1. Podaj warunek geometryczny budowli wieżowej.

Zasadniczym warunkiem geometrycznym budowli wysmukłych (wieżowych) jest zachowanie pionowości osi tych obiektów, czyli pokrycie się osi pionowej z kierunkiem działania siły ciężkości w danym punkcie. Niespełnienie powyższego warunku, w określonych przez projektanta dopuszczalnych granicach, może spowodować zagrożenie obiektu, a nawet jego zniszczenie,

2. Jaki jest cel pomiarów pionowości?

Celem tych pomiarów jest określenie różnic między teoretycznym i faktycznym położeniem osi pionowej obiektu przez znalezienie kierunków i wielkości wychyleń poszczególnych fragmentów budowli na różnych wysokościach.

3. Jakimi metodami pomiarowymi wykonuje się badania pionowości kominów?

-trygonometryczną (różnicową),

-bezpośredniego rzutowania,

-wcięć kątowych,

-projekcji laserowej,

-fotogrametryczną.

Wymienione metody różnią się między sobą sposobem rozwiązania, zastosowaniem i dokładnością.

4. Wymień czynniki wpływające na obniżenie dokładności badania pionowości kominów.

-błędy wykonania poszczególnych części komina,

-błędy celowania wynikające z obserwacji celu naturalnego i trudności związanych z jego identyfikacją,

-błędy instrumentalne, a w szczególności błąd niepionowości osi obrotu instrumentu,

-błędy wynikające z kształtu osnowy pomiarowej i jej usytuowania w stosunku do położenia komina,

-błędy wynikające z ruchów komina spowodowanych zmiennym w czasie parciem wiatru i nasłonecznieniem.

Wymienione czynniki są do siebie bardzo podobne.

5) Jak powinna być zaprojektowana osnowa pomiarowa dla jednorazowego badania pionowości obiektu?

Wystarczy aby osnowa składała się z 3 p-któw obserwacyjnych, oddalonych od danego obiektu min o 1,5 jego wysokości, rozmieszczonych tak, aby tworzyły one wierzchołki trójkąta równobocznego, w którego środku ciężkości znajduje się badany obiekt . Taka osnowa daje najkorzystniejszą figurę błędów - trójkąt równoboczny. Przy pomiarze jednorazowym stabilizacja p-któw osnowy może być nietrwała.

6) W jakich warunkach i w jaki sposób należy przeprowadzać badanie pionowości?

Dobre, ustalone warunki atmosferyczne, przy bezwietrznej i pochmurnej pogodzie, we wczesnych godzinach rannych. (Nasłonecznienie i wiatr - powodują zmiany położenia trzonu komina). Pomiar tym samym sprzętem (sprawdzonym i zrektyfikowanym), przy jednym obserwatorze.

Przed przystąpieniem do pomiarów pionowości prystepujemy do określenia wzajemnego usytuowania punktów osnowy oraz p-któw badanego obiektu. W tym celu mirerzymy:

odl i kąty poz między p-ktami osnowy pomiarowej

odl od stanowisk instrumentu do badanego obiektu (jeżeli możliwe)

kąty pionowe na obserwowane p-kty obiektu w celu okr ich wysokości

Poziomy celowania na obiekcie dobieramy tak, aby można było je pomierzyć ze wszystkich stanowisk obserwacyjnych.

7) i 8) Metoda trygonometryczna:

Pomiar kierunków do p-któw kontrolnych, rozmieszczonych na różnych poziomach danego obiektu. Efekt końcowy to wyznaczenie wychyleń od linii pionu wierzchołka i innych badanych fragmentów obiektu w stosunku do jego podstawy, przy założeniu że podczas pomiaru jest ona stała. Przebieg:

ustalenie miejsc celowania na poszczeg poziomach obiektu

pomiar teodolitem kierunków ze wszystkich stanowisk (celujemy w obie tworzące =>śr. arytm. jest kierunkiem do osi komina, kolejność obserwacji punktów- zgodnie z kier podziału poziomego teodolitu).

pomiary w 2 seriach metodą kierunkową (każda seria rozp. się od innej części mikrometru przy 2krotnym nacelowaniu)

wyznaczamy wychylenia osi komina, przyjęty kierunek odnieseinia to śr kierunek na najniższym poziomie (zerowym)

wyznaczamy poprzeczne wychylenia liniowe osi komina wzgl płaszczyzn kolimacyjnych teodolitów

określamy bł śr wychylenia badanego p-ktu

określamy poziome wychylenia w przyjętym ukł odniesienia:prostokątnym lub biegunowym

pierwsze 3 kropki to odp do pyt 8)

9. Podaj wzory na wartość poprzecznego wychylenia liniowego osi komina liczoną na podstawie kierunków średnich na wyższych poziomach i jej błąd średni. Opisz użyte symbole.

