เทคนิคการออกแบบงานเสริมกำลังพื้น "ระบบพื้นคอนกรีตอัดแรง" (Post-Tensioned) เพื่อแก้ปัญหาลวดอัดแรงขาด ด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ (SmartFiber Sheet UT70-30)​

ด้วยระบบของพื้นโพสเทนชั่นหรือระบบพื้นไร้คาน สามารถสร้างอาคารที่มีช่วงห่างของเสาได้ยาวและไม่มีคานระหว่างเสา จึงทำให้สามารถเพิ่มจำนวนชั้นของอาคารได้มากขึ้นเมื่อเทียบกับพื้นแบบ RC Slab  และมีประสิทธิภาพในการจัดพื้นที่ภายในได้สะดวกกว่า เพราะมีเสาที่น้อยกว่าและไม่มีคานมาเป็นข้อจำกัด อีกทั้งยังช่วยลดต้นทุนในการจัดการส่วนพื้นที่และระยะเวลาในการก่อสร้างได้อีกด้วย จึงทำให้ปัจจุบัน การเลือกใช้พื้นในระบบ Post-Tension Slab จึงเป็นที่นิยมอย่างกว้างขวาง

ระบบพื้นคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned) คือ ระบบพื้นอัดแรง เป็นระบบพื้นที่จะมีเส้นเหล็กที่รับแรงดึงมากๆ เสริมอยู่ภายใน โดยจะทำการดึงเส้นเหล็กให้ตึง หลังจากหล่อคอนกรีตเสร็จเรียบร้อยแล้ว เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของพื้น เปรียบเทียบง่ายๆ เหมือนเราทดลองโดยการ นำแผ่นกระดาษหลายๆใบ นำมาเจาะรูและร้อยหนังยางผ่านไปมา จากนั้นดึงปลายทั้งสองด้านให้ตึง และนำปลายทั้ง 2 ด้านผูกยึดที่หัวท้าย เมื่อเราปล่อยมือ กระดาษปึกนั้นก็จะไม่แตกกระจายหรือหล่นลงมาโดยใช้หลักการเดียวกันนี้กับระบบพื้นคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned) จึงทำให้ความหนาของพื้นคอนกรีตประมาณ 20-28 ซม. เท่านั้น โดยระบบของพื้นคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned) จะแบ่งออกได้เป็น 2 ระบบ คือ ระบบมีแรงยึดเหนี่ยว (Bonded System) และ ระบบไร้แรงยึดเหนี่ยว (Unbonded System)

จากระบบและขั้นตอนของการทำพื้น ระบบคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned) ดังกล่าว จะเห็นได้ว่าเมื่อเทียบเหล็กเส้นรับแรงดึงในแผ่นคอนกรีต เปรียบเหมือนหนังยางในแผ่นกระดาษ หากมีการตัดพื้น  เจาะพื้น หรือต่อเติมอาคารแล้วทำให้เหล็กรับแรงดึงนี้ขาด เหมือนเมื่อหนังยางขาดกระดาษทั้งปึกก็จะแตกกระจุยกระจาย พื้นระบบคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned)  ก็เช่นกัน หากเส้นเหล็กที่รับแรงดึงในพื้นคอนกรีตขาด กำลังการรับน้ำหนักของโครงสร้างก็จะหายไป

ดังนั้นแล้ว ก่อนทำการตัด เจาะ ทุบ หรือต่อเติมอาคารจึงควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญและดูแบบก่อนทุกครั้งแต่หากดำเนินการไปแล้วและเกิดความเสียหายตัดลวดอัดแรงขาด เราสามารถเสริมกำลังโครงสร้างให้กลับมามีสภาพรับกำลังได้เหมือนเดิมโดยการ เสริมกำลังพื้นระบบคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned) ด้วยระบบ คาร์บอนไฟเบอร์ แบบแผ่น :Sheet Carbon Fiber  (SmartFiber Sheet UT70-30) ซึ่งเป็นวิธีการที่ต้องได้รับการออกแบบจากทีมวิศกรผู้เชี่ยวชาญที่มีทั้งความรู้ความเข้าใจและมีประสบการณ์ ในเรื่องของโครงสร้างอาคารและมีความรู้ความเข้าใจในวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์(Carbon Fiber) เป็นอย่างดี

ด้วยคุณสมบัติของคาร์บอนไฟเบอร์ที่ถูกเคลือบด้วยเรซิ่น หรือ CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer)  นั้น จะทำหน้าที่แทน เหล็กเสริม หรือลวดอัดแรง เพื่อรับกำลัง ทดแทน ลวดอัดแรง ที่ถูกตัดขาดไป  หรือที่เราเรียกกันว่า การเสริมกำลังโครงสร้างด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ( Carbonfiber Strengthening ) นั่นเอง

