автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Разработка методики расчета и обоснование точности геодезических разбивочных построений на строительных площадках промышленных предприятий

ляшко

Сергей Владимирович

На правах рукописи

УДК 528.48.69.057

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ОБОСНОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАЗБИВОЧНЫХ ПОСТРОЕНИЙ НА СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

05.24.01. «Геодезия»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 1998

Работа выполнена на кафедре инженерной геодезии Сибирского автомобильно-дорожного института

Научный руководитель заслуженный работник геодезии и картографии РФ, кандидат технических наук, профессор Столбов Ю.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Уставич Г.А. кандидат технических наук, доцент Редьков B.C.

Ведущая организация ОАО ОмскТИСИЗ, объединения "Росстройизыскания" Минстроя России

Защита состоится " 11 " июня 1998 г. в 14 00 часов на заседании диссертационного совета Д 064.14.01 при Сибирской государственной геодезической академии по адресу: 63108, Новосибирск, ул. Плахотного 10. СГГА аудитория 403

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГГА . Автореферат разослан мая 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Середович В.А.

общая характеристика работы

Актуальность. Одним из основных показателей качества строительства является геометрическая точность возведения зданий и сооружений . Она зависит от точности основных и детальных геодезических разбивочных работ , погрешностей изготовления деталей и монтажа строительных конструкций .

Для повышения качества строительства зданий и сооружений необходимы обоснованные допуски , взаимосвязанные со строительно-монтажными и геодезическими разбивочными работами , а также с нормами точности на построение опорной разбивочной сети.

Современные нормы точности на создание опорных геодезических построений на строительной площадке не взаимосвязаны с допусками на строительно-монтажные и разбивочные работы . Кроме того , они не учитывают показателей ответственности зданий и сооружений . Несмотря на ряд исследований в этой области , данная проблема остается актуальной и в настоящее время , и для ее решения необходимо продолжать исследования по обоснованию точности геодезических работ в строительстве.

Назначение норм точности на построение опорных геодезических сетей и разбивочные работы на строительных площадках промышленных предприятий , по предлагаемым методикам , будет способствовать повышению качества строительства , а следовательно снижению затрат и увеличению долговечности и надежности сооружений , поэтому актуальность решения поставленных задач очевидна .

Целью работы является разработка методики расчета допусков основных и детальных геодезических разбивочных построений на строительных площадках промышленных предприятий , взаимосвязанных с нормами точности на строительно-монтажные работы . Эта методика также должна учитывать показатели ответственности возводимых зданий и сооружений . Исходя из этого , в задачу исследования включены следующие положения :

- выполнить анализ нормативных документов по вопросу точности геодезических работ при возведении промышленных зданий и сооружений ;

- проанализировать существующие методики расчета точности геодезиче-ких разбивочных работ на строительных площадках промышленных предприятий;

- разработать методику расчета и обосновать нормы точности на детальные разбивочные построения с учетом показателей ответственности зданий и сооружений , уровней производственной базы и технологии строительного производства;

- разработать методику расчета и обосновать нормы точности основных геодезических разбивочных построений на строительных площадках промышленных предприятий с учетом взаимосвязи их с допусками на детальные разбивочные и строительно-монтажные работы и показателей ответственности зданий и сооружений ;

- исследовать влияние количества исходных пунктов и геодезических измерений на точность построения строительной сетки путем моделирования на ЭВМ ;

- исследовать точность изготовления и монтажа строительных конструкций на конкретных обьектах ;

-установить обоснованные допуски на геодезические разбивочные построения при возведении зданий на строительной площадке промышленного предприятия .

Методика исследования . В ходе исследования использовались : методы математического моделирования ; теория вероятностей и математическая статистика ; теория математической обработки геодезических измерений . При расчетах допусков на геодезические разбивочные и строительно-монтажные работы использовалась теория размерных цепей.

Научная новизна . Разработана методика расчета точности основных геодезических построений на строительных площадках промышленных предприятий с учетом взаимосвязи с допусками на строительно-монтажные и детальные разбивочные работы, а также показателями ответственности возводимых сооружений,

Практическая ценность предлагаемой работы заключается в следующем. В ходе моделирования строительных сеток , выработаны конкретные рекомендации по их построению , а именно : числу исходных пунктов , размерам сторон , соотношению между линейными и угловыми погрешностями . Предложены нормы точности на построение строительных сеток и разбивку осей зданий и сооружений на площадках промышленных предприятий с учетом их взаимосвязи между собой и с допусками на строительно-монтажные работы . Для конкретных объектов обоснованы допуски на основные и детальные геодезические разбивочные построения

с учетом точности изготовления и монтажа конструкций и показателей их надежности по назначению .

Апробация работы. Результаты выполненных исследований докладывались на научно-технических конференциях Сибирского автомобильно-дорожного института (СибАДИ , секция инженерной геодезии) в 1995 и 1997 годах, на международной научно-практической конференции "Город и транспорт" в г. Омске в 1996 г., научно-технической конференции Омского аграрного университета (ОмГАУ, на секции геодезии) в 1996, 1993 годах и 43 научно-технической конференции Сибирской государственной геодезической академии (СГГА, секция инженерной геодезии) в 1998г.

Практическая реализация работы . Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в рамках хоздоговорной научно-исследовательской работы СибАДИ . гос. per. 01950004915 , по межвузовской научно-технической программе " Архитектура и строительство " , 4 направление . Кроме того , результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций курса инженерной геодезии для студентов строительных специальностей на кафедре инженерной геодезии СибАДИ .

Публикации . По результатам выполненных исследований опубликовано 6 работ, в том числе два научно-технических отчета , в соавторстве .

Объем работы . Диссертационная работа состоит из введения , четырех разделов , заключения , основных выводов и содержит 79 страниц машинописного текста , 35 таблиц , 25 рисунков , список использованной литературы , включающий 95 наименований , два приложения на 31 странице .

Основные положения, которые выносятся на защиту:

- методика расчета и обоснование норм точности на геодезические детальные разбивочные работы с учетом уровней производственной базы стройиндуст-рии, технологии строительного производства и показателей ответственности зданий и сооружений;

- методика расчета и обоснование норм точности основных геодезических разбивочных построений на строительных площадках промышленных предприятий, взаимосвязанных с допусками на разбивочные и строительно-монтажныэ работы и показателями ответственности зданий и сооружений ;

- исследование влияния количества исходных пунктов и геодезических измерений на точность построения строительной сетки по результатам моделирования на ЭВМ;

- нормы точности разбивочных работ для конкретных сооружений

содержание работы Во введении излагаются цель и основные положения диссертационной работы , дана общая оценка норм точности на создание опорных геодезических построений в контексте повышения качества строительства зданий и сооружений .

Б первом разделе приводится характеристика погрешностей , возникающих при возведении зданий и сооружений из сборных железобетонных конструкций , дается анализ нормативных документов по вопросу точности создания опорных и детальных геодезических построений на строительных площадках

Существующие нормативные документы устанавливают технологические и функциональные допуски , но не связывают едиными классами нормы точности на создание геодезической опорной сети на строительных площадках с допусками на геодезические разбивочные и строительно-монтажные работы .

Существует проблема в установлении соотношений между допусками и средними квадратическими погрешностями или стандартами , так как в нормативной и проектной документации по строительству приводятся допуски , а точность геодезических приборов и методов характеризуется средними квадратическими погрешностями . Кроме этого величины допусков , приведенные в норма ¡ивных документах , не учитывают показателей ответственности сооружений .

Во втором разделе дан анализ существующих методик расчета точности геодезических разбивочных работ в строительстве и предложены методики расчета точности основных и детальных геодезических построений на площадках промышленных предприятий . '

Известно , что отклонения в конструкции сооружений от проекта зависят от строительно-монтажных погрешностей , имеющих превалирующее значение , и погрешностей инженерно-геодезических разбивочных работ . Поэтому при расчете допусков следует учитывать как конструктивные и эксплуатационные особенности сооружений , так и современный технический уровень строительного и геодезического производства . Строительная сетка должна быть построена так , чтобы разбивочные работы можно было выполнять с соблюдением допусков, установленных

строительными нормами и правилами для соответствующих классов возводимых зданий и сооружений.

Анализ литературных источников показал , что вопросу обоснования точности геодезических работ при возведении промышленных зданий и сооружений уделяли внимание многие видные ученые и производственники : Г. Г. Асташенков , Г,В. Багратуни , В.М. Беспалов , М.А. Бокоз , И.Ф. Болтов , Н.Г. Видуез , A.A. Виз-гин , С.П. Войтенко , В.И. Гержула , Г.Ф. Глотов , А.Г. Григоренко , Ю.П. Гуляев , Т.С. Даниленко , Г.Д. Дзяман , А.К. Зайцев , Б.Н. Жуков , В.Г. Конусов, Г.П. Левчук , М.И. Лобов , В.Ф. Лукьянов , Ю.К. Неумывакин , В.Е. Новак , В.К. Панхрушин , Ю. В. Полищук , И.М. Репалов, Э.А. Соловьев , Ю.В. Столбов , А.Н. Сухов , B.C. Сытник, Г.А. Уставич , Т.Т. Чмчян , Г.П. Хохлов и др .

Несмотря на это , в настоящее время нет единого взгляда на решение проблемы точности , в силу многогранности и сложности этой задачи , поэтому необходимы дальнейшие исследования в данной области .

Расчет допусков на геодезические разбивочные работы осуществляется с использованием методов равного влияния , ничтожного влияния , максимума-минимума и вероятностного.

Хотя методы равного и ничтожного влияния находят применение при расчетах норм точности в строительстве , они являются приближенными и весьма ус-лозными , ими пользуются в предварительных расчетах . Метод максимума-минимума применяется , когда необходимо получить 100 % собираемости изделий и конструкций и число составляющих звеньев размерной цепи мало .

