面向安全的装配式建筑施工现场平面布置研究

发布时间：2020-08-28 16:37

　　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。目前我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。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU71
【部分图文】：

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东南大学硕士学位论文2 装配式建筑施工现场平面布置的目标函数4.2.1 吊钩运输暴露度目标函数根据第 3 章中提出的装配式建筑施工现场平面布置的目标，首先对垂直运输安全建立目标数。由于垂直运输的机械主要为塔式起重机，而塔式起重机在吊装作业过程中可能发生坠落、击等多种安全事故，所以施工现场的作业人员暴露在此环境中是比较危险的，因此通过计算、较各布置方案之间的吊钩运输暴露度，可以计算出方案在此目标函数上的性能优劣，即垂直输安全的危险程度。暴露的时间、频率和范围是度量暴露度的三个主要参数[185]，对处于装配建筑施工现场中的工人来说，不同的现场平面布置方案对于暴露时间的影响最大，因此本节最小吊钩运输时间为目标，寻求垂直运输设备及其运输对象的最佳布局。

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第 4 章装配式建筑施工现场平面布置模型构建汽车吊线噪声源待建建筑物和构件堆场之间叉车线噪声源构件堆场和中转场地之间平板车线噪声源现场进出口与构件堆场之间1）对点噪声源，噪声源和噪声敏感设施之间的最小距离如式 4.28 所示，就是两点之间的最短距离。 ( )2）对于线噪声源，由于线噪声源在起始点（例如：卸车点等）和目的点（例如：构件堆场等）之间来回穿梭，所以在整个运输路线上都有噪音，设运输路径到噪声敏感设施的最小距离处产生的噪音，对噪声敏感设施具有最大的影响。假设 A、B 为线噪声源起始点和目的点处的设施，P 为噪声敏感设施。例如，由汽车吊产生的噪音，A、B 分别是待建建筑物和构件堆场，而 P 是员工宿舍，则汽车吊到员工宿舍的最小距离如图 4-6 所示：

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（3）如果 ≤ ，那么噪音敏感设施质心的投影在线性噪声源的路径左侧延长线上，如图（c）： ( )其中：设施和设施之间的欧几里得度量（m），为连续变量，；向量 P 与之间的夹角（度），为连续变量， ( ；点到直线的最短距离（m），为连续变量；4.3.4 现场边界和重叠约束装配式建筑施工现场设施布置还受到许多其他因素的约束，为了避免最终计算结果中的不可行方案，在此建立施工现场边界约束条件、防止设施重叠布置的约束条件和防止设施布置在不可用位置的约束条件[187]。1）施工现场边界约束条件边界约束条件为式 4.35—式 4.38。只要满足式 4.35—式 4.38 就可以确保所有设施都位于施工现场内，如图 4-7（a）所示，设施（1）满足边界约束，而设施（2）和（3）违反该约束。

【参考文献】