Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрологическое обеспечение строительства. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенский государственный университет
архитектуры и строительства»
И.Н. Максимова
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СТРОИТЕЛЬСТВА
Рекомендовано Редсоветом университета
в качестве учебного пособия для студентов,
обучающихся по направлению 270800 «Строительство»
(квалификация «бакалавр»)
Пенза 2013
1
УДК 69:006.91(075.8)
ББК 38:30.10я73
М17
Рецензенты: кафедра «Строительные материалы и
технологии» (зав. кафедрой доктор
технических наук, профессор, чл.кор.
РААСН В.Т. Ерофеев) Мордовского
государственного университета им. Н.П.
Огарева;
доктор технических наук, профессор
Ю.Г. Иващенко (Саратовский государ
ственный технический университет
имени Ю.А. Гагарина)
М17
Максимова И.Н.
Метрологическое обеспечение строительства: учеб. пособие
/ И.Н. Максимова. – Пенза: ПГУАС, 2013. – 336 с.
Рассматриваются вопросы: история развития метрологии; структура государ
ственной системы обеспечения единства измерений; научная, техническая и нор
мативная база метрологического обеспечения строительства; система физических
величин и нормативные документы, применяемые в строительстве; метрологиче
ское обеспечение строительного контроля и основы контроля качества строи
тельных материалов.
В приложениях дается информация о средствах измерения, используемых в
строительстве и серийно изготавливаемых на предприятиях, с основными их
техническими характеристиками; перечне государственных стандартов, действую
щих на территории Российской Федерации и регламентирующих правила и
средства измерения в строительстве; терминологии, структуре и буквенных
обозначениях системы нормативных документов; типовом перечне средств
измерений, применяемых в строительстве.
Предлагаемое учебное пособие охватывает часть (несколько разделов) учебной
программы дисциплины «Основы метрологии, стандартизации, сертификации и
контроля качества» согласно ФГОС III поколения по направлению подготовки
270800 – Строительство (квалификация «бакалавр»).
¤ Пензенский государственный университет
архитектуры и строительства, 2013
© Максимова И.Н., 2013
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основной тенденцией в развитии метрологического обеспечения
является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи
обеспечения единства и требуемой точности измерений к принци
пиально новой задаче обеспечения качества измерений.
Качество измерений – понятие более широкое, чем точность изме
рений. Оно характеризует совокупность свойств средств измерений,
обеспечивающих получение в установленный срок результатов изме
рений с требуемыми точностью (размером допускаемых погрешно
стей), достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизво
димостью.
Понятие «метрологическое обеспечение» применяется, как прави
ло, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то
же время допускают использование термина «метрологическое обеспе
чение технологического процесса (производства, организации)», под
разумевая при этом метрологическое обеспечение измерений (испы
таний или контроля) в данном процессе, производстве, организации.
Объектом метрологического обеспечения являются все стадии
жизненного цикла изделия (продукции) или услуги. Под жизненным
циклом понимают совокупность последовательных взаимосвязанных
процессов создания и изменения состояния продукции от форму
лирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или
потребления.
Так, на стадии разработки продукции для достижения высокого
качества изделия производится выбор контролируемых параметров,
норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания.
Также осуществляется метрологическая экспертиза конструкторской и
технологической документации.
Необходимый уровень достоверности измерений в строительстве
определяют проектная документация и стандарты, а его возможность –
метрологическое обеспечение. Стандарты ставят цели, которые
должны быть достигнуты в производстве, а метрология является ин
струментом, позволяющим прийти к этой цели кратчайшим путем.
Метрология в строительном производстве находится на стыке
производства и проектной документации.
Предлагаемое учебное пособие охватывает часть (несколько
разделов) учебной программы дисциплины «Основы метрологии,
стандартизации, сертификации и контроля качества» согласно ФГОС
III поколения по направлению подготовки 270800 – Строительство
(квалификация «бакалавр»).