В настоящее время основным методом расчета, является вероятностный метод. Расчеты по этому методу можно выполнить тремя способами : попыток , равных допусков и равной точности.

Хотя способ попыток используется при расчете и назначении допусков в государственных стандартах системы обеспечения геометрической точности в строительстве , он не даёт механизма рационального распределения допусков между составляющими звеньями размерной цепи при решении обратной задачи . Способ равных допусков предусматривает распределение допуска замыкающего звена равномерно между всеми составляющими звеньями цепи . Хотя этот способ прост и удобен , он является в определенной мере произвольным и может применяться лишь для предварительных расчетов . Наиболее близким к идеальному

распределение допусков при расчетах размерных цепей можно получить , используя способ равной точности . В этом способе предусматривается назначение допусков на составляющие звенья по одному из установленных классов точности . Решение задачи в способе равной точности сводится к определению класса точности путем расчета числа единиц допуска , или коэффициента точности К по формуле : _

гтг~

Кср» л/деа/ Е 1а, , (1)

14

где Д £ - функциональный допуск или допуск замыкающего звена размерной цепи ; 11 - единицы допусков составляющих звеньев цепи в мм ; п - число звеньев размерной цепи.

Технологические допуски определяются по формуле :

Д I = К ер 11 | . (2)

Если известна точность изготовления конструкций , то необходимый класс точности и допуски на остальные операции назначают с учетом коэффициента К«, из выражения:

/ п -1 п - 1

Кср= ^{Ьг'Ы&аг) /II3! , (3)

I « 1 I « 1

где А«- - известные допуски на изготовление , обеспечиваемые на данном этапе эксплуатации оснастки;

11 - единицы допусков составляющих звеньев цепи на остальные операции .

В подразделе 2.2 разрабатывается методика расчета и обосновывается точность детальных геодезических разбиаочных построений при возведении зданий с учетом показателей их ответственности , уровней производственной базы и технологии строительного производства .

Как уже ранее отмечалось , наиболее удачной формой нормирования точности геодезических разбивочных работ является систематизация зданий и сооружений с учетом их назначения и конструктивных особенностей . Поэтому классы точности на детальные разбивочные построения должны определяться с учетом

показателей ответственности возводимых зданий и сооружений , уровня производственной базы и технологии строительного производства .

В нормативной литературе приводятся три категории зданий и сооружений с показателями ответственности у„ = 1 ; 0.95 ; 0.9 . Для промышленного строительства наиболее характерны здания с показателем ответственности 0.95 , и лишь в отдельных случаях, для уникальных сооружений, он принимается равным единице.

При известных уровнях производственной базы и технологии строительного производства предлагается определять допуски на геодезические работы по выражению

где д, „ , д, и - технологические допуски на изготовление элементов и монтажные операции , оычисленные на основании статистических исследований ; I, г -единицы допусков составляющих звеньев цепи на геодезические работы .

Определив коэффициент К по выражению (4) , выполним расчет допусков детальных геодезических построений для различных ( в зависимости от класса точности) зданий и сооружений . В этих расчетах за основу возьмем допуски осевых размеров, согласно ГОСТ 21779-32 . Исходя из того , что допуск равен удвоенному значению предельной погрешности (Д = 25) , величины средних квадрати-чсских пофешнсстей детальных построений (тг) , с учетом показателей ответственности, получим из соотношений : т, = 5/3 - приу„=1 ; тг = 8/2 - при у„~ 0.95.

При разбивке оснозиых осей зданий и сооружений от пунктов строительных сеток 100x100 мэтров и 200x200 мзтроа максимальные расстояния между вынесенными в натуру точками сооружений будут соответственно равны 50 и 100 мет-роз . Тогда максимальные интервалы осевых размеров при детальной геодезической разбивка от основных оссй сооружений будут соответственно равны 25 и 50 метров . В современном строительства наибольшие размеры конструкций достигают 36 мэтров , поэтому за расчетные осевые интервалы размеров примем 25 метров для сеток со стороной 100x100 м и 36 метров для сеток со стороной 200x200 м. Тогда относительные средниа квадрзтические и предельныа погргш-нссти будут равны соответственно при уп = 1 и г„= 0.95 значениям , приведенным а таблица 1 .

(4)

Таблица 1

Относительные средние квадратические погрешности детальной разбивки

Размеры Погреиххти, мм Классы точности по ГОСТ 21779 -82

сторон 2 . . 6 5 I 6

сетки, и Коэффициенты точности К1

025 04 06 1 16 I 25

при у„ ' 1 0

100*100 ггПг / ё 1/24000 1/15000 1/10000 1/6000 1/3100| 1/2400

200x200 ш, / Э 1/24000 1/15000 1/10000 1/6000 1/3750| 1/2400

при ' 0 95 1/25001

100x100 т, /Э 1/16000 1/10000 1/67001 1/4000 1/1600

200x200 т,/3 1/16000 1/юооо 1/6700 1/4000 1/25001 1/1600

Анализируя эти данные , можно отметить , что размеры сторон строительной сетки не будут влиять на точность геодезических детальных построений .

