První krok k pochopení mechanismů konstrukcí a jejich problematik

Úvod

Diagnostika má zásadní význam pro správné provedení obnovy restaurování. Prvním a asi nejchoulostivějším krokem je pochopit, co určitá struktura potřebuje nejvíce, aby bylo možno práci provést co nejlepším způsobem. Nástroje, které mají naši technici k dispozici, aby mohli pečlivě provádět všechny testy, se skládají z nejrozmanitějších zkoušek, z nichž některé jsou invazívní (destruktivní) a jiné méně invazívni (nedestruktivní), ale všechny stejně důležité. Záleží na schopnosti a zkušenostech daného technika, aby rozhodl, jaké zkoušky provede na základě stavu, poškození a konstrukčího typu atd.
Společnost AhRCOS vždy investovala do diagnostiky a je si vědoma jejího významu.
Během let jsme získali technické prostředky a odborný specializovaný personál, shromáždili jsme takové zkušenosti, že jsme se pak mohli zařadit mezi nejpřipravenější a nejspolehlivější firmy v dané oblasti. Ale to není vše, naším cílem je stát se styčnou společností.
Níže uvádíme hlavní typy testů, které jsou na trhu k dispozici a které společnost AhRCOS běžně provádí, rozdělené podle typu aplikace: testy na cls a zdivu.

PŘEDPISY
NOVÉ TECHNICKÉ PŘEDPISY PRO KONSTRUKCE (NTC 08)
Vládní nařízení ze 14.1.2008 (NTC 2008) a následný Vysvětlující oběžník č.617/2009 stanoví míru zjišťování konstrukčních detailů a testů, které se provádí na budovách ze železobetonu a zdiva, za účelem stanovení mechanických vlastností materiálů. V tomto kontextu se uvádí destruktivní a nedestruktivní testy, které nezpůsobí struktuře žádné poškození nebo ji poškodí jen omezeně, umožní zdokonalit „úroveň znalostí“ a vyhodnotit odolnost, kvalitu a homogenitu betonu a aparátu zdiva, polohu a průměr tyčí výztuže, jsou zásadní pro budoucí projekt vylepšení a přizpůsobení seizmickému prostředí nebo změně účelu užívání.
ODKAZY NA NTC08 A OBĚŽNÍK Č. 617
Technické předpisy pro konstrukce, vydané Vládním nařízením ze dne 14.1.2008, a příslušný Oběžník č. 617 ze dne 2.2.2009 uvádějí užitečné údaje pro plánování strukturálních testů, které se provádí. Vládní nařízení ze 14.1.2008 specifikuje, že „Zjištění musí specifikovat odolný organismus konstrukce a musí brát rovněž v úvahu kvalitu a stav konzervování materiálů a stavebních prvků“ a že „Pro dosažení přiměřených znalostí týkajících se vlastností materiálů a stupně jejich poškození je třeba se opřít o dokumentaci, která je již k dispozici, o vizuální ověření na místě a o experimentální výzkum. Výzkum musí být, pokud jde o typ a kvalitu, odůvodněn jeho efektivním využitím při ověřování; v případě kulturních památek a při obnově historických center musí být brán v úvahu jeho dopad na konzervování památky“. Pokud jde o struktury ze železobetonu, v Oběžníku č. 617 se počítá s tím, že nezávisle na úrovni znalostí, kterých se hodlá dosáhnout, lze provádět zkoušky materálů prostřednictvím limitovaných, rozšířených nebo úplných ověření.
Typicky je možné provádět vyhodnocení globální bezpečnosti na základě limitovaných ověření (1 snímek na zkoušku cls na 300 mq patra budovy, 1 vzorek výztuže na patro budovy; pokud jde o úplné ověření . Snímky na zkoušku cls jsou 3, stejně jako jsou 3 vzorky výztuže).
V některých případech (např. v případě struktur s vysokým počtem pater nebo v případě spojených struktur skládajících se z jednotlivých kusů vyrobených v různém čase) je možné:
a) dále snížit počet jader betonu za využití údajů uvedených v Oběžníku č. 617, proto „Za účelem testů materiálů je umožněno nahradit některé destruktivní testy, ne více než 50%, vyšším počtem, alespoň třiktár vyšším, nedestruktivních testů, samostatných nebo kombinovaných, kalibrovaných podle testů destruktuvních“;
b) vyhodnotit možnost snížit počet odběrů vzorků výztuže berouce v úvahu obtížnost a pracnost odběru a následného obnovení; toto je typicky možné, pokud je přibližně dobře známé období, kdy byla konstrukce postavena, a tedy i příslušná třída oceli použité pro tyče do výztuže. Pokud jde o zděné struktury, jak vyplývá z Tabulky C8A.1.1 Oběžníku č. 617, v případě, že chceme dosáhnout úrovně znalostí LC2, je možné omezit na minimum destruktivní a lehce destruktivní testy, když byl s přijatelnou jistotou určen typ zkoumaného zdiva tak, že je možno provést analýzu a ověření za použití průměrných hodnot odolnosti a elastický model vztahující se k odpovídajícímu zdivu v tabulce C8A.2.1. Pokud podle předběžných vizuálních zkoušek zdivo vykazuje velmi nepravidelnou texturu, je nutné zvážit možnost provedení vhodných řezů povrchů v případě provedení plochých zvedáků. Pokud bude mít projektant za to, že takovéto podmínky existují, bude přesto provedení testů podléhat volbě úrovně znalostí, která má být dosažena.

