Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Термины и их пояснения

Выбор средств измерений для конкретных измерительных це­лей определяется многими факторами. Задача выбора может быть как очень простой, так и достаточно сложной, когда требуется проверка соответствия свойств средства измерения предъявляемым требованиям по быстродействию, надежности, степени защищен­ности от определенных воздействий и т. п.

Но главным требовани­ем является, как правило, обеспечение необходимой точности из­мерений .

Для обоснования этого требования необходимо знать цель измерения. Таких целей две. Они имеют следующие принципиальные отличия:

Определение действительного размера измеряемой величины в заданных единицах;

Определение соответствия измеряемой величины предписанному (номинальному) размеру, для которого заданы допустимые предельные отклонения.

В первом случае измеряемой величине присваивается размер, достоверность которого полностью определяется погрешностью, имевшей место в момент измерения. Допустимая погрешность назначается исходя из конкретных задач определения размера.

Например, при ручной доводке детали до заданного геометрического размера рабочий контролирует этот размер с помощью штангенциркуля и прекращает доводку при полном совпадении штрихов, соответствующих заданному размеру. Выбор штангенциркуля обус­ловлен тем, что предельная погрешность измерения меньше или равна заданному допуску.

Во втором случае с помощью измерения проверяют, находит­ся ли размер измеряемой величины в заданном интервале (в поле допуска), например при приемочном контроле изделий по геометрическим размерам. При этом изменение (исправление) размера в процессе измерения невозможно. Результат измерения используется только для определения пригодности.

При этом по­грешность измерения влияет на окончательные результаты приемки («годен» или «брак») только тех изделий, фактические размеры которых находятся близко к границам поля допуска. Увеличение погрешности измерения увеличивает вероятность того, что часть изделий будет неправильно принята (ошибка 1-го рода), а часть изделий - неправильно забракована (ошибка 2-го рода).

Характеристики точности

Точность геометрического параметра , представляющего собой случайную величину, определяют характеристиками точности. При этом точность угловых величин может быть охарактеризована точностью линейных размеров , которыми определяются эти величины.

Характеристики точности геометрических параметров в строительстве и их взаимосвязь указаны на рисунке 1.7.1.

где х i – действительное значение параметра ;

– номинальное значение параметра .

Действительное отклонение является количественным выражением систематических и случайных погрешностей, накопленных при выполнении технологических операций и измерений.

Точность геометрических параметров в стандартах и других нормативных документах, а также на рабочих чертежах характеризуется минимальным и максимальным предельными размерами , нижним и верхним предельными отклонениями от номинального значения, допуском и отклонением середины поля допуска от номинального значения параметра . Половина допуска является предельным отклонением параметра от середины поля допуска .

Взаимосвязь между этими характеристиками точности определяют по формулам:

Следует учесть, что значения нижнего и верхнего предельных отклонений и подставляют в формулы со своими знаками.

Точность геометрического параметра в совокупности его действительных значений х i , полученной в результате выполнения определенного технологического процесса или операции массового и серийного производства, определяют статистическими характеристиками точности.

В качестве статистических характеристик точности геометрического параметра применяют его среднее значение и среднее квадратическое отклонение . В необходимых случаях при различных законах распределения параметра допускается использовать другие статистические характеристики точности.

При нормальном распределении геометрического параметра оценками характеристик и являются выборочное среднее и выборочное среднее квадратическое отклонение , которые вычисляют по формулам:

Оценкой систематического отклонения , при нормальном распределении геометрического параметра является выборочное среднее отклонение , т. е. среднее значение отклонений в выборке, определяемое по формуле

где t minи t max - значения стандартизованной случайной величины, зависящие от вероятности появления значений ниже x min и выше x max , и типа статистического распределения параметра .

Как правило, вероятность появления значений ниже x min и выше x max принимают одинаковой, но не более 0,05.

Предпочтительные значения величины при нормальном распределении параметра в зависимости от допускаемой вероятности появления значений ниже x min и выше x max , характеризуемой приемочным уровнем дефектности по ГОСТ 23616-79 , установлены ГОСТ 23615-79 .

В случае симметричного (например, нормального) распределения геометрического параметра (рисунок 1.7.1 б) и одинаковой вероятности появления значений x 1 ниже x min и выше x max t min =t max =t, а взаимосвязь между характеристиками точности представлена формулами:

(1.7.16)

(1.7.17)

(1.7.18)

Назначение точности

Точность геометрических параметров на всех этапах строительного проектирования и производства следует устанавливать в зависимости от функциональных, конструктивных, технологических и экономических требований, предъявляемых к зданиям, сооружениям и их отдельным элементам.

Соответствие назначаемой точности функциональным, конструктивным, технологическим и экономическим требованиям устанавливают расчетом точности в соответствии с ГОСТ 21780-83 или другими методами.

Точность геометрических параметров следует устанавливать посредством характеристик точности, приведенных в пункте 1. Предпочтительными характеристиками являются предельные отклонения относительно номинального значения параметра х , принимаемых, как правило (при ), равными по абсолютной величине половине значения соответствующего функционального или технологического допуска, принятого в расчете точности.

В обоснованных случаях, при необходимости частичной компенсации возрастающих во времени систематических погрешностей технологических процессов и операций, предельные отклонения должны устанавливаться несимметричными ().

Функциональными допусками регламентируют точность геометрических параметров в сопряжениях и точность положения элементов в конструкциях.

Номенклатура функциональных допусков установлена ГОСТ 21780-83 , а их конкретные значения определяют по формуле (1.7.4), в которой x min и x max или и принимают исходя из функциональных (прочностных, изоляционных или эстетических) требований к конструкциям.

