论文题目：既有混凝土结构构件安全性分析及加固改造施工安全研究
摘要：我国正处于从建筑业的第二个发展时期向第三个发展时期转变的过程中,该过程的特点是,既有建筑物的鉴定与加固改造施工的任务十分繁重。既有建筑结构的检测评定是加固改造施工的基础和前提,两者作为联系紧密的整体,是既有建筑安全管理体系中的重要组成部分,其中既有结构的安全性评定以及后续的加固改造施工安全问题应当重点关注,因此本文针对这两方面开展相关研究。钢筋混凝土框架结构是既有建筑物中主要的结构形式,我国现阶段主要采用《民用建筑可靠性鉴定标准》对既有混凝土结构构件进行安全性评定,该评定方法引入了分项系数极限状态法对既有构件承载能力进行验算。但在工程实践中依旧存在一些问题,体现在分项系数的取值上缺乏合理性,并且在耐久性问题对既有构件安全性的影响上考虑不够全面。相比于新建工程,既有建筑加固改造工程施工现场所面临的安全问题具有一定的特殊性,目前单独针对加固改造施工安全方面的研究很少,难以进行具有针对性的安全预警和安全管理。本文基于上述问题,优化确定适用于既有混凝土结构构件承载能力评定的荷载与抗力分项系数,提出既有混凝土结构构件安全性评价的实用分析方法,并通过数据挖掘技术对加固改造工程施工现场的危险因素进行关联规则挖掘,利用挖掘出的关联规则来帮助施工管理人员对施工现场进行有效的安全管理,确保加固改造施工顺利进行。主题内容分成以下三个部分:（1）优化确定适用于既有混凝土结构构件承载能力评定的分项系数。本文首先对既有结构抗力与荷载的概率模型及其统计参数进行深入分析,根据既有结构的特点,建立既有结构抗力与荷载的概率模型。然后结合相关现行标准,对既有结构抗力统计参数的修正进行系统研究,并确定了对应于不同目标使用期的楼面活荷载标准值及其统计参数,采用超越概率的方法,推导出风荷载和雪荷载在不同目标使用期内的的统计参数,从而实现对抗力与荷载统计参数的修正。在此基础之上,采用Visual Basic语言编制计算程序,应用可靠度分析中的验算点法确定出不同目标使用期内的最优分项系数。先以累计相对误差最小为原则优选出不同目标使用期内的荷载分项系数,然后根据优选出的荷载分项系数,确定出对规定的目标可靠指标为最优的既有混凝土结构构件的抗力分项系数。最后结合承载能力指标验算公式,实现对既有混凝土结构构件承载能力的验算及评定。（2）提出既有混凝土结构构件安全性评价的实用分析方法。本文通过承载能力、混凝土碳化、钢筋锈蚀、变形、裂缝五个指标,对既有混凝土结构构件的安全性评价进行研究,综合考虑耐久性问题对既有构件安全性的影响。首先给出五个指标的具体量化方式,其中承载能力指标是采用本文通过近似概率法优选出的分项系数,按验算公式对其进行量化。根据各个指标的检测数据以及分级标准,建立相应的物元模型。为克服单一赋权法的片面性,随后采用区间层次分析法和熵权法分别计算指标的主客观权重,并融合成综合权重。鉴于主观权重向量是由区间数构成,因此提出了改进的基于博弈论的综合赋权法来解决综合权重无法融合区间数权重的问题,实现确定性和不确定性的统一。由于耐久性问题对安全性的影响是一个动态渐变的过程,所以主观权重是根据构件的当前状态并结合专家经验综合确定的,以此来调节耐久性问题对安全性影响程度的大小。然后通过可拓距和位值的概念建立关联函数,使用单指标关联度表示安全性等级评价集,避免了规范方法中阶梯评价跳跃过大的缺点,并结合综合权重求得综合关联度,从而对既有混凝土结构构件的安全性进行可拓学评价,给出评定结果。最后,根据实际工程案例,对评定结果进行了合理性检验。（3）针对既有建筑加固改造工程的施工安全进行相关研究。以建筑安全事故成因及事故模型的相关研究为基础,本文首先将加固改造工程施工现场的危险因素,按照“项目因素”、“设备、设施及环境因素”、“管理因素”、“人为因素”四个类别进行分类,并形成编码。然后基于这些分类细目和编码,开发一款应用智能手机采集施工现场日常安全隐患记录的Android程序,针对加固改造工程施工现场,建立隐患数据库。随后采用Apriori算法挖掘隐患数据库中的频繁项集,并在传统的支持度—置信度框架上引入Kulc和不平衡比（IR）对关联规则进行提取。最后对提取出的关联规则进行解读,发现危险因素之间的内在联系,结合安全屏障的概念获取重要知识,为加固改造工程施工现场的安全预警提供新的分析思路和解决方法。并探究关联规则中所蕴含的隐含信息,提出实用性管理建议,推动实现加固改造施工安全。
关键词：既有建筑安全管理;安全性评价;施工安全;关联规则;承载能力
学科专业：工程管理
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 既有建筑物安全性评定
1.1.2 既有建筑物加固改造工程施工安全
1.2 国内外研究现状及发展动态分析
1.2.1 结构可靠度理论的发展动态
1.2.2 既有结构构件安全性评定研究现状
1.2.3 建筑安全事故成因及事故模型理论研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
2 既有结构抗力与荷载的概率模型及统计分析
2.1 引言
2.2 既有结构荷载的概率模型及其统计参数的修正
2.2.1 永久荷载
2.2.2 民用建筑楼面活荷载
2.2.3 风荷载
2.2.4 雪荷载
2.3 既有结构抗力的概率模型及其统计参数的修正
2.3.1 抗力的不确定性
2.3.2 既有结构抗力概率模型及统计特性
2.3.3 既有结构抗力统计参数修正
2.4 既有结构荷载效应比值的调整
2.5 本章小结
3 既有混凝土结构构件承载能力评定
3.1 引言
3.2 目标可靠指标
3.2.1 可靠指标的概念
3.2.2 目标可靠指标
3.3 既有结构构件承载能力极限状态验算表达式
3.4 一次二阶矩法(验算点法)
3.5 既有结构构件荷载分项系数的确定
3.6 既有混凝土结构构件抗力分项系数的确定
3.7 既有混凝土结构构件承载能力的验算及评定
3.8 工程实例分析
3.9 本章小结
4 既有混凝土结构构件安全性评价
4.1 引言
4.2 评价指标的量化
4.3 物元可拓学评价模型
4.3.1 既有混凝土结构构件安全性评价的物元模型
4.3.2 既有混凝土结构构件安全性评价的关联函数
4.3.3 既有混凝土结构构件的安全性评价
4.4 基于改进的综合赋权法确定综合权重
4.4.1 基于IAHP确定主观权重
4.4.2 基于熵权法确定客观权重
4.4.3 基于博弈论的综合赋权法
4.4.4 改进的基于博弈论的综合赋权法
4.5 案例分析
4.5.1 评价指标综合权重的确定
4.5.2 既有混凝土结构构件安全性评价
4.5.3 评价结果的验证和比较
4.5.4 总结
4.6 本章小结
5 既有建筑加固改造工程施工现场危险因素关联规则挖掘
5.1 引言
5.2 安全隐患
5.3 关联规则挖掘
5.3.1 频繁项集和关联规则的算法概念
5.3.2 基于Apriori算法挖掘频繁项集
5.3.3 由频繁项集产生关联规则
5.4 隐患数据库的建立
5.4.1 危险因素的分类
5.4.2 基于智能手机建立隐患数据库
5.5 实现和结果分析
5.5.1 挖掘得到的关联规则
5.5.2 关联规则的解读与分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 本文主要研究结论
6.2 本论文主要创新点
6.3 展望
参考文献
致谢