В подразделе 2.3 приводится методика расчета точности основных геодезических разбиаочных построений на строительной площадке промышленных предприятий.

В настоящее время в государственных стандартах системы обеспечения точности геометрических параметров в строительстве , например ГОСТ 21779 -82, предусмотрено 6 классов точности на разбивку осей и монтаж конструкций с коэффициентами точности К*, равными : 0.25 ; 0.40 ; 0.60 ; 1.00 ; 2.50. В соответствии с этими стандартами определим нормы точности на геодезические разби-вочные построения . Среднюю квадратическую погрешность определения положения точки строящегося здания или сооружения относительно начального пункта строительной сетки можно вычислить по формупе :

тс = V т2„. т2р , (5)

где т„ - средняя квадратическая погрешность определения пункта сетки от-носитепьно начального пункта , или погрешность исходных данных ;

Шр - средняя квадратическая погрешность разбивки основной оси относительно ближайшего пункта сетки . Тогда погрешность т„ можно получить из выражения

т„ = т3е - т2р . 6)

В практике промышленного строительства наиболее распространенными являются сетки со сторонами 100x100 и 200x200 метров . Наихудшим вариантом

а

для таких построений будут схемы разбивки осей зданий и сооружений , в которых оси строительных сеток находятся от основных осей сооружений соответственно на 50 метров и 100 метров , а наиболее удаленные точки (пересечение диагоналей сетхи) на расстояниях 50^2 = 70.7 метра и 100^2 = 141.1 метра . Максимальные расстояния между двумя вынесенными в натуру осями сооружений составят при этом соответственно 100 метров и 200 метров , то есть будут равны длинам сторон строительных сеток. Средняя квадратическая погрешность разбивки основной оси определяется по формуле:

где п%,, ту - средние квадратические погрешности разбивки основных осей зданий или сооружений по осям X и У соответственно (или погрешности в интервалах размеров между осями сооружений и строительной сетки).

Значения этих интервалов при разбивке основных осей зданий или сооружений от пунктов строительных сеток 100x100 метров и 200x200 метров при наихудшем варианте будут одинаковы по X и У и соответственно равны 50 метров и 100 метров .

Тогда можно принять , что тх= т,= т0, а средняя квадратическая погрешность разбивки основных осей сооружений будет равна

За основу определения необходимой точности построения строительной сетки возьмем допуски осевых разбивочных размеров, согласно ГОСТ 21779 - 82. По формуле (2) рассчитаем средние квадратические погрешности пунктоз строительной сетки т„ со сторонами 100x100 и 200x200 метров . В зависимости от показателя ответственности зданий и сооружений у„ приводятся рекомендации для перехода от предельных б к средним квадратическим погрешностям т . При - у„в 1 предлагается использовать т = 0.338 , а при у„ => 0.95 использовать т » 0.55. Принимая это во внимание и учитывая , что допуск равен удвоенному значению предельной ошибки (д=> 25), получим

Шрв бр/3; тг= §,,/3 , при=> 1 ; (0)

т,,« у2; т,« Бо/2, при у„« 0.95 . (10)

Значения средних квадратичесшх погрешностей для всех шести классоз приведены в таблице 2.

Гс1р2= т„г+ т.

(7)

тр = т0/^2~ .

(8)

Таблица 2

Средние каадратические погрешности определения положения точки здания и разбивки основных осей , мм

Размеры Р счетные Погрешности Классы точности no ГОСТ 21779 • 82

сторон размеры , . 1 2 "Та 6 5 6

сетки, м м Коэффициенты точности К|

025 04 I 06 1.6 1 2.5

по«*," 1.0

100x100 100 mt 3.0 4 7 7 1 11.8 16.9 235

50 2.1 33 50 8.3 13 3 208

200x200 200 mc 59 94 14 1 236 37 7 58 9

100 ГТ1р 42 67 100 16 7 26 7 41 7

при Тп = 0.95

100x100 100 m. 4 4 7.1 10 6 17 7 28 3 44 2

50 mp 3 1 5.0 75 12 5 200 31 2

200x200 200 fTlr 88 14 1 21 2 354 566 884

100 flip 62 10 0 16 0 25 0 40.0 625

Подставляя значения тс и тр из таблицы 2 в формулу (6) , получим величины абсолютных и относительных средних квадратических погрешностей n\, , rrVS для шести классов точности (смотри таблицу 3).

Таблица 3

Значения абсолютных и относительных средних квадратических погрешностей положения пунктов строительной сетки , мм

Размеры Погрешности Классы точности по ГОСТ 21779 - 82

сторон 1 2 3 ._ . 5_ _ 6

сетки,м Коэфф ициекты точности Ю

0 25 04 06 1 I 2 5

при у„ " 1.0

100x100 т. 2.1 33 S0I 83 13 3 20 8

mj3 1/47619 1/30303 1/20000 1/12048 1/7519 1/4808

200x200 т» 4 2 6.6 10 0 16 6| 26 6 41 6

rnjs 1/47619 1/30303 1/20000 [1/12048 И/7519 1/4808

при = 0.65

100x100 т. 3 1 5.0 7 5 12 5 20 0 31" У

rtVs ,1/32256 1/20000 1/13333_ 1/8000 1/5000 1/3208

200x200 т. 62 10 0 15 0 25 0 40 0 62 4

rcVs 1/32258 1/20000 1/13333 1/8000 1/5000 1/3205

Таким образом , методику расчета точности построения геодезических разбивоч-ных построений можно описать следующим алгоритмом .

