導(dǎo)語(yǔ)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模糊綜合法運(yùn)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和全壽命周期費(fèi)用是近年興起的新理念，該觀念的特點(diǎn)是以結(jié)構(gòu)安全為前提，以節(jié)省建筑資源投入為途徑，以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)。我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于高峰期，因此，最大限度減少全壽命周期費(fèi)、實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的綠色建筑理念尤為重要。對(duì)此，研究人員已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究并取得了諸多成果-。但在建筑行業(yè)，尚未形成比較統(tǒng)一的全壽命周期費(fèi)用評(píng)價(jià)方法，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，存在著一定程度上的浪費(fèi)。因而，找到科學(xué)、可靠且易于應(yīng)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化評(píng)價(jià)方法將成為降低全壽命周期費(fèi)用的有力工具。1965年LA．Zadeh教授提出的模糊數(shù)學(xué)理論及后來(lái)的模糊綜合評(píng)判方法是用于評(píng)價(jià)模糊問(wèn)題的有力工具，已應(yīng)用于建筑全壽命周期費(fèi)用評(píng)價(jià)的研究“，但由于影響全壽命周期費(fèi)用的因素多且難以量化，實(shí)際應(yīng)用的案例并不多。因此，文中介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的模糊綜合評(píng)判方法，結(jié)合工程實(shí)例討論了其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段費(fèi)用計(jì)算中的應(yīng)用，提出了基于單目標(biāo)的模糊綜合評(píng)判逆向計(jì)算法，拓展了模糊綜合評(píng)判方法的應(yīng)用領(lǐng)域。

1建筑全壽命周期費(fèi)用的模糊綜合評(píng)判方法

對(duì)于模糊綜合評(píng)判方法的介紹可參見文獻(xiàn)6。根據(jù)建筑特點(diǎn)，其全壽命周期費(fèi)用{三}通常可分為一次性投資費(fèi)用{Ⅳ}和經(jīng)常性發(fā)生費(fèi)用{R}，即對(duì){}的評(píng)價(jià)包含{J『、r，引兩個(gè)因素，可表述為式{L}={JI、r，引，其中：{N}包括材料費(fèi)用(M)，建造費(fèi)用(c)，設(shè)計(jì)費(fèi)(D)用等子因素；{引包括日常能耗費(fèi){E}，維修費(fèi){r}等子因素，為簡(jiǎn)化僅考慮上述子因素，即：{}={，C，D}，{Rf={E，r}?？梢?，對(duì)全壽命周期費(fèi)用{l的評(píng)價(jià)就轉(zhuǎn)化為對(duì)子因素的逐級(jí)評(píng)價(jià)。以維修費(fèi){r}為例，}={機(jī)電改造費(fèi)，結(jié)構(gòu)改造費(fèi)，樓面維修費(fèi)}={M&E，S，F(xiàn)}；再以樓面維修費(fèi){F}為例，按裂縫產(chǎn)生原因細(xì)分：{l={不均勻沉降，應(yīng)力集中，堿骨料反應(yīng)，施工質(zhì)量差，設(shè)計(jì)不合理}={，sC，AA，CQ，DQ}，從而得到了{(lán)}的一個(gè)底層因素{F}的子因素集，只要找到其子因素集的權(quán)重集{A}就可以得到{F}對(duì)應(yīng)于不同方案的評(píng)判集作為上層因素R的子因素集。逐一評(píng)判底層子因素集后，評(píng)判其上一層子因素集，以此類推，最終實(shí)現(xiàn)對(duì){}的評(píng)判。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的模糊綜合評(píng)判方法

(1)項(xiàng)目概況。某項(xiàng)目基地呈方形，使用功能為商業(yè)、辦公和服務(wù)式公寓的綜合體。地面建筑由三部分組成，裙樓4層作為大型購(gòu)物商場(chǎng)，一棟18層的甲級(jí)辦公樓和一棟20層的公寓式辦公樓。地下建筑三層，地下一層局部為商業(yè)用途，地下二、三層為汽車庫(kù)。采用模糊綜合評(píng)判方法的目的是在保證安全基礎(chǔ)上對(duì)基坑維護(hù)方案進(jìn)行優(yōu)化。

