การหุ้มคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับคาน

การสำรวจทางวิศวกรรม

โครงการก่อสร้างอาคารครบวงจรของบริษัทพัฒนาอสังหาริมทรัพย์แห่งหนึ่งในหนานจิง ตั้งอยู่ในย่านชานเมืองทางตะวันออกของเมือง ประกอบด้วยอาคาร 6 ชั้น ชั้นล่างสองชั้นเป็นโครงสร้างเหล็ก และชั้นบนสี่ชั้นเป็นเสาโครงสร้างเหล็กรูปทรงพิเศษ พื้นที่ใช้สอยรวม 8,000 ตารางเมตร พื้นเดิมเป็นห้างสรรพสินค้า ส่วนชั้นบนสองชั้นด้านบนใช้เป็นที่อยู่อาศัย เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงการใช้งาน น้ำหนักบรรทุกของพื้นจึงเพิ่มขึ้น จึงมีการตรวจสอบและคำนวณน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นตามน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้น ผลการศึกษาพบว่า ความสามารถในการรับแรงดัดและแรงเฉือนของคานในพื้นที่ของโครงสร้างชั้นสองไม่เพียงพอ และความสามารถในการรับแรงดัดของแผ่นพื้นก็ไม่เพียงพอเช่นกัน

การกำหนดรูปแบบการเสริมแรงคาน-แผ่น

เนื่องจากอาคารนี้สร้างและใช้งานแล้ว พื้นส่วนที่เหลือจะต้องใช้งานได้ตามปกติในช่วงที่มีการเสริมแรง หลังจากการเปรียบเทียบแบบแผนงานต่างๆ อย่างครอบคลุม (ดูตารางที่ 1) ในที่สุดก็ตัดสินใจเลือกใช้วัสดุห่อหุ้มด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และวิธีการเสริมแรงด้วยเหล็กยึดติดแบบท้องถิ่น

วัสดุเสริมแรง

เหล็กยึดติด FWB ใช้แผ่นเหล็ก Q345 4 ม. ไฟเบอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์ หนา 0.167 ม. (หรือ 300 กรัม/ม.) และกาวเกรด A กาวที่เข้าชุดกันประกอบด้วยกาวติดด้านล่าง ผงอีพ็อกซีปรับระดับ และเรซินยึดติด

การออกแบบเสริมแรง

ในระนาบเสริมแรงของชั้นสอง ควรเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของระยะการดัดโค้งเชิงลบของพื้นขึ้นอีก 25 เท่า จากการคำนวณและวิเคราะห์ พบว่าระยะการดัดโค้งเชิงลบของพื้นไม่เพียงพอ เนื่องจากใช้แผ่นใยสังเคราะห์ CFRP ที่มีความกว้าง 200 เมตร และมีความยาว 400 เมตร เป็นชั้นเดียว ซึ่งมีความยาว 2,500 เมตร ความสามารถในการรับน้ำหนักของเหลียง โช่วหว่าน จำเป็นต้องเพิ่ม 20% และควรติดแผ่นใยสังเคราะห์ 3 ชั้น ที่มีเหลียง กวน ไว้ที่ด้านล่างของคาน นอกจากนี้ ควรติดห่วงรูปตัว "U" เข้ากับตัวยึดที่ปลายทั้งสองข้างของคานรองและด้านข้างทั้งสองข้างของคานรองเพื่อเสริมแรงเฉือน และติดจุดยึดเหล็กเส้นยาว 200 เมตรที่ปลายทั้งสองข้างของห่วงรูปตัว "U"

กระบวนการก่อสร้างเสริมแรงและผลการเสริมแรง

พื้นผิวของแผ่นเหล็กที่วางอยู่บนผิวส่วนประกอบคอนกรีตควรป้องกันสนิม และวัสดุป้องกันสนิมควรไม่เป็นอันตรายต่อแผ่นเหล็กและกาว

โครงการนี้ได้ติดตั้งแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงหนาประมาณ 145 เมตร ซึ่งแล้วเสร็จภายใน 15 วันทำการ แผ่นที่หนาที่สุดคือห่วงรูปตัว "U" ที่ด้านล่างของคาน และแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงหนา 0.167 มิลลิเมตร จำนวน 3 ชั้น โดยพื้นฐานแล้ว แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงนี้ไม่ได้เพิ่มน้ำหนักและขนาดทางเรขาคณิตของโครงสร้าง และตรงตามข้อกำหนดของเจ้าของ ทั้งในด้านระยะเวลา พื้นที่ใช้งาน และคุณภาพการก่อสร้าง ยิ่งไปกว่านั้น พันธะระหว่างแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงกับพื้นผิวคอนกรีตยังคงสภาพดี มีความทนทาน และให้ประสิทธิภาพการเสริมแรงที่โดดเด่น

คำกล่าวสรุป

จากการวิเคราะห์การคำนวณและการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรมของโครงสร้างคอนกรีตที่เสริมความแข็งแรงด้วยวัสดุ CFRP พันรอบ แสดงให้เห็นว่าวิธีการเสริมความแข็งแรงด้วยวัสดุ CFRP เป็นเทคโนโลยีเสริมความแข็งแรงที่มีประสิทธิภาพสำหรับโครงสร้างคอนกรีต เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีเสริมแรงแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีคอนกรีตเสริมแรงด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์พันรอบมีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจโดยรวมที่ดี การประยุกต์ใช้โครงสร้างคอนกรีตเสริมแรงด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์มีศักยภาพในการนำไปใช้อย่างกว้างขวาง