長安大學土木工程系統(tǒng)工程

系統(tǒng)工程課程論文學院：建筑工程學院專業(yè)：土木工程學號：20112801xxxx姓名：xxx層次分析法對鋼筋混凝土內(nèi)在質(zhì)量的評價摘要：通過層次分析法的應用，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評價體系，最終形成逐層的判斷矩陣，計算分析了各因素對于控制目標的影響權(quán)重，最后判斷各因素評價等級，并給出適當措施。關(guān)鍵詞：層次分析法鋼筋混凝土施工質(zhì)量評價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分析方法是1973年由美國學者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雜的問題層次化,根據(jù)問題和要達到的目標，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)的特點和基本原則，對各層的因素進行對比分析，引入l一9比率標度方法[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；最終通過計算最低層——各投標方案相對于最高層即最佳方案的相對權(quán)重值，得到竟標方案的優(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（4）層次總排序及其一致性檢驗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。廣東建工集團機械化分公司施工。該工程2008年11月通過省級科技示范工程驗收鑒定。工程開工前即制定了質(zhì)量計劃，確定了創(chuàng)“魯班獎”的質(zhì)量目標，并制定了相應的施工措施計劃，嚴格按施工組織設(shè)計及分部、分項工程施工方案，精心施工，通過竣工驗收，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，顯得尤為重要。3．1項目評價指標體系的建立結(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指標體系，同時對各個評價指標分別賦予不同的權(quán)重，才能對工程施工的狀態(tài)作出正確的評估。混凝土施工過程評價可分澆筑混凝土、鋼筋、拌制、養(yǎng)護以及技術(shù)管理5個方面進行，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)危險狀態(tài)。采用1—9標度對各項評價指標進行了分值確定，對工程結(jié)構(gòu)混凝土施工狀態(tài)較難準確界定的，在兩個相鄰標度問取中值。3．2運用層次分析法建立評價模型運用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進行層次單排序和一致性檢驗；④進行總排序和總的一致性檢驗，從而得到各方案對總目標的優(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，并據(jù)此進行決策。3．2．1建立遞階層次結(jié)構(gòu)根據(jù)層次分析法的原理，將評價指標按其屬性進行分組，各組構(gòu)成遞階結(jié)構(gòu)，形成多層次評價指標體系。把層次分析結(jié)構(gòu)分為三層：目標層G、準則層C和方案層I，準則層C的某些元素對方案層I的某些元素起支配作用，同時它本身又受到目標層G元素的支配。本部分所建結(jié)構(gòu)混凝土施工狀態(tài)評價指標遞階層次結(jié)構(gòu)為：目標層G；準則層為澆筑混凝土B1、鋼筋B2、拌制B3、養(yǎng)護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C10、制度C11、準備工作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的各指標之間的相對重要性進行比較，形成判斷矩陣。一般地，隸屬于指標A。的指標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的諸指標中，指標i與指標j相比，對于指標j的相對重要性程度，采用Soaty提出的1—9比率標度法。3．2．3排序計算排序計算方法有冪法、和積法和方根法等，文中采用方根法。（1）計算判斷矩陣每一行的乘積M：Mi=Bi1·Bi2······Bin(i，j=1，2，···,n)（2）計算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行一致性檢驗，以觀察其是否具有滿意的一致性。否則，應修改判斷矩陣，直到滿足一致性要求為止。計算公式如下：式中，RI，為平均隨機一致性指標。對結(jié)構(gòu)混凝土評價指標的遞階層次結(jié)構(gòu)，其判斷矩陣的計算見表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)重的計算合成權(quán)重的計算要自上而下，將單一準則的權(quán)重進行合成，并逐層進行，直至計算出最底層中各元素的權(quán)重和總的一致性檢驗，即：式中，W(k)為第k層上nk個元素對于總目標的合成排序權(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)個元素對于總目標的合成排序權(quán)重向量。根據(jù)表4～表5的計算結(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式中，z為混凝土施工過程評價分值；n為影響因素的個數(shù)；qi為各個影響因素的實際評分值，l≤qi≤9；Ui為各個影響因素的權(quán)重值。根據(jù)計算出的結(jié)構(gòu)混凝土施工過程評價分值，即可參照表6對混凝土施工過程作客觀的評估，定出相應等級，并按表中要求采取必要的處理措施?？偨禍禺a(chǎn)生的最大的拉應力為：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．混凝土裂縫間距計算平均裂縫間距公式：當材質(zhì)優(yōu)選養(yǎng)護優(yōu)良時，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，為達到控制溫度的目的，應對混凝土表面進行覆蓋養(yǎng)護，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，立即采用覆蓋保溫，使混凝土緩慢降溫和收縮。(2)通過計算，混凝土的總拉應力小于同齡期的混凝土的抗拉強度，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)直接落在風化巖上，在施工時，可以在基礎(chǔ)與基巖接觸面做油氈瀝青滑動層，釋放應力。(5)施工時，應注意精選材料。砂石級配、含泥量、水灰比及外加劑等。4．結(jié)語應用層次分析法對工程結(jié)構(gòu)混凝土施工過程進行評價，其特點是應用簡便，基于大量實測數(shù)據(jù)的綜合評價易為評估者所接受和理解，具有一定的實用性。與缺乏相關(guān)資料情況下單純依靠個人的經(jīng)驗積累對工程結(jié)構(gòu)進行評估的其他評價方法相比，本部分提出的結(jié)構(gòu)混凝土施工過程的評價方法更為客觀。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)驗和判斷能力有極大的關(guān)系，評價指標體系的判斷矩陣也還有待進一步的完善。參考文獻:[1]運籌學，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