基于序關(guān)系法的PC建筑質(zhì)量非線性模糊綜合評(píng)價(jià)

李健

摘要：裝配式建筑的出現(xiàn)是我國(guó)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(guò)程，建立了PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。利用序關(guān)系法確定各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重；針對(duì)PC建筑質(zhì)量影響因素的模糊性和非線性特征及其對(duì)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法相結(jié)合的PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。最后運(yùn)用該方法對(duì)某PC建筑質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，分析質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，驗(yàn)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(píng)價(jià)

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

中圖分類號(hào)：TU712+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）02-0101-04

0 引言

近年來(lái)，在建筑工業(yè)化及住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展推進(jìn)下，PC建筑備受政府和企業(yè)矚目。隨著今年全國(guó)兩會(huì)政府工作報(bào)告提出大力發(fā)展裝配式建筑以及相關(guān)政策的出臺(tái)，伴隨著各級(jí)政府和企業(yè)的積極落實(shí)推進(jìn)，裝配式建筑的發(fā)展必將呈現(xiàn)井噴之勢(shì)。然而在裝配式建筑帶來(lái)巨大效益的同時(shí)，質(zhì)量管理工作的難點(diǎn)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(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸及堆放、裝配、驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)，質(zhì)量管理面臨著一定的挑戰(zhàn)。為了更好推進(jìn)PC建筑的發(fā)展，做好質(zhì)量評(píng)估工作對(duì)PC建筑質(zhì)量管理具有重要的意義。

目前，諸多學(xué)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(duì)PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究很少。如常春光、齊寶庫(kù)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(gè)方面探討了裝配式建筑施工質(zhì)量評(píng)價(jià)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(gè)方面對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)部品施工階段的質(zhì)量進(jìn)行了模糊綜合評(píng)價(jià)。但上述文獻(xiàn)采用傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)PC建筑施工質(zhì)量進(jìn)行分析，受制于其線性加權(quán)的組合方式，導(dǎo)致無(wú)法反應(yīng)評(píng)判過(guò)程的非線性特征，即當(dāng)某評(píng)價(jià)指標(biāo)較差時(shí)，僅靠增大權(quán)重不能完全體現(xiàn)其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的突出影響，不能夠合理準(zhǔn)確地得到PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。

本文以PC建筑質(zhì)量為評(píng)價(jià)對(duì)象，建立了包括PC構(gòu)件設(shè)計(jì)質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量、運(yùn)輸及堆放質(zhì)量、裝配質(zhì)量、驗(yàn)收質(zhì)量五個(gè)方面的PC建筑質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。受PC建筑發(fā)展時(shí)間短，客觀數(shù)據(jù)匱乏的限制，各指標(biāo)的權(quán)重更加依賴主觀的的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，采用主觀賦權(quán)的序關(guān)系法不僅能克服多指標(biāo)時(shí)層次分析法難以滿足一致性的不足，更具有計(jì)算方便的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)采用非線性模糊矩陣合成算子，引入特殊影響因子，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)線性模糊綜合評(píng)價(jià)線性加權(quán)算法的缺陷，能突出反映某些指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響；大量的評(píng)價(jià)實(shí)踐證明，評(píng)價(jià)工作的不確定性導(dǎo)致了評(píng)價(jià)的非線性。因此，本文將二者有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，提出了基于序關(guān)系法和非線性模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)模型，并將其應(yīng)用到PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)中，從理論上保證了評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

1 PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

基于對(duì)傳統(tǒng)建造方式建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)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(guò)程中所涉及的因素出發(fā)，在參考國(guó)家、行業(yè)系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)PC建筑質(zhì)量影響因素進(jìn)行了詳細(xì)全面的分析，并結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业闹笇?dǎo)意見(jiàn)，構(gòu)建了PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系由5個(gè)一級(jí)指標(biāo)，23個(gè)二級(jí)指標(biāo)要素組成，具體構(gòu)成如表1所示[4-7]。

1.1 設(shè)計(jì)質(zhì)量

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)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(jì)，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)質(zhì)量，施工圖設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.2 生產(chǎn)質(zhì)量

PC建筑大部分構(gòu)件實(shí)行工廠化生產(chǎn)，構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)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(cè)等。

1.3 運(yùn)輸及堆放質(zhì)量

在工廠加工的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)巾?xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，期間充滿著不確定因素，因此構(gòu)件的運(yùn)輸及堆放也影響著PC建筑質(zhì)量。其中包括運(yùn)輸工具的選擇；根據(jù)預(yù)制構(gòu)件自身的特征，運(yùn)輸方案的選擇；構(gòu)件的裝卸；構(gòu)件的堆放保護(hù)等四個(gè)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(jī)具設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)工人的技術(shù)，構(gòu)件安裝技術(shù)要點(diǎn)控制，構(gòu)件的施工流程安排，現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)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?，F(xiàn)場(chǎng)的施工管理包括材料、預(yù)制構(gòu)件的組織管理，勞動(dòng)力組織管理，BIM信息化管理，項(xiàng)目施工進(jìn)度管理等。

