一种基于事故案例推理的钢结构施工风险评估方法

摘要

本发明是一种基于事故案例推理的钢结构施工风险评估方法，具体指一种用于高耸建筑、大跨度建筑等钢结构工程的基于事故案例推理的钢结构工程施工风险评估方法，涉及钢结构风险评估技术领域。该方法包含提取并输入特征参数和主要监测指标、风险识别、风险发生概率和损失估计、风险评估和风险事故案例库扩容等五个步骤的工作流程，实现了从定量的角度准确地反映施工风险等级，同时能将已有的研究成果整合到现有事故案例库中，使历史的事故案例和经验积累很好地得以利用。本发明对高耸建筑、大跨度建筑等钢结构工程施工风险评估更为准确，便于有针对性地进行预防、控制和降低施工风险，保证施工安全的安全，具有简单、快速、准确、低成本等优势。

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构风险评估技术领域，具体指一种用于高耸建筑、大跨度 建筑等工程的基于事故案例推理的钢结构工程施工风险评估方法。

背景技术

钢结构被公认为具有很好的抗震性能，实际上，在钢结构取得巨大成就的 同时，世界范围内钢结构的事故也频繁发生，1992年9月，中国深圳国际展览 中心4号展厅网架在台风暴雨中倒塌；2005年7月8日，正在建设中的内蒙古 新丰热电项目主厂房球形网架结构突然坍塌，将正在现场进行墙面粉刷的9名 工人砸死2人，砸伤7人。此外，钢结构火灾事故也时有发生，2007年8月14 日下午4时34分许，在建的上海环球金融中心大厦发生火灾，这个上海第一高 楼一度被黑烟笼罩，部分玻璃幕墙被烧坏并不断有爆裂的玻璃坠下。美国纽约 世贸大楼在2001年的“9.11”事件中轰然倒塌的情景至今仍历历在目，在这场 事故中，死亡2605人，直接和间接经济损失达数千亿美元。可见，大型钢结构 由于结构形式新颖复杂或规模宏大，在设计、施工中难度较大，存在巨大风险； 在使用过程中，大型钢结构往往是一个城市的重要或标志性建筑，一旦发生事 故，影响十分恶劣。所以，通过对大型钢结构建设和使用过程中的风险分析， 提出易于实施的控制措施，使风险降为最低，意义重大。只有通过合理的风险 评估方法比较准确地对钢结构工程风险进行评估，才能有针对性地控制工程建 设风险，以保证工程顺利完成。建设工程中常用的风险评估方法有风险矩阵法、 故障树分析法、模糊综合评判法、蒙特卡洛模拟法及在此基础上基于离散事件 树的蒙特卡洛仿真方法等。但是，现有的方法只能进行定性或半定量分析，无 法从定量的角度准确地反映风险水平的高低；而且，目前的风险评估方法还无 法将已有的研究成果整合到现有的研究中，即历史的事故案例和经验积累并没 有很好地得以利用，对不确定性因素也无法准确考虑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提供一种基于事故案 例推理的钢结构施工风险评估方法。以统计积累的钢结构施工质量安全事故案 例库作为风险发生概率和损失估算的依据；用事件发生次数与被调查的工程总 数的商作为事件发生的自然概率，用同层风险事件发生次数的比值归一化处理 后作为该事件对上层风险事件的重要度。以被评估的钢结构施工项目的主要特 征参数为风险识别的参考，采用专家调查和案例库数据分析进行风险发生概率 和损失估算，得到每个风险事件的风险等级和钢结构施工项目的总体风险等级； 同时将被评估的项目作为案例加入事故案例库，实现案例库的扩容和自我学习。

其通过以下技术方案予以实现

一种基于事故案例推理的钢结构施工风险评估方法，其特点在于,包括如下 具体步骤：

第一步，提取并输入特征参数和主要监测指标

根据风险事故案例库归纳得出的风险特征参数和主要监测指标，结合分析 被评估的钢结构施工项目，提取其风险特征参数和主要监测指标并输入至风险 事故案例库。

所述风险特征参数，如结构类型、高度、跨度、施工形式、结构连接类型、 起重设备类型。

所述主要监测指标，如应力监测指标、风力监测指标、倾斜监测指标。

第二步，风险识别

结合WBS-RBS分解结构法，通过与风险事故案例库统计数据比对与分析， 推测被评估的钢结构施工项目的主要风险因素与潜在风险事件，识别被评估的 钢结构施工项目在施工过程中存在的主要风险。

