Pokud jste si někdy položili následující otázky, odpovědi naleznete v tomto článku.
· “Proč je tahová zkouška kotev důležitá a za jakých podmínek?”
· "Jak a kdy je třeba uvažovat nad tahovou zkouškou?"

Tahové zkoušky na stavbě jsou jedním z důležitých prvků kontroly kotev nebo kotvených závitových tyčí, kde:

•  je potřebné dodatečné ověření kvality instalace kotevních prvků, pokud některý z účastníků výstavby (od projekce až po realizaci a kontrolu) si není jist správností kotev, instalací nebo materiálem

- nedestruktivní ověření kotevních prvků,
nebo pokud:

• chybí hodnoty únosnosti základního materiálu pro návrh, v případě, že se základní materiál neshoduje s materiálem uvedeném v ETA certifikátu

- destruktivní nebo nedestruktivní tahová zkouška.


Hilti rámec hodnocení tahových zkoušek na základě základního materiálu a typu kotvy, účelu a typu zkoušky na stavbě.

Pokud se však interpretace výsledků zkoušek na stavbě neprovede správně, toto posouzení může ohrozit stabilitu konstrukce, ohrozit lidský život a/nebo vést ke značným ekonomickým důsledkům.

Výše uvedená tvrzení jsou vysvětlena a odůvodněna na následujících řádcích.
 
Všeobecné souvislosti

Hilti kotevní systémy a dodatečně instalované výztuže se schválením, instalované podle pokynů výrobce a v základních materiálech v rozsahu schválení nevyžadují tahové zkoušky na stavbě pro ověření výkonu. Ve všeobecnosti se můžete potkat jen se třemi situacemi, kdy je potřeba vykonat tahovou zkoušku kotev na stavbě:
 
(a) Na určení návrhové odolnosti v podobném, ale ne identickém materiálu, jako je uvedené v příslušném schválení (destruktivní anebo nedestruktivní zkoušky)
(b) Ověření kvality instalace kotev používaných na stavbě (nedestruktivní zkoušky)
(c) Kombinace (a) s dalšími geometrickými požadavky, jako jsou vzdálenosti od okraje, průměr výztuže/prutu atd., které se liší od hodnot uvedených v příslušném schválení.



Nedestruktivní zkoušky kotev (zkoušky ověření únosnosti) se provádějí působením tahového zatížení. Úroveň zatížení je zvolena dostatečně vysoká pro zajištění správné instalace nebo pro určení cílových hodnot projektované odolnosti, ale není tak vysoká, aby vedla k poškození (např. ve formě poddajnosti nebo porušení) správně nainstalované kotvy. Zkušební zatížení má být udržováno dostatečně dlouho, aby bylo možné určit, že se kotva nebo výztuž nijak nepohybují. Vzhledem k tomuto cíli by mělo být jasné, že zkušební zatížení je stanoveno jako procento zkoušené tahové kapacity kotvy nebo výztuže, nikoli jako návrhové zatížení tahem.
V závislosti na poměru hloubky kotvení k průměru a třídy oceli toto zatížení může, ale nemusí vystavit kotvu namáhání na úrovni meze kluzu. Pokud se používají oceli s nižší tažností, mělo by se ověřit, že zkouška nepřesahuje 80 % nominální meze v tahu ocelových prvků kotev.
Pokud se pro tahovou zkoušku kotev používá metoda ověření správné instalace, zkušební zařízení (tester) má vliv na zatížení v blízkosti kotvy, proto se používá tester s dostatečnou vzdáleností nožiček, aby byl viditelný jakýkoli pohyb kotevního prvku.
Pokud se jedná o určení hodnot návrhové odolnosti, je důležité, aby reakce od nožiček testeru byly dostatečně daleko od kotvy, pro správné určení pevnosti základního materiálu. Věděli jste, že Hilti poskytuje kompletní služby tahových zkoušek na stavbách s nejnovějším vybavením, včetně podrobné zprávy o zkoušce a hodnocením?

