長安大學(xué)土木工程系統(tǒng)工程

系統(tǒng)工程課程論文學(xué)院：建筑工程學(xué)院專業(yè)：土木工程學(xué)號：20112801xxxx姓名：xxx層次分析法對鋼筋混凝土內(nèi)在質(zhì)量的評價(jià)摘要：通過層次分析法的應(yīng)用，構(gòu)建了一套結(jié)構(gòu)混凝土施工質(zhì)量評估綜合管理體系。將決策目標(biāo)分解成若干個中間層，中間層再分解到最底層，在一層層分解過程中，通過最底層因素的指標(biāo)評價(jià)體系，最終形成逐層的判斷矩陣，計(jì)算分析了各因素對于控制目標(biāo)的影響權(quán)重，最后判斷各因素評價(jià)等級，并給出適當(dāng)措施。關(guān)鍵詞：層次分析法鋼筋混凝土施工質(zhì)量評價(jià)1．層次分析法簡介層次分析法作為系統(tǒng)工程中對非定量事件一種評價(jià)分析方法是1973年由美國學(xué)者a．l．薩蒂（a．1．saaty）最早提出的，（原名為theanalyticlhierarchyprocess）簡稱AHP法。層次分析法是首先將復(fù)雜的問題層次化,根據(jù)問題和要達(dá)到的目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和基本原則，對各層的因素進(jìn)行對比分析，引入l一9比率標(biāo)度方法[1]構(gòu)造出判定矩陣，用求解判定矩陣最大特征根及其特征向量的方法得到各因素的相對權(quán)重；最終通過計(jì)算最低層——各投標(biāo)方案相對于最高層即最佳方案的相對權(quán)重值，得到竟標(biāo)方案的優(yōu)劣排序。層次分析法的基本步驟如下：（1）建立層次結(jié)構(gòu)模型（2）構(gòu)造判定矩（3）層次單排序及其一致性檢驗(yàn)（4）層次總排序及其一致性檢驗(yàn)2．工程簡介廣州富力盈隆廣場，建筑面積5．6萬m，地下1層，地上26層，總高度97．05m，是一座集金融、餐飲、辦公為一體的現(xiàn)代化綜合大廈。廣東建工集團(tuán)機(jī)械化分公司施工。該工程2008年11月通過省級科技示范工程驗(yàn)收鑒定。工程開工前即制定了質(zhì)量計(jì)劃，確定了創(chuàng)“魯班獎”的質(zhì)量目標(biāo)，并制定了相應(yīng)的施工措施計(jì)劃，嚴(yán)格按施工組織設(shè)計(jì)及分部、分項(xiàng)工程施工方案，精心施工，通過竣工驗(yàn)收，綜合評定為優(yōu)良工程，獲2009年度廣州市“十佳”工程和廣東省“白云杯”工程獎。3．層次分析法對鋼筋混凝土內(nèi)在質(zhì)量的評價(jià)該工程框架剪力墻為建筑承重體系的工程，其鋼筋混凝土工程用量具大，因鋼筋混凝土在其施工期間受外部因素的影響，會造成結(jié)構(gòu)內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量不同程度的損傷，因此，利用層次分析法(AHP)對鋼筋混凝土內(nèi)在質(zhì)量的評價(jià)，顯得尤為重要。3．1項(xiàng)目評價(jià)指標(biāo)體系的建立結(jié)構(gòu)混凝土在施工過程中，因各種外界條件和主管因素的影響，必然會引起結(jié)構(gòu)功能的變化，而混凝土質(zhì)量的優(yōu)劣將影響到結(jié)構(gòu)的安全。由于混凝土在不同的施工工藝、方法下差異較大，影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量劣化程度的因素也很多，且每一因素對結(jié)構(gòu)的影響程度也不一樣，因此在掌握了混凝土澆筑工序基礎(chǔ)上，必須建立完善的評價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)對各個評價(jià)指標(biāo)分別賦予不同的權(quán)重，才能對工程施工的狀態(tài)作出正確的評估?