Tabulka C8A.1.1 – Úrovně znalostí na základě informací, jež jsou k dispozici, a z toho vyplývající hodnoty důvěrných faktorů pro zděné budovy.

Tabulka C8A.2.1 - Příslušné hodnoty mechanických parametrů (minimální a maximální) a průměrná specifická hmotnost různých typů zdiva za následujících podmínek: řídká malta, absence žádostí (protokoly), jednoduše přisunuté nebo špatně propojené pláště, nezpevněné zdivo, odborně provedená textura (v případě pravidelných prvků);

fm = průměrná odolnost při kompresi zdiva;
το = průměrná odolnost při řezu zdiva;
E = průměrná hodnota normálního elastického modelu;
G = průměrná hodnota tangentního elastického modelu;
w = průměrná specifická hmotnost zdiva

Tyto testy jsou zaměřené na stanovení odolnosti betonu pomocí měření povrchové tvrdosti prostřednictvím vyhodnocení odrazu kovové kuličky nacházející se v příslušném dutém válci.
Jedná se o obecně nejvíce používané testy, ačkoliv takto získané hodnoty, pokud nejsou spojené s ultrazvukovými zkouškami (kombinovaná metoda SonReb) a nejsou ve vzájemném vztahu s výsledky stlačení mířeného na jádra, se často ukazují jako méně významné. Na každé přední straně zkoumaných betonových povrchů je provedeno alespoň 9 měření (nebo úderů) ne jeden přes druhý (obecně se jich provádí 10) a ve vzdálenosti ne méně než 25 mm od sebe nebo od okraje případných přítomných povrchových vad a od výztuží, které jsou předem lokalizovány. Výsledek testu představuje index průměrného odrazu IR a je uveden pro každý bod výzkumu.

Pokud pro každý bod se více než 20% všech měření vzdaluje od průměru o více než 6 jednotek, musí být zrušena celá série měření.
Index odrazu musí být vyhodnocen na základě provedení měření pomocí sklerometru v horizontální poloze, pokud to nebude možné, je třeba za účelem stanovení ekvivalentního indexu odrazu měřeného v horizontální poloze vzít v úvahu křivky porovnání, které uvádí výrobce daného nástroje.
Rovněž bylo zaznamenáno, že v přítomnosti velmi uhličitého betonu může být povrchová tvrdost vyšší než je obecně měřená tvrdost, a proto je vhodné snížit příslušnou průměrnou hodnotu indexu odrazu IR pomocí příslušného opravného koeficientu.

Stanovení hodnot, které zahrnují daný koeficient, může být následující:
− 0.95 (pro hloubky karbonizace mezi 50 a 60 mm)
− 0.90 (pro vyšší nebo stejné hloubky jako 60 mm), s výjimkou zvláštních případů, kdy index odrazu ztrácí dokonce svůj význam.
Funkčnost sklerometru je pravidelně kontrolována a kalibrována (jestliže nástroj neumožňuje provádět kalibrování a přestane fungovat, vymění se) tak, že se provádí měření na příslušné hmotě nazývané kalibrovací kovadlina.
Společnost AhRCOS má takové technické schopnosti a vlastní vhodné nástroje proto, aby mohla správně provádět veškeré kontroly svého vybavení.

ULTRAZVUKOVÉ TESTY, KOMBINOVANÁ METODA SONREB
Popis metody
Nedestruktivní testy pomocí ultrazvuku (US) jsou založeny na šíření elastických vln uvnitř materiálu. Tímto způsobem je možné vyhodnotit mechanické vlastnosti zkoumané struktury, neboť rychlost šíření vln v materiálu závisí na jeho hutnosti, na elastickém modelu a na koeficientu Poisson.
Na základě použití této techniky je možno získat informace o elasticko-mechanických vlastnostech prostředku neboli: o homogenní úrovni materiálu, jeho kvalitě a případném stupni poškození, stanovení „anomálií“ jako jsou dutiny nebo vměstky. Tato výzkumná metoda je zvláště užitečná pro monitorování struktur, časovou efektivnost zákroků spojených s obnovou a vylepšováním mechanických vlastností prostředku.
Nástroj používaný pro ultrazvuková měření se nazývá PUNDIT (Portable Ultrasonic Not-Districtive Indicatine Tester). Tentro nástroj je vybaven vysílacím čidlem (které vysílá ultrazvukový impulz do materiálu, který je předmětem studia) a jedním přijímačem (který zachycuje ultrazvukový impulz, jenž pronikl prostředkem a přeměnil jej na eletrický signál).
Strukturální výzkum počítá s případným využitím tří technik získávání dat: přímý přenos, polopřímý přenos a nepřímý přenos.

