Технология геодезического контроля качества возведения здания

­ введение новых технологических процессов, повышающих точность тех составляющих звеньев, которые оказывают наибольшее влияние на точность замыкающего звена;

­ изменение конструктивных решений позволяющее расширить функциональный допуск;

­ уменьшение влияния технологических допусков на допуск замыкающего звена, путем изменения в проекте технологической последовательности операций, способов ориентирования собираемых элементов, введения дополнительных замыкающих звеньев и, следовательно, уменьшения размерной цепи;

­ неполную собираемость конструкций (Дхф<ДхУ) с выполнением в процессе строительства дополнительных операций по подбору требуемых размеров, подгонке или регулированию отдельных размеров элементов, назначаемых компенсаторами избыточных погрешностей.

Под компенсирующим звеном понимают предварительно выбранное звено размерной цепи, изменением размера которого достигается требуемая точность замыкающего звена.

Метод подгонки при сборке конструкций, представляющий собой технологический способ компенсации избыточных погрешностей, позволяет достигнуть проектной точности замыкающего звена уменьшением размера одного из составляющих звеньев путем снятия слоя материала. Это дополнительно обрабатываемое составляющее звено, получившее название компенсирующего, должно иметь рассчитываемый соответствующим образом припуск на подгонку.

Метод регулирования при сборке конструкций является конструктивным способом компенсации избыточных погрешностей, при котором проектную точность замыкающего звена обеспечивают посредством:

­ изменением положения одного из элементов конструкции (подвижный компенсатор);

­ введение в цепь одного или нескольких элементов требуемого размера ( неподвижный компенсатор).

2.1.2 Методические положения по расчету точности сборки конструкций

Основная задача расчета точности - найти соответствие между функциональными и технологическими допусками при минимуме стоимости конструкции «в деле». Она связана с исследованием изменения эксплуатационных характеристик конструкций (в частности, несущей способности) при различных значениях технологических допусков. Если же выбор величины функционального допуска ограничен требованиями прочности, то задача сводится к определению наиболее экономичного технологического допуска и выбору средств и методов производства работ, его обеспечивающих. В этом случае находят такое соотношение между величинами технологических допусков, при котором достигался бы минимум затрат на обеспечение суммарного технологического допуска.

В соответствии с изложенным различают следующие задачи расчета точности:

­ прямая, когда по известным значениям технологических допусков определяется функциональный (проверочный расчет);

­ обратная, когда установленному функциональному допуску определяются технологические допуски ( проектный расчет);

­ комбинированная, сочетающая в себе элементы прямой и обратной задач.

На основании расчетов точности устанавливают номинальные размеры и предельные отклонения размеров элементов и узлов их сопряжений в конструкциях, которые указывают в рабочих чертежах конструкций и элементов зданий и нормативно технических документах. Кроме того, в соответствии с результатами расчета точности устанавливают последовательность и способы выполнения разбивочных и сборочных работ, а также рекомендуют средства технологического обеспечения и контроля точности в проектах производства строительно-монтажных работ и в технологической документации на изготовление сборных элементов.

Обеспечение точности сборки конструкций достигается конструктивными и технологическими методами. При этом к конструктивным мерам по обеспечению собираемости конструкций следует отнести расчеты точности:

­ номинальных размеров элементов с учетом предельных отклонений при их изготовлении и монтаже;

­ размеров компенсаторов в узлах сопряжений элементов (зазоров, площадок опирания и т.п.), позволяющих компенсировать накопляемые в процессе изготовления и монтажа технологические погрешности, исключающие недопустимые контакты между элементами и обеспечивающие надежное заполнение зазоров в соответствии с проектом;

­ основных расчетных характеристик конструкций (несущей способности, сопротивление теплопередаче и т.п.) с учетом обеспечения качеств конструкции при предельных отклонениях геометрических параметров, влияющих на качество.

При изготовлении изделий основными технологическими мерами по обеспечению собираемости конструкций являются: проектирование и изготовление технологической оснастки и формовочного оборудования для железобетонных конструкций, а также организация службы контроля, обеспечивающая изготовление изделий с заданными геометрическими параметрами.

При монтаже сборных элементов основными технологическими мерами по обеспечению собираемости конструкций являются:

­ проектирование технологии производства работ;

­ проектирование и изготовление монтажной оснастки, оборудования, приспособлений и инструмента, обеспечивающих соблюдение заданной точности при сборке конструкций;

­ разработка и применение методов и средств геодезических измерений, обеспечивающих заданную точность при разбивке, выверке и приемке конструкций.

Расчет точности производят на основе:

­ выявления размерных связей в конструктивно-технологических схемах элементов, непосредственно влияющих на собираемость конструкций;

­ составления уравнений точности;

­ решения этих уравнений с учетом обязательного соответствия суммарной характеристики точности замыкающего звена функциональным требованиям.

Исходными данными для расчета являются конструктивно-технологическая схема и допуск геометрического функционального параметра конструкции.

В зависимости от применяемых при расчете характеристик точности общее название уравнения точности иногда заменяют с целью конкретизации уравнением допусков или уравнением погрешностей. При решении таких уравнений исходят обычно из условия обеспечения полной собираемости конструкций, которая характеризуется уровнем собираемости 99.73 % и выше. Это условие соблюдается, если Дхф ?ДхУ, т.е. функциональный допуск больше или равен суммарному технологическому. Уровень собираемости конструкций, зависящий от отношения Дхф/ДхУ, принимается с учетом данных таблицы 3, исходя из экономической целесообразности (на стадии проектирования) или технологической возможности (на стадии производства работ).

