BI52 Diagnostika stavebních BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí konstrukcí
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně
v rámci bakalářských a magisterských studijních programů
CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Přednáška č. 8:Zkoušení cihelného zdiva
Ing. Petr Cikrle, Ph.D. 2008
PROGRAM PŘEDNÁŠKY:PROGRAM PŘEDNÁŠKY:
A. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍA. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ
B. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY ZDIVAB. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY ZDIVA
C. ZKOUŠENÍ MALTY VE SPÁRÁCH ZDIVAC. ZKOUŠENÍ MALTY VE SPÁRÁCH ZDIVA
D. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮD. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮ
E. CHARAKTERISTICKÁ A NÁVRHOVÁ E. CHARAKTERISTICKÁ A NÁVRHOVÁ PEVNOST ZDIVAPEVNOST ZDIVA
F. ZÁVĚRF. ZÁVĚR
Přílohy: Příklady diagnostiky zdivaPřílohy: Příklady diagnostiky zdiva
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
A. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍA. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ Cihly – nejstarší umělé stavivo, 10000-8000 BC;Cihly – nejstarší umělé stavivo, 10000-8000 BC; Formy na výrobu – Mezopotámie 5000 BC;Formy na výrobu – Mezopotámie 5000 BC; Vypalování cihel – 3500 BC, později glazováníVypalování cihel – 3500 BC, později glazováníKlasické období – Vitruvius popisuje v Klasické období – Vitruvius popisuje v
Deseti knihách o architektuře Deseti knihách o architektuře Středověk – spíše mimo Evropu (Barma)Středověk – spíše mimo Evropu (Barma)
1800 – industrializace, sjednocení rozměrů 1800 – industrializace, sjednocení rozměrů
1900 – duté cihly, tvarovky, nejvíce cihel 1900 – duté cihly, tvarovky, nejvíce cihel
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
B. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY B. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY ZDIVAZDIVA
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Stěny – nosné (min. 300 mm) – nenosné (příčky)
Sloupy – samostatně stojící v prostoru, >4Pilíře – součást stěn (např. meziokenní), <4Opěrné zdiZákladyOstatní části stavebních objektů.
VAZBA ZDIVAVAZBA ZDIVA
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Vazba zdiva je způsob vzájemné polohy zdicích prvků, kdy ve dvou sousedních vodorovných vrstvách neprobíhají styčné spáry průběžně.
Zásady správné vazby:• všechny styčné spáry v každé vrstvě musí být cihlou v horní vrstvě překryty o ¼ až ½ délky cihly,
• ložné spáry musí být vždy kolmé k tlaku (vodorovné)
• ve zdivu se má použít co nejvíce celých cihel; při ukončení stěny, připojení, křížení apod. se používají i části cihel - tříčtvrtky nebo půlky, výjimečně čtvrtky.
Vazby zdivaVazby zdiva
1) 2)
3) 4)
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
1) běhounová1) běhounová 2) vazáková2) vazáková 3) polokřížová3) polokřížová 4) křížová4) křížová
B. ZKOUŠKY CIHELNÉHO ZDIVAB. ZKOUŠKY CIHELNÉHO ZDIVA• Zkoušky zdiva na stávající konstrukci Zkoušky zdiva na stávající konstrukci
(např. lokální napjatost plochými lisy)(např. lokální napjatost plochými lisy)• Zkoušky malých vzorků stěn (pilířky)Zkoušky malých vzorků stěn (pilířky)• Zkoušky maltZkoušky malt• Zkoušky zdicích prvků (NDT, DT)Zkoušky zdicích prvků (NDT, DT)• Zkoušky částí zdicích prvkůZkoušky částí zdicích prvků (z vývrtů) (z vývrtů) • Průzkum vlastnostíPrůzkum vlastností snižujících únosnostsnižujících únosnost
zdiva – vazba, vlhkost, poruchy (trhliny), zdiva – vazba, vlhkost, poruchy (trhliny), dřívější zásahy, degradace, apod.dřívější zásahy, degradace, apod.
