1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk
1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk
TARTALOMJEGYZÉK 1
2
A méretpontosság szerepe, hatása az építőiparban, az építési méretváltozások forrásai .... 2 1.1 Bevezetés ..................................................................................................................... 2 1.2 Az építési méretváltozások forrásai és következményei.............................................. 2 1.3 A méretpontosság jellemzői, a méretpontosság meghatározása .................................. 3 Építési méretpontossági követelmények és előírásuk módjai ............................................. 5 2.1 Az építési méretpontosság biztosítás jogi, minőségügyi, mérésügyi és műszaki szabályozása, előírás módja ......................................................................................... 5 2.1.1 A földmérő és térképészeti (mérnökgeodéziai) szakterületi szabályozás.... 5 2.1.2 Építőipari szabályzók................................................................................... 6 2.2 Tűrések, a tűrési specifikáció, előírt követelmények ................................................... 8 2.3 Építési és kitűzési tűrések. Pontossági osztályok. Méretek pontossági tervezése ..... 10 2.3.1 Kitűzési tűrések, megengedett kitűzési eltérések meghatározása.............. 11 2.3.2 Kitűzési és ellenőrzési mérések tervezése. A méreteltérés és a középhiba összefüggése............................................................................................... 11
1
Építésirányítás, mozgásvizsgálatok
1
A méretpontosság szerepe, hatása az építőiparban, az építési méretváltozások forrásai
1.1
Bevezetés
Az építőipari létesítmények, építmények elhelyezése, területbiztosítása, telepítése geometriai követelmények szerint történik. A létesítményekkel, építményekkel szemben támasztott funkcionális, szerkezeti és technológiai követelmények egy része így méretpontossági követelményként jelentkezik. E követelmények kielégítése érdekében az építési tevékenység minőségügyi rendszerén belül - annak szerves részeként - az építési folyamat összes méretpontosságot befolyásoló tényezőjét figyelembe véve ki kell alakítani az építési méretpontosság biztosítás minőségügyi rendszerét. Itt figyelembe kell venni többek között az építési telek, a numerikus és grafikus tervezési alapanyagok méretpontosságát, a tervezési, az előregyártási, a kitűzési, az építési munka és az üzemeltetés méretpontossági problémáit. Létesítményenként az egyedi követelmények és adottságok figyelembevételével készülő minőségügyi terv részeként méretpontossági tervet kell készíteni. A méretpontossági tervezés az ipari geodéziai tervezéshez kapcsolódó tevékenység. A továbbiakban a rendelkezésre álló szűk terjedelemben az építőipari méretpontossági kérdések teljeskörű tárgyalására nincs lehetőség, így csak egy kivitelezési modell keretében kerülnek tárgyalásra a méretpontosság alapismeretei, alapproblémái, szerepük és hatásuk a kivitelezési, szerelési munkák minőségére. Az anyag tárgyalása a "Mérettűrések és mérések az építőiparban" MSZH/MB/122, CEN/TS/CS, ISO/TC59SC4 szabványosítási bizottság témakörébe eső szabványokban foglalt szempontok szerint történik, de e mellett figyelembe lett véve az ipari geodéziai szabályzatokban, például az M1 Mérnökgeodéziai szabályzatban, a szakirodalomban foglaltak és gyakorlati példák (esettanulmányok) tapasztalatai is, mint például a Paksi Atomerőmű geodéziai tervezése, az MSZ 5067-11és az MSZ 5067-14 szabványok készítése.