Таблица 3 - Уровень собираемости конструкций

Дхф/ДхУ	уровень собираемости, %		Дхф/ДхУ	уровень собираемости,%
1 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55	99.73 99,56 99,31 98,92 98,36 97,56 96,43 94,89 92,81 90,21		0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10	86,60 83,70 77,00 70,60 63,20 54,70 45,20 36,70 23,60

Порядок выполнения расчета точности определяется его задачей. При проектном расчете (обратная задача) определяют допуски технологических операций на составляющие звенья по установленному допуску (функциональному) замыкающего звена. Собираемость конструкций при проектном расчете обеспечивается:

­ выбором соответствующего заводского оборудования, монтажной оснастки и измерительных средств для обеспечения требуемой точности работ;

­ определением целесообразной последовательности установки элементов, способов их ориентирования и т.п.

При проверочном расчете (прямая задача) определяют допуск (функциональный) замыкающего звена по установленным значениям допусков (технологических) составляющих звеньев. Собираемость конструкций при проверочном расчете достигается конструктивными мерами.

Исходными данными для расчета точности служат конструктивно-технологическая схема и допуски технологических операций. Обычно при расчете точности сочетают элементы прямой и обратной задачи, т.е. имеют дело с комбинированной задачей. Согласно произведенным расчетам точности устанавливают, а в рабочих чертежах и нормативно-технических документах отражают взаимно увязанные номинальные размеры и предельные отклонения геометрических параметров элементов и узлов их сопряжения в конструкциях, а также конструктивные решения элементов и узлов. В соответствии с результатами расчета в проектах производства работ и в технологической документации на изготовление изделий устанавливают последовательность и способы выполнения разбивочных, монтажных и сборочных работ, а также необходимые средства технологического обеспечения и контроля их точности.

Расчет точности начинают с вычерчивания эскиза конструкции. Вычерчивая эскиз, упрощают сложные контуры и не соблюдают масштаб конструкции, а отдельные размеры, например зазоры, изображают увеличенными.

Для расчета точности выбран пролет одноэтажного производственного здания, характеристика которого учитываются в соответствии с приложением А .

2.1.3 Расчет точности сборки конструкции одноэтажного промышленного здания

Порядок расчета рассмотрим применительно к промышленным зданиям и, в частности, к конструкциям рамного типа, образуемым при установке ферм и подкрановых балок на колонны. На рисунке 8 показана такая конструкция, где размер l характеризует положение разбивочных осей, а₁ и а₂ - смещение низа колонн с разбивочных осей в процессе монтажа, b₁ и b₂ - проекции наклона колонн, C₁ и C₂ - зазоры, а l₁ - длину фермы.

67

Размещено на http://www.allbest.ru

Рисунок 7 - Схема строительной фермы, свободно опирающейся на колонны.

В качестве исходного звена, служащего началом накопления погрешностей, принимают расстояние l между разбивочными осями. Проекции размеров рассматриваемой цепи приходятся на расстояние l между разбивочными осями, а это позволяет записать следующее условие равенства размера l алгебраической сумме проекций составляющих размеров:

l=l₁+a₁+b₁+C₁+a₂+b₂+C₂

Так как установку фермы часто выполняют с соблюдением равенства зазоров C₁ и C₂ (C₁ = C₂ = C), уравнение размерной цепи относительно зазора C примет вид:

2C=l-l₁-a₁-a₂-b₁-b_{2 .}

При одинаковом смещении основания колонн с разбивочной оси (а₁ = а₂ = а) и одинаковом наклоне колонн (b₁=b₂=b) получим:

2C = l-l₁-2a-2b, C = 0.5l- 0.5l₁-a-b.

Для рассматриваемой цепи составим уравнение точности, характеризуемое допусками

(10)

Отметим, что в правой части уравнения точности допуски всегда суммируются. Для определения допуска Дх_c зазора по формуле (10) необходимо знать точность составляющих элементов, характеризуемую допусками: разбивки осей Дх_l, изготовления фермы Дх_l1, совмещения колонн Дх_a в нижнем сочетании и совмещения колонн Дх_b в верхнем сечении.

Исходя из [1] (стр.143) по таблице выбираем предельные отклонения на изготовление элементов - фермы, колонн, для проектируемого промышленного здания из металлических конструкций:

­ изготовление фермы длиной 30м - дизг = 15мм;

­ изготовление колонн длиной 18м - дизг = 12мм.

По предельным отклонениям найдем допуски линейных размеров и установим класс точности изготовления элементов ([1] (стр.38)):

­ ферма - Д =30мм, 5 класс точности;

­ колонны - Д=24мм, 5класс точности.

Найдем величины допусков при высоте конструкции h =18 м, длине фермы l1 =21 м и расстоянием между разбивочными осями l = 21 м. Н Начинаем с изготовления линейного элемента цепи, так как точность всех операций зависит от точности изготовления. Для шестого класса точности Дизг = 30мм для l = 21 м, д = 15 мм, m = 5 мм. При этом коэффициент к = 1. По к = 1 находим другие допуски (ГОСТ 21779-82):

­ допуск разбивки осей в плане - к = 1, l = 21 м, Д = 16 мм, д = 8 мм, m = 3 мм, четвертый класс точности;

­ допуск совмещения ориентиров колонны в верхнем сечении- h = 18м, к=1, Д = 45 мм, д = 22 мм, m = 7 мм, четвертый класс точности;

­ допуск совмещения ориентиров колонны в нижнем сечении - к=1, L=50мм ( расстояние между риской на фундаменте и риской на колонне), Д =6 мм, m =1 мм, д =3 мм, четвертый класс точности.