3
Целью обучения студентов данной дисциплине является форми
рование у них знаний общих закономерностей проявлений коли
чественных и качественных свойств объектов посредством измеритель
ных процедур (измерений) и понимания основ и роли стандартизации,
сертификации и контроля качества в обеспечении безопасности и
качества в строительстве, а также использование полученной при изме
рениях информации о количественных свойствах объектов для целена
правленной производственной, научной, испытательной и иной дея
тельности в области строительства.
Задача данного учебного пособия – дать обучающимся необходи
мый объем теоретических и практических навыков, которые позволят
организовывать метрологическое обеспечение строительных процес
сов, процессов производства строительной продукции и контроля
качества в строительстве.
В разделе 1 кратко изложена история развития метрологии.
В разделе 2 рассмотрены принципы построения систем единиц
физических величин, приведены основные понятия РМГ 2999, даны
определения основных единиц Международной системы единиц
физических величин.
В разделе 3, согласно СН 52880, представлен типовой перечень
применяемых в строительстве единиц физических величин, который
разработан на основе анализа используемых в нормативных докумен
тах по строительству единиц и величин, расчетных формул, терминов и
обозначений и действие которого распространяется на следующие
разделы производных единиц: пространства и времени; строительной
механики; гидромеханики и механики грунтов; электрических и маг
нитных величин; строительной теплофизики, акустики и светотехники;
ионизирующих излучений. Приведены правила образования и реко
мендации по применению десятичных кратных и дольных единиц, а
также их наименований и обозначений; правила написания наимено
ваний и обозначений производных единиц; рекомендации по примене
нию наименований физических величин; правила пересчета значений
физических величин из ранее употреблявшихся и подлежащих
изъятию единиц в единицы СИ, а также в допускаемые к применению
единицы, не входящие в СИ.
В разделе 4 изложены сведения о существующей структуре
государственной системы обеспечения единства измерений, в том
числе эталонной базе страны и парке средств измерений; некоторые
вопросы нормативной правовой и методической базы метрологиче
ского обеспечения (состояние основных мероприятий по государствен
4
ному регулированию обеспечения единства измерений, интеграция в
международную систему метрологии).
В разделе 5 описана техническая база метрологического обеспе
чения: вопросы методики выполнения измерений, метрологической
экспертизы технической документации, соблюдения требований к
экспертам.
В разделе 6 приведены данные о сложившейся системе норма
тивных документов в строительстве.
В разделе 7 кратко изложены нормативные требования к поверке
средств измерений в строительстве.
В разделе 8 обоснованы нормативные требования по метрологи
ческому обеспечению строительного контроля: описаны существующие
виды контроля, специальные контролирующие службы; обобщены ре
зультаты анализа номенклатуры средств измерений с оценкой возмож
ностей и методов контроля качества отдельных видов строительно
монтажных работ, выполненных с использованием различных строи
тельных конструкций и конструкционных материалов (бетон, камень,
арматура, цемент, металл и др.); представлены рекомендации по
организации и осуществлению контроля качества, позволяющие
оперативно ориентироваться по основным параметрам действующих
нормативных документов на основные виды строительномонтажных и
специальных работ, строительных материалов, изделий и конструкций;
рассмотрен порядок осуществления геодезического контроля точности
и приемки различных видов геодезических работ; приведена номенкла
тура важнейших групп строительных материалов и изделий с изло
жением основных требований, предъявляемых к ним, и освещением
существующих технических правил и положений, необходимых для
правильной оценки свойств строительных материалов.
Автор будет благодарен за замечания, высказанные по содержанию
данного учебного пособия.
5
ВВЕДЕНИЕ
Строительство играет исключительно важную роль в развитии
экономической системы государства. Оно решает проблему удовле
творения одной из основных потребностей человека – потребности в
жилье. Современное жилье представляет собой совокупность градо
строительных, инженерных, архитектурных, эстетических и других
решений, отражает научнотехнический и экономический уровень
развития государства.
В условиях экономической реформы существенное повышение
качества строительной продукции является важнейшим условием
интенсивного развития строительной отрасли в целом.
Низкий уровень качества снижает экономическую эффективность
капитальных вложений, отрицательно влияет на экономику страны,
затрудняет решение социальноэкономических задач.