(2)模糊綜合評(píng)判方法正向應(yīng)用。根據(jù)土層分布特點(diǎn)和基礎(chǔ)埋深，備選支護(hù)方案見表1?；又ёo(hù)評(píng)價(jià)方案集為U={u。，u：，“，}={方案I，方案II，方案III}，因素集設(shè)為單層次，為V=，：，}={造價(jià)，施工工期，安全性和環(huán)保性}，權(quán)重集可參考文獻(xiàn)[7]并修正后選用A={0．424，0．312，0．264}。造價(jià)對(duì)應(yīng)的評(píng)判集為R．={3240，2860，4320}，工期的評(píng)判集為R2={155，210，190}，安全性的評(píng)判集為R={1，0．8，1}，將三者歸一化后總評(píng)價(jià)矩陣如式(1)所示：．『-Rt¨410]R=l冗2I=I100．36l(1)【_R3j【．010j綜合評(píng)價(jià)后得到B=A•R={0．63，0．69，0．11}，根據(jù)最大隸屬度原則可發(fā)現(xiàn)方案II相對(duì)較好。但由于人工挖孔樁機(jī)械化程度低、工期長(zhǎng)且安全性與環(huán)保性稍差，雖然綜合評(píng)價(jià)最高但仍有缺陷。因此，能否通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案來(lái)改變?cè)u(píng)價(jià)結(jié)果就成為拓展模糊綜合評(píng)判方法應(yīng)用范圍的核心問(wèn)題。方案I的評(píng)價(jià)結(jié)果同方案II較接近，方案III由于相差較大而不進(jìn)入優(yōu)化范圍，因此選定方案I進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。

(3)基于單目標(biāo)的模糊綜合評(píng)判方法逆向應(yīng)用。選擇權(quán)重集A：{0．424，0．312，0．264}中權(quán)重最高因素(即造價(jià))作為優(yōu)化目標(biāo)。設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)值為，則總評(píng)價(jià)矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)槭?2)：『R-]4—320—-x101460‘100．360l0(2)經(jīng)綜合評(píng)價(jià)得到=A．R={432U-x，0．69，0．1I}；令方案I和方案II的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果相等，解方程后，得到優(yōu)化目標(biāo)值=3025(萬(wàn)元)。即當(dāng)方案I的造價(jià)低于3025萬(wàn)元時(shí)，方案I即取代方案II成為較優(yōu)方案。方案I的支護(hù)費(fèi)用主要包括圍護(hù)費(fèi)用、深坑加固費(fèi)用和支撐費(fèi)用。因此，支護(hù)費(fèi)用評(píng)價(jià)方案集為U={“。，n，}={圍護(hù)，深坑加固，支撐}，權(quán)重集采用類似項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)A={0．428，0．021，0．551}。即在深基坑支護(hù)中，支撐費(fèi)用比重最大、圍護(hù)次之。從而對(duì)此兩項(xiàng)設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)值：①圍護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)：(3240—3025)×0．428／(0．428+0．551)：94(萬(wàn)元)；②支撐系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)：3240—3025—94=121(萬(wàn)元)。根據(jù)上述目標(biāo)，采取了如下優(yōu)化措施：①支撐系統(tǒng)由三道支撐改為二道支撐，增加立柱樁截面及配筋，節(jié)約成本約450萬(wàn)元；②優(yōu)化圍護(hù)樁身配筋，增加坑底加固摻量為10％的混凝土用量，減少摻量為20％的混凝土用量。為保證支撐數(shù)量減少后圍護(hù)系統(tǒng)的安全性，增加了圍護(hù)樁和三軸攪拌樁止水帷幕，取消高壓旋噴止水帷幕和壓密注漿。設(shè)計(jì)變更增加成本約60萬(wàn)元。綜合上述兩點(diǎn)，總成本節(jié)約390萬(wàn)元，超過(guò)目標(biāo)值，即優(yōu)化后方案I取代方案II成為較優(yōu)方案?；趩文繕?biāo)的模糊綜合評(píng)判方法逆向應(yīng)用是模糊綜合評(píng)判方法的新應(yīng)用，即根據(jù)權(quán)重大小逆向設(shè)定子因素預(yù)期值。據(jù)此組織專家進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化論證，改變了以往專家論證方案造價(jià)的單一性，拓展了模糊綜合評(píng)判方法的應(yīng)用范圍，為優(yōu)化設(shè)計(jì)指明了方向，更有利于控制全壽命周期費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的目標(biāo)。

3結(jié)語(yǔ)

文中討論了模糊綜合評(píng)判方法的逆向應(yīng)用，分析了其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的工程應(yīng)用實(shí)例，有以下主要結(jié)論：①模糊綜合評(píng)判方法適用于解決建筑全壽命周期費(fèi)用評(píng)判和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本評(píng)價(jià)的問(wèn)題；②正向運(yùn)用模糊綜合評(píng)判方法可獲得不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性，而逆向運(yùn)用模糊綜合評(píng)判方法可為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供方向，拓展了模糊綜合評(píng)判方法的應(yīng)用范圍；③權(quán)重集是影響評(píng)判結(jié)果的最主要因素，通常采用專家提供的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，為獲得更準(zhǔn)確的權(quán)重集，尚需在工程實(shí)踐中不斷積累相關(guān)數(shù)據(jù)加以完善。