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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 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

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

•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