本文是一篇项目管理论文,本研究采用安全风险管理理论,聚焦于装配式建筑主要载体—PC构件,利用文献研究法、WRS系统分析法及专家访谈对PC构件运输、存放、吊装三个装配施工阶段的安全风险因素进行风险识别,
第一章绪论
1.1研究背景和意义
1.1.1研究背景
建筑业正处在由“粗放型发展”向“精细化发展”的转型阶段[1],该阶段主要是通过科技创新来提高建筑要素的生产率,进一步推动建筑业供给侧改革。因此,建筑业技术革命在科技创新驱动下,主要沿着两个方向展开。一是预制装配式结构体系,二是钢筋混凝土现浇体系。但是,随着我国建筑业的高速发展,钢筋混凝土现浇体系发展模式的边际效应在逐步递减,弊端也在逐渐暴露。而与之相比,预制装配式在结构体系方面具有凸显优势,比如具有资源消耗少、周期短、劳动力节约等优点[2],因此,发展预制装配式建筑对推动新型城镇化进程和供给侧结构性改革具有重大意义。在2017年,中共中央国务院颁布的《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》指出,要力争10年左右时间将装配式建筑在新建建筑中的占比达到30%。
随着国家政策的不断推动,装配式建筑迎来了高速发展阶段,市场规模不断上升。在关于住房和城乡建设部发布的《住房和城乡建设部标准定额司关于2021年度全国装配式建筑发展情况的通报》文件中指出,2020年,装配式建筑新开工建筑面积占新建建筑面积20.5%,超额完成《“十三五”装配式建筑行动方案》的工作目标。在2021年装配式建筑新开工建筑面积已达7.4亿平方米,同比增长18%,具体如图1-1所示。根据装配式建筑结构的分布情况可知,装配式建筑的混凝土结构建筑面积为4.9亿平方米,占新建装配式建筑比例为67.7%;装配式建筑的钢结构建筑面积为2.1亿平方米,占新建装配式建筑比例为28.8%,如图1-2所示。
1.2国内外研究现状
1.2.1装配式建筑
装配式建筑起源于欧洲。二战后,欧洲房屋受到严重破坏,造成“房荒”现象,为解决这一问题,欧洲各国开始采用预制装配式的工业化生产方式大量建造住宅,大大提高了住宅产品的生产效率及生产速度。
丹麦目前的装配式住宅中80%都是通用的预制构件,己经形成了统一的行业标准规范,超高集成和标准的工业化技术不仅提高工作效率而且节约资源。丹麦的装配式生产主要以模数法技术为主。丹麦成为世界上首个将模数法制化的国家[7]。
西班牙[11]在装配式建筑发展初期,装配式建筑的设计、构件生产、施工安装是由不同的主体来执行,不同主体各行其是,协调成本高且衔接效果差。意识到此问题后,开始发展完整的装配式建筑产业链条,项目初期各个主体进行沟通协调直至项目结束,各专业之间紧密合作,使项目质量和效率得以保障。
日本于90年代的工业化住宅总数己经达到总竣工住宅数量的25%~28%。作为一个地震频发的国家,日本因地制宜探索具有高抗震性能的新型装配式建筑。1969年,日本建设省工业技术研究院提出将住宅建筑的基准尺寸和模数进行标准化的规定,以预制钢筋混凝土构件为支撑,构建大板工业化住宅建造体系[12]。如今,日本的建筑工业化水平位列前茅,形成了一系列包括设计、生产和施工等全产业链的各类住宅构件生产标准化、构件工业化、吊装安装标准化等体系、规范和标准[13]。
第二章相关理论概述
2.1安全风险管理
施工安全风险指在建筑工程施工过程中可能导致安全事故发生的风险点,安全事故的发生不仅对个人及项目造成毁灭性打击,同时对于整个社会及经济都将产生不良影响。因此,针对工程项目常见的风险点进行常态化管控显得尤为重要。
施工过程是动态的,施工安全风险管理也需跟随施工过程的不同阶段进行动态管理。同时施工安全风险贯穿于建设全过程,若不进行管理控制,将会造成工程建设无法增值,工程建设目标无法实现,甚至造成人员伤亡等恶劣的社会影响。目前我国的装配式建筑体系发展仍然不够成熟,施工经验不够充足,如果在装配式建筑施工过程中安全事故频发,势必导致装配式建筑的发展受阻。安全风险管理指的是在识别出各类安全风险后,通过分析及评估风险的程度及类别,通常采取风险规避、转移、减轻、自留等形式进行风险控制,达到减少事故发生概率,减轻受损程度的目的。
施工安全风险管理过程如图2-1:
2.2解释结构模型
解释结构模型是美国John N.Warfield教授为得到要素间复杂相互关系和层次而创造的一种定性分析系统方法论,是结构模型化的一种,可用于分析因素的关联性[57]。解释结构模型可以将复杂系统分解若干子系统,利用矩阵计算方法,提取问题的构成要素,利用矩阵、有向图等方式,最终将系统转换成一个多级递阶的结构模型。它不仅可以分析系统的要素选择是否合理,还可以分析系统要素及其相互关系对系统总体的影响等问题。其建模的具体步骤如下:
