книги из ГПНТБ / Сытник, В. С. Основы расчета и анализа точности геодезических измерений в строительстве

Если бы те же данные были получены на основании из­ мерений 250 разбивочных осей, то результаты были бы

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:

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:

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

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

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:

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

84

При измерении подвешенной стальной рулеткой ее тем­

При измерениях по железобетонной поверхности темпе­ ратуру стальной рулетки, подкладывая термометр под ру­ летку или вставляя его в специальный станок, определя­

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

Учитывая, что при многократном откладывании задан­ ного расстояния значение систематических ошибок увели­ чивается пропорционально числу откладываний рулетки

п, а случайных — пропорционально У п , определяем сред­ нюю квадратическую ошибку измерения линии при п

откладываний:

В табл. 7 приведены значения ошибок тл, вычисленные по формуле (177) при т ф = ± 1 мм.

При линейных измерениях длина линии не бывает крат­ ной длине мерного прибора (в нашем случае 2 0 м) и при­ ходится имерять отрезки короче 2 0 м (производить доме-

ры). В этом случае при использовании формулы (177)' следует учитывать, что влияние всех ошибок уменьшается пропорционально длине домера, кроме ошибки фиксиро­ вания 6 7, которая входит полностью.

■86

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Вынос в натуру проектного значения угла осуществля­ ется с помощью теодолита и визирных целей.

Точность построения проектного угла в натуре зависит от действия инструментальной ошибки та, ошибки из-за редукции тр, ошибки из-за центрирования т ц, ошибки фиксации Шф.

Инструментальная ошибка определяется типом тео­ долита, применяемого при построении проектного угла, и характеризуется средней квадратической ошибкой изме­ рения угла одним приемом т». При построении угла «-приемами средняя квадратическая ошибка М„ вычисля­

ется по формуле

Инструментальная ошибка /п," вызывает поперечную ошибку mg положения точки. Величина этой ошибки вы­

числяется по формуле

где 5 — расстояние от инструмента до проектной точки Значения ошибки mg, вычисленные по формуле (179),

приведены в табл. 8 .

87

визирная цель.

Ошибку в построении угла из-за центрирования теодо­

где те — линейный элемент ошибки центрирования;

Si и S2 — расстояния от вершины угла до точек визиро­

вания;

С— расстояние между концами сторон угла.

Вбольшинстве случаев С2 = 5] + 5 | (угол прямой); поэтому при Si = S2 получим уравнение

где те — то же, что и в формуле (180).

88

Значения nip и тр при применении оптических отвесов

для различных расстояний приведены в табл. 9.

Т а б л и ц а 9

Значения средних квадратических

и п

Ошибка фиксации /?г{[) характеризуется теми же значе­ ниями, что и при линейных измерениях (см. табл. 5).

Средняя квадратическая ошибка построения проект­ ного угла (без учета ошибок фиксации) вычисляется по формуле

При построении угла л-приемами ошибка тр опреде­

При расчетах точности построения угла средняя квад­ ратическая ошибка /лр может определяться как в угловой, так и в линейной мере.

89