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Zatěžovací zkoušky zdivaZatěžovací zkoušky zdivaV laboratoři: V laboratoři: Únosnost bloků zdivaÚnosnost bloků zdiva
In situ:In situ:Ploché lisyPloché lisy
15
33
7
34
2 6
8
3
4
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Dvojice plochých lisůDvojice plochých lisů
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Druhy plochých lisů podle typu zdiva Druhy plochých lisů podle typu zdiva
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
C. ZKOUŠENÍ MALTY VE C. ZKOUŠENÍ MALTY VE SPÁRÁCH ZDIVASPÁRÁCH ZDIVA
Přímý odhad Podle obsahu pojiva
(chemický rozbor) Destruktivní zkoušky
těles z odebraných vzorků ložných spár
Nedestruktivní zkoušky tvrdoměrné
Vrtná metoda Vrtná metoda (tzv. (tzv. Kučerova vrtačka)Kučerova vrtačka)
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Metody zkoušení malty – Schmidt PMMetody zkoušení malty – Schmidt PM
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Metody zkoušení malty - IndentorMetody zkoušení malty - Indentor
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
1kg palice z 10 cmPočet úderů nutných
k zaražení o 5 mm
Upravené vrtačky – TZÚS a PZZ 01Upravené vrtačky – TZÚS a PZZ 01
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Pevnost malty vrtnou metodou - zásadyPevnost malty vrtnou metodou - zásady
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Úprava spáry před zkouškou
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Úprava spáry před zkouškou – odstranění omítky a zvětralé malty do hloubky 20 mm
PROVEDENÍ ZKOUŠEK VRTAČKAMIPROVEDENÍ ZKOUŠEK VRTAČKAMI
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Ruční vrtačka TZÚS (Kučerova)
Průměr vrtáku 8 mm Mechanický příklep, ryska na
opěře s pružinou Počet otáček (25)
Elektrická vrtačka - PZZ 01
Průměr vrtáku 6 mm Mechanická aretace přítlaku Počet otáček nastaven –
automatické vypnutí
Shodné provedení a vyhodnocení: 3 vrty ve spáře, hloubka d, meze ±30% od průměru Pokud se 1 vrt liší, provede se další vrt, pokud ani ten
nevyhovuje, zkušební místo se vyřadí
Kalibrační vztahy – porovnáníKalibrační vztahy – porovnání
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Kalibrační vztahy pro pevnost v tlaku malty
PZZ01
fm,e = 288,21x-1,3873
Ruční vrtačka
fm,e = 184,43x-1,5548
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 10 20 30 40 50 60
hloubka vrtu d [mm]
Pe
vn
os
t v
tla
ku
fm,e
[M
Pa
]
Elektrická vrtačka
Ruční vrtačka
D. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮD. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮ
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Nedestruktivní zkoušky v konstrukci (Schmidt LB, Waitzmann)
Zkoušky celých zdicích prvků (odběr celých prvků z konstrukce)
Zkoušky reprezentativních částí zdicích prvků (jádrové vývrty)
Názvy cihel na konci 19. stol.Názvy cihel na konci 19. stol.
NázevNázev Pevnost v tlaku Pevnost v tlaku [MPa][MPa]
Zvonivky, klinkrovky, kabřinceZvonivky, klinkrovky, kabřince 30 a více30 a více
Lepší zdící cihlyLepší zdící cihly 2626
Obyčejné zdící cihlyObyčejné zdící cihly 2020
Podélně duté cihlyPodélně duté cihly 1717
Obyčejné plné cihlyObyčejné plné cihly 1010
Příčně dírkované cihlyPříčně dírkované cihly 88
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
NEDESTRUKTIVNĚ – SCHMIDT LBNEDESTRUKTIVNĚ – SCHMIDT LB
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Vychází z tvrdoměru Schmidt L na beton Odlišný tvar razníku - zakulacený
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Kalibrační vztah pro pevnost cihel – Schmidt LB
Kalibrační vztah pro Schmidt LB
f b,e = 0,956 R - 5,444
0
5
10
15
20
25
30
35
10 15 20 25 30 35 40 45
Odraz R
Pev
nos
t v
tlak
u fb,e [
MP
a]
Vnitřní Ø 75 mm
50×50×min. 250 mm
4 tělesa 50×50×50 mm
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
JÁDROVÉ VÝVRTY JÁDROVÉ VÝVRTY Optimální vývrt o Ø 75 mm, do vazákuLze vyřezat hranol 50×50×300 mmPevnost v tahu ohybem, 3 - 5 krychlí 50×50 mm
Normalizovaná pevnost v tlaku zdicích prvků fb
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Při návrhu a výpočtech se používá tzv. normalizovaná pevnost v tlaku zdících prvků fb
Z výsledků zkoušek pevnosti v tlaku zdicích prvků (NDT nebo DT) zjistíme průměr (upravený statisticky).
