View
221
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Diagnostyka konstrukcji żelbetowych
Politechnika KrakowskaWydział Inżynierii LądowejInstytut Materiałów i Konstrukcji BudowlanychZakład Konstrukcji Sprężonych
LABORATORIUM zajęcia 2Z KONSTRUKCJI BETONOWYCH
1. Diagnostyka konstrukcji żelbetowych
autor: mgr inż. Mateusz Surma 2
1. Ocena jednoetapowa
autor: mgr inż. Mateusz Surma 3
1. Ocena dwuetapowa
autor: mgr inż. Mateusz Surma 4
1. Badania diagnostyczne
autor: mgr inż. Mateusz Surma 5
1. RODZAJE DIAGNOSTYKI
autor: mgr inż. Mateusz Surma 6
1. RODZAJE DIAGNOSTYKI
autor: mgr inż. Mateusz Surma 7
Badania właściwości mechanicznych betonu:
A) badania nieniszczące,B) badania niszczące,C) badania seminiszczące.
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
autor: mgr inż. Mateusz Surma 8
Metoda sklerometryczna PRZY UŻYCIU MŁOTKA SCHMIDTA
(Instrukcja ITB 210; Norma PN-EN-12504-2:2002. Badania betonu w konstrukcjach. Część 2. Badania nieniszczące. Oznaczenie liczby odbicia. + poprawka Ap1:2004)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 9
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Rodzaje młotków (różnią się przede wszystkim energią uderzenia):• N (normalny) stosowany do badań betonu zwykłego w konstrukcjach
prefabrykowanych i monolitycznych,• L (lekki), przeznaczony do badań betonów lekkich i zapraw,• M (ciężki), używany w badaniach betonu nawierzchni dróg i lotnisk, mostów,
fundamentów i innych masywnych konstrukcji,• P (wahadłowy), przeznaczony do badań betonów i materiałów o małej twardości i
wytrzymałości (gazobeton, tynk).
Metoda sklerometryczna PRZY UŻYCIU MŁOTKA SCHMIDTA
(Instrukcja ITB 210; Norma PN-EN-12504-2:2002. Badania betonu w konstrukcjach. Część 2. Badania nieniszczące. Oznaczenie liczby odbicia. + poprawka Ap1:2004)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 10
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Przy wyborze miejsca do badania należy pamiętać o następujących zaleceniach:- miejsca badania o pow. min. 50 cm2 równomiernie rozłożone na elemencie konstrukcyjnym,
- badanie należy przeprowadzić min. w 12 punktach pomiarowych,- w okolicy każdego punktu należy wykonać min. 5 odczytów, - nie przeprowadza się badania na powierzchni skorodowanej,- unika się badań elementów o małej sztywności np. płyt, ścian o grubościach mniejszych niż 10cm,
- nie wykonuje się odczytów na ziarnach kruszywa grubego, - nie jest wskazane badanie powierzchni zawilgoconych (otrzymujemy zaniżone wyniki),- nie jest wskazane badanie miejsc, w których przewiduje się usytuowanie zbrojenia konstrukcyjnego lub innych wkładek na głębokości do 3cm,
- nie wykonuje się odczytów w miejscach rakowatych i porowatych,- nie wykonuje się odczytów na górnej powierzchni elementów (mleczko cementowe).
autor: mgr inż. Mateusz Surma 11
Metoda sklerometryczna PRZY UŻYCIU MŁOTKA SCHMIDTA
(Instrukcja ITB 210; Norma PN-EN-12504-2:2002. Badania betonu w konstrukcjach. Część 2. Badania nieniszczące. Oznaczenie liczby odbicia. + poprawka Ap1:2004)
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Należy pamiętać o następujących zaleceniach:- nadajnik i odbiornik powinny znajdować się na jednej prostej przechodzącej przez
element,- unikać miejsc, w których na drodze leży zbrojenie główne, nie należy wykonywać
pomiarów w miejscach największych koncentracji naprężeń,- w miarę możliwości nie wyznaczać miejsc pomiarowych w odległości mniejszej niż
8cm od krawędzi badanego elementu, - pomiar przeprowadzić co najmniej w 20 miejscach,- unikać miejsc spękanych, zawilgoconych skorodowanych.
Metoda ultradźwiękowaPRZY UŻYCIU BETONOSKOPU
(Instrukcja ITB 209, Norma PN-EN12504-4:2005 Badania betonu - Część 4: Metoda ultradźwiękowa)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 12
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
autor: mgr inż. Mateusz Surma 13
B) badania seminiszczące:
a) Badania bezpośrednie na próbkach klejonych do głowic lub mocowanych mechanicznie (badanie typu pull-off, pull-out),
b) Próba brazylijska (rozciąganie przy rozłupywaniu).
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Probe Penetration
autor: mgr inż. Mateusz Surma 14
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
W przypadku konstrukcji żelbetowej stosowanie tej metody jest ograniczone ze względu na obecność otuliny, która może być słabsza niż pozostała część struktury betonu
Metoda BREAK-OFF
autor: mgr inż. Mateusz Surma 15
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Metoda nie zalecana dla betonów zawierających frakcje kruszywa większe niż 25 mm
Metoda PULL-OUT(Norma PN-EN 12504-3:2006 Badania betonu w konstrukcjach – Część 3: Oznaczenie siły wyrywającej)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 16
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Metoda PULL-OUT(Norma PN-EN 12504-3:2006 Badania betonu w konstrukcjach – Część 3: Oznaczenie siły wyrywającej)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 17
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Capo-TestKotwa w nawierconym otworze
Lock-Test Kotwa zabetonowana
Metoda PULL-OUT(Norma PN-EN 12504-3:2006 Badania betonu w konstrukcjach – Część 3: Oznaczenie siły wyrywającej)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 18
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Metoda jest niezależna od parametrów materiałowych (rodzaj cementu, zawartość dodatków lub domieszek, włókien itp.) i technologicznych. Można ją stosować z wyjątkiem betonów lekkich oraz betonów o uziarnieniu większym niż 32 mm.
Zastosowanie, gdy:
Metoda PULL-OUT(Norma PN-EN 12504-3:2006 Badania betonu w konstrukcjach – Część 3: Oznaczenie siły wyrywającej)
autor: mgr inż. Mateusz Surma 19
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
C) badania niszczące
Badania wytrzymałości na ściskanie na próbkach betonowych pobranych w trakcie betonowania (próbki sześcienne 15cm, lub walcowe o średnicy 15cm i wysokości 30cm).a) Badanie wytrzymałości na ściskanie na próbkach odwierconych z konstrukcji.
fc□15=1,25* fcφ15/30fc□15=1,05* fc□20fc□15=0,90* fc□10
autor: mgr inż. Mateusz Surma 20
Dodatkowe badania:a) Badania średniego modułu sprężystości Ecm,b) Wytrzymałość na odrywanie,c) Wyznaczanie krzywych naprężenie –odkształcenie zarówno przy ściskaniu jak i przy rozciąganiu, wyznaczanie energii pękania betonu.
2. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości betonu
Badania stali zbrojeniowej:
a) Wykonanie odkrywki i określenie gatunku stali zbrojeniowej na podstawie jej użebrowania.
autor: mgr inż. Mateusz Surma 21
3. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości stali
Badania stali zbrojeniowej c.d.:
b) Pobranie fragmentu pręta zbrojeniowego (z miejsca o niewielkim wytężeniu konstrukcji) i wykonanie testu na maszynie do rozciągania – ĆWICZENIE 1.
Uwaga. Określenie wytrzymałości stali na podstawie pomiaru jej twardości może prowadzić do błędów, zwłaszcza w przypadku obecnie stosowanych stali ulepszanych cieplnie (np. technologą Temcore).
autor: mgr inż. Mateusz Surma 22
3. Diagnostyka konstrukcji betonowych – badanie wytrzymałości stali
W przypadku konstrukcji żelbetowych najczęściej mierzone są wielkości:
a) Odkształcenia
b) Przemieszczenia
c) Siła (obciążenie), siła sprężająca
d) Szerokość rozwarcia rys
e) Średnice i sposób ułożenia zbrojenia
autor: mgr inż. Mateusz Surma 23
4. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru
Tensometria elektrooporowa bazująca na proporcjonalności zmiany oporu do odkształcenia:
autor: mgr inż. Mateusz Surma 24
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODKRZTAŁCENIA
autor: mgr inż. Mateusz Surma 25
Przygotowanie konstrukcji i tensometrów elektrooporowych do pomiarów
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODKRZTAŁCENIA
Tensometria elektrooporowa c.d.
autor: mgr inż. Mateusz Surma 26
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODKRZTAŁCENIA
Tensometria elektrooporowa c.d.
Mostek Wheatstone`a
autor: mgr inż. Mateusz Surma 27
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODKRZTAŁCENIA
Tensometria elektrooporowa c.d.
