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装配式建筑现场施工的风险评价研究
发布时间:2019-06-14

摘要

  随着我国科技、经济的快速发展,建筑业也实现了产业结构调整,鉴于传统建造方式的建造速度慢、施工工艺水平落后、资源浪费严重等现象日益不能满足社会发展的需求,装配式建筑成为现代建筑行业的趋势。由于我国的装配式建筑起步较晚,现如今正处于初级发展阶段,为了减少施工过程中的安全事故,避免不必要的损失,准确识别风险因素,建立系统、科学的评价指标体系,对装配式建筑施工阶段的风险评价研究具有重要的实践意义。本文在广泛阅读装配式建筑国内外相关文献,并进行施工现场访谈的基础上,以装配式建筑现场施工工作为导向,以装配式住宅建筑为主体,根据其施工工艺及理论知识,对装配式建筑施工阶段的风险进行了评价研究。

  首先,在前人研究的基础上,根据装配式建筑的发展现状及其施工特点,运用WBS-RBS(工作分解结构-风险分解结构)方法对装配式建筑施工阶段的风险影响因素进行识别分析,得到风险因素初始识别结果清单;

  其次采用粗糙集理论,运用其属性约简算法进行风险因素筛选,根据风险决策矩阵和风险分辨矩阵,在不丢失有效信息和不降低风险评价精度的情形下进行风险影响因素的约简,并构建了包含组织计划风险、管理风险、物料风险、施工作业风险和环境经济风险五个方面的装配式建筑施工阶段风险评价指标体系。

  最后在风险评价指标体系的基础上,结合装配式建筑施工阶段风险的复杂性及其不确定性,运用IFAHP法(直觉模糊层次分析法)的优越性对风险指标进行赋权,IFAHP赋权方法同时考虑了决策者犹豫时的状态,直观地描述了隶属度、非隶属度和犹豫度三方面的集结信息,更符合决策者的逻辑思维,增强了赋权的科学性和准确性;建立了基于D-S证据理论的装配式建筑施工风险评价模型,结合工程实例,通过风险等级界定及证据信息合成,得出了项目施工阶段的整体风险水平,验证了模型的适用性,为后期装配式建筑施工阶段的风险控制措施的研究提供了借鉴。

  关键词:装配式施工风险;WBS-RBS方法;粗糙集理论;IFAHP法;D-S证据理论

装配式施工

Abstract

  With the rapid development of science, technology and economy in China, theconstruction industry has also achieved industrial restructuring. In view of the fact thatthe construction speed of traditional construction method is slow, the constructiontechnology level is backward, and the resources waste is serious, it can not meet theneeds of social development. Prefabricated construction has become the trend ofmodern architecture industry. Due to the late start of prefabricated buildings in China, itis now in the primary stage of development. This study establishes a systematic andscientific evaluation index system,that in order to reduce safety accidents duringconstruction, avoid unnecessary losses, accurately identify risk factors. It is of greatpractical significance to study the risk evaluation of the construction stage of theassembled building.

  Based on the extensive reading of domestic and foreign literature on theassemblage architecture and the construction site interviews, this paper evaluates andstudies the risks of the construction phase of the assembly building based on theconstruction technology and theoretical knowledge.

  Firstly, on the basis of previous studies, according to the development status andconstruction characteristics of the prefabricated construction, the WBS-RBS (workbreakdown structure-risk decomposition structure) method is used to identify andanalyze the risk influencing factors of the prefabricated building construction stage, geta list of initial identification results of risk factors.

  Secondly, using rough set theory, using attribute reduction algorithm to screen riskfactors, according to risk decision matrix and risk discernment matrix, it reduces the riskinfluencing factors without losing effective information and without reducing theaccuracy of risk assessment. The risk assessment index system of the prefabricatedconstruction phase including the organization plan risk, management risk, material risk, construction operation risk and environmental economic risk;

  Finally, on the basis of the risk evaluation index system, combined with thecomplexity and uncertainty of the risk of the prefabricated building construction stage, the superiority of the IFAHP method (intuitive fuzzy analytic hierarchy process) is usedto empower the risk indicators, which is more in line with the decision makers. Thelogical thinking enhances the scientific and accuracy of empowerment. The riskassessment model of fabricated building construction based on D-S evidence theory isestablished. Combined with engineering examples, the risk level definition and evidenceinformation synthesis are used to obtain the project construction stage. The overall risklevel and the applicability of the verification model provide a reference for the study ofrisk control measures in the post-assembly construction phase.