Типовые фермы в месте крепления с колонной имеют отверстия во флажке (рисунок 8) 50х23 мм под болты М20. Таким образом, величина зазора С составит 30мм, которая является функциональным допуском. Поэтому С₁=С₂=С=30 мм.

Рисунок 8 - Регулируемый зазор между конструкциями

67

Размещено на http://www.allbest.ru

Учитывая, что геометрическая точность нормируется предельными отклонениями, расчеты рекомендуется вести с заменой уравнения (10) уравнением точности, характеризуемой предельными отклонениями

(10')

По формуле (10') будем иметь

Из расчетов видно, что на суммарную погрешность регулируемого зазора наибольшее количественное влияние оказывает допуск наклона колонн. Поэтому повышение точности сопряжения (зазора) рассматриваемой конструкции следует начинать с мер по уменьшению погрешностей установки верха колонн путем применения эффективной монтажной оснастки, приемов монтажа и методов измерений.

3.РАЗРАБОТКА ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЯ

3.1 Обеспечение точности разбивочных работ при детальных разбивках фундаментов

3.1.1 Расчет требуемой точности разбивки, выбор методов и средств измерений

Установление точности разбивочных работ должно базироваться на обоснованных допусках на изготовление и монтаж строительных конструкций, поскольку разбивочные работы являются составной частью технологического процесса монтажа. Погрешность разбивки осей в плане или по вертикали характеризует величиной их отклонения от проектного положения. Методы, средства монтажа и разбивочных работ устанавливаются согласно классу точности.

Угловые измерения, при разбивочных работах при средней квадратической погрешности измерения у=3 мм, рекомендуется проводить теодолитами типа Т2, Т5 или им равноточными зарубежных фирм одним приемом.

Для проектируемого промышленного здания выверка низа устанавливаемых элементов производится по четвертому классу точности. При L=50 мм (расстояние между риской на фундаменте и риской на колонне) допуск совмещения ориентиров д=4 мм, средняя квадратическая погрешность у =1 мм. Обеспечение четвертого класса точности при установке низа элемента предусматривает доводку последнего с помощью ручного инструмента в несколько приемов.

Для проектируемого промышленного здания из металлических конструкций, разбивка осей в плане при четвертом классе точности(см. п. 2.1.3.), расстоянии между разбивочными осями l=21 м будет иметь допуск д =16 мм, со средней квадратической ошибкой измерения расстояния m_l / l = 3 / 21000 = 1 / 7000.

В нашем случае, линейные измерения рекомендуется производить стальными компарированными рулетками РК-50 или РВ-30 с отклонениями от нормальной длины не более 3 мм. Условия обеспечения точности линейных измерений стальными компарированными рулетками показаны в таблице 4.

Таблица 4 - Условия обеспечения точности линейных измерений стальными компарированными рулетками.

Процесс	Относительная средняя квадратическая погрешность измерения
	1:15000-1:10000	1:5000
Уложение в створ Натяжение прибора Учет разности температур компарирования и измерения Отсчеты по рулетке Фиксация пунктов Определение превышений концов определяемой линии Используемые рулетки по ГОСТ 7502-80 или им равноточные	Вешение по теодалиту Использование динамометра Использование термометра Три пары отсчетов, Две пары отсчетов, два сдвига один сдвиг Чертилкой Керно Использование нивелира ОПК2-20 АНТ/1, ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 АНТ/1

Примечание - Пример условного обозначения рулетки ОПК2-30 АНТ/1 в открытом корпусе (О) с плоской измерительной лентой (П) и вытяжным кольцом (К) 2-го класса точности длиной 30м, с началом шкалы, удаленным от торца измерительной ленты (А), изготовленной из нержавеющей стали (Н), с травленными штрихами (Т), нанесенными через 1мм. Указанным требованиям отвечают рулетки типа РВ( рулетка на вилке), РК (рулетка на крестовине).

При этом контроль за совмещением установочных рисок осуществляется визуально. Приспособления, применяемые для выверки и временного закрепления конструкций, упрощают выполнение этих операций и обеспечивают снижение затрат труда. К таким приспособлениям относятся клинья, клиновые вкладыши, расчалки, подкосы. Основным методом уменьшения трудоемкости и повышения точности выверки и временного закрепления конструкций является применение различных типов кондукторов, в том числе и автоматизированного для установки одиноких колонн и группового. Конструкция простых кондукторов учитывает возможность первоначального наклона колонны на 0.015-0.020 ее высоты и обеспечивает установку с точностью не ниже 2-го класса. Применение групповых кондукторов повышает точность монтажа.

Допуск на установку колонн высотой 18 м, для четвертого класса точности дх=22 мм, средняя квадратическая погрешность m=7 мм.

На точность положения верха установленной колонны влияют погрешность совмещения установочной риски, нанесенной на верхней части, с риской - ориентиром, по которой выверяли положение верха колонны, и дополнительно величина отклонения временно закрепленной колонны после окончательного ее закрепления и последующего нагружения конструкциями каркаса. С учетом этого точность совмещения ориентиров при установке верха колонн рекомендуется обеспечивать на один-два класса выше, чем указано в нормах. При установке верха колонн точность совмещения ориентиров зависит от монтажной оснастки, применяемых технических средств и способов контроля, а после окончательного (проектного) закрепления - дополнительно от характера нагружения (симметричное или несимметричное), конструкции стыков, вида соединения (болтовое или сварное), жесткости монтажных приспособлений, применяемых для временного закрепления. При монтаже колонн применяют четвертый класс монтажной оснастки, которая позволяет автоматизировать монтажный процесс. Основной признак такой монтажной оснастки и метода монтажа - ограничение свободы перемещения монтируемого элемента, начиная от момента его захвата до окончания выверки. Установку верха элементов по второму классу точности обеспечивает ограниченно-свободный метод монтажа, основанный на применении группового монтажного оснащения, содержащего ограничивающие устройства. При этом геодезическими средствами устанавливают только базовые элементы, а применение ограничивающих устройств в монтажном оснащении, например, групповых кондукторов, позволяет устанавливать другие элементы сразу в проектное положение без последующей ее выверки геодезическими инструментами. Установку верха колонн производят теодолитами с двух взаимно-перпендикулярных плоскостей (сторон).

Третий и четвертые классы точности обеспечиваются с помощью регулируемых монтажных приспособлений и контроля вертикальности установки колонны теодолитом с двух взаимно-перпендикулярных сторон.

3.1.2 Технология разбивочных работ

Под разбивкой понимают геодезические построения на местности, связанные с определением, обозначением и закреплением положения основных осей и габаритов производственных зданий и сооружений в соответствии с проектом. Геометрической основой проекта для перенесения промышленных зданий в натуру являются разбивочные оси, относительно которых в рабочих чертежах даются размеры всех деталей зданий.

Оси (продольные и поперечные), определяющие внешний контур здания в плане называют основными. Две взаимно-перпендикулярные оси, относительно которых здание или сооружение располагается симметрично, называют главными осями.

Для определения местоположения основных осей здания создают геодезическую разбивочную основу строительной площадки. Наиболее распространенным видом геодезической основы строительной площадки, используемой для определения положения крупных промышленных предприятий, признана строительная сетка. При проектировании строительной сетки ее стороны стремятся ориентировать параллельно преобладающему направлению основных осей здания, что способствует рациональному их перенесению с проекта в натуру, а также определению координат при исполнительной съемке.

При строительстве отдельных зданий значительной протяженности геодезическую разбивочную основу предпочитают создавать в виде продольных и поперечных осей, определяющих положение и габариты здания на местности. Такая специальная осевая основа с высокой точностью взаимного положения закрепленных пунктов на местности называется внешней геодезической основой здания. Она должна обеспечивать не только собираемость конструкций каркаса здания, но и размещение в последнем комплексе агрегатов с точной взаимной технологической и монтажной увязкой.

Разбивочную сеть строят по вынесенным точкам основных осей, и в зависимости от конфигурации здания она может иметь различную форму. Для удобства выполнения разбивочных работ и последующих контрольных измерений при строительстве каркасных зданий со стальными или железобетонными колоннами, устанавливаемыми на отдельные фундаменты, в ряде случаев проектируют параллельно смещенные (по отношению к осям колонн) разбивочные оси . При этом знаками закрепляют все параллельно смещенные продольные оси колонн, а поперечные - через 4-5 шагов колонн, но не реже чем через 60м. Оси необходимо закреплять двумя знаками с каждой из противоположных сторон здания, или же одним знаком с дополнительной откраской створа оси на стенах или фундаментах, расположенных вблизи здания.

Для обеспечения сохранности на весь период строительства грунтовые осевые знаки необходимо закладывать за пределами непосредственной зоны строительства. Знаки должны иметь линейную привязку к местным предметам.

Главные и основные оси здания или сооружения закрепляют бетонными монолитами, штырями, трубками, специальными марками или откраской на капитальных существующих зданиях. Всегда целесообразно совмещать знаки закрепления разбивочных осей с рабочими реперами строительной площадки. Необходимым условием обеспечения точности возведения промышленного сооружения является рациональное размещение знаков разбивочных осей с обязательным обеспечением удобства визирования инструментом и измерения линий на монтажной площадке.

Обеспечение проектного положения железобетонных и стальных конструкций по высоте осуществляют геометрическим нивелированием от реперов, располагаемых (для сохранности и устойчивости на монтажной площадке) так, чтобы они не попадали в зону земляных работ и планировки участка. Примерная схема закрепления разбивочных осей показана на рисунке 9.

67

Размещено на http://www.allbest.ru

Обозначения:

1 - знак продольной оси;

2 - знак поперечной оси;

3 - продольные оси;

4 - поперечные оси;

5 - колонны;

а, б, в, г, д, - привязки колонн к разбивочным осям.

Рисунок 9 - Схема закрепления разбивочных осей

Высотную геодезическую основу для возведения зданий необходимо закреплять постоянными знаками с таким расчетом , чтобы отметки с них можно было передать на объект с двух реперов и не более чем при трех установках нивелира.

После перенесения в натуру основных осей здания составляют в пяти экземплярах акт разбивки осей к которому прилагают исполнительную схему разбивки и закрепления основных осей.

Разбивочные оси используют в качестве основы при выполнении детальных разбивок для установки конструкций в проектное положение. Положение этих осей должно быть определено с необходимой точностью и для сохранности и последующего удобства измерений закреплено на поверхности фундаментов вне пределов опирания конструкций.

После окончания основных разбивочных работ приступают к детальным разбивочным работам, к которым относятся:

­ земляные работы

­ возведение фундаментов

­ монтаж стальных и железобетонных конструкций каркаса здания

­ монтаж оборудования и механизмов (включая краны, конвейеры и др.).

Все разбивочные работы, выполняемые на монтажной площадке, складываются из совокупности измерительных операций: измерение длины линий, отдельного угла, превышения.