Wady:Zalety:
Tensometria mechaniczna pomiar przyrządem mechanicznym o ustalonej bazie pomiarowej, np. ekstensometr typu Demeck .
Zalety: - metoda niewymagająca specjalistycznego sprzętu, - niewrażliwa na warunki atmosferyczne
Wady: - brak ciągłości pomiaru, - dokładność
autor: mgr inż. Mateusz Surma 28
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODKRZTAŁCENIA
Tensometry strunowe, pomiar zmiany częstości drgań struny wskutek jej odkształcenia.
Zalety: metoda łatwa w stosowaniu, ciągłość pomiaru, niewrażliwość na warunki atmosferyczne
Wady: koszt czujników, wymiary geometryczne
Tensometria indukcyjna – zasada pomiaru jak w przypadku indukcyjnego przetwornika przemieszczeń. Zależności korelacyjne pomiędzy zmianą napięcia w uzwojeniu cewki a przemieszczeniem metalowego rdzenia.
autor: mgr inż. Mateusz Surma 29
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODKRZTAŁCENIA
autor: mgr inż. Mateusz Surma 30
4a. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru PRZEMIESZCZENIA
• Ugięcie - przemieszczenie osi odkształconej elementu w dół.
• Wygięcie - przemieszczenie osi odkształconej elementu w górę.
Ugięciomierze zegarowe
autor: mgr inż. Mateusz Surma 31
4b. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru PRZEMIESZCZENIA
Indukcyjne przetworniki przemieszczenia
autor: mgr inż. Mateusz Surma 32
4b. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru PRZEMIESZCZENIA
ElektrooporoweHydrauliczne
Mechaniczne
autor: mgr inż. Mateusz Surma 33
4c. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru SIŁY
autor: mgr inż. Mateusz Surma 34
W zależności od czynnika który je powoduje, rysy występują w formach o różnych kształtach, szerokościach czy rozstawach:
• rysy prostopadłe do osi podłużnej elementu, biegnące wzdłuż całej wysokości przekroju (osiowe rozciąganie) - rysunek a),
• rysy prostopadłe mające stały rozstaw, których zasięg kończy się poniżej osi obojętnej przekroju (zginanie) - rysunek b),
• rysy ukośne (są wynikiem działania naprężeń pochodzących od sił tnących) – rysunek c),• rysy podłużne wzdłuż prętów zbrojeniowych – rysunek d),• rysy powierzchniowe (zmian temperatury, wilgotności, skurcz) – rysunek e).
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
autor: mgr inż. Mateusz Surma 35autor: mgr inż. Mateusz Surma 35
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
Ograniczenia zarysowania
Autor: dr inż. Wit Derkowski
PN-E
N 1
992-
1-1,
str.
109:
Można dopuścić do występowania rys bez jakiejkolwiek próby ograniczenia ich szerokości podwarunkiem, że nie obniżają one użytkowalności, ani nie powodują obniżenia trwałościkonstrukcji. Dzięki odpowiedniemu sprężeniu zarysowanie można całkowicie wyeliminować.
autor: mgr inż. Mateusz Surma 36autor: mgr inż. Mateusz Surma 36
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
USZKODZENIA TRWAŁE
Autor: dr inż. Wit Derkowski
• Rysa - widoczna na elemencie nieciągłość o niewielkiej zwykle długości i rozwartości do 0,3 mm.
• Pęknięcie - deformacja o znacznej długości (np. przez całą długość ściany) zwykle dzieląca element na oddzielne części (na przestrzał).
• Szczelina - rysa lub pęknięcie o znacznej szerokości zwykle więcej niż 0,5 mm.
autor: mgr inż. Mateusz Surma 37autor: mgr inż. Mateusz Surma 37
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
SKALA USZKODZEŃ
Autor: dr inż. Wit Derkowski
O - pomijalne. Brak widocznych rys lub pojedyncze włosowate rysy na tynkach.
1 - bardzo małe. Drobne rysy w ścianach zewnętrznych, głównie przy otworach okiennych i drzwiowych, widoczne przy dokładnych oględzinach. Pojedyncze zarysowania ścian działowych. Drobne uszkodzenia elewacji.
2 - małe. Wyraźne (do 0,5 mm) pojedyncze rysy w ścianach zewnętrznych (głównie w pasach międzyokiennych), niewidoczne od wewnątrz. Pojedyncze zarysowania ścian nośnych przy otworach okiennych i drzwiowych. Nieliczne zarysowania stropów wzdłuż belek. Spękania ścian działowych.