Aby wyznaczyć wartość poprzecznego wychylenia liniowego osi komina musimy najpierw wyznaczyć wielkości różnic kątowych:

  K_i - K_o

gdzie

_i - różnica między kierunkiem na kolejny badany poziom a kierunkiem na poziom odniesienia

K_o - kierunek przyjęty za wyjściowy (poziom zerowy)

K_i - kierunki na kolejny obserwowany punkt (średni na wyższych poziomach)

Teraz już możemy wyznaczyć wartości poprzecznych wychyleń liniowych osi komina . Przyjmujemy wtedy następujący wzór:

p_i = s tg(_i

lub ze względu na małe wartości:

p_i = s/ρ _i

gdzie

s - długość celowej

_i - różnica między kierunkiem na kolejny badany poziom a kierunkiem na poziom odniesienia

ρ = 636620^cc

Średni błąd wychylenia badanego punktu:

m²_Pi = (_i/ ρ)² m²_S + 2(s/ρ)² m²_K

gdzie:

m_S - błąd pomiaru długości rzutu celowej

m_K - błąd pomiaru kierunku

przyjmujemy: (_i/ ρ)² = 0

czyli ostatecznie średni błąd wychylenia wynosi:

m²_Pi = 2(s/ρ)² m²_K

lub

m²_Pi = (s/ρ)² m²_

m_  błąd średni pomiaru kąta 

10. Na czym polega metoda bezpośredniego rzutowania badania pionowości budowli wieżowych?

Pomiar wykonujemy w dwóch seriach, przy obu położeniach koła pionowego teodolitu, celując na obie tworzące komina na wybranych poziomach. Z odczytów odpowiadających kierunkom na tworzące na tym samym poziomie oblicza się średni odczyt odpowiadający kierunkowi na oś komina. Następnie przez porównanie odczyty średnie (odpowiadających kierunkom do osi komina na badanych poziomach) z odczytem średnim dla poziomu odniesienia, otrzymamy wychylenie poprzeczne poszczególnych punktów osi budowli od pionu rzutowane na łatę. Wychylenia te są w pewnej skali. Zależy ona od odległości stanowiska obserwacyjnego od badanego obiektu i odległości łaty od tego stanowiska.

11. Jak należy wykonywać pomiar podczas badania pionowości metodą rzutowania?

W metodzie tej stosujemy płaszczyznę kolimacyjną teodolitu do przerzutowania poszczególnych kierunków z punktów badanego obiektu na stałą bazę - łatę niwelacyjną. Umieszczamy ją poziomo i prostopadle do osi celowej między stanowiskiem a budowlą. Po każdorazowym wycelowaniu na badany punkt komina opuszcza się lunetę, celując na łatę i dokonuje się z niej odczytu odpowiadającego położeniu kreski pionowej krzyża kresek teodolitu.

Przed przystąpieniem do pomiarów należy określić wielkość błędów pomiarowych (łącznie celowania i odczytu)

12. Podaj wzory na wartość poprzecznego wychylenia liniowego osi komina liczoną na podstawie wartości odczytanych z łaty dla wyższych poziomów i jej błąd średni. Opisz użyte symbole.

Obliczamy różnicę odczytów średnich z łaty

r_i  R_i - R_o

gdzie

r_i - różnica odczytów średnich z łaty

R_o- odczyt z łaty odpowiadający kierunkowi osi komina na poziomie odniesienia

R_i - odczyt z łaty odpowiadający kierunkowi osi komina na danym poziomie

Wychylenie poprzeczne wyznaczamy z następującego wzoru:

p_i = (s/d) r_i

gdzie

s - odległość stanowiska obserwacyjnego od osi badanego obiektu

d - odległość łaty od stanowiska obserwacyjnego

Średni błąd wychylenia badanego punktu:

m²_Pi = (r_i/d)² m²_S + (sr_i /d²)² m²_d + 2(s/d)² m²_R

gdzie:

m_S - błąd pomiaru odległości stanowiska obserwacyjnego od komina

m_R - błąd pomiaru (przerzutowania)dla obu punktów

przyjmujemy: (r_i/d)² = 0

czyli ostatecznie średni błąd wychylenia poprzecznego wynosi:

m²_Pi = 2(s/d)² m²_R

lub

m²_Pi = (s/d)² m²_r

m_r  błąd średni określenia odcinka r na łacie

13. Metoda stałej prostej - umożliwia badanie pionowości, gdy punkt zawieszenia pionu zainstalowany jest w linii pomiarowej można wyznaczyć wtedy bezwzględny ruch linii pionu prostopadłej do osi budowli. W tej metodzie celuje się na znaki znajdujące się w odległości do 1500m.

14. Opracowanie wyników pomiaru pionowości metodą graficzną polega na wykreśleniu rzutów płaszczyzn kolimacyjnych przechodzących przez punkt odniesienia na płaszczyznę poziomą, na które nanosi się obliczone wychylenia poprzeczne badanych punktów na poszczególnych poziomach. Dla każdego stanowiska wykreśla się linię równoległa do kierunku zerowego i oddalona od niego o obliczoną wielkość wychylenia. Przecięcie linii przesunięć wyznacza położenie badanego punktu w trakcie pomiaru w stosunku do punktu odniesienia. Linie te powinny przeciąć się w jednym punkcie, ale najczęściej ze względu na błędy pomiarowe, miejscem przecięcia jest trójkąt błędów. Najbardziej prawdopodobne położenie punktu znajduje się w środku ciężkości tego trójkąta.

15. Opracowanie wyników metodą ścisłą polega na wyrównaniu wykonanych w terenie obserwacji i obliczeniu najprawdopodobniejszych wartości współrzędnych badanych punktów w przyjętym układzie odniesienia.

16. Opracowane graficznie punkty określają wielkość i kierunki wychyleń osi badanego obiektu na poszczególnych jego poziomach stosunku do przyjętego poziomu odniesienia. Po połączeniu kolejnych punktów powstanie rzut osi obiektu na płaszczyznę poziomą.

Wyniki opracowane metodą ścisła dają różnice współrzędnych poszczególnych punktów obiektu badanego i współrzędnych punktu odniesienia. Na podstawie tego można określić długości i kierunki wektorów wychylenia osi obiektu na badanych poziomach.

---