О допуске на размеры монолитных конструкций гражданских зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 69.059.22

О ДОПУСКЕ НА РАЗМЕРЫ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

А.Х. Байбурин, С.В. Никонорое

Приводятся результаты натурных исследований точности процессов возведения монолитных конструкций по геометрическим параметрам. Предлагаются нормативные допуски на отклонения размеров поперечного сечения монолитных конструкций.

Актуальной задачей строительного нормирования является сбор и обобщение данных о достигаемой точности процессов возведения монолитных конструкций гражданских зданий с учетом современного развития строительной техники и технологии

На основе массива статистических данных, полученных в результате исследований 10 монолитных зданий [1], проанализируем фактические отклонения геометрических параметров элементов и сравним их с требованиями СНиП 3.03.01-87 [2] на отклонение размеров поперечного сечения: от -3 до 6 мм. Значительные положительные систематические отклонения, наблюдаемые для размеров поперечных сечений элементов монолитных конструкций, обуславливаются, в основном, недостатками технологии бетонирования и применяемой опалубки. Сравнивая фактические значения отклонений с нормативными допусками и данными исследований Ю.Г. Хаютина [3], можно судить о неоправданно жестких допусках на размеры сечений монолитных конструкций (таблица).

Установлено, что геометрические отклонения превышают нормативный допуск и смещены в сторону положительных значений от номинальных размеров в результате эффекта распора от давления бетонной смеси и прогиба опалубки перекрытий. Среднее значение отклонения этого параметра составляет 6,65 мм, стандартное отклонение -6,68 мм, что превышает нормативные значения в 3-4 раза.

Нормами [2] установлены допуски на отклонение от вертикали монолитных конструкций

10-20 мм, от горизонтали - 20 мм, на местные неровности - 5 мм и перепады в стыках смежных поверхностей - 3 мм. Точность установки опалубки должна составлять ±1Т\ 6/2 по ГОСТ 25346, что соответствует ±7 мм при высоте этажа 2,5 м и более. Исходя из этих величин, существующий допуск на размер поперечного сечения, по-нашему мнению, недостаточно обоснован. Ю.Г. Хаютин предлагает расширить допуск на отклонение поперечного сечения монолитных конструкций до (-8...+16) мм. В нормах США допуск на этот параметр составляет (-6...+12) мм.

Предлагаются нормативные допуски на отклонения размеров поперечного сечения монолитных конструкций, которые обеспечивают выполнимость нормативных требований при существующем уровне технологии бетонных работ: при размерах поперечного сечения до 250 мм -(-4...+12) мм; от 250 до 500 мм - (-5...+15) мм; свыше 500 мм - (-6...+18) мм. При обосновании предложенных допусков были проведены исследования:

1) статистической управляемости и пригодности технологических процессов по ГОСТ Р серии 50779;

2) точности монтажа сборных конструкций, используемых в сборно-монолитных зданиях;

3) влияния новых допусков на надежность элементов конструкций.

Для решения первой задачи строились контрольные карты Шухарта по ГОСТ Р 50779.40-96 (рис. 1), гистограммы с контрольными границами (рис. 2) и вычислялись индексы пригодности по

Таблица

Контролируемый параметр Допуск Среднее значение / стандартное отклонение, мм

По данным авторов По данным [3]

Размеры сечений фундаментов +6 -3 9,0/22,7 15,7/22,3

Размеры сечений стен и колонн +6 -3 9,4 / 6,4 9,4 / 32,6

Толщина плит перекрытий +6 -3 5,6/6,1 6,1 / 14,7

Размеры сечения балок и ригелей +6 -3 20,7/22,4 4,8 / 70,7

Отклонение стен и колонн от осей 10 0,2 / 5,4 -

Отклонение стен, колонн от вертикали 15 0,1 /10,5 2,1 / 16,9

Байбурин А.Х., Никоноров С.В.

О допуске на размеры монолитных конструкций ___________________________гражданских зданий

Гистограмма Среднее X: 5,19; Сигма: 4,075; n: 1.

25

-15-----------'-------*—-------1— -----■—1------------------------------------------------------------■-'-■-■-■-'-

0 20 40 60 20 40 60 80 100 120 140 160

Гистограмма Размах R: 4,598; Сигма: 3,474; n: 1.

Рис. 1. Контрольная карта толщины плит перекрытий

-3.s LSL Nominal USL

+3.S

LSL

USL

ей

ЕҐ

-10 -5 0 5 10 15 20

Отклонение толщины перекрытий, мм

I

100

80

60

40

20

-3.s

Nominal

-15

М=4,017

S-4,200....

Ср= 1,097

Срк=0,989

LSL=-5

Nominal=5

4JSL=15

-10 -5 0 5 10 15 20 25

Отклонение размеров колонн, мм

Рис. 2. Гистограммы с контрольными границами, равными новому допуску

ГОСТ 50779.44-2001 для отклонений поперечных сечений колонн, стен и плит перекрытий. Из полученных данных следует, что процессы управляемы по геометрическим параметрам (значения практически не выходят за верхнюю Ц8Ь и нижнюю ЬБЬ контрольные границы, распределение параметров близко к нормальному). Следовательно, снизить уровень несоответствия нормам возможно либо коренным изменением процесса (совершенствование опалубки, технологии), либо пересмотром допусков.

Как видно из рис. 2, предлагаемые допуски обеспечивают приемлемую пригодность и качество процессов устройства монолитных перекрытий, колонн и стен.

Расчеты точности монтажа сборных конструкций, используемых в сборно-монолитных зданиях, выполнялись в соответствии с ГОСТ 21778, 21780, 23615, 23616 и рекомендациями по расчету точности сборки конструкций зданий [4]. Расчеты показали, что технологический допуск увеличивается на 5-8 %, что необходимо учитывать при рас-

Серия «Строительство и архитектура», выпуск 6

17

Строительные материалы, изделия и конструкции

чете функциональных допусков. Уровень собираемости сборных конструкций (лестничных площадок, диафрагм жесткости) при классе точности V и функциональном допуске 40 мм не изменяется.

По оценкам [5] снижение несущей способности железобетонных элементов при суммарном учете неблагоприятного влияния допусков может достигать 27-36 %. Так как вариация несущей способности конструкции зависит от допусков (изменчивости параметров), рассчитывалось влияние предлагаемого допуска на надежность конструкций колонн, стен, диафрагм и перекрытий. При увеличении допусков расчетная вероятность отказа конструкций повышается, но незначительно, в 1,05-1,24 раза (по данным зарубежных исследований допускается до 2-10 раз).

Таким образом, увеличение допуска целесообразно и допустимо как с точки зрения статистического регулирования производства, так и с позиций согласованности с другими допусками, обеспечения точности монтажа и надежности возводимых конструкций.

Литература

1. Байбурин, А.Х. Качество возведения монолитных жилых домов / А.Х. Байбурин, С.В. Нико-норов // Жилищное строительство. -2002. -№ 4. -С. 4-6.

2. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции // ЦИТП Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. -192 с.

3. Хаютин, Ю.Г. О допусках на геометрические размеры монолитных конструкций / Ю.Г. Хаютин // Бетон и железобетон. - 1986. - № 3. -С. 25-26.

4. Рекомендации по расчету точности сборки конструкций зданий // ЦНИИОМШ. - М.: Строй-издат, 1983. -135 с.

5. Кузнецов, B.C. Нормативные допуски как факторы риска снижения долговечности строительных объектов / B.C. Кузнецов, А.В. Кузнецов, М.Н. Смирнов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2005. — М 5. — С. 80-81.