1.2
Az építési méretváltozások forrásai és következményei
Az építmények geometriai alakzata létrehozása méreteiben különböző szerkezeti elemek mérési eredmények alapján való összeszerelésével, összeépítésével történik. E tevékenységek a tervezett méretekben és alakzatokban lényeges eltéréseket eredményezhetnek. A gyártási, a kitűzési és építési munka során létrejött eltéréseket létrehozott külső eltéréseknek nevezzük. A fentiekkel együtt az építési anyagok szerkezetek belső és külső fizikai, kémiai mechanikai okok miatt fellépő mozgásai, torzulásai is méretváltozást eredményezhetnek. Ezen méretváltozásokat hordozott belső eltéréseknek nevezzük. A méretváltozások minden területen hatással vannak a kivitelezési munkák elvégzésére. Az MSZ ISO 3443-1:1993 szabvány a méretváltozások következményeit, illetve azok figyelembevételét az alábbi szempontok szerint ismerteti. - az építési feladat teljesítése: az egész építkezés kivitelezését közvetlenül befolyásolhatják az építési hézagok és nyílások méretének és alakjának változásai, a vízszintes és a függőleges felületek simaságának és sík voltának változásai, - a szerkezeti elemek összeállítása és a csatlakozások kialakítása: a létrehozott és hordozott eltérések okozta kapcsolt szélesség változását figyelembe kell venni a 2
1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk szerkezeti elemek megfelelő gyártási méreteinek értékelésekor és a megfelelő illesztési technológia kiválasztásakor. - szerkezeti stabilitás: a méret- és az elhelyezési eltérések excentrikus teherelosztást és teherviselő terület csökkenését okozhatják, a hordozott eltérések maguk is okozhatnak feszültséget, - külső megjelenés: szükséges lehet a szerkezeti elemek és hézagok méret-, és forma-, vagy a külső megjelenés kedvéért eltakarni, - egyéb megengedett méretek: az eltérések lehetnek azokra a méretekre, amelyekre a szabályzatokban vagy az egyéb előírásokban rögzített maximális vagy minimális méret van megadva.
1.3
A méretpontosság jellemzői, a méretpontosság meghatározása
Az MSZ KGST 2045-79 Építőipari mértani paraméterek pontossága, általános előírásai című szabványban foglaltak szerint az x mértani paraméter tényleges xi értéke pontosságát a δxi tényleges eltérés értéke jellemzi. ahol, xnom
δxi = xi - xnom az x paraméter tervezett alapértéke.
Az x mértani paraméter statisztikai pontossági jellemzőjeként az mx átlagértéket és a σx átlagos négyzetes eltérést (szórást) alkalmazzuk. Normális eloszlás esetén az mx és σx jellemzők becsléseit az (xm) mintaátlaggal és a mintaátlag négyzetes eltérésével (sx) határozhatjuk meg. xm =
1 n ∑ xi n i =1 1
1 n 2 sx = (x i − x m ) 2 ∑ n − 1 i =1
ahol n - a mintanagyság. A mértani paraméter δmx rendszeres eltérés értéke normális eloszlás esetén a minta átlageltérése (δ xm), vagyis a minta δ xi eltéréseinek átlagértéke, amelyet az alábbi képlettel lehet meghatározni. δ xm = xm - xnom Tervekben és műszaki normatív okmányokban meg kell határozni az x mértani paraméter xnom alapértékét (referencia méretét) és pontossági jellemzőiként az xmin a legkisebb, az xmax legnagyobb határértékeit, a δ xinf alsó és a δ xsup felső határeltérést az xnom alapértéktől. Továbbá a ∆x =T tűrést, a tűrésmező xc számtani középértékeinek δ xc eltérését az xnom értéktől, és a tűrésmező δx = ∆x/2 határeltéréseit.
