AHP在建筑工程结构设计风险评价中的应用

杨 睿，徐洪娟

（1.合肥学院建筑工程系，安徽合肥230601；2.长丰县建筑工程质量安全监督站，安徽合肥231100）

AHP在建筑工程结构设计风险评价中的应用

杨 睿1，徐洪娟2

（1.合肥学院建筑工程系，安徽合肥230601；2.长丰县建筑工程质量安全监督站，安徽合肥231100）

随着AHP技术在发达国家的广泛使用，我国也在上世纪八十年代对其进行了引入，通过不断的研究与发展,逐步适应了我国的发展需求，并且已经在政治、经济、规划、建筑、航空等很多领域有了广泛的使用.并且其定性、定量的特点从根本上保证了数据分析的准确性.

AHP；建筑工程；结构设计；应用

1 层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)

AHP是层次分析法（Analytic Hierarchy Process）,的简称.我国在1982年引入了该方法，并结合其特点对各种待处理的决策因素进行处理，这种系统具有灵活.简便的特点，在我国经济各领域得到了迅速的应用，比如，成本分析、经济管理、建筑工程等，层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)都有着广泛的应用.在应用中如果所选的要素不合理，其含义混淆不清，或要素间的关系不正确，都会降低AHP法的结果质量，甚至导致AHP法决策失败.为保证递阶层次结构的合理性，需把握以下原则（1）分解简化问题时把握主要因素，不漏不多；（2）注意相比较元素之间的强度关系，相差太悬殊的要素不能在同一层次比较.

2 建筑工程结构设计风险分析

在建筑工程中出现设计事故或者设计问题往往是因为设计人员的疏职以及各种客观、客管原因造成的，以下就就其进行了全面分析，并对结构设计中可能出现的各种风险作出了详细介绍：

2.1 不合理的结构设计方案

不合理的结构设计方案主要包括：使用严重不规则的设计方案对地震区的工程建筑进行结构设计，同时没有采用必要的措施对平面或者竖向的不规则结构问题进行解决；在结构方案设计时没有明确的计算简图，同时没有选取合理的抗震作用传递路径，对于提高抗震部位薄软的部位没有采取必要的措施进行处理，且出现结构类型选用错误；此外还有各类建筑物建设选址出现了问题，很多都是建筑在危险的场地，而主楼与裙房也出现了连接方案选用不恰当的情况，对于结构中伸缩、沉降、防震缝没有合理的对其进行分部与设置处理措施且对于结构结构建筑的多重抗震性也没有进行必要的结构建造.

2.2 结构荷载及作用问题

结构荷载及作用问题主要包括：错误的对抗震设防烈度、类别、等级进行取值，同时在荷载规范允许值内，荷载的频遇值、准永久值、取值及组合都达不到要求.

由于荷载规范内没有具体的对活荷载做出规定，所以就造成了取值的不规范以及错误的出现，这主要包括，在进行结构计算时，组合值与荷载分项的系数以及荷载组合出现不能满足结构设计要求的情况.

2.3 结构计算问题

结构计算出现的问题主要包括：在计算时出现结构结算假定与模型计算方法的选择不合理，同时因为原始的材料、荷载强度等数距出现取值错误和不合理的情况，以及结构计算参数值和简图以及荷载取值出现不合理的情况，都是造成结构结算问题出现的主要因素.在计算完成后，会出现结果失实和内力调整不当以及对于超限信息处理不当的情况，正是由于计算出现的差错，以及计算简图、原始数据、，所以才会造成结构安全度下降的情况，而对于结构荷载以及构件尺寸的不完全计算，会造成结构局部构件产生变形，从而对建筑结构结构的安全性与使用造成一定的影响.在结构结算的过程中，如果对结构安全系数选取值过小，结构配筋就会出现配置不足的情况从而造成结构安全受到威胁；最后，在结构设计中，由于缺乏对结构设计的校验、审核等经验不足的情况，常常会出现工程返工加固甚至出现工程安全事故.

2.4 结构耐久性设计不当

在结构设计时会出现设计对耐久性能考虑欠缺的情况.这主要表现在，在结构建设时，对结构环境类型选择出现错误，从而造成结构设计方案以及结构设计实施的措施的错误选择；在材料使用方面，由于错误的对结构环境类别的判断，就会使混凝土结构的材料厚度、混凝土保护层厚度、防裂等级等出现错误的数据使用.而对于砌体结构来说，结构设计耐久性考虑不足主要表现在使用材料满足不了耐久性的要求，对于钢结构来说，就会出现对于钢筋抗锈等级、防腐、防火等出现错误的选用，特别是对于脚柱、支架等特殊部位就会出现安全措施的实施不完全或者不合理；最后，当出现建筑建设场地出现地下水影响时，就会出现使用基础方案或者出现不合理的处理措施，这就会造成设计出现使用年限、质量等耐久性问题.

