摘要：從技術要求、外觀美觀度、施工難易度、建設工期、環保性、工程造價六個方面構建了砌體結構加固方案優選的指標體系，運用理想解法，構建了砌體結構加固方案優選模型，并通過實例驗證了研究的可行性。

　　關鍵詞：砌體結構加固,方案優選,理想解法

　　引言

　　建國以后，尤其是在20世紀50-60年代所建設的房屋，由于經歷了幾十年的使用，大量房屋出現了不同程度的損傷及老化，一些房屋甚至威脅到了人民群眾的生命財產安全。基于此，自上世紀90年代以來，隨著經濟社會的不斷發展，我國陸續開展了大規模的城鎮規劃建設工作，對于原有的、年代久遠的房屋，開展了拆除、加固等活動，在實現城鎮規劃的同時，也確保了人民群眾的居住安全。其中，由于舊房改造加固與新建房屋相比，具有投資少、效益高、工期短等方面的特點，因此，很多城市對于不在城市主要規劃區內的舊房屋，采取的便是舊房加固改造的措施。而舊房屋多是多層建筑，且多為砌體結構。因此，在開展舊房改造加固工作時，需要考慮砌體結構的特點，合理進行方案的選擇。

　　隨著技術的不斷發展，砌體結構加固方案也有較多的技術和方法。從目前的情況來看，比較常見的方法主要有高強鋼絲網片抹壓聚合物砂漿法、壓力灌漿配合鋼筋網水泥砂漿面層加固法、鋼筋混凝土面層加固法、新增鋼筋混凝土構造柱和圈梁加固法等方法，這些方法在砌體結構加固方面，都可以起到一定的效果，然而，不同的加固方案，不僅造價不同、施工工藝不同，并且在方法應用的范圍等方面也存在著一定的差異。因此，在開展具體砌體結構的加固工作時，應當在所提出的多種可行的加固方案中，選擇適用性強、經濟效益高、針對性強的加固方案，以確保所選擇的砌體結構加固方案的綜合效益最佳。而由于砌體結構加固方案的選擇，本身涉及到較多的問題，影響因素較多，因此，在選擇砌體結構加固方案的過程中，應當通過科學、系統的加固方案優選體系及加固方案優選方法的構建，以保證砌體結構加固方案選擇的合理性。

　　與新建工程相比，加固工程具有其自身的特點，在設計、施工等各方面，均存在著一定的不同之處。在這樣的背景下，要求在加固工程實施之前，必須做好各項準備工作，尤其是加固方案的選擇和確定工作。基于此，本研究針對砌體結構加固方案優選問題進行詳細分析和探討，通過提出砌體結構加固方案優選體系，為砌體結構加固方案優選問題的解決提供思路。

　　1 基于TOPSIS方法的砌體結構加固方案優選模型的構建

　　1.1 砌體結構加固方案優選指標體系的構建

　　考慮到砌體結構加固工程的要求、砌體結構加固工程實施的難易程度、砌體結構加固工程各方案特點，選擇技術要求(X1)、外觀美觀度(X2)、施工難易度(X3)、建設工期(X4)、環保性(X5)、工程造價(X6)等六個指標進行評價，以綜合反映各個砌體結構加固方案情況。

　　基于此，砌體結構加固方案優選指標體系見表1所示。

　　1.2 基于TOPSIS方法的砌體結構加固方案優選模型構建

　　基于TOPSIS的砌體結構加固方案優選模型構建的步驟如下：

　　STEP1：確定砌體結構加固方案優選指標體系中各指標的權重

　　在確定砌體結構加固方案優選指標體系中各指標權重時，運用層次分析法(AHP)方法進行。由于AHP方法應用較為廣泛，因此，本文不再對該方法的具體實施步驟進行介紹。

　　STEP2：建立單因素評判矩陣

　　建立單因素評判矩陣需要經歷三個步驟，分別為：

　　(1)確定單指標特征量矩陣 m個砌體結構加固方案優選指標構成n個砌體結構加固方案的評價值。每一個砌體結構加固方案優選指標對n個砌體結構加固方案的評判可用指標特征值來表示，即

　　式中： (i=1，2， …,6;j=1，2，…，n)為第 個砌體結構加固方案的第 個評價指標的指標特征值。

　　在本研究所構建的砌體結構加固方案優選指標體系中，所有指標均為定性指標，即均不能直接用數值來進行表征的，特征量確定方法分別如下：

　　對于指標外觀美觀度(X2)和環保性(X5)這兩個指標，其評價結果可以劃分為“很好”( )、“較好”( )、“一般”( )、“不太好”( )、“很不好”( )等五個檔次，約定其分別對應于數值上的1.0，0.8，0.6，0.4和0.2。同時取各位專家評價結果的算術平均值，作為某一砌體結構加固方案在該指標下的指標特征值。

