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摘要：装配式圆孔板剪力墙结构因具有预制构件生产标准化程度高、施工简单方便及施工成本低等优点，近年来在北京市获得较快发展。但由于该结构墙板尺寸小，连接钢筋施工较复杂，又表现出安装工期不尽人意的特点。本文通过分析该结构体系施工工艺特点，结合实际工程项目建设数据，对工期影响因素进行了系统归纳，运用AHP层次分析法建立了数据分析模型，通过分析找出了影响工期的主要因素，并给出了优化策略。
关键词：装配式建筑，圆孔板剪力墙，施工工期，因素分析
1装配式圆孔板剪力墙结构体系及施工工艺
装配式圆孔板砼剪力墙结构体系[3]是。整个体系由工厂生产的预制砼圆孔板构成建筑内外承重墙体，相邻圆孔板结合处及墙板圆孔内分别配置有钢筋笼及钢筋网片，墙体转角、纵横墙交接处及板孔内均采用砼浇筑方式，使预制构件在现场连接成为整体。
论文依托北京市某新建装配式地块项目，收集整理相关数据，该项目建筑总面积14.53万m2，其中3#、7#、10#、11#、12#楼采用装配式圆孔板剪力墙结构体系，主体首层与顶层屋面是现浇结构，其它楼层为预制装配式结构。
2装配式圆孔板剪力墙结构施工工期影响因素
影响装配式建筑施工工期的因素众多，在施工图设计和预制构件深化设计、预制构件生产和运输、预制构件安装、外保温施工及装饰施工等不同阶段的影响因素各不相同，这些影响因素往往还存在相互交叉影响。就装配式圆孔板结构而言，由于预制构件标准化程度较高，可采用不出筋的立模规模化生产，构件运输供应也比较及时，本文不涉及预制构件生产及运输环节对工期的影响因素分析。下面从人、机、料、法、环不同角度对装配式圆孔板剪力墙结构主要工期影响因素进行系统分析。
2.1墙板设计因素
（1）墙板设计尺寸因素。项目设计外墙预制圆孔墙体宽度为500mm、700mm、950mm、1200mm、1400mm、1600mm；内墙预制圆孔墙体宽度为500mm、700mm、120mm、1500mm；单栋约500m2标准楼层共计69块墙板。走访调查目前市场生产构件中，整体式装配式砼剪力墙体平均宽度约在3.5m-5m之间，单栋标准楼层共计37块墙板。相同条件下，塔吊在单位时间内有效吊装效率
（2）现浇暗柱连接方式因素。说明一字型、L型、T型连接方式对工期的影响。
装配式构件的优势之一是在构件设计无误前提下，实现现代工厂集中化生产，设计构件尺寸与单位楼层现浇连接段数量有多少均对项目工期有所影响。
设计构件尺寸影响主要体现：第一，单块圆孔板剪力墙水平平面宽度尺寸低于同行业其它装配式构件标准宽度。走访调查目前同行市场生产构件中，整体式装配式砼剪力墙体系单块构件标准宽度不低于3.5m，在相同条件下若垂直设备满足要求，则其单块宽度甚至可以更大；而单块圆孔板剪力墙平均宽度为1.5m，这与设计规程中设计宽度是相一致，两者宽度相差悬殊；其最直接影响因子是塔吊有效吊装效率，经实际测算，每台塔吊考虑起吊时间、正常吊车运转时间，放吊时间、必要过程间隙时间及构件安装时间等，约可达到6吊次/h。这表明，在相同条件下，当单位楼层总块数相等前提下，装配式圆孔板剪力墙比整体式装配式砼剪力墙在垂直吊装影响约相差4倍速率。第二，由于圆孔板平面平均宽度尺寸小，安装完成后所形成竖向缝隙比整体式装本式砼剪力墙体体系也会增加许多，处理缝隙同样也会对费用、质量、特别是工期有所影响。
构件装配率指标低于行业平均水平。各楼层现浇连接段越少，构件有效装配率就越大，表明工厂加工越集中，施工项目现场湿作业就越少，装配式圆孔板剪力墙实际现浇连接段比较多，在外墙转角连接处、内外墙节点处、及内墙门窗洞口两侧暗柱处均需现场湿作业，进行砼浇筑形成有效连接。经实际调查目前装配式结构体系所实施项目，已完项目装配率在65%以上，圆孔板体系目前平均装配率约50%，低于当前已完项目平均装配率，这对工期也是有一定影响。
2.2连接钢筋安装因素
钢筋安装因素从转换楼层钢筋定位与标准层钢筋定位进行分析，本项目楼层转换层设置在地上二层，放线合格后对楼层定位钢筋进行全面复核，绑扎现浇段竖向及水平钢筋，吊装构件并安装成品竖向及水平钢筋，临时固定进行墙体复检，预制叠合板安装完成，整体一次性浇筑砼。各标准层钢筋定位需重复进行上述工序，由于圆孔板体系定位钢筋非构件自身预埋，这就要求竖向定位钢筋通过人工每次进行重复定位，对施工作业人员整体安装质量要求精度较高，需投入专人进行构件吊装前定位复核；另外，其它如电梯间核心筒位置现浇部分与预制构件因工序不同步，会形成短暂劳动力高峰叠加，因作业面原因等，工人施工效率将会降低，这对工期也是有所影响。
2.3构件安装因素
构件安装是整工项目现场施工关键环节，主要受工人安装熟练程度及施工安装累计误差因素影响，受综合因素制约，目前施工作业人员整体素质水平仍是参差不齐，特别是初期装配式阶段，经验丰富的安装作业人员更是难觅，显而异见，施工作业人员水平高度与工期影响有着密切的联系。
在圆孔板剪力墙安装过程中，预制圆孔板与现浇连接段部位利用模板体系进行有效整体连接，经查询目前现行技术规范，构件中心线对轴线位置装配式验收规范与现浇砼验收规范均一致，但是在装配式预制构件尺寸允许偏差构件宽度为±4mm，在砼现浇结构验收规范中截面尺寸为+10，-5mm，在同一墙段，存在两种不同截面尺寸技术参数，根据经验判断，有经验放线人员将会严格依据施工图纸进行结构墙体放线，也就是按现浇结构验收规范进行墙体轴线复验，存在一定程度理论误差，加之圆孔板定位钢筋存在楼层间多次定位因素，施工过程中各楼层之间施工安装累计误差无法准确判定与消除，这使得构件在吊装过程因施工累计误差致使无法进行吊装到位现象时有发生，由于理论误差与施工安装误差双得叠加效应，在质量层面也会影响室内有效空间净尺寸，室内使用面积可能会减小，且通过装饰面层可能无法真正消除，理论误差与施工安装累计误差对工期影响不言而喻。
2.4砼浇筑因素
砼浇筑成型是圆孔板剪力墙结构体系中最后一道工序，其影响工期因素主要有砼工作性能、构件定型钢筋密集及节点绑扎钢筋密集等子因素而形成，本项目圆孔板剪力墙结构体系采用C30普通砼进行浇筑，因圆孔道内部有定型钢筋，构件水平及竖向定型满布置于预制构件孔道内，同时，在预制墙体、叠合板及现浇楼板过梁节点处，门窗洞口两侧暗柱区域、门洞口上侧过梁区域钢筋绑扎较为密集，砼在上述位置不宜进行快速下降，对圆孔板砼浇筑是否密实也无法进行查验，形成一定质量隐患，实际浇筑时，工人借助外力将部分钢筋进行移除，砼浇筑质量也无从确保，降低了施工效率。
3AHP法研究装配式圆孔板剪力墙工期影响因素计算
由上述分析，圆孔板剪力墙工期影响因素主要包括设计因素、钢筋安装因素、构件安装因素、砼浇筑因素及外装因素等，每个因素又涵盖着若干细微子因素，共同构成圆孔板剪力墙工期的影响因素体系。下面以AHP法进行工期影响因素计算分析。
层次分析法[4](Analytic Hierarchy Process)是一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法，它是把复杂问题的各种因素划分成相关联的有序层次，使之多目标，多准则的系统工程理论决策方法。AHP法工作原理是识别工期影响因素，建立阶梯层级分析模型，目标层(A)，准则层（B)，因素层（C)，它的计算方法步骤：（1）模型建立（2）构造判断矩阵[P]（3）重要性排序计算PW（4）一致性检验CR（5）群决策结论。AHP法要求每一位参与打分专家对每一层各评估元素的相对重要性给出判断并用数值表示，用矩阵形式表示即得到判断矩阵。通过专家调查法对评估元素进行两两比较，判断矩阵组成形式如下：
论文采用九级评分体系进行分1～9分比例标度为各因素对装配式建筑工期延误的影响程度进行赋值，各数值所代表的含义如表1所示。
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3.1工期因素分析模型建立
采用AHP法，邀请行业专家进行打分收集整理数据，形成如下分析模型：
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3.2工期影响因素计算
依据工期影响指标体系获取不同层级两两判断矩阵及对应最大特征值权重（Wi)如下：
（1）群矩阵修正后计算目标层（A)与准则层（B)权重矩阵：
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修正后最大特征值权重WA=（0.3485，0.3522，0.1558，0.0916，0.051）
（2）群矩阵修正后计算目标层（A)与因素层（Ci)判断矩阵及对应权重（Wi)：
（3）一致性检验CR计算：
其中：CI是判断矩阵一般性指标；RI是判断矩阵平均随机性一致性指；CI指标可用通过计算直接取值，RI指标借助查表对应取值。
对以上各位专家打分是否分配合理进行每个矩阵一致性检验，当各判断矩阵及总排序矩阵的随机一致性比率CR的值均小于0.1时，说明检验合格；否则，需要重新模型构造或者对CR值偏差较大矩阵进行调整。修正后各判断矩阵及总排序矩阵经过一致性检验CR值均小于0.1，检验合格。
表3装配式圆孔板剪力墙体系工期影响
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目标层（A)
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准则层（主要因素）(B)
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矩阵对应(Wi)权重数据
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装配式圆孔板剪力墙体系影响项目工期A
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设计因素B1
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0.1122
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0.07
|
0.05
|
0.03
|
0.03
|
0.03
|
0.12
|
0.10
|
0.12
|
0.15
|
0.19
|
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钢筋安装因素B2
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0.07
|
0.05
|
0.03
|
0.04
|
0.05
|
0.05
|
0.09
|
0.11
|
0.19
|
0.15
|
0.18
|
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构件安装因素B3
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0.07
|
0.07
|
0.05
|
0.04
|
0.04
|
0.04
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0.10
|
0.12
|
0.06
|
0.06
|
0.36
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砼浇筑因素B4
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0.06