Технологическими допусками регламентируют точность технологических процессов и операций по изготовлению и установке элементов, а также выполнению разбивочных работ.

Номенклатуру и конкретные значения технологических допусков по классам точности процессов и операций следует принимать по ГОСТ 21779-82 .

Классы точности выбирают при выполнении расчетов точности в зависимости от принимаемых средств технологического обеспечения и контроля точности и возможностей производства.

Похожая информация.

6. ГОСТ 23615-79. Система обеспечения геометрической точности в строительстве. – М.: Госстрой СССР, 1979.

7. ГОСТ 23616-79. Система обеспечения геометрической точности в строительстве. Общие правила контроля точности. – М.: Госстрой СССР, 1979.

8. ГОСТ Р 21.1701-97. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог.

9. Федотов Г.А. Инженерная геодезия: Учебник/Г.А. Федотов. – 2-е изд., исправл. – М.: Высш. шк., 2004.-463 с.

10. Клюшин Е.Б. Инженерная геодезия. Учебник для вузов/Е.Б.Клюшин, М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев, В.Д.Фельдман; Под ред. Д.Ш.Михелева. – 4-е изд., испр. – М.: Изд. центр ”Академия”,2004. – 480 с.

11. Клюшин Е.Б. Инженерная геодезия. Учеб. для вузов /Е.Б.Клюшин, М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев, В.Д.Фельдман; Под ред. Д.Ш.Михелева. – М.: Высш. шк., 2000. – 464 с.

12. Измерение горизонтальных и вертикальных углов: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Инженерная геодезия»/ Сост.: Ю.В. Столбов, А.А. Побережный. – Омск: Изд-во СибАДИ,2005. –19с.

13. Методические указания к лабораторным работам «Построение продольного профиля», «Построение проектной линии продольного профиля»/Сост.: Т.П. Синютина, Л.Ю. Миколишина. – Омск: Изд-во СибАДИ,2006. – 27с.

14. Трассирование линейных сооружений: Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов строительных специальностей очной и заочной форм обучения/ Сост.: Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – 34 с.

15. Решение задач на топографических картах: Методические указания и задания к лабораторной работе для студентов строительных специальностей очной и заочной форм обучения / Сост.: Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – 37 с.

16. Производство топографических съёмок: Методические указания для студентов 1 курса на период летней геодезической практики / Сост.: А.В. Виноградов, Т.П.Синютина.– Изд-во СибАДИ, 1997.–16 с.

17. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Инженерная подготовка территорий» / Сост.: Н.С.Воловник, Т.П.Синютина.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2006.– 28с.

18. Методические указания и задания для студентов «Инженерные изыскания для строительства» / Сост.: Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2009.– 38с.

19. Инженерное обеспечение строительства (геодезия): учебно-методическое пособие /Т.П.Синютина, Л.Ю.Миколишина, Т.В.Котова, Н.С.Воловник. – Омск: СибАДИ, 2012. – 96 с.

20.Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1: 2000,

1: 1000, 1:500. М. «Недра», 1989г.

21. Матвеев С.И. Инженерная геодезия и геоинформатика - М. Фонд Мир 2012.

22. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 (ГКИНП-02-033-82). ГУГиК,1983г.

23. Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов. Роскартография, 1999г.

Введение 4

Общие положения 4

1.1. Цель, задачи и порядок проведения учебной практики 4

стр. 1

стр. 2

стр. 3

стр. 4

стр. 5

стр. 6

стр. 7

стр. 8

стр. 9

стр. 10

стр. 11

стр. 12

стр. 13

стр. 14

стр. 15

стр. 16

СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

(СТ СЭВ 3740-82)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 13 декабря 1983 г. № 320 срок введения установлен

с 31.01.84

Настоящий стандарт распространяется на проектирование зданий, сооружений и их элементов и устанавливает общие положения, методические принципы и порядок расчета точности геометрических параметров в строительстве.

На основе настоящего стандарта разрабатываются методические документы, устанавливающие особенности расчетов точности геометрических параметров конструкций различных видов.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3740-82 в части, указанной в справочном приложении 1.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения приведены в обязательном приложении 2.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Расчет точности геометрических параметров должен выполняться в процессе проектирования типовых, экспериментальных и индивидуальных конструкций зданий и сооружений и их элементов в целях обеспечения собираемости конструкций с заданными эксплуатационными свойствами при наименьших затратах.

1.2. Расчет точности производят на основе:

функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям зданий и сооружений;

данных о точности применяемых технологических процессов и операций изготовления элементов, разбивки осей и сборки конструкций.

1.3. В процессе расчета точности в соответствии с принятой расчетной схемой по характеристикам точности составляющих геометрических параметров определяют расчетные предельные значения результирующего параметра, которые сравнивают затем с допустимыми предельными значениями этого параметра, установленными на основе функциональных требований (путем расчета прочности и устойчивости, в соответствии с результатами испытаний или исходя из изоляционных, эстетических и других требований).

1.4. Соответствие точности результирующего параметра функциональным требованиям обеспечивается, если соблюдены следующие условия:

где и - расчетные предельные значения результирующего параметра х ;

и - допустимые предельные значения результирующего параметра х . Разность составляет функциональный допуск.

1.5. Задача расчета точности может быть:

прямой, когда расчетные предельные значения результирующего параметра определяют по известным характеристикам точности составляющих параметров (проверочный расчет);

обратной, когда по установленным допустимым предельным значениям результирующего параметра определяют необходимые требования к точности составляющих параметров.

1.6. В соответствии с результатами расчета точности:

в нормативно-технической документации на строительные конструкции зданий, сооружений и их элементов и в рабочих чертежах уточняют, при необходимости, номинальные значения результирующих и составляющих параметров, устанавливают требования к точности этих параметров и правила контроля точности;

в технологической документации на изготовление элементов, разбивку осей и производство строительно-монтажных работ устанавливают способы и последовательность выполнения технологических процессов и операций, методы и средства обеспечения их точности.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ

2.1. Принимаемые в результате расчета точности решения должны обеспечивать минимальные трудовые и материальные затраты при возведении строительных конструкций зданий и сооружений и изготовлении их элементов.

С этой целью следует предусматривать максимально возможные значения допусков, а также конструктивные и технологические мероприятия по снижению влияния точности технологических процессов и операций на точность результирующих параметров.

2.2. Расчет точности следует производить, как правило, из условия полной собираемости конструкций.

В некоторых случаях при технической возможности и экономической целесообразности может предусматриваться неполная собираемость. При этом для случаев, когда действительные значения результирующего параметра будут выходить за пределы, должны предусматриваться дополнительные операции по подбору элементов или пригонке отдельных размеров.

2.3. Исходным уравнением для расчета точности является уравнение (3), выражающее зависимость между результирующим и составляющими параметрами, входящими в расчетную схему:

где - результирующий параметр;

Составляющий параметр;

Число составляющих параметров в расчетной схеме;

Коэффициент, характеризующий геометрическую зависимость результирующего параметра х от составляющего параметра х k .

В качестве результирующих параметров при составлении расчетных схем, как правило, рассматриваются размеры в узлах сопряжений элементов и другие размеры, которыми при принимаемой последовательности сборки конструкции завершается определенный цикл технологических операций, определяющих точность составляющих параметров, и в которых компенсируются погрешности этих операций (рекомендуемое приложение 3).

В качестве составляющих параметров рассматриваются размеры элементов, размеры, определяющие расстояния между осями, высотными отметками и другими ориентирами, а также другие получаемые в результате выполнения указанных технологических операций параметры, точность которых влияет на точность результирующего параметра.

Если составляющие геометрические параметры статистически зависимы, то при определении расчетных характеристик точности результирующего параметра эта зависимость должна быть учтена. Статистическую зависимость допускается характеризовать коэффициентом корреляции.

2.4. Расчет точности производят на основе статистических методов. В общем случае при статистическом расчете расчетные предельные значения результирующего параметра и для проверки условий (1) и (2) определяют по следующим уравнениям точности:

где - номинальное значение результирующего параметра х ;

Систематическое отклонение результирующего параметра х ;

Среднее квадратическое отклонение результирующего параметра х ;

и - значения стандартизованной случайной величины, зависящей от допускаемой вероятности появления значений результирующего параметра ниже и.

Определение расчетных предельных значений результирующего параметра по статистическим характеристикам с применением уравнений 4 и 5 производят в соответствии с обязательным приложением 4.

2.5. В большинстве практических случаев расчет точности следует производить по допускам упрощенным статистическим методом, применение которого позволяет обеспечивать полную собираемость конструкции при применении установленных действующими стандартами планов приемочного контроля точности составляющих параметров с приемочным уровнем дефектности 4 % по ГОСТ 23616-79 .

При этом уравнения точности для определения расчетных предельных значений результирующего параметра принимают вид:

где - номинальное значение результирующего параметра;

Расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра;

Расчетный допуск результирующего параметра.

2.6. Номинальные значения и расчетные характеристики точности результирующего параметра при статистически независимых составляющих параметрах определяют на основе исходного уравнения (3) по следующим формулам:

где - номинальные значения составляющих параметров;

Отклонения середин полей технологических допусков составляющих параметров;

Технологические допуски составляющих параметров.

2.7. При небольшом числе составляющих параметров (до трех) и отсутствии данных о статистических характеристиках их распределения расчет точности допускается выполнять с применением метода «минимума-максимума» в соответствии с обязательным приложением 5.

3. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ

3.1. Для расчета точности в соответствии с п. 2.2 выявляют результирующие геометрические параметры, от точности которых зависит обеспечение функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям здания и сооружения, и в соответствии с п. 1.3 определяют допустимые предельные значения этих параметров.

При этом для расчета выбираются те из однотипных повторяющихся параметров, расчетные характеристики точности которых могут получить наибольшее абсолютное значение.

3.2. Для каждого из выбранных результирующих параметров в соответствии с проектируемой технологией и последовательностью выполнения разбивочных и сборочных работ устанавливают базу, служащую началом выполнения определенного цикла технологических операций и являющуюся началом накопления погрешностей, которые должны компенсироваться этим параметром, выявляют составляющие параметры и составляют расчетную схему и исходное уравнение.

3.3. Для каждой расчетной схемы выбирают метод расчета и составляют уравнения точности, а также уравнения для определения номинального размера и характеристик точности результирующего параметра.

Характеристики точности составляющих параметров, являющихся результатом выполнения определенного технологического процесса или операции, принимают на основе требований соответствующих стандартов или назначают по ГОСТ 21779-82 . В случаях, когда составляющий параметр является результатом выполнения нескольких технологических процессов или операций, характеристики его точности следует определять с помощью расчета.

При составлении уравнений для определения характеристик точности результирующего параметра следует также учитывать собственные отклонения составляющих параметров, возникающие в процессе монтажа и эксплуатации конструкций в результате температурных и других внешних воздействий.

