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基于物元模型的高層鋼架結(jié)構(gòu)安全評價方法研究

2018-11-21 19:14李澤艷,莫海林,何偉
科學(xué)與財富 2018年29期
關(guān)鍵詞:模糊層次分析安全評價

李澤艷,莫海林,何偉

摘 要:與超高層鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比,現(xiàn)役超高層建筑鋼架結(jié)構(gòu)的安全度評估非常重要。本文提出一種物元模型評價方法,以某地區(qū)40m高壓電線塔為例進(jìn)行評估,驗(yàn)證該方法的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞:鋼架結(jié)構(gòu);模糊;層次分析;安全評價

前言

高層鋼架結(jié)構(gòu)建筑在使用一段時間以后,由于各種因素的影響,會產(chǎn)生一定程度的損傷和缺陷。高層鋼架結(jié)構(gòu)的承載能力和安全性對國家和人們的安全生產(chǎn)有極大的影響,如何有效評估現(xiàn)役超高層工程鋼架結(jié)構(gòu)安全性至關(guān)重要,但目前采用某一指標(biāo)或采用結(jié)構(gòu)可靠度來評估高層工程鋼架結(jié)構(gòu)安全性還存在很大困難,因此,擬采取模糊層次分析方法對現(xiàn)役高層工程鋼架結(jié)構(gòu)的安全度進(jìn)行評和研究,為了驗(yàn)證該方法的有效性,在研究過程中以某地區(qū)40m高壓電線塔為例進(jìn)行評估。

1 結(jié)構(gòu)檢測及數(shù)據(jù)收集

對現(xiàn)役40m高壓電線塔工程鋼架的結(jié)構(gòu)參數(shù)及有關(guān)其工作狀態(tài)的信息可以用檢測的辦法獲得。為了能使結(jié)構(gòu)安全度的評估切實(shí)有效,必須充分了解該40m高壓電線塔工程鋼架結(jié)構(gòu)的歷史和目前現(xiàn)狀,收集和檢測以下幾方面數(shù)據(jù)和資料:

(1)歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)采集包括該40m高壓電線塔工程鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度極限和許用應(yīng)力兩個參數(shù)。

(2)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)?,F(xiàn)場測量數(shù)據(jù)包括該40m高壓電線塔工程鋼架結(jié)構(gòu)現(xiàn)有強(qiáng)度極限、許用應(yīng)力、支座沉陷、整體彎曲程度參數(shù)。

(3)環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境數(shù)據(jù)包括環(huán)境平均溫度、海拔高度、腐蝕性氣體三個參數(shù)。

2 鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估指標(biāo)體系建立

由于高層鋼架結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評價指標(biāo)信息眾多,所以從眾多的指標(biāo)信息中選擇出評價方法所用的評價指標(biāo),使其成為重要有用且實(shí)際可操作的指標(biāo)成為關(guān)鍵。因此,為了使物元評估方法所用評估指標(biāo)能夠全面和真實(shí)地反映出40m高壓電線塔工程鋼架結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài),參考我國鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)和安裝內(nèi)容所規(guī)定的試驗(yàn)指標(biāo),再綜合考慮鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估過程中所用指標(biāo)的實(shí)際可操作性,本文從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、加工與安裝數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、環(huán)境因素、檢維修記錄五個方面選擇狀態(tài)參量,建立高層鋼架結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)評價指標(biāo)體系,如表1所示。

3 物元評估模型

3.1 鋼架架構(gòu)狀態(tài)物元模型

根據(jù)表1評價高層鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各個性能指標(biāo)特性,物元模型中高層鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)性能指標(biāo)集為C={設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、加工與安裝數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)、環(huán)境因素、檢維修記錄},建立高層鋼架結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)物元模型,如公式(1)所示。

(1)

3.2 性能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度函數(shù)

在鋼架機(jī)構(gòu)狀態(tài)物元模型中,論域中的物元M1~M5中各特征元素達(dá)到各自所評價的程度數(shù)值采用關(guān)聯(lián)度函數(shù)進(jìn)行度量,目的是為了盡量降低主觀評價而發(fā)生的偏差,使評價結(jié)果更準(zhǔn)確。由X0=[?琢,?茁]和其發(fā)生質(zhì)變區(qū)間X=[c,d]確定關(guān)聯(lián)度函數(shù)中特征元素量值的取值范圍,則其狀態(tài)各指標(biāo)在取值范圍右端的關(guān)聯(lián)度函數(shù),如公式(2)所示。

(2)

3.3 性能指標(biāo)權(quán)重和優(yōu)度確定

假設(shè)對該40m高壓電線塔工程鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)量進(jìn)行m次測量,且要評估測量的指標(biāo)為n個,其構(gòu)成判斷數(shù)據(jù)矩陣Xij,則有:

(3)

(4)

由式(3)和式(4)最終得出該40m高壓電線塔工程鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)等級。狀態(tài)等級的確定可依據(jù)表3判斷。

4 結(jié)論

利用物元理論多指標(biāo)最優(yōu)實(shí)現(xiàn)特征信息被轉(zhuǎn)換為關(guān)聯(lián)度函數(shù),然后根據(jù)物元理論建立高層鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)物元模型,并確定各性能指標(biāo)的影響權(quán)重,利用優(yōu)度評價法計(jì)算出評估結(jié)果,以實(shí)現(xiàn)對高層鋼架結(jié)構(gòu)狀態(tài)客觀、全面的評價。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭和祥,李和,郭克貞,等.基于信息熵和模糊物元模型的牧區(qū)節(jié)水灌溉項(xiàng)目后評價[J].水力學(xué)報,2013,43(1):57-65.

[2]王其磊,李本利,賈春雷,等.基于熵權(quán)與模糊物元模型的超高層建筑消防安全可靠性評價[J].建筑科學(xué),2016,10(3):92-94.

作者簡介:李澤艷(1978,11-),男,工程師,甘肅會寧人,青海西礦杭蕭鋼構(gòu)有限公司,從事鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)管理工作。

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