　　對于技術要求(X1)、施工難易度(X3)、建設工期(X4)、工程造價(X6)等四個指標，其評價結果可以劃分為“很高”( )、“較高”( )、“一般”( )、“低”( )、“很低”( )等五個檔次，約定其分別對應于數值上的0.2，0.4，0.6，0.8，1.0。針對這四個指標進行相應的評價活動，主要是通過專家主觀評判結合調查的方式獲得。同時取各位專家評價結果的算術平均值，作為某一砌體結構加固方案在該指標下的指標特征值。

　　(2)確定指標隸屬度矩陣 各評價指標的特征量確定后，下面應針對各指標相對于優的隸屬度進行計算。在本研究所建立的指標體系中，所有指標是越大越優型指標。

　　對于越大越優型指標，可以利用下列的公式計算隸屬度：

　　式中： 為第 個砌體加固方案的第 個指標隸屬于優的程度; ，ximin= 。

　　根據式(1)、式(2)，可將指標特征量矩陣轉換為指標隸屬度矩陣：

　　(3)確定理想砌體結構加固方案和負理想砌體結構加固方案

　　理想砌體結構加固方案的指標隸屬度應是全體砌體結構加固方案相應指標隸屬度的最大值。

　　即 R*=(r1* r2* … r3*) 式(4)

　　其中，ri*= ( =1，2， …，6)。

　　負理想砌體結構加固方案的指標隸屬度應是全體砌體結構加固方案相應指標隸屬度的最小值。

　　即：R-=(r1- r2- … rm-) 式(5)

　　其中， = ( =1，2， …，6)。

　　STEP4：最終評價

　　(1)求各砌體結構加固方案與理想城砌體結構加固方案和負理想砌體結構加固方案的差異度

　　采用權歐氏距離作為差異度的測量， 砌體結構加固方案與理想砌體結構加固方案和負理想砌體結構加固方案的差異度分別為 和 ，則

　　(2)計算各砌體結構加固方案與理想砌體結構加固方案的貼近度

　　定義 砌體結構加固方案與理想砌體結構加固方案的貼近度為 ，其表達式為：

　　一般 , 值愈接近于1，則相應的砌體結構加固方案隸屬于優的程度越高。根據 的大小，可以對各個砌體結構加固方案進行排序，進而選擇出綜合效益最佳的砌體結構加固方案。

　　2 實例分析

　　某住宅樓為20世紀80年代建造的砌體結構房屋，經過長時間的風吹雨淋，該住宅樓出現了一定程度的損傷，墻體等部位多處出現典型剪切裂縫。政府部門決定對該住宅樓進行加固。在對該住宅樓分析的基礎上，政府部門提出了高強鋼絲網片抹壓聚合物砂漿法、壓力灌漿配合鋼筋網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，政府部門組織專家，對四個方案進行了評判。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)選擇指標及確定指標權重

　　經過分析，專家選擇了技術要求、外觀美觀度、施工難易度、建設工期、環保性、工程造價六個指標，作為加固方案選擇的指標。同時，專家按照層次分析法的步驟和要求，對指標權重進行了確定，確定結果見表2所示。

　　(2)確定指標特征量及指標隸屬度

　　由各位專家按照各指標特征量確定的規則，對各加固方案的各指標特征量進行確定，同時取各位專家對各指標特征量確定結果的算術平均值，作為各指標最終的指標特征量。在此基礎上，根據TOPSIS的計算步驟，分別計算各指標的指標隸屬度，形成指標隸屬度矩陣，見表3所示。

　　(3)最終決策

　　根據公式，分別計算各砌體結構加固方案與理想城砌體結構加固方案和負理想砌體結構加固方案的差異度，在此基礎上計算各砌體結構加固方案與理想砌體結構加固方案的貼近度，計算結果見表4所示。

　　根據表4的數據，方案2即壓力灌漿配合鋼筋網水泥砂漿面層加固方案是最佳的，故選擇該方案。

　　參考文獻

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　　本文選自《施工技術》。《施工技術》創刊于1971年，是國家期刊獎提名獎期刊，中國建筑科學類核心期刊，中國建筑施工行業惟一的國家級核心期刊，由建設部主管，亞太建設科技信息研究院、中國建筑設計研究院、中國建筑工程總公司、中國土木工程學會聯合主辦。主要介紹國內工程建設施工方面的方針政策和技術法規，重大技術成就，傳播建筑領域采用的新體系、新技術、新工藝、新材料、新機具、新設備和施工管理經驗，以及國內外先進施工技術及其發展動態。