Ak ste si niekedy položili nasledujúce otázky, odpovede nájdete v tomto článku.
·    “Prečo je ťahová skúška kotiev dôležitá a za akých podmienok?”
·    “Ako a kedy je potrebné uvažovať nad ťahovou skúškou ?”
 
Ťahové skúšky na stavbe sú jedným z dôležitých prvkov kontroly kotiev alebo kotvených závitových tyčí, kde:

• je potrebné dodatočné overenie kvality inštalácie kotevných prvkov, ak niektorý z účastníkov výstavby (od projekcie až po realizáciu a kontrolu) si nie je istý správnosťou kotiev, inštaláciou alebo materiálom

- nedeštruktívne overenie kotevných prvkov,
alebo ak:

• chýbajú hodnoty únosnosti základného materiálu pre návrh, v prípade, že sa základný materiál nezhoduje s materiálom uvedenom v ETA certifikáte

- deštruktívna alebo nedeštruktívna ťahová skúška.


Hilti rámec hodnotenia ťahových skúšok na základe základného materiálu a typu kotvy, účelu a typu skúšky na stavbe.

Ak sa však interpretácia výsledkov skúšok na stavbe nevykoná správne, toto posúdenie môže ohroziť stabilitu konštrukcie, ohroziť ľudský život a/alebo viesť k značným ekonomickým dôsledkom.
 
Vyššie uvedené tvrdenia sú vysvetlené a odôvodnené na nasledujúcich riadkoch.
 
Všeobecné súvislosti

Hilti kotevné systémy a dodatočne inštalované výstuže so schválením, inštalované podľa pokynov výrobcu a v základných materiáloch v rozsahu schválenia nevyžadujú ťahové skúšky na stavbe na overenie výkonu. Vo všeobecnosti sa môžete stretnúť len s tromi situáciami, kedy je potrebné vykonať ťahovú skúšku kotiev na stavbe:
 
(a) Na určenie návrhovej odolnosti v podobnom, ale nie identickom materiáli, ako je uvedené v príslušnom schválení (deštruktívne alebo nedeštruktívne skúšky)
(b) Overenie kvality inštalácie kotiev používaných na stavbe (nedeštruktívne skúšky)
(c) Kombinácia (a) s ďalšími geometrickými požiadavkami, ako sú vzdialenosti od okraja, priemer výstuže/prúta atď., ktoré sa líšia od hodnôt uvedených v príslušnom schválení.



Nedeštruktívne skúšky kotiev (skúšky overenia únosnosti) sa vykonávajú pôsobením ťahového zaťaženia. Úroveň zaťaženia je zvolená dostatočne vysoká na zabezpečenie správnej inštalácie alebo na určenie cieľových hodnôt projektovanej odolnosti, ale nie je taká vysoká, aby viedla k poškodeniu (napr. vo forme poddajnosti alebo porušenia) správne nainštalovanej kotvy. Skúšobné zaťaženie sa má udržiavať dostatočne dlho, aby bolo možné určiť, že sa kotva alebo výstuž nijako nepohybujú. Vzhľadom na tento cieľ by malo byť jasné, že skúšobné zaťaženie je stanovené ako percento skúšanej ťahovej kapacity kotvy alebo výstuže, nie ako návrhové zaťaženie ťahom.
V závislosti od pomeru hĺbky kotvenia k priemeru a triedy ocele toto zaťaženie môže, ale nemusí vystaviť kotvu namáhaniu na úrovni medze klzu. Ak sa používajú ocele s nižšou ťažnosťou, malo by sa overiť, že skúška nepresahuje 80 % nominálnej medze v ťahu oceľových prvkov kotiev.
Ak sa na ťahovú skúšku kotiev používa metóda overenia správnej inštalácie, skúšobné zariadenie (tester) má vplyv na zaťaženie v blízkosti kotvy, preto sa používa tester s dostatočnou vzdialenosťou nožičiek, aby bol viditeľný akýkoľvek pohyb kotevného prvku.
Pokiaľ sa jedná o určenie hodnôt návrhovej odolnosti, je dôležité, aby reakcie od nožičiek testera boli dostatočne ďaleko od kotvy, pre správne určenie pevnosti základného materiálu. Vedeli ste, že Hilti poskytuje kompletné služby ťahových skúšok na stavbách s najnovším vybavením, vrátane podrobnej správy o skúške a hodnotením?