3.4. В зависимости от типа задачи методом пробных расчетов решают уравнения точности исходя из условия выполнения требований (1) и (2).

При прямой задаче на основе принятых характеристик точности и номинальных значений составляющих параметров определяют расчетные номинальные и предельные значения результирующего параметра и проверяют условия точности.

При обратной задаче на основе условий точности по допустимым предельным и номинальному значениям результирующего параметра определяют номинальные значения и характеристики точности некоторых составляющих параметров.

3.5. Если в результате расчета установлено, что при принятых конструктивном решении, технологии производства и других исходных данных условия точности не соблюдаются, то в зависимости от технической возможности и экономической целесообразности следует принять одно из следующих решений:

повысить точность составляющих параметров, оказывающих наибольшее влияние на точность результирующего параметра, за счет введения более совершенных технологических процессов;

уменьшить влияние составляющих параметров на точность результирующего параметра путем сокращения числа этих параметров в расчетной схеме за счет изменения способа ориентирования (базы) и последовательности выполнения технологических процессов и операций;

пересмотреть конструктивные решения узлов строительных конструкций зданий, сооружений и их элементов с целью изменения допустимых предельных и номинального значений результирующего параметра;

предусмотреть неполную собираемость конструкций.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 21780-83 СТ СЭВ 3740-82

Полная собираемость - собираемость, уровень которой равен или превышает 99,73 %.

Неполная собираемость - собираемость, уровень которой ниже 99,73 %.

База - поверхность или ось, относительно которых определяется положение других поверхностей или осей.

ПРИЛОЖЕН И Е 3

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ РЕЗУЛЬТИРУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ

Примечание. При рассмотрении параметров, характеризующих положение элементов, следует учитывать, что, а равны по абсолютному значению и определяют предельное отклонение элементов относительно друг друга. Индексы min и max принимаются условно для указания направления смещения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО ПАРАМЕТРА ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

(общий случай статистического расчета точности)

1. В общем случае статистического расчета точности конструкции и элементов зданий и сооружении расчетные предельные значения результирующего параметра для проверки условий (1) и (2) определяют по формулам (4) и (5) настоящего стандарта.

2. Расчетное номинальное значение результирующего параметра на основе исходного уравнения (3) определяют по формуле (8) настоящего стандарта, а расчетные характеристики точности и - по формулам:

где - систематические отклонения составляющих параметров;

Средние квадратические отклонения составляющих параметров.

3. Характеристики и в зависимости от имеющихся для расчета исходных данных следует определять по результатам статистического анализа точности соответствующих технологических процессов и операции по ГОСТ 23615-79 или по характеристикам точности и планам контроля, установленным в соответствующих стандартах или других нормативно-технических документах.

4. Для перехода от характеристик точности и планов контроля, устанавливаемых в стандартах и в других нормативно-технических документах, к статистическим характеристикам точности применяют выражения:

где - отклонение середины поля технологического допуска составляющего параметра;

Технологический допуск составляющего параметра;

Значение стандартизованной случайной величины, характеризующее приемочный уровень дефектности плана контроля точности составляющего параметра по ГОСТ 23616-79 .

5. Значения величин: и в уравнениях (4) и (5) настоящего стандарта, а также значения для каждого составляющего параметра определяют по табл. 1 в зависимости соответственно от принимаемого при расчете уровня собираемости и приемочного уровня дефектности установленного плана контроля точности составляющего параметра.

Таблица 1

6. Долю сборочных работ, требующих выполнения дополнительных операций по подбору элементов или пригонке отдельных параметров, определяют отдельно для случаев, когда и по табл. 2.

Таблица 2

ПРИЛОЖЕН И Е 5

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО ПАРАМЕТРА МЕТОДОМ «МИНИМУМА-МАКСИМУМА»

Расчетные предельные значения и результирующего параметра в условиях (1) и (2) методом «минимума-максимума» определяют по формулам настоящего стандарта

где - расчетное номинальное значение результирующего параметра х , определяемое по формуле (8) настоящего стандарта;

Расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра х , определяемое по формуле (9) настоящего стандарта;

Расчетное значение допуска результирующего параметра х .

Расчетное значение допуска результирующего параметра определяют с учетом наиболее неблагоприятного сочетания отклонений составляющих параметров по составляемой на основе исходного уравнения (3) настоящего стандарта формуле

где - допуск составляющего параметра;

Коэффициент, характеризующий геометрическую зависимость результирующего параметра от составляющего параметра.

СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

(СТ СЭВ 3740-82)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 13 декабря 1983 г. № 320 срок введения установлен

Настоящий стандарт распространяется на проектирование зданий, сооружений и их элементов и устанавливает общие положения, методические принципы и порядок расчета точности геометрических параметров в строительстве.

На основе настоящего стандарта разрабатываются методические документы, устанавливающие особенности расчетов точности геометрических параметров конструкций различных видов.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3740-82 в части, указанной в справочном приложении 1.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения приведены в обязательном приложении 2.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Расчет точности геометрических параметров должен выполняться в процессе проектирования типовых, экспериментальных и индивидуальных конструкций зданий и сооружений и их элементов в целях обеспечения собираемости конструкций с заданными эксплуатационными свойствами при наименьших затратах.

1.2. Расчет точности производят на основе:

функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям зданий и сооружений;

данных о точности применяемых технологических процессов и операций изготовления элементов, разбивки осей и сборки конструкций.