；炷潦┕み^程評價(jià)可分澆筑混凝土、鋼筋、拌制、養(yǎng)護(hù)以及技術(shù)管理5個方面進(jìn)行，狀態(tài)分類為：一類(9分)狀態(tài)完好、良好；二類(7分)狀態(tài)較好；三類(5分)狀態(tài)較差；四類(3分)狀態(tài)極差；五類(1分)危險(xiǎn)狀態(tài)。采用1—9標(biāo)度對各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了分值確定，對工程結(jié)構(gòu)混凝土施工狀態(tài)較難準(zhǔn)確界定的，在兩個相鄰標(biāo)度問取中值。3．2運(yùn)用層次分析法建立評價(jià)模型運(yùn)用AHP法解決問題，大體可分為4個步驟：①把問題分解組合，建立遞階層次結(jié)構(gòu)；②根據(jù)所掌握的資料數(shù)據(jù)，通過兩兩比較的方法，按規(guī)定的比例尺度，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；③進(jìn)行層次單排序和一致性檢驗(yàn)；④進(jìn)行總排序和總的一致性檢驗(yàn)，從而得到各方案對總目標(biāo)的優(yōu)劣順序和整個遞階結(jié)構(gòu)所有判斷的總的一致性指標(biāo)，并據(jù)此進(jìn)行決策。3．2．1建立遞階層次結(jié)構(gòu)根據(jù)層次分析法的原理，將評價(jià)指標(biāo)按其屬性進(jìn)行分組，各組構(gòu)成遞階結(jié)構(gòu)，形成多層次評價(jià)指標(biāo)體系。把層次分析結(jié)構(gòu)分為三層：目標(biāo)層G、準(zhǔn)則層C和方案層I，準(zhǔn)則層C的某些元素對方案層I的某些元素起支配作用，同時(shí)它本身又受到目標(biāo)層G元素的支配。本部分所建結(jié)構(gòu)混凝土施工狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)為：目標(biāo)層G；準(zhǔn)則層為澆筑混凝土B1、鋼筋B2、拌制B3、養(yǎng)護(hù)B4、技術(shù)管理B5；方案層為小料方法C1、振搗方法C2、混凝土板厚C3、鋼筋加工C4、鋼筋位置C5、上料拌制C6、材料選擇C7、沙含泥量C8、試塊制作C9、養(yǎng)護(hù)C10、制度C11、準(zhǔn)備工作C12。3．2．2形成判斷矩陣為減小主觀因素的影響，首先將隸屬于同一指標(biāo)的各指標(biāo)之間的相對重要性進(jìn)行比較，形成判斷矩陣。一般地，隸屬于指標(biāo)A。的指標(biāo)Bij(j=1，2，···,m)，其判斷矩陣為m維方陣。表中b表示在隸屬于A的諸指標(biāo)中，指標(biāo)i與指標(biāo)j相比，對于指標(biāo)j的相對重要性程度，采用Soaty提出的1—9比率標(biāo)度法。3．2．3排序計(jì)算排序計(jì)算方法有冪法、和積法和方根法等，文中采用方根法。（1）計(jì)算判斷矩陣每一行的乘積M：Mi=Bi1·Bi2······Bin(i，j=1，2，···,n)（2）計(jì)算Mi的n次方根（3）將方根向量歸一化：，得排序權(quán)向量W=(W1，W2，···,Wn）（4）計(jì)算判斷矩陣最大特征值：式中，(AW)i向AW的第i個元素。3．2．4一致性檢驗(yàn)為保證得到的權(quán)重的合理性，通常要對每一個判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以觀察其是否具有滿意的一致性。否則，應(yīng)修改判斷矩陣，直到滿足一致性要求為止。計(jì)算公式如下：式中，RI，為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。對結(jié)構(gòu)混凝土評價(jià)指標(biāo)的遞階層次結(jié)構(gòu)，其判斷矩陣的計(jì)算見表1～表5。表1判斷矩陣B-C表2判斷矩陣B1-C表3判斷矩陣B2-C表4判斷矩陣B3-C表5判斷矩陣B5-C3．2．