MOŽNÁ ZJIŠTĚNÍ
Přímý přenos
Přímý přenos spočívá ve zkoumání strukturálního prvku v celého jeho tloušťce: čidla jsou instalována na obou protilehlých plochách prvku.
Na základě ultrazvukového zjištění se měří doba šíření svazku vln a vzdálenost mezi oběma čidly (neboli tloušťka zkoumaného prostředku). Získaná data nám umožňují vypočítat efektivní rychlost vln zkoumaného prostředku s následným stanovením fyzikálních a mechanických vlastností materiálu.

Polopřímý přenos
Přenos je polopřímý, jestliže jsou čidla na zkoumaném materiálu instalována na dvou vedle sebe se nacházejících plochách, které mezi sebou tvoří určitý úhel α. Tato technika se používá pro stanovení stavu konzervace jednotlivých strukturálních prvků stavby, která je předmětem studie. Jedná se o ten samý postup jako při přímém přenosu.

Nepřímý přenos
Přenos je nepřímý, jestliže jsou čidla umístěna na té samé podkladové ploše. Nepřímý přenos se používá pro získání informací o stavu konzervace vrstev na povrchu stavby. Prostřednictvím přímého přenosu se stanoví přítomnost strukturálních vad.
.

Pomocí zjišťování na základě přímého přenosu jsme schopni velmi dobře určit přítomnost případných strukturálních vad a lokalizovat jejich polohu

Případná přítomnost vad způsobí zpoždění doby šíření ultrazvukových signálů v příslušném materiálu. Můžeme tedy na základě porovnání časů a zjištění rychlostí vztahujících se k jednotlivým stranám přesně určit různé slabé oblasti. Tento druh výzkumu je zvláště komplexní, neboť v případě, že jej provádějí málo zkušení technici, jeho výsledky jsou málo významné; společnost AhRCOS se po mnoha letech provádění testů a experimentů dostala na kvalitativně vysokou úroveň, dosáhla vynikajících výsledků ve všech svých výzkumech.
Metoda (SONREB) je založena na kombinaci výsledků dosažených v těch samých zkušebních oblastech pomocí sklerometrických a ultrazvukových testů ve spojení s indexem odrazu (REBound) a rychlostí ultrazvukových vln (SONic), s odolností proti stlačení betonu, pomocí vhodného vzájemného vztahu, který spojuje tyto tři veličiny, provádí se pomocí statistického poklesu experimentálních hodnot. Platnost metody SONREB vyplývá z kompenzace nepřesností obou používaných nedestruktivních metod. Bylo zaznamenáno, že obsah vlhkosti podhodnocuje sklerometrický index a nadhodnocuje ultrazvukovou rychlost a že se zvyšováním věku betonu se zvyšuje sklerometrický index, zatímco ultrazvuková rychlost se snižuje. Vzájemný vztah mezi odolností a indexem odrazu a ultrazvukovou rychlostí se obecně vyjadřuje pomocí následující rovnice:

kde:
Rc je odhadovaná odolnost vztahující se ke zkoumanému bodu;
α, β, γjsou koeficienty, které umožňují co nejlépe vzájemně propojit přímé experimentální údaje;
V je ultrazvuková rychlost;
IR je index odrazu.

Na základě provedení testů komprese na vzorcích odebraných v těch samých bodech, kde byly provedeny nedestruktivní testy, se stanoví hodnoty, které jsou pak přiděleny všem třem koeficientům tak, že je možno použít výše uvedenou rovnici pro všechny ostatní body, kde se destruktivní výzkum neprovádí.

Pomocí termokamery se tedy zjišťují teploty analyzovaného tělesa prostřednictvím měření intenzity infračerveného záření, které zkoumané těleso vydává. Z důvodu odlišných hodnot těchto parametrů, které jsou pro každý materiál specifické, mají různé komponenty jedné stavby, jednoho zdiva, různou teplotu pod vlivem tepelné námahy.
Tuto vlastnost využívá termografie pro vizualizaci odlišných tepelných chování jednotlivých materiálů pomocí příslušných systémů.