  Key words: Prefabricated construction risk; WBS-RBS method; Rough set theory;IFAHP method; D-S evidence theory

目录

  第1章绪论

  1.1研究背景

  当今时代经济高速发展,建筑业在国民经济中的地位尤为重要。伴随着我国城镇化的建设,能源不足、生态破坏及环境污染等社会问题日益严峻,粗放型的传统建筑方式在建筑品质、成本及速度等方面已不能满足现代社会稳步发展的需求,悄然成为制约我国建筑业向高水平、高质量发展的一大因素。近几年来,装配式建筑的兴起逐渐受到国家的青睐,激起人们新的思路,顺应了时代发展的方向,带动了社会环境的可持续发展。装配式建筑就是把预制车间里提前预制好的构件运送到施工场地,再运用专门的机械设备现场拼装而形成的建筑。我国早在20世纪50年代初借鉴国外装配式建筑发展现状,60年代进一步研究其施工工艺,基本形成了装配式建筑结构体系[1].我国较为典型的装配式建筑体系主要有装配式单层工业厂房建筑体系、装配式多层框架建筑体系、装配式大板建筑体系等。20世纪70~80年代装配式建筑在我国快速发展[2],全国已有数万家预制混凝土构件厂,装配式建筑体系已被广泛应用与认可。然而从80年代末开始,装配式建筑在我国的发展却停滞不前,遭遇了前所未有的低潮期。采用预制板的砖混结构房屋、预制装配式单层工业厂房等在唐山大地震中被大量破坏[3],抗震性能远不及现浇结构一直到最近几年来,由于施工企业的"用工荒"以及国家提出的可持续发展政策,装配式建筑再一次被建筑业关注。在国家政策的支持下,依次编制了有关于装配式建筑的各项技术规程,再从自己的基本发展情况出发,借鉴国外的经验,有选择性地吸收引进国外技术,建立健全各指导规范,使得装配式建筑新建建筑面积逐年上升。

  2015年我国装配式建筑新开工的面积大概在3500万到4500万m2,2016年8月份全国钢材产量同比增长4%,比年初提高了6.1个百分点,由于我国钢材价格适中,产量也较大,足够供给国内PC建筑在发展道路上的使用。根据《建筑产业现代化发展纲要》中提出的要求,截止到2020年我国装配式建筑在国内基本普及,其比例要超过新建建筑的20%,截止到2025年要达到甚至超过新建建筑的50%[2].相对于传统建筑来说,装配式建筑的大部分建筑构件都是在预制构件厂加工完成的,再经过专用交通工具运输到施工现场进行组装施工。一方面装配式建筑整体建造质量高、速度快,节省劳动力,减少现场湿作业,降低能源使用率以及施工现场的噪音,减少建筑垃圾产生率等,可以最大限度地满足"四节一环保"的施工标准要求。青岛万科东郡工程3号楼、7号楼为装配式建筑,其整个施工过程中项目工期缩短了约35%,混凝土损耗量、钢材损耗、施工用水均节约60%,施工垃圾减少80%,现场技术人员缩减60%,这一系列资源的节约对我国建筑项目产业化、多样化的发展提供了便利,促进我国未来建筑业的发展[4].另一方面,由于装配式建筑在施工阶段牵涉到各参与方(如图1-1)、工程规模大、施工工艺复杂,因此施工阶段会出现诸多不确定性因素,带来更多的风险。

  图1-1装配式建筑施工阶段参与方与传统建筑施工方式不同,装配式建筑在施工阶段会出现很多新的风险因素,传统建筑的风险评价指标体系已经不再适用,并且我国装配式建筑尚处于初级探索阶段,很多技术性问题未能得到解决,尚未形成系统、科学的风险评估体系。再加上没有强有力的科研支持和政策强烈的约束力,导致装配式建筑在我国的应用发展较为缓慢,所以施工阶段的风险管理是对传统建筑乃至装配式建筑进行管理的重要工作之一。因此如何对装配式建筑施工阶段的风险因素进行有效评价,并且建立系统、全面的施工风险指标评价体系是建筑业亟待解决的问题。本文问题的提出主要是针对装配式住宅建筑。

