Zatěžovací zkoušky Zatěžovací zkoušky stavebních dílců a konstrukcístavebních dílců a konstrukcí

Prof. Ing. Jiří Adámek, CSc.Prof. Ing. Jiří Adámek, CSc.

Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc.Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc.

př. pro 2. roč. – verze 01

Ústav stavebního zkušebnictví FAST, VUT v BrněÚstav stavebního zkušebnictví FAST, VUT v Brně

Cílem ZZ je získat podklady pro hodnocení:

- funkce zkoušené konstrukce při statickém nebo dynamickém zatížení - spolehlivosti konstrukce z hlediska mezních stavů použitelnosti popř. únosnosti (u zkoušek dílců)- výpočtových modelů, pokud je pochybnost, že použité výpočtové postupy nejsou dostatečně výstižné nebo není možné bezpečně zajistit všechny potřebné parametry pro výpočet- spolehlivosti konstrukce, zejména jsou-li pochybnosti o shodě provedení konstrukce s požadavky návrhu (např. nedodržení předepsané pevnosti betonu v části konstrukce)

Členění zatěžovacích zkoušek:a) Dle podmínek pro provádění rozlišujeme: - zatěžovací zkoušky nezabudovaných stavebních dílců prováděné zpravidla ve vybavených zkušebnách

- zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí před zahájením provozu nebo v době provozu

- zatěžovací zkoušky modelů stavebních konstrukcí, které jsou prováděny v laboratořích

b) Časové působení zkušebního zatížení: - zkoušky krátkodobé - slouží k ověření okamžitých vlastností

- zkoušky dlouhodobé - slouží ke studiu dlouhodobých přetvárných vlastností nebo degradace parametrů spolehlivosti

- zkoušky opakované pro soustavné sledování změn vybraných parametrů v době provozu

c) Dle dosaženého stupně zkušebního zatížení dělíme zkoušky dílců a konstrukcí na:

- zkoušky bez dosažení únosnosti zkušebního vzorku, které slouží k průkazu velikosti přetvoření, u betonových konstrukcí rovněž k určení vzniku, rozvoje a maximální šířky trhlin

- zkoušky do dosažení únosnosti zkušebního vzorku

d) Charakter zatížení vymezuje dva rozdílné typy zkoušek: - statické zatěžovací zkoušky, při nichž změna velikosti zatížení je pomalá nebo pohyb zatížení má zanedbatelné zrychlení, vyvozuje tedy na zkušební dílec nebo konstrukci statické účinky. Tento charakter zatížení je běžný u pozemních stavebpozemních staveb

- dynamické zatěžovací zkoušky, při nichž zkušební zatížení mění svou velikost nebo polohu a vyvolává takové zrychlení zkušebního dílce nebo konstrukce, že nelze zanedbat vliv vzniklých setrvačných sil hmoty konstrukce. Dynamická zatížení vyvolávají velké točivé stroje na základy, nárazový vítr na vysoké stavby apod.

Časový postup zatěžovací Časový postup zatěžovací zkoušky je rozdělen na etapy:zkoušky je rozdělen na etapy:- přípravapříprava zatěžovací zkoušky zahrnuje zpracování programu zkoušky - prováděníprovádění zatěžovací zkoušky - vyhodnocenívyhodnocení zatěžovací zkoušky

1. Zatěžovací zkoušky stavebních dílců

Stavební dílec je definován jako Stavební dílec je definován jako samostatná, předem vyrobená součást samostatná, předem vyrobená součást stavebního objektu nebo konstrukce stavebního objektu nebo konstrukce (ČSN 73 2031). Před zahájením hromadné (ČSN 73 2031). Před zahájením hromadné výroby je správnost návrhu a vhodnost výroby je správnost návrhu a vhodnost technologie ověřována technologie ověřována průkazní průkazní zkouškouzkouškou. K této zkoušce jsou . K této zkoušce jsou uvažovanou technologií vyrobeny uvažovanou technologií vyrobeny

nejméně nejméně tři zkušební vzorkytři zkušební vzorky..

Rovnoměrné Rovnoměrné zatížení je zatížení je nahrazeno nahrazeno soustavou soustavou čtyř břemenčtyř břemen

Schéma zatěžovacího cykluSchéma zatěžovacího cyklu

Betonové dílce ČSN 73 20 46 čl. 89 d.)Betonové dílce ČSN 73 20 46 čl. 89 d.) po dosažení základního zatížení nesmí šířka trhlin u železobetonového dílce překročit: - 0,1 mm u dílců vystavených agresivnímu prostředí - 0,2 mm u dílců vystavených vlivu povětrnosti - 0,3 mm u všech ostatních dílců

Po odlehčení se trhliny uzavřou na šířku menší než 1/3 hodnoty zjištěné při zatížení.

