Файл: Сытник, В. С. Основы расчета и анализа точности геодезических измерений в строительстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 0
Если бы те же данные были получены на основании из мерений 250 разбивочных осей, то результаты были бы
несколько иными: t0 = |
2,03; |
L = |
12013,06 |
мм. |
|
|
|
|||||||||
В заключение необходимо подчеркнуть, что при уста |
||||||||||||||||
новлении номинальных |
(проектных) |
и |
предельных |
зна |
||||||||||||
чений |
строительно-разбивочных |
|
параметров |
по |
дан- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ным |
выборочных |
измере |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ний поля допусков должны |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
располагаться |
так, |
чтобы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
в них укладывалась доста |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
точно большая |
доля |
эле |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ментов |
проекта |
здания |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
или сооружения с высокой |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вероятностью. |
С |
другой |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
стороны, пределы, регла |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ментированные |
СНиП, |
не |
|||||||
|
|
// |
i■ \ \ |
|
|
|
должны |
отстоять |
далеко |
|||||||
|
|
|
/ |
|
|
от |
границ |
естественного |
||||||||
|
\ |
\ |
|
^7 |
|
|
рассеивания |
параметров, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
/ V |
|
! |
|
|
|
иначе случайное или на |
|||||||||
|
|
|
У \ . |
меренное |
ухудшение |
каче |
||||||||||
Рис. |
10. |
Изменение |
доли брака в |
ства останется |
незамечен |
|||||||||||
ным при контроле (рис. 1 0 ). |
||||||||||||||||
выборке |
измерений |
в зависимости |
Если граница допуска |
бу |
||||||||||||
от расположения границ допуска |
||||||||||||||||
дет |
|
очень |
далеко, |
то ни |
||||||||||||
а — нз*за |
смещ ения |
среднего |
зн ач е |
|
||||||||||||
ния |
точностной |
характеристики; б — |
изменение |
среднего значе |
||||||||||||
из-за |
увеличения |
дисперсии |
точностной |
ния, ни увеличение раз |
||||||||||||
|
|
характеристики |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
броса параметров |
не вызо |
||||||||
вут |
существенного |
изменения доли |
брака |
(вернее, |
он не |
|||||||||||
проявится, хотя качество ухудшится). |
Поэтому |
следует |
||||||||||||||
приблизить границы допуска; |
тогда часть контролируемых |
параметров окажется вне границ, а доля брака npj-i ухуд шении качества будет резко меняться. Удобный диапазон значений доли брака лежит в пределах 3—15%.
Для разработки СНиП и других нормативных докумен тов рассмотренная методика нуждается в некотором до полнении. При разработке нормативов точности приходит ся сталкиваться с фактом различных технического и тех нологического уровней строительного производства. В том случае, если для каждого из них имеется статистический материал за достаточно большой промежуток времени, определение нормативов не вызывает затруднений.
Принимая во внимание естественный разброс парамет ров, а также систематические изменения, вызываемые в
80
некоторых случаях колебаниями некоторых параметров технологических процессов, можно установить такое зна чение границы допуска, нарушение которого при стабиль ном производстве будет маловероятно. В то же время уста новленный таким образом норматив будет различным для разных производств, так как на качество возведения зданий и сооружений влияет большое число системати ческих причин. Эти систематические различия должны быть каким-то образом учтены при назначении общего норматива. Если принять в качестве этого норматива высшее достижение в геодезическом или строительном производстве, то ряд организаций окажется не в состоянии его выполнить. С другой стороны, заниженный норматив, ориентированный на худшие условия, не будет стимули ровать повышения качества строительства остальными организациями.
Поэтому при назначении общесоюзных нормативов точ ности следует ориентироваться на общий объем геодезичес ких или строительных производств, устанавливая нормы точности так, чтобы внутрь допуска входила достаточно большая доля всех смонтированных конструкций или гео дезических элементов. С общегосударственной точки зре ния это естественный подход. Тогда в качестве общего норматива следует принимать среднее взвешенное зна чение частных характеристик точности отдельных произ водств, где весами являются объемы производства:
L |
S Lt Ni |
(168) |
|
где N t — объем производства |
в |
i-н организации; |
|
L t — норматив точности |
для данного производства. |
гл а ва v. РАСЧЕТ ВОЗМОЖНОЙ ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ
При геодезических построениях в процессе возведения зданий и сооружений выполняются следующие виды из мерений:
линейные измерения — вынос в натуру проектных зна-
, чений отрезков разбивочных осей, определение действи
81
тельных размеров сборных элементов каркаса здания или сооружения, расстояний между осями этих элементов после их установки в проектное -положение и габаритов зданий или сооружений;
угловые измерения — вынос в натуру основных осей
здания или сооружения от пунктов разбивочного обоснова ния, определение местоположения возведенных частей зданий и сооружений и т. д.;
высотные измерения — вынос проектных значений
отметок опорных плоскостей при их монтаже от пунктов высотного разбивочного обоснования и определение отме ток возведенных конструкций и элементов зданий и соо ружений;
вертикальные измерения — передача точек разбивоч-
ных осей на монтажные горизонты, выверка вертикально сти высотных сооружений.
