基于序關系法的PC建筑質量非線性模糊綜合評價

李健

摘要：裝配式建筑的出現是我國建筑業深化改革的重要體現。為了更好的控制裝配式建筑的質量，本文基于預制混凝土（Precast Concrete，PC）構件的業務流程以及PC建筑的施工過程，建立了PC建筑質量評價指標體系。利用序關系法確定各評估指標的權重；針對PC建筑質量影響因素的模糊性和非線性特征及其對評價結果不同的影響程度，采用非線性模糊矩陣合成算子，建立了序關系法和非線性模糊綜合評價方法相結合的PC建筑質量評價模型。最后運用該方法對某PC建筑質量進行了評價，分析質量評價結果，驗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.

關鍵詞：PC建筑；質量；序關系法；非線性；模糊綜合評價

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

中圖分類號：TU712+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）02-0101-04

0 引言

近年來，在建筑工業化及住宅產業化的發展推進下，PC建筑備受政府和企業矚目。隨著今年全國兩會政府工作報告提出大力發展裝配式建筑以及相關政策的出臺，伴隨著各級政府和企業的積極落實推進，裝配式建筑的發展必將呈現井噴之勢。然而在裝配式建筑帶來巨大效益的同時，質量管理工作的難點往往是影響其發展的一大障礙。PC建筑由于建造方式的改變，涉及到預制構件的設計、生產、運輸及堆放、裝配、驗收各個環節，質量管理面臨著一定的挑戰。為了更好推進PC建筑的發展，做好質量評估工作對PC建筑質量管理具有重要的意義。

目前，諸多學者關于PC建筑的質量方面的研究主要集中在裝配式建筑施工技術及施工質量控制等方面，對PC建筑質量評價的研究很少。如常春光、齊寶庫等[1-2]采用模糊層次分析法也從施工前、施工中、施工后三個方面探討了裝配式建筑施工質量評價的主要內容。僅有吳水根等[3]從施工前、施工中、施工后三個方面對裝配式建筑結構部品施工階段的質量進行了模糊綜合評價。但上述文獻采用傳統模糊綜合評價法對PC建筑施工質量進行分析，受制于其線性加權的組合方式，導致無法反應評判過程的非線性特征，即當某評價指標較差時，僅靠增大權重不能完全體現其對評價結果的突出影響，不能夠合理準確地得到PC建筑質量評價結果。

本文以PC建筑質量為評價對象，建立了包括PC構件設計質量、生產質量、運輸及堆放質量、裝配質量、驗收質量五個方面的PC建筑質量的評價指標體系。受PC建筑發展時間短，客觀數據匱乏的限制，各指標的權重更加依賴主觀的的知識經驗，采用主觀賦權的序關系法不僅能克服多指標時層次分析法難以滿足一致性的不足，更具有計算方便的優點。同時采用非線性模糊矩陣合成算子，引入特殊影響因子，彌補了傳統線性模糊綜合評價線性加權算法的缺陷，能突出反映某些指標對評價結果的影響；大量的評價實踐證明，評價工作的不確定性導致了評價的非線性。因此，本文將二者有機的結合起來，提出了基于序關系法和非線性模糊綜合評價法的評價模型，并將其應用到PC建筑質量評價中，從理論上保證了評價的科學性。

1 PC建筑質量評價指標體系

基于對傳統建造方式建筑質量評價的研究，結合了PC建筑自身所具有的特征，從預制構件的業務流程及施工過程中所涉及的因素出發，在參考國家、行業系列標準規范的基礎上，對各個環節PC建筑質量影響因素進行了詳細全面的分析，并結合相關領域專家的指導意見，構建了PC建筑質量評價指標體系。該指標體系由5個一級指標，23個二級指標要素組成，具體構成如表1所示[4-7]。

1.1 設計質量

預制構件設計質量的優劣直接影響著PC建筑的質量，其中主要因素包括：預制建筑方案與結構方案設計，預制構件深化設計質量，施工圖設計，模具設計質量。

1.2 生產質量

PC建筑大部分構件實行工廠化生產，構件生產質量對PC建筑質量產生極大的影響。其中主要因素包括：構件生產材料的質量，預制構件的生產工藝，構件生產設備及模具的精度，鋼筋加工安裝及安放預埋件，構件出廠質量檢測等。

1.3 運輸及堆放質量

在工廠加工的預制構件運輸到項目現場，期間充滿著不確定因素，因此構件的運輸及堆放也影響著PC建筑質量。其中包括運輸工具的選擇；根據預制構件自身的特征，運輸方案的選擇；構件的裝卸；構件的堆放保護等四個方面。

