การเสริมกำลังด้วยคาร์บอนไฟเบอร์แบบติดภายนอกไม่ใช่เทคนิคเฉพาะกลุ่มอีกต่อไป ตาม ACI 440 ระบบคาร์บอนไฟเบอร์ติดภายนอกถูกนำไปใช้กับโครงสร้างหลายพันแห่งทั่วโลก และขอบเขตการใช้งานกว้างกว่าที่ผู้รับเหมาส่วนใหญ่คาดไว้ตอนแรกมาก คาน พื้น และเสาเป็นเพียงจุดเริ่มต้น

องค์ประกอบโครงข้อแข็งคอนกรีต: การใช้งานหลัก

นี่คือกรณีใช้งานที่พบบ่อยที่สุด คิดเป็นสัดส่วนส่วนใหญ่ของงานเสริมกำลัง FRP ในอาคารและโครงสร้างพื้นฐาน

• คาน

การใช้งานแบบคลาสสิก ผ้าคาร์บอนทิศทางเดียวที่ติดบนผิวรับแรงดึงช่วยฟื้นฟูหรือเพิ่มกำลังรับแรงดัด ขณะที่การพันรูปตัว U หรือการติดด้านข้างตลอดเอวคานให้กำลังรับแรงเฉือน สาเหตุทั่วไป: การเปลี่ยนประเภทการใช้ ภาระจรที่สูงขึ้น ข้อผิดพลาดในการออกแบบหรือก่อสร้าง และการสูญเสียหน้าตัดจากการกัดกร่อนหรือการรื้อถอน

• พื้น

ผ้าคาร์บอนหรือแผ่นลามิเนต CFRP สำเร็จรูปที่ติดบนผิวด้านล่างช่วยเพิ่มกำลังรับแรงดัดสำหรับภาระพื้น พบได้บ่อยในการแปลงสำนักงานเป็นพื้นที่ค้าปลีก การเพิ่มเครื่องจักร และช่องเปิดพื้นสำหรับบันไดใหม่หรือปล่อง MEP รอบช่องเปิด แถบผ้าจะฟื้นเส้นทางการถ่ายแรงที่ขาดตอน

• เสา

การพันรอบด้วยผ้าคาร์บอนให้การกักรัดเชิงรับแก่แกนคอนกรีต ช่วยเพิ่มกำลังรับแรงตามแนวแกน ความเหนียว และประสิทธิภาพของข้อต่อทาบ ถือเป็นมาตรการเสริมกำลังต้านทานแผ่นดินไหวมาตรฐานสำหรับเสาที่มีเหล็กปลอกไม่เพียงพอ ขนาดหน้าตัดแทบไม่เปลี่ยนแปลง

• ผนัง

ทั้งผนังรับแรงเฉือนและผนังก่ออิฐฉาบได้รับประโยชน์จาก FRP แถบผ้าแนวตั้งและแนวนอนเพิ่มกำลังรับแรงเฉือนและแรงดัดในระนาบ บนองค์ประกอบขอบ การพันช่วยฟื้นการกักรัด สถานการณ์ทั่วไปได้แก่การเสริมกำลังต้านทานแผ่นดินไหวและช่องเปิดผนังใหม่

• จุดต่อและข้อต่อ

จุดต่อคาน-เสามักเป็นจุดอ่อนที่สุดในโครงเก่า รายละเอียดการพัน FRP และการยึดเกาะช่วยเพิ่มกำลังรับแรงเฉือนและการกักรัดของจุดต่อ แก้ไขรูปแบบการวิบัติแบบเปราะของจุดต่อที่ระบุในการประเมินต้านทานแผ่นดินไหว

โครงสร้างช่วงกว้างและโครงสร้างพิเศษ

ACI 440 ระบุอย่างชัดเจนถึงการใช้งานชั้นที่สองที่วิศวกรหลายคนมองข้าม โครงสร้างที่น้ำหนักเบาและความสามารถในการขึ้นรูปของ FRP ให้ข้อได้เปรียบที่วิธีทั่วไปเทียบไม่ได้ โครงสร้างเหล่านี้แตกต่างกันโดยพื้นฐานในวิธีรับแรง จึงเข้าใจได้ดีที่สุดในหกกลุ่ม แต่ละกลุ่มมีตรรกะการเสริมกำลังของตนเอง:

• โครงสร้างแนวตั้งสูง — ปล่องไฟและปล่องอุตสาหกรรม

ข้อบกพร่องทั่วไป ปล่องอุตสาหกรรมและปล่องไฟแตกร้าวภายใต้แรงดึงจากลม การไล่ระดับอุณหภูมิจากก๊าซไอเสีย และการเสื่อมสภาพของวัสดุในระยะยาว เมื่อรอยร้าวแนวตั้งและแนวนอนเปิดออก หน้าตัดจะสูญเสียทั้งกำลังและความทนทาน และความเสียหายจะเร่งขึ้นในระดับความสูงที่ตรวจสอบได้ยากที่สุด

วิธีใช้ FRP การพันคาร์บอนรอบปล่องต้านทานความเค้นตามเส้นรอบวงและปิดรอยร้าวแนวนอน ขณะที่แถบผ้าแนวตั้งฟื้นกำลังรับแรงดัดต่อการดัดจากลม แถบผ้าและการพันถูกใช้ร่วมกันให้สอดคล้องกับรูปแบบรอยร้าวและสนามความเค้นจริงของปล่อง

เหตุใด FRP จึงได้เปรียบที่นี่ มวลที่เพิ่มบนยอดปล่องสูงจะเพิ่มความต้องการต้านทานแผ่นดินไหว ปลอกคอนกรีตและแถบเหล็กจึงทำงานสวนทางกับโครงสร้างที่พยายามช่วยไว้ FRP แทบไม่เพิ่มน้ำหนัก ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ยกหนัก และเข้ารูปกับเปลือกโค้งได้อย่างสมบูรณ์ การติดตั้งทำจากนั่งร้านแขวนโดยหยุดใช้งานน้อยที่สุด

• โครงสร้างเปลือกโค้ง — หลังคาโค้งและโดม

ข้อบกพร่องทั่วไป หลังคาโค้งและโดมก่ออิฐและคอนกรีตแตกร้าวเมื่อเส้นแรงอัดเคลื่อนออกนอกหน้าตัด ซึ่งเกิดจากการทรุดตัวของฐานรองรับ น้ำหนักหลังคาที่เพิ่มขึ้น หรือการเสื่อมสภาพของวัสดุ เปลือกโบราณมีความเปราะบางเป็นพิเศษเพราะความปลอดภัยขึ้นอยู่กับ

รูปทรงเรขาคณิตที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทั้งหมด

วิธีใช้ FRP ติดผ้าคาร์บอนตามผิวด้านในหรือด้านนอก ตามแนวแรงดึงหลัก เพื่อควบคุมความกว้างรอยร้าวและฟื้นการทำงานแบบเมมเบรนของเปลือก ในโครงสร้างมรดกนิยมใช้แถบเฉพาะจุดมากกว่าการคลุมทั้งพื้นที่ เพื่อให้การแทรกแซงน้อยที่สุด

เหตุใด FRP จึงได้เปรียบที่นี่ การรักษาไม่เปลี่ยนรูปทรง ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เปลือกคงตัว และไม่เพิ่มมวลที่อาจผลักเส้นแรงอัดให้เบี่ยงไปมากกว่าเดิม เมื่อเทียบกับคอนกรีตพ่นหรือการก่ออิฐทับหน้า FRP แทบมองไม่เห็นหลังเก็บงานและสามารถถอดคืนได้มากกว่า ซึ่งสำคัญมากในอาคารขึ้นทะเบียนและอาคารโบราณ

• โครงสร้างใต้ดิน — อุโมงค์

ข้อบกพร่องทั่วไป ผนังบุอุโมงค์เสื่อมสภาพภายใต้แรงดันดินที่กระจายใหม่จากการขุดข้างเคียง น้ำซึมพร้อมการกัดกร่อนของเหล็กเสริม และการเสื่อมสภาพของคอนกรีตในระยะยาว อุโมงค์รถไฟและถนนมีข้อจำกัดเพิ่มอีก: ช่วงเวลาซ่อมวัดเป็นชั่วโมง ไม่ใช่วัน

วิธีใช้ FRP แถบผ้าและแผ่นปะเสริมกำลังบริเวณยอดและผนังด้านข้างตรงจุดที่เกิดรอยร้าวและการสูญเสียหน้าตัด เนื่องจากระบบหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตร พื้นที่ปลอดโปร่ง ซึ่งมักเป็นข้อจำกัดที่ยากที่สุดในอุโมงค์ จึงยังคงอยู่ครบถ้วน

เหตุใด FRP จึงได้เปรียบที่นี่ การซ่อมผนังบุแบบเดิมด้วยคอนกรีตพ่นกินพื้นที่ปลอดโปร่งอันมีค่าและต้องปิดใช้งานนาน FRP ติดตั้งเร็ว บ่มตัวโดยไม่ต้องใช้แบบหล่อ และทำให้การจราจรหรือรถไฟกลับมาให้บริการได้ตามตารางเวลาครอบครองเส้นทางที่จำกัด ทุกมิลลิเมตรของหน้าตัดที่รักษาไว้มีความหมาย