第三步，风险发生概率和损失估计

通过对风险事故案例库分析和统计，得到钢结构施工案例总数U和某个风 险事件发生率x_i，采用概率分布函数

P＝Σx_i/U>

推理得到需要评估的风险事件的发生概率P；

所述P值介于0和1之间。

通过专家调查和历史经验数据统计，得到被评估的风险事件的损失值T， 采用对数函数

C＝5+lgT (2)

将损失值转换为对数损失率C。

第四步，风险评估

根据公式：

R＝P×C (3)

进行风险值计算；

将风险值代入四级风险等级评价表，确定风险等级。

其中，P和C分别为风险事件的对数概率和对数损失率。

第五步，风险事故案例库扩容

将被评估的钢结构施工项目结果，按风险事故案例库的结构，确定被评估 的项目的特征参数、风险事件和最终风险评价等级，加入风险事故案例库，不 断扩大案例基数，实现风险事故案例库案例自我扩容，形成自我学习的功能； 在不断积累案例的过程中，提高识别和评估准确性。

所述第四步骤的风险评估中的四级风险等级评价风险接受准则分为四个等 级，分别为：

四级红色风险：风险高，风险事故后果很严重，可能在较大范围内对工程 造成破坏或有人员伤亡。

三级橙色风险：风险一般，风险事故后果一般，对工程可能造成破坏的范 围较小。

二级黄色风险：风险较低，风险事故后果在一定条件下可以忽略，对工程 本身以及人员、设备等不会造成较大损失；

一级绿色风险：风险最低，风险事故后果可以忽略，对工程本身以及人员、 设备等造成的损失极小。

所述需要评估风险事件为：尺寸偏差、高空坠落、构件变形、焊接节点裂 纹、结构坍塌等。

附图说明

图1为本发明一种基于事故案例推理的钢结构施工风险评估方法的工作流 程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述

实施例：对某市已建和在建的276个钢结构工程进行施工质量安全事故调 查，用事件发生次数与被调查的工程总数的商作为事件发生的自然概率，用同 层风险事件发生次数的比值归一化处理后作为该事件对上层风险事件的重要度。 其

第一步：提取并输入特征参数和主要监测指标

以上海市某在建钢结构工程项目为例，根据事故案例库需提取的特征参数， 分析该工程的特征参数和特征值，包括结构类型、高度、跨度、施工形式、结 构连接类型、起重设备类型、应力监测指标、风力监测指标、倾斜监测指标等， 并将该工程的特征参数和特征值输入至风险事故案例库。

第二步：风险识别

通过与钢结构事故案例库的比对和专家调研，确定该工程的主要施工风险， 包括高空坠落、结构变形、塔吊倒塌、施工火灾等。

第三步：风险发生概率和损失估计

通过事故案例分析和统计，得到钢结构施工风险事件发生概率，采用概率 分布函数

P＝Σx_i/U>

推理得到需要评估的风险事件的发生概率P，P值介于0和1之间；

通过专家调查和历史经验数据统计，得到被评估的风险事件的损失值T， 采用对数函数公式

C＝5+lgT (2)

将损失值转换为对数损失率C。

表1风险事件发生概率和损失率

第四步：风险评估

在本发明的风险评估方法中，根据公式：

R＝P×C (3)

进行风险值计算，将风险值代入四级风险等级评价表，确定风险等级

表2风险等级评价表

表3风险事件的风险值和风险等级

其中，P和C分别为风险事件的对数概率和对数损失率。

第五步：风险事故案例库扩容

将本案例特征参数、风险事件、风险发生概率、风险值输入风险事故案例 库对应的位置，事件发生次数与被调查的工程总数均发生变化，案例库自动扩 容，对应计算得到的风险事件的风险发生了和损失率会同时变化；本案例包含 的四个主要风险事件的风险发生概率和损失率均自动发生变化。

表4风险事件发生概率和损失率扩容前后变化

综上所述，本发明为一种基于事故案例推理的钢结构施工风险评估方法， 通过五个步骤的工作流程，实现了从定量的角度准确地反映施工风险等级，同 时能将已有的研究成果整合到现有事故案例库中，使历史的事故案例和经验积 累很好地得以利用，本发明的方法能进行对高耸建筑、大跨度建筑等钢结构工 程施工风险评估，使风险评估更为准确，便于有针对性地进行预防、控制和降 低施工风险，保证施工安全的安全，降低风险性等。具有简单、快速、准确， 低成本等优势。