Никоноров Станислав Валерьевич. Разработка методики оценки качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий

Короткий опис

Никоноров Станислав Валерьевич. Разработка методики оценки качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.08 : Челябинск, 2004 205 c. РГБ ОД, 61:04-5/2555

На правах рукописи
Никоноров Станислав Валерьевич
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОЗВЕДЕНИЯ
МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
Специальность: 05.23.08 - «Технология и организация строительства»
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор Головнев С.Г.
Челябинск - 2004
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ 8
1.1. Анализ методов оценки качества строительства и строительной продук¬ции 8
1.2. Анализ подходов к оценке надежности строительных конструкций. 21
1.3. Анализ дефектов монолитных конструкций и нарушений параметров
технологии бетонных работ 26
1.4. Анализ экспериментально-теоретических исследований раннего нагру¬жения тяжелого бетона в условиях отрицательных температур. 41
Выводы к главе 1 44
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА БЕТОННЫХ РАБОТ И
ВОЗВЕДЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ 46
2.1. Анализ причин возникновения дефектов возведенных монолитных кон-струкций 46
2.2. Определение характеристик вероятностных распределений значений прочности бетона и геометрических параметров монолитных конструкций...53
2.3. Анализ допусков на отклонения размеров поперечного сечения монолит¬ных конструкций на основании достигаемой точности. 57
2.4. Экспериментальные исследования влияние раннего нагружения бетона
замороженного при прочности бетона ниже критической 61
Выводы к главе 2. 81
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДА¬НИЙ. 83
3.1. Обоснование номенклатуры показателей качества бетонных работ и воз-веденных монолитных конструкций. 83
3.2. Методика статистической оценки качества возведения монолитных кон¬
струкций 87
3.3. Определение комплексного статистического показателя качества пара¬метров возведения монолитных конструкций. 95
3.4. Оценка качества возведения монолитных конструкций на объектах, воз-водимых в г. Челябинске. 99
Выводы к главе 2. 104
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОЗВЕДЕННЫХ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ НАДЕЖНОСТИ И ОБОСНОВАНИИ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ДОПУСКОВ НА ОТКЛОНЕНИЯ ПО-ПЕРЕЧНОГО РАЗМЕРА СЕЧЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУК¬
ЦИЙ. 106
4.1. Анализ конструктивных схем монолитных гражданских зданий 106
4.2. Методика оценки качества возведенной монолитной конструкции по из-менению индекса надежности 108
4:3. Оценка срока безопасной эксплуатации возведенных монолитных конст¬рукций 121
4.4. Результаты оценки качества возведенных монолитных гражданских зда¬
ний по изменению индекса надежности и срока безопасной эксплуатации конструкции' 127
4.5. Оценка надежности конструкций по бездефектности параметров, входя¬щих в функцию надежности. 132
4.6. Определение весомостей параметров качества возведенных монолитных
конструкций. 133
4.7. Обоснование предлагаемых допусков на отклонения поперечного разме¬ра сечения монолитных конструкций по показателю надежности 135
Выводы к главе 4 143
5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОЦЕНКА ЕЕ ЭКО-НОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 145
5.1. Оценка качества возведенной монолитной конструкции по экономиче¬скому показателю с учетом достигаемого уровня их надежности 145
5.2. Разработка методики и результаты интегральной оценки качества возве¬дения монолитных конструкций 150
5.3. Экономическая эффективность интегральной оценки качества возведения
монолитных конструкций 151
Выводы к главе 5 153
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 155
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 157
ПРИЛОЖЕНИЯ 169
1. Дефекты возведенных монолитных конструкций 169
2. Гистограммы и теоретические графики плотности распределения основ¬ных параметров возведенных конструкций 174
3. Оборудование, используемое в экспериментальных исследованиях. 183
4. Результаты оценки по статистическим показателям качества 186
5. Результаты расчета затрат на контроль качества 197
6. Акт внедрения 204
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
В последние годы в России наметилась тенденция увеличения объемов монолитного бетона в гражданском строительстве, в том числе в зимних ус¬ловиях. При этом значительное количество монолитных конструкций граж¬данских зданий возводятся с дефектами, причинами которых по данным Гос- архстройнадзора в 60-70% случаев является низкий уровень качества бетон¬ных работ. Наиболее частым нарушением является замораживание бетона конструкций, при прочности ниже установленной нормативными докумен¬тами. Во многом это обуславливается недостатками технологии и отсутстви¬ем эффективной методики оценки качества бетонных работ и возведенных монолитных конструкций.
Для контроля и оценки качества строительных работ используют раз¬личные методы, в том числе статистические. Эффективность статистических методов подтверждается международным опытом управления качеством (международные стандарты ИСО серии 9000). В настоящее время статисти¬ческие методы применяются в основном для определения физико¬механических характеристик бетона конструкций, а оценка других парамет¬ров конструкций сводится к проверке соответствия требованиям норм. Ста¬тистическая оценка геометрических параметров может быть выполнена при знании характеристик вероятностных моделей распределения их значений, что является малоизученным вопросом.
Качество монолитных конструкций определяет конструктивную на¬дежность зданий, и обеспечивает их безопасную эксплуатацию, что отражено в федеральном законе РФ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании». Поэтому методика оценки качества возведенных монолитных конструкций должна включать показатели надежности.
В условиях рыночной экономики качество возведенных конструкций необходимо также оценивать по экономическим показателям.
Объект исследования - параметры бетонных работ и возведенных монолитных конструкций гражданских зданий из тяжелого бетона (геомет¬рические параметры, прочность бетона, величина армирования).
Предмет исследования - качество возведения монолитных конструк¬ций гражданских зданий.
Цель диссертационной работы - разработка интегральной методики оценки качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий, обеспечивающей повышение качества и эффективности производства работ. Научная новизна работы:
S определены характеристики вероятностных моделей распределения зна¬чений прочности бетона и геометрических параметров возведенных моно¬литных конструкций гражданских зданий;
S получены зависимости влияния раннего нагружения бетона, заморожен¬ного при прочности ниже критической, на его проектную прочность;
S предложены формулы для статистической оценки параметров, ограничен¬ных с одной стороны;
S определено влияние отклонений параметров монолитных конструкций на их показатели надежности;
S предложен показатель оценки качества возведенной конструкции, позво¬ляющий определить эффективность вложенных средств на ее возведение, с учетом срока ее безопасной эксплуатации.
Практическая ценность работы:
♦ «Технологический регламент оценки качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий», включающий: номенклатуру контроли¬руемых параметров, методики оценки качества по статистическим показате¬лям, по показателям надежности, по экономическому показателю и методику интегральной оценки качества. Регламент может использоваться в рамках системы качества строительных организаций (по ГОСТ Р ИСО серии 9000) и в целях технического регулирования для обеспечения безопасной эксплуата¬ции зданий и сооружений (ФЗ РФ «О техническом регулировании»);
♦ элементы программного обеспечения для реализации в системах автома-тизированного мониторинга качества возводимых монолитных конструкций.
Внедрение результатов
«Технологический регламент оценки качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий» применяется в строительной фирме ЗАО «Монолит» и будет реализован в ряде других строительных организаций.
Апробация работы и публикации работы.
Материалы диссертации докладывались на ежегодных научно¬технических конференциях в Южно-Уральском государственном универси¬тете в 2000 - 2003 гг., на научно-практической конференции «Проблемы по¬вышения надежности и качества строительства» 3 апреля 2003 г. в г. Челя¬бинске. По теме диссертационной работы опубликованы 9 работ [14, 16, 17, 18, 19,20, 76 ,77,78].
Достоверность результатов работы подтверждается значительным объемом измерений параметров качества возведения монолитных конструк¬ций; использованием современных методов математішеской обработки ре¬зультатов контроля качества с применением теории вероятности и математи¬ческой статистики; сходимостью результатов оценки надежности возведен¬ных монолитных конструкций по различным методикам; выбором адекват¬ных математических моделей зависимостей, полученных при реализации планов эксперимента; достаточным количеством образцов.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 205 страниц текста, в том числе 64 таблицы, 52 рисунка, 138 наименований литературы и 6 приложений.
Автор выражает благодарность за помощь в работе кандидату техниче¬ских наук, доценту А.Х. Байбурину.

