钟春玲，武金宝

吉林建筑大学 经济与管理学院,长春 130118

0 引言

装配式建筑作为新型建筑工业化的代表,不仅要提高质量、性能等要求,还要符合“四节一环保”等条件.装配式建筑是由工厂生产预制混凝土构件,然后通过相应的运输方式运到现场,再采用可靠的安装方式装配而成的混凝土结构,相比传统建筑施工,其主要优势体现在减少污染、减少成本、提高质量、缩短工期等方面.自2016年,国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》以来,对质量管理要求也随之增加.在装配式建筑施工过程中,预制构件作为施工质量的重要组成因素,其直接决定建筑的最终品质.因此,装配式建筑预制构件施工质量评价可有效提高施工阶段的质量且有重要意义.

在装配式建筑预制构件施工质量评价方面,国内发展滞后,目前尚处于探索之中.齐宝库等[1]人结合施工特点,运用AHP-综合评价法将装配式建筑施工阶段的具体内容分为施工前、施工中和施工后进行质量评估.吴水根等[2]人通过对装配式建筑结构部品分析,结合模糊综合评价法将施工阶段分为施工前、施工中和施工后.黄佳祯等[3]人根据施工工艺要求,分为施工准备、构件供应、施工操作和检查验收4个维度,通过粗糙集理论进行指标简化、赋权和综合评价.通过文献可以看出装配式建筑在施工内容和施工工艺方面都在不断提升,致使装配式建筑预制构件施工质量评价体系在内容上也需要不断完善.另外,关于装配式建筑预制构件施工质量相关的评价也相对缺乏,现在大多学者选用主观性较强的方法,过程偏于复杂,不利使用.

本文在充分考虑装配式建筑本身特点的基础上,引用C-OWA算子与向量夹角余弦相结合的方法,以预制构件装配进程作为具体的研究对象,建立由20个二级指标构成的构件施工质量评价指标体系,将装配式建筑预制构件施工的质量影响因素进行逐一解释,为评价提供更准确结果.

1 质量评价体系的建立

预制构件施工质量评价体系的构建是进行构件施工质量评级的前提,需要分析传统施工方式,并合理结合装配式建筑预制构件施工特点,依据预制构件装配流程,将评价体系分为目标层、准则层、指标层、检查内容.通过参考相关规范标准、咨询相关领域专家和大量文献的汇总等,以及对评价内容的逐级解释,并且融合4M1E,最终确立相对全面的装配式建筑预制构件施工质量评价体系,将其整体结构分为构件要素阶段、装配准备阶段、装配过程阶段、装配验收阶段,具体结构见表1.

表1 装配式建筑预制构件施工质量评价体系Table 1 Construction quality evaluation system of prefabricated building components

续表1

1.1 构件要素

装配式建筑预制构件大多数是采用工厂化生产,构件本身的好坏直接关系到后期施工质量,因此对构件进场的检验是必不可少的一个环节.构件要素的影响因素,主要从构件外观质量、构件尺寸偏差、构件结构性能检验、构件粗糙面、键槽等质量、构件标识、合格证明、固件预埋和预留情况等方面进行分析.

1.2 装配准备阶段

准备阶段是为后续预制构件施工质量作保障,同时也保证施工的有序进行.主要从图纸会审及设计交底、专项施工方案、起重器械设备、信息化技术应用、专业化施工人员5个方面影响因素进行分析.

1.3 装配过程阶段

此阶段是衡量预制构件施工质量的核心,主要从测量放线、临时支撑及固定措施、构件安装位置及尺寸偏差、节点钢筋连接及接缝质量、施工现场及周边情况5个方面影响因素进行分析.

1.4 装配验收阶段

验收阶段是预制构件施工收尾工作,主要从资料完整程度、现场成品保护、结构实体验收、装配式混凝土结构分项工程检验4个方面影响因素进行分析.