Destruktivní zatížení kotev se provádí stejně, jako v předchozích případech, působením tahového zatížení. Úroveň zatížení je zvolena dostatečně vysoká na to, aby vedla k porušení (např. ve formě poddajnosti nebo porušení základního materiálu).
Tahová zkouška s jedním nebo více produkty nezávisle na důvodu však nikdy nemůže:
(a) Sloužit jako náhrada za vhodný – specifikovaný produkt se schválením, který se má „nahradit“ levnější verzí
(b) Sloužit jako prostředek ke zjištění, který produkt je „lepší“, porovnáním zatížení ze zkoušky produktu A s produktem B na stavbě.
Ačkoli v Evropě neexistuje žádná univerzální norma pro provádění tahových zkoušek na stavbě, tento typ hodnocení se používá při kontrole kvality instalace kotev a pro určení návrhové odolnosti již mnoho desetiletí. Společnost Hilti proto prozkoumala stávající národní a evropské normy, aby poskytla konzistentní a globální služby tahových zkoušek na stavbě, které jsou na nejvyšší úrovni.


Návrh Hilti k provedení zkoušky a metodu hodnocení na základě základního materiálu a typu kotvy, účelu a typu zkoušky na místě.

Jak je znázorněno na obr. 2, příslušné zkušební a hodnotící metody jsou:

(a) ETAG 029 Příloha B, Kovové chemické kotvy pro použití do zdiva, doporučení pro zkoušky, které mají být provedeny na stavbách,
(b) ETAG 020 Příloha B, Plastové kotvy pro vícenásobné použití do betonu a zdiva pro nekonstrukční aplikace, doporučení pro zkoušky, které mají být provedeny pro stavební práce,
(c) ETAG 014 příloha D, Kotvy z plastu pro připevňování vnějších kontaktních tepelně izolačních systémů s omítkou,
(d) Britská směrnice 8539 9.3 a příloha B, Směrnice postupů pro výběr a instalaci dodatečně instalovaných kotev do betonu a zdiva, zkoušky pro kontrolu kvality instalace a zařízení pro zkoušky na stavbě.

Kolik kotev / kotevních výztuží se má otestovat?

Neexistuje žádné univerzální pravidlo týkající se procenta kotev nebo výztuže, které by se měly testovat, ani neexistuje žádný statistický základ pro procenta, která mají být specifikována. Proto společnost Hilti znovu přezkoumala stávající národní a evropské normy, aby poskytla návrh počtu zkoušek, které mají být provedeny. Čísla uvedená na obrázku níže, by však měla být považována pouze za orientační, protože požadavky na osnovu prokázaného zatížení se mohou případ od případu výrazně lišit.
Je jasné, že počet kotev, které mají být zatíženy zkouškou, je diktován bezpečností konstrukce, ale také praktickými úvahami a důvody testování. Například, zatímco u velké stavby je typické vyžadovat od 2,5 do 20 % instalovaných kotev daného typu a průměru k prokázání spolehlivého zatížení, tento požadavek musí být upraven tam, kde se mají ověřit řekněme jen čtyři průměry kotev v kotevní desce. V takovém případě není nerozumné požadovat, aby byly všechny čtyři kotvy zatíženy, zejména pokud mohou být následky porušení významné.
Pro vícenásobné a méně kritické aplikace, jako jsou třmeny pro svázání stříkaného betonu nebo výztužné prvky pro svázání desky, může postačovat zkušební zatížení minimálního náhodného odběru 5 % kotev. V konečném důsledku má procento vzorků potřebných pro test určit odpovědný projektant.

Technický poradci Hilti jsou k dispozici, aby vám poradili, ale rozhodnutí zůstává na projektantovi odpovědném za stavbu


Počet testů, které mají být provedeny podle metody hodnocení, účelu a důvodu (typu)

Pojďme si ukázat pár příkladů

Scénář A

(a1) Kotvy schválené pro zdivo instalované do nestandardního, například. zdiva neznámého nebo neotestovaného schválením
(a2) Kotva nebo dodatečně instalovaná výztuž schválená k instalaci do betonu, kde není známa třída pevnosti betonu.
Je toto ten správný důvod pro provedení tahové zkoušky na stavbě Hilti na stavbě?
Odpověď je jasné „ano“

Proč?

