鐘春玲，武金寶

吉林建筑大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,長(zhǎng)春 130118

0 引言

裝配式建筑作為新型建筑工業(yè)化的代表,不僅要提高質(zhì)量、性能等要求,還要符合“四節(jié)一環(huán)?！钡葪l件.裝配式建筑是由工廠生產(chǎn)預(yù)制混凝土構(gòu)件,然后通過相應(yīng)的運(yùn)輸方式運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),再采用可靠的安裝方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu),相比傳統(tǒng)建筑施工,其主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在減少污染、減少成本、提高質(zhì)量、縮短工期等方面.自2016年,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》以來,對(duì)質(zhì)量管理要求也隨之增加.在裝配式建筑施工過程中,預(yù)制構(gòu)件作為施工質(zhì)量的重要組成因素,其直接決定建筑的最終品質(zhì).因此,裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)可有效提高施工階段的質(zhì)量且有重要意義.

在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方面,國(guó)內(nèi)發(fā)展滯后,目前尚處于探索之中.齊寶庫等[1]人結(jié)合施工特點(diǎn),運(yùn)用AHP-綜合評(píng)價(jià)法將裝配式建筑施工階段的具體內(nèi)容分為施工前、施工中和施工后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估.吳水根等[2]人通過對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)部品分析,結(jié)合模糊綜合評(píng)價(jià)法將施工階段分為施工前、施工中和施工后.黃佳禎等[3]人根據(jù)施工工藝要求,分為施工準(zhǔn)備、構(gòu)件供應(yīng)、施工操作和檢查驗(yàn)收4個(gè)維度,通過粗糙集理論進(jìn)行指標(biāo)簡(jiǎn)化、賦權(quán)和綜合評(píng)價(jià).通過文獻(xiàn)可以看出裝配式建筑在施工內(nèi)容和施工工藝方面都在不斷提升,致使裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系在內(nèi)容上也需要不斷完善.另外,關(guān)于裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量相關(guān)的評(píng)價(jià)也相對(duì)缺乏,現(xiàn)在大多學(xué)者選用主觀性較強(qiáng)的方法,過程偏于復(fù)雜,不利使用.

本文在充分考慮裝配式建筑本身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,引用C-OWA算子與向量夾角余弦相結(jié)合的方法,以預(yù)制構(gòu)件裝配進(jìn)程作為具體的研究對(duì)象,建立由20個(gè)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,將裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工的質(zhì)量影響因素進(jìn)行逐一解釋,為評(píng)價(jià)提供更準(zhǔn)確結(jié)果.

1 質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的建立

預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建是進(jìn)行構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)級(jí)的前提,需要分析傳統(tǒng)施工方式,并合理結(jié)合裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工特點(diǎn),依據(jù)預(yù)制構(gòu)件裝配流程,將評(píng)價(jià)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層、檢查內(nèi)容.通過參考相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液痛罅课墨I(xiàn)的匯總等,以及對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容的逐級(jí)解釋,并且融合4M1E,最終確立相對(duì)全面的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,將其整體結(jié)構(gòu)分為構(gòu)件要素階段、裝配準(zhǔn)備階段、裝配過程階段、裝配驗(yàn)收階段,具體結(jié)構(gòu)見表1.

表1 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系Table 1 Construction quality evaluation system of prefabricated building components

續(xù)表1

1.1 構(gòu)件要素

裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件大多數(shù)是采用工廠化生產(chǎn),構(gòu)件本身的好壞直接關(guān)系到后期施工質(zhì)量,因此對(duì)構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)的檢驗(yàn)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié).構(gòu)件要素的影響因素,主要從構(gòu)件外觀質(zhì)量、構(gòu)件尺寸偏差、構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)、構(gòu)件粗糙面、鍵槽等質(zhì)量、構(gòu)件標(biāo)識(shí)、合格證明、固件預(yù)埋和預(yù)留情況等方面進(jìn)行分析.