1. Определяется класс точности детальных геодезических раэбивочных построений по методике предложенной в 2.2 .

2. По формуле (2) определяются допуски осевых разбивочных размеров .

3. По формулам (8,9) рассчитываются погрешности т,,, тс.

4. По формуле (6) рассчитываются погрешности т„.

Классы точности построения строительной сетки и основных осей зданий и сооружений должны соответствовать классам точности детальных построений .

В нашем случае точность разбивки основных осей зданий и сооружений будет характеризоваться средними квадратическими погрешностями шр , значения которых приводятся в таблице 2 .

Учитывая рекомендации международной стандартной организации ИСО и требования ГОСТ 21779-82 , можно рекомендовать следующие значения норм точности на основные и детальные геодезические разбивочные построения на строительных площадках промышленных предприятий , при показателе ответственности 7„ =» 0.95 , как наиболее характерном для промышленного строительства .

Таблица 4

Рекомендуемые нормы точности на основные и детальные разбивочные построения при = 0.95

Погрешности Классы точности по ГОСТ 21779 - 82

""Г

т. / Э т,>/ 3 т./ 3

коэффициенты точности К1

'1Л6000 1/10000

1/40000 1/25000 1/25000 1/16000 1Л6000_[1/10000 ^ив400

1/10000

1/6400

1/4000

1/6400 1/4000 1/2500

1/4000 1/2500 1/1600

В третьем разделе выполнены экспериментальные исследования влияния погрешностей геодезических измерений на точность построения пунетоз спорной разбивочной сети .

В разделе 2 приведены значения средних квадратических погрешностей построения строительных сеток для шести классов точности , но они рассчитаны чиста теоретически без учета топологии сети . Строительная сетка не является идеальным построением (ее углы не строго равны 90 градусам , а стороны 100 и 200 метрам). На точность построения опорной сети оказывают влияние погрешности как угловых так и линейных измерений , поэтому задачей данного исследования являлось выявление степени их влияния , а также влияния конфигурации сети и размеров ее сторон .

5

2 5

В качестве основы для исходных данных в исследовании взята строительная сетка , построенная для возведения ТЭЦ-5 в городе Омске . Данное построение представляет собой сетку квадратов со сторонами 100x100 и 200x200 метров , состоящую из 147 пунктов , из которых 21 исходные , служащие каркасом . В сети измерены все направления и стороны . Для моделирования использовались составные части этой сетки . Необходимая точность построения строительной сетки определялась по методике, изложенной в разделе 2 .

Для проведения исследований использовались следующие программы : программа уравнивания комбинированных сетей "РУКС 83" и программа для моделирования комбинированных геодезических построений "MOD - 01". Обе программы разработаны на кафедре высшей геодезии и математической обработки геодезических измерений ОмГАУ . Программа "РУКС 68" предназначена для полной математической обработки комбинированных геодезических сетей 2-го - 4-го классов и низших разрядов , она также позволяет выполнять предвычисление точности . Алгоритм программы основан на параметрическом способе уравнивания , в котором отыскание поправок к значениям неизвестных производится из решения системы нормальных уравнений . В памяти ЭВМ хранится обратная матрица , квадратичные элементы которой являются обратными весами неизвестных . Уравнивание производится до тех пор , пока максимальное значение из всех поправок к координатам определяемых пунктов не станет меньше 1,5 мм или число приближений не ' станет больше 51 -го.

Программа "MOD" предназначена для моделирования и полной математической обработки комбинированных геодезических сетей с выдачей на печать результатов уравнивания . За основу в этой программе взят алгоритм программы "РУКС 88", в который внесены необходимые изменения , позволяющие моделировать геодезические сети. В качестве исходных данных в ЭВМ вводятся координаты пунктов , полученные графическим или иным путем , и ео точностные характеристики (средние квадрзтаческие погрешности измеренных сторон и направлений) . По координатам пунктов решаются обратные геодезические задачи , а полученные дирещионные углы линий принимаются за "измеренные" направления , длины линий за "измеренные" стороны . Затем выполняется уравнивание сети по программа "РУКС 88" и эта результаты принимаются за нулевой вариант уравнивания . После этого с помощью датчика случайных чисел получают систему по-

грешиостей Лр, л, в соответствии с заданными стандартами ар , о, . Полученные погрешности вводят в "измеренные" величины , взятые из нулевого варианта , и получают очередной вариант сети , который снова уравнивается . Количество вариантов моделирования сети указывается в исходных данных . Результаты моделирования выдаются в виде ведомости моделирования и ведомости оценки точности .