Termografický výzkum je úspěšně využíván jak v případě železobetonových staveb, tak v případě zděných staveb, včetně kleneb, oblouků atd.
Hlavními oblastmi, kde se termografie ve stavebnictví využívá, jsou:
− Energetická certifikace budov.
− Ověřování stavu struktury, zděné osnovy, nepropustnosti a tepelné izolace.
− Ověřování stavu omítky, obkladů a architektonických elementů na fasádách a jejich možné odpadnutí.
− Přesná specifikace úniku vody, a to i uvnitř zděných struktur.
− Specifikace zatím ještě neviditelných filtrací s poskytnutím údajů o původu a rozšiřování. Zjišťování vlhkosti zdiva a její původ.
− Specifikace potrubí s teplou a studenou vodou uvnitř zdiva, v podkroví a v podzemí.

Omezení těchto výzkumů znamená to, že pak nelze poskytnout významné informace týkající se velmi tlustých stěn, zůstává jen velmi spolehlivé pro vrchní vrstvu.

DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY
Jak již bylo řečeno, nedestruktivní výzkum často vyžaduje speciální „kalibrování“ (využívá se výsledků získaných z destruktivních zkoušek), aby bylo možno seznámit se s reálnými vlastnostmi materiálů.

ZKOUŠKY NA ZÁKLADĚ TLAKU VYVINUTÉHO NA JÁDRA CLS
Tyto zkoušky spočívají v odběru vzorků betonu (jader) přímo ze struktury, v přípravě zkušebního vzorku pro danou zkoušku komprese (oprava plochy, oplášťování) a v jeho stlačení pod tlakem, toto vše pak provádí autorizovaná laboratoř na základě povolení Ministerstva veřejných prací, a to za účelem stanovení odolnosti proti tlaku (Rc).
Společnost AhRCOS kromě toho, že vlastní technické pracovníky a příslušné prostředky pro tento typ zkoušek, již mnoho let spolupracuje s autorizovanými laboratořemi a spolu s nimi dosáhla „rychlého“ procedurálního postupu, který umožňuje dokončení zkoušek v co nejkratším možném čase.
V případě, že jsou destruktivní zkoušky spojeny se zkouškami nedestruktivnvími typu SONREB a počet těchto nedestruktivních zkoušek je vyšší za účelem dosažení širšího rámce informací o stavu betonu dané struktury, bude vhodné provést odebírání jádrového vzorku z vrtu v místech, kde byly provedeny některé sklerometrické a ultrazvukové testy, aby byly zjištěny správné vzájemné poměry s výsledky nedestruktivního výzkumu. Operace spojené s odběrem musí zabránit tomu, aby se do jader dostaly kovové výztuže. Průměr jader, jak to stanoví předpisy UNI, musí být alespoň třikrát větší než maximální průměr inertního materiálu přítomného v betonu.
Pokud se rovná vztah výška/průměr vzorku dvěma, je možno přejít od válcové odolnosti (fc), která vyplynula ze zkoušky k

Během odebírání jader je vhodné měřit rovněž hloubku karbonizace betonu, aby bylo možno vyhodnotit potenciální stupeň ochrany proti korozi tyčí výztuže. Měření hloubky karbonizace je upraveno normou UNI 9944:92. Provádí se na základě pozorování tónování roztoku fenoftaleinu, který se v zásaditém prostředí nebo v nepřítomnosti karbonizace zabarví do červeno-fialova. Proto, pokud se ihned po vyjmutí nastříká na válcový povrch vzorku 1% roztok fenoftaleinu v etylalkoholu, lze pozorovat karbonizovaný beton jako tu část, jež nevykazuje červeno-fialové zabarvení. Hloubka karbonizace se měří na přesnost jednoho milimetru.

ZKOUŠKY TAHU NA OCELOVÉ TYČI
Jedná se o klasickou zkoušku tahu na tyčích výztuže tak, jak je upravena normami NTC 2008 a normou UNI EN 10002/1. Na rozdíl od betonu je chování oceli, která je průmyslovým produktem, vysoce stabilní a její vlastnosti v době realizace dané struktury jsou zjišťovány již ve výrobním podniku. Proto, především v případě nedávno realizovaných struktur, jestliže je znám jejich původ a jsou k dispozici certifikáty, by mohlo být provádění odběrů z tyčí výztuže zbytečné. V každém případě je určitě výhodné omezit jejich počet kvůli značné invazívnosti operace a jak již bylo řečeno i díky běžně velmi dobré stálosti vlastností oceli.
Kus vzorku tyče, který má být odebrán, musí být dlouhý cca 450 mm, aby mohl být podroben zkoušce zlomu při tahu v souladu s předpisem UNI EN 10002/1.