Normalizovanou pevnost získáme přenásobením průměrné pevnosti zdicích prvků součinitelem štíhlosti a rozměrů
Součinitel vlivu výšky a šířky zdicích prvků
Výška zdícího prvku (mm)
Nejmenší vodorovný rozměr zdícího prvku (mm)
50 100 150 200 250 nebo větší
5065
100150200
250 nebo větší
0,850,951,151,301,451,55
0,750,851,001,201,351,45
0,700,750,901,101,251,35
0,700,750,901,101,251,35
-0,650,750,951,101,15
Poznámka: Lineární interpolace je povolena.
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
E. CHARAKTERISTICKÁ A E. CHARAKTERISTICKÁ A NÁVRHOVÁ PEVNOST ZDIVA NÁVRHOVÁ PEVNOST ZDIVA
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Charakteristická pevnost zdiva v tlaku fk v N/mm2 se určí ze
vztahu
mbk fKff K je konstanta závislá na druhu zdiva a skupině zdicích prvků,
(viz ČSN EN 1996-1-1, EOROCODE 6); cihly bez dutin: K=0,55;fb je normalizovaná průměrná pevnost v tlaku zdicích prvků,
N/mm2;fm je průměrná pevnost malty v tlaku v N/mm2;
je exponent závislý na tloušťce ložných spár a druhu malty, = 0,7 pro nevyztužené zdivo s obyčejnou nebo lehkou maltou, je exponent závislý na druhu malty, = 0,3 pro obyčejnou maltu.
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
Návrhová pevnost zdiva v tlaku fd v N/mm2 se určí ze
vztahu
4321 mmmm
k
m
kd
fff
m1 je základní hodnota dílčího součinitele spolehlivosti, která se pro zdivo z plných cihel uložených na obyčejnou maltu rovná 2,0;
m2 je součinitel vlivu pravidelnosti vazby a vyplnění spár maltou: 0,85 ≤ m2 ≤ 1,2; dolní mez platí pro dokonalou vazbu a bezvadně
vyplněné spáry;m3 je součinitel vlivu vyšší vlhkosti, pro vlhkost zdiva v intervalu od 4% do 20% se určí interpolací mezi hodnotami 1,0≤ m3 ≤1,25; m4 je součinitel zahrnující vliv svislých a šikmých trhlin ve zdivu v intervalu 1,0 ≤ m4 ≤ 1,4, přičemž dolní mez intervalu platí pro neporušené zdivo bez trhlin;
PŘÍLOHYPŘÍLOHY
1) Příklad průzkumu zděné konstrukce – 1) Příklad průzkumu zděné konstrukce – bytový dům na Lidické ulici v Brně bytový dům na Lidické ulici v Brně
2) Havárie zděné konstrukce v průběhu 2) Havárie zděné konstrukce v průběhu probíhající rekonstrukce, Brno , 1997probíhající rekonstrukce, Brno , 1997
Přílohy jsou uvedeny v samostatné Přílohy jsou uvedeny v samostatné prezentaci prezentaci
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
E. ZÁVĚRE. ZÁVĚRCharakteristickou pevnost zdiva v tlaku Charakteristickou pevnost zdiva v tlaku
určujeme zpravidla výpočtem z pevnosti určujeme zpravidla výpočtem z pevnosti v tlaku malty a pevnosti zdicích prvků.v tlaku malty a pevnosti zdicích prvků.
Při průzkumech zdiva je nezbytně nutné Při průzkumech zdiva je nezbytně nutné zjistit další vlastnosti zdiva jako celku – zjistit další vlastnosti zdiva jako celku – vazbu, vyplnění spár, vlhkost, trhliny, vazbu, vyplnění spár, vlhkost, trhliny, nekvalifikované zásahy apod.nekvalifikované zásahy apod.
Pozor na rozdíly povrchu a vnitřku zdí ! Pozor na rozdíly povrchu a vnitřku zdí !
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292
DĚKUJI ZA POZORNOST !DĚKUJI ZA POZORNOST !
BI52 Diagnostika stavebních konstrukcíBI52 Diagnostika stavebních konstrukcí
ÚSTAV
STAVEBNÍHO
ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292