1.3. В процессе расчета точности в соответствии с принятой расчетной схемой по характеристикам точности составляющих геометрических параметров определяют расчетные предельные значения результирующего параметра, которые сравнивают затем с допустимыми предельными значениями этого параметра, установленными на основе функциональных требований (путем расчета прочности и устойчивости, в соответствии с результатами испытаний или исходя из изоляционных, эстетических и других требований).

1.4. Соответствие точности результирующего параметра функциональным требованиям обеспечивается, если соблюдены следующие условия:

где и - расчетные предельные значения результирующего параметра х;

и - допустимые предельные значения результирующего параметра х. Разность составляет функциональный допуск.

1.5. Задача расчета точности может быть:

прямой, когда расчетные предельные значения результирующего параметра определяют по известным характеристикам точности составляющих параметров (проверочный расчет);

обратной, когда по установленным допустимым предельным значениям результирующего параметра определяют необходимые требования к точности составляющих параметров.

1.6. В соответствии с результатами расчета точности:

в нормативно-технической документации на строительные конструкции зданий, сооружений и их элементов и в рабочих чертежах уточняют, при необходимости, номинальные значения результирующих и составляющих параметров, устанавливают требования к точности этих параметров и правила контроля точности;

в технологической документации на изготовление элементов, разбивку осей и производство строительно-монтажных работ устанавливают способы и последовательность выполнения технологических процессов и операций, методы и средства обеспечения их точности.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ

2.1. Принимаемые в результате расчета точности решения должны обеспечивать минимальные трудовые и материальные затраты при возведении строительных конструкций зданий и сооружений и изготовлении их элементов.

С этой целью следует предусматривать максимально возможные значения допусков, а также конструктивные и технологические мероприятия по снижению влияния точности технологических процессов и операций на точность результирующих параметров.

2.2. Расчет точности следует производить, как правило, из условия полной собираемости конструкций.

В некоторых случаях при технической возможности и экономической целесообразности может предусматриваться неполная собираемость. При этом для случаев, когда действительные значения результирующего параметра будут выходить за пределы, должны предусматриваться дополнительные операции по подбору элементов или пригонке отдельных размеров.

2.3. Исходным уравнением для расчета точности является уравнение (3), выражающее зависимость между результирующим и составляющими параметрами, входящими в расчетную схему:

где - результирующий параметр;

Составляющий параметр;

Число составляющих параметров в расчетной схеме;

Коэффициент, характеризующий геометрическую зависимость результирующего параметра х от составляющего параметра хk.

В качестве результирующих параметров при составлении расчетных схем, как правило, рассматриваются размеры в узлах сопряжений элементов и другие размеры, которыми при принимаемой последовательности сборки конструкции завершается определенный цикл технологических операций, определяющих точность составляющих параметров, и в которых компенсируются погрешности этих операций (рекомендуемое приложение 3).

В качестве составляющих параметров рассматриваются размеры элементов, размеры, определяющие расстояния между осями, высотными отметками и другими ориентирами, а также другие получаемые в результате выполнения указанных технологических операций параметры, точность которых влияет на точность результирующего параметра.

Если составляющие геометрические параметры статистически зависимы, то при определении расчетных характеристик точности результирующего параметра эта зависимость должна быть учтена. Статистическую зависимость допускается характеризовать коэффициентом корреляции.

2.4. Расчет точности производят на основе статистических методов. В общем случае при статистическом расчете расчетные предельные значения результирующего параметра и для проверки условий (1) и (2) определяют по следующим уравнениям точности

где - номинальное значение результирующего параметра х;

Систематическое отклонение результирующего параметра х;

Среднее квадратическое отклонение результирующего параметра х;

и - значения стандартизованной случайной величины, зависящей от допускаемой вероятности появления значений результирующего параметра ниже и.

Определение расчетных предельных значений результирующего параметра по статистическим характеристикам с применением уравнений 4 и 5 производят в соответствии с обязательным приложением 4.

2.5. В большинстве практических случаев расчет точности следует производить по допускам упрощенным статистическим методом, применение которого позволяет обеспечивать полную собираемость конструкции при применении установленных действующими стандартами планов приемочного контроля точности составляющих параметров с приемочным уровнем дефектности 4 % по ГОСТ 23616-79.

При этом уравнения точности для определения расчетных предельных значений результирующего параметра принимают вид:

где - номинальное значение результирующего параметра;

Расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра;

Расчетный допуск результирующего параметра.

2.6. Номинальные значения и расчетные характеристики точности результирующего параметра при статистически независимых составляющих параметрах определяют на основе исходного уравнения (3) по следующим формулам:

где - номинальные значения составляющих параметров;

Отклонения середин полей технологических допусков составляющих параметров;

Технологические допуски составляющих параметров.

2.7. При небольшом числе составляющих параметров (до трех) и отсутствии данных о статистических характеристиках их распределения расчет точности допускается выполнять с применением метода «минимума-максимума» в соответствии с обязательным приложением 5.

3. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ

3.1. Для расчета точности в соответствии с п. 2.2 выявляют результирующие геометрические параметры, от точности которых зависит обеспечение функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям здания и сооружения, и в соответствии с п. 1.3 определяют допустимые предельные значения этих параметров.

При этом для расчета выбираются те из однотипных повторяющихся параметров, расчетные характеристики точности которых могут получить наибольшее абсолютное значение.

3.2. Для каждого из выбранных результирующих параметров в соответствии с проектируемой технологией и последовательностью выполнения разбивочных и сборочных работ устанавливают базу, служащую началом выполнения определенного цикла технологических операций и являющуюся началом накопления погрешностей, которые должны компенсироваться этим параметром, выявляют составляющие параметры и составляют расчетную схему и исходное уравнение.

3.3. Для каждой расчетной схемы выбирают метод расчета и составляют уравнения точности, а также уравнения для определения номинального размера и характеристик точности результирующего параметра.

Характеристики точности составляющих параметров, являющихся результатом выполнения определенного технологического процесса или операции, принимают на основе требований соответствующих стандартов или назначают по . В случаях, когда составляющий параметр является результатом выполнения нескольких технологических процессов или операций, характеристики его точности следует определять с помощью расчета.

При составлении уравнений для определения характеристик точности результирующего параметра следует также учитывать собственные отклонения составляющих параметров, возникающие в процессе монтажа и эксплуатации конструкций в результате температурных и других внешних воздействий.

3.4. В зависимости от типа задачи методом пробных расчетов решают уравнения точности исходя из условия выполнения требований (1) и (2).

При прямой задаче на основе принятых характеристик точности и номинальных значений составляющих параметров определяют расчетные номинальные и предельные значения результирующего параметра и проверяют условия точности.

При обратной задаче на основе условий точности по допустимым предельным и номинальному значениям результирующего параметра определяют номинальные значения и характеристики точности некоторых составляющих параметров.

3.5. Если в результате расчета установлено, что при принятых конструктивном решении, технологии производства и других исходных данных условия точности не соблюдаются, то в зависимости от технической возможности и экономической целесообразности следует принять одно из следующих решений:

повысить точность составляющих параметров, оказывающих наибольшее влияние на точность результирующего параметра, за счет введения более совершенных технологических процессов;

уменьшить влияние составляющих параметров на точность результирующего параметра путем сокращения числа этих параметров в расчетной схеме за счет изменения способа ориентирования (базы) и последовательности выполнения технологических процессов и операций;

ГОСТ 21780-83

(СТ СЭВ 3740-82)

УДК 69.001.2:006.354 Группа Ж02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Система обеспечения точности геометрических

параметров в строительстве

РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ

System of ensuring the accuracy of geometrical

parameters in construction. Accuracy calculation

Дата введения 1984-01-31

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 13 декабря 1983 г. № 320

ВЗАМЕН ГОСТ 21780-76

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 1985 г.

Настоящий стандарт распространяется на проектирование зданий, сооружений и их элементов и устанавливает общие положения, методические принципы и порядок расчета точности геометрических параметров в строительстве.

На основе настоящего стандарта разрабатываются методические документы, устанавливающие особенности расчетов точности геометрических параметров конструкций различных видов.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3740-82 в части, указанной в справочном приложении 1.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения приведены в обязательном приложении 2.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Расчет точности геометрических параметров должен выполняться в процессе проектирования типовых, экспериментальных и индивидуальных конструкций зданий и сооружений и их элементов в целях обеспечения собираемости конструкций с заданными эксплуатационными свойствами при наименьших затратах.

1.2. Расчет точности производят на основе:

функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям зданий и сооружений;

данных о точности применяемых технологических процессов и операций изготовления элементов, разбивки осей и сборки конструкций.

1.3. В процессе расчета точности в соответствии с принятой расчетной схемой по характеристикам точности составляющих геометрических параметров определяют расчетные предельные значения результирующего параметра, которые сравнивают затем с допустимыми предельными значениями этого параметра, установленными на основе функциональных требований (путем расчета прочности и устойчивости, в соответствии с результатами испытаний или исходя из изоляционных, эстетических и других требований).

1.4. Соответствие точности результирующего параметра функциональным требованиям обеспечивается, если соблюдены следующие условия:

где и - расчетные предельные значения результирующего параметра ;

И - допустимые предельные значения результирующего параметра . Разность составляет функциональный допуск .

1.5. Задача расчета точности может быть:

прямой, когда расчетные предельные значения результирующего параметра определяют по известным характеристикам точности составляющих параметров (проверочный расчет);

обратной, когда по установленным допустимым предельным значениям результирующего параметра определяют необходимые требования к точности составляющих параметров.

1.6. В соответствии с результатами расчета точности:

в нормативно-технической документации на строительные конструкции зданий, сооружений и их элементов и в рабочих чертежах уточняют, при необходимости, номинальные значения результирующих и составляющих параметров, устанавливают требования к точности этих параметров и правила контроля точности;

в технологической документации на изготовление элементов, разбивку осей и производство строительно-монтажных работ устанавливают способы и последовательность выполнения технологических процессов и операций, методы и средства обеспечения их точности.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ

2.1. Принимаемые в результате расчета точности решения должны обеспечивать минимальные трудовые и материальные затраты при возведении строительных конструкций зданий и сооружений и изготовлении их элементов.

С этой целью следует предусматривать максимально возможные значения допусков, а также конструктивные и технологические мероприятия по снижению влияния точности технологических процессов и операций на точность результирующих параметров.

2.2. Расчет точности следует производить, как правило, из условия полной собираемости конструкций.

В некоторых случаях при технической возможности и экономической целесообразности может предусматриваться неполная собираемость. При этом для случаев, когда действительные значения результирующего параметра будут выходить за пределы, должны предусматриваться дополнительные операции по подбору элементов или пригонке отдельных размеров.

