基于模糊理论模型的建筑结构施工管理分析

潘延昌

摘要：建筑结构种类众多，施工安全问题越来越突出，具有不同特点的建筑结构应该匹配出不同的施工管理方式。本论述针对兰州某小区住宅楼，提出基于模糊理论模型的控制方法，通过建立施工中主要影响因素与风险等级之间的关系，计算出各类影响因素的风险等级及主控风险因素。对于同类型建筑结构而言，填充墙加气混凝土的风险等级较高，且属于可控因素，在施工管理中应强化。建议在施工管理中通过引入风险评估，区分主次因素，优化施工过程的控制。

关键词：模糊理论;建筑结构;风险评估;施工管理

中图分类号：U442.55文献标识码：A

建筑结构施工工程质量的影响因素较多，原材料质量、施工的机械化程度、工人的施工规范性、工程材料的多样化以及一些较为隐蔽的质量问题，都会引起建筑结构的在施工中的风险。而关于施工风险的研究，目前也有较多的分析和研究，但大多集中在地下结构或者是较为隐蔽的工程项目，如李顺平等基于三维程式的海底通道地铁项目进行研究，在分解结构树的基础上，建立了盾构法施工工序和风险因素的关系，通过识别矩阵分析出过海通道盾构法施工关键风险因素。何敏从引起高速公路隧道产生安全事故的原因入手，文章将从主客观两方面论述高速公路隧道施工安全事故产生的原因，阐述高速公路隧道施工过程中风险的识别方法与风险评价体系。袁海涛对长输管道工程施工风险管理的核心任务进行浅析，提出相关建议。周勇等以兰州某地铁车站为例，基于专家经验法并结合模糊层次评估模型，分析车站基坑施工过程中的主要风险因素，并量化计算分析风险概率，确定出车站基坑施工中风险最大的影响因素。

既有研究中，对于施工风险管理的研究采用了不同的模型，从不同的角度进行了定性及定量化的研究，定性的描述和讨论居多。采用模糊理论模型把客观上的模糊性进行具体的量化，对于重点工程的风险预判具有重要的意义。本论述基于层次模型和模糊模型，对建筑结构的施工管理进行分析，为设计和施工提供可靠建议。

1模糊理论模型的建立

模糊理论的建模步骤如图1所示。其中层次结构模型是至关重要的一步，可以实现目标层、准则层及方案层之间的模型关系。而判断矩阵的构造则是确定出权重量的大小。层次排序就是将判断矩阵归一化处理，以判断满意程度。一致性检验是为了评价层次排序的一致性，与层次排序的目标基本相同。最后的权重计算可以实现各基础指标的量化，从而对整个系统进行模糊综合评判。

2建筑结构特点及施工风险因素

2.1建筑结构特点

按照结构类型及其用途的不同，建筑结构形式，主要分为现浇混凝土结构、装配式混凝土结构和装配式钢结构。目前最常见的装配式混凝土结构有三大类，分别为装配式混凝土框架结构、剪力墙结构及框架一现浇剪力墙结构。这种结构的主要特点是进行提前预制浇筑成型，现场拼装，整合成为完整的装配式结构。

2.2施工风险因素

施工的风险因素主要可以分为不可预见的施工风险和有形的施工风险。不可预见的包括洪水、地震、火灾等，有形损失包括结构破坏、设备损伤、劳务人员伤亡、设计失误错误等。

3工程背景

选择甘肃省兰州市某住宅楼1#为工程背景，该工程地震设防烈度为八度第2组，地震加速度为0.2g，场地土类别Ⅱ类，丙类建筑，地基基础设计等级为丙级。本设计室内外高差为0.45m;建筑等级二级，二级耐火等级。结构类型为全现浇钢筋混凝土框架结构，填充墙为加气混凝土。标准层建筑面积439.8m²，总建筑面积2199m²。该住宅楼设计为2个单元，一梯两户，共5层。两室两厅一卫和三室两厅一卫混合户型，包括客厅、卧室、厨房、餐厅、卫生间、阳台等。顶层层高为3m，其他层为2.80m，如图2所示。

4施工风险管理模糊计算

依据设计图纸、设计流程及施工指导书，参考大量的文献数据统计，首先进行单一因素影响的评估，建立模糊关系矩阵R。单一模糊关系矩阵的计算與工程背景结构的钢筋混凝土总用量，加气填充墙的用量，一些偶然因素（施工设计误差、自然灾害、环境影响、施工设备故障等）有关。其中施工风险的等级划分见表1所列。

钢筋混凝土施工中风险模糊评估，根据隶属函数定义可以得到：（1）钢筋合格程度影响为{0，1.0，0，0};（2）混凝土密实度影响为{1.0，0，O，0）;（3）混凝土裂缝影响为{1.0，0，0，0};（4）混凝土损伤影响为{0，1.0，0，0};（5）混凝土水化热影响为{0，0，1.0，0}。

其中N（B1，D1）最大，故评估结论为v，级，表明施工风险属于低风险，钢筋合格程度是钢筋混凝土结构中风险最大的因素，总体可以判断钢筋混凝土结构的施工属于低风险，施工风险管理在可控制的范围内。

对于填充墙加气混凝土和偶然因素的模糊控制，计算结果和风险评定结果见表2所列。

从表2可以看出对于填充墙加气混凝土而言，发气剂的含量控制最为重要，直接影响到施工安全性，如不合理使用造成的风险较大，偶然因素中施工误差引起的风险主控风险，偶然因素属于v2级风险。综上，通过模糊理论模型，系统归纳出了本研究背景的建筑施工风险因素，对于该类型住宅楼的施工具有重要意义。

5结论

本论述以基于层次分析法的多极模糊评估，对兰州某住宅楼进行了施工风险评估，合理的构件了隶属关系函数，定量的分析出了结构施工中的主要风险因素以及风险的等级，对于同类型的结构而言，填充墙加气混凝土施工中存在一般风险，偶然因素中施工设计误差应主要避免。本论述所选用的住宅楼具有一定的代表性，合理的风险估计是施工管理的重要和关键节段，本论述的研究成果具有重要的参考价值，建议施工过程管理应该从风险因素入手，建立合理的模型，优化控制施工过程。