การเสริมความแข็งแรงของคาน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้วัสดุใหม่ วิธีการเสริมความแข็งแรงแบบรวดเร็วและมีประสิทธิภาพประเภทใหม่จึงเกิดขึ้น นั่นก็คือ วิธีการเสริมความแข็งแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์

วิธีการนี้คือการแปะผ้าคาร์บอนไฟเบอร์หนึ่งชั้นหรือมากกว่าลงบนพื้นผิวของส่วนประกอบเพื่อเสริมกำลังหรือปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนัก ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของโครงสร้าง หลักการเสริมกำลังของวิธีนี้โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับวิธีการเสริมกำลังด้วยเหล็กแบบเดิม มีเพียงคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความแข็งแรงสูงกว่า ความหนาบางกว่า และน้ำหนักเบากว่าเท่านั้นที่เข้ามาแทนที่แผ่นเหล็ก ซึ่งมีข้อดีที่สอดคล้อง เช่น ผลกระทบต่อระยะห่างของอาคารน้อยกว่า ไม่สร้างความเสียหายต่อโครงสร้างเดิม ไม่เพิ่มน้ำหนักโครงสร้าง เป็นต้น นอกจากนี้ คาร์บอนไฟเบอร์ยังมีคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลที่ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงดึงสูง และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเสริมกำลังโครงสร้างคอนกรีต

ภาพรวมโครงการ

อาคารเรียนแห่งหนึ่งในโรงเรียนมัธยมกวงฮัวหมายเลข 1 กำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง คานที่ตั้งอยู่บนบันไดชั้นหนึ่งเกิดจากความผิดพลาดในการออกแบบ โครงเหล็กเสริมแรงรับแรงตามยาวไม่เพียงพอ และความสามารถในการรับน้ำหนักไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งานปกติ จึงจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงโครงสร้างเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักดัด เจ้าของอาคารมีข้อกำหนดที่ค่อนข้างเข้มงวดสำหรับระยะเวลาก่อสร้าง และการเสริมความแข็งแรงจะไม่ส่งผลกระทบต่อรูปลักษณ์ภายนอกหลังการตกแต่ง จากมุมมองภาคสนาม การใช้พื้นที่อาคารอย่างมีประสิทธิภาพยังไม่เพียงพอ และมีข้อจำกัดบางประการเกี่ยวกับความสูงที่ชัดเจน เมื่อพิจารณาปัจจัยเหล่านี้ จึงเลือกใช้วิธีการเสริมความแข็งแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อการก่อสร้างที่สะดวกและรวดเร็ว

แผนการเสริมสร้างความเข้มแข็ง

วัสดุเสริมความแข็งแรงใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ HM-20 12K T700 และกาวโครงสร้างรองรับซีรีส์กาวคาร์บอนไฟเบอร์ HM

จากการวิเคราะห์การคำนวณและผลการวิจัยเชิงทดลองก่อนหน้านี้ ได้มีการตัดสินใจที่จะติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สองชั้นบนพื้นผิวด้านล่างของคาน และใช้ห่วงรูปตัว U สำหรับการยึด

การเสริมสร้างเทคโนโลยีการก่อสร้าง

1) การบำบัดพื้นผิว: ก่อนที่จะวาง ให้สกัดและปรับระดับพื้นผิวของส่วนประกอบคอนกรีตที่ติดไว้ล่วงหน้าด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อขจัดฝุ่นและน้ำมัน จากนั้นทำความสะอาดด้วยอะซิโตน

2)ทากาวฐาน: กำหนดค่ากาวฐาน HM-180 ตามอัตราส่วนที่กำหนด ผสมให้ทั่วและทาให้ทั่วพื้นผิวคอนกรีต

3)ทากาวปรับระดับ: หลังจากที่ยางฐานแห้งแล้ว ให้กำหนดค่ากาวปรับระดับ HM-180CE ตามอัตราส่วนที่กำหนด และผสมให้เข้ากัน จากนั้นทาลงบนพื้นผิวที่ไม่เรียบของส่วนประกอบเพื่อปรับระดับ.

4) ทากาวซึม: หลังจากที่กาวฐานและกาวปรับระดับแห้งแล้ว ให้กำหนดค่ากาวซึม HM-180C3P ตามอัตราส่วนที่กำหนด และคนให้เข้ากัน จากนั้นทาลงบนส่วนที่ต้องติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

5) วางผ้าคาร์บอนไฟเบอร์: วางผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ลงบนพื้นผิวของคานคอนกรีตที่เคลือบด้วยกาว และใช้ลูกกลิ้งกลิ้งไปในทิศทางเดียวและทำให้แบนเพื่อไล่ฟองอากาศ เพื่อให้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์และพื้นผิวคานติดกันแน่น

ผลการเสริมความแข็งแกร่ง

จากการคำนวณสูตรที่เกี่ยวข้องของ "ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์" พบว่าหลังจากเสริมความแข็งแรงคานแล้ว ความสามารถในการรับน้ำหนักดัดจะเพิ่มขึ้น 12.8 กิโลนิวตันเมตร ซึ่งสูงกว่าฐานรากเดิมประมาณ 35% ซึ่งสอดคล้องกับความสามารถในการรับน้ำหนักที่ต้องการ หลังจากเสริมความแข็งแรงแล้ว คาร์บอนไฟเบอร์และพื้นผิวของส่วนประกอบเดิมจะถูกยึดติดและผสานเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา ส่วนที่หนาที่สุดของวัสดุคือห่วงรูปตัวยูที่ด้านล่างของคาน (4 ชั้น) และมีความหนาน้อยกว่า 0.5 มม. ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะไม่เพิ่มน้ำหนักและขนาดหน้าตัดของโครงสร้าง นอกจากนี้ ระยะเวลาในการก่อสร้างเสริมความแข็งแรงยังสั้น พื้นที่มีขนาดเล็ก และเอฟเฟกต์การตกแต่งไม่ได้รับผลกระทบ ซึ่งตรงตามความต้องการของเจ้าของ นอกจากนี้ วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ยังมีความทนทานและทนต่อการกัดกร่อนสูง จึงไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาเป็นประจำในอนาคต กล่าวโดยสรุป การเสริมความแข็งแรงนี้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจ