基于模糊综合评价法的悬挑模板施工安全评估

夏 进

(武汉建工集团股份有限公司，湖北 武汉 430023)

随着社会经济的蓬勃发展和科技的不断创新，使得建筑业悬挑结构支撑体系被广泛应用。而影响悬挑模板施工的因素较多、较复杂，且具有模糊性和不确定性，给现场安全质量检查带来很多不便，也是建筑业一大困扰。以黄石市中心医院黄金山院区一期工程项目作为研究对象，邀请专家对影响悬挑模板施工的因素及指标隶属度进行评分，建立悬挑模板施工安全的定量评价模型，对悬挑模板施工安全性进行估算，为现场施工人员提供参考。

1 模糊综合评价基本理论

模糊综合评价法是依据模糊数学中的模糊集合理论，通过隶属度使模糊信息定量化，对于边界不明、概念不清的影响因素，能够有效量化。基本步骤如下：

1)确定影响因素集。影响因素集是目标层的各种属性，可由影响因素集综合评价目标层，而目标层不止一个，所以影响因素集也存在多个，第一目标层影响因素集可表示为U={u1，u2,…，un},第i个子集表示为Ui={ui1,ui2,…,uin}。

2)确定评价集。评价集是评价对象可能出现的各种结果的集合，可表示为V={v1,v2,…,vn}。

3)确定隶属度函数及模糊关系矩阵。模糊函数是影响因素集U到μ(V)的模糊映射，即μ：U→μ(V),∀ui∈U，然后将各因素的实际得分代入隶属度函数，可得模糊关系矩阵R。

4)综合评价。采用层次分析法(AHP)确定各目标层影响因素权重向量为W，利用该目标层对应的模糊关系矩阵为R，可得到该目标层的模糊综合评价向量B。由矩阵R得到的权向量W是否合理，应按式(1)进行随机一致性检验。

(1)

其中，CR为一致性比率，当CR<0.1时，认为判断矩阵通过一致性，否则重新分配直至达到一致性；RI为同阶判断矩阵的随机一致性指标，见表1；CI为一致性指标,由式(2)计算：

(2)

其中，n为R的阶数;λmax为判断矩阵最大特征值，按式(3)计算：

(3)

2 高大模板支撑体系综合评价模型

以黄石市中心医院黄金山院区一期工程项目为例，建立悬挑模板施工安全性模糊综合评价模型。

2.1 工程概况

黄石市中心医院黄金山院区一期工程项目由武汉建工集团股份有限公司承建，总建筑面积23.8万m2，由住院楼、医技楼、门诊楼、核医学肿瘤中心、洗涤动力中心、食堂、室外连廊组成。核医学及肿瘤中心屋面构架层悬挑区域沿外线出挑1.90 m，结构标高21.3 m。该悬挑区域具有一定危险性，一旦发生安全事故，将造成重大的人员伤亡和经济损失。

2.2 建立评价因素集

该项目邀请了10位资深专家组成了专家组，根据专家组意见及现场实际施工情况，确定了对该工程安全性影响较大三个主要因素：现场施工管理、施工方案设计、现场施工情况，并对各因素进行了打分，形成了如表2所示的评价因素集。

表2 评价因素集

2.3 建立安全性评价集

根据建筑业施工特点，一般将悬挑模板施工安全性评价等级划分为：优秀、良好、合格、不合格，对应点评价集为：

V={v1,v2,v3,v4}={优秀，良好，基本安全，不安全}。

设定vi={优秀[100，80)、良好[80，60)，基本安全[60，40)，不安全[40，0)}，其中,i为第i个等级，取分数区间的上限值组成评价集：

V={v1,v2,v3,v4}={100,80,60,40}。

2.4 建立隶属度函数并计算各因素隶属度

常用的隶属度函数有半梯形分布与梯形分布、正态分布、K次抛物线型或半抛物线型分布等。在选择隶属度函数时，如果以实现得分较高表示状态较好，则选择半梯形分布与梯形分布比较合适。针对各因素评价，本文采用半梯形分布与梯形分布隶属度函数如下所示：

1)优秀。

(4)

2)良好。

(5)

3)基本安全。

(6)

4)不安全。

(7)

以施工技术交底为例，其得分为82.8，根据式(4)～式(7)计算各隶属度。

“优秀”的隶属度为：r11=0.28；“良好”的隶属度为：r12=0.72；“合格”的隶属度为：r13=0；“不合格”的隶属度为：r14=0。以此类推，由半梯形分布与梯形分布隶属度函数计算得第2级因素的隶属度，如表3所示。

表3 第2级因素隶属度

2.5 综合评价

2.5.1层次分析法确定各目标层因素权重

根据10位专家对各因素进行两两对比，得出判断矩阵，并利用式(1)～式(3)对各级因素进行一致性检验，得出各级因素权数分配均合理，评价因素权重值及得分如表4所示。

表4 评价因素权重值及得分

2.5.2一级模糊综合评价

利用线性代数法可得出一级模糊评价结果，如表5所示。

表5 一级模糊评价结果

2.5.3二级模糊综合评价

通过计算可得出该工程悬挑模板施工安全性评价结果为优秀，与该工程悬挑模板实际施工情况相符，施工过程中没有发生安全事故，顺利完成施工。

3 结语

采用模糊综合评价法对悬挑模板施工安全性的评价比较符合现场实际施工情况，悬挑模板施工安全性评价模型是可取的，对现场施工人员检查悬挑模板施工安全具有借鉴意义。