  1.2研究目的及意义

  随着我国城市化进程的逐步推进,装配式建筑有着很大的发展空间,但现如今装配式建筑在我国尚处于初级探索阶段,在技术成熟度和施工现场管理等方面还不能满足装配要求。因此在施工过程中会面临各种各样的风险因素,而其施工阶段的风险研究问题是业内关注的新的热点问题,所以对装配式建筑施工阶段进行风险评价非常重要,有必要开展新的深入的研究。本文的目的就是要解决装配式建筑在施工阶段中的风险评价这一问题,进一步丰富装配式建筑施工阶段风险评价研究的理论知识,降低其施工阶段风险发生的可能性,为装配式建筑施工阶段的风险研究提供具有参考价值的理论依据。装配式建筑在施工阶段的每道工艺都有很严格的要求,会新出现很多与传统建筑不同的风险因素,比如构件的运输、现场存放、吊装等都与传统建筑完全不同,组装中各项数据参数必须严格按照施工标准和规范,工作人员稍有不慎就会带给各参与方巨大的损失,因此要高度重视装配式施工阶段的风险问题研究。此外,传统工程项目的风险评价指标体系已经不再适用于装配式建筑,而我国对装配式建筑施工阶段尚未形成系统的风险评价体系,因此无法确定施工中的关键风险因素。施工管理者在进行选择可行的决策方案时,也需要对施工阶段中的风险进行综合评价,以此来达到安全、质量、进度的和谐统一。综上所述,在装配式建筑快速发展的背景下,风险研究非常重要且是必不可少的。本文深入研究装配式住宅建筑在施工阶段的风险因素,形成系统的风险指标评价体系,并将其应用在实际案例分析中,为下一步研究装配式建筑施工的细节问题及制定控制措施做铺垫,因此本文的研究是有意义且有价值的。

  1.3国内外研究现状

  1.3.1国外研究现状

  (1)装配式建筑研究广泛意义上的装配式建筑在很久之前已经在运用,但是总体实践规模不大。早在20世纪中期,为了解决二战后大量住房紧张问题,发达国家大力推广并建造装配式建筑,掀起了住宅工业化的热潮。在装配式建筑发展的过程中,国外学者积极探讨装配式建筑的应用,在装配式建筑结构性能方面和施工方法方面都有了很大的收获,积累了大量经验。在装配式建筑结构性能方面,Chakrabarti等对29个预制墙板接缝处的构件进行了一系列试验研究,确定了竖向预制墙板的抗剪承载力和抗剪刚度,并对其抗剪承载力进行了评价,明确表示预制装配式建筑的竖向接缝处在预制构件中的重要性[5].HalukSucuoglu对预制和现浇的混凝土结构抗震性能做了对比研究,计算了预制混凝土整体结构的非弹性地震反应性能,研究表明:两者对地震的反映没有显着差异,也就是说预制装配式混凝土在抗震方面具有良好的效果[6].AliKhaloo与Parastesh对预制混凝土构件在反复荷载下的受力性能进行了试验研究,试验结果表明预制混凝土梁柱连接可以抵抗一定范围内的作用力,具有良好的延性性能[7].Lukaszewska等对木材与预制混凝土组合梁板的连接性能进了研究,提出了干燥连接方法,并对连接件的抗剪性能进行了分析,发现预制混凝土板连接系统可以像现浇楼板那样连接性能良好,而且成本相对较低[8].RaminVaghei等对预制混凝土墙体在侧向依次施加荷载作用下的连接性能进行了研究,建立了两个墙板及其连接的有限元模型,并进行了侧向荷载作用下的计算[9].

  在配式建筑结构性能研究中,专家们利用试验对其进行了验证,充分证明了装配式建筑良好的性能,但大部分研究只是停留在构件的连接性能,尚可以进一步探装配式建筑的其他性能。在装配式建筑的施工方法方面,MelwinZimmerman提出了预制混凝土墙体结构施工的新方法,为装配式建筑的墙体改造与创新提供了新思路,并对以后的预制混凝土墙体施工方法的研究指明了方向[10].ChoiEun-Gyu与ShinYeong-Soo对预制混凝土墙竖缝宽的施工连接方法进行了研究,运用非线性有限元模型对预制混凝土墙体的施工连接进行分析,结果表明PC墙具有较大的作用力承载性能和性性能[11].SilvaPedro等在提倡近零能耗建筑的基础上提出了新的装配式建筑外墙施工改造解决方法,并提出对其性能进行优化的措施以及仿真工具的应用,为装配式建筑施工的改造方案提供了新思路,并希望获得最低的能源消耗和废弃物的排放[12].Zhaoyuhong通过理论说明了装配式建筑施工的关键在于预制构件的重量和关键节点的连接,并阐述了装配式建筑的优越性[13].HLGuo等对装配式建筑在施工中可视化技术的运用进行了研究,通过文献检索和文献综述的方法以及海因里希的安全理论阐述了可视化技术在施工中可以提高安全管理等效果,以期将可视化技术广泛运用在建筑安全管理中[14].通过以上研究,学者们对装配式建筑的施工方法已进行了详细分析,并加以创新,但施工过程中产生的危险因子方面还可以进一步研究。综合以上研究,国外学者对装配式建筑取得相应研究的同时,也逐渐注意到了装配式建筑施工阶段的重要性,对施工阶段产生的风险因素更是不可忽视。

