บริการ CFRP​​ เสริมกำลังโครงสร้างให้มั่นคงแข็งแรง - ด้วยแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์

02 736 9555 (Auto 10 Lines)​

เสริมกำลังโครงสร้างอาคารด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ Carbon Fiber Reinforce Polymer (CFRP)

อาคารหรือโครงสร้างทางวิศกรรมโยธา อาจมีการเปลี่ยนแปลงตลอดการใช้งาน เช่น การเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน การได้รับผลกระทบจากการก่อสร้างที่ไม่ได้มาตราฐานหรือความผิดพลาดระหว่างการก่อสร้าง การป้องกันอาคารจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่น แผ่นดินไหว การเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของอาคาร หรือ การเสริมกำลังโครงสร้างอาคารเพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานการก่อสร้างในปัจจุบัน

CFRP คืออะไร

คาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) เป็นวัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใย มีอัตราส่วนกำลังรับแรงต่อน้ำหนักสูง สามารถทนทานต่อการกัดกร่อน ไม่เป็นสนิม มีความคงทนเป็นเลิศ และสะดวกในการติดตั้งและใช้งาน กำลังรับแรงดึงเชิงกลของ CFRP มีค่าสูงถึง 10 เท่าของเหล็กเสริมธรรมดา นอกจากนี้การใช้เหล็กเสริมธรรมดายังเสี่ยงต่อการเกิดสนิมได้ง่าย แต่ CFRP (คาร์บอนไฟเบอร์) ไม่ใช่เหล็กจึงไม่เกิดสนิมตามมาในอนาคต

ปัจจุบันนี้การใช้วัสดุคอนกรีตและเหล็กเสริมในงานซ่อมแซมและเสริมกำลังโครงสร้างถือว่าทำได้ค่อนข้างยากและใช้แรงงานมาก อีกทั้งยังรบกวนการใช้งานโครงสร้างเดิมและผู้อยู่อาศัยอีกด้วย การเสริมกำลังด้วยวัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใย ก่อให้เกิดการรบกวนโครงสร้างในระดับที่น้อยมากจึงเป็นวัสดุเสริมกำลังที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายในมาตรฐานการออกแบบสากล เช่น มาตรฐาน ACI440 ของประเทศสหรัฐอเมริกา มาตรฐานของสมาคมวิศวกรรมโยธาแห่งประเทศญี่ปุ่น และมาตรฐานของประเทศยุโรป เป็นต้น

ตัวอย่างการติดตั้ง Carbon Fiber เพื่อเสริมกำลังโครงสร้าง

6 ขั้นตอนเบื้องต้นและปัจจัยที่ควรพิจารณาในการเสริมกำลังโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

ขั้นตอนที่ 1: ศึกษาปัญหาและสำรวจสาเหตุของการเสริมกำลังโครงสร้าง คสล

ในการเสริมกำลังโครงสร้าง คสล นั้น เราต้องพิจารณาจากความต้องการและปัญหาที่พบ เพื่อแก้ปัญหาและทำให้โครงสร้าง คสล สามารถรับน้ำหนักได้ตรงตามความต้องการ โดยในการศึกษาปัญหาและสำรวจโครงสร้าง คสล นั้น ต้องใช้ทีมผู้เชี่ยวชาญในการวิเคราะห์และประเมินข้อจำกัดจากแบบและหน้างานจริง รวมถึงจุดประสงค์หลักในความต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: ประเมินกำลังรับน้ำหนักของโครงสร้างเดิม

การประเมินกำลังรับน้ำหนักของโครงสร้างเดิม ต้องประเมินและวิเคราะห์จากแบบโครงสร้างเดิม และนำมาวิเคราะห์โดยการสร้างแบบจำลอง อีกทั้งยังต้องประเมินจากข้อจำกัดและปัญหาที่พบหลังจากสำรวจโครงสร้าง คสล เชิงลึกอีกด้วย ในกรณีที่เป็นโครงสร้างเก่ามีอายุหลายสิบปีและไม่มีแบบโครงสร้างฯ การทำการสำรวจแบบไม่ทำลายหรือการใช้เครื่องมือในการสแกน อาจเป็นอีกทางเลือกในขั้นตอนนี้ เพื่อให้การเสริมกำลังโครงสร้างสมบูรณ์แบบ ตอบโจทย์ เหมาะสม และคุ้มค่าที่สุด

