โครงสร้างคอนกรีตเสาเสริมคาร์บอนไฟเบอร์

คำอธิบายโครงการ

โครงการนี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนที่มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 2×1000 เมกะวัตต์

บทนำโครงสร้างที่ต้องการเสริม

ในครั้งนี้ ต้องใช้การเสริมคอนกรีตเสริมเหล็กสำหรับเสาโครงสร้างฐานกังหันไอน้ำของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ขนาดหน้าตัดของเสาคือ 2710 มม. × 2000 มม. และเหล็กเสริมหลักคือเหล็กเส้น 60 เส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 มม. ดังแสดงในรูปที่ 1

สาเหตุที่คอนกรีตมีความแข็งแรงไม่เพียงพอ

(1) ช่วงการก่อสร้างเป็นช่วงฤดูฝน ทำให้มีความชื้นในมวลรวมและทรายสูง ผู้จำหน่ายคอนกรีตเชิงพาณิชย์ไม่ได้ปรับอัตราการผสมคอนกรีตในเวลาที่เหมาะสม และอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์สูงเกินไป ส่งผลให้ความแข็งแรงของคอนกรีตต่ำกว่าข้อกำหนดการออกแบบ

(2) ในกรณีที่มีฝนตกหนักในระหว่างขั้นตอนการเทคอนกรีต มาตรการป้องกันในสถานที่ไม่ได้ผลทันท่วงที และน้ำฝนจำนวนมากก็ไหลเข้าไปในโกดังและรถบรรทุกผสมคอนกรีต ส่งผลให้ความแข็งแรงของคอนกรีตลดลงอีกด้วย

(3) ในเวลาต่อมา ได้มีการทดสอบความแข็งแรงของคอนกรีตด้วยวิธีการคืนตัว พบว่าความแข็งแรงของคอนกรีตมีค่าเท่ากับ 24Mpa ซึ่งยากที่จะตอบสนองความต้องการด้านความสามารถในการรับน้ำหนัก และต้องมีการเสริมความแข็งแรงของคอนกรีตด้วยโครงสร้าง

วัสดุเสริมแรง

HM-30

HM-180C3P

คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์

ค่ามาตรฐานของความแข็งแรงแรงดึงคือ 4900N/mm2 โมดูลัสแรงดึงของความยืดหยุ่นคือ 230000N/mm2 ความหนาของวัสดุคือ 0.167 มม. และการยืดตัวจนขาดคือ 0.021

เสริมกำลังรับน้ำหนักของเสาหน้า

ความแข็งแรงแรงดึงของเหล็กเส้น: 500N/mm2 พื้นที่หน้าตัดของเหล็กเส้นตามยาว As=0mm2 (เนื่องจากการคำนวณนี้ใช้สำหรับความแข็งแรงของคอนกรีตเท่านั้น ดังนั้นพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของเหล็กเส้นจึงถือเป็น 0) ความแข็งแรงของแรงอัดของคอนกรีตคือ 24N/mm2 เสามีกำลังรับน้ำหนัก:

ความสามารถในการรับน้ำหนักของเสาหลังจากการเสริมแรง

Pc=0.35Fcc’Ac=58996.7kN

สรุป: หลังจากการสร้างเหล็กเสริม CFRP แล้ว ความสามารถในการรับน้ำหนักของเสาก็เพิ่มขึ้นประมาณ 30% ซึ่งตรงตามข้อกำหนดความสามารถในการรับน้ำหนักตามการออกแบบ