劉建立　郭承孜

摘 要：為了系統(tǒng)的研究建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，采用層次分析法和統(tǒng)計(jì)資料法，全方面的探析了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中由于設(shè)計(jì)師的疏漏或失誤，及由于各種主、客觀因素而導(dǎo)致的各種事故和問題.通過AHP法對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易發(fā)生的各種事故和問題實(shí)行了歸納評(píng)估，明確了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的各種問題的重要性及其排序，能夠有效地降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn).

關(guān)鍵詞：AHP；建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.080

0 引言

建筑工程設(shè)計(jì)在工程建設(shè)中處于極為重要的地位，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響工程建設(shè)的整體質(zhì)量。而工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)又關(guān)系到工程質(zhì)量的安全和使用效果，如出現(xiàn)問題就會(huì)對(duì)整體質(zhì)量造成影響，甚至還會(huì)發(fā)生安全事故。通過材料的統(tǒng)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和整理，在此基礎(chǔ)上，合理的運(yùn)用AHP法對(duì)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)元素進(jìn)行合理的評(píng)估.

1 層次分析法

1.1 層次分析法的簡(jiǎn)稱AHP（Analytic Hierarchy Process）

該方法是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂于20世紀(jì)70年代初，在為美國(guó)國(guó)防部研究"根據(jù)各個(gè)工業(yè)部門對(duì)國(guó)家福利的貢獻(xiàn)大小而進(jìn)行電力分配"課題時(shí)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法，提出的一種層次權(quán)重決策分析方法.結(jié)合其特點(diǎn)有針對(duì)性的對(duì)相關(guān)的決策進(jìn)行處理，這種系統(tǒng)非常靈活。在國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中能夠充分應(yīng)用，如成本的分析、經(jīng)濟(jì)管理方面、建筑工程等方面都能夠廣泛應(yīng)用。如果應(yīng)用過程中所選的要素不合理，會(huì)造成含義的混淆不清或是要素間的關(guān)系混亂，這些都會(huì)對(duì)AHP法結(jié)果造成影響，甚至?xí)?dǎo)致AHP法決策出現(xiàn)錯(cuò)誤，為確保遞階層次結(jié)構(gòu)合理，需要把握下述原則：

（1）分解、簡(jiǎn)化問題的過程需要準(zhǔn)確把握其主要因素。

（2）注意比較元素間強(qiáng)度的關(guān)系，如相差過于懸殊就不能在一起進(jìn)行比較。

1.2 AHP法用途舉例

AHP法的應(yīng)用在生活中非常多，例如，某人準(zhǔn)備選購一臺(tái)電冰箱，他對(duì)市場(chǎng)上的6種不同類型的電冰箱進(jìn)行了解后，在決定買哪一款式時(shí)，往往不是直接進(jìn)行比較，因?yàn)榇嬖谠S多不可比的因素，而是選取一些中間指標(biāo)進(jìn)行考察.例如電冰箱的容量、制冷級(jí)別、價(jià)格、型式、耗電量、外界信譽(yù)、售后服務(wù)等.然后再考慮各種型號(hào)冰箱在上述各中間標(biāo)準(zhǔn)下的優(yōu)劣排序.借助這種排序，最終作出選購決策.在決策時(shí)，由于6種電冰箱對(duì)于每個(gè)中間標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)劣排序一般是不一致的，因此，決策者首先要對(duì)這7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的重要度作一個(gè)估計(jì)，給出一種排序，然后把6種冰箱分別對(duì)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的排序權(quán)重找出來，最后把這些信息數(shù)據(jù)綜合，得到針對(duì)總目標(biāo)即購買電冰箱的排序權(quán)重。有了這個(gè)權(quán)重向量，決策就很容易了.例如這種應(yīng)用還有很多，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重大意義。

