基于层次分析法PC构件质量控制评价研究

基于层次分析法PC构件质量控制评价研究

刘典奇

福建工程学院  福建 福州  350108

摘要:装配式建筑是建筑工业化的主要手段。如何加强PC构件质量控制，对推进建筑工业化尤为重要。本文结合层次分析法和因果分析法，分析影响PC构件质量的因素，并给出对应质量控制建议，为PC构件质量改进提供全方面支持，为企业及相关部门开展PC构件质量监测提供重点监控方向。

关键词:因果分析法；PC构件；质量控制；层次分析法

0 引言

装配式建筑是现代建筑工程领域的发展方向之一，从本质上看属于绿色节能建筑，其具有工期短、污染少、设计多样的优点，符合现代化城市建设要求。作为其基本结构，PC构件能否在工厂中大量、快速且优质的生产显得尤为重要。PC构件一旦出现质量问题其后果是非常严重的。因此对PC构件质量问题进行有效控制尤为重要。PC构件的质量问题将影响装配式混凝土建筑在我国的发展。

1装配式建筑的特点及PC构件问题

１．1 装配式建筑的特点

PC装配式建筑是以工厂化制作而形成的成品装配式混凝土建筑，具有节约资源能源、减少施工污染、工厂集中生产提高劳动生产效率和质量安全的优点。PC结构的装配式结构住宅是通过可靠连接预制混凝土构件装配而成的混凝土结构。常见的有装配式预制钢筋混凝土柱、装配式预制钢筋混凝土梁、装配式预制钢筋混凝土叠合板、装配式预制钢筋混凝土楼梯段、装配式预制钢筋混凝土外墙板、装配式预制钢筋混凝土夹心保温外墙板、装配式预制钢筋混凝土内墙板、装配式预制钢筋混凝土阳台板、装配式预制钢筋混凝土空调板等。PC结构的优点是现浇混凝土难以具备的，其抗震性能较高，且能工厂化生产，实现构件产品化，如PC工业厂房是通过适当的方式将每个构件连接成为整体，每个构件具有本身的承载力，并通过节点处应变对应力进行消除，避免结构内部应力传递，防止结构连续倒塌。

１．２装配式建筑PC构件的问题

不同于拥有成熟管控经验的现浇混凝土建筑，装配式建筑PC构件的质量管理目前尚未系统化与完善。而我们之前对于现浇混凝土建筑的质量管理经验并不完全适用于装配式建筑。随着装配式建筑项目逐年增多、单体预制装配率逐步提高，PC构件种类也越来越多，PC 构件产量总体供不应求，各个PC构件厂的产品质量参差不齐，存在或多或少、或轻或重的质量缺陷。PC构件制造包含配料、模台准备、一次布料、二次布料、布料振捣、预养护和养护等多个环节，其质量管理是一个多元化的复杂的系统概念很难找出管理和改善要点。

2 层次因果分析模型构件

2．1 AHP原理与使用

层次分析法（ＡＨＰ）是２０世纪７０年代初匹兹堡大学萨蒂教授运用网络系统理论和多目标综合评价方法所提出的一种层次权重分析法。该方法将所评价的相关因素分为目标、准则和方案三个层次，在定性和定量分析的基础上进行决策。在分析复杂决策问题的本质、影响因素及其层级关系的基础上，用较少的定量信息数学化决策思维过程，从而解决目标多、没有结构特征的复杂问题，特别适用于难以直接、准确测量决策结果的情况。层次分析法是依据两个相邻层级的相对重要性给出相应的权重。该方法经系统的分析，将复杂决策分为若干个有序的层次，比较和判断各个层次的相关因素，量化各因素的相对重要性，用数学方法确定各因素的重要性顺序，为了确保评估结果的准确性还需要检验结果的一致性。通过对PC构件质量相关指标的研究分析，将体系划分为目标层、系统层和指标层，通过评价和计算得出目标层的得分，再通过得分评价PC构件质量。