2.3. Исходным уравнением для расчета точности является уравнение (3), выражающее зависимость между результирующим и составляющими параметрами, входящими в расчетную схему:

, (3)

где - результирующий параметр;

Составляющий параметр;

Число составляющих параметров в расчетной схеме;

В качестве результирующих параметров при составлении расчетных схем, как правило, рассматриваются размеры в узлах сопряжений элементов и другие размеры, которыми при принимаемой последовательности сборки конструкции завершается определенный цикл технологических операций, определяющих точность составляющих параметров, и в которых компенсируются погрешности этих операций (рекомендуемое приложение 3).

В качестве составляющих параметров рассматриваются размеры элементов, размеры, определяющие расстояния между осями, высотными отметками и другими ориентирами, а также другие получаемые в результате выполнения указанных технологических операций параметры, точность которых влияет на точность результирующего параметра.

Если составляющие геометрические параметры статистически зависимы, то при определении расчетных характеристик точности результирующего параметра эта зависимость должна быть учтена. Статистическую зависимость допускается характеризовать коэффициентом корреляции.

2.4. Расчет точности производят на основе статистических методов. В общем случае при статистическом расчете расчетные предельные значения результирующего параметра и для проверки условий (1) и (2) определяют по следующим уравнениям точности:

где - номинальное значение результирующего параметра ;

Систематическое отклонение результирующего параметра ;

Среднее квадратическое отклонение результирующего параметра ;

И - значения стандартизованной случайной величины, зависящей от допускаемой вероятности появления значений результирующего параметра ниже и выше .

Результирующего параметра по статистическим характеристикам с применением уравнений 4 и 5 производят в соответствии с обязательным приложением 4.

2.5. В большинстве практических случаев расчет точности следует производить по допускам упрощенным статистическим методом, применение которого позволяет обеспечивать полную собираемость конструкции при применении установленных действующими стандартами планов приемочного контроля точности составляющих параметров с приемочным уровнем дефектности 4% по ГОСТ 23616-79.

При этом уравнения точности для определения расчетных предельных значений результирующего параметра принимают вид:

, (6)

, (7)

где - номинальное значение результирующего параметра;

Расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра;

Расчетный допуск результирующего параметра.

2.6. Номинальные значения и расчетные характеристики точности результирующего параметра при статистически независимых составляющих параметрах определяют на основе исходного уравнения (3) по следующим формулам:

, (8)

, (9)

, (10)

где - номинальные значения составляющих параметров;

Отклонения середин полей технологических допусков составляющих параметров;

Технологические допуски составляющих параметров.

2.7. При небольшом числе составляющих параметров (до трех) и отсутствии данных о статистических характеристиках их распределения расчет точности допускается выполнять с применением метода "минимума-максимума" в соответствии с обязательным приложением 5.

3. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ

3.1. Для расчета точности в соответствии с п.2.2 выявляют результирующие геометрические параметры, от точности которых зависит обеспечение функциональных требований, предъявляемых к строительным конструкциям здания и сооружения, и в соответствии с п.1.3 определяют допустимые предельные значения этих параметров.

При этом для расчета выбираются те из однотипных повторяющихся параметров, расчетные характеристики точности которых могут получить наибольшее абсолютное значение.

3.2. Для каждого из выбранных результирующих параметров в соответствии с проектируемой технологией и последовательностью выполнения разбивочных и сборочных работ устанавливают базу, служащую началом выполнения определенного цикла технологических операций и являющуюся началом накопления погрешностей, которые должны компенсироваться этим параметром, выявляют составляющие параметры и составляют расчетную схему и исходное уравнение.

3.3. Для каждой расчетной схемы выбирают метод расчета и составляют уравнения точности, а также уравнения для определения номинального размера и характеристик точности результирующего параметра.

Характеристики точности составляющих параметров, являющихся результатом выполнения определенного технологического процесса или операции, принимают на основе требований соответствующих стандартов или назначают по ГОСТ 21779-82. В случаях, когда составляющий параметр является результатом выполнения нескольких технологических процессов или операций, характеристики его точности следует определять с помощью расчета.

При составлении уравнений для определения характеристик точности результирующего параметра следует также учитывать собственные отклонения составляющих параметров, возникающие в процессе монтажа и эксплуатации конструкций в результате температурных и других внешних воздействий.

3.4. В зависимости от типа задачи методом пробных расчетов решают уравнения точности исходя из условия выполнения требований (1) и (2).

При прямой задаче на основе принятых характеристик точности и номинальных значений составляющих параметров определяют расчетные номинальные и предельные значения результирующего параметра и проверяют условия точности.

При обратной задаче на основе условий точности по допустимым предельным и номинальному значениям результирующего параметра определяют номинальные значения и характеристики точности некоторых составляющих параметров.

3.5. Если в результате расчета установлено, что при принятых конструктивном решении, технологии производства и других исходных данных условия точности не соблюдаются, то в зависимости от технической возможности и экономической целесообразности следует принять одно из следующих решений:

повысить точность составляющих параметров, оказывающих наибольшее влияние на точность результирующего параметра, за счет введения более совершенных технологических процессов;

уменьшить влияние составляющих параметров на точность результирующего параметра путем сокращения числа этих параметров в расчетной схеме за счет изменения способа ориентирования (базы) и последовательности выполнения технологических процессов и операций;

пересмотреть конструктивные решения узлов строительных конструкций зданий, сооружений и их элементов с целью изменения допустимых предельных и номинального значений результирующего параметра;

предусмотреть неполную собираемость конструкций.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ

ГОСТ 21780-83 СТ СЭВ 3740-82

Первый абзац вводной части ГОСТ 21780-83 соответствует вводной части СТ СЭВ 3740-82.

П. 1.1 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 1.1 СТ СЭВ 3740-82.

