摘要：與新建工程相比，加固工程具有其自身的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)、施工等各方面，均存在著一定的不同之處。在這樣的背景下，要求在加固工程實(shí)施之前，必須做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，尤其是加固方案的選擇和確定工作。基于此，本研究針對(duì)砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析和探討，通過(guò)提出砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選體系，為砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選問(wèn)題的解決提供思路。

　　關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu),加固,TOPSIS,優(yōu)選方案

　　一、概述

　　隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，砌體結(jié)構(gòu)加固方案也有較多的技術(shù)和方法。從目前的情況來(lái)看，比較常見(jiàn)的方法主要有高強(qiáng)鋼絲網(wǎng)片抹壓聚合物砂漿法、壓力灌漿配合鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法、鋼筋混凝土面層加固法、新增鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁加固法等方法，這些方法在砌體結(jié)構(gòu)加固方面，都可以起到一定的效果，然而，不同的加固方案，不僅造價(jià)不同、施工工藝不同，并且在方法應(yīng)用的范圍等方面也存在著一定的差異。因此，在開(kāi)展具體砌體結(jié)構(gòu)的加固工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)在所提出的多種可行的加固方案中，選擇適用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益高、針對(duì)性強(qiáng)的加固方案，以確保所選擇的砌體結(jié)構(gòu)加固方案的綜合效益最佳。而由于砌體結(jié)構(gòu)加固方案的選擇，本身涉及到較多的問(wèn)題，影響因素較多，因此，在選擇砌體結(jié)構(gòu)加固方案的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)通過(guò)科學(xué)、系統(tǒng)的加固方案優(yōu)選體系及加固方案優(yōu)選方法的構(gòu)建，以保證砌體結(jié)構(gòu)加固方案選擇的合理性。

　　二、基于TOPSIS方法的砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選模型的構(gòu)建

　　2.1 砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)體系的構(gòu)建

　　考慮到砌體結(jié)構(gòu)加固工程的要求、砌體結(jié)構(gòu)加固工程實(shí)施的難易程度、砌體結(jié)構(gòu)加固工程各方案特點(diǎn)，選擇技術(shù)要求(X1)、外觀美觀度(X2)、施工難易度(X3)、建設(shè)工期(X4)、環(huán)保性(X5)、工程造價(jià)(X6)等六個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以綜合反映各個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案情況。

　　基于此，砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)體系見(jiàn)表1所示。

　　2.2 基于TOPSIS方法的砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選模型構(gòu)建

　　基于TOPSIS的砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選模型構(gòu)建的步驟如下：

　　STEP1：確定砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重

　　在確定砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)體系中各指標(biāo)權(quán)重時(shí)，運(yùn)用層次分析法(AHP)方法進(jìn)行。由于AHP方法應(yīng)用較為廣泛，因此，本文不再對(duì)該方法的具體實(shí)施步驟進(jìn)行介紹。

　　STEP2：建立單因素評(píng)判矩陣

　　建立單因素評(píng)判矩陣需要經(jīng)歷三個(gè)步驟，分別為：

　　(1)確定單指標(biāo)特征量矩陣 m個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)構(gòu)成n個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案的評(píng)價(jià)值。每一個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)對(duì)n個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案的評(píng)判可用指標(biāo)特征值來(lái)表示，即

　　式中： (i=1，2， …,6;j=1，2，…，n)為第 個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案的第 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的指標(biāo)特征值。

　　在本研究所構(gòu)建的砌體結(jié)構(gòu)加固方案優(yōu)選指標(biāo)體系中，所有指標(biāo)均為定性指標(biāo)，即均不能直接用數(shù)值來(lái)進(jìn)行表征的，特征量確定方法分別如下：

　　對(duì)于指標(biāo)外觀美觀度(X2)和環(huán)保性(X5)這兩個(gè)指標(biāo)，其評(píng)價(jià)結(jié)果可以劃分為“很好”( )、“較好”( )、“一般”( )、“不太好”( )、“很不好”( )等五個(gè)檔次，約定其分別對(duì)應(yīng)于數(shù)值上的1.0，0.8，0.6，0.4和0.2。同時(shí)取各位專家評(píng)價(jià)結(jié)果的算術(shù)平均值，作為某一砌體結(jié)構(gòu)加固方案在該指標(biāo)下的指標(biāo)特征值。

　　對(duì)于技術(shù)要求(X1)、施工難易度(X3)、建設(shè)工期(X4)、工程造價(jià)(X6)等四個(gè)指標(biāo)，其評(píng)價(jià)結(jié)果可以劃分為“很高”( )、“較高”( )、“一般”( )、“低”( )、“很低”( )等五個(gè)檔次，約定其分別對(duì)應(yīng)于數(shù)值上的0.2，0.4，0.6，0.8，1.0。針對(duì)這四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)活動(dòng)，主要是通過(guò)專家主觀評(píng)判結(jié)合調(diào)查的方式獲得。同時(shí)取各位專家評(píng)價(jià)結(jié)果的算術(shù)平均值，作為某一砌體結(jié)構(gòu)加固方案在該指標(biāo)下的指標(biāo)特征值。