  (2)传统建筑风险管理研究现状风险管理起源于发达国家,并逐渐向发展中国家延伸。20世纪50年代,美国研究界学者格拉尔等出版了《保险学》一书,书中对风险管理的涵义进行了具体讲解[15].在工程项目理论及实践的基础上,风险管理是现代工程项目管理中无可替代且必须进行的工作,而风险评价就是风险管理的主要步骤之一。基于国外学者对传统建筑风险管理现状的研究,从传统建筑风险研究、施工阶段风险评价两个方面对其进行国外研究现状分析。在传统建筑风险研究方面,Williams与Heins在《RiskManagementandInsurance》一书中对风险管理的定义进行了准确描述,即风险管理是指通过对风险进行识别、分析和控制,以最少的投入从最大程度上降低风险带来的损失[16].DavidBAshley与JosephJBonner提出了项目评价风险的系统方法,主要包括确定风险因素、评价其影响出现的可能性及其带来的影响,最后制定措施进行风险控制等过程[17].OsamaAhmedJanadi与SalmanAlmishari针对工程项目中风险因素的特征,建立了一个工程风险估计的计算机模型(RAM)[18].StephenWard与ChrisChapman阐述了风险管理在建筑项目中的无可替代性,最后建议对工程的风险管理工作进行更新改革[19].LiuH与TsaiY提出了一种模糊网络分析法(ANP)来识别风险因素,并基于模糊推理方法对工程项目的风险因素进行分析,最后运用在实际案例分析中,结果表明:ANP及模糊推理方法能够提供令人满意的风险评估价值和相应的改进策略[20].MoradiNavid等提出一种新的与EVM相结合的风险分析评估模型,利用区间值三角模糊数表示变量,在实际不确定条件下评价风险指标,并以实际项目为例给出了不确定条件下表明了EVM模型的有效性[21].

  在以上研究中,基本上已经形成了传统建筑风险管理的模型,但还可以进一步研究构建系统、科学的风险评价模型,为提出相应的风险控制措施做好准备工作。在传统建筑施工阶段的风险评价方面,Han与Diekman提出了基于CIA的施工阶段的风险评价方法[22].IremDikmen提出了适用层次分析法计算风险的评价险模型以及基于模糊综合评价的风险评价模型,并列出了与施工相关的风险因素[23].Ku?ar在已有的项目管理基础上添加了施工中风险事故的可能性,构建了基于熵权和灰色聚类的风险评价模型,以此来估计项目施工阶段的风险水平以便采取风险控制措施[24].BotaoZhong与YongLi研究了方法论与本体论,将其组合建立模型,并针对工程项目各个阶段具体探讨施工风险[25].AminbakhshSamn等运用安全成本理论和AHP对工程施工安全风险进行分析,通过在项目实施中制作合理有效的计划,进行项目施工过程中的资源、成本优化[26].通过以上学者的研究,工程项目在施工中的风险评价已经形成了系统的评价模型,为项目施工过程中风险评价工作提供了指导。综合以上学者的研究,传统项目的风险管理已经形成了相对成熟的思想体系,并逐渐在实践中得到了验证,为下一步发展装配式建筑做足了铺垫。

  (3)装配式建筑风险管理研究现状短时间内装配式建筑在建筑业中的应用得到了迅速推广,而由于装配式建拥有自身独特的施工工序和施工方法,因此在装配式建筑的施工阶段会新出现许多不确定性风险因素,带来更多的新的施工风险。所以国外各学者在传统建筑风险管理的基础上,根据装配式建筑的特点及优势,对其展开了风险评价范畴的研究。以下从装配式建筑风险研究和装配式建筑施工阶段的风险评价研究两个方面进行国外研究现状分析。在装配式建筑风险研究方面,Staubfrench与Russell将互联网和装配式建筑相结合,引入BIM应用以及项目进度管理程序REPCON,通过对项目实施过程的模拟和进度的调节,来有效控制装配式建筑的施工进度及施工质量[27].WenzhenXiao等构建了基于Fuzzy的装配式建筑风险评价模型,运用熵权法计算各指标的权重,降低了主观赋权带来的偏差[28].

