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: 128
Скачиваний: 0
Таким образом, средняя квадратическая ошибка конт рольных геодезических измерений, выполняемых при уста новке конструкций, не должна превышать 17% величины допуска или 8% величины поля допуска на положение конструкций относительно разбивочных осей или гори зонтов. Полученная точность одновременно является необ ходимой и достаточной, так как она находится в прямой за висимости от допусков на положение конструкций.
При выполнении контрольных геодезических измерений единственной количественной характеристикой является средняя квадратическая ошибка /пк.г ввиду того, что на этой стадии измерений при выносе проекта в натуру фиксируются только отклонения конструкций относитель но разбивочных осей и горизонтов. Этим данная стадия измерений отличается от всех остальных, где мы имеем
дело с двумя параметрами: х и т.
Поэтому, задавшись некоторой надежностью- д-обеспе- чения 17%-ной ошибки контрольных геодезических изме рений в производственных условиях, можно построить доверительный интервал для стандарта сгк г по формуле
(52) или (58).
Для подтверждения реальности полученных резуль татов рассмотрим два примера расчета точности конт рольных геодезических измерений по формуле (198) с учетом существующих допусков на положение отдельных конструкций.
Пример 1. Согласно [17], допуск на высотное положение опор
ной плоскости стальной колонны (верх фундамента) |
А 0 . ф = |
± 5 мм. |
На изменение высотного положения фундаментов |
влияют |
ошибки |
строительно-монтажных работ, ошибки геодезического контроля за возведением фундамента и ошибки из-за осадки фундамента и изме нения температуры окружающей среды. Тогда, согласно формуле (198), средняя квадратическая ошибка высотного геодезического контроля м К-В < 0,17До.ф < 0,17-5 мм < ± 0 ,8 5 мм.
Такая точность детальных геодезических измерений обеспечи вает высотное положение опорной поверхности фундаментов под же лезобетонные колонны с допускаемой предельной ошибкой ± 5 мм.
Поскольку найденное выше значение |
т К-Ь = ± 0 ,8 5 мм, |
соглас |
но [17], не зависит от расстояния между |
репером высотного |
обосно |
вания и фундаментом, то необходимо определить основные пара метры для контрольных геодезических измерений, т. е. определить те условия, при которых имеются реальные возможности достиже ния такой точности.
Из главы V следует, что доминирующей ошибкой при нивелиро вании является ошибка измерения из-за неравенства расстояний между нивелиром и рейками (передней и задней) т н п . Без особой
100
потери точности можно предположить, что ягк в = /пп.п. Ориен тирование на этот вид ошибки нивелирования обусловливается тем, что практически на строительно-монтажной площадке невозможно
добиться равенства плеч |
и S 2. |
Согласно табл. 11 и 12, средняя |
|||
квадратическая |
ошибка |
т и п = |
± 0 ,8 5 мм при неравенстве |
плеч |
|
6S = S 2 — |
< |
10 м. |
|
|
про |
Современные планировочные решения, например, сборных |
мышленных зданий предусматривают следующие унифицированные расстояния между осями фундаментов: 6; 12; 18; 24; 30; 36; 42 и 48 м.
Так как нивелир устанавливается между соседними фундаментами, то минимальные расстояния между нивелиром и рейкой (St) не должны превышать соответственно 3; 6; 9; 12; 15; 18 и 24 м. Зная допустимое значение бS и 5 Х, можно из выражения 6 S = (S2 — Sj)
определить максимально допустимые расстояния между нивелиром
и другой |
рейкой S 2: 13; 16; 19; 22; 25; 28; 31 |
и 34 м. |
||
Если |
принять |
т Кшв = |
± 0 ,8 5 мм и минимальное расстояние от |
|
нивелира |
до рейки, устанавливаемой на |
возводимый фундамент, |
||
Sj = 12 |
м при |
ширине |
пролета здания |
24 м, то максимальное |
расстояние от нивелира до рейки, устанавливаемой на рабочий репер, S2 при 5S < 10 м не должно превышать 2 S 2 = 4 4 м ■х 50 м. Зная
допустимое расстояние между рабочими реперами и габариты здания, легко определить необходимое и достаточное количество реперов высотного обоснования.
Из выполненного расчета следует, что требования к условиям выполнения геодезического контроля точности довольно жесткие. Если контроль вести непосредственно от пунктов строительной сетки, то густота ее пунктов при длине сторон S = 200 м недо
статочна.