1.4 裝配質量

預制構件裝配階段的質量影響因素包括：材料與機具設備，現場工人的技術，構件安裝技術要點控制，構件的施工流程安排，現場的施工管理，后澆注漿工程質量控制措施等。其中構件安裝技術要點控制包括：構件的吊裝質量控制，預制構件的位置彈線控制，模板的支撐，構件間的鋼筋套筒灌漿連接等?，F場的施工管理包括材料、預制構件的組織管理，勞動力組織管理，BIM信息化管理，項目施工進度管理等。

1.5 驗收質量

驗收階段是PC建筑質量評價不可或缺的一部分。根據GB50204《混凝土結構工程施工質量驗收規范》及現行行業標準JGJ1-2014《裝配式混凝土結構技術規程》得出驗收階段質量包括PC建筑工程驗收資料及技術資料提交情況，預制混凝土結構子分部工程的質量驗收情況，結構實體檢驗情況。其中PC建筑質量驗收資料包括預制構件進場驗收資料，預制混凝土結構工程驗收資料，結構實體檢驗資料以及各分項工程驗收記錄。預制混凝土結構子分部工程按照規范規定的一般規定、主控項目、一般項目進行質量驗收。結構實體驗收一般是對涉及混凝土結構安全的有代表性的部位進行檢驗。

2 指標權重的確定

序關系法是東北大學郭亞軍教授提出的一種方法，它通過對AHP進行改進，避開了AHP中的缺點，而且該方法無需進行一致性檢驗[8-9]。

式中aj表示質量等級評分值，一般取區間中值，nj為隸屬度判斷矩陣。同時基于AHP法的思想引入九標度原理，定義被評價指標的突出影響程度系數λi的取值范圍為1～9，其中數值代表的含義為：1表示為該指標無突出影響；3表示該指標具有突出影響；5表示該指標具有明顯突出影響；7表示該指標具有強烈突出影響；9表示該指標具有極端突出影響；2、4、6、8表示突出影響介于上述二者之間。本文為了簡便計算，設定當Q=90時，λi=1；表示該指標對評價結果沒有突出影響；當Q=10時，λi=9，表示該指標對評價結果的影響程度極高；從而可以得出c=0.9，k=-1。其中本文質量水平評分的數值范圍在10至90之間[13]。

③非線性模糊綜合評價。

在上述的基礎上通過公式（4）采用非線性加權計算模糊評價，然后按照最大隸屬度原則，確定PC建筑質量水平等級，也可以取質量等級范圍的組中值，與質量隸屬的矩陣中對應的數值相乘，最后求和根據數值所在區間確定質量水平等級[13]。

4 算例分析

本文以某裝配式建筑為例進行分析驗證，該項目總建筑面積約12000平方米，整體裝配率52%，標準層裝配率65%，2#、3#樓為預制裝配式住宅，采用裝配式剪力墻結構。邀請6位建筑設計，預制生產，施工，管理等相關領域的專家對各指標進行排列并賦值，通過序關系法計算各指標的權重值。然后通過專家對PC建筑質量水平進行分析打分，根據打分表確定PC建筑質量影響因素的隸屬度矩陣R，最后通過非線性模糊綜合評價方法進行定量分析，為PC建筑質量管理提供依據。

4.1 運用該模型具體的運算過程

①確定權重。

根據PC建筑質量評價指標結合專家的給出的序關系計算各指標的權重值如表4所示。

②非線性模糊綜合評價。

1）根據PC建筑質量影響因素的隸屬度矩陣R，通過公式（6）計算出各指標的評分值，見表5。

③通過公式（4）計算出PC建筑質量非線性模糊綜合評價的結果向量B=（1.1651，1.1057，1.2194，1.0412，1.0567），然后根據隸屬度最大的原則，可以確定該PC建筑的質量水平為中等。

4.2 結果分析

由于不同指標因素對評價結果不同的影響，本文充分考慮到構件深化設計，構件連接安裝技術要點，后澆注漿工程等指標的突出影響，從而將各指標的影響充分體現出來，得出的結果更加科學、符合實際。

5 結論

PC建筑是一個復雜的系統工程，質量管理涉及到各個環節，目前針對質量評價或質量控制還沒有明確統一的方法。本文從PC構件的業務流程和施工階段所涉及的因素出發，構建了PC建筑質量評價指標體系，建立了序關系法和非線性模糊綜合評價法相結合的評價模型。該評價模型將二者優點有機的結合起來，充分反應了PC建筑質量影響因素對評價結果不同的突出影響程度，克服了傳統模糊綜合評價法的不足。通過該模型對某PC建筑質量評價可知該項目構件設計質量和裝配質量指標權重很大，同時充分考慮到預制構件深化設計、構件安裝技術要點控制、后澆注漿工程質量控制等各指標對PC建筑質量的突出影響，引入了特殊影響因子，從而得出更加符合實際的評價結果，同時有助于決策層對PC建筑質量管理采取正確的措施。

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