1.3 研制風(fēng)險(xiǎn)綜合量化評(píng)估

2 AHP法的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

建筑工程會(huì)產(chǎn)生設(shè)計(jì)方面的事故或是相關(guān)設(shè)計(jì)方面的問題，一般是由于設(shè)計(jì)人員的疏忽、客觀的原因所導(dǎo)致，現(xiàn)進(jìn)行具體的分析，并對(duì)其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行概述：

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容不規(guī)范

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不合理體現(xiàn)為：所使用的設(shè)計(jì)方案嚴(yán)重不符合標(biāo)準(zhǔn)，地震區(qū)工程建筑需要進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而其沒有通過相關(guān)的措施對(duì)平面或是垂直面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)問題有效的處理。結(jié)構(gòu)方案在設(shè)計(jì)的過程不能明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖，未選取任何有效的抗震功效傳遞路徑，增強(qiáng)抗震部位也未采用相關(guān)的處理措施，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)類型在選用方面出現(xiàn)失誤。另外，各類建筑物的選址方面容易出現(xiàn)很多問題，部分建筑會(huì)在比較危險(xiǎn)的場(chǎng)地進(jìn)行施工，主樓和裙房也會(huì)出現(xiàn)連接方案選用錯(cuò)誤的現(xiàn)象，而結(jié)構(gòu)伸縮、沉降、防震縫不能合理的對(duì)其分布和設(shè)置相關(guān)處理措施，結(jié)構(gòu)建筑的多重抗震性也不能進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)建造.

2.2 結(jié)構(gòu)荷載問題和作用的問題

結(jié)構(gòu)荷載和作用的問題主要為：不合理的對(duì)抗震設(shè)防烈度、類型和等級(jí)進(jìn)行取值，同時(shí)在荷載規(guī)定的允許值范圍內(nèi)準(zhǔn)永久值、取值和組合均不能達(dá)到相關(guān)的要求。因?yàn)楹奢d在規(guī)范內(nèi)無明確的對(duì)荷載做出任何規(guī)定，因此就導(dǎo)致取值出現(xiàn)不規(guī)范或是錯(cuò)誤的現(xiàn)象。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的計(jì)算過程，組合值和荷載的分項(xiàng)系數(shù)、還有荷載組合的出現(xiàn)不能滿足其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求.

2.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算方面的問題

結(jié)構(gòu)在計(jì)算方面容易出現(xiàn)的問題有：計(jì)算時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)在計(jì)算假定和模型計(jì)算方法的選擇方面出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，與此同時(shí)原始的材料、荷載的強(qiáng)度等數(shù)據(jù)的取值出現(xiàn)錯(cuò)誤或是不合理的情況、結(jié)構(gòu)在計(jì)算參數(shù)值、簡(jiǎn)圖、荷載取值方面的不合理情況，都會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在計(jì)算方面出現(xiàn)一系列的問題.計(jì)算完成之后，部分結(jié)果會(huì)有失實(shí)和內(nèi)力調(diào)整不當(dāng)?shù)臓顩r、超限信息處理不好也會(huì)使計(jì)算方面產(chǎn)生差錯(cuò)、計(jì)算簡(jiǎn)圖、原始數(shù)據(jù)都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全造成一定的影響。由此可見，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程因?yàn)槿鄙俳Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的校對(duì)和審查，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)返工的狀況，還會(huì)造成安全事故.

2.4 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)欠缺長(zhǎng)久性考慮

結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中，沒有縱觀全局進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能夠考慮到其建筑的耐久性.主要體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)在建設(shè)的過程對(duì)結(jié)構(gòu)的整體環(huán)境的類型選擇方面出現(xiàn)了問題，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)行的處理措施出現(xiàn)選擇的失誤.材料方面因?yàn)殄e(cuò)誤對(duì)結(jié)構(gòu)環(huán)境的類別進(jìn)行了判斷，使得混凝土的結(jié)構(gòu)材料在厚度以及保護(hù)層的厚度防裂問題方面等級(jí)都會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤.砌體的結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)耐久性考慮有所欠缺，主要表現(xiàn)為所使用的材料不能夠滿足耐久的要求.針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)，會(huì)對(duì)鋼筋抗銹的等級(jí)、防腐、防火等出現(xiàn)不合理的選用，尤其是腳柱、支架等重要的位置容易出現(xiàn)不合理的情況.如建筑的建設(shè)場(chǎng)地受到地下水的影響，很容易導(dǎo)致使用的基礎(chǔ)方案或是出現(xiàn)不規(guī)范的處理措施。