Для перенесения прямой линии с проекта в натуру, называемого иногда построением (откложением) проектных расстояний, необходимо знать длину линии и ее направление, а также положение в натуре ее начала и требуемую точность измерений. Для построения проектных расстояний с точностью не меньше относительной погрешности 1:10000, рекомендуется применение компарированных рулеток типа РК-50 или РВ-30 с миллиметровыми делениями. Все длины линий в проектной документации указаны горизонтальными. Поэтому при наклонной поверхности на которой откладывают проектное расстояние, рулеткой необходимо откладывать расстояние, увеличенное по сравнению с проектным на поправку, учитывающую наклон рулетки. Кроме того, приходится учитывать и другие поправки. При этом поправки вводят непосредственно в процессе отложения длины линии, что усложняет процесс измерений. Поэтому часто применяют такой прием: предварительно откладывают заданное расстояние, не вводя поправок за компарирование, разность температур и т.п., и отмечают, например, точку В' - (рисунок 10)

Рисунок 10 - Отложение проектного расстояния

Затем его тщательно измеряют с введением всех поправок и, сравнив с проектным значением l₀, находят домер Дl=l₀-l, который откладывают с соответствующим знаком от конечной точки отрезка В' полученную таким образом длину обязательно контролируют новым измерением.

На точность отложения проектных расстояний рулеткой влияют погрешности, возникающие в результате следующих причин: компарирования рулетки д₁, укладки ее в створе линии д₂, провиса и прогиба рулетки д₃, изгиба ее в плане д₄, определения разности высот концов рулетки д₅, учета разности температур ее при кампорировании и измерении д₆, неодинакового натяжения рулетки д₇, трения ее о поверхность д₈, собственно измерения д₉.

С учетом изложенного и исходя из принципа равного влияния можно показать, что для обеспечения общей средней квадратической погрешности у линейных измерений доля влияния каждого из девяти перечисленных источников погрешностей не должна превышать 1/4у (с учетом различного действия систематических и случайных ошибок) или при у = 3 мм у_i = 1мм.

Влияние перечисленных погрешностей на результаты измерений:

Компарирование рулетки.

Погрешность компарирования несет случайный характер. Однако, и при учете этой поправки на компарирование рулетки Дlком, вводимой в номинальную длину рулетки, в результатах измерения di линий остаются систематические погрешности, которые равны Дdi = (д1/l)di, где д₁- погрешность компарирования рулетки, l - длина рулетки.

Из изложенного вытекает другая практическая задача: с какой точностью необходимо знать фактическую длину (компарировать) рулетки? Так при измерении линий с относительной средней квадратической погрешностью 1:10000 длину рулетки РВ-30 необходимо знать со средней квадратической погрешностью у не превышающей

у₁ < l/4Т = 30000/4х10000 = 0.8 мм

Следовательно, предельную погрешность дх_комп определения длины рулетки не должна превышать дх_комп = 3у₁ = 2.4 мм.

Произведенный расчет показывает, что если фактическая длина рулетки отличается от своего номинального значения более чем на 2.4мм, то в результаты измерений необходимо вводить поправки на компарирование рулетки.

Укладка полотна рулетки в створ измеряемой линии.

Отклонения концов рулетки от створа линии случайны по величине. Величину допустимого отклонения а_доп, зависящего от длины l рулетки или значения измеряемого отрезка (при малой его длине), можно с учетом зависимости:

Дlсист / l = 1 / (4T) (11)

и заданной точности измерения определить по формуле:

где 1 / Тпр - относительная предельная погрешность измерения.

Например, длина рулетки l = 30м, 1/Тпр = 2700, относительная средняя квадратическая погрешность 1 / Т = 1:10000.

Тогда а_доп = 3000 см = 20.4 см.

Практика измерений при монтаже конструкций показывает, что для обеспечения точности линейных измерений в условиях монтажной площадки уложение полотна в створ следует осуществлять вешением по теодолиту.

Прогиб и изгиб рулетки в плане.

Влияние этого источника погрешностей одностороннее - при измерении линии результат получается больше ее фактической длины, а при откладывании - длина линии меньше проектной величины. Допустимую длину прогиба fдоп можно определить по условной формуле, выведенной для выпуклой неровности, расположенной на расстоянии 1/5 от конца рулетки:

(13)

Так при измерении линий с относительной предельной погрешностью

 (14)

Из расчетов следует, что при точных линейных измерениях поверхность по створу линии должна быть выровнена.

Наклон местности.

При учете наклона полотна рулетки действуют только погрешности определения превышения концов мерного прибора или угла наклона линии. Поправку Дl_h в измеряемую линию на длину рулетки в зависимости от разности высот ее концов h определяют по формуле:

(14)

Погрешность Дh, определения превышения концов рулетки случайна и ее величина с учетом заданной точности измерения не должна превышать

(15)

При h=0.6м, l =30м, 1 / Tпр =1/2700, n=1

(16)

Такую точность определения превышения можно обеспечить только геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

Разность температур рулетки.

Температура рулетки при измерении линии, как правило, отличается от температуры ее компарирования, что вызывает изменение длины рулетки между ее нулевым делением на величину

Дl_t = б l ( t-t₀),

где l - номинальная длина рулетки., б - коэффициент линейного расширения (для стали б = 0.0000125)., t, t₀ - температура рулетки соответственно при измерении и компарировании.

Для обеспечения измерений с заданной проектом точностью погрешность определения разности температур Дt= t-t₀ не должна превышать

Погрешность определения разности температур носит случайный характер Для нашего примера погрешность определения разности температур составит

Таким образом, поправку за разность температур рулетки необходимо учитывать, когда температура рулетки при измерении отличается от температуры ее компарирования более чем на 7.4'C.

Неодинаковое натяжение.

Неодинаковое натяжение рулетки ДN при компарировании и измерении линии вызывает погрешность Дlнат линейных измерений

Дl_нат = ДNl/АЕ,

где А - площадь поперечного сечения рулетки, А=2 мм, Е- модуль упругости стали (Е=20000 кг/мм²).