  Boafo等综合考虑装配式建筑抗震性、热性能、能耗和生命周期来分析预制过程中容易发生风险的情况,提供了基于动态案例研究的方法,对装配式建筑易发生的安全事故进行了分析,并提出很少有研究集中于预制物和居住者舒适度的监测数据,需要更多的研究来了解公众对装配式建筑带来的风险的看法[29].ClydeZhengdaoLi等应用社会网络分析(SNA)来识别和调查预制住宅项目中利益相关者的相关风险因素,确定并分析了在构建整个PHP网络中具有重要作用的关键风险和关系,并提出了以BIM(建筑信息建模)为中心的战略建议,促进利益相关者的沟通并减少进度风险[30].ZLGuo等探讨了基于粗糙集理论的DM技术,在现有研究方法的前提下,结合粗糙集理论,重新定义了影响预制装配式住宅建筑的风险因素,量化评估风险因素,建立专家知识库,减少冗余属性的风险因素,最后形成最简单的决策规则[31].通过以上研究,国外学者对装配式建筑的风险问题已经进行了充分探讨,也运用了相关方法对装配式建筑的风险问题进行了解决,但是较少将施工阶段的风险识别等纳入统一的系统进行研究。在装配式建筑施工阶段的风险评价方面,EulogioEGS与MasRI建立了装配式建筑施工现场中施工安全网的动态、非线性评估模型,运用数值模拟的方法进行试验,设定两个调整参数来评估施工中设定的安全网的作用,实验表明在数值模拟中使用的动态模型是可行的,安全网可以对施工过程中的安全管理工作起到较好的指导作用[32].SinhaIB在前人研究的基础上对住宅预制框架系统的施工阶段进行了研究,对其施工中存在的风险问题进行了评价,并针对多种不同类型的构件支撑结构进行了研究,最后建议施工中采用完全标准化的支撑式骨架系统以保证预制结构的质量,减少施工阶段的风险因子[33].LeeHyun-Soo等考虑到装配式施工中的危险因素会导致建筑工地的事故,通过文献综述及现场施工作业的调查对风险影响因素进行详细分析,并使用AHP建立风险指标的权重体系,将风险因素分类,运用风险矩阵和事故案例统计分析法进行风险评估[34].HinzeJimmie等引入了先行指标的概念对装配式施工阶段的风险进行评价,并对其施工安全过程提出了建议[35].Pinto构建了F-QRAM模型,为项目施工过程中的职业安全风险评价提供了指导,使用F-QRAM模型对不精确的风险变量进行评价,得出施工中的关键风险因素,为决策者的风险评估过程提供客观、可靠的指导[36].通过以上文献研究,装配式建筑在施工阶段的风险评价已经进行了初步研究,但对于风险因素的收集还不够全面,可进一步探讨。综合以上国外专家对装配式建筑风险管理的研究,已经初步形成了风险评价指标体系,但是尚未形成系统、完整的风险评价体系,还有进一步研究的空间

  1.3.2国内研究现状

  (1)装配式建筑研究现状

  20世纪50年代我国开始了解装配式建筑,经过实践研究形成了一系列建筑体系。随着国外学者对装配式建筑在建筑业应用的研究,国内学者也开始对装配式建筑进行了探讨,从装配式建筑发展趋势、结构体系及施工技术三个方面对装配式建筑研究现状进行分析在装配式建筑的发展趋势方面,王茜等根据中国建筑工程的现状,介绍了装配式建筑在我国当前研究的概况,结合装配式建筑的优越性及需求性,进一步指明装配式建筑的一大前进方向:应引入BIM并将其运用在项目实施过程中[37-38].丁勇阐述了装配式建筑未来发展的方向,且表明并行化的产品制造对PC建筑的设计以及制作过程都是未来可进行参考的,BIM与RFID技术的发展为装配式建筑提供了捷径,装配式建筑也会紧随其后,快速的发展起来[39].齐宝库与张阳根据各学者对装配式建筑的探讨,从政策、技术体系、管理和成本几方面来详细阐述国内装配式建筑现阶段遇到的难题,并对推进PC建筑产业化发展提出相对策略[40].叶浩文等从工程建造、成本、工期、技术、信息化等角度,研究了EPC项目总承包施工管理对装配式建筑进一步推进带来的优势,剖析了国内装配式建筑在施工管理方面存在的问题,并给出了以EPC承包模式促进装配式建筑进程的若干对策建议[41].通过以上学者研究,充分明确了装配式建筑的发展困境及前进方向,以后详细探讨装配式建筑的其他方面做好了铺垫,但我国装配式建还处于探索阶段,有很大的发展空间。在装配式建筑的结构体系方面,严薇等阐述了装配式建筑体系,指出PC建筑施工中常发生的难题,提倡以技术为导向、创新为辅导,对装配式建筑企业进行流程再造,尽最大努力满足我国装配式建筑的发展[42].何继峰等对装配式建筑的结构体系进行了研究,主要对预制剪力墙结构和典型结构体系作了详细介绍,为我国建筑工业化的进步提供参考和理论依据[43].刘红梁等根据我国为装配式建筑的推进提出的规范标准进一步对其结构体系进行探究,通过比较并阐述多种体系性能,提出了新的设计思想,对装配式建筑的结构体系的设计有良好的指导作用[44].

