Разработка проекта производства геодезических работ при строительстве

 

1. Система допусков в строительстве

Качественное возведение зданий может быть достигнуто только путем обеспечения установленных проектом параметров, а также соблюдением допусков при изготовлении и монтаже строительных конструкций. Для этих целей разработана и утверждена система технологических допусков в строительстве (ГОСТ 21779-82) в виде закономерно построенной совокупности допусков на изготовление и установку элементов, а также на выполнение разбивочных работ.

Допуски на монтаж - это  установленные нормативными документами  ограничения случайных погрешностей при отдельных операциях или на процесс в целом. Цель назначения допусков состоит в обеспечении собираемости конструкций (возможность сборки их без подгонки) при соблюдении необходимых эксплуатационных (функциональных) качеств конструкций.

По характеру назначения допуски подразделяют на функциональные и технологические. Последние иногда называют производственными, подчеркивая тем самым их природу и связь с операциями монтажного процесса.

Функциональные допуски  назначают с учетом надежности и  эксплуатационных свойств конструкций; они должны компенсировать влияние всех погрешностей линейных размеров, конфигураций и положения элементов, связанных с функциональными допусками конструктивно и технологическими процессами.

Технологическими (производственными) допусками регламентируют точность технологических процессов и операций при изготовлении и установке сборных элементов, а также при выполнении геодезических разбивок. Их назначают из условия обеспечения рационального процесса производства работ и технически достижимой точности при использовании оборудования, инструмента, оснастки и т.д. Технологические допуски ориентированы на качественное выполнение отдельных операций, обеспечивая индустриальные методы монтажа строительных элементов без дополнительной подгонки и обработки.

Практика строительства  зданий и сооружений показывает, что  чем меньше допуск, тем сложнее  и дороже технологические процессы из-за необходимости применения более  совершенного оборудования и приспособлений. Предельные отклонения назначают из условия удобства монтажа и обеспечения нормальной работы сборных элементов и конструкций с заданными проектом эксплуатационными показателями. Очень важно найти оптимальное соответствие между функциональными и технологическими допусками, при котором была бы  обеспечена нормальная работа смонтированных конструкций при минимальной их стоимости.

Такая задача решается при  расчетах конструкций на точность, когда анализируются изменения эксплуатационных  характеристик конструкций при различных значениях суммарных технологических допусков. При этом допуск, а чаще предельное отклонение, можно рассматривать как разрешенную (допустимую) погрешность любого параметра при которой сохраняется нормальная работоспособность сборного элемента или конструкции.

Допуск всегда является величиной положительной, а предельное отклонения могут быть величинами положительными, отрицательными и нулевыми. На чертежах конструкций принято указывать только предельные отклонения (верхнее δXsur и нижнее δXinf ) для отображения связи между допуском и проектным (номинальным) значением геометрического параметра.

 

2. Характеристика функциональных и технологических допусков

Функциональные допуски  на монтаж элементов устанавливают  точность собранной конструкции  из условия обеспечения предъявляемых  к ней эксплуатационных (функциональных) требований.

Точность сопряжения сборных элементов  при монтаже зданий и сооружений в общем случае предопределяется погрешностями:

• изготовления изделий;
• разбивочных работ;
• установки изделий.

Точность указанных  трех процессов нормируется технологическими допусками.

• зазор между элементами;
• длина опирания элемента;
• соосносность элементов;
• уступ (несовпадение поверхностей) между элементами;
• вертикальность элементов.

Действительные отклонения изготовленных железобетонных и  стальных конструкций не должны превышать установленных нормативными документами предельных отклонений линейных размеров и конфигурации.

 

Основные параметры  для которых установлены функциональные допуски показаны на рисунке 5.

Функциональные допуски  изготовленных конструкций, являющиеся компенсаторами погрешностей технологического процесса, установлены для следующих основных параметров сборных элементов:

• размер;
• прямолинейность;
• плоскостность;
• перпендикулярность;
• равенство диагоналей.

При этом функциональные допуски на прямолинейность и плоскостность  устанавливают как для горизонтального, так и вертикального сборных элементов.

При монтаже сборных  элементов функциональные допуски  установлены для следующих основных параметров:

• зазор между элементами;
• длина опирания элемента;
• соосность элементов;
• уступ между элементами;
• вертикальность элементов.

Предельные отклонения линейного размера указывают  границы допустимых несоответствий действительных размеров проверяемых железобетонных и стальных конструкций проектным.

Предельные отклонения конфигураций указывают границы допустимых несоответствий действительной конфигурации сборного элемента на всей его поверхности или в рассматриваемом сечении проектным.

При возведении зданий и  сооружений точность разбивочных работ  регламентируется технологическими допусками:

• разбивки точек и осей в плане;
• передачи точек и осей по вертикали;
• перпендикулярности осей;
• створности точек;
• разбивки высотных отметок;
• передачи высотных отметок.

Погрешности выполнения этих работ не должны превышать установленных нормативными документами предельных отклонений положения осей и высотных отметок, т. е. эти предельные отклонения указывают границы допустимых несоответствий результатов разбивок проектным параметрам.

В системе обеспечения  геометрической точности в строительстве точность сборки элементов (деталей, изделий, конструкций) зданий регламентируется технологическими допусками:

• совмещения ориентиров (точек, линий, поверхностей) при установке элементов;
• симметричность установки элементов.

Погрешности производственного процесса не должны превышать предельных отклонений для смонтированных конструкций, так как эти отклонения указывают границы допустимых несоответствий установленных конструкций и их совмещаемых ориентиров проектному положению.

 

1.3.3  Структура системы технологических допусков

Точность выполнения технологических и производственных операций в строительстве обычно нормируется предельными отклонениями. При этом предполагается, что распределение  вероятностей действительных погрешностей описывается законом нормального распределения или близко к нему.

