Provizoriskās enkuru pārbaudes: kā aprēķināt pārbaudes slodzi

Provizoriskā pārbaude ir objektā veikta pārbaude ar 5 enkuriem, kas parāda, vai enkurs spēj izturēt raksturīgo iedarbi N_Ek (slodzi bez koeficientiem) pamatnes materiālā, par kuru ražotājam nav datu. BS 8539:2012+A1:2021 B.2.3.1. pielikumā to sauc par vienkāršoto pieeju pieļaujamās pretestības pārbaudēm.

To izmanto, ja pamatnes materiālam nav pieejams enkurs ar atbilstošu Eiropas tehnisko novērtējumu (ETA), kas praksē parasti nozīmē mūri, vai ja betona stāvoklis liek apšaubīt ETA norādītās vērtības. Enkuram tomēr jābūt tāda veida, ko ražotājs apstiprinājis attiecīgajai pamatnes materiāla kategorijai. 5 enkurus noslogo tikai līdz pārbaudes slodzei, nevis līdz sabrukumam, tāpēc pārbaudes rada mazākus bojājumus nekā pārbaudes līdz sabrukumam. Skatiet kad nepieciešama pārbaude objektā.

Provizoriskās pārbaudes enkurus uzstāda speciāli tai, un tos nekad neizmanto objektā. Uzstādiet tos objektam atbilstošā pamatnes materiālā vietā, kur iespējamie bojājumi nekaitē konstrukcijai un tos var novērst. Izvietojiet tos pietiekami tālu no izmantojamiem enkuriem un, ja vietas ir maz, nekad tuvāk par 3 × h_ef.

Pārbaudes slodze ir raksturīgā iedarbe, kas reizināta ar pārbaudes koeficientu un dalīta ar samazinājuma koeficientu α_dist un stāvokļa koeficientu Ω:

N_test = N_Ek × ν_test ÷ (α_dist × Ω) (BS 8539 vienādojums B.4)

• N_Ek, raksturīgā iedarbe, ir projektā paredzētā slodze uz vienu enkuru bez drošības koeficientiem. To norāda projektētājs.
• ν_test, pārbaudes koeficients, ir atkarīgs no enkura materiāla, pamatnes materiāla un tā, vai slodze ir ilgstoša vai īslaicīga. Skatiet tabulu zemāk.
• α_dist, samazinājuma koeficients, ņem vērā tilta balstus, kas novietoti tik tuvu enkuram, ka var saturēt pamatnes materiālu kopā un paaugstināt rezultātu. Tas ir 1,0, ja balsti ir pietiekami tālu viens no otra. Skatiet tilta izvēle.
• Ω, stāvokļa koeficients, ņem vērā atšķirības starp pārbaudi un faktisko lietojumu, piemēram, pārbaudi sausos apstākļos enkuram, kas būs mitrs. Ω nosaka projektētājs.

Mūsu pārbaudes slodzes kalkulators veiks šos soļus jūsu vietā.

Neilona enkuriem tiek noteikti augstāki koeficienti šļūdes dēļ. Ilgstošas slodzes ietekmē neilons lēnām deformējas, tāpēc enkurs, kas īslaicīgi iztur testa slodzi, ekspluatācijā tomēr var sabrukt pie mazākas slodzes.

Projektētājs izvēlas Ω, izvērtējot, kā enkura faktiskā lietošana atšķirsies no testa. Katra atbilde nosaka vērtību:

• Cik ilgi darbosies slodze? Īslaicīgām slodzēm, piemēram, sastatņu vai augstuma darbu stiprinājumiem, Ω = 1,0. Ilgstošai stiepes slodzei Ω = 0,9.
• Vai lietošanas laikā enkurs būs mitrākā vai karstākā vidē nekā testā? Ja lietošanas laikā tas būs mitrs, bet tiek testēts sauss, Ω = 0,8. Ja tas darbosies temperatūrā, kas pārsniedz ražotāja norādīto normālo ekspluatācijas temperatūras diapazonu, bet tiek testēts normālā temperatūrā, Ω = 0,8.
• Vai darba enkuri var nonākt vājākā vietā nekā testa enkuri? Apmestai vai špaktelētai sienai, kur šuves nav redzamas vai enkurus nav iespējams noturēt ķieģeļu robežās, bet testa enkuri ir pilnķieģelī, Ω = 0,75.
• Vai betons būs ar plaisām? Enkuram, kas paredzēts betonam stiepes zonā, Ω = 0,7.

