验收资料，结构实体检验资料以及各分项工程验收记录。预制混凝土结构子分部工程按照规范规定的一般规定、主控项目、一般项目进行质量验收。结构实体验收一般是对涉及混凝土结构安全的有代表性的部位进行检验。

2 指标权重的确定

序关系法是东北大学郭亚军教授提出的一种方法，它通过对AHP进行改进，避开了AHP中的缺点，而且该方法无需进行一致性检验[8-9]。

式中aj表示质量等级评分值，一般取区间中值，nj为隶属度判断矩阵。同时基于AHP法的思想引入九标度原理，定义被评价指标的突出影响程度系数λi的取值范围为1～9，其中数值代表的含义为：1表示为该指标无突出影响；3表示该指标具有突出影响；5表示该指标具有明显突出影响；7表示该指标具有强烈突出影响；9表示该指标具有极端突出影响；2、4、6、8表示突出影响介于上述二者之间。本文为了简便计算，设定当Q=90时，λi=1；表示该指标对评价结果没有突出影响；当Q=10时，λi=9，表示该指标对评价结果的影响程度极高；从而可以得出c=0.9，k=-1。其中本文质量水平评分的数值范围在10至90之间[13]。

③非线性模糊综合评价。

在上述的基础上通过公式（4）采用非线性加权计算模糊评价，然后按照最大隶属度原则，确定PC建筑质量水平等级，也可以取质量等级范围的组中值，与质量隶属的矩阵中对应的数值相乘，最后求和根据数值所在区间确定质量水平等级[13]。

4 算例分析

本文以某装配式建筑为例进行分析验证，该项目总建筑面积约12000平方米，整体装配率52%，标准层装配率65%，2#、3#楼为预制装配式住宅，采用装配式剪力墙结构。邀请6位建筑设计，预制生产，施工，管理等相关领域的专家对各指标进行排列并赋值，通过序关系法计算各指标的权重值。然后通过专家对PC建筑质量水平进行分析打分，根据打分表确定PC建筑质量影响因素的隶属度矩阵R，最后通过非线性模糊综合评价方法进行定量分析，为PC建筑质量管理提供依据。

4.1 运用该模型具体的运算过程

①确定权重。

根据PC建筑质量评价指标结合专家的给出的序关系计算各指标的权重值如表4所示。

②非线性模糊综合评价。

1）根据PC建筑质量影响因素的隶属度矩阵R，通过公式（6）计算出各指标的评分值，见表5。

③通过公式（4）计算出PC建筑质量非线性模糊综合评价的结果向量B=（1.1651，1.1057，1.2194，1.0412，1.0567），然后根据隶属度最大的原则，可以确定该PC建筑的质量水平为中等。

4.2 结果分析

由于不同指标因素对评价结果不同的影响，本文充分考虑到构件深化设计，构件连接安装技术要点，后浇注浆工程等指标的突出影响，从而将各指标的影响充分体现出来，得出的结果更加科学、符合实际。

5 结论

PC建筑是一个复杂的系统工程，质量管理涉及到各个环节，目前针对质量评价或质量控制还没有明确统一的方法。本文从PC构件的业务流程和施工阶段所涉及的因素出发，构建了PC建筑质量评价指标体系，建立了序关系法和非线性模糊综合评价法相结合的评价模型。该评价模型将二者优点有机的结合起来，充分反应了PC建筑质量影响因素对评价结果不同的突出影响程度，克服了传统模糊综合评价法的不足。通过该模型对某PC建筑质量评价可知该项目构件设计质量和装配质量指标权重很大，同时充分考虑到预制构件深化设计、构件安装技术要点控制、后浇注浆工程质量控制等各指标对PC建筑质量的突出影响，引入了特殊影响因子，从而得出更加符合实际的评价结果，同时有助于决策层对PC建筑质量管理采取正确的措施。

参考文献：

[1]常春光，王嘉源，李洪雪.装配式建筑施工质量因素识别与控制[J].沈阳建筑大学学报，2016，18（1）：58-63.

[2]齐宝库，李长福.装配式建筑施工质量评估指标体系的建立与评估方法研究[J].施工技术，2014，43（15）：20-24.

[3]吴水根，柏建韦.装配式建筑结构部品施工的质量评价[J].建筑施工，2013，35（2）：116-118.

[4]侯君伟.装配式混凝土住宅工程施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[5]装配整体式混凝土结构工程施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[6]中国建筑科学研究院.GB50204-2015，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[7]中国建筑科学研究院.JGJ1-2014，装配式混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

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