2. Zatěžovací zkoušky stavebních 2. Zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí- statickékonstrukcí- statickéZkoušená stavební konstrukce reprezentuje ucelenou funkční konstrukci nebo její část, případně je reprezentantem celé skupiny konstrukcí. Před zahájením přípravy zatěžovací zkoušky je požadováno odpovědné zdůvodnění, stanovení rozsahu a cílů zkoušky. U zkoušek konstrukcí před jejich uvedením do provozu nebo zkoušek v době provozu je třeba zvážit trvalé důsledky na technický stav (trvalé přetvoření, trhliny, porušení spolupůsobení části konstrukce apod.). U mostů jsou trvalé U mostů jsou trvalé

důsledky nepřípustné.důsledky nepřípustné.

3. 3. Zatěžovací zkoušky stavebních Zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí- dynamickékonstrukcí- dynamické

Podmínky a průběh zkoušek jsou specifikovány ČSN 73 2044, pro mosty

ČSN 73 6209. Jsou doporučeny pro vybrané typy konstrukcí se zatížením vyvolávající dynamické účinky:- věže a komíny- věže a komíny o výšce v > 80 m, o výšce v > 80 m, budovy budovy v > 100 m, v > 100 m, osvětlovací stožáryosvětlovací stožáry v > 60 m a pod.,v > 60 m a pod., - - stropní konstrukcestropní konstrukce veřejných budov velkých rozpětí (taneční sály), veřejných budov velkých rozpětí (taneční sály), - - průmyslové budovyprůmyslové budovy velkých rozpětí, rámové základy točitých strojů a velkých rozpětí, rámové základy točitých strojů a pod.,pod., - u staveb s předpokládanou - u staveb s předpokládanou aerodynamickou nestabilitouaerodynamickou nestabilitou,, - u mostů - u mostů neobvyklých statických soustavneobvyklých statických soustav a mimořádných rozpětí, při a mimořádných rozpětí, při užití nových technologií výstavby včetně materiálů,užití nových technologií výstavby včetně materiálů, - - u lávek pro chodceu lávek pro chodce a cyklisty z  hlediska účinku vibrací na a cyklisty z  hlediska účinku vibrací na lidský organismus,lidský organismus,

- - u konstrukcí, kde zkouška nahrazuje teoretický výpočetu konstrukcí, kde zkouška nahrazuje teoretický výpočet

Impulsní budič(raketový motor)

4. Zatěžovací zkoušky modelů konstrukcí

Důvody ekonomické a obtížnost zkoušek hotových konstrukcí vede k uspořádání studijní zatěžovací zkoušky fyzikálního modelu konstrukce. Modelování se řídí zákony modelové podobnosti z nichž pro modely stavebních konstrukcí možno uvést: - podobnost geometrickou, charakterizována konstantou geometrické podobnosti

určující jednotný geometrický vztah mezi rozměry konstrukce L a modelu l,

- fyzikální podobnost materiálů (E, ) určující plochy konstrukčních

prvků modelu za podmínky dodržení platnosti Navierovy hypotézy a Hookova zákona. Z této podmínky určujeme měřítko sil tak, aby nebyla poškozena mez úměrnosti materiálu modelu (např. volíme makromolekulární látky, sádru, pryž apod.).

2

2

1

1

l

L

l

La

Ústav stavebního zkušebnictví, FAST VUT v Brně

Prof. Ing. Jiří ADÁMEK, CSc.Doc. Ing. Leonard Hobst,CSc.

ROZDĚLENÍ ZKUŠEBNÍCH ROZDĚLENÍ ZKUŠEBNÍCH METOD METOD

ZKUŠEBNICTVÍ

Co to je ?

1) Zkušebnictví ve stavebnictví

2) Zkoušení materiálů a konstrukcí

a) destruktivní metody

- pevnostní

- deformačí

- trvanlivostní

b) NDT metody

3) Diagnostika objektu

je interdisciplinární vědní obor procházející napříč spektrem řady dalších vědních oborů,

ZKUŠEBNICTVÍ

slouží k verifikaci hypotéz, analýz a modelů fyzikálně mechanických a technologických jevů,

je o rozsáhlý soubor technických operací určených ke stanovení parametrů a vlastností stavebních materiálů, výrobků nebo výrobních systémů tak, aby došlo k jejich optimálním využití ve stavebním díle,

je nástrojem zvyšování jakosti vyráběného produktu přes akreditovaný systém řízení jakosti.