5合成權(quán)重的計(jì)算合成權(quán)重的計(jì)算要自上而下，將單一準(zhǔn)則的權(quán)重進(jìn)行合成，并逐層進(jìn)行，直至計(jì)算出最底層中各元素的權(quán)重和總的一致性檢驗(yàn)，即：式中，W(k)為第k層上nk個元素對于總目標(biāo)的合成排序權(quán)重向量；p(k)為第k層上nk個元素對k一1層上所有元素為準(zhǔn)則的排序權(quán)重向量；W(k-1)為第k一1層上n(k-1)個元素對于總目標(biāo)的合成排序權(quán)重向量。根據(jù)表4～表5的計(jì)算結(jié)果，得到文中提出的評判模型的合成權(quán)重為：U=[0．216，0．124，0．047，0．238，0．119，0．O6O，0．037，0．009，0．015，0．082，0．039，0．013]3．2．6混凝土施工施工過程指標(biāo)式中，z為混凝土施工過程評價(jià)分值；n為影響因素的個數(shù)；qi為各個影響因素的實(shí)際評分值，l≤qi≤9；Ui為各個影響因素的權(quán)重值。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)混凝土施工過程評價(jià)分值，即可參照表6對混凝土施工過程作客觀的評估，定出相應(yīng)等級，并按表中要求采取必要的處理措施。總降溫產(chǎn)生的最大的拉應(yīng)力為：混凝土C35，取Rf=1．65MPa，抗裂安全度K=Rf／σmax：=1．65／0．293=5．63>1．15，滿足抗裂條件。表6結(jié)構(gòu)混凝土施工過程綜合評估狀態(tài)等級3．混凝土裂縫間距計(jì)算平均裂縫間距公式：當(dāng)材質(zhì)優(yōu)選養(yǎng)護(hù)優(yōu)良時(shí)，取εp=0.0002。水化熱最高溫度59．63度，周圍平均氣溫為25攝氏度，收縮當(dāng)量溫差Ty(30)=8．2攝氏度，則混凝土的綜合溫差T=(59．63-25)×2/3÷+8．2=31．3攝氏度，平均裂縫間距為：最大裂縫問距[Lmax]=24．4m。(1)通過計(jì)算，本筏板基礎(chǔ)中心最高溫度Tmax==62．57攝氏度，基礎(chǔ)溫度與氣溫溫差超過25攝氏度，為達(dá)到控制溫度的目的，應(yīng)對混凝土表面進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，如采用塑料薄膜、草袋等。做好溫度測量工作，一旦發(fā)現(xiàn)溫差大于25攝氏度時(shí)，立即采用覆蓋保溫，使混凝土緩慢降溫和收縮。(2)通過計(jì)算，混凝土的總拉應(yīng)力小于同齡期的混凝土的抗拉強(qiáng)度，可以滿足抗裂要求，該混凝土筏板基礎(chǔ)澆筑不會出現(xiàn)貫穿性裂縫。(3)通過計(jì)算，最大裂縫的間距為24．4攝氏度，該筏板只留有一條后澆帶，，是很難以避免開裂的。(4)由于基礎(chǔ)直接落在風(fēng)化巖上，在施工時(shí)，可以在基礎(chǔ)與基巖接觸面做油氈瀝青滑動層，釋放應(yīng)力。(5)施工時(shí)，應(yīng)注意精選材料。砂石級配、含泥量、水灰比及外加劑等。4．結(jié)語應(yīng)用層次分析法對工程結(jié)構(gòu)混凝土施工過程進(jìn)行評價(jià)，其特點(diǎn)是應(yīng)用簡便，基于大量實(shí)測數(shù)據(jù)的綜合評價(jià)易為評估者所接受和理解，具有一定的實(shí)用性。與缺乏相關(guān)資料情況下單純依靠個人的經(jīng)驗(yàn)積累對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估的其他評價(jià)方法相比，本部分提出的結(jié)構(gòu)混凝土施工過程的評價(jià)方法更為客觀。但是，對工程具體狀態(tài)的評估，其結(jié)論的可信程度與評估者的工程經(jīng)驗(yàn)和判斷能力有極大的關(guān)系，評價(jià)指標(biāo)體系的判斷矩陣也還有待進(jìn)一步的完善。參考文獻(xiàn):[1]運(yùn)籌學(xué)，楊茂盛主編，陜西科技出版社。[2]劉軍．建筑工程質(zhì)量控制與驗(yàn)