Nejsou k dispozici žádné technické údaje pro návrh kotvy nebo jsou technické údaje pro konkrétní řešení upevnění neúplné. Vychází to ze skutečnosti, že – jak již bylo zmíněno výše – základní materiál není dostatečně znám a není přiměřeně pokryt schválením, ale patří do kategorie (podobný), a proto je srovnatelný se základním materiálem schválení.
Proč je „podobnost“ základního materiálu tak důležitá?
Velmi dobře známe důležitý parametr pro zatížení betonového kužele při porušení kotev zakotvených v normálním betonu nebo zdivu. Hlavními parametry takového porušení betonového kužele jsou hloubka kotvení (hef) a pevnost betonu v tlaku (fc). Nemáme však žádné informace o tom, jak kotva funguje v jiném základním materiálu. I když by nám zkouška na stavbě přinesla „výsledky“, stále nejsme schopni nic navrhnout, protože neznáme rozhodující parametry o zatížení při porušení, následně by měl být základní materiál podobný materiálu v rozsahu schválení.

Potřebné informace nebo dotazy, které by měly být uvedeny pro případ A:
Je konstrukce citlivá na možné poškození nebo existují jiné architektonické problémy?
Pokud je odpověď „ne“, lze akceptovat poškození způsobené zkouškou a pro určení odolnosti upevňovacího prvku lze provést destruktivní zkoušky na stavbě. Je důležité poznamenat, že v takovém případě lze provést zjednodušené nebo statistické vyhodnocení. V takovém případě možná budeme potřebovat pár testů.
Pokud je odpověď „ano“, poškození z tahové zkoušky nelze akceptovat. Pro určení odolnosti upevňovacího prvku se musíme spolehnout na nedestruktivní zkoušky na stavbě. A rovněž je zapotřebí vyšší počet testů, kde je možné jen zjednodušené vyhodnocení.

Zkušenosti ze stavby:

Mechanické vlastnosti základního materiálu, zejména zdiva, nejsou vždy takové, jaké byste očekávali. Některé slaběji vypadající cihly vykazují hodnoty v tahu, které očekáváte, zatímco jiné, od kterých byste očekávali, že zvládnou vyšší tahové zatížení, zaostávají.

V jednom konkrétním případě Hilti asistovala týmu na stavbě, který odhadl, že únosnost kotvy instalované v cihlové zdi bude alespoň minimální, jako dovolené zatížení. Odhad byl správný, ale návrh se přesto musel změnit. Pojivo použité na cihly vypadalo naprosto v pořádku – žádné poznámky. Jelikož byla provedena zkouška na stavbě s dovoleným zatížením jako zkouška bez omezení (široké uspořádání podpěry), cihla byla vytažena přímo ze zděné stěny. Na vině byla zdící malta, která byla jako jemnozrnný prášek. Projektant se tedy rozhodl, díky této tahové zkoušce, přehodnotit svůj návrh.



Scénář B

(b1) Schválený kotevní nebo výztužný systém se montuje do známého a schváleného základního materiálu. Projektant zahrnul požadavky na tahovou zkoušku do všeobecných poznámek konstrukčních výkresů.
Je toto ten správný důvod pro provedení Hilti tahové zkoušky na stavbě?
Odpověď je jasné „áno“

Proč?

Příklad, ve kterém jsou ve výkresech zahrnuty tahové zkoušky na stavbě (kontrolní zatížení), slouží jako způsob celkového obrazu zajištění kvality. Systémy chemických kotev (jako je epoxidová chemická hmota) mají speciální požadavky na zajištění správného promíchání a dávkování lepidla. Ty obvykle zahrnují vytlačení malého množství chemické hmoty ze směšovací trysky mimo otvor před jeho dávkováním do otvoru. Cílem tohoto promíchání je vyhnout se vzduchu, který vzniká při roztržení jednotlivých částí balení chemické hmoty. Pro hluboké otvory a otvory vrtané horizontálně nebo nad hlavou může být specifikováno speciální vybavení, jako jsou prodlužovací trubičky, vyfukovací a vytlačovací koncovky, aby se dosáhlo úplného vytlačení chemické hmoty bez bublin. Správné způsoby instalace jsou potřebné, aby kotvy do betonu fungovaly podle očekávání.

