Система забезпечення геометричних параметрів у будівництві й порядок розрахунку їхньої точності

Одним з найважливіших показників якості будівельної продукції служить точність зведення будинків і споруд, що характеризує ступінь наближення дійсних геометричних параметрів об'єкта до заданого в проекті. До геометричних параметрів відносять основні характеристики взаємного положення конструкцій, частин або самих споруд (відстані, перевищення, кути, позначки, координати), розміри й форму елементів і конструкцій (довжина, ширина, висота, прямолінійність і не площинність), а також характеристики виконання збірних конструкцій у місцях спряження елементів - вузлах (зазори, довжини обпирання, не співвісність, розбіжність поверхонь, не вертикальність).

У будівельних конструкціях всі геометричні параметри ділять по своєму призначенню на дві групи:

функціональні (результуючі), точність виконання яких безпосередньо впливає на експлуатаційні показники будинку, споруди або їхнього елемента. До них відносять характеристики виконання вузлів конструкцій (рис. 22.12, а - зазор між елементами с_ном ; 6 - довжина обпирання елемента а_ном; в - не співвісність елементів d; г - розбіжність поверхонь елементів h; д - не вертикальність υ);

Рис. 22.12 Основні види функціональних параметрів

технологічні (складові), які визначаються габаритами конструкцій і точність яких залежить від технології виконання будівельно-монтажних, розбивочних і контрольно-вивірочних геодезичних робіт і точності виготовлення елементів.

Точність геометричних параметрів установлюють, виходячи з їхніх функціональних вимог, пропонованих до окремих конструкцій і споруд у цілому (забезпечення міцності, стійкості, ізоляційних властивостей й ін.) Характеристикою точності конкретного (одиничного) геометричного параметра є значення дійсного відхилення δx_i виражаємого залежністю

(22.20)

де х_i - дійсне значення параметра х; х_ном - номінальне значення параметра.

Величина ∆x_i характеризує вплив ряду систематичних і випадкових помилок, накопичених при виконанні технологічних операцій і вимірів.

У нормативній і проектній документації точність геометричних параметрів характеризується мінімальним х_min и максимальним x_max граничними розмірами, нижнім δх_inf і верхнім δх_sup граничними відхиленнями від номінального х_ном значення й допуском ∆x. Половина допуску δ_х =∆x/2 є граничним відхиленням параметра х від середини поля допуску х_с. Взаємозв'язок зазначених характеристик визначають по формулах

∆_x=2δ_х= x_max - х_min=δх_sup - δх_inf; (22.21)

Взаємозв'язок статистичних характеристик точності _х й σ_х для випадку нормального розподілу визначається формулою

δ_х=t σ_х.. (22.22)

Значення нормованої величини t при переході від середніх квадратичних відхилень до що допускають задають прийнятим рівнем збирання. Рівень збирання характеризує приймальний рівень дефектності, установлюваний, виходячи з економічних міркувань.

Рівень збирання конструкції, % ...... 99,73 98,5 95,0 86,6

Приймальний рівень дефектності, % ......... 0,25 1,5 5,0 13

Величина t 3 2,5 2,0 1,5

Збирання, характеризуєма рівнем збирання порядку 99,73% і вище, називають повним збиранням; при рівні нижче 99,73% - неповної. Розрахунок точності проводять, як правило, з умови повного збирання конструкції.

З умови збирання треба, що допуски функціональних (результуючих) параметрів є компенсаторами всіх технологічних відхилень і помилок.

Вихідним рівнянням для розрахунку точності є рівняння залежності між результуючим y і складової х_i параметрами, що входять у розрахункову схему виду

y=c₁x₁+c₂x₂+...+c_px_p= (22.23)

де р - число складових параметрів у розрахунковій схемі; c_i - коефіцієнти, що характеризують геометричну залежність результуючого параметра від складового х_i.

З вираження (22.23) середнє квадратичне відхилення результуючого параметра σ_y по статистичних характеристиках точності складових параметрів σ_хi визначиться за формулою

(22-24)

або при виконанні за значеннями допусків складових параметрів

(22.25)

По взаємному розташуванню результуючих і складових параметрів розрахункові схеми можуть бути лінійними, площинними й просторовими, які, однак, можуть завжди бути наведені до виду (22.24).

