Modernizace vuky na Fakult stavebn VUT v Brn
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně v rámci bakalářských a magisterských studijních programů CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí Přednáška č. 4: Charakteristická pevnost betonu v tlaku Ing. Petr Cikrle, Ph. D. 2008
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ PROGRAM PŘEDNÁŠKY: A. ÚVOD B. BETON V MINULOSTI A DNES C. CHARAKTERISTICKÁ PEVNOST BETONU V TLAKU - OBECNĚ D. RŮZNÉ ZPŮSOBY STANOVENÍ CHARAKTERISTICKÉ PEVNOSTI E. PŘÍKLADY VYHODNOCENÍ F. ZÁVĚR
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ A. BETON - OBECNÉ POŽADAVKY PŘEDCHOZÍ PŘEDPIS STÁVAJÍCÍ PŘEDPIS l ČSN 73 2400: 1986 Provádění a kontrola betonových konstrukcí l ČSN EN 206 -1 Beton: Vlastnosti, složky, výroba, kontrola, shoda l zrušena 2004 ! l beton C 8/10 až C 100/115 l beton B 5 až B 60 l charakteristická pevnost l směrná, kontrolní, zaručená pevnost l kritéria shody l pouze vlastnosti betonu, provádění zvlášť l Změny Z 1, Z 2, chystá se Z 3 l souhrnná norma na vlastnosti a provádění
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ B. BETON VČERA A DNES l Do 1. sv. války – nízká kvalita pojiva, technologie l 1. republika – úsporné a štíhlé kce, přitom pevnostní třídy od 5 MPa do 28 MPa l Hlinitanový cement ! 30. -50. léta – viz obrázek l 2. světová válka – snížení stupně bezpečnosti v normě l Po válce - rychlá obnova, l 60. -80. léta – nevyrovnaná kvalita, akce „Z“, nedostatečné krytí výztuže
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Porovnání staršího značení betonu – ISO 13822
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ C. CHARAKTERISTICKÁ PEVNOST BETONU OBECNĚ l Definice charakteristické (zaručené) pevnosti podle ČSN EN 206 -1: – Hodnota pevnosti, pro kterou lze očekávat nižší hodnoty nejvýše u 5% hodnot základního souboru všech možných výsledků zkoušek pevnosti hodnoceného objemu betonu l Nebo-li 5% kvantil ! l Nebo-li 95% výsledků očekáváme vyšších!
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí Normální (Gaussovo) rozdělení ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí Příklad: ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Průměrná hodnota mx = 31, 5 (MPa) Směrodatná odchylka sx = 4 (MPa)
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ VYHODNOCENÍ CHARAKTER. PEVNOSTI fck - ČSN ISO 13822 „ Zásady navrhování konstrukcí – hodnocení existujících konstrukcí“ konstrukcí Platí obecně pro libovolný materiál, nejen beton. l Vychází z odhadu 5% kvantilu. l Pokud je beton nestejnorodý, dochází ke značnému snížení charakteristické pevnosti, zvláště při malém počtu výsledku zkoušek. l
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Z výsledků n zkoušek x 1, x 2, …, xn materiálové vlastnosti X se stanoví průměr mx, směrodatná odchylka sx, a variační součinitel Vx, podle vztahů Charakteristická hodnota materiálové vlastnosti X (dolní 5% kvantil) se vypočte:
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 STAVEBNÍHO BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ZKUŠEBNICTVÍ Tab. Součinitele kn pro stanovení 5% kvantilu (charakteristické hodnoty) Počet n Vx známý Vx neznámý l Pro 1 2 3 4 5 6 8 10 20 30 ∞ 2, 31 2, 01 1, 89 1, 83 1, 80 1, 77 1, 74 1, 72 1, 68 1, 67 1, 64 - - 3, 37 2, 63 2, 33 2, 18 2, 00 1, 92 1, 76 1, 73 1, 64 starší neznámé konstrukce vždy uvažovat Vx neznámý. l Minimální počet výsledků zkoušek je sice uveden 3, ale důrazně nedoporučuji!!!
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Příklad 1 - VYHODNOCENÍ fck , stejnorodý beton Příklad 1 a: Počet vzorků n = 15 mx = 28, 5 MPa, sx = 4, 0 MPa, n= 15, kn =1, 82 Xk = mx (1 - kn Vx) = 28, 5 (1 -1, 82×(4, 0/28, 5))= 21, 2 MPa Pevnostní třída je C 16/20. Příklad 1 c: Počet vzorků n = 3 mx = 28, 5 MPa, sx = 4, 0 MPa, n= 3, kn =3, 37 Xk = mx (1 - kn Vx) = 28, 5 (1 -3, 37×(4, 0/28, 5))= 15, 0 MPa Pevnostní třída je C 12/15.