Пример 2. Вертикальное положение оси колонны определяется ошибками перекоса нижнего торца ее /пп .т, ошибками способа мон тажа и монтажных приспособлений т М-П, ошибками построения (фиксации) разбивочной оси или линии, ей параллельной, в про странстве с помощью теодолита т П-0, ошибками в положении ого
ловка колонны из-за неравномерности осадки фундамента (крен колонн) т д .в:
|
т в. к = |
УМп.т+Шм.п +ОТп.о±/П д.в- |
|
(20°) |
||||||
Согласно [16], |
допуск |
на |
невертикальность |
|
железобетонных |
|||||
колонн |
высотой |
Н = |
15 ж не должен превышать |
15 мм: |
Дв.к ^ |
|||||
< ± 15 мм. Тогда из (198) ошибка вертикального |
геодезического |
|||||||||
контроля |
составит /пп.о < |
0,17ДВ-К < ± 2,6 мм. |
|
|
||||||
Следовательно, |
средняя |
квадратическая ошибка проектирова |
||||||||
ния разбивочной |
оси |
на оголовник |
колонны с помощью теодолита |
|||||||
не должна превышать±2,6 |
мм. Необходимо определить |
возмож |
||||||||
ность обеспечения величины /лп.0 = |
± 2 ,6 |
мм в |
производственных |
|||||||
условиях |
с помощью массовых геодезических инструментов, |
в част |
||||||||
ности с помощью теодолитов |
Т-30. |
|
|
|
|
|
||||
Сопоставляя |
полученное |
значение |
/пП-0 |
с |
приведенными |
|||||
в табл. 13 средними квадратическими ошибками, |
видим, что требуе |
мая точность может быть обеспечена при выполнении геодезическо го контроля с помощью теодолита при двух положениях его верти кального круга (Н — 20 м, т п 0 = ± 2 ,9 мм) и при равенстве высо
101
ты колонны расстоянию между теодолитом и колонной, т. е. при угле наклона трубы теодолита 45°.
Этот пример подтверждает необходимость выполнения контро ля только при двух положениях вертикального круга теодолита.
На основе формулы (198) и строительно-монтажных допусков из [15, 16, 17] была составлена таблица норм точ ности геодезического контроля (табл. 14).
Т а б л и ц а 14 Средние квадратические ошибки геодезического контроля
точности при возведении строительных конструкций
Виды геодезического контроля и типы конструкций
Контроль планового положения конструкций (отно сительно разбивочных осей):
фундаментных блоков, осей стаканов фундаментов и анкерных болтов ........................................................
колонн металлических и железобетонных, пане лей и блоков стен, подкрановых балок, стро пильных и подстропильных ферм, ригелей, про-
гонов, плит перекрытии ................................................
Контроль взаимного планового положения конструк ций:
подкрановых рельсов в одном пролете здания ферм, балок, ригелей по верхнему поясу в пре-
делах шага колонн здания .......................................
подкранового рельса относительно подкрановой балки ..................................................................................
подкранового рельса от прямой на участке 40 м
Контроль вертикального положения конструкций: панелей и блоков в жилых и общественных зда-
н и я х ......................................................................................
металлических |
и |
железобетонных колонн высотой |
|
И, м: |
|
|
|
до |
5 |
до......................................................................... |
15 |
от |
5 |
||
свыше |
1 5 ................................................................. |
Контроль высотного положения конструкций (отно сительно проекта):
опорных поверхностей фундаментов под:
железобетонные к о л о н н ы .......................................
металлические колонны, стеновые панели и блоки
опорных площадок подкрановых |
балок и рель- |
сов, ригелей, ферм, элементов |
покрытия . . |
Допустимые
средние квадратиче ские ошибки
°г. к, *м
±2
±1
±2
±4
±3
±3
±1
± 2
dr3 0,0002 Н ,
но не более
±7 мм
±2
±1
±2
102
18. РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ДЕТАЛЬНЫХ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТАХ
Основой для детальной геодезической разбивки осей служат основные, секционные и пролетные оси здания или сооружения. Поэтому ошибка положения конструк ций в здании или сооружении обусловливается также ошибками построения основных осей здания и ошибками детальных геодезических разбивок при установке конст рукций в проектное положение.
Схема геодезических построений (контрольные, деталь ные, основные и главные построения) образована так, что при переходе из низшей стадии (контрольные) к высшей стадии (главные) точность должна повышаться, так как роль их возрастает. Действительно, контрольные построе ния призваны обслуживать установку каждой конструк ции в отдельности, детальные — возведение отдельной рамы, состоящей из трех и более конструкций, основные — возведение системы рам в пределах блока или целого зда ния и, наконец, главные — возведение системы зданий и сооружений.
Рассмотрим методику расчета точности детальных гео дезических разбивок применительно к промышленным зданиям и пути ее достижения при абсолютно точном по ложении смонтированных конструкций.