• โครงสร้างจัดเก็บ — ไซโล

ข้อบกพร่องทั่วไป ไซโลธัญพืช ซีเมนต์ และแร่ธาตุทำงานภายใต้ภาระวัฏจักรต่อเนื่อง ทุกวัฏจักรการบรรจุและระบายออกจะโหลดผนังด้วยแรงดึงตามเส้นรอบวง เมื่อเวลาผ่านไปหลายปีจะเกิดรอยร้าวแนวตั้ง ซึ่งรุนแรงขึ้นจากการขัดสีของผนัง และในเปลือกที่เชื่อมหรือหล่อแบบเลื่อน ยังเกิดจากจุดอ่อนจากการก่อสร้าง

วิธีใช้ FRP การพันคาร์บอนรอบด้านนอกฟื้นกำลังตามเส้นรอบวงและเย็บปิดรอยร้าวแนวตั้ง แถบพันถูกจัดตำแหน่งตามการทำแผนที่รอยร้าวและการวิเคราะห์โครงสร้าง โดยเน้นวัสดุไปยังจุดที่ความต้องการตามเส้นรอบวงสูงที่สุด

เหตุใด FRP จึงได้เปรียบที่นี่ งานทำจากด้านนอกทั้งหมด ดังนั้นในหลายกรณีไม่ต้องระบายไซโลออก และการหยุดผลิตสั้นลง การรัดแถบเหล็กซึ่งเป็นทางเลือกดั้งเดิมหนักกว่า ตั้งแรงได้ช้ากว่า และต้องบำรุงรักษาเรื่องการกัดกร่อนซึ่ง FRP ไม่มี

• ท่อแรงดันและระบบท่อ

ข้อบกพร่องทั่วไป ท่อคอนกรีตและท่อเหล็กขนาดใหญ่สูญเสียกำลังจากวัฏจักรความดันภายใน การกัดกร่อนของลวดอัดแรงหรือผนังเหล็ก และภาระภายนอกจากจราจร การเคลื่อนตัวของดิน หรือการรองรับที่ไม่ดี การเปลี่ยนท่อหมายถึงการขุด การหยุดให้บริการนาน และต้นทุนสูง

วิธีใช้ FRP การพันรอบฟื้นกำลังรับความดัน (ตามเส้นรอบวง) ขั้นตามยาวรับแรงดัดและแรงดัน ขึ้นกับการเข้าถึง ระบบจะติดตั้งด้านนอกบนช่วงที่เปิดโล่งหรือด้านในบนท่อขนาดใหญ่ โดยมักเป็นส่วนหนึ่งของโครงการฟื้นฟูแบบไม่ขุด

เหตุใด FRP จึงได้เปรียบที่นี่ การฟื้นฟูด้วย FRP กลายเป็นทางเลือกกระแสหลักแทนการเปลี่ยนท่อในเครือข่ายน้ำ น้ำเสีย และอุตสาหกรรม เพราะหลีกเลี่ยงการขุด ลดระยะเวลาหยุดให้บริการ และยืดอายุการใช้งานด้วยต้นทุนเพียงเศษเสี้ยวของการเปลี่ยนท่อ

• โครงสร้างโครงถัก — โครงถักสะพาน หลังคา และอุตสาหกรรม

ข้อบกพร่องทั่วไป ชิ้นส่วนโครงถักในสะพาน โรงงานอุตสาหกรรม และหลังคาช่วงกว้าง ได้รับผลจากคอร์ดรับแรงดึงที่ออกแบบไม่เพียงพอ ความเสียหายจากความล้าที่จุดต่อ การสูญเสียหน้าตัดจากการกัดกร่อน และภาระที่เพิ่มขึ้นเมื่ออาคารเปลี่ยนการใช้งานหรือมีการยกระดับเครน

วิธีใช้ FRP ติดผ้าทิศทางเดียวหรือลามิเนตสำเร็จรูปตามคอร์ดรับแรงดึงและแนวทแยง จุดต่อได้รับการพันเฉพาะจุดเพื่อเพิ่มการกักรัดและประสิทธิภาพด้านความล้า ชิ้นส่วนรับแรงอัดก็ปรับปรุงได้ด้วยการพันและรายละเอียดที่เหมาะสมเพื่อยับยั้งการโก่งเดาะ

เหตุใด FRP จึงได้เปรียบที่นี่ โครงถักเป็นรูปทรงที่ทำให้วิธีทั่วไปแพ้ทาง: ทิศทางชิ้นส่วนหลากหลาย แผ่นเชื่อมต่อ การเข้าถึงจำกัด ผ้าเข้ารูปกับชิ้นส่วนทุกรูปแบบ แทบไม่เพิ่มน้ำหนักให้ช่วงกว้าง และไม่ต้องเชื่อมหรือยึดโบลต์ใกล้จุดต่อที่ไวต่อความล้า

เหนือกว่าคอนกรีต: ก่ออิฐ ไม้ เหล็ก และเหล็กหล่อ

ระบบ FRP ติดภายนอกไม่ได้จำกัดเฉพาะคอนกรีตเสริมเหล็ก คู่มือเดียวกันยังยอมรับการใช้บนวัสดุโครงสร้างอื่น ซึ่งเป็นสาขาที่สำคัญเพิ่มขึ้นสำหรับโครงการมรดกและการใช้ประโยชน์ซ้ำ

• ก่ออิฐ

ผนังก่ออิฐและหลังคาโค้งก่ออิฐที่ไม่มีเหล็กเสริมได้รับกำลังทั้งนอกระนาบและในระนาบจากแถบ FRP ที่ติดบนผิว การแทรกแซงสามารถถอดคืนได้ มองเห็นน้อยมากหลังเก็บงาน และเบากว่าการก่ออิฐทับหน้าหรือคอนกรีตพ่นมาก ซึ่งจำเป็นสำหรับอาคารขึ้นทะเบียนและการเสริมกำลังต้านทานแผ่นดินไหวของงานก่ออิฐโบราณ

• ไม้

คานและตงในพื้นไม้เก่าเสริมกำลังโดยการติดผ้าคาร์บอนหรือลามิเนตที่ผิวรับแรงดึง กำลังที่เพิ่มขึ้นช่วยให้รับภาระพื้นได้สูงขึ้นในการแปลงอาคาร ขณะที่งานยังซ่อนอยู่เหนือฝ้าเพดาน

• เหล็ก

การติด CFRP บนชิ้นส่วนเหล็กเพิ่มความแข็งเกร็งแบบยืดหยุ่นและสามารถยืดอายุความล้าโดยลดช่วงความเค้นที่รายละเอียดวิกฤต การใช้งานรวมถึงคานสะพาน คานเครน และโครงสร้างนอกชายฝั่ง โดยต้องเตรียมผิวและเลือกกาวให้เหมาะกับฐานเหล็ก

• เหล็กหล่อ

เสาและคานเหล็กหล่อโบราณ ซึ่งพบได้ทั่วไปในอาคารอุตสาหกรรมศตวรรษที่ 19 เปราะและเชื่อมหรือยึดโบลต์ได้ยาก FRP ที่ยึดด้วยกาวจึงเป็นแนวทางเสริมกำลังแบบไม่รุกรานที่เคารพข้อจำกัดของวัสดุ

บันทึกจากผู้ผลิต

ประสิทธิผลของระบบ FRP ติดภายนอกใด ๆ ขึ้นอยู่กับคุณภาพของสององค์ประกอบ: เส้นใย และกาวโครงสร้างที่ยึดและชุบเส้นใยนั้น ที่ Horse Construction เราผลิตทั้งสองอย่างเอง ทั้งผ้าคาร์บอนทิศทางเดียวหลายน้ำหนัก แผ่นลามิเนต CFRP สำเร็จรูป และกาวชุบ กาวยึด และกาวซ่อมที่จับคู่กัน เพื่อให้ระบบมาถึงหน้างานเป็นชุดเดียวที่ผ่านการทดสอบและเข้ากันได้

ไม่ว่าโครงการของคุณจะเป็นไซโลที่แตกร้าว การเสริมกำลังเสาต้านทานแผ่นดินไหว หรือคานเหล็กหล่อในการแปลงอาคารโบราณ ทีมเทคนิคของเราสามารถสนับสนุนการเลือกวัสดุและการจัดทำข้อกำหนด

ผลิตภัณฑ์ที่กล่าวถึงในคู่มือนี้: ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ทิศทางเดียว · แผ่นลามิเนต CFRP · กาวชุบและกาวยึด · ปูนซ่อมแซม

Horse Construction — ผู้ผลิตวัสดุเสริมกำลังโครงสร้าง ให้บริการเจ้าของอาคาร ผู้รับจ้างติดตั้ง ที่ปรึกษา ผู้รับเหมา และวิศวกรในกว่า 100 ประเทศ