  于龙飞与张家春在集成系统研究现状的基础上引入BIM,并提出BIM参与下的装配式集成建造结构体系新概念,分析了该结构体系的实施目标、理论基础及其关键技术,详细分析了其支撑设计,并结合其优势对引入BIM的装配式建筑体系进行了总体分析及展望[45].通过以上文献研究,对装配式建筑的结构发展体系已经有了初步的认识,还可以深入研究并运用在实践中。在装配式建筑施工技术方面,龚志宏对装配式建筑工艺流程中施工关键技术进行阐述,倡导标准化施工,降低预制构件工厂化生产施工难度,以提高PC构件在施工现场的安装效率与施工产品的质量[46].张军等对全装配式结构(NPC体系)施工技术进行了探讨,并把南通海门中南世纪城33号楼作为试验项目,介绍其施工技术,在协调统一的基础上做到优化配置,一方面保证不降低项目的安全性,另一方面又优化了结构性能[47].孙剑等研究了采用PC建筑在施工过程中的构件预制、进场存放、吊装、节点连接等技术在项目施工阶段中的具体运用[48].齐宝库与李长福在装配式建筑的施工阶段引入BIM技术,详细论述了BIM技术在PC建筑施工中的信息共享及风险监控,并结合实例进行分析[49].王小明主要阐述了装配式建筑中PC构件起吊安装及构件定位拼接等施工要点,使装配式建筑技术广泛应用于住宅工程中[50].通过以上文献对装配式建筑施工技术方面的研究,可以详细了解到装配式建筑在施工过程中所用到的关键技术理论知识,但对其在实践中的应用还尚待深入探讨。综合国内学者对装配式建筑研究现状的分析,初步认识到装配式建筑项目在我国的发展现状,要想对装配式建筑有一个全面、系统的理解还需进一步研究。

  (2)传统建筑风险管理研究现状

  由于工程实践中的需要,对工程项目的风险管理工作在很早之前就已经展开了,并根据项目的实际情况选取适当的风险理论研究应用到项目实践中,并在风险管理中取得了科学的效果,而风险评价就是其程序之一。基于国外学者对传统建筑风险管理现状的研究,国内学者也对其风险管理进行了研究,以下从传统建筑风险研究、施工阶段风险评价两个方面对其进行国内研究现状分析。在传统建筑风险研究方面,曲东探讨了EPCIMS风险管理系统,经过深刻分析后将EPCIMS的风险管理系统进一步深化,将EPCIMS运用到项目的风险管理中[51].邪莉莉对建筑设计项目的风险管理知识进行了阐述,建立了灰色关联分析模型,通过实例分析对工程项目的风险管理工作奠定了基础[52].单宝艳等对传统项目结构设计等方面的关键风险因素进行了分析,并且将之发到设计院和施工图审查机构进行审核及补充[53].邓丽珊等探讨了近年来大型工程的实施过程,总结出项目在实施过程中极易出现的风险,同时应用层次分析法确定风险等级以及对项目的影响程度,对提高大型工程项目风险的综合能力提供帮助[54].通过以上文献综述,对传统建筑的风险管理已经有了充分的理论基础和研究方法,并运用到实践中,对于工程项目的关键风险还需要深入研究。在传统建筑项目施工阶段风险评价方面,尹志军与陈立文撰写了我国传统建筑风险管理研究的文章,探讨了其风险发展状况,在风险识别和评估中利用计算机系统对其定量化综合分析,最后将效益纳入到风险管理体系中[55].周直等以三峡工程为背景,对大型工程施工阶段风险及其属性、风险分析与管理模型以及实践应用等问题做了探索性研究[56].熊征等从承包商的视角对建设工程施工阶段风险进行了研究,分析风险影响因素,并构建风险评价指标体系,采取的定量方法主要包括熵权法和模糊综合分析法等[57].王悦基于三轮德尔菲调查方法建立了风险识别指标体系,利用多级模糊综合分析对风险进行评价,并运用到实际工程中,针对不同风险提出了风险控制措施[58].边新茹等探讨了在EPC模式下工程项目可能发生的施工风险因素,并站在承包商角度提出了建议[59].通过以上研究,传统建筑在施工阶段已经形成了相对成熟的风险评价体系,并在实例中得以验证综合传统建筑风险管理国内学者的研究分析,传统建筑在施工阶段已经形了完整、系统的风险管理体系,其研究方法为装配式建筑施工阶段的风险评价研究提供指导。

