Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

29.06.2016

Одним из показателей качества монтажных работ является соблюдение проектных геометрических размеров смонтированного сооружения и его отдельных элементов с установленной для этих размеров точностью. Точность конструкции определяется степенью приближения натурных размеров и положения конструкции к основным проектным. Величины погрешностей должны находиться в пределах установленных для конструкций допусков.
Натурные размеры конструкций, т.е. фактические размеры, полученные в результате непосредственного измерения инструментом, имеющим соответствующую точность, всегда имеют отклонения от проектных размеров. Отклонения разделяют на два вида: постоянные систематические и случайные.
Постоянные систематические отклонения, появляющиеся в результате грубого просчета в вычислении размеров, неправильной настройки какого-либо приспособления при изготовлении конструкций или их монтаже, температурных деформаций. Такие отклонения при назначении допусков не учитывают, так как они могут и должны быть устранены при их появлении.
Случайные отклонения появляются в результате многочисленных причин, не поддающихся точному учету и действующих в каждом случае различным образом. При назначении допусков учитывают только случайные отклонения.
В терминологии по системе допусков следует отличать понятие «допускаемое отклонение» от «допуска». Допускаемое (или предельное) отклонение — это разность между предельным размером и основным проектным размером. За счет положительного допускаемого отклонения увеличивается размер конструктивного элемента по сравнению с основным проектным размером или уменьшается зазор между элементами. За счет отрицательного отклонения уменьшается размер элемента по сравнению с основным проектным или увеличивается зазор между элементами. Допуск равен абсолютной сумме положительного и отрицательного допускаемых отклонений и является разностью между наибольшим и наименьшим размерами. Величины допусков (отклонений) зависят от размерных величин.
Система допусков для линейных размеров строительных конструкций содержит девять классов точности со знаменателем профессии, равным
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

(ряд R5 предпочтительных чисел по ГОСТ 8032—56). Это составляет (табл. 16.1) от 0,1 единицы допуска (коэффициент точности) для первого класса до 4 единиц для девятого класса.
Единицы допусков для линейных размеров строительных конструкций определяют по формуле
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

где i и l — размер элемента, мм.
Величина допуска является произведением величины единицы допуска на переходное число — количество единиц допуска (коэффициент) для принятого класса точности по формуле
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

Изготовительные допуски для элементов строительных конструкций в зависимости от установленного класса точности изготовления принимают в пределах величин, приведенных в табл. 16.1.
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

По величине допусков на размер элемента устанавливают допускаемые (предельные) отклонения от основных размеров элемента.
Точность изготовления и замера длин деталей и элементов стальных конструкций не превышает 1—2 мм. Поэтому допуски на их размеры меньше 1—2 мм не нужны, десятые доли миллиметра допускаемых отклонений округляют до целых единиц.
При разработке проектов производства работ так же, как и при разработке деталировочных чертежей КМД, монтируемые конструкции проверяют на точность. Это значит, что на монтаже номинальные размеры элементов конструкций с учетом допустимых для них отклонений по размерам и на вертикальность должны обеспечивать их совмещение, а назначенные зазоры и другие компенсаторы в цепи монтируемых элементов достаточны для поглощения неточностей. С другой стороны, при учете наименьших предельных размеров элементов (с минусовыми допустимыми отклонениями) получаемые при этом эксцентриситеты передачи нагрузок не должны превышать допустимых (расчетных) по чертежам КМ.
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

При расчете конструкций на точность составляют уравнение проекций размерной цепи элементов конструкций на какую-либо ось. В размерную цепь входят размеры сопрягаемых элементов, зазоры, смещения элементов с осей, линейные или угловые отклонения от вертикали и т.п. Для рамы, (рис. 16.1), в виде стропильной фермы, свободно опирающейся на колонны, уравнение размерной цепи в проекции на горизонтальную ось выражается формулой
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

где l — пролет здания; l1 — длина стропильной фермы; a1 и а2 — смещения осей колонн относительно разбивочных осей в нижнем сечении; b1 и b2 — отклонения осей колонн от вертикали в верхнем сечении; c1 и с2 — смещения торцов ферм от осей колонн (зазоры).
Если в симметричной раме отклонения a1 = а2 = а и b1 = b2 = b и принято условие, что при установке ригеля зазоры c1 и c2 будут одинаковы и равны С, уравнение размерной цепи примет вид
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

Зазор С будет равен: C = 0,5l — 0,5l1 — а — b.
Суммарный допуск как сумма случайных величин определяется как среднее квадратическое отклонение этой величины по формуле
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

где i — проекции изготовительных и монтажных допусков на ось замыкающего звена.
Эта формула справедлива также для определения величины суммарного отклонения составляющих случайных величин.
Таким образом, предельное отклонение зазора в раме будет выражено
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

Если принять пролет здания l = 30 м и высоту колонн 15 м, предельные отклонения составляющих размерную цепь элементов будут:
от смещения разбивочных осей — σl = +7 мм;
отклонение длины фермы — σl1 = ±4 мм;
предельное смещение колонн в нижнем сечении — σа = ±5 мм;
то же, отклонение в верхнем сечении — σb = +15 мм.
В этом случае предельное отклонение зазора
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность

Это значит, что при необходимости обеспечить опирание стропильных ферм на колонны не далее, чем до центра (при зазоре С = 0), номинальную длину стропильной фермы следует принять
Допуски и отклонения. Проверка конструкций на точность