Je důležité, aby byl odběr proveden na málo namáhaných prvcích, v každém případě přednostně v podkroví nebo v posledním patře, samozřejmě tam, kde je jisté, že druh oceli je v celé struktuře stejný.
Jinak je rovněž lepší, aby tyč, pokud byla odebrána u některého pilíře, nebyla rohovou tyčí, neboť její strukturální funkce je určitě významnější než funkce případných prostředních tyčí. Analogicky pak, pokud je zkoumán trám, je vhodnější odebrat vzorek z tyčí nenamáhaných tahem.
Zvláštní péče musí být věnována obnově původní schopnosti odolnosti strukturálního prvku s ověřením možnosti svařit příslušné tyče, se zvolením vhodného typu elektrody a s provedením svaření nového kusu a již stávající tyče s rohovými svary o příslušné délce, v každém případě ne prostřednictvím svařování natupo.

ZJIŠŤOVACÍ TESTY POMOCÍ ULTRAZVUKOVÝCH VLN NA CIHLÁCH A KAMENNÝCH BLOCÍCH
Jedná se o nedestruktivní výzkum za účelem specifikace anomálií, prasklin, poréznosti, dutin v materiálech a zjištění přítomnosti diskontinuity uvnitř zkoumaných materiálů, a to pomocí aplikací kodifikovaných předpisy UNI pro oceli a v betonu (zkoušku lze dokonale využít pro výzkumy kamenných materiálů, malty, dřeva, zdiva atd.).

Ultrazvuková zkouška se neomezuje pouze na oznámení případné přítomnosti diskontinuity, ale je schopna poskytnout i informace o:

1. Stupni homogenity
   
2. Přítomnosti dutin, prasklin nebo jiných nepřesností
   
3. Příčině diskontinuity
   
4. Lokalizaci změněných oblastí dříve, než budou změny hmoty viditelné pouhým okem
   
5. Změnách vlastností materiálů v čase
   
6. Hodnotě dynamického elastického modelu materiálu
   
7. Odolnosti materiálu

V případě zdiva musí být zkouška v každém případě omezena na jednotlivé materiály, ze kterých se zdivo skládá, to znamená: cihly, maltu, kameny. Fyzikální princip fungování je založen na mechanických vibracích (elastických), jejich frekvenční pole jde od hodnot vyšších než 20 kHz až do hodnoty 1000 Mhz, nejsou slyšitelné.
Druhy výzkumů mohou být rozděleny na: výzkum na základě odrazu (metoda za použití jediné sondy a působí buď jako zdroj vydávání ultrazvukového impulzu nebo jako přijímač signálu), na základě přenosu (metoda za použití dvou sond, z nichž jedna představuje zdroj vydávání ultrazvukového impulzu a druhá signál přijímá) nebo na základě přímého přenosu (metoda, která počítá s tím, že budou sondy aplikovány na předmět zkoumání, na dvou místech zrcadlově proti sobě umístěné na opačných plochách).

LEHCE DESTRUKTIVNÍ VÝZKUM

VIZUÁLNÍ VÝZKUM SPOJŮ ZDIVA
Jedná se o vizuální test zděného povrchu, který se provádí po odstranění vrstvy omítky cca 1m x 1m. Přednostně se pak provádí na spojích mezi hlavními zděnými strukturami, aby bylo možno ověřit konstrukční technologie textur a druhy materiálů, konstrukční detaily, informace o kvalitě stavu konzervování a o přítomnosti konstrukčních vad.
Tyto zkoušky jsou zásadní, pokud je potřeba omezit na maximum destruktivní nebo polodestruktivní zákroky nebo dosáhnout minimálně požadované úrovně znalostí.

ENDOSKOPICKÝ VÝZKUM

Během provádění endoskopického výzkumu je užitečné aplikovat metrické souvislosti, které stanoví polohu podél hloubky otvoru jak pro označení prováděné během testu, tak pro případná další pozorování, po kontrole obrazů uložených během výzkumu. Společnost pokládá tento test za jednu ze základních zkoušek, která musí být provedena před jakýmkoliv zákrokem, tento výzkum je základem jakéhokoliv úspěšného zákroku.