3
Építésirányítás, mozgásvizsgálatok xi
δx i
t min
t max δ x
δx
mx
δm x
x nom x max
∆x
x min
δ x inf
δ x sup δx c
δx
δx
xc
Méretpontossági jellemzők szemléltetése A pontossági jellemzők közötti kapcsolatot az alábbi összefüggések mutatják: xmin = xnom + δxinf = xc - δx xmax = x nom + δxsup= xc + δx ∆x = 2δx = xmax - xmin = δ xsup - δ xinf δxc = xc – xnom A mértani paraméterek pontosságát az építési munka minden fázisára az épületekkel, építményekkel és elemeikkel szemben támasztott funkcionális, szerkezeti, technológiai és gazdasági követelmények alapján a fenti pontossági jellemzőkkel kell meghatározni. Elsődleges jellemzőként az xnom alapméretre vonatkoztatott határeltéréseket használjuk. ∆ xmin és xmax határértékek az x mértani paraméter olyan értékei, amelyek megfelelnek az x mértani paraméter az xmin alatti és xmax fölött meghatározott előfordulási valószínűségnek. Így felírható: xmin = mx - tmin δx xmax = mx + tmax δx ahol tmin és tmax értékekkel kerül kifejezésre az xmin alatti és az xmax fölötti értékek előfordulási valószínűsége. E valószínűségi szinteket rendszerint azonosan 0,05-nek kell felvenni. A méretpontosság meghatározás alapelveit az "MSZ 7658/3-84 Építőipari tűrések. Technológiai és funkcionális tűrések" című szabvány ismerteti. Az épületszerkezeti elemek összeszerelésekor a különböző méretváltozások összeadódnak. Ezek a legtöbb esetben különböző műveletek eredményei és ezért függetlennek és véletlenszerűnek tekinthetők. Így a teljes méretváltozás szórása a különböző változók szórás négyzetei összegéből vont négyzetgyök alapján számítható. Például:
σ t = σ 2gy + σ 2k + σ 2sz + σ 2e 4
1 2
1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk ahol az indexek jelentése: t: - teljes méretváltozás, gy: - gyártás, k: - kitűzés, sz - szerelés e: - egyéb tényezők. A méretpontosság számításánál általában a fenti törvényszerűséget is célszerű igénybe venni. Az MSZ ISO 3443-(1-8):1993 építési tűrések témakörű szabványsorozat a méretpontosság számítására, meghatározására több módszert ismertet.
2
Építési méretpontossági követelmények és előírásuk módjai
2.1
Az építési méretpontosság biztosítás jogi, minőségügyi, mérésügyi és műszaki szabályozása, előírás módja
2.1.1 A földmérő és térképészeti (mérnökgeodéziai) szakterületi szabályozás - 1996. évi LXXVI. törvény a földmérési és térképészeti tevékenységről - 50/1999 (V.26.) FVM rendelettel módosított 16/1997. (III.5.) FM. rendelet a földmérési és térképészeti tevékenységről szóló 1996. évi LXXVI. törvény végrehajtásáról - 58/1999 (VI.18.) FVM-HM együttes rendelettel módosított 21/1997. (III.12.) FMHM együttes rendelet a földmérési és térképészeti tevékenységről szóló 1996. évi LXXVI. törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról - a 63/1999. (VII.21.) FM-HM-PM együttes rendelet a földmérési és térképészeti állami alapadatok kezeléséről, szolgáltatásáról és egyes igazgatási szolgáltatási díjakról - Ingatlan-nyilvántartásról szóló 1997. évi CXLI. Törvény és végrehajtásáról szóló 109/1999. (XII.29.) FVM rendelet - a 85/2000.