Deštruktívne zaťaženie kotiev sa vykonáva rovnako, ako v predchádzajúcich prípadoch, pôsobením ťahového zaťaženia. Úroveň zaťaženia je zvolená dostatočne vysoká na to, aby viedla k porušeniu (napr. vo forme poddajnosti alebo porušenia základného materiálu).
Ťahová skúška s jedným alebo viacerými produktami nezávisle od dôvodu však nikdy nemôže:
(a) Slúžiť ako náhrada za vhodný – špecifikovaný produkt so schválením, ktorý sa má „nahradiť“ lacnejšou verziou
(b) Slúžiť ako prostriedok na zistenie, ktorý produkt je „lepší“, porovnaním zaťaženia zo skúšky produktu A s produktom B na stavbe.
Hoci v Európe neexistuje žiadna univerzálna norma na vykonávanie ťahových skúšok na stavbe, tento typ hodnotenia sa používa pri kontrole kvality inštalácie kotiev a na určenie návrhovej odolnosti už mnoho desaťročí. Spoločnosť Hilti preto preskúmala existujúce národné a európske normy, aby poskytla konzistentné a globálne služby ťahových skúšok na stavbe, ktoré sú na najvyššej úrovni.

Návrh Hilti na vykonanie skúšky a metódu hodnotenia na základe základného materiálu a typu kotvy, účelu a typu skúšky na mieste.

Ako je znázornené na obr. 2, príslušné skúšobné a hodnotiace metódy sú:

(a) ETAG 029 Príloha B, Kovové chemické kotvy na použitie do muriva, odporúčania pre skúšky, ktoré sa majú vykonať na stavbách,
(b) ETAG 020 Príloha B, Plastové kotvy na viacnásobné použitie do betónu a muriva na nekonštrukčné aplikácie, odporúčania na skúšky, ktoré sa majú vykonať na stavebné práce,
(c) ETAG 014 príloha D, Kotvy z plastu na pripevňovanie vonkajších kontaktných tepelnoizolačných systémov s omietkou,
(d) Britská smernica 8539 9.3 a príloha B, Smernica postupov pre výber a inštaláciu dodatočne inštalovaných kotiev do betónu a muriva, skúšky na kontrolu kvality inštalácie a zariadenia na skúšky na stavbe.

Koľko kotiev / kotvených výstuži sa má otestovať?

Neexistuje žiadne univerzálne pravidlo týkajúce sa percenta kotiev alebo výstuže, ktoré by sa mali testovať, ani neexistuje žiadny štatistický základ pre percentá, ktoré majú byť špecifikované. Preto spoločnosť Hilti znovu preskúmala existujúce národné a európske normy, aby poskytla návrh počtu skúšok, ktoré sa majú vykonať. Čísla uvedené na obrázku nižšie, by sa však mali považovať len za orientačné, pretože požiadavky na osnovu dokázaného zaťaženia sa môžu od prípadu k prípadu výrazne líšiť.
Je jasné, že počet kotiev, ktoré majú byť zaťažené skúškou, je diktovaný bezpečnosťou konštrukcie, ale aj praktickými úvahami a dôvodmi testovania. Napríklad, zatiaľ čo pri veľkej stavbe je typické vyžadovať od 2,5 do 20 % inštalovaných kotiev daného typu a priemeru na preukázanie spoľahlivého zaťaženia, táto požiadavka sa musí upraviť tam, kde sa majú overiť povedzme len štyri priemery kotiev v kotevnej platni. V takom prípade nie je nerozumné požadovať, aby boli všetky štyri kotvy zaťažené, najmä ak môžu byť následky porušenia významné.
Pre viacnásobné a menej kritické aplikácie, ako sú strmene pre spriahnutie striekaného betónu alebo výstužné prvky pre spriahnutie dosky, môže postačovať skúšobné zaťaženie minimálneho náhodného odberu 5 % kotiev. V konečnom dôsledku má percento vzoriek potrebných na test určiť zodpovedný projektant.

Technický poradcovia Hilti sú k dispozícii, aby vám poradili, ale rozhodnutie zostáva na projektantovi zodpovednom za stavbu


Počet testov, ktoré sa majú vykonať podľa metódy hodnotenia, účelu a dôvodu (typu)

Poďme si ukázať pár príkladov

Scenár A

(a1) Kotvy schválené pre murivo inštalované do neštandardného, napr. neznámeho, alebo neotestovaného schválením muriva
(a2) Kotva alebo dodatočne inštalovaná výstuž schválená na inštaláciu do betónu, kde nie je známa trieda pevnosti betónu.
Je toto ten správny dôvod pre vykonanie ťahovej skúšky na stavbe Hilti na stavbe?
Odpoveď je jasná „áno“

Prečo?