Obecně lze toho dosáhnout i tehdy, pokud:

a) Personál provádějící montáž kotvy má zkušenosti a kvalifikaci na používání specifické chemické hmoty nebo kotevního systému, který se používá (takové školení si můžete vyžádat od společnosti Hilti). Například v jiných zemích musí dodatečně instalované chemické kotvy instalovat POUZE certifikovaní montéři, zatímco v Německu je tato certifikace omezena pouze na dodatečně instalované kotvení výztuže.

b) Počáteční instalace se nepřetržitě kontroluje, a po ní následují pravidelné kontroly, jak instalace pokračuje. V Evropě se toto dělá zřídka.

Proto je možné provést nedestruktivní zkoušky na stavbě (kontrolní zatížení), aby se ověřila kvalita instalace namontovaných kotev jak je popsáno na obrázcích výše.

Potřebné informace anebo otázky, které je potřeba uvést:
Jaké jsou důsledky pro případ, kdy kotva nevyhoví zatěžovací zkoušce? Tyto důsledky by měl odpovědný inženýr předem specifikovat, aby projekt stavby mohl pokračovat i v tomto případě.

Scénář C

Za prvé, toto je nesprávný scénář pro zkoušky na stavbě, i když se stává poměrně často.
(c1) Výkonnost kotvy nebo dodatečně instalované výztuže různých produktů se porovnává na stavbě prostřednictvím zkoušek přes porovnávání naměřených hodnot zatížení jednotlivých produktů.
Je to ten správný scénář pro Hilti tahové zkoušky na stavbě?
Odpověď je jasné „Ne“. Přijetí nesprávných závěrů ze zkoušky na stavbě by mohlo ohrozit stabilitu konstrukce, ohrozit lidský život a/anebo vést k značným ekonomickým důsledkům.

Proč?

Na to se musíme podívat trochu hlouběji.
Všechny typy kotev důležitých pro bezpečnost by měly být v zásadě navrženy tak, aby byly odolné a trvanlivé při provozním zatížení a poskytovaly přiměřenou míru bezpečnosti proti porušení. Proto v Evropské unii, Spojených státech a jiných zemích existují schvalovací procesy, které poskytují nezávislé hodnocení. Schválení jsou založena na zkouškách určených k ověření vhodnosti systému ak určení přípustných provozních podmínek.

Zkoušky vhodnosti jsou určeny k ověření účinnosti kotvy za nepříznivých podmínek použití. Tyto zkoušky se obecně provádějí v betonu s pevností na dolním a horním konci běžné oblasti použití. V závislosti na zamýšleném použití kotvy se mohou zvolit zkoušky na vzorcích betonu s trhlinami a bez trhlin. Účinky odchylek instalace se kontrolují, pokud jsou relevantní. Faktory zkoumané a zahrnuté ve schvalovacích dokumentech mohou zahrnovat:
·        Extrémní tolerance vrtáů
·        Různá technika a úsilí vynaložené na čištění vyvrtaného otvoru
·        Variace v stupni aktivace kotvy
·        Blízkost kotvy k výstužným prutům
·        Změny obsahu vlhkosti a teploty v betonu
·        Agresivní/reaktivní látky.

Tyto zkoušky mohou zohlednit vliv trvalého a opakovaného zatížení působícího na samotné kotvení, jakož i na prvek, ve kterém je kotva umístěna. Testy vhodnosti také zohledňují okolnosti, které mohou nastat při instalaci kotvy a po dobu životnosti. V souhrnu můžeme říci, že produkt citlivý na tyto okolnosti může mít během zkoušky na stavbě srovnatelné výsledky zatížení ve srovnání s necitlivým produktem. Pokud by však byly testovány všechny okolnosti (zahrnující stovky zkoušek, které byly provedeny během schvalovacího procesu), rozdíly by mohly být značné nebo by se dokonce mohlo stát, že takový produkt nikdy nebude schválen.

Dalším důležitým slovem pro scénář C je „dlouhodobé chování“ a měli bychom pamatovat na to, že předpokládaná životnost kotvy nebo výztuže je nejméně 50 let.