Особенностью планировочных решений промышлен ных зданий является то, что они сильно развиты в длину. Такие здания имеют от 2 до 12 продольных и до 250 попереч ных осей (при шаге колонн 6 м и длине здания 1500 м).
Поэтому при детальном построении основных пролетных и секционных осей здания на подготовленных фундаментах под колонны или другие конструкции в практике расп ространен створный метод с применением теодолита или натянутой струны и стальной рулетки, т. е. метод деталь ного построения промежуточных точек створа, которым является продольная ось [10].
Другие способы (прямоугольных и полярных координат, угловых и линейных засечек) не нашли широкого приме нения в промышленном строительстве при детальном пост роении осей зданий ввиду их экономической нецелесообраз
ности. |
|
|
|
Рассмотрим несколько |
типовых |
уравнений |
ошибок, |
по которым должна рассчитываться |
точность возведения |
||
каркасов промышленных |
зданий и сооружений |
[22]. |
ЮЗ
Анализ существующих типовых проектов сборных про мышленных зданий и сооружений показал, что для расче та точности возведения сборных зданий и сооружений можно унифицировать основные уравнения ошибок на ос нове теоретических выкладок, приведенных в разделе 14, глава IV.
Прежде всего составим уравнения для расчета точности возведения одноэтажных сборных зданий — наиболее распространенного типа зданий в промышленном строи тельстве.
Рис. 11. Размерная цепь в плоскости поперечной оси карка са одноэтажного промышленного здания
Основным расчетным участком каркаса одноэтажного здания в плане является рама, состоящая из двух колонн и одной соединяющей их конструкции (стропильной или подстропильной балки или подкрановой балки).
На рис. 11 видно, что замыкающим звеном размерной цепи поперечного участка каркаса одноэтажного здания, состоящего из двух колонн и одной стропильной фермы, является зазор между торцом фермы и геометрической осью колонны в верхней ее части (сф) или площадка опирания фермы на оголовник колонны (аф) при жестом сое динении ферм с колоннами (с помощью сварки). Если же применяется шарнирный тип соединения ферм с колоннами (на фиксаторах), то замыкающим размером является зазор между закладными деталями в торце колонны и торцах фермы (са) или та же площадка опирания (аф).
104
Для этих замыкающих размеров, согласно рис. 11, суммарную среднюю квадратическую ошибку можно пред ставить следующими формулами:
т (сф) = |
+ |
2/?1с.к + |
2/n|.K-f- гПд. ф -\-Шс.ф\ |
|
(201) |
|||
т (с3) = V т1.г+ 2т !.к+2т1.к+пг1.ф+т1ф+2т1к+2пг1ф; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(202) |
т (яф) = V m l,T+ 2 m l K+ 2 m lK+ m l ф + m c2.*+«!*,.,„ |
(203) |
|||||||
где т д.г — средняя |
квадратическая |
ошибка детального |
||||||
геодезического |
построения |
разбивочных |
осей |
|||||
здания; |
|
|
|
|
|
|
|
|
пгс.к — то |
же, совмещения оси колонны с разбивочной |
|||||||
осью, зафиксированной на фундаменте; |
|
|||||||
/?гв.к — то |
же, |
положения |
колонны в вертикальной |
|||||
плоскости; |
|
|
|
|
|
|
||
/Ид.ф — то же, длины фермы; |
|
|
|
|||||
т с .ф — то же, положения |
торцов стропильной |
фермы |
||||||
относительно продольной оси колонны на ого |
||||||||
ловке; |
|
|
|
|
|
|
|
|
тзк ,т 3,ф— то |
же, |
положения закладных деталей соот |
||||||
ветственно |
в оголовнике |
колонны |
и |
торце |
||||
фермы; |
|
|
|
|
|
|
|
|
тш.к — то же, размера |
поперечного сечения колонны. |
|||||||
Коэффициент 2 |
при |
некоторых составляющих |
правой |
части формул (201)—(203) означает, что эти ошибки в раз мерной цепи повторяются дважды и они равны между собой (см. рис. 10). Это замечание относится и к последующим исходным уравнениям ошибок.
Составляющие формул (201)—(203) нормируются в соот ветствующих главах СНиП [15, 16, 17] в виде предельных ошибок (допусков А;).
При возведении каркаса здания размеры горизонталь ных конструкций (ферм, балок, ригелей) изменяют свое первоначальное значение под воздействием температуры окружающей среды, а вертикальность колонн — под воз действием неравномерности осадки фундамента (крен). Тогда
т{°ф) — I ml.r + 2 m lK+ 2 m l K+ т1.ф+ /п?.ф Н-/п?ф+ 2 т 2 . 0;
(204)
105