面向安全的装配式建筑施工现场平面布置研究

摘要

装配式建筑能够高效、快速的施工离不开现场配套充足的机械设备，与传统现浇混凝土建筑相比，施工机械设备及预制构件堆场的布置对装配式建筑施工阶段的影响更大。因此，合理的施工现场平面布置方案显得尤为重要。目前中国施工现场平面布置多凭经验进行，导致布置方案由于缺乏科学性、前瞻性而在施工过程中出现安全问题。本文尝试通过建立数学模型的方式定量进行装配式建筑施工现场平面布置，而后对方案进行定性评价，综合输出最优平面布置方案，以提高施工现场的安全性。 本文在进行相关理论和现实情况的介绍后，将装配式建筑施工现场平面布置问题分别从普遍性要求和特殊性要求两个层面进行研究。首先明确施工现场布置的普遍性依据和原则，后针对装配式建筑施工现场平面布置的安全风险及特点进行概述；选取装配式建筑施工现场平面布置对象并分析确定了“吊钩运输暴露度最小”、“设施之间的安全距离最小”两个面向安全的布置目标；通过文献分析、规范提取、问卷调查筛选出装配式建筑施工现场平面布置的29项影响因素，用于定量建模表达和定性方案评价。其次，定义现场平面布置建模的基本假设及初始信息；根据布置目标、可以由数学关系表达的影响因素，构建吊钩运输暴露度和设施安全距离关系目标函数，建立塔吊覆盖约束、塔臂最小安全距离约束、噪音距离约束、现场边界和防重叠约束条件，以保障布置方案的安全性和可行性。然后，利用C++和Python语言，在一个装配式建筑案例中建立面向安全的施工现场平面布置模型，利用基于自适应拥挤网格的多目标粒子群算法对所建模型进行求解，并输出非劣解集；根据不可由数学关系表达的影响因素建立方案评价指标体系，采用AHP-模糊综合评判策略确定指标权重，并对输出的装配式建筑施工现场平面布置模型的非劣方案进行定性比选，得到案例工程的最优布局示意图。 本文在兼顾效率与成本的条件下，尽量达到装配式建筑施工现场布置安全效益的最大化，实现了定量计算与定性评价结合的装配式建筑施工现场平面布置方案输出，减少了仅凭工程师的经验布置所导致的盲目性，提高了装配式建筑施工现场的安全水平，对加强装配式建筑施工现场管理具有一定的实用性和参考价值。

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