При компарировании и измерении рулетку рекомендуется натягивать с одинаковым усилием 50Н (5кг).

Допустимую величину отступления от нормального натяжения ДN_доп с учетом формулы (13) можно определить из зависимости

Для отдельного отложения проектной линии рулеткой эта величина составит

.

Следовательно, для обеспечения точных линейных измерений контроль натяжения рулетки желательно осуществлять с помощью динамометра.

Собственно измерение

Эта погрешность носит случайный характер и в основном зависит от точности совмещения нулевого штриха и начальной точки, а также точности и отсчета по концу рулетки или его фиксации.

Погрешность округления отсчета у₀ по мерному прибору вычисляют по формуле у₀ = a / 3, где а - предельная погрешность округления, равная половине деления шкалы. При а = 0.5мм

у₀ =0.5 / 3 = 0.2мм

При измерении обычно нулевой штрих рулетки прикладывают к начальной точке линии, а по второму концу рулетки берут отсчет или фиксируют его на местности. При равенстве обеих погрешностей получим:

=0,4 мм

С учетом этого и зависимости (13) предельная погрешность округления отсчета при измерениях не должна превышать . Следовательно, для обеспечения заданной точности измерений рулетку выбирают так, чтобы цена деления (2а) ее шкалы удовлетворяла условию

.

При выполнении измерений следует иметь в виду, что точность фиксирования откладываемой линии, зависящая от способов закрепления точек в натуре, характеризуется следующими значениями средних квадратических погрешностей у_ф, мм:

­ прочерчивание керном по металлической пластине - 0.3;

­ насечка или кернение на металлической пластине - 0.5;

­ прочерчивание карандашом по гладкой поверхности бетона - 0.5;

­ прочерчивание карандашом по грубой поверхности бетона - 0.8;

­ закрепление шпилькой на поверхности земли - 0.7;

­ закрепление металлическим штырем, забиваемым в грунт - 2.0;

Для получения достоверных результатов линейных измерений, по возможности, стремятся разбивки и контрольные измерения выполнять разными рулетками. При выполнении угловых измерений на разных стадиях строительно-монтажного производства в зависимости от требуемой точности измерений или построений углов применяют теодолиты, которые разделяют по почностным характеристикам, способу снятия отсчетов и другим признакам. К классу точных теодолитов относят теодолиты, у которых средние квадратические погрешности измерения горизонтального угла из одного приема не превышают 10'', к классу технических - 30''. Измерения углов необходимо производить одним полным приемом (КЛ, КП). Центрирование теодолита над точкой производят или нитяным отвесом, или оптическим центриром, который обеспечивает более высокую точность установки теодолита над вершиной измеряемого угла. Чтобы влияние погрешности центрирования l теодолита было в два раза меньше погрешности измерения угла дб, необходимо соблюдать условие:

где L - длина короткой стороны угла., с - число секунд в радиане.

При д_a =10'' и L = 30 м получим:

Таким образом, погрешность центрирования e не должна превышать 0.7 мм. Такую точность установки теодолита можно обеспечить только оптическим центриром. Поэтому для выполнения угловых измерений на монтажной площадке рекомендуется применять теодолиты Т2, Т5 и им равноточные зарубежных фирм.

3.2 Обеспечение точности установки колонн по осям и вертикали

В настоящее время применяется несколько способов опирания стальных колонн на фундаменты:

­ применение стальных опорных плит;

­ непосредственно на поверхность фундаментов, возведенных до проектной отметки для колонн с фрезерованными подошвами башмаков;

­ на фундаменты, забетонированные до отметки ниже проектной, с последующей подливкой, при обеспечении временного закрепления и выверке колонн на фундаментных болтах парными гайками, фиксирующими положение опорной плиты для колонн и стоек постоянного сечения.

В подготовку фундаментов к укладке опорных плит помимо проверке их размеров и положения фундаментных болтов входит контроль закрепления на них разбивочных осей и реперов согласно прилагаемой строительной организацией исполнительной схеме. Оси рекомендуется выносить с помощью теодолита способом створных засечек на каждый фундамент. Монтажу стальных колонн предшествуют подготовительные работы по очистке опорной поверхности фундамента, проверке нанесения осей на опорной плите и установочных рисок на колоннах. Если оси небыли размечены в процессе изготовления, осевые риски наносят на двух противоположных гранях колонны в нижнем и верхнем сечении соответственно для установки низа колонн в плане и для выверки ее по вертикали.

Для обеспечения временного закрепления и выверки устанавливаемых стальных колонн на анкерных болтах с парными гайками, фиксирующими положение опорной плиты, нивелиром определяют положение гаек по высоте. Низ колонны находится в проектном положении, когда установочная риска колонны и риска, фиксирующая разбивочную ось на фундаменте, будут расположены на одной вертикали. После установки колонны в плане и по высоте проверяют ее вертикальность с помощью теодолитов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через разбивочные оси. При этом сетку нитей зрительной трубы теодолита, расположенных в створах продольных и поперечных осей, наводят на установочные риски колонны в нижнем сечении с последующим визированием на верхнюю часть. Наклоняя колонну, добиваются чтобы риска ее верхней части совпала с линией визирования теодолита. Так как в процессе выверки положения колонны зрительную трубу приходится наклонять на значительный угол, то для работы при одном положении круга вертикального необходимо использовать тщательно выверенный теодолит и как можно точнее приводить его ось вращения в отвесное положение (рисунок 11).

67

Размещено на http://www.allbest.ru

Рисунок 11 - Выверка вертикальности колонны способом наклонного визирования.