2.5 地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有問題endprint

地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下問題：地層基礎(chǔ)的錯(cuò)誤性判斷，能夠看出持力層使用方面有誤，地基基礎(chǔ)承載和變形的判斷出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)對(duì)驗(yàn)算方面造成影響，使其不能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)埋置的深度不夠和變形、穩(wěn)定性方面的問題。結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程，沒有及時(shí)的利用相關(guān)的措施解決問題.不合理對(duì)地基樁的基礎(chǔ)形狀、布置等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的操作，造成其不能達(dá)到設(shè)計(jì)荷載力和承受力.且沒有有效的降低液化處理措施對(duì)地基含液化土的相應(yīng)處理。

2.6 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的失誤

（1）鋼結(jié)構(gòu)的失誤。上層結(jié)構(gòu)的失誤主要包括結(jié)構(gòu)材料和連接形式選擇性錯(cuò)誤，這會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度值產(chǎn)生一定的偏差，結(jié)構(gòu)在連接和材料不合理的選用問題、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容的不合理均會(huì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)支撐的系統(tǒng)出現(xiàn)問題.結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)在設(shè)置方面的不合理都會(huì)影響上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主線.上層房屋的局部會(huì)利用小型的鋼網(wǎng)架、鋼桁架、鋼雨蓬等鋼材質(zhì)的結(jié)構(gòu)和主體進(jìn)行連接，導(dǎo)致焊接構(gòu)造、計(jì)算等方面內(nèi)容的不合理情況。

（2）砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失誤。上層砌體結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中存在的問題主要是：建筑物樓層數(shù)超出了規(guī)定的數(shù)量、整體的構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置不規(guī)范、抗震墻之間的距離設(shè)定不合理、抗震計(jì)算的偏差問題等。

（3）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失誤。上層混凝土在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面容易出現(xiàn)的問題為：選用的抗震等級(jí)不適合、框剪結(jié)構(gòu)剪力墻的承載比例沒有達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、地下室的室頂嵌固層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完善、鋼結(jié)構(gòu)的最大限度配筋率不符合規(guī)定、框架筋的肢距不能達(dá)到要求、抗震墻較薄等。

3 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的應(yīng)用

（1）應(yīng)該對(duì)AHP進(jìn)行了解，通過對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將其進(jìn)行明確的分類，利用相關(guān)數(shù)據(jù)廣泛的采集信息。

（2）結(jié)合采集的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)內(nèi)容，按其功能和作用進(jìn)行合理的分類，對(duì)于建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)需要進(jìn)行多層次且遞階的建模。

（3）確定模型里相近元素的關(guān)系后，再利用兩兩比較的方式，對(duì)其矩陣、矩陣運(yùn)算的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行判斷，明確基于上層結(jié)構(gòu)中的單元因素和本層次中元素之間的關(guān)系.建立判斷矩陣R如圖1。

（4）將高層次的元素在目標(biāo)合成的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，將其結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體排序，然后再確定出最底層的元素在模型內(nèi)總體目標(biāo)中的重要程度。

（5）通過模型進(jìn)行排序，這也是有效的依據(jù)，據(jù)此對(duì)其進(jìn)行全面的分析、做出結(jié)構(gòu)的計(jì)算，制定有效的解決措施。

4 總結(jié)

建筑的核心內(nèi)容為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其在建筑工程中有著極為重要的作用，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量決定了建筑的整體質(zhì)量、安全問題、以及建筑的使用年限.建筑行業(yè)工作人員必須加強(qiáng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)問題的重視。

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