3 - średnie. Spękania ścian nośnych o rozwarciu do 1 mm, o długości nie przekraczającej jednej kondygnacji. Zarysowania stropów wzdłuż belek (do 1 mm), występujące na większości kondygnacji. Liczne spękania i wydzielanie się ścian działowych i wypełniających (o rozwarciu >1 mm), powtarzające się na kilku kondygnacjach.
4 - poważne. Spękania ścian nośnych o rozwarciu 1-5 mm. Spękania ścian zewnętrznych przy otworach okiennych i drzwiowych, o rozwarciu >1 mm, przechodzące przez całą grubość ściany. Spękania ścian >1 mm o długości większej niż jedna kondygnacja. Zarysowania stropów wzdłuż belek, powtarzające się w pionie, o rozwarciu 1-5 mm. Zarysowania stropów prostopadłe do belek.
5 - bardzo poważne. Spękania ścian nośnych o rozwarciu >5 mm, zwłaszcza przechodzące przez kilka kondygnacji. Spękania stropów o rozwarciu >5 mm.
Wsporniki słupowe krótkie
Obraz zarysowania wspornika krótkiego prawidłowo skonstruowanego:
Zarysowania wsporników źle zaprojektowanych:
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
Model naturalnego zarysowania słupów krępych, obciążonych siłą:a) osiową;b) na małym mimośrodzie;c) na dużym mimośrodzie.
Zarysowanie słupów ściskanychna dużym mimośrodzie
Pionowe zarysowanie słupa wywołane pęczniejąca korozją zbrojenia
Obraz zniszczenia słupaWidoczne wygięcie zbrojenia głównego.
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
Belki żelbetowe i sprężonewywołane zginaniem
wywołane ścinaniem
rysy ścinająco - zginające
rysy ścinająco - ściskające
zarysowanie przez przecinanie
zarysowanie ścinająco - poślizgowe
ukośne miażdżenie betonu
wywołane skręcaniem wywołane innymi czynnikami- skurczem- oddziaływaniami wyjątkowymi
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
Płyty jednokierunkowo i krzyżowo zbrojone oraz ustroje płytowo-słupowe
obraz zarysowania ustroju płytowo słupowego:
a) powierzchnia górna,
b) powierzchnia dolna
a) zarysowanie dolnej powierzchni stropuwielopolowego;
b) zarysowanie powierzchni górnej stropu wielopolowego;
c) zarysowanie dolnej powierzchni
obraz zarysowania w płytach jednokierunkowo zbrojonych:- płyta podparta wzdłuż krótszych boków;- płyta podparta wzdłuż wszystkich boków
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
Mikroskopy (lupki), np. lupka Brinella, wzorniki szerokości rys.
autor: mgr inż. Mateusz Surma 42
4d. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru RYS
Odkrywki
autor: mgr inż. Mateusz Surma 43
4e. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru DETEKCJA ZBROJENIA
Femetr - magnetyczna metod kontroli usytuowania zbrojenia w elemencie
autor: mgr inż. Mateusz Surma 44
4e. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru DETEKCJA ZBROJENIA
Zdjęcia rentgenowskie
autor: mgr inż. Mateusz Surma 45
4e. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru DETEKCJA ZBROJENIA
autor: mgr inż. Mateusz Surma 46
4e. Diagnostyka konstrukcji betonowych – techniki pomiaru ODLEGŁOŚCI
autor: mgr inż. Mateusz Surma 47
5. Skala oceny stanu konstrukcji
Stan zadowalający - elementy nie wykazują zarysowań, nadmiernych ugięć i śladów korozji.
Stan mało zadowalający - elementy wykazują niewielkie zarysowania, nieznaczne ugięcia oraz objawy korozji powierzchniowej, plamy i wykwity na tynkach, nieszczelność pokrycia itp.
Stan niezadowalający - elementy uległy znacznej korozji, wykazują objawy znacznych ugięć, uszkodzenia (odpadanie) tynków itp.
Stan przedawaryjny - elementy wykazują ugięcia i zarysowania świadczące o przekroczeniu stanu granicznego użytkowalności lub nośności.
Stan awaryjny - konstrukcja wykazuje trwałe uszkodzenia i silne zarysowania, pęknięcia, miejscową utratę stateczności itp.
Katastrofa budowlana - niezamierzone gwałtowne zniszczenie obiektu budowlanego lub jego części, a także konstrukcyjnych elementów rusztowań, elementów urządzeń formujących, ścianek szczelnych i obudowy wykopów.
Recommended