Значения лп„ из таблицы 3 , при у„ = 0.95 наиболее характерные для промышленного строительства, являются исходными данными для экспериментов. Подставляя погрешности т„ в выражение (11) и используя принцип равного влияния угловых и линейных погрешностей ,

получаем погрешности измеренных углов тр и сторон т, для шести классов точности соответственно . По погрешностям углов получаем погрешности направлений т„, как т„ = т,) 2 , которые можно использовать в качестве исходных данных при моделировании .

Моделирование производилось для сеток со сторонами100х100 и 200x200 метров состоящих из 35 , 64 , 117 пунктов при количестве исходных точек 2,4,6,

Чтобы выявить степень влияния угловых и линейных погрешностей для шести классов точности , были составлены модели , в которых на линейную составляющею приходится 85% , 65% , 35% и 15% от общей погрешности положения пункта . Моделировались сетки состоящие из 35 , 64 , 117 точек при количестве исходных пунктов равном 12.

Учитывая , что на производстве довольно широкое распространение получила светодальномерная техника , в диссертационной работе составлены модели , в которых линии измерялись для 1, 2 классов светодапьномером "Топаз", а для 4 - 6 классов светодальномером СТ-10 "Блеск-2" . Светодальномер "Топаз" имеет погрешность измерения (1мм + I.) мм , а светодальномер СТ-10 (5мм + 31) мм , где I. - значение измеряемой линии в километрах .

В диссертационной работе результаты моделирования отражены в 7 таблицах и 7 графиках, после их анализа сделаны следующие выводы:

(11)

8 , 12.

1. Разработанная методика расчета точности проверена экспериментально . Погрешности положения пунктов во всех уравненных сетях не превышают своих допустимых значений при условии наличия достаточного количества исходных пунктов.

2. Анализ экспериментальных данных показывает , что при расчете погрешностей измерений не обязательно придерживаться принципа равного влияния, так как точность определения координат пунктов возрастает как при увеличении линейной части погрешности, так и при ее уменьшении по сравнению со случаем когда тр= т8 При измерении линий светодальномером точность построения также возрастает.

3. На точность построения строительной сетки оказывает влияние количество исходных пунктов в данной сети . При увеличении их количества точность построений возрастает . Как видно из экспериментов, при наличии в сети двух исходных пунктов точность такого построения не будет удовлетворять предъявляемым требованиям как для сеток со сторонами 100x100 метров, так и для сеток 200x200 метров , несмотря на довольно большую жёсткость построений . В целом на долю исходных пунктов должно приходится около 10% общего числа точек в сети .

В. заключении можно отметить , что нормы точности предложенные для строительных сеток в разделе 2 ( таблица 4) соответствуют экспериментальным данным и взаимосвязаны с допусками на детальные разбивочные и строительно-монтажные работы.

В четвертом разделе выполнены исследования точности изготовления и монтажа сборных железобетонных конструкций зданий промышленного предприятия и исследование методов расчета допусков и точности геодезических разби-вочных работ.

В подразделе 4.1 излагаются теоретические основы статистических исследований точности возведения сборных железобетонных конструкций .

Чтобы определить фактическую точность технологического процесса их возведения , были определены отклонения погрешностей действительных геометрических параметров от их проектных значений . Рассматривались следующие погрешности : изготовления граней колонн и длин ферм , монтажа ферм , установки колонн по вертикали , смещение колонн относительно разбивочной оси .Эти погрешности являются , основными оказывающими влияние на собираемость ис-

следуемого сооружения . Оценка точности процессов возведения сборных зданий и сооружений производилась с использованием методов математической статистики и теории вероятностей .

Последовательность выполнения статистического анализа такова : в ходе наблюдений по полученным выборкам определяют действительные отклонения параметров от их номинальных значений ; рассчитываются статистические характеристики действительной точности параметра в выборках ; проверяется статистическая однородность процесса , стабильность статистических характеристик в выборках и согласие опытного распределения действительных отклонений параметра с теоретическим ; оценивается точность технологического процесса .

Статистические характеристики действительной точности параметров рассчитывались по формулам:

х = (Гп,х()/Ы. (12)

I = 1

где п , - частоты ; N - объем выборки ; х - выборочная средняя взвешенная ; к - число интервалов .

Г

т= ч?1п,(Х|-х)г/(Ы-1) , (13)

1 = 1

где т - средняя квадратическая погрешность .

При небольших объемах выборок вместо точечных оценок использовались интервальные оценки . Для сравнительной оценки полученных из статистической обработки результатов с нормативными величинами находились доверительные интервалы для математического ожидания а и среднего квадратического отклонения п. При этом необходимо задаться надежностью (доверительной вероятностью) Р и уровнем значимости (точностью оценки) q . В нашем исследовании Р = =0.95

(14)

(15)

д (р,п) - величина , зависящая от объ-

/ " Г~

х - т / N < а < х + N ; т (1 -д) < сг < т (1 + д) где Ц - нормируемый множитель ; д = ема выборки и доверительной вероятности .