1.2 裝配準(zhǔn)備階段

準(zhǔn)備階段是為后續(xù)預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量作保障,同時(shí)也保證施工的有序進(jìn)行.主要從圖紙會(huì)審及設(shè)計(jì)交底、專項(xiàng)施工方案、起重器械設(shè)備、信息化技術(shù)應(yīng)用、專業(yè)化施工人員5個(gè)方面影響因素進(jìn)行分析.

1.3 裝配過程階段

此階段是衡量預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量的核心,主要從測(cè)量放線、臨時(shí)支撐及固定措施、構(gòu)件安裝位置及尺寸偏差、節(jié)點(diǎn)鋼筋連接及接縫質(zhì)量、施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊情況5個(gè)方面影響因素進(jìn)行分析.

1.4 裝配驗(yàn)收階段

驗(yàn)收階段是預(yù)制構(gòu)件施工收尾工作,主要從資料完整程度、現(xiàn)場(chǎng)成品保護(hù)、結(jié)構(gòu)實(shí)體驗(yàn)收、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)分項(xiàng)工程檢驗(yàn)4個(gè)方面影響因素進(jìn)行分析.

2 評(píng)價(jià)方法概述

2.1 基于C-OWA算子評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)

根據(jù)建立裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)可知,施工時(shí)牽涉評(píng)價(jià)指標(biāo)諸多,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)的科學(xué)與否直接影響到評(píng)價(jià)結(jié)果.為減輕專家對(duì)數(shù)據(jù)的主觀性判斷所致使的負(fù)面影響[6].本文引用基于組合數(shù)有序加權(quán)平均(C-OWA)算子對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán).指標(biāo)賦權(quán)的具體步驟如下:

第一步: 邀請(qǐng)n位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?對(duì)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)(構(gòu)件要素、裝配準(zhǔn)備、裝配過程、裝配驗(yàn)收)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行0～10打分,重要程度初始決策數(shù)據(jù)集由n位領(lǐng)域?qū)＜掖蚍种蠓謩e構(gòu)成(a1,a2,a3,…ai,…an),將決策數(shù)據(jù)按照從大到小的特點(diǎn)排序并從0開始編號(hào),得結(jié)果為(b1≥b2≥b3…≥bi…≥bn-1)即 (b0,b1,b2,…bi,…bn-1)

(1)

(2)

第四步: 最終計(jì)算施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)因素的相對(duì)權(quán)重ωi,即:

(3)

2.2 基于向量夾角余弦評(píng)價(jià)模型

裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)本就是以一種方法對(duì)待評(píng)價(jià)目標(biāo)的評(píng)價(jià)實(shí)測(cè)值與理想值之間的比較,以確定他們之間的一致性程度.向量夾角余弦也稱余弦相似度,通過向量實(shí)測(cè)值與向量理想值之間的余弦值計(jì)算,促成幾何思維向代數(shù)思維的轉(zhuǎn)變,將裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)過程變得簡(jiǎn)單方便.

第一步:對(duì)標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)評(píng)價(jià)向量進(jìn)行計(jì)算.1～9設(shè)定為文章指標(biāo)的值域,數(shù)值越大說明越優(yōu).構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系中所有指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重值分別乘以值域中最大值,構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)向量U.

U=(9×ω1,9×ω2,9×ω3,…9×ωm),m=20

(4)

第二步:建立加權(quán)待評(píng)價(jià)向量.本文邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域n位專家,對(duì)構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系中所有指標(biāo)加以合理1～9打分,并以平均分為最終分?jǐn)?shù).

I=(i1,i2,i3,…im),m=20

(5)

將初始待評(píng)價(jià)向量I分別乘以施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重值ωm得到加權(quán)待評(píng)價(jià)向量V.

V=Im×ωm=(I1×ω1,I2×ω2…Im×ωm) ,m=20

(6)

第三步:計(jì)算質(zhì)量評(píng)價(jià)值.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)向量與加權(quán)待評(píng)價(jià)向量的夾角余弦得到兩向量夾角余弦值r.