Nie sú k dispozícii žiadne technické údaje pre návrh kotvy alebo sú technické údaje pre konkrétne riešenie upevnenia neúplné. Vychádza to zo skutočnosti, že – ako už bolo spomenuté vyššie – základný materiál nie je dostatočne známy a nie je primerane pokrytý schválením, ale patrí do kategórie (podobný), a preto je porovnateľný so základným materiálom schválenia.
Prečo je „podobnosť“ základného materiálu taká dôležitá?
Veľmi dobre poznáme dôležitý parameter na zaťaženie betónového kužeľa pri porušení kotiev zakotvených v normálnom betóne alebo murive. Hlavnými parametrami takéhoto porušenia betónového kužeľa sú hĺbka kotvenia (hef) a pevnosť betónu v tlaku (fc). Nemáme však žiadne informácie o tom, ako kotva funguje v inom základnom materiáli. Aj keď by nám skúška na stavbe priniesla „výsledky“, stále nie sme schopní nič navrhnúť, pretože nepoznáme rozhodujúce parametre o zaťažení pri porušení, následne by mal byť základný materiál podobný materiálu v rozsahu schválenia.
Potrebné informácie alebo otázky, ktoré by mali byť uvedené pre prípad A:
Je konštrukcia citlivá na možné poškodenie alebo existujú iné architektonické problémy?
Ak je odpoveď „nie“, možno akceptovať poškodenie spôsobené skúškou a na určenie odolnosti upevňovacieho prvku možno vykonať deštruktívne skúšky na stavbe. Je dôležité poznamenať, že v takom prípade je možné vykonať zjednodušené alebo štatistické vyhodnotenie. V takom prípade možno budeme potrebovať pár testov.
Ak je odpoveď „áno“, poškodenie z ťahovej skúšky nemožno akceptovať. Na určenie odolnosti upevňovacieho prvku sa musíme spoľahnúť na nedeštruktívne skúšky na stave. A rovnako je potrebný vyšší počet testov, kde je možné len zjednodušené vyhodnotenie.

Skúsenosti zo stavby:

Mechanické vlastnosti základného materiálu, najmä muriva, nie sú vždy také, aké by ste očakávali. Niektoré slabšie vyzerajúce tehly vykazujú hodnoty v ťahu, ktoré očakávate, zatiaľ čo iné, od ktorých by ste očakávali, že zvládnu vyššie ťahové zaťaženie, zaostávajú.
V jednom konkrétnom prípade Hilti asistovala tímu na stavbe, ktorý odhadol, že únosnosť kotvy inštalovanej v tehlovej stene bude aspoň minimálna, ako dovolené zaťaženie. Odhad bol správny, no návrh sa napriek tomu musel zmeniť. Spojivo použité na tehly vyzeralo úplne v poriadku – žiadne poznámky. Keďže sa vykonala skúška na stavbe s dovoleným zaťažením ako skúška bez obmedzenia (široké usporiadanie podpery), tehla bola vytiahnutá priamo z murovanej steny. Na vine bola murovacia malta, ktorá bola ako jemnozrnný prášok. Projektant sa teda rozhodol, vďaka tejto ťahovej skúške, prehodnotiť svoj návrh.



Scenár B

(b1) Schválený kotevný alebo výstužný systém sa montuje do známeho a schváleného základného materiálu. Projektant zahrnul požiadavky na ťahovú skúšku do všeobecných poznámok konštrukčných výkresov.
Je toto ten správny dôvod pre vykonanie Hilti ťahovej skúšky na stavbe?
Odpoveď je jasná „áno“

Prečo?

Príklad, v ktorom sú vo výkresoch zahrnuté ťahové skúšky na stavbe (kontrolné zaťaženie), slúži ako spôsob celkového obrazu zabezpečenia kvality. Systémy chemických kotiev (ako je epoxidová chemická hmota) majú špeciálne požiadavky na zabezpečenie správneho premiešania a dávkovania lepidla. Tie zvyčajne zahŕňajú vytlačenie malého množstva chemickej hmoty zo zmiešavacej trysky mimo otvor pred jeho dávkovaním do otvoru. Cieľom tohto premiešania je vyhnúť sa vzduchu, ktorý vzniká pri roztrhnutí jednotlivých častí balenia chemickej hmoty. Pre hlboké otvory a otvory vŕtané horizontálne alebo nad hlavou môže byť špecifikované špeciálne vybavenie, ako sú predlžovacie trubičky, vyfukovacie a vytlačovacie koncovky, aby sa dosiahlo úplnému vytlačeniu chemickej hmoty bez bublín. Správne spôsoby inštalácie sú potrebné, aby kotvy do betónu fungovali podľa očakávania.
Vo všeobecnosti sa to dá dosiahnuť aj vtedy, ak:
a) Personál vykonávajúci montáž kotvy má skúsenosti a kvalifikáciu na používanie špecifickej chemickej hmoty alebo kotevného systému, ktorý sa používa (takéto školenie si môžete vyžiadať od spoločnosti Hilti). Napríklad v iných krajinách musia dodatočne inštalované chemické kotvy inštalovať LEN certifikovaní montéri, zatiaľ čo v Nemecku je táto certifikácia obmedzená iba na dodatočne inštalované kotvenie výstuže.
b) Počiatočná inštalácia sa nepretržite kontroluje, a po nej nasledujú pravidelné kontroly, ako inštalácia pokračuje. V Európe sa toto robí zriedka.
Preto je možné vykonať nedeštruktívne skúšky na stavbe (kontrolné zaťaženie), aby sa overila kvalita inštalácie namontovaných kotiev ako je popísané na obrázkoch vyššie.