2.2 指标选取原则

指标项的确定是体系研究的核心、前提和基础。基于PC构件质量管理水平综合评价相关技术条件，在综合分析指标体系的方法、理论、选择及影响因素的基础上，研究和探讨指标体系的层次结构、指标独立性的要求、建立指标体系的原则和程序。建立科学合理的指标体系是非常复杂的过程，必须根据一定的原则进行判断和分析。因此，在设计指标体系时，必须遵循指导性与方向性相结合、全面性与系统性相结合、科学性与客观性相结合、可操作性与可比性相结合系统性与相对独立性相结合的基本原则。该框架体系应具备三个特点：系统的理论基础；多层次的结构；具体指标的分布不会出现重叠和缺失。

2.3指标的选取与层次分析结构模型

根据体系构架原则和PC构件质量现状的总体要求，采用专家咨询法，邀请了建筑业领域的科研企事业单位专家构建PC构件质量管理指标体系。指标体系层次结构由概略渐趋细化，定为目标层、系统层和指标层。根据上述的内涵、影响因素；和选取原则，对PC构件生产工艺及流程分析，将引起不合格的原因建立层次分析模型。主要分3个层次：目标层A，PC构件的质量（A）；系统层B包括:人(B1)、机(B2)、料(B3)、法(B4)、环(B5)5个方面；指标C共包含15个因素:质量意识差(C1)、管理能力差(C2)、技术能力不够（C3）、机器缺少保养（C4）、机器使用不规范（C5）、机器缺少管理体系（C6）、忽略第三方检测(C7)、原材料质量差(C8)、模具质量差(C9)、构件拆分不合理(C10)、原材料配比不佳(C11)、质量管理制度差(C12)、制造现场5S差(C13)、法律法规不完(C14)、标准规范不健全(C15)。建立层次模型如图1所示。

图1 PC构件质量层次分析结构模型

2.4计算方法及结果

利用萨蒂的9个重要性等级及其赋值来比较同一个上级指标中所涵盖的下级影响因素的两两指标之间相对重要性。比例值标度见表1

表1重要性判断标度赋值表

根据调查研究、专家评估及分析，运用1-9标度法，确定各层次不同因素的权重，得到判断矩阵，并分别求判断矩阵的最大特征根λmax和判断矩阵的随机一致性比率CR，CR使用CR=CI/RI进行计算，其中CI=（λmax-n）/（n-1），进行判断矩阵的一致性检验，当CR<0.1时，可认为判断矩阵结果的一致性为满意。经判定，λ=5.2370，CI=0.059，CR=0.051<0.1符合要求。通过

层次分析法得出个指标权总（见表2）。

表2各具体因素权重结果

2.5 得出因果分析图

将上面层次分析法计算得到的各指标的权重描述到因果分析图上，得到图2.

图2  层次重要性因果分析图

2.6 根据结果给出控制措施

基于层次因果分析法给出PC构件质量的影响因素权重，系统分析PC质量缺陷原因及影响因素，计算结果见图2，分析因果关系，推导影响因素，分析导致产品可能不合格的项目，并据此提出PC构件质量控制措施，控制PC构件质量，首先要实现对人的控制。人是质量控制中最活跃，也是最不稳定的因素。人既是质量控制的主体，又是质量控制中的受控对象。作为质量控制的主体，要充分调动人的积极性，发挥人的主导作用；包括建立完善的质量控制体系，统一生产线，控制原料间质量及完善岗位质量责任制等。机械设备的选择、操作、维修和故障排除等都是一个复杂的过程，不是在短期内能掌握的，因而施工机具应有负责体系。控制料的质量规格、性能特性是否符合要求，直接关系到PC构件的质量形成。方的控制包括在设计、制造及出货过程中采用合理的方案、组织方案。环的控制除了厂区的环境相关的自然环境，还有政策方向相关的人文环境。

3 结论

基于层次因果分析法对PC构件质量因素进行系统分析，计算出PC构件生产过程中各因素的权重，得出PC构件不合格的5个关键因素，其相对重要程度依次为：人>机>料>法>环,细化因素层的权重问题集中在质量意识差、构件拆分不合理、人员技术能力不够、原材料质量差、原材料配比不佳等。研究结果给出了生产过程中影响PC构件质量的关键控制点，并给出提高质量的控制建议，可为PC构件性能提升及质量改进提供技术支持。

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