Каждый из этих видов измерений сопровождается ря дом элементарных случайных и систематических ошибок. Ниже рассматривается методика определения суммарных ошибок (по отдельным источникам их) при выполнении указанных видов измерений. Определение интересующей нас суммарной ошибки с учетом методов и средств измере ний на основе существующих в геодезии формул [1 1 ] —
это один из возможных принципов нормирования точности геодезических построений при возведении зданий и соору жений.
ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
При производстве строительно-монтажных работ оси здания или сооружения выносят в натуру в основном с по мощью непосредственных линейных измерений. Для этого в массовом строительстве применяют стальные рулетки. Этот же прибор служит для контроля геометрических пара метров конструкций.
На точность линейных измерений влияют ошибки, воз никающие в результате следующих причин: компарирование мерного прибора (б^, вешение мерного прибора (б2), влияние ветра (б3), натяжение мерного прибора (6 4), на клон мерного прибора (6 5) и температура мерного прибора
(в,)-
Рассмотрим влияние каждой ошибки в отдельности при измерении линии стальной рулеткой по плоскости и на весу.
82
Ошибка из-за компарированмя (бх) носит случайный характер по знаку и величине, на результаты измерений она влияет как систематическая.
На строительной площадке применяются стальные р у летки, компарированные путем сравнения метровых интер валов с контрольным метром (женевской линейкой).
Ошибка компарированмя 20-ж рулетки при двукрат ном сравнении составит:
с |
0,2 |
м м Т / 2 1 /2 0 |
, |
Л п |
мм. |
/ 1сп\ |
6 |
! = — -------- |
^---------- |
•= ± |
0,9 |
(169) |
|
|
|
У 2 |
|
|
|
|
Ошибка из-за вешения рулетки (6 2) по величине имеет
случайный характер, а по знаку — систематический, т. е. она всегда увеличивает длину измеряемой линии. Эта ошиб ка вычисляется по формуле
|
б2 |
2 е2 |
(170) |
|
УГ’ |
||
|
|
||
где е — отклонение |
кондов |
мерного прибора от створа; |
|
/ 0 — номинальная длина |
рулетки. |
||
Если отклонение |
кондов |
20-м рулетки от створа (е) |
|
при ее вешении принять равным |
30 мм, то возможная |
||
ошибка в длине составит: |
|
|
|
|
2- 302 |
~f- 0 , 1 |
мм. |
|
20 000 |
||
|
|
|
Вешение на исходном и монтажном горизонтах здания с точностью 30 мм можно выполнить на глаз. Если длина
большая или влияют другие неблагоприятные причины, то вешение следует осуществлять с помощью теодолита.
Ветер действует как дополнительный вес мерного при бора, укорачивая длину хорды рулетки. Ошибка из-за влияния этого фактора (6 3) вычисляется по формуле
|
|
|
63 |
Q 4 о |
(171) |
|
|
|
24 F2’ |
||
|
|
|
|
|
|
где Q — сила |
ветра; |
|
|
|
|
F — сила |
натяжения |
рулетки. |
|
||
При |
скорости ветра « |
7 м/сек Q = |
150 гс. |
||
Если |
F — 10 кг, |
то |
6 3 « 0,2 мм. |
|
|
Опыт показывает, |
что при скорости |
ветра более 7 м/сек |
для измерения линий не следует пользоваться рулетками.
83
При измерении линии на плоскости эта ошибка практи чески не оказывает влияния на измерение, но необходимо следить за тем, чтобы рулетка, лежащая на плоскости, не вибрировала под воздействием ветра.