При монтаже стальных колонн одноэтажных промышленных зданий величина действительных отклонений от проектного положения ограничивается следующими предельными величинами, мм:

­ отметки опорной поверхности колонны +5

­ разность отметок опорной поверхности соседних колонн по ряду и в пролете +3

­ смещение осей колонны в опорном сечении относительно разбивочных осей +3

­ Фактические отклонения осей колонны от вертикали в верхнем сечении, при высоте 18 м:

­ рядовые колонны поперек и вдоль ряда и связевые колонны поперек ряда +15мм

­ связевые колонны вдоль ряда +10мм

Следовательно, предельные отклонения на наклон стальных связевых колонн вдоль ряда установлены в полтора раза меньше, чем для рядовых колонн, а также связевых колонн поперек ряда, что предусмотрено для обеспечения полной собираемости вертикальных связей. Сравнение фактически допущенных отклонений с приведенными нормативными требованиями позволяет судить о качестве монтажных работ. Во избежание существенного накопления погрешностей в замыкающем звене собираемых конструкций каркаса при монтаже колонн так же, как и при сборке других элементов, необходимо стремиться установить их в проектное положение с минимальными отклонениями, а не ограничиваться приведением в положение, соответствующее указанным предельным отклонениям. После монтажа колонн и их закрепления выполняют планово-высотную съемку их фактического положения.

3.3 Обеспечение точности контроля изготовления элементов

Контроль качества поступающих от заводов-изготовителей железобетонных и стальных конструкций (входной контроль) является важным этапом управления общим процессом формирования качества готовой продукции в виде возведенных зданий или других сооружений. При этом в задачу измерений входит выявление и предотвращение поступления на монтажную площадку конструкций, не удовлетворяющих установленным требованиям. Входной контроль состоит из документальной, визуальной и инструментальной проверки качества изготовленных конструкций, крепежных изделий, сварочных материалов и т.п. Для стальных конструкций документом, подтверждающим соответствие поставленных конструкций и крепежных изделий требованиям рабочих чертежей и стандартов, а также их комплектность, является сертификат. Визуальной проверке полежат все конструкции с целью предварительной оценки их состояния и качества. При визуальной проверке стальных конструкций определяют наличие отверстий в монтажных соединениях, отсутствие деформаций и вмятин, состояние антикоррозионной защиты и ее соответствие следующим требованиям:

­ все конструкции должны быть огрунтованы и окрашены на заводе-изготовителе в соответствии с указаниями проекта;

­ соприкасающиеся плоскости заводских и монтажных соединений, все плоскости узлов и соединений на высокопрочных болтах и поверхности, оговоренные в чертежах, должны быть не огрунтованы и защищены от коррозии;

­ зоны монтажной сварки на ширину 100 мм по обе стороны от шва должны быть не огрунтованы;

­ части стальных конструкций, подлежащие обетонированию, должны не иметь грунтовки и быть покрыты цементным молоком;

­ обработанные торцы, передающие усилия, трущиеся поверхности шарниров и других механических деталей, а также поверхности опорных частей должны быть покрыты смазкой, а отверстия для шарниров защищены деревянными заглушками.

Инструментальный контроль точности при приемке конструкций на объекте направлен на определение соответствия действительного показателя геометрической точности его нормативному значению для изделий и сборных конструкций. В задачу этого контроля входит определение годности поступающих сборных элементов и конструкций и их приемка. Цель инструментального контроля - получить информацию о точности и налаженности технологических процессов и операций для их оценки и регулирования по показателям геометрической точности.

Перед поступлением на монтаж проверяют размер и форму сборных элементов. Для этого применяют различные средства измерений, выбор которых зависит от типа изделия (объекта контроля ), величины контролируемого параметра , допуска на него и, условий измерения. К таким приспособлениям, необходимых для контроля размеров сборных элементов, относятся: измерительная рейка, стальные рулетки с концевиками и упорами, предназначенные для проверки линейных размеров строительных конструкций и взаимного положения их поверхностей, раздвижные и нераздвижные скобы, применяющиеся для контроля толщины конструкций. Некоторые показатели для стальных конструкций приведены в таблице 5.

Контролируемые параметры и предельные отклонения формы стальных конструкций и деталей приведены в таблице 6.

Контролируемый параметр	Предельные отклонения, +мм
Искривление деталей: зазор между листом и стальной линейкой длиной 1м зазор между натянутой струной и обушком уголка, полкой или стенкой швеллера и двутавра при длине элемента L Отклонение линий кромок листовых деталей от теоретического очертания: при сварке в стык то же, внахлестку, в тавр, в угол Деформация отправочных элементов: перекос полок дх элементов таврового и двутаврового сечения в стыках и в местах примыканий (b- ширина полки, мм) то же, в прочих местах грибовидность полок дх элементов таврового и двутаврового сечений в стыках и местах примыканий то же, в прочих местах перекос и грибовидность полок верхних поясов подкрановых балок винтообразность элементов при длине при длине элемента L выпучивание стенки (высотой h) подкрановых балок стрела прогиба элемента длиной L Разные: смещение осей элементов в решетчатых конструкциях от проектного положения тангенс угла отклонения от проектного положения фрезерованной поверхности	1.5 0.001L, но не более 10 2 5 0.005b 0.01b 0.005b 0.01 b 0.005b 0.001L, но не более 10 0.003h 1/750L 3 1/ 1500

Таблица 6 - Контроль геометрической формы отправочных элементов.

