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1、第22卷第1期华 中 科 技 大 学 学 报(城市科学版)Vol.22No.12005年3月 J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Mar.2005历史建筑结构健康状态灰色综合评判11李国成 丁烈云(1.华中科技大学 土木工程与力学学院,湖北 武汉 430074)摘 要:建立了一套实用的历史建筑结构健康状态评判的指标体系;确定了历史建筑结构健康状态等级划分标准;基于灰色理论,提出了历史建筑结构健康状态的评判方法.该方法不像过去人们在评判过程中完全依赖经验、评判缺乏科学依据,使历史建筑结构健康状态的评判具有了科学性和客观性.关键词:历史建筑
2、结构; 灰色综合评判; 健康状态; 指标体系+中图分类号:TU312.3 文献标识码:A 文章编号:167227037(2005)0120016203 历史建筑是人类社会历史发展过程中遗留下康状态子体系,其评判指标主要考虑表面破损程来的,是民族文化的沉淀物,属于城市中的物态文度、荷载及抗力变化、环境氯离子浓度、钢筋锈蚀化资源.由于它具有不可再生性,对其进行及时的程度及混凝土碳化程度等因素.修缮保护有着重要的现实意义.因此,准确地评判1.2 单层次灰色综合评判模型历史建筑结构的健康状态,为主管部门合理地安a.确定因素集.历史建筑健康状态评判体系排修缮资金提
3、供决策支持,已引起有关部门的高是一个三层结构的指标体系.根据灰色理论,把指度重视.现在主要依据人为经验对历史建筑结构标层对准则层的评判看成是第一级评判,把准则的健康状态进行评判,缺乏科学可靠的依据.历史层对目标层的评判作为第二级评判,构成一个二建筑结构的健康状态受到多种因素的影响,包括级三层灰色综合评判模型(图1).第一层,目标因内因和外因,这些因素相互关联、相互制约,其中素集W;第二层,准则因素集U={U1,U2,U3,U4,一部分影响因素可以准确地测量得到,而另一部U5};第三层,指标因素集V={Vij}i=1,2,3,4,5;分具有不确定性,因此,历史建
4、筑结构健康状态的j=1,2,3,4).评判具有灰色性.作者分析了历史建筑健康状态b.确定最优指标集.从各评判对象的同一指[1]的影响因素,运用灰色系统理论,提出历史建筑标中选取最优,由这些最优的指标组成的集合称结构健康状态的评判方法.为最优指标集,作为各评判对象比较的基准.最优指标集和各评判对象的指标组成矩阵3331 历史建筑健康状态灰色综合评判V1V2⋯VmiiiV1V2⋯VmD=,(1)[2,3]⋯1.1 建立指标体系nnn历史建筑结构的健康状态的评判指标体系可V1V2⋯Vm3i式中,Vk为第k个指标的最优值;Vk是i个评判分为:砖墙健康状态子体系、柱健康
5、状态子体系、对象中第k个指标的原始值.梁健康状态子体系、楼板健康状态子体系和基础健康状态子体系,五个子体系分别包括材料、结c.数据规范化处理.各评判指标间通常具有不同的量纲、数量级或不同的极性,需对原始数据构、环境及使用状况等评判指标.对于砖墙健康状进行规范化处理.设第k个指标的变化区间为态子体系,其评判指标主要考虑表面破损程度、荷[fk1,fk2],可用下式将式(1)中的原始数据变为无载及抗力变化、砖强度、砌筑质量、砂浆强度及环i境氯离子浓度等因素;对于柱健康状态子体系、梁量纲值Ck∈[0,1],则ii健康状态子体系、楼板健康状态子体系和基础健Ck=(Vk-
6、Vk1)ö(Vk2-Vk1).(2)收稿日期:2004211225.作者简介:李国成(19732),男,副教授;武汉,华中科技大学土木工程与力学学院(430074).基金项目:武汉市建委科技计划资助项目(2004年度).©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第1期李国成等:历史建筑结构健康状态灰色综合评判·17·图1 历史建筑运行状态灰色综合评判指标体系d.建立评判矩阵.以规范化处理后的最优指1.3 多层次灰色综合评判i333标集{C}=[C1C2⋯Cm]作为参考数列,以多
7、层次综合评判是在单层次综合评判的基础i规范化处理后的评判对象的指标集(C)=(C1,上进行的,评判方法及步骤和单层次综合评判相iiC2,⋯,Cm)作为比较数列,可用下式分别计算出同.历史建筑多层次灰色综合评判模型通常包含第k个指标与第k个最优指标的关联系数两个层次.进行第二层次综合评判后,将结果再代(k)Ci=入公式(2)进行规范化处理,代入公式(3)计算关3i3i联系数,由公式(5)和(6)计算出实用权重,将这些minminCk-Ck+QmaxmaxCk-Ckikik3i3i,(3)数值代入公式(7)计算出第一层次的评判结果.Ck-Ck+QmaxmaxCk-
8、Ckik式中,Q为分辨系数,Q∈[0,
