基于混凝土结构工程综合性能评价的技术要点探讨

摘要：本文构建了对混凝土结构工程性能的综合评价模型：建立一套全新的评价指标，依据混凝土结构的特点，通过层次分析和混凝土结构综合性能评价分值的办法，得出混凝土工程的综合性能，进而证明这种评价的有效性跟实用性。

关键词：混凝土结构； 新的评价指标； 层次分析

1混凝土结构工程评价指标体系的建立

混凝土结构工程，在其使用过程中，由于必须承受的荷载作用以及周围环境对其的侵害，必然会引起结构功能的变化，这样就会危害到人们的正常生活争产的安全。因为不同的结构，可能劣化的方向、程度等都会有着各种各样的不同，而影响建筑物劣化程度的因素有很多，每一个因素对它的影响程度、效果也都不一样，所以在结构工程实际工作状态的基础上，必须建立一套完善的评价指标体系，对各个指标进行逐一细化，才能对工程结构的运营状态给出正确合理的评估。

混凝土结构工程性能评价分为七个方面：

1、基础部分：地基―基础；

2、主体结构：梁―板―柱―墙；

3、屋面结构：屋面承重层―屋面结构层―屋面排水；

4、室内装饰工程：内墙抹灰―门窗油漆―细木装饰；

5、室外装饰工程：外墙面抹灰―粉墙裙―粉台阶和散水；

6、楼地面工程：地面―楼面―楼梯―台阶―室外坡道；

7、水卫电气工程：水卫―电照―暖气―特种设备。

在考虑到混凝土结构的特点，我们采用1-9标度，对各项评价指标进行了分值划分，对其结构工程运营的状态，比较确切地准确地确定两个相邻标度之间取一个中间值，为后续混凝土工程的养护和病害处理，提供了定量的依据。

2运用层次分析法建立评价模型

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是20世纪70年代美国匹茨堡大学教授A.L.Saaty于提出的一种系统分析方法。它是将定性分析和定量分析有机结合，分析多目标、多准则的复杂的大系统的强有力的工具。它思路清晰，方法便捷，适用面广，系统性强，他数字化了人们的思维过程，有助于

运用AHP法解决问题的步骤：

1、 分解问题，构建递阶层次结构；

2、 按规定的尺度，将现有的资料进行两两比较，构建两两比较判断矩阵；

3、 层次单排序、一致性检测；

4、 总体排序及总的一致性检验，得出各个方案对总目标的优劣顺序和整个递阶结构所有判断的一致性指标，并进行决策。

2混凝土结构工程运营状态

要对混凝土结构工程综合性能评价的技术方法进行分析，对混凝土结构工程运营状态的了解是必须的，下面进行部分混凝土结构工程运营状态介绍：对于混凝土结构工程运营状态来说分为好多种的状态，一般是分为一类（良好状态），二类（较好状态），三类（较差状态）四类（极差状态）。对于基础工程来说，地基的一类状态时只有足有的承载能力，且，整体没有不均匀的沉降发生。而基础的一类状态则是指有足够的承载能力，而且能够将受到的荷载均匀的传递到地基上，使得地基土的密实度和承载能力得到提高。不同于一类状态的是二三四类状态。对于地基的二类状态是指能够完全胜任承受荷载的要求，但是有些许的沉降；三类状态则是指不能承担相应的荷载，导致出现局部的不均匀沉降，只是沉降的影响比较小，只是有些许的损坏；第四类是指比前三类都差的情况，主要是沉降对结构的影响很大。对于基础来讲，二类是指能够承担相应的荷载，提高地基的密实度，但是沉降量较大，沉降速度较快；三类是指承载力已经出现了不足，而且有部分的荷载传递不均匀，对提高密实度影响不大；第四类是指承载力不足，且有明显的不均匀荷载传递，基本无法提高密实度，而且沉降量很大。

对于主体工程来说，一二三四类的区别也是很大的。首先，对于梁来讲：一类是指可以有效提高整体结构的抗震性和刚度。二类是指能提高，只是没有一类的那么明显。三类是指可以提高，但是提高的效果相比第一第二类更不明显了。四类则是指会提高刚度和抗震性。对于柱来讲，一类是指有效地增加结构的刚度和强度，能够使得结构不变形，保持结构的完整性。二类是指能增加结构的强度和刚度，能使得结构基本不变形。三类是指可以保证结构的一定的强度和刚度，使得结构在一定程度上不出现结构的破坏。四类则是指对结构的强度和刚度无帮助，结构会出现破坏，影响结构的整体性。

3模型的递阶层次的确立

在对各项参数进行分析的时候，其依据的原理是层次分析法。这就需要对各项参数指标建立起阶梯结构，分成不同的组别，最终可以构成一个严密的体系，其中包含了层次不同的指标。

接下来的步骤是建立判断矩阵，假设存在n个物体，用字母表示为Ai，其中的i值可以为1、2…n等数值，这样就建立了物体之间的相对比重数量阵。其可以用式子表示为：A=（Wi/Wj）m*n，

其中

上式之中的A的特征值用n来表示，A的特征向量使用W来表示。主观因素的影响会干扰正确的判断，这就需要构造出判断矩阵，这就需要比较判断各个指标之间的相对的重要性。

通常的情况下，Bj指标隶属于Ai。其中它的判断矩阵是一维方阵，其为m的一维方阵。其中的Ai的参数之中包括了bij，对于参数i相对于参数j的重要性，可以采用1-9比率标度法进行分析。采用递阶层次权数计算法进行计算。

在进行判断矩阵的最大特征值和其对应的特征向量的计算分析之后，可以确定出各个因数的权重大小。最后再次进行一致性检验。在这些方法之中，方根法、幂法及和积法等都是进行特征向量计算的常用方法。本文介绍方根法的计算方式。

首先需要进行矩阵的每一行的乘积M的计算和判断：Mi=Bi1* Bi2…Bin 其中的i值可以为1，2，…n，其中的j可以取值为1，2，…n；下一步是计算W，其表示的是Mj的n次方根。

计算的公式为：CR=λmax-n/（n-1）RI0.1

上式之中的RI表示的是平均随机的一致性指标的大小，判断矩阵的阶数可以决定其数值的大小。检验矩阵的一致性，观看其是否满足一致性的要求。如果不满足，则应该对判断矩阵进行修改，以得到较为满意的一致性。通常情况下，对于某一问题的决策，Wi/Wj的数值大小是很难判断出来的。所以对于该参数只能进行估算。

结语

在对混凝土结构工程的综合性能评价的过程之中，应用层次分析法，可以方便快捷和客观准确地进行分析。该方法的实用性十分强。在根据混凝土的本身的结构特点的基础之上，本文构造出新的评价体系。对混凝土的结构工程的性能进行了建模分析。对评价指标进行了详细的定量研究，这可以推动评价工作的公平、公正和公开地进行。评价工作是一项信息量巨大的、错综复杂的工作。为了简化分析的工作量，可以在模型的基础之上进行定性和定量相结合的评价方法。这样可以客观和公正地对各个工程进行评价。

参考文献

[1] 曲莲震， 刘明， 吴丹丹，层次分析法在房屋结构可靠性评位中的应用[J] 房材与应用， 2010， 17（4）： 41-43.

[2] 许湘华， 层次分析法在铁路既有混凝土桥梁综合性能评价中的应用[J] 贵州工业大学学报，自然科学版， 2013