STRATIGRAFICKÝ VÝZKUM
Pro stanovení stavební historie určité budovy je především nezbytné specifikovat materiální výsledek každé jednotlivé homogenní stavební akce neboli Stratigrafickou jednotku (US). Nejrozšířenější druh jednotky je samozřejmě jednotka zdiva (USM), „to znamená struktura charakterizovaná jednotnou stavební vůlí realizovanou z největší části tím samým materiálem nebo těmi samými nástroji, určená pro jednu specifickou funkci“. Kromě pozitivních Stratigrafických jednotek (objemových) existují také negativní Stratigrafické jednotky (povrchu) jako např. řez prováděný ve zdivu pro vytvoření nového okna. Škody na architektonickém komplexu jako jsou otřesy (odstupy parametrů zdiva) a poškození způsobená projektovými vadami, fenomény stárnutí nebo událostmi mimořádného charakteru (např.: seizmické události, povodně, průtrže mračen, blesk) mohou být považovány za negativní US. Konečně pak existují ještě zvláštní pozitivní US, to znamená povrchy, které vymezují otvory, díry a prázdná místa. Tyto povrchy mohou být zaplněny, přestože nejsou negativními jednotkami (např.: když je okno utěsněné vložkou).
Zaregistrování stratigrafických záznamů na stavebních strukturách vyžaduje v první fázi práce kompletní navrácení fotografického typu parametrů a dílů zdiva. Na fotografickém základu, používaném na místo tradičních grafů realizovaných k přímém kontaktu se zdivem, jsou vykresleny obvody US (viditelné na stavbě jako změna charakteru zdiva nebo opravdová fyzikálně-strukturální diskontinuita) a symboly spojené se stratigrafickými vztahy rozpoznanými během přímého pozorování (pokrývá, opírá se, řeže, zaplňuje a pojí se). Na hraně mezi dvěma stratigrafickými jednotkami zdiva jsou jasné změny následujícího charakteru:

1. materiál tuhých prvků (kamenných nebo cihlových) a malty;
   
2. techniky výroby stavebních materiálů;
   
3. rozměry tuhých prvků a složek malty;
   
4. formy a techniky provedení pláště.

Výzkum obvodu proto probíhá tak, že se sleduje kontinuita povrchu a současně se stanoví diskontinuita, která jej vymezuje. Změna tohoto charakteru neznamená vždy hranici mezi různě starým zdivem, ale může představovat určitou zvláštnost použité techniky nebo může záviset na dodávce heterogenního materiálu. Z tohoto důvodu znalost stavebních způsobů rozšířených v různých historických obdobích a v různých kulturních oblastech může zvýšit přesnost a rychlost technika, který se zabývá analýzou stratigrafických záznamů.
Je vhodné připomenout, že možnost realizace fotografické návratnosti o vysoké zřetelností pláště zdiva může změnit operativní strategii v dané oblasti. Jestliže jsou k dispozici vysoce zřetelné fotografie, stratigrafické záznamy jsou pak čitelné hlavně na monitoru a nezbytné pitevní ověření (v přímém kontaktu se zdivem) se provádí pouze na skutečně nutných místech nebo na místech, která mají být analyzována na velmi krátkou vzdálenost či v případě odebrání vzorků analyzovaného materiálu.
Architektonická stavba je ale celým objemem a vlastnosti, které jsou zjišťovány během analýzy (stratigrafické metrické a formální informace) se rozkládají do všech tří dimenzí. Pokud by tedy byly použity pouze dvourozměrné fotografické návratnosti povrchů zdiva (např.: fotoplán, fotomontáž), znamenalo by to ztrátu informací o trojrozměrné složce stratigrafických záznamů. Pro získání grafického záznamu geometrického průběhu obvodů US v trojrozměrném prostoru je možno použít techniku stereoskopického fotogrammetrického zjišťování. Trojrozměrné zjišťování všech viditelných povrchů (vnitřní plášť, vnější plášť a pokud je to možné, plášť dílu zdiva) představuje rovněž výhodu zpracování axonometrií užitečných pro pochopení procesu realizace stavebních prvků. Trojrozměrné prezentace lze používat i pro vyhodnocení mechanické efektivnosti zděné struktury a v souvislosti s tím se lze pokusit o vyhodnocení technických znalostí konstruktérů.
Aby bylo možno použít archeologickou dokumentaci pro správné zaměření zákroků v rámci restaurování a konsolidace zkoumané budovy, je nezbytné analyzovat stav konzervování zděných staveb za použití grafických záznamů obvodů poškození, vyboulení zdí a otřesů (odstupy pláště).
Stratigrafická zjišťování v této oblasti jsou prováděná a opravovaná v laboratoři během jejich zpracovávání v digitální formě. Schématický model architektonické struktury s fotografickými záznamy zděného povrchu a překládáním obvodů US může usnadnit sdělování výsledků analýzy. Při využití bodů pro vyrovnání fotografických záznamů lze o povrch architektonického modelu „opřít“ Stratigrafická zjišťování a obě fotomontáže vztahující se k vnějšímu i vnitřnímu plášti zděné stavby.

