基于层次分析法的建筑结构加固方案设计

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1、基于层次分析法的建筑结构加固方案设计-结构理论基于层次分析法的建筑结构加固方案设计-结构理论基于层次分析法的建筑结构加固方案设计-结构理论基于层次分析法的建筑结构加固方案设计　　【摘要】在传统层次分析法的基础上，对常用建筑结构加固方案进行了详细的技术经济分析，重新建立了开放性的加固方案评价指标体系，融合利用层次单排序和指数标度的改进权重确定方法、基于指数标度的评价值赋值法，建立了改进的层次分析方法的基本构架，分阶段多步骤地对结构加固方案进行评价优选。　　关键词：层次分析法；建筑结构；方案优选　　　1引言　　建国以来，特别是改革开放以后，随着经济建设的迅猛发展，我国建筑业也有了飞速发展。

2、近年来，在新建房屋不断增加的同时，对现有结构的维护和加固也引起了工程界的广泛重视。加固学就是随着房屋结构学的发展而发展起来的，有新建就有加固。有资料指出工业发达国家建设总投资的40%以上用于原有建筑的维修和加固，不足用于新建筑的建设。如此一来，如何合理设计加固方案是关键。因为相同的设计任务，可以有多种不同的设计方案，所以必须从所有方案中选用最优最合理的方案。也就是说，在任何情况下，“择优录用”是人们遵循的原则。因此对加固方案进行优化评价就显得尤为重要。本文在传统层次分析法的基础上，对常用建筑结构加固方案进行了详细的技术经济分析，重新建立了开放性的建筑结构加固方案评价指标体系，融合利用层

3、次单排序和指数标度的改进权重确定方法、基于指数标度的评价值赋值法，建立了改进的层次分析方法的基本构架，分阶段多步骤地对建筑结构加固方案进行评价优选。　　2传统层次分析法及其不足　　2.1传统层次分析法　　结构工程加固系统是一个相当复杂的系统工程，影响因素众多，其设计必须满足安全性、经济性和可行性这三个基本要求，对于市区工程环境保护及文明施工也是十分重要。层次分析法就是根据加固方案的基本要求选择指标，构造层次模型通过确定评定原则构造判断矩阵然后对层次单排序、总排序来评价加固方案的优劣性的方法。　　2.2传统层次分析法存在的不足　　层次总排序等步骤来计算各层次评价指标的相对权重以及各层次评

4、价指标对总目标的组合权重，从而得出不同方案的综合评价排序。该方法有系统、灵活、简洁的优点。但通过长期的使用和分析，发现其存在一些缺点：　　（1）评价指标体系的建立往往是在方案已经成型之后，这就产生了问题到底该由谁来确定指标体系里的评价指标从实例来看，一般情况下多为制作delphi专家调查表的人确定。这就隐含了一个矛盾：制作专家问讯表的人在专业上无法代替专家，但他先入为主的替专家确定了评价指标体系，专家仅能在他制定的框架之下做出判断，很难说这种判断的结果是完全反映了专家本人的意见。　　（2）采用层次分析法对方案评价往往是在方案拟定之后，而方案的制定往往是分阶段的，如何更好的将层次分析法所

5、得到的信息，阶段性的提供给方案的设计者。　　（3）检验判断矩阵是否具有一致性非常困难。因为需要计算判断矩阵的最大特征根。　　（4）传统的层次分析法在建立判断矩阵时多采用级标度，这种标度存在传递性差、判断矩阵与思维一致性不等价等缺点。有没有一种改进的标度能更准确的反映专家的意见呢？　　3改进层次分析法　　3.1层次分析法改进的思路　　（1）层次分析法流程的改进　　加固方案的设计一般可以分为①方案构思阶段②方案初步设计阶段③方案详细设计阶段，传统的层次分析法一般将方案的评价和比选放在③阶段之后。而笔者认为可以将层次分析法的几个步骤分开来，依次介入方案设计的三个阶段:在方案设计的①阶段可以进

6、行评价指标的初选，并将初选结果反馈给方案设计者。在方案设计的②阶段，根据设计的情况最终确定指标构成，然后由专家确定各指标的权重，并将结果反馈给方案设计者。在方案设计的③阶段，获取各备选方案的详细信息，对各个方案的各项指标进行评价，确定评价值。最后由评价值和指标权重综合得到各备选方案的综合价值系数。　　这样做的好处体现在:①专家了解各备选方案的由来，可以做出准确的评价。②专家意见阶段性的反馈可以对方案设计者起到指导作用。③评价指标由专家选择，最大程度的体现了专家的意志。　　（2）一致性检验的改进　　一致性检验是层次分析法的核心，为了绕开一致性检验，先后产生了最优传递矩阵法和三标度法，但是

7、都被证明在理论上存在缺陷。本文将在分析判断矩阵产生非一致性的原因之后，建立新的排序方法。　　（3）引入指数标度　　最常见的1~9级标度存在着诸多不足，指数标度则很好的解决了1~9级标度所带来的问题。　　3.2与方案设计阶段相适应的评价策略　　加固方案设计一般可粗略地分为方案构思、初步设计和详细设计等阶段，不同的设计阶段具有不同的特点，因而在不同的设计阶段需要采用不同的评价策略。　　（1）方案构思阶段的评价策略　　在方案构思阶段中所得的原理方案，