Potrebné informácie alebo otázky, ktoré je potrebné uviesť:
Aké sú dôsledky pre prípad, keď kotva nevyhovie zaťažovacej skúške? Tieto dôsledky by mal zodpovedný inžinier vopred špecifikovať, aby projekt stavby mohol pokračovať aj v tomto prípade.

Scenár C

Po prvé, toto je nesprávny scenár pre skúšky na stavbe, aj keď sa stáva pomerne často.
(c1) Výkonnosť kotvy alebo dodatočne inštalovanej výstuže rôznych produktov sa porovnáva na stavbe prostredníctvom skúšok cez porovnávanie nameraných hodnôt zaťaženia jednotlivých produktov.
Je toto ten správny scenár pre Hilti ťahové skúšky na stavbe?
Odpoveď je jasná „Nie“. Prijatie nesprávnych záverov zo skúšky na stavbe by mohlo ohroziť stabilitu konštrukcie, ohroziť ľudský život a/alebo viesť k značným ekonomickým dôsledkom.

Prečo?

Na to sa musíme pozrieť trochu hlbšie.
Všetky typy kotiev dôležitých pre bezpečnosť, by mali byť v zásade navrhnuté tak, aby boli odolné a trvanlivé pri prevádzkovom zaťažení a poskytovali primeranú mieru bezpečnosti proti porušeniu. Preto v Európskej únii, Spojených štátoch a iných krajinách existujú schvaľovacie procesy, ktoré poskytujú nezávislé hodnotenie. Schválenia sú založené na skúškach určených na overenie vhodnosti systému a na určenie prípustných prevádzkových podmienok.
Skúšky vhodnosti sú určené na overenie účinnosti kotvy za nepriaznivých podmienok použitia. Tieto skúšky sa vo všeobecnosti vykonávajú v betóne s pevnosťou na dolnom a hornom konci bežnej oblasti použitia. V závislosti od zamýšľaného použitia kotvy sa môžu zvoliť skúšky na vzorkách betónu s trhlinami a bez trhlín. Účinky odchýlok inštalácie sa kontrolujú, pokiaľ sú relevantné. Faktory skúmané a zahrnuté v schvaľovacích dokumentoch môžu zahŕňať:
·        Extrémne tolerancie vrtákov
·        Rôzna technika a úsilie vynaložené na čistenie vyvŕtaného otvoru
·        Variácie v stupni aktivácie kotvy
·        Blízkosť kotvy k výstužným prútom
·        Zmeny obsahu vlhkosti a teploty v betóne
·        Agresívne/reaktívne látky.

Tieto skúšky môžu zohľadniť vplyv trvalého a opakovaného zaťaženia pôsobiaceho na samotné kotvenie, ako aj na prvok, v ktorom je kotva umiestnená. Testy vhodnosti tiež zohľadňujú okolnosti, ktoré môžu nastať pri inštalácii kotvy a počas životnosti. V súhrne môžeme povedať, že produkt citlivý na tieto okolnosti môže mať počas skúšky na stavbe porovnateľné výsledky zaťaženia v porovnaní s necitlivým produktom. Ak by sa však testovali všetky okolnosti (zahŕňajúce stovky skúšok, ktoré sa vykonali počas schvaľovacieho procesu), rozdiely by mohli byť značné alebo by sa dokonca mohlo stať, že takýto produkt nikdy nebude schválený.
Ďalším dôležitým slovom pre scenár C je „dlhodobé správanie“ a mali by sme pamätať na to, že predpokladaná životnosť kotvy alebo výstuže je najmenej 50 rokov.
Dlhodobé správanie kotiev alebo dodatočne inštalovaných výstuží sa tiež kontroluje v rámci schvaľovacieho procesu pomocou najdôležitejších skúšok uvedených nižšie.
- Správanie sa pri trvalom zaťažení (skúška dotvarovania)
- Skúška pohybu v trhline (mechanické a chemické kotvy)
- Správanie sa v podmienkach mrazu/topenia (iba chemické kotvy)
- Skúšky na kontrolu trvanlivosti (iba chemické kotvy)
Toto správanie sa tiež nikdy nedá skontrolovať „jednoduchou skúškou na stavbe“ a porovnaním hodnôt.