Při specifikaci obrysů Stratigrafické jednotky doprovází záznamy o základních vlastnostech materiálu, zaregistrované do příslušných alfanumerických karet. Karta „odpovídá z architektonického hlediska seznamu Stratigrafických jednotek tak, jak se ještě dnes používá na staveništích archeologických vykopávek“.
Aby byla každá konstrukční událost postupně zařazena v příslušném sledu, od té nejstarobylejší po tu nejnovější, používají se časové významy (předčasnost, následnost, současnost) vyjádřené na základě stratigrafických vztahů (pokrývá, opírá se, řeže, zaplňuje a pojí se), které probíhají mezi jednotlivými US. Vztahy v rámci příslušné chronologie jsou vyjádřeny pomocí grafického schématu, které se nazývá stratigrafický diagram nebo matrix, manuálně sestrojený nebo sestrojený za pomoci informačních aplikací.
Stratigrafická analýza je stejná jako analýza konstrukčních technik zdiva, otvorů a dekorativních prvků. Pokud jde o zdivo, je prvotním cílem této analýzy stanovení strukturálních komponentů, specifikace technik pro transformaci materiálů (ze zdroje zásobování ke zpracování díla) a konečně zjištění způsobu instalace. Specifikace těchto vlastností je usnadněna za použití konfrontačních tabulek, zatímco pro registraci informací se používají karty doplněné fotografickou dokumentací (fotoplán) a grafiky (nákres tvaru jednotlivých stavebních prvků a, pokud je to možné, profilu spoje z malty).

Tyto informace lze na jednu stranu využít pro porovnání jednotlivých částí budovy - je možné vyhodnotit, zda existují určité analogie a tedy prvky dostatečné proto, aby bylo možno přisoudit nepřímé vztahy v současnosti (stejné pokud jde o identitu, druh formy a stavební techniky) – a na druhou stranu pro stanovení období, kdy byla stavba zdiva realizována, a to prostřednictvím porovnání s budovami na tom samém místě, doba jejichž vzniku je již známá. Navíc může rozeznání druhu kamene a identifikace místa původu stavebního materiálu ozřejmit různé sociální aspekty. Po zjištění klasifikace zednických technik se přistoupí ke zpracování různých typologií a variant. Uričitý typ „shromažďuje formální vlastnosti určitého počtu vyzdění, z nichž každý představuje duševní archetyp stavitelů a objednavatelů a vztahuje se tedy nepřímo k jejich kultuře“.Obecně jsou tedy pro tuto operaci příznačné pouze některé z parametrů použitích pro klasifikaci (např.: realizace, povrchová úprava plochy, stavební materiál nebo druh pojiva). Celá analýza se uzavírá zpracováním plánů celého architektonického komplexu ze zřetelem na rozdělení jednotlivých typů zdiva. Od analytické fáze se pak přistupuje k fázi interpretační, během které dochází k identifikaci všech jednotek, které patří k samotné stavební činnosti (práce sledující stejný konstrukční cíl), a dále všech činností (nebo kategorií činností), které náleží ke stejné stavební fázi (komplexní sled konstrukčních operací na každém jednotlivém staveništi), do stratigrafického diagramu. Poslední fáze interpretačního procesu spočívá v integraci příslušného časového období s údaji, které pochází z jiných zdrojů, a to za účelem transformace datování od relativních k absolutním.
Konstrukční sled je označen (na plánu, v úseku, ve stratigrafických zjištěních nárysu a na trojrozměrném modelu) odlišným grafickým vyznačením zdiva podle toho, k jaké stavební fázi náleží).

Tento výzkum je velice důležitý pro historicko-architektonické restaurování chráněných i nechráněných památek a taková společnost jako je AhRCOS, jež si udržuje prvenství v oblasti obnovy historických budov, je obzvláště citlivá na tento poznávací aspekt.

LEHCE DESTRUKTIVNÍ TESTY

TESTY PROVÁDĚNÉ POMOCÍ PLOCHÉHO ZVEDÁKU
Test provedený pomocí jednoduchého plochého zvedáku umožní vyhodnotit, jaké je lokální napětí ve zděné struktuře. Tato testovací technika je založena na změně stavu napětí v určitém bodě struktury, která je vyvolána rovným řezem provedeným v normálním směru na povrchu zdiva.

Řez se obecně provádí pomocí hydraulické pily s kruhovým ostřím nebo pomocí hrotu vrtačky. Vydávané napětí, které se projevuje, způsobuje částečné uzavření řezu, jež je zjišťováno pomocí měření změny mezi dvojicí bodů nalézajících se v symetrické poloze vůči samotnému řezu. Do řezu se poté zavede plochý zvedák, vyrobený pomocí jemných svařených ocelových čepelí, který se pak spojí s hydraulickým obvodem čerpadla. Vnitřní tlak se postupně zvyšuje až dokud nedojde k anulování deformace měřené po provedení řezu. Tlak uvnitř zvedáku je za těchto podmínek stejný v prvním přiblížení jako předem existující namáhání ve zdivu v normálním směru k ploše zvedáku, mimo případu, že by se jednalo o stálé experimenty, které berou v úvahu vztah mezi plochou zvedáku a plochou řezu (kA), a mimo případu, že by se jednalo o určitou konstantu, která bere v úvahu vnitřní tuhost každého zvedáku (kM).