Dlouhodobé chování kotev nebo dodatečně instalovaných výztuží se také kontroluje v rámci schvalovacího procesu pomocí nejdůležitějších zkoušek uvedených níže.
- Chování při trvalém zatížení (zkouška dotvarování)
- Zkouška pohybu v trhlině (mechanické a chemické kotvy)
- Chování v podmínkách mrazu/tání (pouze chemické kotvy)
- Zkoušky pro kontrolu trvanlivosti (pouze chemické kotvy)
Toto chování také nikdy nelze zkontrolovat „jednoduchou zkouškou na stavbě“ a porovnáním hodnot.

Proto nesprávný závěr scénáře C může vést k dosáhnutí kritické hodnoty posunu kotvy anebo dodatečně instalované výztuže v průběhu životnosti prostřednictvím porušení vytažením.
Podívejme se lépe na výše uvedenou zkoušku pohybu v trhlině. Může se to zdát překvapující, ale tento test je rozhodující pro většinu kotevních produktů. Produkty vykazující nejvyšší hodnoty zatížení při zkoušce vytažením mohou při zkoušce pohybu v trhlině selhat.
Bez podrobností o přesném postupu se zkoušky provádějí takto:
Po instalaci kotev do betonu s trhlinami jsou kotvy vystaveny trvalému zatížení na základě charakteristického zatížení vyhodnoceného v krátkodobé zkoušce tahem. Dokud jsou kotvy zatíženy tahem, trhliny mezi 0,1 mm a 0,3 mm se 1000krát otevřou a měří se posunutí kotvy pod napětím. Během těchto zkoušek by naměřené posunutí mělo být pod konstantní hodnotou 3 mm.
Obrázek níže ukazuje výsledky tří různých produktů vynesením naměřeného posunu jako funkce počtu otevření trhlin. Zatímco dva systémy by splňovaly požadavky týkající se maximálního přemístění jiné by nesplňovaly požadavky vzhledem ke skutečnosti, že naměřené přemístění je větší než mezní 3 mm, což má za následek porušení vytažením během životnosti.
Další otázka by byla: "Proč děláme takové testy?"
Jako konstrukce reaguje na trvalé zatížení, dochází k posunu a následně k deformaci. Tato deformace vede k tvorbě trhlin.


Naměřené přemístění jako funkce otevření trhlin pro zkoušku otevření trhlin a Zatížení působící na nosník jako funkce šířky trhliny

Toto chování je schematicky znázorněno na prvním obrázku výše. Na druhém je trvalé zatížení „g“ a proměnlivé zatížení „p“ dáno jako funkce šířky trhliny pro nosník. Během životnosti nosníku pravděpodobně nevzniknou žádné trhliny, pokud na nosník působí trvalé zatížení poprvé. Pokud však bude proměnlivé zatížení uvažováno v kombinaci s trvalým zatížením (g p), deformace se zvýší a povede k otevření trhlin v nosníku. Pokud bude nosník opět odlehčen na úroveň trvalého zatížení, deformace se sníží jako prostředek ke zmenšení šířky trhliny. Avšak kvůli drsnému a prasklému povrchu nebude trhlina úplná, tzn. uzavřena na nulu. Proto je spodní šířka trhliny kolem 0,1 mm. Během životnosti nosníku se toto otevření trhliny bude opakovat. ETAG posuzuje 1 000 otevření a uzavření k vyjádření životnosti chemických kotev. Toto chování kotev nelze nikdy zkontrolovat zkouškou na stavbě. Toto je však zahrnuto v základních charakteristických hodnotách soudržnosti uvedených v příslušném schvalovacím dokumentu.



Slovy zkušeného inženýra:
„Testování je jednoduché, pokud víte, co děláte. Pokud použijete službu Hilti tahové zkoušky na stavbě, nemusí to zabrat mnoho času. A můžete mít klid na duši, že víte a nehádáte. Jste si jisti svým tipem, když hádáte? Možná budete přemýšlet o svém návrhu, když se vrátíte domů. Přemýšlíte o určitém spojení. Něco není zcela v pořádku, ale nejste si jisti, co přesně to je.“

"Nehádejte. Využijte tahové zkoušky. Ale interpretujte výsledky správně. A získejte klid!"