Ja attiecas vairāki nosacījumi, projektētājs konkrētajam gadījumam nosaka vienu Ω vērtību. Šajā rokasgrāmatā nav sniegts noteikums to apvienošanai; jautājiet projektētājam.

αdist ir atkarīgs no balstu attāluma adist un efektīvā iestrādes dziļuma hef. adist mēra līdz punktveida balstu asij vai kā brīvo platumu starp nepārtrauktiem balstiem. Staht norādītās vērtības – 127 mm standarta tiltiem t25 un t60 un 375 mm un 575 mm platākajiem tiltiem – ir brīvais attālums starp kājām gar tiltu (Staht datu lapas), un uz to balstās arī nozarē publicētā tiltu tabula. Tas ir drošības labā: četrkāju tilta kājas faktiski atrodas tālāk no enkura, tāpēc brīvais attālums dod nedaudz lielāku testa slodzi, nekad mazāku.

Līdz h_ef = 150 mm. Ja adist ir vismaz 3 × hef, αdist = 1,0. Ja adist ir mazāks par 3 × hef, bet lielāks par 1,5 × hef, αdist = 0,4 + adist ÷ (5 × hef) (BS 8539 vienādojums B.12). BS 8539 arī ierobežo nepieciešamo attālumu līdz 450 mm, taču līdz hef = 150 mm vērtība 3 × hef nekad nepārsniedz 450 mm, tāpēc šis ierobežojums rezultātu nemaina. Ja adist ir 1,5 × hef vai mazāks, tilts šai metodei ir par šauru: izmantojiet platāku. Betonā iepriekšējai pārbaudei turklāt tuvākajam balstam jāatrodas tālāk par 1,0 × hef no enkura, kā pārbaudīts B piemērā.

Dziļāk par 150 mm. Vienādojums B.12 nav piemērojams. Betonā tuvākajam balstam jāatrodas vismaz 1,5 × hef no enkura, kas nozīmē adist vismaz 3 × hef. Mūrī piemēro noteikumus ķieģeļiem un blokiem. EOTA TR 053 neparedz samazinājumu daudzkārtu sienās no maziem pilnajiem ķieģeļiem, piemēram, pilnajiem māla ķieģeļiem, ja balsti ir vairāk nekā 1,5 × hef viens no otra un atstāj vietu sagrūšanas zonas izveidei. Skatiet tilta izvēle.

hef ir dziļums līdz zemākajam punktam, kurā enkurs satver pamatmateriālu. Neilona enkuriem hef pieņem kā 50 % no nominālā iestrādes dziļuma.

Ķīmiskais enkurs pilnajā ķieģelī uzņem ilgstošu stiepes slodzi. Projektētājs norāda NEk = 0,9 kN, hef = 60 mm un vienu Ω vērtību 0,9 ilgstošajai slodzei. ν_test enkuram, kas nav no neilona, mūrī ilgtermiņa slodzes apstākļos ir 4.

Ar Staht t25 standarta tiltu (balstu attālums a_dist = 127 mm – brīvais attālums starp kājām gar tiltu (Staht datu lapa)):

• 3 × hef = 180 mm, kas ir vairāk par 127 mm, tāpēc piemēro αdist. 127 mm ir vairāk par 1,5 × h_ef (90 mm), tāpēc vienādojums B.12 ir spēkā.
• α_dist = 0,4 + 127 ÷ (5 × 60) = 0,4 + 0,423 = 0,823.
• N_test = 0,9 × 4 ÷ (0,823 × 0,9) = 3,6 ÷ 0,741 = 4,86 kN.