Фактический уровень качества конечной продукции строительства
зависит от качества научноисследовательских и экспериментальных
работ, нормативной и проектной документации, строительных мате
риалов, конструкций и оборудования, применяемых строительных
машин и механизмов, а также качества труда непосредственных испол
нителей и техникоэкономических особенностей строительства.
Эксплуатационный уровень качества проявляется и поддержи
вается в процессе эксплуатации законченных строительством объектов.
Для решения проблемы качества строительной продукции необхо
димо решать проблему качества промежуточной продукции, включаю
щей нормативную и проектную документацию, строительные мате
риалы, конструкции и оборудование, строительномонтажные работы,
а также проблему качества эксплуатации зданий и сооружений.
Метрологическое обеспечение строительства – это мероприятия,
связанные с использованием научных и организационных методов,
норм и правил, оборудования, необходимых для достижения единства
и точности измерений в процессе проектирования, строительства и
эксплуатации зданий и сооружений. Единство и точность измерений –
состояние, когда все измерения сделаны в установленных единицах
измерения и имеют известную погрешность.
6
Основными целями метрологического обеспечения строительства
являются:
x повышение качества и экологической безопасности строитель
ной продукции;
x повышение эффективности управления строительным произ
водством;
x обеспечение метрологического сопровождения сертификации
продукции;
x повышение эффективности экспериментов и испытаний.
Количество контрольноизмерительных операций в строительстве
постоянно возрастает, превышая в ряде случаев число технологических
операций, а ошибки при выполнении их в равной степени снижают
качественные показатели строительства.
Измерения являются основным источником информации о
количестве, свойствах, физикомеханических и геометрических харак
теристиках строительных материалов, конструкций и технологических
процессов, на основе которых осуществляют учет, управление и
техническое совершенствование всех этапов возведения зданий и
сооружений.
В строительном производстве деятельность метрологической служ
бы должна быть тесно увязана с технологией выполнения работ.
Для обеспечения требуемой точности и высокой надежности всех
контрольноизмерительных операций необходимо соблюдение следую
щих условий:
x в технической документации должно быть предусмотрено необ
ходимое количество контрольных операций с указанием методов и
средств измерений;
x измерительные приборы должны поверяться через строго
установленные промежутки времени;
x для всех измерений должна быть разработана документация,
определяющая методику измерений;
x строительномонтажные участки должны быть обеспечены
необходимыми измерительными приборами;
x измерения должны осуществляться работниками соответ
ствующей квалификации, имеющими специальную подготовку.
Несоблюдение хотя бы одного из вышеперечисленных условий
приводит к получению неверных или недостаточно надежных ре
зультатов.
Номенклатура и объем контрольноизмерительных операций в
строительстве достаточно велики. Например, только в строительно
монтажном производстве необходимо измерять и контролировать
7
около 600 показателей. Для их измерения используют до 700 наиме
нований различных видов приборов, машин, оборудования и инстру
ментов; поэтому для выполнения качественных измерений на строи
тельной площадке должны быть приборы необходимой точности
измерений и специалисты, умеющие их применять.
Возможность достижения точности измерений осуществляется за
счет метрологического обеспечения. Несвоевременные и недосто
верные данные отрицательно влияют на качество строительства, а
следовательно, и на его безопасность.
Определенную сложность в решении проблем качества создает
недостаточность законодательной, нормативнотехнической и методи
ческой базы, связанная с глобальным пересмотром и реформированием
систем технического регулирования строительства.
Итак, перед строительной отраслью стоит сложнейшая задача по
вышения качества вновь вводимого жилья, его надежности и дол
говечности.
8
1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИИ
Метрология как наука и область практической деятельности имеет
древние корни. На протяжении развития человеческого общества
измерения были основой взаимоотношений людей между собой, с
окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались
определенные представления о размерах, формах, свойствах предметов
и явлений, а также правила и способы их сопоставления. Раздроблен
ность территорий и населяющих их народов обуславливала индиви
дуальность этих правил и способов. Поэтому появлялось множество
единиц для измерения одних и тех же величин.