(1)建立邻接矩阵X
首先确定研究的问题及系统要素,将要素进行编号,如S={Si|i=1,2,3......,n},采用德尔菲法、调研等方法将各个系统要素之间的相互关联关系进行描述。它是由要素之间的关系抽象而成的,采用矩阵的形式将系统要素之间的相互关联关系表示出来形成邻接矩阵。邻接矩阵X的建立规则如下:
Xij=0,表示因素Si对因素Sj无影响
Xij=1,表示因素Si对因素Sj有影响
(2)确定可达矩阵R
将研究的系统要素通过任意次传递或任意长的路径达到的矩阵称为可达矩阵。可达矩阵表示两个系统因素是否可达,只表示系统因素间直接影响关系。同阶次单位矩阵I通过邻接矩阵X得出,根据邻接矩阵及单位矩阵I计算邻接相乘矩阵,再通过不断自乘直至矩阵不再变化,得到可达矩阵。运用布尔运算法求得可达矩阵R步骤如下:
R=(X+I)k+1=(X+I)k≠(X+I)k-1≠···≠(X+I)布尔运算计算规则:0+0=0、0+1=1、1+0=1、1+1=1。
第三章 装配式建筑PC构件装配施工安全风险因素指标体系及模型构建 ......................... 15
3.1 装配式建筑特征 .......................... 15
3.2 装配式建筑PC构件装配施工安全风险因素指标体系构建 ..... 16
第四章 装配式建筑PC构件装配施工安全风险贝叶斯网络模型构建与分析 ..................... 37
4.1 贝叶斯网络模型构建 .................. 37
4.2 贝叶斯网络模型推理分析 ........................ 41
第五章 案例应用 ................................ 48
5.1 项目概况 ..................................... 48
5.2 吊装阶段安全风险因素分析 ..................................... 49
第五章案例应用
5.1项目概况
本文选取龙海市月港中心小学作为案例进行实证分析,龙海市月港中心小学位于漳州龙海市海澄镇,项目总承包单位为福建建工集团有限责任公司,建筑面积约21000㎡,占地面积约24000㎡(合36亩),由1栋6层办公楼、3栋5层教学楼、1栋4层综合楼和风雨操场、连廊等单体组成,为重点设防类建筑。本项目采用全装配式混凝土框架体系,装配式部品部件有:预制柱、预制梁、装配式内墙围护体系、叠合板、钢楼梯等,项目实景如图5-1、5-2所示:
第六章结论与展望
6.1结论
伴随着我国经济发展及城市化扩张,装配式建筑在建筑业发展中的优势凸显,在政府政策的积极引导下,装配式建筑迎来发展机遇。装配式建筑特别是预制混凝土装配式(PC)体系以迅猛之势发展,在越来越多的项目中得以应用。发展过程中必定伴随着一系列问题,特别是安全事故频发,将对装配式建筑行业造成毁灭性打击,极大影响装配式建筑在我国的发展进程。以往学者针对装配式建筑的研究主要集中在施工技术、发展前景等方面,针对安全风险方面研究有限[68]。因此,本文对国内外装配式建筑施工安全风险管理及相关理论方法进行大量文献资料研究,在运输、存放、吊装三个阶段建立了装配式建筑PC构件装配施工安全风险管理模型,针对风险发生概率大,危害程度高的高风险因素提出了防范性对策建议,对于装配式建筑行业的健康发展具有重要意义。结合以往学着在装配式建筑PC构件及安全风险管理的研究,本文主要研究成果及结论如下:
(1)构建装配式建筑施工安全风险因素清单。通过文献研究初步筛选了装配式建筑PC构件施工安全风险因素,通过专家访谈及现场调研结合自身工作经验,对初筛风险因素进行归纳,运用物理—事理—人理(WSR)系统方法论总结了运输阶段、存放阶段、吊装阶段的一系列安全风险因素,其中,运输阶段13个安全风险因素,存放阶段12个安全风险因素、吊装阶段19个安全风险因素。
(2)基于解释结构模型的装配式建筑PC构件施工安全风险分析。本文通过对装配式建筑从业者进行访谈,建立安全风险因素影响关系表。通过解释结构模型理论建立运输阶段、存放阶段及吊装阶段安全风险的拓扑模型,由模型可知:运输阶段安全风险分为四个层级、存放阶段安全风险分为三个层级、吊装阶段安全风险分为三个层级,三个阶段施工方案不规范、不合理均处于最底层影响因素。这些层级间不仅存在相互逐级影响,同时存在跨级影响。各影响因素不是导致安全风险的单一来源,而是由多个因素层层传导或作用而来。针对模型结构进行了分析,为贝叶斯网络的建立奠定基础。
参考文献(略)