Test provedený pomocí dvojitého plochého zvedáku umožňuje specifikaci vlastností spojených s deformovatelností zdiva, jakož i stanovení hodnoty jeho odolnosti. Tento test spočívá v provedení druhého řezu, paralelního k prvnímu v různé vzdálenosti (která závisí na rezistentních prvcích zkoumaného zdiva a šířce použitého zvedáku), do kterého je zaveden další zvedák.

To umožní vymezení reprezentativního vzorku zdiva pro dimenze jeho mechanického chování.
Oba dva paralelní zvedáky – na které je vyvíjen příslušný tlak – vyvíjí na vzorek, který je umístěn mezi nimi, jednoosou námahu, a deformace, které jsou takto způsobeny na daném vzorku zdiva, se změří pomocí příslušného počtu přesunovacích čidel v pravoúhlém a paralelním směru k plochám zavedení zvedáků, aby bylo možno specifikovat diagram napětí deformace zkoumaného zdiva.

TEST PROVEDENÝ NA ZÁKLADĚ NORMÁLNÍHO TRHU (PULL-OFF)
Cílem těchto testů je ověření přilnutí povrchových vrstev a/nebo jejich soudržnost. Principem těchto testů je potom vyvíjení rostoucího zatížení na určitou izolovanou plochu až do jejího zlomu: zjišťuje se tak hodnota maximálního zatížení a způsob zlomu, který může být podle přilnutí nebo podle soudržnosti.
Zatížení při zlomu a střední průměr umožňují vypočíst přilnavost či sílu přilnavosti podle následující rovnice:

fh = (4Fh)/(πD²)

kde:
- fh je síla přilnutí (N/ mm² nebo Mpa);
- Fh − je zatížení stanovené při zlomu (N);
- D − je střední průměr získaného vzorku (mm).

POZNÁMKA: dobrým pravidlem je při realizaci výztuží a v těch částech struktury, kde by odstranění výztuží nezpůsobilo změnu mechanismů zhroucení, počítat s doplňkovými zónami (svědky), realizovanými tím samým materiálem a tím samým způsobem jako v případě realizace hlavní výztuže, na těchto doplňkových zónách pak budou testy provedeny,

VIBRAČNÍ TESTY NA VAZNÍCH TRÁMECH
Ve fázi restaurování nebo vyhodnocení stavu bezpečnosti a funkčnosti historických staveb jako jsou kostely, kláštery a obecněji budovy s táhlovými oblouky, musí projektant vědět, jaká je míra zatížení, kterému jsou vazní trámy vystaveny. Tento parametr je zásadní pro pochopení, nakolik bude určitý oblouk zatížený, a pro rozhodnutí, zda a jaký zákrok na určité budově provést.
Z možných technik výzkumů vyvinutých v těchto letech jsou nejslibnější techniky založené na dynamické analýze, a to jak díky rychlosti, se kterou mohou být prováděny, tak především díky jejich celkové neinvazívnosti. Díky vývoji informačních a elektronických technologií mohou být tyto techniky dnes používány za značně nižších nákladů, než tomu bylo v minulosti.

Vibrační testy jsou prováděny tak, že se na vazní trám nainstalují akcelerační snímače kapacitního typu se zvýšenou citlivostí umístěné po celé jeho délce a tluče se do něho jak v horizontálním směru, tak ve vertikálním směru pomocí kladiva bez přístrojů. Tyto snímače, které vyvinula laboratoř ELSA (European Laboratory for Structural Assessment – Evropská laboratoř pro strukturální ověřování) Společného výzkumného centra Evropské komise v Ispra (VA), mají velice nízkou spotřebu energie a vysokou citlivost.
Zkoušecí aparát sestává z různých akcelerometrických dvousměrných čidel, běžně 5, napojených na propojovací a napájecí skříň. Tato skříň je napájená příslušným stabilizovaným napáječem napojeným na elektrickou síť. Z této skříně vychází plochý kabel, který je propojený s kartou připojenou na přenosný počítač. Software vyvinutý ad hoc pro dynamický test vazních trámů umožňuje zaznamenání signálů, které čidla vydávají. Pro každý provedený test se vyplní příslušná karta obsahující veškeré získané charakteristiky. Data jsou uložena do paměti databáze strukturované stejným způsobem jako databáze velkých výzkumných laboratoří (např. ELSA). Tato data jsou pak analyzována prostřednictvím příslušných výpočetních postupů a výsledky jsou uloženy do dokumentů ve formátu PDF.
Díky takovýmto zpracováním je potom možné se dostat k vlastním frekvencím vazního trámu a od těchto frekvencí k vyhodnocení napětí při tahu, který se v nich vyskytuje.