(XI. 8.) FVM rendelet a telekalakításról - 102/2003. (VIII.22.) FVM rendelet a földmérési és térképészeti tevékenységről szóló 1996. Évi LXXVI. Törvény egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló 21/1997. (III.12.) FM-HM együttes rendelet módosításáról - F.2. SZABÁLYZAT az állami földmérési alaptérképek felhasználásával készülő egyes sajátos célú földmérési munkák végzéséről és az ezekkel kapcsolatos hatósági eljárások lefolytatásáról, valamint a földügyi szakigazgatásban működő adatszolgáltatás intézményi hátteréről és rendjéről, (2002.03.18) - M1. Mérnökgeodéziai szabályzat és jelkulcs 1975 - SZABÁLYZAT A kéregmozgási szintezési hálózat létesítéséről - ÚTMUTATÓ Az EOTR földmérési alaptérkép készítésének és az ingatlan nyilvántartás átalakításának komplex végrehajtására - MÓDSZERTANI ÚTMUTATÓ igazságügyi földmérési szakértők részére 5
Építésirányítás, mozgásvizsgálatok -
-
prEN 287001 Geographic Information-reference Model prEN 287008 Geographic Information- Data Description-Quality Térinformatikai szabványok, szabályzatok: DAT 1. szabályzat. Digitális alaptérképek tervezése, előállítása, felújítása, adatcsereformátuma, dokumentálása, ellenőrzése, minőségellenőrzése, hitelesítése és állami átvétele. FM FTF, 1996. DAT 2. szabályzat. A földmérési alaptérképek digitális alaptérképpé történő átalakításáról és minőségellenőrzéséről. FM FTF, 1996. MSZ 7772-1:1996 Digitális térképek. 1.rész: A digitális alaptérkép fogalmi modellje MSZ 7772-2:1996 Digitális térképek. 2. rész: A digitális topográfiai alaptérkép fogalmi modellje MSZ 7771 Magyar térinformatikai adatcsereformátum Az Európai Szabványügyi Hivatal (CEN) 287. Bizottsága szabványtervezetei: prENv 12656 Minőség, prENv 12657 Meta-adatok, prENv 12658 Adatcsere, prENv 12660 Lekérdezés és változásvezetés, prENv 12661 Földrajzi azonosítók, prENv 12662 Helymegjelölés.
2.1.2 Építőipari szabályzók Törvények, kormányrendeletek - 1997. évi LXXVIII. törvény az épített környezet alakításáról és védelméről - 253/1997. (XII.20.) Kormányrendelet az országos településrendezési és építési követelményekről - a 45/1997.(XII.29.) KTM rendelet az építészeti-műszaki tervdokumentációk tartalmi követelményeiről - a 46/1997.(XII.29.) KTM rendelet az egyes építményekkel, építési munkákkal és építési tevékenységekkel kapcsolatos építésügyi hatósági engedélyezési eljárásokról - az 1999. évi CXIV törvénnyel módosított 1996. évi LVIII törvény a tervező- és szakértő mérnökök, valamint építészek szakmai kamaráiról Mérettűrések és mérések az építőiparban MSZH/MB/122, CEN/TS/CS, ISO/TCS9SC4 Szabványosítási Bizottság által gondozott szabványok
6
MSZ ISO 7976-1:1992
Építészeti tűrések. Épületek és épületelemek mérési módszerei és eszközei
MSZ ISO 7976-2:1990
Építészeti tűrések. Épületek és épületszerkezetek mérési pontjai
MSZ ISO 6707-1:1992
Épületek és mérnöki létesítmények meghatározásai. Általános fogalmak
MSZ ISO 7077:1990
Általános alapelvek az építkezések geodéziai ellenőrző méréseinek végrehajtására
fogalom-
1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk MSZ ISO 7078:1990
Építkezési geodéziai munkálatok fogalom-meghatározásai
MSZ ISO 8322-1:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Elmélet
MSZ ISO 8322-2:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Mérőszalagok.
MSZ ISO 8223-3:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Optikai szintezőműszerek.
MSZ ISO 8322-4:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Teodolitok.
MSZ ISO 8322-5:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Optikai vetítőműszerek
MSZ ISO 8322-6:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Lézeres műszerek.
MSZ ISO 8322-7:1992
Az építőipari mérőeszközök használati pontosságának meghatározási módszerei. Kitűző eszközök.
