導(dǎo)語：結(jié)構(gòu)設(shè)計模糊綜合法運用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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)計和全壽命周期費用是近年興起的新理念，該觀念的特點是以結(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。我國的基礎(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、實現(xiàn)低碳環(huán)保的綠色建筑理念尤為重要。對此，研究人員已經(jīng)進行了相關(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)一的全壽命周期費用評價方法，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，存在著一定程度上的浪費。因而，找到科學、可靠且易于應(yīng)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化評價方法將成為降低全壽命周期費用的有力工具。1965年LA．Zadeh教授提出的模糊數(shù)學理論及后來的模糊綜合評判方法是用于評價模糊問題的有力工具，已應(yīng)用于建筑全壽命周期費用評價的研究“，但由于影響全壽命周期費用的因素多且難以量化，實際應(yīng)用的案例并不多。因此，文中介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的模糊綜合評判方法，結(jié)合工程實例討論了其在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段費用計算中的應(yīng)用，提出了基于單目標的模糊綜合評判逆向計算法，拓展了模糊綜合評判方法的應(yīng)用領(lǐng)域。

1建筑全壽命周期費用的模糊綜合評判方法

對于模糊綜合評判方法的介紹可參見文獻6。根據(jù)建筑特點，其全壽命周期費用{三}通常可分為一次性投資費用{Ⅳ}和經(jīng)常性發(fā)生費用{R}，即對{}的評價包含{J『、r，引兩個因素，可表述為式{L}={JI、r，引，其中：{N}包括材料費用(M)，建造費用(c)，設(shè)計費(D)用等子因素；{引包括日常能耗費{E}，維修費{r}等子因素，為簡化僅考慮上述子因素，即：{}={，C，D}，{Rf={E，r}。可見，對全壽命周期費用{l的評價就轉(zhuǎn)化為對子因素的逐級評價。以維修費{r}為例，}={機電改造費，結(jié)構(gòu)改造費，樓面維修費}={M&E，S，F(xiàn)}；再以樓面維修費{F}為例，按裂縫產(chǎn)生原因細分：{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)計不合理}={，sC，AA，CQ，DQ}，從而得到了{}的一個底層因素{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}對應(yīng)于不同方案的評判集作為上層因素R的子因素集。逐一評判底層子因素集后，評判其上一層子因素集，以此類推，最終實現(xiàn)對{}的評判。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的模糊綜合評判方法

(1)項目概況。某項目基地呈方形，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層作為大型購物商場，一棟18層的甲級辦公樓和一棟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。采用模糊綜合評判方法的目的是在保證安全基礎(chǔ)上對基坑維護方案進行優(yōu)化。

(2)模糊綜合評判方法正向應(yīng)用。根據(jù)土層分布特點和基礎(chǔ)埋深，備選支護方案見表1。基坑支護評價方案集為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，施工工期，安全性和環(huán)保性}，權(quán)重集可參考文獻[7]并修正后選用A={0．424，0．312，0．264}。造價對應(yīng)的評判集為R．={3240，2860，4320}，工期的評判集為R2={155，210，190}，安全性的評判集為R={1，0．8，1}，將三者歸一化后總評價矩陣如式(1)所示：．『-Rt¨410]R=l冗2I=I100．36l(1)【_R3j【．010j綜合評價后得到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相對較好。但由于人工挖孔樁機械化程度低、工期長且安全性與環(huán)保性稍差，雖然綜合評價最高但仍有缺陷。因此，能否通過優(yōu)化設(shè)計方案來改變評價結(jié)果就成為拓展模糊綜合評判方法應(yīng)用范圍的核心問題。方案I的評價結(jié)果同方案II較接近，方案III由于相差較大而不進入優(yōu)化范圍，因此選定方案I進行重點優(yōu)化。

(3)基于單目標的模糊綜合評判方法逆向應(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)作為優(yōu)化目標。設(shè)定優(yōu)化目標值為，則總評價矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)槭?2)：『R-]4—320—-x101460‘100．360l0(2)經(jīng)綜合評價得到=A．R={432U-x，0．69，0．1I}；令方案I和方案II的綜合評價結(jié)果相等，解方程后，得到優(yōu)化目標值=3025(萬元)。即當方案I的造價低于3025萬元時，方案I即取代方案II成為較優(yōu)方案。方案I的支護費用主要包括圍護費用、深坑加固費用和支撐費用。因此，支護費用評價方案集為U={“。，n，}={圍護，深坑加固，支撐}，權(quán)重集采用類似項目的統(tǒng)計數(shù)據(jù)A={0．428，0．021，0．551}。即在深基坑支護中，支撐費用比重最大、圍護次之。從而對此兩項設(shè)定優(yōu)化目標值：①圍護系統(tǒng)優(yōu)化目標：(3240—3025)×0．428／(0．428+0．551)：94(萬元)；②支撐系統(tǒng)優(yōu)化目標：3240—3025—94=121(萬元)。根據(jù)上述目標，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450萬元；②優(yōu)化圍護樁身配筋，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)量減少后圍護系統(tǒng)的安全性，增加了圍護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)計變更增加成本約60萬元。綜合上述兩點，總成本節(jié)約390萬元，超過目標值，即優(yōu)化后方案I取代方案II成為較優(yōu)方案。基于單目標的模糊綜合評判方法逆向應(yīng)用是模糊綜合評判方法的新應(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)此組織專家進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化論證，改變了以往專家論證方案造價的單一性，拓展了模糊綜合評判方法的應(yīng)用范圍，為優(yōu)化設(shè)計指明了方向，更有利于控制全壽命周期費用，實現(xiàn)綠色建筑的目標。

3結(jié)語

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