У збірному будівництві відхилення складових параметрів по технологічному змісті можуть бути розділені на наступні групи:

відхилення розмірів конструкцій й елементів при їхньому виготовленні від проектних - ∆_И;

допуски виконання будівельно-монтажних операцій і процесів - ∆_M;

допуски на геодезичні виміри й побудови - ∆_Г;

допуски на деформації конструкцій через вплив зовнішніх умов (температури) - ∆_Т.

Тому що кожна група містить у собі к помилок виконання елементарних операцій й окремих параметрів, рівняння для допуску функціонального параметра може бути представлене у вигляді

(22.26)

Залежно від характеру розрахунку на збирання можуть зважитися: пряма завдання, коли за відомим значенням помилок технологічних параметрів розраховують погрішності функціональних параметрів (перевірочний розрахунок); зворотне завдання, коли по заданій величині помилки функціонального параметра визначають необхідну точність виконання технологічних процесів й операцій.

Розрахунок точності геометричних параметрів будинків і споруд виконують у такій послідовності.

1. У розглянутих конструкціях виявляють результуючі геометричні параметри, від точності яких залежить забезпечення функціональних вимог, і встановлюють припустимі значення цих параметрів. Звичайно вибирають параметри з максимальними розрахунковими характеристиками.

2. Установлюють технологічну послідовність монтажу елементів і монтажні орієнтири. Технологічна послідовність повинна враховувати мінімум витрат, забезпечення безпечних умов робіт, застосування ефектних прийомів, методів і оснащення при монтажних роботах і вимірах. Становлять позамасштабний ескіз конструкції і її вузлів, для яких розраховують точність. Цей етап розрахунку є одним з найважливіших, тому що прийнята технологія монтажу визначається різними факторами:

конструктивними особливостями будинку (споруди), виконуваного по каркасній або безкаркасній схемі;

застосовуваними монтажними механізмами, оснащенням і методом монтажу (вільний і обмежено-вільний);

ступенем розчленовування технологічних процесів і ступенем укрупнення конструкцій, що надходять на монтаж;

напрямком зведення споруди (поздовжнє, поперечне, нарощування або підращування);

розміщенням геодезичної основи й складом розбивочних і контрольно-вивірочних робіт.

Як монтажні орієнтири приймають грані або осі елементів, причому точність нанесення останніх установлюється вимогами нормативів. Схему орієнтування наносять на креслення у вигляді дугових ліній зі стрілками на кінці, що вказують послідовність виконання зборки.

3. Виявляють складові параметри, що впливають на точність результуючого параметра, причому спочатку параметр, що є початком нагромадження помилок. Як такий параметр, наприклад, може бути прийнята довжина сторони базисної геодезичної мережі, відстань між розбивочними осями.

Як складові параметри розглядають габарити елементів, у тому числі характеристики їхньої конфігурації, відстані між осями, погрішності нанесення настановних рисок, їхнього сполучення з монтажними, симетричність укладання конструкцій і т.д. Особлива увага повинне бути звернене на встановлення кількісного впливу помилок складових параметрів на точність результуючого параметра.

Виявлені на основі аналізу вхідні в розрахункову схему помилки складових параметрів наносять на ескізне креслення у вигляді поля допуску, позначеного прямокутником.

4. Відповідно до формули (22.26) становлять рівняння точності, що вирішується методом пробних розрахунків з умови дотримання повного збирання. Величини технологічних допусків приймають із урахуванням можливостей виробництва й проектованих засобів технологічного забезпечення. У результаті рішення рівняння точності визначають допуск, номінальні й граничні розміри результуючого параметра у відповідності с формулами.

При рішенні зворотного завдання спочатку встановлюють значення функціонального допуску, потім по прийнятому співвідношенню погрішностей технологічних допусків обчислюють їхнього значення.

Хоча основні допуски геодезичних робіт (розбивка осей у плані, передача точок й осей по вертикалі, передача висотних позначок) визначені в ГОСТ 21779 - 82 «Технологічні допуски», на практиці часто виникає завдання предрозрахунку точності геодезичних вимірів, виходячи з необхідної точності виконання результуючих параметрів і відомої точності будівельно-монтажних робіт. Такий предрозрахунок може бути виконаний у ході рішення зворотного завдання розрахунку точності збірних будинків.

Глава 23