Наименования единиц и их размеров в давние времена давались
чаще всего в соответствии с возможностью определения их без спе
циальных устройств, т.е. ориентировались на те, что были «под руками
и под ногами». В России в качестве единиц длины были пядь, локоть.
Первоначально под пядью понимали максимальное расстояние между
концами вытянутых большого и указательного пальцев взрослого
человека. В XVI в. мерную пядь приравняли к четверти аршина, а в
дальнейшем пядь как мера длины постепенно вышла из употребления.
Локоть как мера длины применялась в древние времена во многих
государствах (на Руси, в Вавилоне, Египте и других странах) и опреде
лялась как расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца среднего
пальца вытянутой руки (или большого пальца, или сжатого кулака).
Естественно, размер локтя был различным.
Одной из основных мер длины в России долгое время была сажень
(упоминается в летописях начала Х в.). Размер ее также был не по
стоянен. Применялись: простая сажень, косая сажень, казенная сажень
и др. При Петре 1 по его Указу русские меры длины были согласованы
с английскими мерами. Так одна сажень должна была равняться семи
английским футам. В 1835 г. Николай 1 своим «Указом правитель
ствующему Сенату» утвердил сажень в качестве основной меры длины
в России. В соответствии с этим Указом за основную единицу массы
был принят образцовый фунт, как кубический дюйм воды при темпе
ратуре 13,3 градуса Реомюра в безвоздушном пространстве (фунт рав
нялся 409,51241 грамм).
Кроме перечисленных мер длины в России использовались и дру
гие меры длины: аршин (0,7112 м), верста (в разные времена размер
версты был различным).
Для поддержания единства установленных мер еще в древние
времена применялись эталонные (образцовые) меры, которые храни
лись в Церквях, т.к. Церкви являлись наиболее надежными местами
9
для хранения ценных предметов. В принятом в 11341135г. Уставе
говорилось, что переданные на хранение епископу меры надлежало
«блюсти без пакости, ни умаливати, ни умноживати и на всякий год
взвешивати». Таким образом, уже в те времена производилась
операция, которая позже стала называться поверкой.
За умышленно неправильные измерения, обман, связанные с при
менением мер, предусматривались строгие наказания («казнити близко
смерти»).
По мере развития промышленного производства повышались тре
бования к применению и хранению мер, стремление к унификации
размеров единиц. Так, в 1736 г. российский Сенат образовал комиссию
мер и весов. Комиссии предписывалось разработать эталонные меры,
определить отношения различных мер между собой, выработать проект
Указа по организации поверочного дела в России. Архивные
материалы свидетельствуют о перспективности замыслов, которые
предполагала реализовать комиссия. Однако изза отсутствия средств
эти замыслы в то время не были реализованы.
В 1841 году в соответствии с принятым Указом «О системе
Российских мер и весов», узаконившим ряд мер длины, объема и веса,
было организовано при Петербургском монетном дворе Депо образ
цовых мер и весов – первое государственное поверочное учреждение.
Основными задачами Депо являлись: хранение эталонов, составление
таблиц русских и иностранных мер, изготовление менее точных по
сравнению с эталонами образцовых мер и рассылка последних в регио
ны страны. Поверка мер и весов на местах была вменена в обязанность
городским думам, управам и казенным палатам. Были организованы
«ревизионные группы», включающие представителей местных властей
и купечества, имеющие право изымать неверные или неклейменные
меры, а владельцев таких мер привлекать к ответственности. Таким
образом, в России были заложены основы единой государственной
метрологической службы.
В начале ХVIII в. появились книги, в которых содержалось
описание действующей русской метрологической системы: Л.Ф.Маг
ницкого «Арифметика» (1703 г.), «Роспись полевой книги» (1709 г.).
Позже, в 1849 г. была издана первая научноучебная книга Ф.И. Пет
рушевского «Общая метрология» (в двух частях), по которой учились
первые поколения русских метрологов.
Важным этапом в развитии русской метрологии явилось подпи
сание Россией метрической конвенции 20 мая 1875 г. В этом же году
была создана Международная организация мер и весов (МОМВ). Мес
то пребывания этой организации – Франция (г. Севр). Ученые России
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]