2.5 地基基础设计失误

在地基基础设计时主要会有这些问题：对于地层基础的错误判断从而出现持力层的错误使用，而在地基基础承载和变形错误的判断，会造成其验算达不到规范要求，同时还有基础埋置深度不够和变形与稳定性问题；在结构设计时，没有充分考虑到工程对周边环境地基的不良影响，同时也没有采取必要的措施以及适合的应急解决方案；对于含有湿陷性黄土、膨胀土、冻土、液化土以及山区地基土等不同性能的地基土时出现措施选用的不合理，真是由于对这些复杂地质情况考虑的不全面，所以会造成地基基础的质量问题；而在处理地下结构时，其使用的结构抗浮验算的不合理性会造成最高设防水位的设置物证据可依.从而出现建筑物裂缝、倾斜、变形等问题；软基处理方案由于没有以地质报告作为其参考，会出现不合理的情况，同时由于设计范围不符合规范等，结构设计中的种种因素都是早成地基承载力与变形能力达不到上层结构的设计要求；没有及时采用地基处理方式对由于选址不对和埋深不足对上层结构稳定性造成的影响进行处理；还有不合理的对地基桩基础的形状和布置进行操作，使其不能达到荷载力的与其承受效果；没有采取相应的减轻液化处理措施对地基含液化土进行处理；地下室嵌固层相应的处理措施、地下室顶板与挡土墙计算简图以及计算不能满足要求从而造成质量问题；地基基础设计的失误还会造成高层建筑与裙房出现差异性沉降；同时地基基础设计的失误还会造成地下室墙的门(窗)大洞口的地梁不能够按计算设置，基础设计不能满足上层架构与地质状况从而造成整体结构的的安全受到影响.

2.6 上部结构(钢结构)设计失误

上层结构失误主要包括在结构材料与连接形式的错误选择，从而造成结构强度值出现偏差，而结构连接与材料的不合理选用以及结构设计的不合理会影响整个结构的支撑系统，从而出新传力不均匀、不明确；结构节点与强节点设置的不合理以及弱杆件原则的不强档应用也是上部结构设计主线的主要失误；在上层房屋局部采用小型钢网架、钢桁架、钢雨蓬等钢结构时与主体连接不合理、焊接、构造、计算不合理；最后是真题结构手腕构件设计出现的局部稳定性忽略情况会影响结构整体的稳定和挠度的计算.

2.7 上部结构(砌体结构)设计失误

在上层砌体结构的设计时主要出现的失误有：建筑物楼层数出现超出规范范围；对于整体构造柱与圈梁的不合理设置；抗震墙间距依据局部结构距离不合理；抗震墙间距的不合理会造成多层砌体的抗震计算出现偏差.

2.8 上部结构(混凝土结构)设计失误

上层混凝土结构设计出现的失误主要有：在建造时不合理的选用抗震等级；框剪结构剪力墙承载比不符合要求；地下室顶用作结构嵌固层结构设计的不合理；钢结构极限配筋率达不到要求；框架筋肢距达不到要求；抗震墙厚度不够；框架支柱不能满足要求；结构上、下层侧向刚度比不合理；混凝土变形、抗裂等性能达不到要求.

2.9 与其他专业设计时协调不一致

包括:在结构设计时，由于整体结构还会涉及很多其他的附属设计，比如对高程、承载力特征值、抗浮水位、防水水位等，同时由于工程勘探出现的不符合实际情况，从而造成结构设计与其他附属转设计不能达成一致，从对整体购机承载、受力能力造成影响，这回直接影响建筑物的使用年期.

2.10 其他问题

其他设计风险主要包括国家标准规定的抗震，防火问题，由于结构设计时，对于这些问题的忽略，在结构建筑物建成之后可能会会由于这些结构设计的不足造成工程质量的问题，甚至发生财产损失与人身伤亡.

3 AHP在建筑工程结构设计风险评价中的应用

（1）通过深刻的了解AHP的功能，在实际建筑工程结构设计中，首先应该确定通过对建筑工程结构设计中的风险进行的分析确定AHP需要比对的风险，并且对其进行细致的划分归类，并采集所需的数据，广泛的收集其信息.

（2）按照所收集的建筑工程结构设计的信息与数据，按照不能的功能、作用对其进行分类，按照不同的功能差异，对建筑工程结构设计风险进行多层次的递阶建模.

（3）在确定模型中相邻两个元素的相关程度之后，在使用构造两比较判断矩阵及矩阵运算的数学方法，确定出基于上层结构某一个单元因素与本层次中元素的相对性.

（4）把更层次元素对目标的合成权重计算结构进行总排序，然后确定最底层元素在模型中总目标的重要程度.

（5）以模型排序为依据对其进行分析，并计算出结构，然后提出相关的解决措施.

作为建筑工程建设的核心，工程设计是十分重要的，而工程结构设计的质量更是关乎建筑工程建设的的质量、安全、寿命，如果在设计中，稍微出现一点差错，那么亲者造成质量事故，重则毁点整个工程建筑.通过本文，笔者对AHP在建筑工程结构设计风险评价中的应用进行了透彻的分析与探讨，希望通过本文的介绍，可以让人们对于建筑工程结构设计中出现的风险问题予以重视，同时能够通过AHP方法对这些风险进行细致、完整的评估.

〔1〕钟登华,张建设,曹广晶.基于AHP的工程项目风险分析方法[J].天津大学学报（自然科学与工程技术版）,2002,35 (2):162-166.

〔2〕徐建华.现代地理学中的数学方法(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2004.224-249,305-336.

〔3〕毛泽华.运用层次模糊法进行工程项目业主风险评价[J].兰州理工大学学报,2005,31(5):115-118.

〔4〕张英,张翠英.基于AHP的建设工程风险评估方法研究[J].商业研究,2006(24):53-55.

TU201.2

A

1673-260X（2013）09-0135-02前言：自AHP诞生至今已经经历了半个多世纪的发展与进步，其在世界范围内已经有了非常成熟的运用.在本文中，笔者对AHP的概念进行了介绍、对建筑工程结构设计存在的风险做了深入解读，对AHP在建筑工程结构设计风险评价中的应用也做出了分析.

（13KY08ZR）合肥学院2013年度科研发展基金一般项目