  (3)装配式建筑风险管理研究现状

  随着我国经济快速发展,装配式建筑的应用得到了迅速推广,由于装配式建筑拥有自身独特的施工工序和施工方法,因此在装配式建筑的施工阶段会存在许多不确定性影响,带来较多的施工风险。在国外各学者在传统项目风险管理的基础上,国内学者根据我国发展的实际情况及装配式建筑的特点,并借鉴国外装配式建筑的发展,对其展开了风险管理的研究。以下从装配式建筑风险研究和装配式建筑施工阶段的风险评价研究两个方面进行国内研究现状分析。在装配式建筑风险研究方面,曹云峰研究了关于如何识别、评估和处理装配式建筑供应链风险,并且建立了供应链风险预警体系以及基于模糊综合评判法的装配式建筑供应链风险评估模型[60].张招华对装配式建筑中施工全过程的风险因素进行研究,包括PC构件设计、现场吊装等知识,总结其影响施工的风险因素,最后对其经济效益的进行相应研究[61].齐宝库与李长福阐述了装配式建筑施工特点,构建PC建筑施工质量评价指标体系,采用AHP-FUZZY法对装配式建筑施工质量综合评价,并运用于实践中,为相关部门采取相应措施提供一定参考[62].常春光等基于鱼刺图法识别了装配式建筑施工风险因素,根据风险指标对PC建筑造成的影响发表了相应观点,为后期制定风险应对措施打下了基础[63].通过对装配式建筑风险的研究,已经形成了装配式建筑风险管理的流程并在实践中得到初步运用,但对于装配式建筑施工阶段的风险管理还尚未形成系统的研究,还需进行深入研究。在装配式建筑施工阶段的风险评价研究方面,田黎基于风险矩阵法,探讨了PC构件在施工过程中可能发生的的施工安全风险,并针对风险管理的生命周期过程对PC建筑的施工工艺提出了相应建议[64].文敏等对我国的预制装配式建筑施工安全风险评价进行了研究,重点分析了PC建筑施工过程中安全事故的类型和原因[65].施庆伟等构建了基于流图的装配式建筑施工安全风险预警仿真系统模型,使用VensimPLE软件对施工风险的评价过程进行仿真,提高了装配式建筑施工阶段的风险管理效率[66].

  陈伟等运用安全事故成因理论,对装配式建筑施工阶段的安全风险因素进行分析,应用G-AHP法构建施工安全评价指标体系及评价模型,将其运用于实践中[67].罗杰等根据装配式建筑施工现状,从PC构件出厂、进场堆放、起吊安装、现场管理及指导等方面分析了装配式建筑施工风险因素,有效指导装配式建筑的风险管理[68].李颖等对预制装配式建筑施工安全风险进行了评估,运用AHP及事故树分析法对施工过程的危险源进行分析识别,采用专家调查法对其进行量化处理并建立评价矩阵[69].通过学者对装配式建筑施工风险评价研究,在风险识别的基础上已经初步形成了风险评价体系,但尚不完善,需要多方面的风险因素综合整理,在定性、定量分析相结合的基础上进行装配式建筑施工阶段的风险评估。综合以上文献分析,国内学者对装配式建筑施工阶段的风险管理进行了初步研究,并形成了相关的风险管理方法,但装配式建筑施工阶段的风险评价研究还不够完善,还需进行深入研究,建立全面、系统的风险指标评价体系,并运用在实践中。

  1.3.3研究现状评述

  综合以上国内外研究现状可知,风险管理广泛运用于装配式建筑施工阶段并取得了诸多成果,不仅对装配式建筑下一步的发展提供了指导,也初步实现了其节能环保的功能,带动了社会的可持续发展。但基于现有的研究现状,仍存在以下研究空间:第一,对装配式建筑施工阶段的风险研究多为施工安全、施工风险分析,较少将施工风险因素识别、风险控制等过程纳入统一的系统进行研究。随着装配式建筑逐渐趋于大型化、复杂化,涉及到众多参与方,其施工阶段的风险管理有进一步研究。第二,我国装配式建筑市场尚处于初级探索阶段,很多技术性问题未能得到解决,在施工风险管理上还存在局限性,风险评价尚不够科学性及系统性,通过合理的风险识别方法构建风险评价指标体系,并建立更符合实际的风险评估模型来提高风险管理工作的效率,最后通过验证运用到实际工程中。

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  1.4主要研究内容与方法
  1.4.1研究内容
  1.4.2研究方法
  1.4.3技术路线图
  1.4.4创新点
  1.5本章小结

  第2章装配式建筑施工风险评价研究理论基础
  2.1装配式建筑理论概述
  2.1.1装配式建筑概念
  2.1.2装配式建筑的需求性分析
  2.1.3装配式建筑的优越性及不足
  2.2工程项目风险理论概述
  2.2.1工程项目风险概述
  2.2.2工程项目风险的构成要素