ขั้นตอนที่ 3: สร้างแบบจำลอง Finite Element ของโครงสร้างอาคาร

เมื่อได้ข้อมูลโครงของโครงสร้างเดิมที่ครบถ้วนแล้ว ขั้นตอนต่อไป คือ การนำข้อมูลมาออกแบบ โดยการสร้างแบบจำลอง Finite Element เพื่อออกแบบวิธีการติดตั้ง แนวทางการรับกำลัง จำนวนชั้นในการติดตั้ง และการเลือกใช้ชนิดของ Carbon Fiber ที่เหมาะสม ซึ่งในขั้นตอนนี้ต้องใช้ความชำนาญและความเข้าใจในวัสดุของทีมออกแบบงานเสริมกำลังโครงสร้าง คสล

ขั้นตอนที่ 4: ออกแบบงานเสริมกำลังด้วยการใช้ Carbon Fiber หรือวิธีอื่นร่วมด้วยหากจำเป็น

อีกขั้นตอนสำคัญคือการออกแบบงานเสริมกำลังโครงสร้าง เพื่อติดตั้งกับหน้างานจริง ซึ่งในขั้นตอนนี้เป็นการใช้ความละเอียดและความชำนาญสูงมาก เนื่องจากการออกแบบเพื่อติดตั้งมีผลอย่างมากในการรับกำลังให้ตรงตามความต้องการของผู้ใช้ ไม่ว่าจะเป็น การเสริมกำลังโครงสร้างหลังตัดช่องเปิด การเปลี่ยนแปลงการใช้งานโครงสร้างอาคาร การติดตั้งเพื่อให้โครงสร้างเดิมได้มาตราฐานตามข้อกำหนดโครงสร้างในปัจจุบัน การเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุก เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 5: การติดตั้ง Carbon Fiber เพื่อเสริมโครงสร้าง คสล

หลังจากได้ออกแบบและอนุมัติจากทีมวิศวกรออกแบบแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการติดตั้ง Carbon Fiber ตามแบบ แต่บางกรณีโครงสร้างเดิม อาจมีข้อจำกัดการบางอย่าง เช่น มีการติดตั้งงานระบบที่ไม่สามารถถอดได้ ความเสียหายจากการใช้โครงสร้างมานานหลายปี เป็นต้น ปัญหาและอุปสรรคเหล่านี้ต้องอาศัยความชำนาญของทีมผู้ควบคุมงานและผ่านการออกแบบใหม่ในจุดต่างๆ เพื่อให้สอดคล้องกับหน้างานจริง ทำให้การเสริมกำลังเพื่อรับน้ำหนักเป็นไปตามความต้องการ

ขั้นตอนที่ 6: ให้คำแนะนำการทดสอบการรับน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้าง (Live Load & Dead Load)

เพื่อความมั่นใจในการรับน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้างหลังการเสริมกำลังด้วย CFRP เราสามารถทดสอบโดยการ Load Test ได้หลายวิธีตามน้ำหนักที่ต้องการให้โครงสร้างรับน้ำหนัก เช่น ใช้นำ้ ใช้ทราย หรือ ใช้รถวิ่ง เป็นต้น โดยขั้นตอนนี้ บริษัท สมาร์ท แอนด์ ไบรท์ จำกัด สามารถให้คำแนะนำโดยผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง

ปัจจุบันนี้การใช้วัสดุคอนกรีตและเหล็กเสริมในงานซ่อมแซมและเสริมกำลังโครงสร้างถือว่าทำได้ค่อนข้างยากและใช้แรงงานมาก อีกทั้งยังรบกวนการใช้งานโครงสร้างเดิมและผู้อยู่อาศัยอีกด้วย การเสริมกำลังด้วยวัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใย ก่อให้เกิดการรบกวนโครงสร้างในระดับที่น้อยมากจึงเป็นวัสดุเสริมกำลังที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายในมาตรฐานการออกแบบสากล เช่น มาตรฐาน ACI440 ของประเทศสหรัฐอเมริกา มาตรฐานของสมาคมวิศวกรรมโยธาแห่งประเทศญี่ปุ่น และมาตรฐานของประเทศยุโรป เป็นต้น

เสริมน้ำหนักบรรทุกโครงสร้าง (Load capacity) ด้วย Carbon Fiber (CFRP)