　　(2)確定指標(biāo)隸屬度矩陣 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的特征量確定后，下面應(yīng)針對(duì)各指標(biāo)相對(duì)于優(yōu)的隸屬度進(jìn)行計(jì)算。在本研究所建立的指標(biāo)體系中，所有指標(biāo)是越大越優(yōu)型指標(biāo)。

　　對(duì)于越大越優(yōu)型指標(biāo)，可以利用下列的公式計(jì)算隸屬度：

　　式中： 為第 個(gè)砌體加固方案的第 個(gè)指標(biāo)隸屬于優(yōu)的程度;，ximin=。

　　根據(jù)式(1)、式(2)，可將指標(biāo)特征量矩陣轉(zhuǎn)換為指標(biāo)隸屬度矩陣：

　　(3)確定理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案和負(fù)理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案

　　理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的指標(biāo)隸屬度應(yīng)是全體砌體結(jié)構(gòu)加固方案相應(yīng)指標(biāo)隸屬度的最大值。

　　負(fù)理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的指標(biāo)隸屬度應(yīng)是全體砌體結(jié)構(gòu)加固方案相應(yīng)指標(biāo)隸屬度的最小值。

　　STEP4：最終評(píng)價(jià)

　　(1)求各砌體結(jié)構(gòu)加固方案與理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案和負(fù)理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的差異度

　　采用權(quán)歐氏距離作為差異度的測(cè)量， 砌體結(jié)構(gòu)加固方案與理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案和負(fù)理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的差異度分別為 和 ，則

　　(2)計(jì)算各砌體結(jié)構(gòu)加固方案與理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的貼近度

　　定義 砌體結(jié)構(gòu)加固方案與理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的貼近度為 ，其表達(dá)式為：

　　一般 , 值愈接近于1，則相應(yīng)的砌體結(jié)構(gòu)加固方案隸屬于優(yōu)的程度越高。根據(jù) 的大小，可以對(duì)各個(gè)砌體結(jié)構(gòu)加固方案進(jìn)行排序，進(jìn)而選擇出綜合效益最佳的砌體結(jié)構(gòu)加固方案。

　　三、實(shí)例分析

　　某住宅樓為20世紀(jì)80年代建造的砌體結(jié)構(gòu)房屋，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹雨淋，該住宅樓出現(xiàn)了一定程度的損傷，墻體等部位多處出現(xiàn)典型剪切裂縫。政府部門(mén)決定對(duì)該住宅樓進(jìn)行加固。在對(duì)該住宅樓分析的基礎(chǔ)上，政府部門(mén)提出了高強(qiáng)鋼絲網(wǎng)片抹壓聚合物砂漿法、壓力灌漿配合鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法、鋼筋混凝土面層加固法、新增鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁加固法等四種加固方案。為選擇出最為合適的加固方案，政府部門(mén)組織專家，對(duì)四個(gè)方案進(jìn)行了評(píng)判。為方便，分別記以上四種加固方案為F1、F2、F3、F4。具體流程如下：

　　(1)選擇指標(biāo)及確定指標(biāo)權(quán)重

　　經(jīng)過(guò)分析，專家選擇了技術(shù)要求、外觀美觀度、施工難易度、建設(shè)工期、環(huán)保性、工程造價(jià)六個(gè)指標(biāo)，作為加固方案選擇的指標(biāo)。同時(shí)，專家按照層次分析法的步驟和要求，對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行了確定。

　　(2)確定指標(biāo)特征量及指標(biāo)隸屬度

　　由各位專家按照各指標(biāo)特征量確定的規(guī)則，對(duì)各加固方案的各指標(biāo)特征量進(jìn)行確定，同時(shí)取各位專家對(duì)各指標(biāo)特征量確定結(jié)果的算術(shù)平均值，作為各指標(biāo)最終的指標(biāo)特征量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)TOPSIS的計(jì)算步驟，分別計(jì)算各指標(biāo)的指標(biāo)隸屬度，形成指標(biāo)隸屬度矩陣，見(jiàn)表3所示。

　　(3)最終決策

　　根據(jù)公式，分別計(jì)算各砌體結(jié)構(gòu)加固方案與理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案和負(fù)理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的差異度，在此基礎(chǔ)上計(jì)算各砌體結(jié)構(gòu)加固方案與理想砌體結(jié)構(gòu)加固方案的貼近度。

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