Если при измерении рулеткой сила натяжения изме нилась по сравнению с силой натяжения при компарировании ее на величину 8F, то это вызовет ошибку:
|
|
6* = '" 8р ( т й т + ; г ) ' |
(172> |
||
где |
р — вес рулетки; |
|
|
|
|
|
w — площадь |
поперечного |
сечения |
полотна рулетки; |
|
|
Е — модуль |
упругости (Есталн = 20 000 кг/мм"2, |
|||
|
^пнвара = 16 000 кг!ММ2). |
|
|||
|
Если при натяжении рулетки от руки примем бF — |
||||
± 2 |
кгс, то для 2 0 -лг рулетки 6 4 та ± 2 |
мм. |
|||
|
При измерении рулеткой на плоскости ошибка из-за |
||||
натяжения мерного прибора составит: |
|
||||
|
|
l08F _ |
20 000-2 |
ММ. |
|
|
|
wE ~ |
2-20 000 |
||
|
|
|
|||
|
Ошибка в длине линии из-за превышения кондов ру |
||||
летки (б5) определяется по формуле |
|
||||
|
|
|
(6/Q2 |
(173) |
|
|
|
|
2 /о |
’ |
|
|
|
|
|
||
где |
8h — ошибка определения |
превышения концов ру |
|||
|
летки. |
|
|
|
|
Влияние этой ошибки незначительно, так как превыше ния определяются с ошибкой в несколько мм.
При измерении линии по железобетонному перекрытию или фундаментам, где изменение превышений на расстоя нии I = 2 0 м не более ± 2 0 мм, получим:
203
± 0,01 ММ.
2-20 000
Влияние ошибки из-за изменения температуры рулетки (6 0) определяется по формуле
б„ = |
a 0l08t, |
(174) |
где а — температурный линейный коэффициент |
(астали = |
|
= 1 2 -1 0 -°, аШ1Пара = |
0 ,6 . 1 0 -°); |
|
8 t — ошибка определения |
температуры рулетки. |
84
При измерении подвешенной стальной рулеткой ее тем
пература |
приравнивается к температуре воздуха |
и изме |
|
ряется |
с |
точностью ± 1 °С . Тогда при аст = |
12-10~6 |
и I = |
20 м б„ = ± 0,24 мм. |
|
При измерениях по железобетонной поверхности темпе ратуру стальной рулетки, подкладывая термометр под ру летку или вставляя его в специальный станок, определя
ют с точностью ± 3 ° С. Тогда бв = |
±0,72 мм . |
|
|
|||||
|
Ошибка фиксирования (6 7) миллиметровых делений |
|||||||
рулетки зависит |
от способа закрепления точки в |
натуре |
||||||
и характеризуется |
величинами, приведенными в табл. |
5. |
||||||
|
Таблица |
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
||
|
значений средних квадратических |
|
|
|||||
|
|
|
ошибок фиксации |
|
|
|||
|
Способ закрепления точки в натуре |
'Ф |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
•к |
|
Прочеркивание скальпелем |
по |
металлической пластине |
± 0 ,3 |
|
||||
Насечка или керн на металлической пластине . . . . |
0,5 |
|
||||||
Прочерчивание карандашом по гладкой поверхности |
0,5 |
|
||||||
бетона ........................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
||
То же, по грубой поверхности бетона |
..............................с последующей |
0,8 |
|
|||||
То же, по гладкой |
поверхности |
бетона |
1,0 |
|
||||
откраской ....................................................................................... |
поверхности |
бетона |
с последующей |
|
||||
То же, по грубой |
1,2 |
|
||||||
откраской ....................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
||
|
Ошибка фиксирования двух концов мерного прибора |
|||||||
равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т'ф= Шф]/"2- |
(175) |
||||
|
При закреплении точки прочерчиванием карандашом |
|||||||
по |
грубой поверхности |
бетона (тф = ± 0 ,8 мм) |
т% |
= |
||||
- |
± 0 ,8 ] / 2 = ± 1 , 1 2 мм. |
|
|
|
|
|||
|
Полученные значения |
ошибок (без учета б„ и 6 7) |
на од |
|||||
но |
откладывание |
|
20-м рулетки, выраженные в средних |
|||||
квадратических величинах, |
сведены в табл. 6 . |
|
|
Переходя к средним квадратическим ошибкам и учиты вая, что ошибки 6 lf 6 2, б 3 носят систематический характер
и их действие может оказаться односторонним, получим суммарную среднюю квадратическую ошибку одного от кладывания мерного прибора:
Щ = Y {т1± т2 + тау + ml -f т\ + т\ + т\. (176)
85