Список літератури

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. На основании анализа дефектов бетонных работ и возведенных моно-литных конструкции обоснована номенклатура параметров, контролируемых при возведении монолитных конструкций гражданских зданий.
2. Проведен анализ вероятностных распределений значений прочности бетона и геометрических параметров при возведении монолитных конструк¬ций. Установлено, что значения параметров по прочности бетона на сжатие и геометрических параметров, ограниченных с двух сторон, имеют нормаль¬ные распределения, а значения геометрических параметров, ограниченных с одной стороны, имеют логарифмически-нормальные распределения.
3. Исходя из анализа значений отклонений поперечного размера сечения конструкций, предложены новые допуски на этот параметр. Оценка предло¬женных допусков по показателю надежности конструкций показала его при¬емлемость.
4. Получены зависимости влияния раннего нагружения бетона, заморо-женного при прочности ниже критической, на его проектную прочность. На-груженные образцы, замороженные при прочности ниже критической, по сравненшо с ненагруженными образцами имеют прирост прочности 10-20%.
5. Разработана методика статистической оценки качества возведения монолитных конструкций. В результате оценки определено, что уровень без-дефектности по различным параметрам составляет 0,39...0,98. Выявлен низ¬кий уровень бездефектности по отклонению поперечных размеров конструк¬ций - 0,39. Комплексный статистический показатель, который учитывает уровень бездефектности, точность техпроцесса, точность контроля и ста¬бильность техпроцесса, для различных параметров равен 0,31...0,92.
6. Определено влияние отклонений параметров монолитных конструк¬ций на их показатели надежности, и разработана методика оценки качества возведенных монолитных конструкций по показателям надежности: измене¬нию индекса надежности и сроку безопасной эксплуатации возведенной кон-
струкции. Коэффициент изменения индекса надежности составил для раз¬личных конструкций 0,97... 1,24 (если коэффициент больше 1, то фактическая надежность конструкции выше проектной).
7. Предложен показатель оценки качества возведенной конструкции, по-зволяющий определить эффективность вложенных средств на ее возведения, с учетом срока ее безопасной эксплуатации.
8. Разработана методика интегральной оценки качества возведения мо¬нолитных конструкций гражданских зданий, включающая: статистическую оценку качества бетонных работ и оценку качества возведенных монолитных конструкций по экономическому показателю на основании ее фактического срока безопасной эксплуатации. Уровень качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий составляет 0,77...0,87. Интервал оценки 0,75...0,85 принят за средний уровень качества возведения монолитных кон¬струкций при существующем уровне технологии бетонных работ.
9. Разработан «Технологический регламент оценки качества возведения монолитных конструкций гражданских зданий», включающий: номенклатуру контролируемых параметров, методики оценки качества по статистическим показателям, по показателям надежности, по экономическому показателю и методику интегральной оценки качества. Для реализации предложенного регламента в системах автоматизированного мониторинга качества разрабо¬таны элементы программного обеспечения.