Погрешности монтажа можно считать существенно положительными величинами , так как положительные и отрицательные'значения погрешностей отклонения стоек опор от вертикали и смещений монтируемых элементов с разбивочных осей в одинаковой степени влияют на несущую способность конструкций . При исследовании точности монтажа статистическая обработка результатов измерений аналогична описанной выше. Вместо с тем отнесение отрицательных значений к положительным при обработке существенно положительных величин может исказить характер распределения и форму нормальной кривой . Значение смещенного центра при известном центра нормального распределения можно определить по формуле:

Для каждого интервала по величинам частостей W, строилась гистограмма, изображающая эмпирическое распределение исследуемой совокупности . Кривая теоретического распределения строилась на основании значений вероятностей P(Xj) по интервалам . соответствующим эмпирическому распределению . Значения вероятностей определяются по таблице функций Лапласа . Степень близости эмпирического распределения к теоретическому оценивалась при помощи критериев согласия К. Пирсона и В. С . Ястремского .

В качестве исследуемых объектоз были взяты одиоэтажныа промышленные здания - корпуса дрожжевого завода произаодителаностью 12000 тонн в год в г. Омске, g результате исследований были установлены реальные допуски изготовления и монтажа конструкций:

- для лгрзого объекта: V в 43,00 мм , д,ф = 45,69 мм, X" = 22,40 мм, д," = = 32,00 м;,т, "д* - 20,00 мм ;

- для второго сбъеето: &J" = 33,20 мм , д/ » 45,69 мм, Д," = 2S, S4 мм , V = о 33,04 мм 20,58 мм;

- для третьего объекта: A«*« 40,00 мм, - 45.69 мм , х" = 21,10 мм, \* = =34,63 мм, Д,ф » 20,58 мм;

(16)

где хси является оценкой генеральной средней о«,. Доверительный интервал для сц* находился по формуло:

(17)

В целом исследования показали , что погрешности во всех выборках соответствуют закону нормального распределения.

В подразделе 4 3 выполнено исследование способов расчета точности геодезических разбивочных и строительно-монтажных работ при возведении одноэтажных промышленных зданий . Расчет точности производился вероятностным методом.

Величины технологических допусков при известном функциональном допуске в расчетах данным методом могут быть вычислены , как отмечалось ранеа , тремя способами . попыток , равных допусков и равной точности . Для наших объектов функциональный допуск \ = 100 мм .

Таблица 5

Допуски на разбивочные и строительно-монтажные работы , мм

М»тодм р»сч«?» Имот»«гики« MoNlM Г■ o/lихя рвбвп*

Л. " 'л.- .....Л.' i4- a, ;m.. oes T" Tt*

>). Способ ПОПЫТОС 1 10 0' 30 0 10.01 30 OI 20 Oj 7¿1 39 0 18.8

6) Р«НЫ1 допусков J1íl 11.»' 31 в' 31.6; 31 *[ 31.» 15. f! ГЛ

о) Равной точности ¡ i i I 1

(СТДЛмЯ npO««fTwpo - . ¡ i 1 I 1 1S.7Í

вамия) объекты 1,3 ; юо иг во 4S.il M.l| 27.3 sa

К*, • 1 « о6\,**т 7 К, « 1 51 г) Равном точмост* 10 « 50» i 7.» l 4«. OÍ i 30.0Í I 27 2 13» в. в

(с учегом уровня i 1 j I

npr>l*MtOA<T|)«HHOt) j ! i | I

6*íb<) объшт 1 Н»1 , o6**«i 2 К » 1 2« 43 0 за з 45 Г 1 45 7, 4.8' S8 35 5, 40.01 22.81 25.o] 20.7 22.7 10 4 113 «г 5.7

овъгкт 1 К, ■ 1 2? 1 400* 4.»1 24.2¡ 22.0 11.0 i.i

д) Рмсои ro'IHWrM ! ¡ i ¡ ¡

(с у»»«том уровня 1 1 l [

про«опа д сгв еммоЛ í ! 1 í

Пмы м технопскии I ¡ 1

гтроигепьно - мон-гажмыт рлвот обл.*« 1 К « 1 Ов 43 0 1 45 7 1 22 4 Í 32.01 1 j 20.0' UO 05 4. В

обьект 2 К « 1 1? 38 2 45 1 ?»9 33.it 20 8 ¡ 20.1 111, 5.0

обьпм Э К » 1 1 40 0 45 7 23 1 34.7 20.6Í 19 9 9.9 5.0

Допуски и средние квадратические погрешности , полученные в результате расчетов . приведены в таблице 5 . где V" , V* - допуски на изготовлрние колонн и ферм V." - допуски на смещение низа колонн относительно разбивочных осей ,

- допуски на отклонение колонн от вертикали , ч,* - допуски на монтаж ферм , -допуски на геодезические разбивочные работы .

