周杰

【摘 要】 目前，工程上普遍根据GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》来对目标结构构件进行可靠性评价，具有较强的片面性、模糊性、主观性，很多情况下无法做出科学合理的结论，甚至是错误的结论。为弥补这一评价方法的缺陷，文章提出了一种新的结构可靠性评价方法，即采用TOPSIS评价法，总结影响结构可靠性的因素并确定其对应的权重，建立可靠性评价模型，联系一实际工程案例，综合考虑各种因素对该构件可靠性的影响，得到该结构的可靠性评价结果，验证该模型的实用性。

【关键词】建筑结构; 可靠性评价; 评价模型; TOPSIS评价法

截至2020年，我国既有的建筑面积已超过600×108 m2，而在这些建筑中有部分建筑使用年限已超过20年[1]。这些建筑开始出现各种各样的问题，例如混凝土老化、梁板开裂、钢筋锈蚀等，存在较大的安全隐患。建筑结构加固是目前解决这一问题的最好方法[2]。但对于某一结构构件是否需要加固这一问题，行业内没有统一的标准，普遍以承载力与直接的视觉观感及主观的经验来判断目标构件的可靠性，即使严格按照相关的可靠性鉴定标准来判定，也因为规范中各因素对于目标构件可靠性的影响没有统一的量化标准，使可靠性评价仍然停留在主观判断层面，没有形成系统的评价体系[3-4]。因此，建筑加固行业急需一个系统的结构可靠性评价体系。

1 TOPSIS评价法基本思想

TOPSIS是一种简便快捷的评价方法[5]，常用于多方案之间的优选，主要步骤是确定评价指标，在所有备选方案中提炼出每个指标的最优值与最劣值，重新组合成两个新的参考方案，即最优方案与最劣方案，计算每个备选方案与最优方案的贴近度，根据贴近度得到每个备选方案的优劣排序，从而选出最佳方案[6]。

1.1 确定评价指标

评价指标的建立要求综合考虑构件的承载能力、位移形变、环境作用及对周边整体结构的影响程度等因素，本文综合考虑总结各个方面因素，制作调查问卷，发放14位相关领域的专家，采用主成分分析法，对专家打分结果进行分析，提炼出影响构件可靠性评价的主要因素，作为最终评价指标[7]。

1.2 计算指标权重

采用层次分析法，将确定的评价指标划分为准则层与指标层，目标层则为构件可靠性评价，建立评价指标体系[8]，选择1～9标度法分别对准则层与指标层各因子进行两两之间的重要性比较[9，根据比较结果构造判断矩阵，并对其进行一致性检验，计算得到各指标的权重wij及层次总排序。

1.3 建立价值矩阵

1.5 判断待测目标构件可靠性

根据相对贴近度的大小，判定待测目标结构的可靠性。C值越大，说明目标方案离虚拟最优方案距离越近，离虚拟最劣方案距离越远;C值越小，说明目标方案离虚拟最优方案距离越远，离虚拟最劣方案距离越近。若C>0.5，表示待测目标结构可靠性较高，无需对其采取措施;若C≤0.5，表示待测目标结构可靠性较低，需对其采取相应措施。

2 实例计算

成都市某混凝土框架结构厂房，位于龙泉驿区西河镇，始建于1989年，今由于产业转型升级，涉及厂房改造加建，采用本文所提方法，对其原有建筑结构构件进行可靠度评价，判断是否采取措施，现以一次梁构件为例进行说明。

2.1 构建评价体系

从性能、形变、外界三个因素来考虑影响构件可靠性的因素，构建如图1所示的评价指标体系。

2.2 计算指标权重

采用层次分析法，根据专家打分结果，求得各指标权重矩阵：

2.3 建立决策矩阵

参考相关资料及文献确定各方案指标值，其中C8、C9为定性指标，通过咨询专家，采用1～9标度法，确定其指标值，各方案指标值如表1所示。

2.5 计算目标方案的贴近度

根据式（2），求得目标构件实际状态离其全面完好状态的欧式距离D+=0.4160，根据式（3），求得目标构件实际状态离其全面待修状态的欧式距离D-=0.2962，最后，根据式（4），求得目标构件状态贴近度C=0.4158。

2.6 评价目标构件的可靠性

目标构件状态贴近度C=0.4158<0.5，表明待测目标结构可靠性较低，需对其采取相应措施。

3 结束语

本文从性能、形变、外界三个方面总结了影响构件可靠性的评价指标，全面考虑了各种影响因素，并采用层次分析法确定了各种因素的层级及其所对应的权值。TOPSIS评价法多应用于多方案之间择优领域，本次研究将TOPSIS评价法用于单方案评价，建立框架梁构件可靠性评价模型，分别拟定结构的完好状态与全面待修状态为普通TOPSIS评价法中的最优解与最劣解，测量待测结构与两种状态的欧氏距离，判断是否对其采取措施。在成都市某厂房结构可靠性鉴定中，采用该模型做出了综合合理的结论，证实了该评价模型的科学性与实用性，为结构构件的可靠性评估提供了新的方法。

参考文献

[1] 城镇化水平不断提升城市发展阔步前进（上）——新中国成立70周年经济社会发展成就系列报告[J].城市规划通讯，2019（17）：12-14.

[2] 宋中南.我国混凝土结构加固修复业技术现状与发展对策[J].混凝土，2002（10）：10-11+17.

[3] 鄒兵.增量规划向存量规划转型：理论解析与实践应对[J].城市规划学刊，2015（5）：12-19.

[4] 王俊.我国既有建筑绿色化改造发展现状与研究展望[J].建设科技，2013（13）：22-26.

[5] 付巧峰.关于TOPSIS法的研究[J].西安科技大学学报，2008（1）：190-193.

[6] 陈伟坚，王幼松，吕文龙.建筑工程加固改造业的发展现状与前景分析[J].建筑监督检测与造价，2010，3（1）：7-11.

[7] 李艳双，曾珍香，张闽，等.主成分分析法在多指标综合评价方法中的应用[J].河北工业大学学报，1999（1）：3-5.

[8] 邓雪，李家铭，曾浩健，等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J].数学的实践与认识，2012，42（7）：93-100.

[9] 葛世伦.用1—9标度法确定功能评价系数[J].价值工程，1989（1）：33-34.

3744501908263