Оцинкованный профилированный лист должен удовлетворять следующим требованиям:

­ допуск на длину + 30 мм;

­ ребровая кривизна профилей не должна превышать 1мм на 1м длины

­ окручивание профилей вокруг продольной оси не должно превышать 1.5 мм на 1 м длины;

­ на плоских участках гофрированных профилей допускается волнистость и коробление не более 2 мм, и как исключение допускается изгиб не более 5 мм, а шаг волны не менее 300 мм;

­ профили должны быть обрезаны под прямым углом, а косина реза не должна превышать 5 мм на ширину профиля;

­ на поверхности профилей не допускаются отслоения, трещины и другие дефекты, нарушающие сплошность оцинкованного покрытия.

Контрольные проверки линейных размеров и формы конструкций подлежит выборочно 5% каждой партии поступающих изделий, но не менее трех изделий каждой марки.

Нарушением геометрии изделий считается превышение измеренного значения контролируемого параметра над установленным проектом его максимальным Xmax и минимальным Xmin размером на величину, большую погрешности измерения.

Пределы допускаемых погрешностей измерения дх_изм не должны превышать 40% предельного отклонения размера на изготовление конструкций, т.е. дх_изм<0.4дх, если необходимая точность измерений не оговорена специально в нормативно-технической документации.

Технический уровень средств и методов измерений, сопровождающих приемку и установку сборных элементов, в значительной мере определяет качество самого монтажа зданий и сооружений.

4. ТЕХНИКО- ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА.

ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Организация работ по геодезическому обеспечению монтажа здания

Основными задачами геодезической службы в строительно-монтажных организациях являются производство комплекса геодезических работ, обеспечивающих точное соответствие проекту возводимых в натуре зданий и сооружений, а также осуществление геодезического контроля за процессом строительства. Геодезические работы в строительстве являются неотъемлемой частью технологического процесса строительного производства и должны обеспечивать повышение качества, снижение стоимости и сокращение продолжительности строительства.

В комплекс геодезических работ входят:

­ приемка от заказчика топографической и геодезической документации на объекты строительства, вынесенных и закрепленных в натуре знаками пунктов геодезической разбивочной планово-высотной основы, в том числе главных осей зданий сооружений или строительной сетки, красных линий;

­ приемка совместно с производственно-техническим отделом строительно-монтажной организации генпланов, стройгенпланов, рабочих и разбивочных чертежей объектов, конструкции и их элементов, проверка геометрических размеров, координат и высотных отметок в рабочих чертежах и согласования с представителями заказчика вопросов по устранению неувязок в рабочих чертежах, подготовка разрешений к строительно-монтажным работам;

­ составление проектов производства работ (ППР);

­ производство основных геодезических работ в развитие и дополнение геодезической разбивочной планово-высотной основы, выполненной заказчиком, а также периодических инструментальных наблюдений для контроля точности положения знаков геодезической основы в районе строительства;

­ наблюдения за сохранностью всех геодезических пунктов и знаков, учет, организация ремонта и восстановления их в период строительства, а также замена пунктов и знаков, подлежащих уничтожению, с определением их нового планового и высотного положения в районе стройплощадки;

­ производство разбивочных работ (вынос в натуру основных геометрических элементов зданий и сооружений, вспомогательных разбивочных осей и рабочих отметок и т.д.), контроль за сохранностью осевых знаков, рабочих реперов, марок и восстановление их в случае утраты;

­ инструментальный контроль за правильностью производства строительно-монтажных работ в соответствии с геометрическими параметрами и требованиями строительных норм, правил и государственных стандартов, проверка выполненных работ и браковка при неправильном выполнении геометрических размеров и допускаемых отклонений, подготовка разрешений на производство последующих этапов работ;

­ постоянное геодезическое обеспечение и текущий геодезический контроль за возведением зданий, сооружений и сборных элементов и конструкций;

­ организация и производство геодезических наблюдений за деформациями земной поверхности, зданий и сооружений в процессе строительства, если это предусмотрено проектом;

­ ведение оперативного геодезического плана строительной площадки, отражающего развитие и ход строительно-монтажных работ;

­ производство текущих геодезических работ (составление рабочих планов, профилей, разрезов, схем и т.д.) для оперативно-производственного обеспечения строительно-монтажных работ, участие (при необходимости) в составлении актов на скрытые работы;

­ производство геодезических съемок заканчиваемых строительством объектов, их объемно-планировочных и конструктивных элементов., составление на основе съемок технической исполнительной документации с использованием рабочих чертежей, а в необходимых случаях выполнение специальной геодезической исполнительной документации;

­ хранение всех геодезических, топографических материалов, а также технической проектной документации, необходимой для производства геодезических работ (генпланы, стройгенпланы, рабочие и разбивочные чертежи) на стройплощадке;

­ ведение журнала геодезического контроля по устранению выявленных отклонений от геометрических параметров проекта;

­ подготовка технической исполнительной и геодезической документации для сдачи-приемки законченного строительством объекта рабочей или иной приемочной комиссии;

­ составление технических отчетов о выполненных геодезических работах за период строительства;

­ геодезическое обеспечение скоростных способов и методов строительно-монтажных работ.

4.2 Расчет сметной стоимости

Как правило, все работы по монтажу каркасов зданий ведутся специализированными субподрядными организациями - “Спецмонтаж”.

В штат этих организаций, как и в строительные организации, входят и геодезисты. Поэтому сметных норм на производство геодезических работ не существует. Следует также отметить, что объемы геодезических работ по монтажу оборудования в сильной степени зависят от требуемой точности измерений. Из практики работ известно, что контрольные операции могут занимать до 30% времени монтажных работ.

В некоторых случаях для подобных работ нанимают специализированные геодезические организации. В этом случае при заключении договоров часто используют ведомственные прейскуранты на подобные виды геодезических измерений.

...