Preto nesprávny záver scenára C môže viesť k dosiahnutiu kritickej hodnoty posunu kotvy alebo dodatočne inštalovanej výstuže počas životnosti prostredníctvom porušenia vytiahnutím.
Pozrime sa lepšie na vyššie uvedenú skúšku pohybu v trhline. Môže sa to zdať prekvapujúce, ale tento test je rozhodujúci pre väčšinu kotevných produktov. Produkty vykazujúce najvyššie hodnoty zaťaženia pri skúške vytiahnutím môžu pri skúške pohybu v trhline zlyhať.
Bez podrobností o presnom postupe sa skúšky vykonávajú takto:
Po inštalácii kotiev do betónu s trhlinami sú kotvy vystavené trvalému zaťaženiu na základe charakteristického zaťaženia vyhodnoteného v krátkodobej skúške ťahom. Kým sú kotvy zaťažené ťahom, trhliny medzi 0,1 mm a 0,3 mm sa 1000-krát otvoria a meria sa posunutie kotvy pod napätím. Počas týchto skúšok by namerané posunutie malo byť pod konštantnou hodnotou 3 mm.
Obrázok nižšie ukazuje výsledky troch rôznych produktov vynesením nameraného posunu ako funkcie počtu otvorenia trhlín. Zatiaľ čo dva systémy by spĺňali požiadavky týkajúce sa maximálneho premiestnenia iné by nespĺňali požiadavky vzhľadom na skutočnosť, že namerané premiestnenie je väčšie ako limitné 3 mm, čo má za následok porušenie vytiahnutím počas životnosti.

Ďalšia otázka by bola: "Prečo robíme takéto testy?"
Ako konštrukcia reaguje na trvalé zaťaženie, dochádza k posunu a následne k deformácii. Táto deformácia vedie k tvorbe trhlín.



Namerané premiestnenie ako funkcia otvorenia trhlín pre skúšku otvorenia trhlín a Zaťaženie pôsobiace na nosník ako funkcia šírky trhliny

Toto správanie je schematicky znázornené na prvom obrázku vyššie. Na druhom je trvalé zaťaženie „g“ a premenlivé zaťaženie „p“ dané ako funkcia šírky trhliny pre nosník. Počas životnosti nosníka pravdepodobne nevzniknú žiadne trhliny, ak na nosník pôsobí trvalé zaťaženie prvýkrát. Ak však bude premenlivé zaťaženie uvažované v kombinácii s trvalým zaťažením (g+p), deformácia sa zvýši a povedie k otvoreniu trhlín v nosníku. Ak bude nosník opäť odľahčený na úroveň trvalého zaťaženia, deformácia sa zníži ako prostriedok na zmenšenie šírky trhliny. Avšak kvôli drsnému a prasknutému povrchu nebude trhlina úplná, t.j. uzavretá na nulu. Preto je spodná šírka trhliny okolo 0,1 mm. Počas životnosti nosníka sa toto otvorenie trhliny bude opakovať. ETAG posudzuje 1 000 otvorení a uzavretí na vyjadrenie životnosti chemických kotiev. Toto správanie kotiev nemožno nikdy skontrolovať skúškou na stavbe. Toto je však zahrnuté v základných charakteristických hodnotách súdržnosti uvedených v príslušnom schvaľovacom dokumente.



Slovami skúseného inžiniera:
„Testovanie je jednoduché, ak viete, čo robíte. Ak použijete službu Hilti ťahovej skúšky na stavbe, nemusí to zabrať veľa času. A môžete mať pokoj na duši, že viete a nehádate. Ste si istý svojim tipom, keď hádate? Možno budete premýšľať o svojom návrhu, keď sa vrátite domov. Premýšľate o určitom spojení. Niečo nie je celkom v poriadku, ale nie ste si istý, čo presne to je.“

"Nehádajte. Využite ťahové skúšky. Ale interpretujte výsledky správne. A získajte pokoj!"