1.3. Назначение и технологическое обеспечение точности

Соблюдение точности параметров возводимого объекта влияет не только на качество сооружения но и на затраты по его строительству. Поэтому точность геометрических параметров назначается и оценивается на всех этапах строительного проектирования и производства работ. Точность параметров устанавливается в зависимости от функциональных, конструктивных, технологических и экономических требований, предъявляемых к сооружениям и их элементам. Соответствие этим требованиям устанавливают с помощью расчета точности. Порядок расчета точности определяется ГОСТ 21780-83.

Точность геометрических параметров сооружений устанавливается посредством характеристик точности, описанных в п. 1.2 данного курса лекций. Основными характеристиками являются предельные отклонения относительно номинального значения параметра x, равные по абсолютной величине половине функционального или технологического допуска, принятого в расчете точности. Функциональный допуск определяет точность положения элементов в конструкции, а технологический допуск регламентирует точность технологических процессов и операций по изготовлению и установке элементов.

Рис. 1.2. Характеристики точности геометрического параметра при нормальном распределении

В зависимости от применяемого технологического оборудования, средств обеспечения и контроля точности, а также возможностей производства, при расчете точности выбирают класс точности.

При разработке проектов производства работ предусматривается применение необходимых средств технологического обеспечения точности. При возведении зданий и сооружений применяют необходимые средства и выполняют правила технологического обеспечения точности. Технологические условия изготовления элементов и возведения сооружений должны соответствовать принятым условиям при расчете и назначении точности.

Технологические процессы и операции должны предусматривать процедуры входного, операционного и приемочного контроля установленной точности. В зависимости от результата данного контроля следует осуществлять регулирование технологических процессов и операций по допускам на настройку оборудования, предусмотренным в технологической документации. Точность параметров считают обеспеченной, если установлено, что действительные значения геометрических параметров соответствуют проектным и нормативным требованиям.

2. Расчет точности

2.1. Основные положения

При проектировании зданий и сооружений порядок расчета точности геометрических параметров определяется ГОСТ 21780-83. Этот нор­мативный документ устанавливает общие положения, методические принципы и порядок расчета геометрических параметров. Расчет точ­ности производится на стадии проектирования зданий и сооружений и обеспечивает собираемость конструкций с заданными эксплуатацион­ными свойствами при наименьших затратах.

Точность возведения строительного объекта зависит от точности расчетов при разработке проекта, точности реализации проектных решений при выполнении строительно-монтажных работ и точности выполнения геодезических разбивочных работ.

Основой расчета точности являются функциональные требования, предъявляемые к конструкциям и сооружениям, а также данные о точ­ности технологических процессов при изготовлении элементов, раз­бивке осей и монтажных операциях.

Задачей расчета точности является определение предельных зна­чений результирующих параметров и сравнение их с допускаемыми значениями.

Результирующим является параметр, входящий в рас­четную схему и зависящий от ряда составляющих параметров.

Со­ставляющий параметр определяется непосредственно при выпол­нении технологического процесса или операции и входит в расчетную схему.

Под расчетной схемой понимается графическое изображение связей между результирующими и составляющими геометрическими параметрами, в которых учитываются конструктивно-технологические особенности зданий, сооружений и их элементов, а также спосо­бы и последовательность выполнения технологических процессов и операций.

Результирующий геометрический параметр определяется в соот­ветствии с принятой расчетной схемой по характеристикам точности составляющих параметров. Допускаемые предельные значения гео­метри­ческого параметра устанавливаются на основе функциональных требований и определяются прочностью, устойчивостью элементов и конструкций, изоляционными, эстетическими и другими требованиями, предъявляемыми к ним.

Для обеспечения соответствия точности результирующего парамет­ра функциональным требованиям необходимо выполнение следую­щего условия:

x_min  x _{min, f}, (2.1)

x_max  x _{max, f} , (2.2)

где x _min и x _max – расчетные предельные значения результирующего параметра х; x _min,f и x _max,f – допустимые предельные значения результирующего параметра х.

Функциональный допуск x_f определяется по формуле:

x_f = x _max,f – x _{min,f .} (2.3)

Задачу расчета точности можно выполнить двумя способами. При прямой задаче производят проверочный расчет, при этом предельные значения ре­зультирующего параметра определяют по известным значениям со­ставляющих параметров. При решении обратной задачи по установ­ленным допускаемым предельным значениям результирующего пара­метра определяют необходимые требования, предъявляемые к точ­ности составляющих геометрических параметров.

По результатам расчета точности в нормативно-технической доку­мента­ции на строительство зданий и сооружений и их элементов в рабочих чертежах устанавливают требования к точности составляю­щих и результирующих геометрических параметров и правила контро­ля точности. Также по результатам расчета точности устанавливают способы и последовательность выполнения технологических опера­ций при производстве строительно-монтаж­ных работ, изготовлении элементов, разбивке сооружений. Для обеспечения их точности определяют методы и средства производства работ.

При проектировании зданий и сооружений должны быть обеспечены минимальные затраты трудовых и материальных ресурсов, направленных на произ­водство строительно-монтажных работ. Эта цель может быть достиг­нута путем применения максимально возможных значений допусков и снижения влияния технологических процессов и операций на точность результирующих геометрических параметров.

Расчет точности приводится исходя из условия полной собираемо­сти конструкций, но при технической возможности и экономической целесообразности может предусматриваться неполная собираемость конструкций. В тех случаях, когда действительные значения результи­рующего параметра будут превышать предельные значения, необхо­димо предусмотреть подгонку элементов.

Зависимость между результирующим и составляющим параметром определятся следующим выражением:

(2.4)

где х – результирующий параметр; x_k – составляющий параметр; n – число составляющих параметров; c_k – коэффициент, характеризующий зависимость результирую­щего параметра от составляющего.

Результирующим параметром является размер в узлах соединений элементов, которым при принятой технологии выполнения операции завершается технологический цикл. Этот параметр определяет точ­ность составляющих параметров и компенсирует погрешность техно­логичес­ких операций.

Составляющими параметрами являются разме­ры элементов, отметки, расстояния между осями элементов и другие параметры, влияющие на точность результирующего параметра.

Расчет точности геометрических параметров производится на осно­ве статистических методов. На практике расчет производится по до­пускам упрощенным статистическим методом. Этот метод позволяет обеспечить полную собираемость конструкций при контроле точности составляющих параметров с приемочным уровнем дефектности 4 %.

Расчетные предельные значения результирующего параметра с учетом статистических методов определяются по следующим форму­лам:

x _min = x _nom + δx_c – 0,75 x , (2.5)

x _max = x _nom + δx_c + 0,75 x ,

где x_nom – номинальное значение результирующего параметра; x_c – расчетное отклонение середины поля допуска результи­рующего параметра; x – расчетный допуск результирующего параметра.

Номинальное значение результирующего параметра определяется по формуле:

(2.6)

где x_k,nom – номинальные значения составляющих параметров.

Расчетное отклонение середины поля допуска определяется по формуле:

(2.7)

где x_k,c – отклонения середин полей технологических допусков со­ставляющих параметров.

Расчетный допуск результирующего параметра определяется по формуле:

(2.8)

где x_k – технологические допуски составляющих параметров.