1.5 驗(yàn)收質(zhì)量

驗(yàn)收階段是PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)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(yàn)收規(guī)范》及現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ1-2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》得出驗(yàn)收階段質(zhì)量包括PC建筑工程驗(yàn)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(yàn)收情況，結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)情況。其中PC建筑質(zhì)量驗(yàn)收資料包括預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收資料，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)工程驗(yàn)收資料，結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)資料以及各分項(xiàng)工程驗(yàn)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(xiàng)目、一般項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。結(jié)構(gòu)實(shí)體驗(yàn)收一般是對(duì)涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的有代表性的部位進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 指標(biāo)權(quán)重的確定

序關(guān)系法是東北大學(xué)郭亞軍教授提出的一種方法，它通過(guò)對(duì)AHP進(jìn)行改進(jìn)，避開(kāi)了AHP中的缺點(diǎn)，而且該方法無(wú)需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[8-9]。

式中aj表示質(zhì)量等級(jí)評(píng)分值，一般取區(qū)間中值，nj為隸屬度判斷矩陣。同時(shí)基于AHP法的思想引入九標(biāo)度原理，定義被評(píng)價(jià)指標(biāo)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(biāo)無(wú)突出影響；3表示該指標(biāo)具有突出影響；5表示該指標(biāo)具有明顯突出影響；7表示該指標(biāo)具有強(qiáng)烈突出影響；9表示該指標(biāo)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(jiǎn)便計(jì)算，設(shè)定當(dāng)Q=90時(shí)，λi=1；表示該指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果沒(méi)有突出影響；當(dāng)Q=10時(shí)，λi=9，表示該指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)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(píng)分的數(shù)值范圍在10至90之間[13]。

③非線性模糊綜合評(píng)價(jià)。

在上述的基礎(chǔ)上通過(guò)公式（4）采用非線性加權(quán)計(jì)算模糊評(píng)價(jià)，然后按照最大隸屬度原則，確定PC建筑質(zhì)量水平等級(jí)，也可以取質(zhì)量等級(jí)范圍的組中值，與質(zhì)量隸屬的矩陣中對(duì)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(jí)[13]。

4 算例分析

本文以某裝配式建筑為例進(jìn)行分析驗(yàn)證，該項(xiàng)目總建筑面積約12000平方米，整體裝配率52%，標(biāo)準(zhǔn)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(qǐng)6位建筑設(shè)計(jì)，預(yù)制生產(chǎn)，施工，管理等相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行排列并賦值，通過(guò)序關(guān)系法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重值。然后通過(guò)專家對(duì)PC建筑質(zhì)量水平進(jìn)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(guò)非線性模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行定量分析，為PC建筑質(zhì)量管理提供依據(jù)。

4.1 運(yùn)用該模型具體的運(yùn)算過(guò)程

①確定權(quán)重。

根據(jù)PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)合專家的給出的序關(guān)系計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重值如表4所示。

②非線性模糊綜合評(píng)價(jià)。

1）根據(jù)PC建筑質(zhì)量影響因素的隸屬度矩陣R，通過(guò)公式（6）計(jì)算出各指標(biāo)的評(píng)分值，見(jiàn)表5。

③通過(guò)公式（4）計(jì)算出PC建筑質(zhì)量非線性模糊綜合評(píng)價(jià)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P(yáng)C建筑的質(zhì)量水平為中等。

4.2 結(jié)果分析

由于不同指標(biāo)因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果不同的影響，本文充分考慮到構(gòu)件深化設(shè)計(jì)，構(gòu)件連接安裝技術(shù)要點(diǎn)，后澆注漿工程等指標(biāo)的突出影響，從而將各指標(biāo)的影響充分體現(xiàn)出來(lái)，得出的結(jié)果更加科學(xué)、符合實(shí)際。

5 結(jié)論

PC建筑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，質(zhì)量管理涉及到各個(gè)環(huán)節(jié)，目前針對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)或質(zhì)量控制還沒(méi)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立了序關(guān)系法和非線性模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合的評(píng)價(jià)模型。該評(píng)價(jià)模型將二者優(yōu)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，充分反應(yīng)了PC建筑質(zhì)量影響因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果不同的突出影響程度，克服了傳統(tǒng)模糊綜合評(píng)價(jià)法的不足。通過(guò)該模型對(duì)某PC建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)可知該項(xiàng)目構(gòu)件設(shè)計(jì)質(zhì)量和裝配質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重很大，同時(shí)充分考慮到預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)、構(gòu)件安裝技術(shù)要點(diǎn)控制、后澆注漿工程質(zhì)量控制等各指標(biāo)對(duì)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(shí)際的評(píng)價(jià)結(jié)果，同時(shí)有助于決策層對(duì)PC建筑質(zhì)量管理采取正確的措施。

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