Ar Staht Bridge 375-25 (a_dist = 375 mm):

• 375 mm ir vairāk par 3 × hef (180 mm), tāpēc αdist = 1,0.
• N_test = 3,6 ÷ (1,0 × 0,9) = 4,00 kN.

Platākais tilts novērš samazinājumu, tāpēc enkurus pārbauda ar 4,00 kN, nevis 4,86 kN. Ķieģeļu mūrī novietojiet tilta kājas uz ķieģeļiem blakus tam, kurā ir enkurs. Skatiet pārbaude mūrī.

Augstuma darbu enkurus iestrādā vecākā betonā, kura stāvoklis ir apšaubāms, tāpēc projektētājs pieprasa iepriekšējās pārbaudes. NEk = 3,0 kN, hef = 50 mm, īslaicīga slodze, tātad Ω = 1,0. ν_test enkuram, kas nav no neilona, betonā īslaicīgas slodzes apstākļos ir 2.

• Ar Staht t60 standarta tiltu adist = 127 mm – brīvais attālums starp kājām gar tiltu (Staht datu lapa), kas ir mazāks par 3 × hef (150 mm) un lielāks par 1,5 × h_ef (75 mm), tāpēc piemēro vienādojumu B.12.
• Tuvākais balsts 63,5 mm attālumā ir tālāk par 1,0 × h_ef (50 mm), kā to prasa iepriekšējās pārbaudes betonā, slogojot līdz testa slodzei.
• α_dist = 0,4 + 127 ÷ (5 × 50) = 0,4 + 0,508 = 0,908.
• N_test = 3,0 × 2 ÷ (0,908 × 1,0) = 6,0 ÷ 0,908 = 6,61 kN.

Neilona enkuri nostiprinās pagaidu žogu pie vecāka betona, kura stāvoklis ir apšaubāms, tāpēc projektētājs pieprasa iepriekšējās pārbaudes. NEk = 0,4 kN, īslaicīga slodze, tātad Ω = 1,0. Nominālais iestrādes dziļums ir 70 mm, tātad hef = 35 mm. ν_test neilonam īslaicīgas slodzes apstākļos ir 3,5.

• Ar Staht t25 standarta tiltu adist = 127 mm – brīvais attālums starp kājām gar tiltu (Staht datu lapa), kas ir vairāk par 3 × hef (105 mm), tāpēc α_dist = 1,0.
• Tuvākais balsts 63,5 mm attālumā ir tālāk par 1,0 × h_ef (35 mm).
• N_test = 0,4 × 3,5 ÷ (1,0 × 1,0) = 1,40 kN.

Ja visi 5 enkuri iztur testa slodzi, raksturīgo iedarbi var pieņemt kā pieļaujamo pretestību attiecīgajā pamatmateriālā: NR,all = NEk (BS 8539 vienādojums B.5). Tad enkuru var izmantot ar šo slodzi.

Ja enkurs nesasniedz testa slodzi, turpmāko rīcību nosaka projektētājs, un izšķiroši ir divi jautājumi. Vai darbā var vienkārši izmantot vairāk enkuru, piemēram, novietojot tos tuvāk citu citam? Un vai enkurs sabruka tuvu testa slodzei, piemēram, virs 0,8 × N_test?

• Jā uz abiem: paturiet enkuru un izmantojiet vairāk enkuru ar mazāku pieļaujamo pretestību, kas aprēķināta, kā norādīts tālāk.
• Nē uz kādu no tiem: mainiet specifikāciju – lielāks diametrs, dziļāka iestrāde vai cits enkura tips – un veiciet tam jaunu iepriekšējo pārbaužu sēriju.

