基于模糊理論模型的建筑結構施工管理分析

潘延昌

摘要：建筑結構種類眾多，施工安全問題越來越突出，具有不同特點的建筑結構應該匹配出不同的施工管理方式。本論述針對蘭州某小區住宅樓，提出基于模糊理論模型的控制方法，通過建立施工中主要影響因素與風險等級之間的關系，計算出各類影響因素的風險等級及主控風險因素。對于同類型建筑結構而言，填充墻加氣混凝土的風險等級較高，且屬于可控因素，在施工管理中應強化。建議在施工管理中通過引入風險評估，區分主次因素，優化施工過程的控制。

關鍵詞：模糊理論;建筑結構;風險評估;施工管理

中圖分類號：U442.55文獻標識碼：A

建筑結構施工工程質量的影響因素較多，原材料質量、施工的機械化程度、工人的施工規范性、工程材料的多樣化以及一些較為隱蔽的質量問題，都會引起建筑結構的在施工中的風險。而關于施工風險的研究，目前也有較多的分析和研究，但大多集中在地下結構或者是較為隱蔽的工程項目，如李順平等基于三維程式的海底通道地鐵項目進行研究，在分解結構樹的基礎上，建立了盾構法施工工序和風險因素的關系，通過識別矩陣分析出過海通道盾構法施工關鍵風險因素。何敏從引起高速公路隧道產生安全事故的原因入手，文章將從主客觀兩方面論述高速公路隧道施工安全事故產生的原因，闡述高速公路隧道施工過程中風險的識別方法與風險評價體系。袁海濤對長輸管道工程施工風險管理的核心任務進行淺析，提出相關建議。周勇等以蘭州某地鐵車站為例，基于專家經驗法并結合模糊層次評估模型，分析車站基坑施工過程中的主要風險因素，并量化計算分析風險概率，確定出車站基坑施工中風險最大的影響因素。

既有研究中，對于施工風險管理的研究采用了不同的模型，從不同的角度進行了定性及定量化的研究，定性的描述和討論居多。采用模糊理論模型把客觀上的模糊性進行具體的量化，對于重點工程的風險預判具有重要的意義。本論述基于層次模型和模糊模型，對建筑結構的施工管理進行分析，為設計和施工提供可靠建議。

1模糊理論模型的建立

模糊理論的建模步驟如圖1所示。其中層次結構模型是至關重要的一步，可以實現目標層、準則層及方案層之間的模型關系。而判斷矩陣的構造則是確定出權重量的大小。層次排序就是將判斷矩陣歸一化處理，以判斷滿意程度。一致性檢驗是為了評價層次排序的一致性，與層次排序的目標基本相同。最后的權重計算可以實現各基礎指標的量化，從而對整個系統進行模糊綜合評判。

2建筑結構特點及施工風險因素

2.1建筑結構特點

按照結構類型及其用途的不同，建筑結構形式，主要分為現澆混凝土結構、裝配式混凝土結構和裝配式鋼結構。目前最常見的裝配式混凝土結構有三大類，分別為裝配式混凝土框架結構、剪力墻結構及框架一現澆剪力墻結構。這種結構的主要特點是進行提前預制澆筑成型，現場拼裝，整合成為完整的裝配式結構。

2.2施工風險因素

施工的風險因素主要可以分為不可預見的施工風險和有形的施工風險。不可預見的包括洪水、地震、火災等，有形損失包括結構破壞、設備損傷、勞務人員傷亡、設計失誤錯誤等。

3工程背景

選擇甘肅省蘭州市某住宅樓1#為工程背景，該工程地震設防烈度為八度第2組，地震加速度為0.2g，場地土類別Ⅱ類，丙類建筑，地基基礎設計等級為丙級。本設計室內外高差為0.45m;建筑等級二級，二級耐火等級。結構類型為全現澆鋼筋混凝土框架結構，填充墻為加氣混凝土。標準層建筑面積439.8m²，總建筑面積2199m²。該住宅樓設計為2個單元，一梯兩戶，共5層。兩室兩廳一衛和三室兩廳一衛混合戶型，包括客廳、臥室、廚房、餐廳、衛生間、陽臺等。頂層層高為3m，其他層為2.80m，如圖2所示。

4施工風險管理模糊計算

依據設計圖紙、設計流程及施工指導書，參考大量的文獻數據統計，首先進行單一因素影響的評估，建立模糊關系矩陣R。單一模糊關系矩陣的計算與工程背景結構的鋼筋混凝土總用量，加氣填充墻的用量，一些偶然因素（施工設計誤差、自然災害、環境影響、施工設備故障等）有關。其中施工風險的等級劃分見表1所列。

鋼筋混凝土施工中風險模糊評估，根據隸屬函數定義可以得到：（1）鋼筋合格程度影響為{0，1.0，0，0};（2）混凝土密實度影響為{1.0，0，O，0）;（3）混凝土裂縫影響為{1.0，0，0，0};（4）混凝土損傷影響為{0，1.0，0，0};（5）混凝土水化熱影響為{0，0，1.0，0}。

其中N（B1，D1）最大，故評估結論為v，級，表明施工風險屬于低風險，鋼筋合格程度是鋼筋混凝土結構中風險最大的因素，總體可以判斷鋼筋混凝土結構的施工屬于低風險，施工風險管理在可控制的范圍內。

對于填充墻加氣混凝土和偶然因素的模糊控制，計算結果和風險評定結果見表2所列。

從表2可以看出對于填充墻加氣混凝土而言，發氣劑的含量控制最為重要，直接影響到施工安全性，如不合理使用造成的風險較大，偶然因素中施工誤差引起的風險主控風險，偶然因素屬于v2級風險。綜上，通過模糊理論模型，系統歸納出了本研究背景的建筑施工風險因素，對于該類型住宅樓的施工具有重要意義。

5結論

本論述以基于層次分析法的多極模糊評估，對蘭州某住宅樓進行了施工風險評估，合理的構件了隸屬關系函數，定量的分析出了結構施工中的主要風險因素以及風險的等級，對于同類型的結構而言，填充墻加氣混凝土施工中存在一般風險，偶然因素中施工設計誤差應主要避免。本論述所選用的住宅樓具有一定的代表性，合理的風險估計是施工管理的重要和關鍵節段，本論述的研究成果具有重要的參考價值，建議施工過程管理應該從風險因素入手，建立合理的模型，優化控制施工過程。