การศึกษาการเกิดความเข้มของหน่วยแรงในคานคอนกรีตเสริมเหล็ก ที่เสริมกำลังหรือซ่อมแซมด้วยแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์

A study on stress concentration in RC beams strengthen or repaired with CFRP

Name: ปิยะ รัตนวุฒิสุวรรณ

ThaSH: คาน -- การเสริมแรง

ThaSH: คาร์บอนไฟเบอร์

Abstract: ศึกษาพฤติกรรมและค่าความเข้มของหน่วยแรงที่เกิดขึ้นในเนื้อคอนกรีต ของคานที่เสริมกำลังหรือซ่อมแซมด้วยพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอน โดยมีคานตัวอย่างทั้งหมด 13 ตัวอย่าง แบ่งออกเป็นคานควบคุม 2 ตัวอย่าง คานซ่อมแซม 2 ตัวอย่าง และคานเสริมกำลัง 9 ตัวอย่าง ซึ่งจะมีรูปแบบของการเสริมกำลังและการซ่อมแซมต่างกันไป ตามตัวแปรที่กำหนดไว้ คือความกว้าง และความยาวของพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอน ระยะการยึดปลาย ปริมาณเหล็กเสริมรับแรงดึง ความหนาของชั้นกาว และการซ่อมแซมรอยแตกร้าวด้วยวัสดุประสาน (epoxy) ซึ่งคานทั้งหมดเป็นคานบนจุดรองรับธรรมดา (simple beam) ความยาวช่วงคาน 200 ซม. รับน้ำหนักกระทำแบบ 4 จุด (4-Point Load) และมีมาตรวัดความเครียด (strain gage) ติดตั้งอยู่ที่ผิวเหล็กเสริม 3-5 จุดในแต่ละตัวอย่าง จากผลการทดสอบพบว่าคานที่เสริมกำลังหรือซ่อมแซม ด้วยพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนจะมีกำลังสูงขึ้น 41%-166% เมื่อเปรียบเทียบกับคานควบคุม และมีค่าโก่งตัวสูงสุดที่กึ่งกลางคานลดลง ซึ่งคิดเป็น 9%-25% ของคานควบคุม ในขณะที่รอยแตกร้าวที่เกิดขึ้นจะมีขนาดเล็ก และกระจายตัวสูงกว่าคานควบคุม ในส่วนของค่าดัชนีความเหนียว (ductility index) ของคานเสริมกำลังจะมีค่าน้อยกว่าคานควบคุมอย่างชัดเจน และการวิบัติของคานเสริมกำลังเป็นลักษณะการวิบัติแบบเปราะ (brittle failure) ซึ่งเกิดขึ้น 2 ลักษณะคือ คอนกรีตส่วนหุ้มเหล็กเสริมรับแรงดึงฉีกตัวออก และพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนหลุดลอกออก โดยการวิบัติของคานเสริมกำลังทั้งหมด จะเริ่มจากปลายพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอน และสอดคล้องกับค่าความเครียดที่วัดได้จากเหล็กเสริมรับแรงดึง บริเวณปลายพลาสติกเสริมเส้นใจคาร์บอนของคาน ในส่วนของค่าความเข้มของหน่วยแรงที่เกิดขึ้นในเนื้อคอนกรีต บริเวณปลายพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนพบว่าเกี่ยวข้องกับ รูปแบบการเสริมกำลังหรือซ่อมแซมอย่างชัดเจน โดยรูปแบบการเสริมกำลังหรือซ่อมแซมที่ให้ค่าความเข้ม ของหน่วยแรงน้อยที่สุดในการศึกษาครั้งนี้ คือ การใช้แถบพลาสติกเสริมเส้นใยคาร์บอนกว้าง 10 ซม. ยาว 190 ซม. และมีระยะการยึดปลาย 75 ซม.

Abstract: This study was emphasized on behavior and stress concentration in RC beam strengthened and repaired with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). There were 13 specimens, 2 specimens were controlled beams. 8 specimens were strengthened with varied carbon fiber length, width, wrapping length, thickness of epoxy and the quantity of tension steel while the rest two were repaired crack with and with out epoxy injection. All specimens were simply supported, 200 cm. in span length and loaded using a 4-point loading pattern. There to five electrical strain gages were bonded on surface of reinforcing steel. The results showed that, CFRP strengthened and repaired specimens had 41%-166% higher strength than the controlled beam. The maximum deflection at mid span could be reduced by 9%-25% of the controlled beam's and the crack widths were much smaller and had better distribution than those of the controlled. The ductility index was decreased significantly. The failure mode was brittle failure, which occurred at the CFRP curtailment where the highest stress concentration was located. The brittle failure mode of strengthened beams could be divided into 2 kinds namely the peeling of concrete covering and the debonding of CFRP. The failure of all specimens was closely related to the strain in the reinforcing steel at the CFRP curtailment. And the stress concentration at the CFRP curtailment was closely related to strenghten or repaired pattern. From this study, the pattern which made the lowest stress concentration was achieved by using CFRP with dimensions of 10 cm. in width, 190 cm. in length and 75 cm. in wrapping length

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: บุญไชย สถิตมั่นในธรรม

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2545

Issued: 2005-12-19

Modified: 2006-05-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

URL: http://thailis-db.car.chula.ac.th/CU_DC/Thesis/December2005/Piya.pdf

ISBN: 9741712537

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Piya.pdf	43.62 MB	272	2024-01-18 15:27:26

ใช้เวลา

0.028812 วินาที