การเสริมน้ำหนักบรรทุกโครงสร้าง (Load capacity) ด้วย Carbon Fiber (CFRP) เป็นทางเลือกที่นิยมมากในปัจจุบัน Carbon Fiber ทำให้โครงสร้างเดิมสามารถรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นได้อย่างปลอดภัย จึงถูกนำมาใช้ใน เสริมกำลังโครงสร้างเพื่อเพิ่มความสามารถในการบรรทุก (Load capacity) ของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กในวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น การเพิ่มเครื่องจักรหรือแทงค์ในอาคาร

จุดเด่นของการ "เสริมน้ำหนักบรรทุกโครงสร้าง (Load capacity) ด้วย Carbon Fiber" สำหรับงานปรับปรุง (Renovate) อาคารคือ

      1. มีน้ำหนักเบา  
      2. ติดตั้งง่าย  
      3. ไม่เป็นสนิม
      4. รูปสถาปัตย์ไม่เปลี่ยน  
      5. ให้กำลังที่มากกว่าเหล็กเสริม
      6. ติดตั้งได้รวดเร็ว  
      7. Mobile ระหว่างการทำงานง่าย
การเสริมน้ำหนักบรรทุกโครงสร้าง (Load capacity) ด้วย Carbon Fiber (CFRP) เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในประเทศญี่ปุ่น, แคนาดา, และอเมริกา และประเทศในแถบยุโรป เนื่องจากมีมาตรฐานการเสริมความแข็งแรงด้วย Carbon Fiber มารองรับและช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในเรื่อง Safety และการจัดการ ดังตัวอย่างกรณีศึกษาของ บริษัท สมาร์ท แอนด์ ไบรท์ จำกัด ดังนี้
กรณีศึกษา​

เพิ่มน้ำหนักบรรทุกจร (Live Load Increasing) โดยการเสริมกำลังโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP)

เพิ่มน้ำหนักบรรทุกจร (Live Load Increasing) โดยการเสริมกำลังด้วย Carbon Fiber มักถูกนำมาใช้ในการเสริมกำลัง พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กที่ไม่สามารถรับน้ำหนักบรรทุกจรตามการประเมิน ขนาด ตำแหน่ง และ ทิศทางของน้ำหนักบรรทุกจรตามการใช้งานของโครงสร้างทั้งในอดีต ปัจจุบัน อนาคต ควบคู่กับค่าน้ำหนักบรรทุกจรที่กำหนดไว้ในมาตรฐานการออกแบบที่เกี่ยวข้อง การเสริมกำลังด้วย Carbon Fiber เพื่อเพิ่มน้ำหนักบรรทุกจรเป็นที่นิยมมากในปัจจุบันเนื่องจากการติดตั้ง Carbon Fiber นั้น สามารถติดตั้งได้ง่ายและไม่ทำให้ความสวยงามของอาคารเปลี่ยนแปลงไปมาก
กรณีศึกษา​

เสริมกำลังโครงสร้าง (Structural Strengthening) ด้วย Carbon Fiber (CFRP)

การเสริมกำลังโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP) ของบริษัท สมาร์ท แอนด์ ไบรท์ จำกัด เป็นการเสริมกำลังโครงสร้าง (Structural Strengthening) ที่ดำเนินการสำรวจโครงสร้างก่อน โดยวิศวกรที่มีความรู้ ความเชี่ยวชาญ เนื่องจากการเสริมกําลังโครงสร้าง (Structural Strengthening) เป็นกระบวนการปรับปรุงเพื่อเพิ่มความมั่นคงแข็งแรงหรือความสามารถในการรับน้ำหนักให้กับโครงสร้างโดยใช้เทคนิคและวิธีการต่างๆ ซึ่งการพิจารณาเทคนิควิธีในการเสริมกําลังนั้นจะต้องคํานึงถึงสภาพ พฤติกรรม และคุณสมบัติของโครงสร้างอย่างรอบคอบ เพราะในบางครั้งการปรับปรุงคุณสมบัติอย่างหนึ่ง อาจเป็นการสร้างภาระอย่างอื่นให้กับโครงสร้าง เช่น น้ำหนักบรรทุกคงที่ที่เพิ่มขึ้น หรือการเปลี่ยนแปลงการกระจายของแรงทำให้ชิ้นส่วนอื่นของโครงสร้างเกิดการวิกฤต เป็นต้น ส่งผลให้โครงสร้างมีความไม่ปลอดภัยหรือมีความสามารถในการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นไม่คุ้มค่ากับการลงทุน

