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1 层次分析法在建筑选型中的应用

1.1 层次分析法的基本原理

层次分析法(AHP技术)产生于上世纪的七十年代，是一种能够同时对多目标或者多方案进行计算与解决的决策方案，其不仅能够将定性的解决办法与定量的解决办法相结合，还能够利用逻辑与心理的原理与规则对决策的过程进行数量化与层次化的分析。其具体的工作步骤包括了简历层次结构的模型、构造相应的判断矩阵、层次的单序排列以及一次性的检验与层次的总排序这几个，其中最后的三步需要在建立了数学模型之后，按照从高到低的级别将其划分为目标层、准则层、属性层以及方案层，方便方法的使用以及计算的展开。

1.2 层次分析法的具体内容

1.2.1 建立起层次的数学结构

在实际的选型工作中，要考虑到诸多的因素影响，使得选项的工作具有了较高的模糊性以及经验性，常见的影响因素按照性质可以分为建筑因素、地质条件、经济效应以及方案的可行性等几个方面:

(1)建筑因素。建筑的功能等级、建筑上下结构的形式、建筑的要求与设计高度以及建筑荷载的分布均匀性等因素都是建筑基础在选型的过程中需要注意的问题，是选型工作需要考虑的主要影响参数，其合理与否不仅决定了建筑的上部建筑的荷重的科学与否，还决定着建筑基底反力的大小，对选型工作的城固进行有着根本性的影响与作用。

(2)地质条件。土层的分别状况、场地土的液化以及持力层的均匀性均是基础选型工作中需要考虑的基础问题，导致条件与上部的符合条件相结合，决定了基础选型的形式，也决定了建筑的成本造价，因为地质条件较差的施工区域必然会要求使用水平较高的技术与质量要求较高的建材，这无疑会抬高建筑的造价水平，需要建筑基础在选型的过程中能够慎重。

(3)经济效应以及可行性。一项好的科学的基础选型方案，不仅要具有较高的经济适用性，能够在工程的造价、工期以及可利用的改造性能等方面进行科学的考虑，还要能够从客观条件出发，根据施工的限制与实际的施工条件，对方案进行协调与解决，尽量避开难度较大难以实现的施工方案，减少建筑施工的难度。

1.2.2 构造判断矩阵，进行一次性检验

首先需要对元素对上层结构的目标贡献率进行比较，进而通过影响作用的大小来确定因素的权重，并根据相互之间的逻辑关系来构造结构判断矩阵，在使用层次分析法的过程中，为了能够更加清晰与客观的描述各个元素之间重要性与地位的差异性，我们在计算的过程中还需要引入矩阵的判断标度，进而在m×m的m阶矩阵的使用过程中，只需要给出m(m－1)/2个判断的数值便可，那些没有被赋值的因素则可以根据已知的数据进行推导，进而简化数据模型的结构，方便结构模型的运算。

数学模型的判断矩阵构造完成之后，需要利用数学原理来对矩阵的最大特征根以及与其相对应的特征向量进行计算，特征向量是所在的层次中元素的权重向量，而特征根的计算则会为一致性指标的计算提供依据，进而将计算所得的结果与标准的平均一致性指标相比求值。

1.2.3 层次的总排序

在使用了层次分析的方法对矩阵内的各要素进行了权重的赋值以及排序之后，可以依据层级之间的逻辑关系来对模型中元素的权值向量进行推算，这个过程也是对层次的总排序过程。

其基本的工作原理与计算过程为:根据模型的数据计算出目标的权值向量，并通过求得的结果对下一层的权值向量进行计算，进而通过层级向量之间的关系来计算出目标向量的数值，得出模型中的最后的排序权重以及各个层次中各个元素的权重。

2 实践应用与分析

2.1 案例介绍

本文选用了一例办公楼的建设选型过程来说明分层分析法在实际的建筑工程中的应用，进而使得分层分析方法的使用能够更加形象。

该办公楼的主体建筑为26层，是一项长64.65米、宽15.4米的建筑工程，其中底层楼层的设计高度为5.2米，二三层高度为4，5米，其他各层的高度均为3.7米，附带的地下室的高度为5米，主要的屋面高度为99.6米，结构体系为框架－剪力墙结构。

目标的施工区域是一片干旱的空旷荒地，根据钻探实验、静力触探以及原位测试等测试的结果分析，施工现场的地基土层可以分为六层，由上至下分别为:素填土、粉质粘土、圆砾层、卵石层、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩;地勘单位根据土层土质的特点提出了四套建议方案，分别为采用干作业人工挖孔的灌注桩基础、采用静压施工的预应力的管桩基础(以卵石层为持力层)、采用锤击法施工的预应力的管桩基础(以中风化岩层为持力层)以及采用钻孔灌注桩的基础。为了筛选出最优良的施工方案，对这四个方案进行了计算与研究，测试其不同条件下的不同数学模型对判断矩阵的构造以及一致性的影响，同时也进行了方案的层次总排序工作，方案的比较结果显示:

最佳的选择方案为锤击法施工的预应力的管桩基础的方案，次之为采用钻孔灌注桩的基础，这个测试结果与周边其他相似的已施工项目基础选型具有一致性的，表明了层次分析的方法在实际的基础建筑选型中的合理性与可行性。

最后本工程采用了锤击法施工的预应力的管桩基础的方案。迄今，本工程项目的主体已施工完成。

3 对层次分析方法应用效果的总结

(1)提高了选型工作的客观性。在建筑基础的选型过程中，因为分层分析方法的引入与使用，使得选型的工作具有了较高的客观性与科学性，极大的减少了人为因素对于建筑基础选型的干扰与影响，因为其数学的计算方法以及模型建立方法，能够很好的降低工作过程中的主观因素的作用与影响，进而为建筑基础的选型工作提供了一种新方法与新技术，促进了选型工作科学性的提高。

(2)提高了选型工作的合理性。层次结构数学模型的建立是在综合考虑了各种影响因素基础上进行的，大量的实践应用也证明了其在基础选型工作中的有效性，证明了其通过将影响因子数学量化的方式，实现了上下逻辑层之间的权重转换，进而为工程进展提供了最科学的方案，保证了工程选型工作的合理性与科学性，进而为工程的展开提供了最优秀的方案与最科学的保障。

4 结语

建筑基础的选型工作不仅受到了建筑受力情况的影响，也受到了建筑结构以及地质条件的影响，是一项难度较高以及综合性较强的工作。层次分析方法因为使用了数学的分析与计算方法，提高了建筑基础选型的科学性与合理性，减少了主观因素的影响，进而为建筑的选型提供了新方法与新技术，为建筑质量的提高做出了保证，促进了建筑行业的发展，值得相关人士引进与应用。

［1］郑瑰青.层次分析法应用于基础选型中的应用［M］.福建建设科技，2013(03).

［2］李倏华，吴贤国.利用层次分析法对小高层注重基础的量化选型［M］.建筑技术开发，2004(08).