2 评价方法概述

2.1 基于C-OWA算子评价指标赋权

根据建立装配式建筑预制构件施工质量评价指标可知,施工时牵涉评价指标诸多,对评价指标赋权的科学与否直接影响到评价结果.为减轻专家对数据的主观性判断所致使的负面影响[6].本文引用基于组合数有序加权平均(C-OWA)算子对各指标进行客观赋权.指标赋权的具体步骤如下:

第一步: 邀请n位相关领域专家,对施工质量评价(构件要素、装配准备、装配过程、装配验收)指标的重要程度进行0～10打分,重要程度初始决策数据集由n位领域专家打分之后分别构成(a1,a2,a3,…ai,…an),将决策数据按照从大到小的特点排序并从0开始编号,得结果为(b1≥b2≥b3…≥bi…≥bn-1)即 (b0,b1,b2,…bi,…bn-1)

(1)

(2)

第四步: 最终计算施工质量评价指标因素的相对权重ωi,即:

(3)

2.2 基于向量夹角余弦评价模型

装配式建筑预制构件施工质量评价本就是以一种方法对待评价目标的评价实测值与理想值之间的比较,以确定他们之间的一致性程度.向量夹角余弦也称余弦相似度,通过向量实测值与向量理想值之间的余弦值计算,促成几何思维向代数思维的转变,将装配式建筑预制构件施工质量评价过程变得简单方便.

第一步:对标准加权评价向量进行计算.1～9设定为文章指标的值域,数值越大说明越优.构件施工质量评价体系中所有指标相对应的权重值分别乘以值域中最大值,构成标准加权向量U.

U=(9×ω1,9×ω2,9×ω3,…9×ωm),m=20

(4)

第二步:建立加权待评价向量.本文邀请相关领域n位专家,对构件施工质量评价体系中所有指标加以合理1～9打分,并以平均分为最终分数.

I=(i1,i2,i3,…im),m=20

(5)

将初始待评价向量I分别乘以施工质量评价指标相对应的权重值ωm得到加权待评价向量V.

V=Im×ωm=(I1×ω1,I2×ω2…Im×ωm) ,m=20

(6)

第三步:计算质量评价值.根据标准加权向量与加权待评价向量的夹角余弦得到两向量夹角余弦值r.

(7)

第四步:建立评价标准.设区间[1,-1],评价值越趋向于1,则说明实测值与理想值夹角越小,余弦值越大,质量越好,反之越差.

3 实例分析

以长春市某住宅小区为例.1#～18#建筑层数为负一至十七层,其中5#，7#～11#这6栋是装配式建筑.

3.1 基于C-OWA算子赋权

确定指标权重,邀请6位相关领域专家进行(1～10)打分,以目标层构件要素阶段为例,打分结果见表2.

表2 装配式建筑预制构件施工质量评价指标打分Table 2 Construction quality evaluation index score of prefabricated building components

同条件下可以得到A中指标：

根据(3)公式可得到相对权重ωi:

ωi=(0.183,0.147,0.175,0.164,0.159,0.173)

随之可得到评价体系中的所有相对权重见表3.

表3 装配建筑预制构件施工质量评价指标权重Table 3 Weight of construction quality evaluation index for prefabricated components of assembly building

3.2 基于向量夹角余弦评价模型

本文邀请5位经验丰富的相关专家,对评价体系进行1～9打分,且进行平均处理结果见表4.

表4 装配式建筑预制构件施工质量评价平均处理结果Table 4 Average score table for construction quality evaluation of prefabricated building components

3.3 模型构建

由式(4)计算标准加权向量U:

由式(5)得到初始评价向量I:

I= (7,5,6,5,5,6,4,6,6,4,5,4,5,5,7,2,4,4,6,7)

由式(6)得加权待评价向量V:

由式(7)计算夹角余弦值r:

r=cos(U,V)=0.971

根据结果评价装配式建筑预制构件等级.由表5可知,越接近于1值,说明等级越优,因此本施工质量属于良等级.同时,可以从图1中清晰分辨出各环节的优劣程度,数值越大质量越优,反之越差.该对比图可有效提高自身的不足之处,也为相关部门提供科学的监督依据.

表5 装配式建筑预制构件施工质量评价等级Table 5 Construction quality evaluation grade of prefabricated building components

图1 装配式建筑预制构件施工质量评价指标U,V对比Fig.1 Comparison of construction quality evaluation indexes U and V of prefabricated building components

4 结论

随着建筑业的转型升级,传统建筑施工质量评价已不能满足现在的条件,因此本文充分考虑装配式建筑预制构件施工特点,并根据对规范标准、专家访谈、文献汇总等进行系统合理的指标挑选,提出较为全面的指标体系.对此可以很好看出预制构件装配过程中的质量,加强质量管理,也为相关部门和单位提供一定依据.

本文引入C-OWA算子,可以有效避免专家对评价指标的主观赋权产生的不利影响,为评价结果夯实基础.将向量夹角余弦引入装配式建筑质量评价中,不仅可以看出该方法的简便易行,也为该领域工程技术人员提供一种新思路.通过实例分析,验证C-OWA算子与向量夹角余弦相结合具有实际意义.