การออกแบบการ "เสริมกำลังโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP)"

การออกแบบการเสริมกําลังของโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP) สามารถกระทําได้ในลักษณะ เช่นเดียวกับการออกแบบโครงสร้างใหม่ โดยทั่วไปจะต้องมีการวิเคราะห์พฤติกรรมของโครงสร้าง โดยอ้างอิงข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง เช่น ข้อกําหนดมาตรฐานการออกแบบเสริมกำลังโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือข้อกําหนดมาตรฐานการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตอัดแรง เป็นต้น
แต่ในบางกรณีที่โครงสร้างมีลักษณะแตกต่างจากโครงสร้างทั่วไป จะต้องมีการวิเคราะห์พฤติกรรมของโครงสร้างทั้งในระหว่างและภายหลังการเสริมกําลังอย่างละเอียดซึ่งอาจจะอยู่ในรูปแบบการวิเคราะห์โดยใช้แบบจําลองทางโครงสร้าง หรือ การวิเคราะห์โดยอาศัยทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง เช่น ทฤษฎีของวัสดุเชิงประกอบ (Composite Material) เป็นต้น
วิธีการเสริมกําลังโดยการประกบด้วยวัสดุเสริมด้านนอก (External Bonded Reinforcement) เป็นวิธีที่ใช้ในการเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกจร (Live Load) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และ ช่วยแก้ไขการแอ่นตัวที่มากเกินไปได้เป็นอย่างดีโดย "Carbon Fiber" (มักเรียกสั้นๆว่า CFRP ย่อมาจาก Carbon Fiber Reinforced Polymer) รหัสสินค้า จะยึดเหนี่ยวกับโครงสร้างโดยใช้

ความสามารถในการ "เสริมกำลังโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP)"

1.  เสริมกำลังรองรับการเปลี่ยนแปลงการใช้งานของอาคาร      
2.  เสริมกำลังเพิ่มกำลังการรับน้ำหนัก/เพิ่มน้ำหนักจร      
3.  เสริมความแข็งแรงของพื้นเพื่อรับน้ำหนักเครื่องจักร      
4.  เสริมกำลังแก้ไขโครงสร้างที่ก่อสร้างไม่ได้คุณภาพ      
5.  เสริมกำลังโครงสร้างอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว      
6.  เสริมกำลังรับแรงดัด แรงเฉือน แรงตามแนวแกนและแรงบิด      
7.  เสริมกำลังเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวแก่บริเวณทาบต่อเหล็กเสริม      
8.  เสริมกำลังเพิ่มโมเมนท์ความเฉื่อยประสิทธิผลของหน้าตัดและความแข็งแกร่ง      
9.  เสริมกำลังลดรอยแตกร้าวการแอ่นตัว      
10. เสริมกำลังรอบช่องเปิดในโครงสร้าง

แก้ไขการก่อสร้างที่ไม่ได้มาตรฐานโดยการเสริมกำลังโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP)

แก้ไขปัญหาการก่อสร้างที่ไม่ได้มาตรฐานโดยการเสริมกำลังโครงสร้างด้วย Carbon Fiber (CFRP) เป็นที่นิยมมากในปัจจุบัน เนื่องจากความสะดวกรวดเร็วในการติดตั้ง น้ำหนักเบา แข็งแรงทนทาน Carbon Fiber สามารถนำมาปรับใช้ในงานเสริมกำลังโครงสร้างได้หลากหลาย เช่น นำไปใช้งานเพิ่ม Live Load

Carbon Fiber (CFRP) สามารถนำมาใช้ในการแก้ไขงานก่อสร้างที่ไม่ได้มาตรฐานโดยการเสริมกำลังโครงสรา้ง ได้หลายกรณี ดังนี้

1.  การวางเหล็กเสริมผิดตำแหน่งทำให้พื้นคอนกรีตไม่สามารถรับน้ำหนักได้ตามที่ออกแบบ              
2.  การใส่เหล็กเสริมที่เสาหรือคานไม่ครบตามแบบหรือการใส่ขนาดเหล็กเสริมผิดไม่ตรงตามแบบ              
3.  การใส่เหล็กเสริมที่พื้นไม่เพียงพอ              
4.  การแก้ปัญหารอยร้าวเนื่องจากเหล็กเสริมไม่เพียงพอ
กรณีศึกษา​