MSZ KGST 2045:1979
Építőipari mértani paraméterek pontosságának általános előírásai
MSZ 04-75-1973
Építmény mozgások. Alapok függőleges mozgásának mérése és értékelése
MSZ 7658-1-1979
Építőipari tűrések. Építőipari pontosságának általános előírásai
MSZ 7658-2-1982
Építőipari tűrések. Pontossági Osztályok
MSZ 7658-3:1984
Építőipari tűrések. Technológiai és funkcionális tűrések
MSZ 20161:1983
Építőipari mértani paraméterek pontosságának számítási alapelvei
MSZ 20162:1985
Építőipari mértani paraméterek pontosságának ellenőrzése
MSZ 20164:1988
Az építőipari méretpontosság statisztikai elemzése
MSZ ISO 4463-1:1992
Építőipari mérési és kitűzési módszerek. Tervezés és szervezés, mérési módok, elfogadási követelmények
MSZ ISO 3443-1:1993
Építési tűrések. Értékelési és specifikációs alapelvek
MSZ ISO 3443-2:1993
Építési tűrések. A normális méreteloszlású szerkezeti elemek közötti várható illeszkedések valószínűségelméleti alapjai
MSZ ISO 3443-3:1993
Építési tűrések. A célméret megválasztásának eljárásai és a várható illeszkedés
MSZ ISO 3443-4:1993
Építési tűrések. A szerelés várható eltéréseinek és a tűrések kiosztásának meghatározási módszerei
mértani
paraméterek
7
Építésirányítás, mozgásvizsgálatok MSZ ISO 3443-5:1993
Építési tűrések. Tűrési előírásokban használt értéksorok
MSZ ISO 3443-6:1993
Építési tűrések. Az elfogadás kritériumainak alapelvei és a konformitás ellenőrzése 1-es módszerrel
MSZ ISO 3443-7:1993
Építési tűrések. Az elfogadás kritériumainak alapelvei és a konformitás ellenőrzése 2-es statisztikai módszerrel
Az építőipari méretpontossági követelmények előírási módjai Az építőipari követelményeket előírhatják jogszabályok, pl. törvény, kormányrendelet. Ezek mindig kötelező érvényűek. A normatív utasítás szintű előírás, mint a szabvány, műszaki előírás, műszaki irányelv, szabályzat, műszaki szabályzat előírása már általában nem kötelező, de kötelezővé tehető. Ugyanez vonatkozik az eljárások, előírások követelményeire is.
2.2
Tűrések, a tűrési specifikáció, előírt követelmények
Az építési méretpontosság biztosításának követelményei a tervezett geometriai paraméterek tűrési értékei meghatározásával történik. A tűrési értékek előírása tűrési specifikációban történik. „A tűrési specifikáció (a tűrés részletes leírása) az adott paraméter tartományát meghatározó kifejezések és azok jeleinek összessége.” Minőségi követelmények: A minőségi követelmények előírása lehet: - minőségi osztályzástól független, - minőségi osztályzástól függő. A minőségi követelmény lehet technológiai vagy funkcionális. Építő- és szerelőipari szerkezetetek esetén a követelményeket előírhatják a rájuk vonatkozó ágazati szabványok (építési, szerelési előírások) ill. külön leírások. A tűrésekkel és előírt követelményekkel kapcsolatban az MSZ ISO 3443-7:1993 szabvány a következőket adja meg:
8
1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk
9
Építésirányítás, mozgásvizsgálatok A technológiai és funkcionális tűrések előírásaival az MSZ 7658/3-84 szabvány foglalkozik: 1.1. Technológiai tűrés: A mértani paraméter adott tűrése, amely meghatározza a megfelelő technológiai folyamat vagy művelet végrehajtásának pontosságát. 1.2. Funkcionális tűrés (∆ xf) A mértani paraméter adott tűrése, amely előírja a szerkezetekkel szemben támasztott funkcionális követelményekhez meghatározott pontosságot. Az építőipari tűrések Pontossági osztályok című MSZ 7658/2-82 szabvány előírja: A tűrések értékeit a műszaki dokumentációban minden tűrésezett méretnél fel kell tüntetni: - vagy a pontossági osztály jelölésével (pl. „g” pontossági osztály); - vagy az alapméretek és a hozzájuk tartozó határeltérések (megengedett eltérések) nagyságának, irányának meghatározásával (pl. 7200+/-5-10). Megjegyzés: elsősorban a szimmetrikus eltéréseknek kell előírni, de az egyirányú vagy aszimmetrikus eltérések is előírhatók. A tűrések az 1. táblázat pontossági osztályainak értékei közül úgy kell megállapítani, hogy azok: - lehetővé tegyék az építőelemek utólagos megmunkálás nélküli gyártását és szerelését (elhelyezését); - összhangban legyenek az üzembiztonsági (terhelés, szigetelés, stb.) és esztétikai követelményekkel; - a műszaki és gazdaságossági követelményeket legkedvezőbben elégítsék ki. Referenciaméret: a tervezés során megadott méret, amelyre az eltérések vonatkoznak. Megjegyzés: 1. e szabvány számításához az alsó és felső a megengedett eltérést tételezünk fel. Ahol ez nem így van, ott a méret alsó és felső határértékének középértékét kell referenciaméretnek tekinteni. 2. az ISO 1803-1 szerint definiált „célméret” fogalom szakkifejezése a referenciaméretnek egy különleges esete, amely általában az e szabványban használt referenciaméret fogalmával egyezik meg.