Анализ таблицы 5 показывает , что допуски , рассчитанные на стадии проектирования , не всегда выполняются . Наиболее близкими к действительным значениям получают допуски на геодезические разбивочные работы при их расчетах способом равной точности с учетом уровня производственной базы и технологии строительного производства . Учитывая ,что объекты 1,2,3 представляют собой цеха одного предприятия, то разбивочные построения для всех исследуемых зданий необходимо выполнять с коэффициентом точности К = 1.06 , то есть по четвертому классу точности , согласно ГОСТ 21779 - 82 с К = 1 0 . 8 этом случае значения погрешностей детальной разбивки осей , согласно таблицы 4 .будут лп^'Б = =1/4000 , ¡V = 1/2000 , а разбивки основных осей гтуЭ = 1/6400 и = 1/3200 .

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы :

1. Существующие методики расчета и нормы точности на геодезические разбивочные построения нуждаются в совершенствовании .

2. Разработана методика расчета и обоснованы нормы точности детальных разбивочных построений с учетом показателей ответственности возводимых зданий и сооружений , уровней производственной базы и технологии строительного производства.

3. Разработана методика расчета точности основных геодезических построений на строительных площадках промышленных предприятий с учетом взаимосвязи с допусками на строительно-монтажные и детальные разбивочные работы , а также показателей ответственности возводимых сооружений .

4. Обоснованы нормы точности геодезических разбивочных построений на строительных площадках промышленных предприятий (таблица 4).

5. Даны следующие рекомендации по созданию геодезической опорной сети в виде строительной сетки на площадках промышленных предприятий : количество исходных пунктов должно составлять порядка 10 % от общего числа точек в сети ; при расчете погрешностей измерений не обязательно придерживаться принципа равного влияния , так как точность определения координат пунктов возрастает как при увеличении линейной части погрешности . так и при ее уменьшении .

6. Установлено , что уровни производственной базы и технологии строительного производства не всегда обеспечивает нормируемую точность. Так, рассчитанный на стадии проектирования допуск на геодезические разбивочные работы составляет = 27,3 мм „ а с учетом уровня производственной базы и технологи строительства = 19, 0 мм . Это показывает , что при допуске , назначенном на стадии проектирования , собираемость конструкций не была бы обеспечена .

7. Исследования показали , что наиболее близкими к действительным результатам получены допуски при расчетах вероятностным методом с использованием способа равной точности с учетом уровня производственной базы и технологии строительного производства .

8. Для конкретных объектов обоснованы нормы точности на геодезические разбивочные работы и установлены их соотношения с функциональными допусками <\ = 0.2 Д,.

основное содержание Диссертации опубликовано в следующих работах .

1. Столбов Ю.В. , Ляшко C.B. Разработка методики расчета и контроля точности строительно-монтажных и разбивочных работ при возведении зданий и сооружений с учетом показателей их ответственности . (Исполнитель) II Научно-технический отчет ( промежуточный ч. 1) по межвуз. науч.-техн. программе "Архитектура и строительство", 4 направление , тема 4.2.1 , гос. per. 01950004915. Омск : СибАДИ , 1995 г. , 19 с.

2. Столбов Ю.В. , Ляшко C.B. Обоснование норм точности опорных разбивочных сетей на строительных площадках промышленных предприятий // Материалы международной научно-практической конференции. "Город и транспорт". Часть 2. - Омск ,1996. - С. 55-56.

3. Столбов Ю.В., Ляшко C.B. Разработка методики расчета и контроля точности строительно-монтажных и разбивочных работ при возведении зданий и сооружений с учетом показателей их ответственности . (Исполнитель) II Научно-технический отчет (промежуточный ч. 2) по межвуз. науч.-техн. программе "Архитектура и строительство", 4 направление, тема 4.2.1 , гос. per. 01950004915 . Омск СибАДИ, 1996 г. , 18 с.

4. Столбов Ю.В. , Ляшко С.В. Допуски построения строительных сеток и исследование влияния количества исходных пунктов на их точность И Тр. СибАДИ . Выл .1,4.1." Совершенствование технологии и конструктивных систем в отраслях автомобильного , дорожного , промышленного и гражданского строительства ". - Омск : Издательство СибАДИ , 1997 . С . 63-68 .

5. Столбов Ю.В., Синютина Т.П. , Побережный A.A. , Ляшко С В. Определение планового положения продольной оси взлетно-посадочной полосы аэродромов // Тезисы докладов 2 международной научно-технической конференции . " Автомобильные дороги Сибири ". - Омск, 1998. - С. 417-418 .

6. Ю.В. Столбов , Т.П. Синютина , С.Ю. Кокуленко , Ляшко С В. Рекомендации по расчету и назначению технологических допусков при возведении сооружений // Тезисы докладов 2 международной научно-технической конференции . " Автомобильные дороги Сибири ". - Омск, 1998. - С. 482-484 .

Сдано в печать Z9.04.98. Фермат 60x34 1/16. Печать офсетная. Печ.л. 1,0. Тираж 100 эке.

Бум.тип. N3. Заьзз 165.

Типография изд-вз ОмГАУ, Омск-8, Сибаковекзя, 4