�Hodnocení existujících konstrukcí podle nové generace Eurokódů�

Jana Marková

Kloknerův ústav ČVUT v Praze

1

EN 1990-2 Basis of structural and geotechnical design – Part 2: Assessment of existing Structures

Konference Havárie konstrukcí ve stavebnictví 14.11.2024

Nejčastější důvody pro hodnocení existujících konstrukcí

• Očekávaná změna užívání nebo prodloužení životnosti
• Ověření spolehlivosti požadované úřady, vlastníkem a pojišťovnami
• Degradace konstrukce v důsledku dlouhodobých vlivů a zatížení
• Poškození konstrukce vlivem mimořádných zatížení

2

EN 1990 -2 Eurokód – Zásady navrhování – Část 2: Hodnocení existujících konstrukcí

Úvod�1 Rozsah�2 Normativní odkazy�3 Termíny, definice, symboly�4 Základní požadavky

5 Obecná pravidla

6 Rozsah a cíle hodnocení

7 Postup hodnocení

8 Základní veličiny a aktualizace

9 Modelování konstrukce, aktualizace a analýza

10 Metody kvantitativního ověřování

11 Metody kvalitativního ověřování

12 Opatření

A(I): Doplňující pokyny pro hodnocení existujících konstrukcí

Postup hodnocení - EN 1990-2

4

assessment = hodnocení

assessment (design) value = určená (návrhová) hodnota

target reliability level = úroveň spolehlivosti (vztažená ke stanovené referenční době)

existing structure – any structure that physically (materially) exist

Nová terminologie:

Základní požadavky

5

Hodnocením existující konstrukce se musí ověřit, že konstrukce splňuje stanovené požadavky po dobu její zbytkové životnosti.

​

Základní požadavky kladené na existující konstrukce se mohou lišit od požadavků na novou konstrukce.

​

Spolehlivost požadovaná pro existující konstrukci se musí ověřit na základě zásad Eurokódů.

​

Úrovně spolehlivosti pro hodnocení existujících konstrukcí mohou být stanoveny v národní příloze EN 1990-2.

Obecná pravidla v EN 1990-2

6

Kapitoly 4 až 12 EN 1990-2 se použijí pouze pro existující konstrukce. Seizmickými zatíženími se zabývá EN 1998-3.

​

Hodnocení existující konstrukce se má provádět s použitím kvantitativních metod hodnocení.

​

Uvážit se mohou kvalitativní metody, pokud jsou pro to vhodné podmínky.

​

Kvalitativní metody umožňují definovat rozsah a cíle hodnocení.

​

Při hodnocení je třeba uvážit původní projekt, výsledky předchozích prohlídek, provedených rekonstrukcí, významná zatížení a extrémní události v průběhu užívání konstrukce, změny v podloží atd.

Hodnocení existující konstrukce

7

Provede se v krocích, dochází ke zvyšování úrovně podrobnosti a přesnosti.

​

Pokud se v některé etapě hodnocení zjistí, že konstrukce vykazuje známky nebezpečí, které vyžadují přijetí okamžitých opatření pro její zabezpečení, tuto skutečnost je třeba neprodleně sdělit zodpovědnému úřadu a příslušným stranám, aby bylo možné provést opatření.

​

Při hodnocení rizik, která vyžadují okamžitá opatření, je třeba uvážit

• následky poruchy
• podstatu nebezpečí
• známky vad nebo poruch, rychlost degradace nebo zjištěných změn
• skryté vady, citlivost konstrukce na zatížení, předešlá hodnocení a jejich podrobnost, historie zatížení

Kvalitativní metody hodnocení existující konstrukce – podrobněji v EN 1990-2

Pro splnění mezního stavu únosnosti je třeba splnit následující body:

• podrobná prohlídka nezjistí přítomnost významného poškození, defektu, průhybu, degradace nebo nadměrné deformace
• konstrukční systém je zřejmý včetně možných způsobů porušení a nejkritičtějších částí konstrukce
• konstrukce vykazuje uspokojivé chování po dostatečně dlouhé období, ve kterém nejspíš došlo k výskytu extrémních zatížení a nepříznivých vlivů prostředí, které odpovídají předpokladům stanoveného ověření
• žádná predikovaná degradace (za předpokladu současných podmínek a plánované údržby) nebude mít dopad na bezpečnost
• žádné významné změny v čase se nevyskytly, které by vedly ke zvětšení zatížení nebo snížení její životnosti
• rizika spojené s lokální poruchou je akceptovatelné
• riziko spojené s křehkým lomem je akceptovatelné.

Spolehlivost existující konstrukce

9

Hodnocením existující konstrukce se musí ověřit, zda má konstrukce požadovanou spolehlivost.

​

Úrovně spolehlivosti konstrukce se uvažují dle EN 1990-1 (pokud nejsou jiné hodnoty specifikovány v národní příloze).

