【摘要】在傳統層次分析法的基礎上，對常用建筑結構加固方案進行了詳細的技術經濟分析，重新建立了開放性的加固方案評價指標體系，融合利用層次單排序和指數標度的改進權重確定方法、基于指數標度的評價值賦值法，建立了改進的層次分析方法的基本構架，分階段多步驟地對結構加固方案進行評價優選。
　　關鍵詞：層次分析法；建筑結構；方案優選
　　
　　1引言
　　建國以來，特別是改革開放以后，隨著經濟建設的迅猛發展，我國建筑業也有了飛速發展。近年來，在新建房屋不斷增加的同時，對現有結構的維護和加固也引起了工程界的廣泛重視。加固學就是隨著房屋結構學的發展而發展起來的，有新建就有加固。有資料指出工業發達國家建設總投資的40%以上用于原有建筑的維修和加固，不足用于新建筑的建設。如此一來，如何合理設計加固方案是關鍵。因為相同的設計任務，可以有多種不同的設計方案，所以必須從所有方案中選用最優最合理的方案。也就是說，在任何情況下，“擇優錄用”是人們遵循的原則。因此對加固方案進行優化評價就顯得尤為重要。本文在傳統層次分析法的基礎上，對常用建筑結構加固方案進行了詳細的技術經濟分析，重新建立了開放性的建筑結構加固方案評價指標體系，融合利用層次單排序和指數標度的改進權重確定方法、基于指數標度的評價值賦值法，建立了改進的層次分析方法的基本構架，分階段多步驟地對建筑結構加固方案進行評價優選。
　　2傳統層次分析法及其不足
　　2.1傳統層次分析法
　　結構工程加固系統是一個相當復雜的系統工程，影響因素眾多，其設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三個基本要求，對于市區工程環境保護及文明施工也是十分重要。層次分析法就是根據加固方案的基本要求選擇指標，構造層次模型通過確定評定原則構造判斷矩陣然后對層次單排序、總排序來評價加固方案的優劣性的方法。
　　2.2傳統層次分析法存在的不足
　　層次總排序等步驟來計算各層次評價指標的相對權重以及各層次評價指標對總目標的組合權重，從而得出不同方案的綜合評價排序。該方法有系統、靈活、簡潔的優點。但通過長期的使用和分析，發現其存在一些缺點：
　　（1）評價指標體系的建立往往是在方案已經成型之后，這就產生了問題到底該由誰來確定指標體系里的評價指標從實例來看，一般情況下多為制作delphi專家調查表的人確定。這就隱含了一個矛盾：制作專家問訊表的人在專業上無法代替專家，但他先入為主的替專家確定了評價指標體系，專家僅能在他制定的框架之下做出判斷，很難說這種判斷的結果是完全反映了專家本人的意見。
　　（2）采用層次分析法對方案評價往往是在方案擬定之后，而方案的制定往往是分階段的，如何更好的將層次分析法所得到的信息，階段性的提供給方案的設計者。
　　（3）檢驗判斷矩陣是否具有一致性非常困難。因為需要計算判斷矩陣的最大特征根。
　　（4）傳統的層次分析法在建立判斷矩陣時多采用級標度，這種標度存在傳遞性差、判斷矩陣與思維一致性不等價等缺點。有沒有一種改進的標度能更準確的反映專家的意見呢？
　　3改進層次分析法
　　3.1層次分析法改進的思路
　　（1）層次分析法流程的改進
　　加固方案的設計一般可以分為①方案構思階段②方案初步設計階段③方案詳細設計階段，傳統的層次分析法一般將方案的評價和比選放在③階段之后。而筆者認為可以將層次分析法的幾個步驟分開來，依次介入方案設計的三個階段:在方案設計的①階段可以進行評價指標的初選，并將初選結果反饋給方案設計者。在方案設計的②階段，根據設計的情況最終確定指標構成，然后由專家確定各指標的權重，并將結果反饋給方案設計者。在方案設計的③階段，獲取各備選方案的詳細信息，對各個方案的各項指標進行評價，確定評價值。最后由評價值和指標權重綜合得到各備選方案的綜合價值系數。
　　這樣做的好處體現在:①專家了解各備選方案的由來，可以做出準確的評價。②專家意見階段性的反饋可以對方案設計者起到指導作用。③評價指標由專家選擇，最大程度的體現了專家的意志。
　　（2）一致性檢驗的改進
　　一致性檢驗是層次分析法的核心，為了繞開一致性檢驗，先后產生了最優傳遞矩陣法和三標度法，但是都被證明在理論上存在缺陷。本文將在分析判斷矩陣產生非一致性的原因之后，建立新的排序方法。
　　（3）引入指數標度
　　最常見的1~9級標度存在著諸多不足，指數標度則很好的解決了1~9級標度所帶來的問題。
　　3.2與方案設計階段相適應的評價策略
　　加固方案設計一般可粗略地分為方案構思、初步設計和詳細設計等階段，不同的設計階段具有不同的特點，因而在不同的設計階段需要采用不同的評價策略。
　　（1）方案構思階段的評價策略
　　在方案構思階段中所得的原理方案，由于信息量不足，因而進行評價應注意以下的特點:
　　①因為方案尚未成型，所以此階段的評價可以認為是預評價。從另外一個角度而言就是找出方案設計的重點，對方案設計起到引導作用。