ZKUŠEBNICTVÍVE STAVEBNICTVÍ

KONTROLA JAKOSTI

OVĚŘENÍ SHODY

MODELY

PRVKY

KONSTRUKCE

OVĚŘENÍ ZPŮSOBILOSTI OBJEKTU

STUDIJNÍ

PROTOTYPOVÉ

PRŮKAZNÍ

ZKOUŠENÍ VLASTNOSTÍSTAVEBNÍCH MATERIÁLŮ

ZATĚŽOVACÍ ZKOUŠKY DIAGNOSTIKA OBJEKTŮ

ZKOUŠKY STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ A KONSTRUKCÍ

ZKOUŠKY MATERIÁLŮ ZKOUŠKY NA KONSTRUKCI

PEVNOSTNÍ

DEFORMAČNÍ

TRVANLIVOSTNÍ

V LABORATOŘI “ IN SITU”

DESTRUKTIVNÍ NEDESTRUKTIVNÍ DESTRUKTIVNÍ

ODBĚRY VZORKŮ PROLABORATORNÍ ZKOUŠKY

TVRDOMĚRNÉ

DYNAMICKÉ

RADIAČNÍ

ELEKTRICKÉ AEL. MAGNETICKÉ

VÝVRTY

ODTRHY

Kontrola „in situ“ – odběr jádrových vývrtůKontrola „in situ“ – odběr jádrových vývrtů

LABORATORNÍ DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY

PEVNOST V TLAKU

PEVNOST V TAHU OHYBEM

PEVNOST V OSOVÉM TAHU

PEVNOST V PŘÍČNÉM TAHU

PEVNOST VE SMYKU

PEVNOST V KROUCENÍ

MODUL PRUŽNOSTI V TAHU A TLAKU

MODUL PŘETVÁRNOSTIV TAHU A TLAKU

MODUL PRUŽNOSTI VE SMYKU

SOUČINITEL PŘÍČNÉHO ROZTAŽENÍ

ÚČINKY ZATÍŽENÍ NA TVORBU TRHLIN

ÚČINKY SEISMICKÉ

PŮSOBENÍ TEPLA A ŽÁRU

PŮSOBENÍ MIKROBIOLOGICKÉ

PŮSOBENÍ ZÁŘENÍ

VODO-PROPUSTNOST

PLYNO- PROPUSTNOST

VODOTĚSNOST

MRAZU- VZDORNOST

ODOLNOST PROTI PŮSOBENÍ CHEMIKÁLIÍ

KOROZE PLYNÝMI, KAPALNÝMI A PEVNÝMI LÁTKAMI

TRVANLIVOSTNÍPEVNOSTNÍ PRUŽNOSTNÍ

NEDESTRUKTIVNÍMETODY

VTISKOVÉ

VNIKACÍ

ODRAZOVÉ

BRUSNÉ

VRTNÉ

ULTRAZVUKOVÉ

REZONANČNÍ

FÁZOVÝCH RYCHLOSTÍ

TLUMENÝ RÁZ

ODPOROVÉ

INDUKČNÍ

KAPACITNÍ

MIKROVLNÉ

MAGNETICKÁ SONDA

RADIOMETRIE

RADIOGRAFIE

ELEKTRICKÉ AEL. MAGNETICKÉ

TVRDOMĚRNÉ DYNAMICKÉ RADIAČNÍ

NDT kontrola mostní konstrukceNDT kontrola mostní konstrukce

DIAGNOSTIKAOBJEKTU

KROVY

STROPY

NOSNÉ ZDI

ZÁKLADY

HISTORICKÉ STAVBY

BUDOVY MOSTY

ZDĚNÉ KONSTRUKCE

BETONOVÉ KONSTRUKCE

DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE

OCELOVÉ KONSTRUKCE

PEVNOST BETONU

MNOŽSTVÍ A POLOHA VÝZTUŽE

VÝPOČTOVÉ HODNOTY

TVRDOST DŘEVA

BIOLOGICKÁ EXP.

VLHKOSTNÍ STAV

VÝPOČTOVÉ HODNOTY

DŘEVA

PEVNOST V TAHU

TVRDOST

VÝPOČTOVÁ HODNOTA

VÝPOČTOVÉ PEVNOSTI ZDIVA

CIHLY, KÁMEN

ZDICÍ MALTA

Troubky po povodních - 1997Troubky po povodních - 1997

Troubky po povodních - 1997Troubky po povodních - 1997

KonKonecec