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Příklad 2 - VYHODNOCENÍ fck , nestejnorodý beton Příklad 2 a: Počet vzorků n = 15 mx = 28, 5 MPa, sx = 8, 0 MPa, n= 15, kn =1, 82 Xk = mx (1 - kn Vx) = 28, 5 (1 -1, 82×(8, 0/28, 5))= 13, 9 MPa Pevnostní třída je C 8/10. Příklad 2 c: Počet vzorků n = 3 mx = 28, 5 MPa, sx = 8, 0 MPa, n= 3, kn =3, 37 Xk = mx (1 - kn Vx) = 28, 5 (1 -3, 37×(8, 0/28, 5))= 1, 5 MPa Pevnostní třída je C -/-.
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ VYHODNOCENÍ fck, is - ČSN EN 13791 „Posuzování pevnosti betonu v tlaku v konstrukcích a v prefabrikovaných betonových dílcích“, v případech kdy: Posouzení shody pevnosti betonu v tlaku je požadováno v normě výrobku (např. prefabrikáty) l Když vznikne neshoda na normových tělesech l Když dojde k poškození konstrukce (požár, mráz) l Když stávající „stará“ konstrukce má být upravena nebo změněna (pozor, nesoulad s ISO 13822 !!!) l
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ ZÁSADY ČSN EN 13791 l l Referenční metodou je metoda jádrových vývrtů! Nepřímé metody jsou alternativní (tvrdoměry odrazové, ultrazvuk, síla na vytržení) Použití nepřímých metod pro průzkum „starých“ konstrukcí je značně problematické Pro pevnost betonu v konstrukci (in situ) jsou stanovena „měkčí“ kritéria než pro pevnost na normových tělesech – viz tab. 1
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 ÚSTAVEBNÍHO BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ZKUŠEBNICTVÍ Tab. 1 - Minimální charakteristická pevnost betonu v tlaku v konstrukci podle ČSN EN 13791 Pevnostní třída betonu podle ČSN EN 206 -1 Poměr charakteristické pevnosti betonu v konstrukci k charakteristické pevnosti betonu normových těles Minimální charakteristická pevnost betonu v konstrukci N/mm 2 fck, is, cyl fck, is, cube C 8/10 0, 85 7 9 C 12/15 0, 85 10 13 C 16/20 0, 85 14 17 C 20/25 0, 85 17 21 C 25/30 0, 85 21 26 C 30/37 0, 85 26 31 C 35/45 0, 85 30 38 C 40/50 0, 85 34 43 C 45/55 0, 85 38 47 C 50/60 0, 85 43 51
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ VYHODNOCENÍ fck DLE ČSN EN 13791 Kritérium A (pro nejméně 15 vývrtů) l fck, is = fm(n), is - 1, 48×s nebo l fck, is = fis, nejmenší + 4 Kritérium B (pro 3 až 14 vývrtů) fck, is = fm(n), is - k (k=5, 6 nebo 7 podle n) fck, is = fis, nejmenší + 4
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Příklad 3 - VYHODNOCENÍ fck, is , stejnorodý beton Příklad 3 a: Počet vzorků n = 15 fm(n), is = 28, 5 MPa, fis, nejmenší = 20, 5 MPa, s= 4, 0 MPa fck, is = fm(n), is - 1, 48. s = 28, 5 -1, 48× 4, 0= 22, 6 MPa fck, is = fis, nejmenší + 4 = 20, 5+4, 0= 24, 5 MPa Pevnostní třída betonu je C 20/25. Příklad 3 b: Počet vzorků n = 3 : fm(n), is = 28, 5 MPa, fis, nejmenší = 20, 5 MPa, n= 3 fck, is = fm(n), is - k = 28, 5 - 7= 21, 5 MPa fck, is = fis, nejmenší + 4 = 20, 5+4= 24, 5 MPa Pevnostní třída betonu je C 20/25.
ÚSTAV Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ Příklad 4 - VYHODNOCENÍ fck, is, nestejnorodý beton Příklad 4 a: Počet vzorků n = 15 fm(n), is = 28, 5 MPa, fis, nejmenší = 13, 0 MPa, s= 8, 0 MPa fck, is = fm(n), is - 1, 48. s = 28, 5 -1, 48× 8, 0= 16, 7 MPa fck, is = fis, nejmenší + 4 = 13, 0+4= 17, 0 MPa Pevnostní třída betonu je C 12/15. Příklad 4 b: Počet vzorků n = 3 : fm(n), is = 28, 5 MPa, fis, nejmenší = 13, 0 MPa, n= 3 fck, is = fm(n), is - k = 28, 5 - 7= 21, 5 MPa fck, is = fis, nejmenší + 4 = 13, 0+4= 17, 0 MPa Pevnostní třída betonu je C 16/20.
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ ZÁVĚR l l l Použijeme-li pro vyhodnocení charakteristické pevnosti v tlaku betonu různé normy, dostaneme různé výsledky ČSN ISO 13822 je přísnější (na stranu bezpečnou) ČSN EN 13791 má mírnější odhad 5% kvantilu a nižší požadavky na fck, is proti fck, (součinitel 0, 85) ČSN EN 13791 má zjednodušující kritéria pro malý počet vzorků Pozor na vyhodnocení nestejnorodého betonu!!!
Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ. 04. 1. 03/3. 2. 15. 2/0292 BI 52 Diagnostika stavebních konstrukcí ÚSTAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ DĚKUJI ZA POZORNOST !
- Slides: 21