การเสริมกำลังต้านทานแผ่นดินไหวโดยใช้แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber Reinforced Polymer : CFRP)

การเสริมกำลังโครงสร้างอาคารที่ไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อต้านแผ่นดินไหว ซึ่งโดยมากจะเป็นอาคารเก่า หรืออาคารที่สร้างก่อนที่กฎหมาย (กฎกระทรวงฯ ปี 2550) จะประกาศบังคับใช้ เพื่อเป็นการป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นเมื่อได้รับแรงแผ่นดินไหวในอนาคตจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวหลายๆ เหตุการณ์พบว่าการวิบัติของอาคารมักเกิดขึ้นที่เสาเป็นจำนวนมาก นั่นแสดงว่าเสาเป็นโครงสร้างที่มีความสำคัญ เนื่องจากเสารองรับน้ำหนักอาคารทั้งหลัง ดังนั้นหากเสาวิบัติไปย่อมทำให้อาคารทั้งหลังพังถล่มลงมาได้ ด้วยเหตุนี้สำหรับอาคารเก่าที่ก่อสร้างไปนานแล้ว การเสริมความแข็งแรงให้แก่เสาจึงเป็นเรื่องที่จำเป็น สำหรับประสิทธิภาพของการเสริมกำลังเสาด้วยแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber Reinforced Polymer : CFRP)

(อ้างอิงบทความ โดย รศ. ดร.อมร พิมานมาศ)

ทดสอบการใช้แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ ในการเสริมความแข็งแรงเสาต้านแผ่นดินไหว

โดยนำแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ (SmartFiber–Sheet UT70-30) พันที่โคนเสา (ทดสอบที่สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติ สิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาตร์) ทดสอบเปรียบเทียบกับเสาที่ไม่ได้พันด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber Reinforced Polymer : CFRP) SmartFiber-Sheet UT70-30 โดยนำไปทดสอบกับการรับแรงแบบสลับทิศเพื่อจำลองแรงแผ่นดินไหวที่กระทำกับตัวอาคาร

เสาอาคารที่ไม่ได้พันด้วย SmartFiber-Sheet UT70-30 ไม่สามารถต้านทานแผ่นดินไหว

• มีการแตกร้าวที่โคนเสาอย่างชัดเจน คอนกรีตกะเทาะหลุดออก เหล็กเสริมดุ้งหักงอเสียรูป
• มีกำลังรับแรงน้อยและปราศจากความเหนียว เมื่อเสารับแรงถึงจุดสูงสุดแล้ว กำลังรับน้ำหนักจะตกลงทันที

เสาอาคารที่พันด้วย SmartFiber-Sheet UT70-30 (Carbon Fiber Sheet)

• ยังคงรักษาสภาพของคอนกรีตได้เป็นอย่างดี ไม่เกิดรอยแตกร้าว หรือ เสียหายร้ายแรง
• กำลังรับน้ำหนักของเสาเพิ่มขึ้นจากเสาที่ไม่ได้พันด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ รวมทั้งทำให้เสาสามารถโยกตัวไปมาได้มากกว่าเดิมถึง 4-5 เท่า ซึ่งดีกว่าที่มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านแผ่นดินไหวกำหนดไว้
กรณีศึกษา​
ติดต่อสอบถาม
บริษัท สมาร์ท แอนด์ ไบรท์ จำกัด
789 ซอยลาดพร้าว 107 แยก 33
ถนนลาดพร้าว แขวงคลองจั่น เขตบางกะปิ
กรุงเทพมหานคร 10240
SMART AND BRIGHT CO., LTD.
​789 SOI LADPRAO 107 YAEK 33,
LADPRAO ROAD, KHLONGCHAN, BANGKAPI, BANGKOK 10240 THAILAND
ติดต่อเรา
Tel : 02-736-9555
Hotline : 088-791-4494
ID line : sabhotline
Fax : 02-736-9648
EMAIL : [email protected]
บริการ

Strengthening

Inspection, Load Test & CFRP Design

Concrete Repairing

Pure Polyurea & Waterproofing

Tank Lining

Other

แคทตาล็อค
Innovative Coating Products
The Specialist In Repairing
Strengthening And Coating
All rights reserved @2023 Smart & Bright Co., Ltd.