О допуске на размеры монолитных конструкций гражданских зданий

- 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 перепада в стыках смежных поверхностей - 3 мм. Точность установки опалубки должна составлять +ГП6/2 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; и: 1.

Гистограмма

Размах R: 4,598; Сигма: 3,474; n: 1.

20    40    60    80    100   120   140   160

Рис. 1. Контрольная карта толщины плит перекрытий

Отклонение толщины перекрытий, мм

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 USL и нижнюю LSL 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-

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.