(7)

第四步:建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).設(shè)區(qū)間[1,-1],評(píng)價(jià)值越趨向于1,則說明實(shí)測(cè)值與理想值夾角越小,余弦值越大,質(zhì)量越好,反之越差.

3 實(shí)例分析

以長(zhǎng)春市某住宅小區(qū)為例.1#～18#建筑層數(shù)為負(fù)一至十七層,其中5#，7#～11#這6棟是裝配式建筑.

3.1 基于C-OWA算子賦權(quán)

確定指標(biāo)權(quán)重,邀請(qǐng)6位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行(1～10)打分,以目標(biāo)層構(gòu)件要素階段為例,打分結(jié)果見表2.

表2 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)打分Table 2 Construction quality evaluation index score of prefabricated building components

同條件下可以得到A中指標(biāo)：

根據(jù)(3)公式可得到相對(duì)權(quán)重ωi:

ωi=(0.183,0.147,0.175,0.164,0.159,0.173)

隨之可得到評(píng)價(jià)體系中的所有相對(duì)權(quán)重見表3.

表3 裝配建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Table 3 Weight of construction quality evaluation index for prefabricated components of assembly building

3.2 基于向量夾角余弦評(píng)價(jià)模型

本文邀請(qǐng)5位經(jīng)驗(yàn)豐富的相關(guān)專家,對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行1～9打分,且進(jìn)行平均處理結(jié)果見表4.

表4 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)平均處理結(jié)果Table 4 Average score table for construction quality evaluation of prefabricated building components

3.3 模型構(gòu)建

由式(4)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)向量U:

由式(5)得到初始評(píng)價(jià)向量I:

I= (7,5,6,5,5,6,4,6,6,4,5,4,5,5,7,2,4,4,6,7)

由式(6)得加權(quán)待評(píng)價(jià)向量V:

由式(7)計(jì)算夾角余弦值r:

r=cos(U,V)=0.971

根據(jù)結(jié)果評(píng)價(jià)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件等級(jí).由表5可知,越接近于1值,說明等級(jí)越優(yōu),因此本施工質(zhì)量屬于良等級(jí).同時(shí),可以從圖1中清晰分辨出各環(huán)節(jié)的優(yōu)劣程度,數(shù)值越大質(zhì)量越優(yōu),反之越差.該對(duì)比圖可有效提高自身的不足之處,也為相關(guān)部門提供科學(xué)的監(jiān)督依據(jù).

表5 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)Table 5 Construction quality evaluation grade of prefabricated building components

圖1 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)U,V對(duì)比Fig.1 Comparison of construction quality evaluation indexes U and V of prefabricated building components

4 結(jié)論

隨著建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),傳統(tǒng)建筑施工質(zhì)量評(píng)價(jià)已不能滿足現(xiàn)在的條件,因此本文充分考慮裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件施工特點(diǎn),并根據(jù)對(duì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、專家訪談、文獻(xiàn)匯總等進(jìn)行系統(tǒng)合理的指標(biāo)挑選,提出較為全面的指標(biāo)體系.對(duì)此可以很好看出預(yù)制構(gòu)件裝配過程中的質(zhì)量,加強(qiáng)質(zhì)量管理,也為相關(guān)部門和單位提供一定依據(jù).

本文引入C-OWA算子,可以有效避免專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀賦權(quán)產(chǎn)生的不利影響,為評(píng)價(jià)結(jié)果夯實(shí)基礎(chǔ).將向量夾角余弦引入裝配式建筑質(zhì)量評(píng)價(jià)中,不僅可以看出該方法的簡(jiǎn)便易行,也為該領(lǐng)域工程技術(shù)人員提供一種新思路.通過實(shí)例分析,驗(yàn)證C-OWA算子與向量夾角余弦相結(jié)合具有實(shí)際意義.