Pierwsze przemieszczenie, relaksacja obciążenia i sposoby zniszczenia kotew

Pierwsze przemieszczenie to obciążenie, przy którym kotwa zaczyna przesuwać się w materiale podłoża; na budowie odczytuje się je zwykle przy przemieszczeniu 0,1 mm. Ma ono znaczenie, ponieważ kotwa przesuwająca się pod obciążeniem roboczym może mieć wystarczającą nośność, a mimo to nie nadawać się do zastosowania, dlatego norma BS 8539:2012+A1:2021 wymaga jego określenia w każdym badaniu na budowie. (Badania na budowie według Europejskiego Dokumentu Oceny tego nie wymagają).

Nie trzeba precyzyjnie uchwycić tego momentu. Gdy kotwa zaczyna się przesuwać, zwykle widać to gołym okiem, a obciążenie między 0,1 a 0,2 mm prawie się nie zmienia.

Wysokiej wartości należy się spodziewać, gdy kotwa dociska element do powierzchni. Na przykład przy wsporniku mocno przykręconym do ściany prawidłowa kotwa zwykle nie wykazuje istotnego przemieszczenia, dopóki obciążenie nie przekroczy znacznie nośności zalecanej przez producenta.

W większości badań obserwuj styk płyty ciągnącej z materiałem podłoża, wzrokowo lub za pomocą szczelinomierza, i zanotuj obciążenie, przy którym pojawia się szczelina. Jeśli ciągniesz za łącznik nad nakrętką dokręconą momentem montażowym, obserwuj zamiast tego podkładkę pod tą nakrętką: obciążenie, przy którym traci docisk, to pierwsze przemieszczenie.

Gdy inżynier wymaga dokładnego pomiaru przemieszczenia, zamontuj czujnik zegarowy:

1. Wybierz czujnik o dokładności 0,02 mm lub lepszej.
2. Ustaw go na własnej podstawie, z dala od mostka (który ugina się pod obciążeniem) i od betonu, który mógłby się unieść. Nigdy nie mocuj go do mostka.
3. Skieruj go możliwie bezpośrednio na kotwę; dobrze sprawdza się rama ciągnąca z czujnikiem wewnątrz, opartym o łeb śruby.
4. Zanotuj odczyt przy zerowym obciążeniu, a następnie obciążaj w co najmniej 10 stopniach aż do przewidywanego obciążenia niszczącego.
5. Na każdym stopniu odczekaj, aż obciążenie i przemieszczenie się ustabilizują, i zapisz obie wartości jednocześnie.

Cyfrowy tester z modułem pomiaru przemieszczenia może sam narysować wykres obciążenia i przemieszczenia. Szczegółowy pomiar znacznie wydłuża każde badanie, dlatego wykonuje się go tylko na życzenie inżyniera, jak w niektórych pracach krytycznych dla bezpieczeństwa, aby porównać przemieszczenie z Europejską Oceną Techniczną kotwy.

Relaksacja obciążenia to stopniowy spadek odczytu na prawidłowej kotwie po zatrzymaniu obciążania. Jest to zjawisko normalne i właśnie dlatego przy obciążaniu stopniowym czeka się na ustabilizowanie odczytu, a potem odczytuje obciążenie i przemieszczenie jednocześnie. Przyczyną jest rozkładanie się naprężeń wokół kotwy w materiale podłoża; zjawisko to słabnie w trakcie eksploatacji kotwy, ale nigdy całkowicie nie ustaje.

Obciąż ponownie do tego samego poziomu: przy relaksacji obciążenie prawie już nie spada, natomiast przy kotwie ulegającej zniszczeniu ponownie spada, a kotwa wysuwa się dalej.

To sprawdzenie jest najważniejsze w przypadku kotew chemicznych. Nie ulegają one nagłemu zniszczeniu: po utracie przyczepności do wyciągnięcia kotwy nadal może być potrzebna duża siła, więc zniszczona kotwa wklejana może sprawiać wrażenie, że nadal trzyma.

Przykładaj obciążenie równomiernie, osiągając obciążenie próbne w ok. 30 sekund lub obciążenie niszczące w ciągu 60–90 sekund, chyba że przemieszczenie jest mierzone stopniowo.

Przed badaniem do zniszczenia lub badaniem wstępnym uzgodnij kryterium przerwania. Gdy obciążenie przekroczy siłę docisku wynikającą z dokręcenia, pewne przemieszczenie jest normalne; inżynier decyduje, czy należy je rejestrować. Inżynier może też określić graniczne przemieszczenie uznawane za zniszczenie: przerwij badanie po jego osiągnięciu i podaj tę wartość w protokole. Gdy po zniszczeniu jednej kotwy 5 kotew do badań wstępnych obciąża się do zniszczenia, przerwij przy ok. 1.0 mm, aby ograniczyć uszkodzenia, i przyjmij to obciążenie jako obciążenie niszczące. Zobacz badania wstępne.

Kotwy ulegają zniszczeniu w jednym z trzech miejsc: sama kotwa, jej zakotwienie w otworze lub otaczający ją materiał podłoża. Badania na ścinanie dodają jeszcze jeden mechanizm – wyłamanie podłoża po stronie przeciwnej do kierunku obciążenia (pry-out), gdy kotwa zostaje wyważona. Nazywaj zniszczenie według elementu, który zawiódł.

Zapisz rodzaj zniszczenia, obciążenie oraz – jeśli oderwał się stożek materiału – jego wielkość. Opisz, jak po badaniu wyglądają kotwa i otaczający ją materiał, łącznie z pęknięciami. Jeśli kotwa nie uległa zniszczeniu, zdejmij obciążenie i zapisz ewentualne przemieszczenie trwałe.

Usuń lub oznacz każdą kotwę badaną do zniszczenia albo taką, która nie osiągnęła obciążenia próbnego, aby nigdy nie została wykorzystana w eksploatacji. Protokół z badania dokumentuje przebieg zdarzeń. Nie określa przyczyny zniszczenia kotwy ani dalszego postępowania, chyba że badający ma kwalifikacje do takiej oceny, i nie stanowi zatwierdzenia mocowania. Zobacz co zawiera protokół z badania na budowie.

W badaniu próbnym nie dopuszcza się żadnego przemieszczenia. Każde zaobserwowane przemieszczenie należy zapisać i traktuje się je jako niezaliczenie badania. Zwykle wystarcza kontrola wzrokowa. Na stronie kalkulatora obciążeń badawczych pokazano, jak wyznacza się obciążenia w badaniach próbnych i wstępnych. Zobacz badania próbne – wyjaśnienie.