Как известно, соотношение  между назначаемыми допусками и  стоимостью изготовления и монтажа  железобетонных и стальных конструкций  описывается гиперболической кривой. Более свободные допуски легче выдерживать при производстве работ, при этом повышается производительность труда и снижается стоимость работ, но также и снижается уровень собираемости конструкций и принцип взаимозаменяемости сборных элементов, являющиеся основой бесподгоночной сборки  конструкций зданий и сооружений. Более жесткие требования при назначении допусков влекут неоправданные вложения в производственную базу, повышение трудоемкости процессов, а следовательно, и стоимости строительства. Поэтому обоснованное назначение допусков -  задача не только техническая, но и экономическая. В настоящее время разработана система допусков в строительстве, представляющая собой стандартизацию точности технических процессов при возведении зданий и сооружений. Эта система технологических допусков устанавливает:

• номенклатуру технологических допусков;
• унифицированные значения границ интервалов номинальных размеров геометрических параметров, для которых устанавливают допуски;
• унифицированные величины технологических допусков геометрических параметров;
• число классов для всей номенклатуры технологических допусков геометрических параметров.

Следует так же иметь  в виду, что точность установки  элементов сборных зданий и сооружений в СНиПах и ГОСТах не всегда нормируется  одними и теми же характеристиками. Так, в главах СНиП обычно она дана в виде предельных отклонений δх=3σ, а в государственных стандартах Системы обеспечения точности геометрических параметров в строительстве - в виде допусков Δх=2δх=6σ. ГОСТ 21779-82 устанавливает номенклатуру и величины технологических допусков:

• на изготовление сборных элементов;
• на выполнение разбивочных работ;
• на установку элементов при сборке конструкций.

Эти допуски геометрических параметров сгруппированы по классам  точности технологических процессов и операций, что позволяет проектировщикам на основе расчета закладывать в проект требуемый класс точности изготовления и установки конструктивных элементов в зависимости от назначения зданий, принятой конструктивной схемы и способа монтажа.

Классы точности определяют величину допуска для конкретных условий технологического процесса или операции.

Система технологических допусков представлена в виде закономерно  построенной совокупности рядов допусков, величина которых изменяется в зависимости от значения геометрических параметров. Таким образом, допуск, являющийся мерой точности любого размера, формы или положения конструкций, зависит от величины и характера этого размера. Поэтому взаимосвязь между экономически достижимой точностью и размерами (геометрическими параметрами) выражена в рассматриваемой системе технологических допусков с помощью условной величины, называемой единицей допуска i (таблица 2).

Технологи- ческий процесс	Допуск геометрического параметра L	Значение L	Формула для вычисления значения единицы допуска, мм
изготов-ление	линейного размера прямолинейности плоскостности перпендикулярности равенства диагоналей	1 1 1 0.6 1	I = Li(0.8+0.001*√L)* *(√L+25+0.01√L), где в L мм
разбивка	разбивки точек и  осей в плане передачи точек и  осей  по вертикали створности точек разбивки высотных отметок передачи высотных отметок перпендикулярности осей	1   0.4   0.25 0.6   0.25   0.4	L=LiL, где L в мм
установка (монтаж)	совмещения ориентиров симметричности	1.6   0.6	I=Li(0.8+0.001√L)* *(√L+25+0.01√L), где L в мм

 

Единица допуска выражает зависимость  допуска от номинального размера  и служит базой для определения  технологических допусков

 

Δx = iK,                                                           (1)

 

где i - единица допуска, определяемая в зависимости от значения нормируемого геометрического параметра по формулам, приведенным в таблице 2;

K - коэффициент точности, устанавливающий число единиц допуска для данного класса точности.

Единица допуска, выражая  зависимость допуска от номинального значения параметра, кроме того, отражает влияние технологических факторов и является мерой точности. Указанные в таблице 2 формулы для вычисления единицы допуска и значения допусков на изготовление элементов, на разбивочные работы и установку конструкций приведены в таблицах ГОСТ 21779-82.

Система технологических  допусков построена на принципе группировки  их в классы точности, используемые для нормирования различных уровней  точности технологических процессов  и операций.

В каждом классе точности различные по величине размеры однотипных элементов имеют одну и ту же относительную точность, определяемую одним и тем же коэффициентом точности К. Число классов точности установлено с учетом потребности развития строительной отросли, технологических факторов и др. Класс точности определяет величину допуска на изготовление, монтаж элементов и разбивку осей, а, следовательно, предопределяет выбор методов и средств выполнения работ. Для каждого из установленных классов точности на основе единицы допуска построены ряды допусков для всех размеров, охватываемых данной системой.

 

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ  КАЧЕСТВА ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЯ

 

1. Расчет точности сборки конструкций

 

2.1.1 Понятие о размерных  цепях, их виды и назначение

Для решения задач, связанных с расчетом и обеспечением требуемой точности конструкций, пользуются методами и расчетными формулами теории размерных цепей.

Надежность и долговечность  работы стальных и сборных железобетонных конструкций в значительной степени зависит от расчета геометрической точности конструкций, выполняемого в процессе проектирования, и учета этими расчетами условий изготовления, сборки и эксплуатации конструкций.

При монтаже стальных и железобетонных конструкций соединения сборных элементов состоят из цепи сопрягаемых элементов: последовательно соединенных колонн  многоэтажных зданий, последовательно уложенных на консоли колонн балок, установленных поперек одноэтажного производственного здания стропильных ферм. Следовательно, в смонтированной конструкции действительное положение каждого сборного элемента определяется совокупностью размеров, образующих размерную цепь.