2.2 加固方案初选
该混凝土结构火灾后的检测鉴定结果为,初步鉴定评级:6根柱、6根梁、4块板评级为Ⅲ级,其余为Ⅱb级.详细鉴定评级:4根柱、8根梁、4块板评级为c级,其余为b级.由评级结果可得,承载力在不同程度上降低了(过火区域柱、梁、板构件),构件的安全性要求未得到满足,导致构件的安全性不满足要求,需要立即采取加固措施来提高火灾后结构的承载能力.
考虑到混凝土受火后结构严重受损、变形超限、随时存在部分构件倾覆的危险,初选加固方案采用工艺成熟、风险可控、施工周期短的直接加固法,回避间接方法,会同两家甲级设计院提出四种备选加固方案,见表2.
表2 四种备选加固方案
Tab.2 Four alternative reinforcement schemes
2.3 方案优选过程
首先由设计院技术人员、科研机构教授师生、结构加固施工技术人员等12人组成的专家组对四个加固方案进行数据采集,取均值后得到初始决策指标量化值见表3,并采用熵值法计算得到各指标权重同见表3.
表3 初始决策指标量化值
Tab.3 Quantitative value of initial decision-making indexes
按式(1)~(3)对表3中的数据进行标准化处理,得标准化矩阵A*.
利用MATLAB软件编程计算得到标准化决策矩阵A*的相关系数矩阵Ax,见表3.
表3 相关系数矩阵Ax
Tab.3 Correlation matrix Ax
由相关系数矩阵Rx的计算结果可知,指标之间有较高的正、负相关性.利用传统的TOPSIS不再合理.至此,根据式(8)得到备选方案的正负理想解,即
A+=(0.260,0.258,0.257,0.237,0.238,0.260,0.207,0.219,0.261,0.265,0.221,0.236,0.226,0.228,0.241)
A-=(0.238,0.242,0.240,0.267,0.267,0.237,0.283,0.273,0.217,0.233,0.274,0.267,0.276,0.266,0.264 )
Ω=diag(0.140,0.104,0.116,0.196,0.184,0.143,0.503,0.375,0.326,0.205,0.324,0.203,0.305,0.245,0.147)
由式(9)计算四个加固方案到“正理想解”的距离B+和“负理想解”的距离B-分别为
方案A1:B+1=0.436,B-1=0.611
方案A2:B+1=0.187,B-1=0.780
方案A3:B+1=0.687,B-1=0.292
方案A4:B+1=0.811,B-1=0.372
由式(10)得,四个加固方案的贴进度分别为
方案A1:c1=(0.611)/(0.436+0.611)=0.584
方案A2:c2=(0.780)/(0.187+0.780)=0.807
方案A3:c3=(0.292)/(0.687+0.292)=0.298
方案A4:c4=(0.372)/(0.811+0.372)=0.314
贴近度排序即优越度:方案A2>方案A1>方案A4>方案A3.
为了便于比较,将本文提出的方法与传统TOPSIS方法对比分析,得优越度:方案A2>方案A1>方案A3>方案A4.可以看出,对比之后的最优方案保持一致,证明了本文方法的可信性,虽然A3和A4排序不同,这是因为传统TOPSIS方法计算容易产生方案距离正、负理想解距离都相近的缺陷.
综上所述,针对本工程项目,最终选择加固方案A2,即采用置换混凝土法加固混凝土柱,碳纤维法加固梁、板.