  2.3装配式建筑施工阶段风险研究理论概述
  2.3.1装配式建筑施工特点
  2.3.2装配式建筑施工风险来源
  2.3.3装配式建筑施工风险评价基本方法
  2.3.4装配式建筑施工风险评价的流程
  2.4本章小结

  第3章装配式建筑施工阶段风险识别
  3.1风险因素识别的思路
  3.2风险因素识别常用的方法
  3.3基于WBS-RBS的装配式建筑施工风险因素识别
  3.3.1风险因素识别过程
  3.3.2风险因素识别结果清单

  3.4基于粗糙集理论的装配式建筑施工风险因素约简
  3.4.1粗糙集理论
  3.4.2装配式建筑施工风险因素约简
  3.5本章小结

  第4章装配式建筑施工阶段风险评价
  4.1方法的基本原理及适用性分析
  4.1.1直觉模糊集基础理论
  4.1.2直觉模糊层次分析法的适用性分析
  4.1.3D-S证据理论基本原理
  4.1.4D-S证据理论的适用性分析
  4.2IFAHP赋权的步骤实现
  4.3基于D-S证据理论的装配式建筑施工风险评价模型
  4.4本章小结

  第5章辛庄安置区项目施工风险评价实证研究
  5.1工程概况
  5.2装配式建筑施工风险评价指标体系权重的确定
  5.2.1建立直觉模糊判断矩阵
  5.2.2一致性检验及修正
  5.2.3计算指标权重值

  5.3基于D-S证据理论的装配式建筑施工风险评
  5.3.1计算综合概率值
  5.3.2证据融合
  5.4风险评价结果分析
  5.5本章小结

6 结论与展望

  6.1 结论

  随着我国城镇化进程逐渐推进,建筑业实现了快速发展,而传统建筑在建造速度、施工工艺、环保等方面已不能满足社会发展的需求,装配式建筑逐渐走进人们的视野。但由于我国的装配式建筑起步较晚,如今正处于初级发展阶段,对于装配式建筑的研究大部分集中于发展前景与综述、施工工艺设计、施工技术要求和发展的优越性,对其施工阶段的具体风险因素评价并不多,因此对装配式建筑施工阶段进行风险评价研究具有重要的意义。本文在研读装配式建筑国内外相关文献与施工现场访谈的基础上,以装配式建筑施工阶段为出发点,结合相关理论以及系统评价方法,对装配式建筑施工阶段的风险进行了评价研究,主要研究成果有以下几点:

  (1)在前人研究的基础上,根据装配式建筑的发展现状及其施工特点,运用WBS-RBS 方法对装配式建筑施工阶段的风险影响因素进行了识别分析,得到风险因素初始识别结果清单;

  (2)采用粗糙集理论,运用其属性约简算法筛选风险因素,根据风险决策矩阵和风险分辨矩阵,在不丢失有效信息和不降低风险评价精度的情形下进行风险影响因素的约简,并构建了包含组织计划风险、管理风险、物料风险、施工作业风险和环境经济风险五个方面的装配式建筑施工阶段风险评价指标体系

  (3)在风险评价指标体系的基础上,结合装配式建筑施工风险的复杂性及其不确定性,运用 IFAHP 法对风险指标进行赋权,更符合决策者的逻辑思维,增强了赋权的科学性和准确性;建立了基于 D-S 证据理论的装配式建筑施工风险评价模型,结合工程实例,通过风险等级界定及证据信息合成,得出了项目施工阶段的整体风险水平,为后期装配式建筑施工阶段的风险控制措施的研究提供了借鉴。

  6.2 展望

  装配式建筑是一项高技术、高风险的工程建筑项目,对其施工阶段进行风险评价研究具有重要的实践意义。本文采用 WBS-RBS 方法和粗糙集理论构建了装配式建筑施工阶段的风险评价指标体系,运用证据理论建立了装配式建筑施工评价模型,并结合工程实例进行研究,验证了模型的适用性。虽然本文的研究为装配式建筑以后的发展提供了借鉴,但由于作者实践经验和研究水平的局限,在装配式建筑施工阶段风险评价研究方面仍有以下问题需进一步探讨。

  (1)本文是在装配式建筑文献研读及施工特点的基础上进行风险因素识别,并构建风险评价指标体系,由于装配式建筑国内外文献资料和工程实例有限,在风险识别中有可能会出现指标的遗漏,可以考虑对评价指标体系进一步细分指标,对其进一步完善。

  (2)在运用 D-S 证据理论对装配式建筑施工阶段的风险进行评价研究时,其风险概率值容易受专家主观意愿的影响,因此在实例分析中数据的收集存在较大困难,且尚未考虑专家数量对评价结果产生的偏差,有待于进一步探索

  参考文献

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