​

Ověření konstrukce lze provést bez přímého výpočtu indexu spolehlivosti, například metodou dílčích součinitelů nebo kvalitativními metodami.

Informace o směrných hodnotách indexu spolehlivosti jsou uvedeny v příloze C, EN 1990-1.

Dvě hlavní zásady hodnocení �existujících konstrukcí

1. Hodnocení se provede na základě skutečného stavu konstrukce: skutečná zatížení, vlastnosti materiálů a základové půdy, uvážení předchozí historie konstrukce.
2. Hodnocení se provede na základě současných požadavků a postupů ověřování; dříve platné normy se uplatní pouze jako nezávazné podklady.

Aktualizovat lze úroveň spolehlivosti, dílčí součinitele, hodnoty zatížení i vlastností materiálů.

10

Metody ověřování spolehlivosti existujících konstrukcí

(1) Výpočtem

1. Metoda dílčích součinitelů

- dílčí součinitele doporučené v EN pro návrh

- dílčí součinitele přizpůsobené skutečným podmínkám

• Pravděpodobnostní metody
• Metody hodnocení rizik

(2) Na základě předchozího působení konstrukce

Expertní ověření použitelnosti, únosnosti a trvanlivosti

se zřetelem k funkční způsobilosti konstrukce

11

Spolehlivostní zásady v Eurokódech

Technická zpráva bude k dispozici na webu JRC do konce roku 2024.

Uvedena jsou zde také doporučení pro hodnocení existujících konstrukcí.

Ověření konstrukce nám nevychází ?�Postupné zpřesňování hodnocení a opatření

13

• Odolnost - zkoušky materiálů
• Zatížení stálá - měření
• Zatížení klimatická - data od ČHMÚ
• Úprava směrné úrovně spolehlivosti změnou indexu β podle EN 1990-1
• Úprava dílčích součinitelů γ pro zatížení a materiály - Eurokódy
• Změna metody ověření, stanovené hodnoty, pravděpodobnostní postupy, předchozí působení
• Opatření konstrukční - zesílení
• Opatření provozní - změna využití

Návrh opatření

14

• Typ a důležitost konstrukce
• Specifické požadavky (bezpečnost, použitelnost, trvanlivost a robustnost)
• Možné příčiny a způsoby dosažení mezního stavu
• Očekávané následky kolapsu
• Alternativy opatření, které jsou k dispozici

Návrh opatření je třeba provést, pokud není splněna úroveň spolehlivosti nebo požadavky na chování konstrukce.

​

Je přitom třeba uvážit:

Návrh dočasných opatření

15

• maximální možné omezení stálých zatížení
• ověřování a omezování klimatických zatížení
• pravidelný monitoring konstrukce – sledování odezvy konstrukce na zatížení

Návrh dočasného provozování stavby se opírá o normativní pokyny EN 1990-2:

Pečlivě se uváží rizika, jejich přijatelnost a navrhnou opatření pro jejich minimalizaci.

Důležité je stanovit harmonogram pro provedení trvalých opatření vedoucích k zajištění požadované spolehlivosti konstrukce.

Příklady : 1. Střešní vazníky nad bazénem

16

Přítomnost vzduchotechniky, ocelových lávek a další technologie nepříznivě přitěžující betonové vazníky. Jsou předpjaté nebo železobetonové? O jakou korozi výztuže se jedná?

Průzkumné práce pro zjištění materiálových vlastností vazníků

Koroze střešních panelů, drolení a odpadávání částí betonů z konstrukce.

Podrobná prohlídka vazníků

Stav spodní pásnice vazníku s projevy koroze výztuže, odběr korozních produktů.

2. Střešní předpjaté vazníky v teplárně

Některé střešní vazníky jsou zatíženy novými technologiemi.

Hodnocení skutečného stavu konstrukce

Do některých střešních žebírkových panelů dříve zatékalo, projevy koroze

3. Lze střechu budovy nově přitížit FVE?

Střešní vazníky byly zcela nepřístupné pro prohlídku.

4. Hodnocení stavu fotbalového stadionu

Konstrukce nevychází na klimatická zatížení – použito zásad EN 1990 a EN 1991-1-4 pro aktualizaci dílčích součinitelů a modelování ve virtuálním tunelu

Důležité poznatky k hodnocení existujících konstrukcí

23

1. Hodnocení vychází ze skutečného stavu konstrukce
2. Uplatňuje se metoda dílčích nebo aktualizovaných dílčích součinitelů, v některých případech aplikuje pravděpodobnostní a riziková analýza
3. Obvyklá metoda dílčích součinitelů je konzervativní a může vést k negativnímu výsledku a nadbytečným opatřením.
4. Pravděpodobnostní metody mohou poskytnout příznivější výsledky než metody dílčích součinitelů.
5. V důležitých případech je účelné uplatnit hodnocení rizik a ekonomickou optimalizaci.

Konference Havárie konstrukcí ve stavebnictví 14.11.2024

Děkuji Vám za Vaši pozornost.