　　②由于信息量不足，在這個階段中所建立的評價指標中一般不要確定加權系數，而把這些評價指標的重要性取得大致接近。因此，可將不太重要的性能參量先不考慮，而集中精力考慮那些重要的、基本的要求項目。
　　③評價項目中應包含技術、費用和安全等三方面的基本內容。盡管在這個階段還不可能得到成本方面的定量信息，但至少應從定性方面加以考慮。這個階段中，評價指標的總數不宜過大，應抓住重點，一般應選取6~8個為宜。
　　（2）方案初步設計階段的評價策略
　　同一目標可以用不同的具體設計來實現。同時，轉入初步設計階段時，可能存在不止一個方案設計思路，因此，在結構設計階段可能出現多種方案。在對這些初步方案進行評價時，因為其較方案設計思路具體化了，所以在評價上更為細化。
　　①在初步設計階段，技術性能和經濟性能通常都是分開進行評價。
　　②在初步設計階段，臨時輔助構件、施工方法和工序等都基本上確定，根據信息量水平的不同，評價指標體系的進一步完善。
　　③由于評價指標都已完全確定，可以進行進一步的專家咨詢，確定各個指標的權重。
　　④由于在詳細設計階段中還需考慮其他一些因素，設計方案還會有所改動。因此，在方案初步設計階段進行評價時，除了明顯有重大缺陷而又無法改進的方案或者總體上的價值太差的方案外，一般不輕易剔除設計方案。
　　（3）方案詳細設計階段的評價策略
　　詳細設計階段的設計評價是對施工方案的總評價。在初步設計階段得到專家的意見反饋以后，方案進一步細化，這一階段的信息比較充分，可以進行細化的評價。
　　3.3評價指標體系的建立
　　（1）指標體系框架的建立
　　對于施工方案的選擇，不同的決策者會根據企業的設備情況、資源以及自己的偏好等因素得出不同的結果。因而施工方案多目標評價決策指標體系要盡可能涵蓋施工方案多目標評價決策中的各種因素。然而，施工方案設計是一個創造性的過程，粗略地可以分為方案構思、初步設計、詳細設計三個階段，不同的設計階段設計評價有不同的特點，對評價指標也有不同的要求;另外，隨著各種新材料、新設備、新技術和新工藝的應用，使得這些評價指標本身也在不斷變化。所以一個固定的、不能進行修改、調整的評價指標體系，將不能滿足施工方案多目標評價決策的要求。因此本文構建了動態的評價決策指標體系框架，用以動態地、全面地建立包括影響施工方案多目標評價決策的各種因素。
　　該指標體系框架具有以下幾個特點:
　　①動態性。方案評價者可以根據實際需要增加、刪除、修改、重命名指標體系中的每一個指標(除目標層)，并且能進行保存，便于下次調用。
　　②靈活性。該指標體系框架結構靈活，具有可擴展性。
　　③層次性。該指標體系中每一個指標都可以由若干個子指標構成，這樣可以盡可能全面地描述某項評價指標的復雜內容。考慮到指標體系越復雜，進行評價決策的難度更大，可操作性差，因而在本系統中，限定了最大層次數為3層。
　　④唯一性。該評價指標體系中的評價指標都具有唯一性，即指標體系中任一被編輯的指標都不允許重復出現在同一個評價指標方案中。評價指標體系體現了方案評價者的意圖和實際需求。如果評價準則發生變化，則衡量方案的性能指標體系所做出的評價結果也將隨著發生改變。指標體系通常是通過層次分解的方法，首先確定總目標，然后將其分解為各個性能指標，性能指標還可再劃分為子指標，逐層細分。其結構實際上反映了滿足功能需求的評價準則與達到評價準則的解決方案之間的一種映射關系。從前面介紹的施工方案多目標評價決策指標體系的建立原則可知，各個設計準則之間的相關性應盡量小，即準則之間應具有一定的獨立性。
　　（2）評價指標體系的確定
　　為使結構工程加固方案滿足最優，選擇方案最優的總目標，所在層為目標層A:按安全可行、經濟合理、環境保護、施工便捷等基本準則，選取安全性U1、工程造價U2、對環境影響U3以及施工工期U4；這四個指標因素，構成準則層B；根據權重合理分配的需要，又將準則層的四個指標細分為各個子指標構成指標層C，具體如圖1所示。
　　               
　　                                                    圖1建筑結構加固方案評價指標體系
　　4結束語
　　通過實際工程應用表明，改進的層次分析法具有更強的適用性和可操作性，降低了專家作出方案評價的難度，使專家的意見能夠得到更準確的反映。同時開放性、可修改的指標體系顯示了改進的層次分析法的靈活性，也更加符合實際需要。特別分析了傳統層次分析法在進行二元對比計算權重時容易產生評價非一致性的原因，提出的層次單排序的方法有效的解決了這一問題，對提高施工質量、加快工程進度、降低成本有重要的現實意義。
　　參考文獻
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