Zatěžovací zkoušky stavebních dílců a konstrukcí

Prezentace na téma: "Zatěžovací zkoušky stavebních dílců a konstrukcí"— Transkript prezentace:

1 Zatěžovací zkoušky stavebních dílců a konstrukcí
př. pro 2. roč. – verze 01 Ústav stavebního zkušebnictví FAST, VUT v Brně Prof. Ing. Jiří Adámek, CSc. Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc.

2 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)

3 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

4 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

5 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

6 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 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.

7 Časový postup zatěžovací zkoušky je rozdělen na etapy:
- příprava zatěžovací zkoušky zahrnuje zpracování programu zkoušky - provádění zatěžovací zkoušky - vyhodnocení zatěžovací zkoušky

8 Zatěžovací zkoušky stavebních dílců Stavební dílec je definován jako samostatná, předem vyrobená součást stavebního objektu nebo konstrukce (ČSN ). Před zahájením hromadné výroby je správnost návrhu a vhodnost technologie ověřována průkazní zkouškou. K této zkoušce jsou uvažovanou technologií vyrobeny nejméně tři zkušební vzorky.

9 Rovnoměrné zatížení je nahrazeno soustavou čtyř břemen

10 Schéma zatěžovacího cyklu

11 Betonové dílce ČSN čl. 89 d.) po dosažení základního zatížení nesmí šířka trhlin u železobetonového dílce překročit: ,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.

12 2. Zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí- statické
2. Zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí- statické Zkoušená 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 důsledky nepřípustné.

13

14

15

16 3. Zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí- dynamické Podmínky a průběh zkoušek jsou specifikovány ČSN , pro mosty ČSN Jsou doporučeny pro vybrané typy konstrukcí se zatížením vyvolávající dynamické účinky: - věže a komíny o výšce v > 80 m, budovy v > 100 m, osvětlovací stožáry v > 60 m a pod., - stropní konstrukce veřejných budov velkých rozpětí (taneční sály), - průmyslové budovy velkých rozpětí, rámové základy točitých strojů a pod., - u staveb s předpokládanou aerodynamickou nestabilitou, - u mostů neobvyklých statických soustav a mimořádných rozpětí, při užití nových technologií výstavby včetně materiálů, - u lávek pro chodce a cyklisty z  hlediska účinku vibrací na lidský organismus, - u konstrukcí, kde zkouška nahrazuje teoretický výpočet

17 Impulsní budič (raketový motor)

18 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.).

19

20

21

22

23

24 ROZDĚLENÍ ZKUŠEBNÍCH METOD
Ústav stavebního zkušebnictví, FAST VUT v Brně Prof. Ing. Jiří ADÁMEK, CSc. Doc. Ing. Leonard Hobst,CSc.

25 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

26 ZKUŠEBNICTVÍ q je interdisciplinární vědní obor procházející napříč spektrem řady dalších vědních oborů, q slouží k verifikaci hypotéz, analýz a modelů fyzikálně mechanických a technologických jevů, q 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, q je nástrojem zvyšování jakosti vyráběného produktu přes akreditovaný systém řízení jakosti.

27 OVĚŘENÍ ZPŮSOBILOSTI OBJEKTU
ZKUŠEBNICTVÍ VE STAVEBNICTVÍ KONTROLA JAKOSTI ZKOUŠENÍ VLASTNOSTÍ STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ ZATĚŽOVACÍ ZKOUŠKY DIAGNOSTIKA OBJEKTŮ MODELY PRVKY KONSTRUKCE STUDIJNÍ PROTOTYPOVÉ PRŮKAZNÍ OVĚŘENÍ ZPŮSOBILOSTI OBJEKTU OVĚŘENÍ SHODY

28 ZKOUŠKY STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ A KONSTRUKCÍ
ZKOUŠKY MATERIÁLŮ ZKOUŠKY NA KONSTRUKCI V LABORATOŘI “ IN SITU” DESTRUKTIVNÍ NEDESTRUKTIVNÍ PEVNOSTNÍ TVRDOMĚRNÉ ODBĚRY VZORKŮ PRO LABORATORNÍ ZKOUŠKY DEFORMAČNÍ DYNAMICKÉ VÝVRTY ODTRHY RADIAČNÍ TRVANLIVOSTNÍ ELEKTRICKÉ A EL. MAGNETICKÉ

29 Kontrola „in situ“ – odběr jádrových vývrtů

30 LABORATORNÍ DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY TRVANLIVOSTNÍ PEVNOSTNÍ PRUŽNOSTNÍ PEVNOST V TLAKU V TAHU OHYBEM V OSOVÉM TAHU V PŘÍČNÉM TAHU VE SMYKU V KROUCENÍ MODUL PRUŽNOSTI V TAHU A TLAKU MODUL PŘETVÁRNOSTI 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- VODOTĚSNOST MRAZU- VZDORNOST ODOLNOST PROTI PŮSOBENÍ CHEMIKÁLIÍ KOROZE PLYNÝMI, KAPALNÝMI A PEVNÝMI LÁTKAMI

31 NEDESTRUKTIVNÍ METODY
ELEKTRICKÉ A EL. MAGNETICKÉ TVRDOMĚRNÉ DYNAMICKÉ RADIAČNÍ VTISKOVÉ VNIKACÍ ODRAZOVÉ BRUSNÉ VRTNÉ ULTRAZVUKOVÉ REZONANČNÍ FÁZOVÝCH RYCHLOSTÍ TLUMENÝ RÁZ ODPOROVÉ INDUKČNÍ KAPACITNÍ MIKROVLNÉ MAGNETICKÁ SONDA RADIOMETRIE RADIOGRAFIE

32 NDT kontrola mostní konstrukce

33 VÝPOČTOVÉ PEVNOSTI ZDIVA
DIAGNOSTIKA OBJEKTU ZDĚNÉ KONSTRUKCE CIHLY, KÁMEN ZDICÍ MALTA VÝPOČTOVÉ PEVNOSTI ZDIVA HISTORICKÉ STAVBY BETONOVÉ KONSTRUKCE PEVNOST BETONU MNOŽSTVÍ A POLOHA VÝZTUŽE VÝPOČTOVÉ HODNOTY BUDOVY MOSTY KROVY STROPY NOSNÉ ZDI ZÁKLADY DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE TVRDOST DŘEVA BIOLOGICKÁ EXP. VLHKOSTNÍ STAV VÝPOČTOVÉ HODNOTY DŘEVA OCELOVÉ KONSTRUKCE PEVNOST V TAHU TVRDOST VÝPOČTOVÁ HODNOTA

34 Troubky po povodních

35 Troubky po povodních

36 Konec