2.3
Építési és kitűzési tűrések. Pontossági osztályok. Méretek pontossági tervezése
Az építőiparban a tűrések értékeit a pontossági osztályok megjelölésével, vagy az alapméreteknek és a hozzájuk tartozó határeltérések (megengedett eltérések) nagyságának és irányának meghatározásával lehet megadni. Az épületelemek (épületszerkezeteknek) méreteire, alaki és felületi egyenetlenségeire, az épületelemek helyének kitűzésére és szerkezeti elhelyezésére, az épületelemek illesztésére (csatlakoztatására), és építmények méreteire vonatkozó tűrések előírásaira vonatkozó pontossági osztályokat az MSZ 7658/2-82 szabvány definiálja. 10
1. témakör: Az építőipari méretpontosságot érintő követelmények, előírási lehetőségeik és szabályozásuk 2.3.1 Kitűzési tűrések, megengedett kitűzési eltérések meghatározása Valamely létesítmény építésekor a T tűrés a Tgy gyártási, a Tsz szerkezeti és a Tk kitűzési tűrésből tevődik össze: T2 = Tgy2 + Te² + Tk² A gyártási és a szerelési tűrést összevonva Te építési értékbe: T² = Te² + Tk² A kitűzési tűrést a T vagy a Te függvényében adhatjuk meg: Tk = n * T Az M1-es utasítás szerint az n tényező 0,25-0,6 érték között váltakozhat, általában 0,4 érték használandó.
n=
Az n tényező és a pontossági osztályok kapcsolatban vannak egymással: n = 0,25 értéknek három, n = 0,4 értéknek kettő, n = 0,6 értéknek egy pontossági osztály különbség felel meg. A tk megengedett kitűzési eltérés meghatározása szimmetrikus tűrésmező feltételezve: tk = Tk/2 2.3.2 Kitűzési és ellenőrzési mérések tervezése. A méreteltérés és a középhiba összefüggése A kitűzések és az ellenőrző mérések tervezésénél a megengedett mérési középhiba mk meghatározása szükséges. Ennek számításakor a megengedett kitűzési eltérésből tk kell kiindulni. A két mennyiség között, normális eloszlású méréseket és p= 0,9973 valószínűségi szintet feltételezve az: mk = s * tk összefüggés irható fel, ahol s értékét az un. három σ szabálynak megfelelően 1/3-nak szokás felvenni. Az építőipari gyakorlatban szükséges ellenőrző mérések eredményeit is figyelembe véve. t mk ≅ k 2
Méréseink pontossági tervezésénél még támpontot jelentenek az MSZ ISO 4463-1:1992 szabványban foglaltak, mely szerint az elfogadási követelmények meghatározásához a relatív négyzetes középhibát a megengedett eltérés 2,5-öd részeként kezeli. Az ilyen módon számított értékeket ellenőrző mérésekhez is használhatónak tartja. E szabván különböző méretekhez számszerű megengedett eltérési értékeket is megad. Az MSZ ISO 7077:1990 szabvány szerint: - „esetenként azonban nagyobb pontosság lehet szükséges” „az ellenőrzési mérési eljáráshoz tartozó középhiba 1/10-e legyen a megengedett (építési) eltérésnek.”
11