Mazākās pieļaujamās pretestības aprēķins:

1. Slogojiet visus 5 testa enkurus līdz sabrukumam, lēnām, katram fiksējot slodzi pirmās pārvietošanās brīdī. Lai saudzētu konstrukciju, varat apstāties pie aptuveni 1,0 mm pārvietojuma un uzskatīt šo slodzi par sabrukuma slodzi.
2. No vidējās sabrukuma slodzes Nu,ave: NR,all = Nu,ave × αdist × Ω ÷ ν_ave (vienādojums B.6).
3. No mazākās sabrukuma slodzes Nu,low: NR,all = Nu,low × αdist × Ω ÷ ν_low (vienādojums B.7).
4. Izmantojiet mazāko no abām vērtībām, nepārsniedzot vidējo pirmās pārvietošanās slodzi N_1st,m.
5. Palieliniet enkuru skaitu: n' = n0 × NEk ÷ NR,all (vienādojums B.8), kur n0 ir sākotnēji plānotais skaits. Noapaļojiet uz augšu.

A piemērā ar t25 tiltu testa slodze bija 4,86 kN. Viens enkurs sabrūk pie 4,2 kN, kas ir virs 0,8 × 4,86 = 3,89 kN, un darbā var izmantot vairāk enkuru. Visus 5 slogo līdz sabrukumam: 4,2, 5,6, 6,1, 5,3 un 6,4 kN. Vidējā slodze pirmās pārvietošanās brīdī ir 2,3 kN.

• Nu,ave = 27,6 ÷ 5 = 5,52 kN, un Nu,low = 4,2 kN.
• α_dist × Ω = 0,823 × 0,9 = 0,741.
• No vidējās: 5,52 × 0,741 ÷ 5 = 0,818 kN.
• No mazākās: 4,2 × 0,741 ÷ 4 = 0,778 kN.
• NR,all = 0,778 kN – mazākā vērtība. Tā ir mazāka par N1st,m (2,3 kN), tāpēc paliek spēkā.
• Darbā bija plānoti 24 enkuri: n' = 24 × 0,9 ÷ 0,778 = 27,8, tātad nepieciešami 28 enkuri.

BS 8539 paredz vēl trīs ceļus, kas visi balstās uz pārbaudēm līdz sabrukumam.

• Bez ETA, statistiskā pieeja (B.2.3.2. pielikums): 5 līdz 15 enkurus slogo līdz sabrukumam. NRk1 = αdist × NRu,m × (1 − K × v) × Ω, kur NRu,m ir vidējā sabrukuma slodze, v – variācijas koeficients (ne vairāk kā 30 %) un K – statistiskais koeficients: 3,40 pie 5 testiem, 2,57 pie 10 un 2,33 pie 15. NR,all = NRk1 ÷ ν, ne vairāk kā N_1st,m. ν izvēlas projektētājs, piemēram, 3 līdz 4 statiskām slodzēm vai 5 neilona enkuriem.
• ETA enkurs mūrī ārpus ETA darbības jomas, 5 līdz 15 testi (B.2.2.1. pielikums): NRk1 = αdist × NRu,m × (1 − K × v) × β, kur β ņem no ETA (1, ja nav norādīts), ne vairāk kā ETA raksturīgā pretestība. Šeit β aizstāj Ω. Tad NR,all = NRk1 ÷ γM ÷ γF, kur γM ņem no ETA, bet γF ir 1,35 pastāvīgām iedarbēm, 1,5 mainīgām iedarbēm vai 1,4, ja tās nav zināmas vai ir jauktas, un ne vairāk kā N1st,m.
• ETA enkurs, 15 vai vairāk testu (B.2.2. pielikums): attiecīgā Eiropas novērtējuma dokumenta (EAD) un tā EOTA tehniskā ziņojuma būvlaukuma testēšanas metode.

Jo vairāk enkuru pārbauda līdz sabrukumam, jo lielāka, visticamāk, būs pieļaujamā pretestība, taču pārbaudes līdz sabrukumam rada lielākus bojājumus.