П. 1.2 ГОСТ 21780-83 соответствует п. 1.2 СТ СЭВ 3740-82.

П. 1.4 ГОСТ 21780-83 соответствует п. 1.4 СТ СЭВ 3740-82.

П. 1.5 ГОСТ 21780-83 соответствует п. 3.4 СТ СЭВ 3740-82.

П. 1.6 ГОСТ 21780-83 соответствует п. 1.5 СТ СЭВ 3740-82.

Первый абзац п. 2.1 ГОСТ 21780-83 соответствует п. 1.6 СТ СЭВ 3740-82.

П. 2.3 ГОСТ 21780-83 включает требования пп. 2.4 и 2.10 СТ СЭВ 3740-82.

П. 2.4 ГОСТ 21780-83 включает требования пп. 1.7 и 2.3 СТ СЭВ 3740-82.

П. 2.5 ГОСТ 21780-83 включает требования пп. 2.6 и 2.7 СТ СЭВ 3740-82.

П. 2.6 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 2.8 СТ СЭВ 3740-82.

П. 2.7 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 1.7 СТ СЭВ 3740-82.

П. 3.1 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 3.1 СТ СЭВ 3740-82.

П. 3.2 ГОСТ 21780-83 включает требования пп. 2.1 и 3.2 СТ СЭВ 3740-82.

П. 3.3 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 3.3 СТ СЭВ 3740-82.

П. 3.5 ГОСТ 21780-83 соответствует п. 3.5 СТ СЭВ 3740-82.

Обязательное приложение 2 ГОСТ 21780-83 включает информационное приложение 1 СТ СЭВ 3740-82.

Обязательное приложение 4 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 2.4 СТ СЭВ 3740-82.

Обязательное приложение 5 ГОСТ 21780-83 включает требования п. 2.11 СТ СЭВ 3740-82.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Расчетная схема - графическое изображение связей между результирующими и составляющими геометрическими параметрами, в которых учитываются конструктивно-технологические особенности зданий, сооружений и их элементов, в том числе способы и последовательность выполнения технологических процессов и операций.

Составляющий параметр - параметр, получаемый непосредственно при выполнении определенного технологического процесса или операции и входящий в расчетную схему.

Результирующий параметр - параметр, входящий в расчетную схему и зависящий от ряда составляющих параметров.

Собираемость - ГОСТ 21778-81.

Полная собираемость - собираемость, уровень которой равен или превышает 99,73%.

Неполная собираемость - собираемость, уровень которой ниже 99,73%.

База - поверхность или ось, относительно которых определяется положение других поверхностей или осей.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ РЕЗУЛЬТИРУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ

Примечание: При рассмотрении параметров, характеризующих положение элементов, следует учитывать, что =0, a и равны по абсолютному значению и определяют предельное отклонение элементов относительно друг друга. Индексы min и max принимаются условно для указания направления смещения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО ПАРАМЕТРА ПО СТАТИСТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

(Общий случай статистического расчета точности)

1. В общем случае статистического расчета точности конструкций и элементов зданий и сооружений расчетные предельные значения результирующего параметра для проверки условий (1) и (2) определяют по формулам (4) и (5) настоящего стандарта.

2. Расчетное номинальное значение результирующего параметра на основе исходного уравнения (3) определяют по формуле (8) настоящего стандарта, а расчетные характеристики точности и - по формулам:

, (1)

где - систематические отклонения составляющих параметров ;

Средние квадратические отклонения составляющих параметров .

3. Характеристики и в зависимости от имеющихся для расчета исходных данных следует определять по результатам статистического анализа точности соответствующих технологических процессов и операций по ГОСТ 23615-79 или по характеристикам точности и планам контроля, установленным в соответствующих стандартах или других нормативно-технических документах.

4. Для перехода от характеристик точности и планов контроля, устанавливаемых в стандартах и в других нормативно-технических документах, к статистическим характеристикам точности применяют выражения:

, (3)

, (4)

где - отклонение середины поля технологического допуска составляющего параметра;

Технологический допуск составляющего параметра;

Значение стандартизованной случайной величины, характеризующее приемочный уровень дефектности плана контроля точности составляющего параметра по ГОСТ 23616-79.

5. Значения величин: и в уравнениях (4) и (5) настоящего стандарта, а также значения для каждого составляющего параметра определяют по табл.1 в зависимости соответственно от принимаемого при расчете уровня собираемости и приемочного уровня дефектности установленного плана контроля точности составляющего параметра.

Таблица 1

6. Долю сборочных работ, требующих выполнения дополнительных операций по подбору элементов или пригонке отдельных параметров, определяют отдельно для случаев, когда и по табл.2.

Таблица 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕГО ПАРАМЕТРА МЕТОДОМ

"МИНИМУМА - МАКСИМУМА"

Расчетные предельные значения и результирующего параметра в условиях (1) и (2) методом "минимума-максимума" определяют по формулам настоящего стандарта

, (1)

где - расчетное номинальное значение результирующего параметра , определяемое по формуле (8) настоящего стандарта;

Расчетное отклонение середины поля допуска результирующего параметра , определяемое по формуле (9) настоящего стандарта;

Расчетное значение допуска результирующего параметра .

Расчетное значение допуска результирующего параметра определяют с учетом наиболее неблагоприятного сочетания отклонений составляющих параметров по составляемой на основе исходного уравнения (3) настоящего стандарта формуле

, (3)

где - допуск составляющего параметра ;

Коэффициент, характеризующий геометрическую зависимость результирующего параметра от составляющего параметра .