|
0.04
|
0.08
|
0.08
|
0.11
|
0.07
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0.17
|
0.06
|
0.03
|
0.06
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0.23
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外装因素B5
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0.04
|
0.04
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0.05
|
0.08
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0.09
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0.06
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0.13
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0.19
|
0.19
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0.07
|
0.06
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（4）粒子群优化修正
由于AHP法是采用专家打家分法收集数据，受各位专家主观因素数据影响较强，不可避免出现数据遗漏或不一致等问题。计算理论简述：通过初始化一群随机粒子，经过迭代计算出最优解，每次迭代中，每个粒子通过跟踪两个极值最好方向位置进行不断优化更新的。论文采用粒子群优化算法对专家打分矩阵进行逐一修正，使得出决策结果更为科学、准确。
4装配式空腔剪力墙工期影响因素优化策略
运用AHP法，计算出影响空腔剪力墙工期因素，依据群决策矩阵各影响因素结果顺序制订相对应优化策略：
（1）优化墙板设计。包括：预制构件拆分时应尽量采用较大尺寸墙板；研发结构保温装饰一体化外墙板；研发转角或T型构件，简化现浇暗柱施工工艺。
（2）提升安装效率。包括：研发钢筋定位专用工装；加强劳务作业人员专项技术培训。
（31）钢筋安装因素应改变构件厂家技术工艺，使构件在厂家生产阶段进行定位预埋，减少现场工人操作工作量。（2）设计因素应重点改进加大构件宽度，提高研发科技创新能力，提高构件装配率指标，研发转角及内墙现浇连接段构件。（4）构件安装因素优选合格劳务作业队伍，强化作业人员技术教育工作，减少过程中施工安装累计误差。（4）砼浇筑因素考虑设计规范要求建议采用现浇微膨胀砼进行圆孔道浇筑作业，其他部位可采用普通砼；严格控制砼骨料粒径及塌落度，改善砼和易性，严格执行分层浇筑振捣工艺；
（5）外装因素重点是加速提升改进构件一体化复合墙体节奏，提高其市场竞争力。
5结语
装配式圆孔板剪力墙体系工期影响通过因素分析、模型建立与计算，找出真实影响主要因素，给出一些优化解决策略，能够切实改善提升工期社会经济效益，但受实际参建项目样本数量有限等因素影响，后续改进研究空间也很大，随着装配式行业不断发展，过程中需不断总结改进，提升装配式社会工期效益。
参考文献
[1]产业研究院《中国装配式建筑行业战略规划和企业战略咨询报告》2019.5
[2]DB11/1003-2013,装配式剪力墙结构设计规程[S].
[3]何江泉.装配式建筑施工进度风险评价[J].价值工程2020（1）30-31
[4]王莲芬,许树柏.层次分析法引论[M].北京:中国人民大学出版社,1990
作者简介
王金友，男，生于1981年，硕士，EPC项目技术总工程师，从事EPC装配式建筑项目技术与项目管理。
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数据分析及公式计算，其结果将很难对工程结构的整体性能进行反馈，若将概念设计的思想引入到设计优化中，设计人员则可根据相关概念，解决建筑工程结构抗震设计的关键问题，从而提升房屋建筑结构设计的整体质量。
设计优化经济效益分析：通过结构设计优化，商业综合体结构整体性能得到明显改善，工程造价比预期降低20%左右，达到了较好的结构设计优化技术应用效果。
不同房屋建筑工程的结构特点、施工条件等方面存在着差异，其结构设计优化的思路和方法选择将有所不同，建设成本的控制及经济效益也会所差异，这一点需要根据工程实际加以综合考虑和目标制定。
3结语
综上所述，房屋建筑结构设计优化将会是我国今后房屋建筑工程结构设计领域的重点发展方向，其可在很大程度上提升房屋建筑工程的应用价值。
在房屋建筑工程结构设计优化的应用实践中，设计单位应根据不同房屋建筑工程的实际情况，即其建设目标、结构特点、施工条件、经济条件等方面，强化结构设计优化思想，引入概念设计理念，借助现代化计算机技术，创新结构设计优化方法及相关技术，促进房屋建筑结构设计优化工作的有效实现，推动结构设计优化工作工程应用，以提升房屋建筑工程结构的安全性、适用性及经济性。
参考文献
[1]杨纯华.房屋建筑结构设计中优化技术应用分析[J].建材与装饰,2019 (21):122.
[2]韦纬娇.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探讨[J].中国住宅设施，2020（03）:43,63.
[3]周晖.以异型柱框架为例浅淡房屋建筑结构设计优化技术应用[J].绿色环保建材,2019(05):72,75.