คุณสมบัติที่สำคัญของการเสริมกำลังด้วย CFRP มีดังนี้คือ
‍1. การเสริมกำลัง ด้วย CFRP มีน้ำหนักเบา มากกว่าเหล็กมาก
2. CFRP มีค่า Tensile Strength ถึง 20,000 - 40,000 kgf/cm2
3. CFRP ติดตั้งง่าย ไม่ต้องใช้เครน ยก
4. CFRP ประหยัดเวลา ในการติดตั้งมากกว่า งานติดตั้ง ด้วยเหล็ก มาก
5. CFRP มีความบางมาก ไม่ทำให้เสียพื้นที่ใช้สอยของอาคาร6. ค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง ส่วนดำเนินการน้อย

ผู้ออกแบบจะเป็นผู้เลือกใช้ชนิด ของคาร์บอนไฟเบอร์ ว่าเป็นแบบ Sheet Carbon Fiber และ/หรือ แบบ Strip Carbon Fiber เพื่อนำมาใช้ในการเสริมกำลังโครงสร้างอย่างเหมาะสม  โดยมีเทคนิคการออกแบบงานเสริมกำลังพื้นโพสเทนชั่น (Post-Tensioned) เพื่อแก้ปัญหาลวดอัดแรงขาด ด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ (SmartFiber Sheet UT70-30)  ดังนี้คือ

1.วิเคราะห์และตรวจสอบความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นอัดแรง ทั้งน้ำหนักบรรทุกจร (Live Load) และ น้ำหนักบรรทุกคงที่ (Dead Load) โดยอ้างอิงมาตราฐาน ACI318 ก่อนการเสริมกำลังด้วย CFRP โดยละเอียด
2.วิเคราะห์หาสาเหตุและความเสี่ยงในการออกแบบเพื่อเสริมกำลังด้วย CFRPและวัตถุประสงค์ในการเสริมกำลัง
3.สร้างแบบจำลอง FEM (Finite Element Method) เมื่อทราบ Moment จึงสามารถเสริมกำลังด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber) ได้อย่างถูกต้อง
4.วิเคราะห์แรงภายใน แรงเฉือนและโมเมนต์ ก่อนการเสริมกำลัง CFRP อ้างอิงมาตราฐาน ACI 440.2R-08
5.ดำเนินการออกแบบ CFRP ตามมาตรฐาน ACI 440.2R-08

หลังจากทำการออกแบบเรียบร้อยแล้ว จึงดำเนินการติดตั้งและซ่อมแซมตามแนวทางเสริมกำลังที่ออกแบบไว้ โดยผู้เชี่ยวชาญที่มีความชำนาญและมีประสบการณ์ในเรื่องการเสริมกำลังโครงสร้างด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ต่อไป

อ่านเพิ่มเติม Ep.2 งานเสริมกำลังระบบพื้นคอนกรีตอัดแรง (Post-Tensioned) เพื่อแก้ปัญหาลวดอัดแรงขาด ด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ (SmartFiber Sheet UT70-30) ได้ที่นี้..

Concrete Repair​ing​

• ซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กของเสาสะพานข้ามคลอง
  
• รู้จักและเข้าใจพฤติกรรมรอยร้าวของคอนกรีต
  
• เสริมกำลังเสาด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber Reinforce Polymer : CFRP)
  
• เสริมกำลังโครงสร้างอาคาร เปลี่ยนแปลงจากพื้นที่สำนักงาน (Post tension) เป็นพื้นที่ Data center ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP)
  
• เสริมกำลังโครงสร้างคานที่รับกำลังได้ต่ำกว่าที่ออกแบบไว้ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์(CFRP)
  
• มาทำความรู้จัก “ คาร์บอนไฟเบอร์ ” (Carbon Fiber) กันครับ
  
• การแก้ไขปัญหาคานแบน (Band-Beam) ที่ไม่เสริมเหล็กล่างหรือเหล็กปลอก ด้วยวัสดุ CFRP
  
• เส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์คืออะไร​
• การพัฒนาและการประยุกต์ใช้งานคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber)​
• เทคนิคการออกแบบงานเสริมกำลังพื้น "ระบบพื้นคอนกรีตอัดแรง" (Post-Tensioned) เพื่อแก้ปัญหาลวดอัดแรงขาด ด้วยวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ (SmartFiber Sheet UT70-30)​
• การซ่อมรอยร้าวพื้นคอนกรีตด้วย Epoxy Injection
• กำแพงกันระเบิด โดย คาร์บอนไฟเบอร์ และ Pure Polyurea Spray
• ประโยชน์ของวัสดุ FRP ในการก่อสร้างและโครงสร้างต้านแผ่นดินไหว​
• การเสริมกำลังโครงสร้างเสาคอนกรีตเสริมเหล็กด้วย CFRP เพื่อต้านทานแผ่นดินไหว​
• รอยร้าวที่เกิดจากโครงสร้างรับน้ำหนักบรรทุกเกินกำลัง ซ่อมแซมเสริมกำลังอย่างไร?​
• การเสริมกำลังรอยร้าวบนพื้นยื่นที่เกิดจากการเสริมเหล็กไม่เพียงพอ ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และการซ่อมแซมรอยร้าวที่เกิดจากการหดตัวแบบแห้งของคอนกรีต (Dry Shrinkage)
• ความหมายและคำนิยามของคำศัพท์ที่ใช้ในงานเสริมกำลังด้วย คาร์บอนไฟเบอร์(CFRP Strengthening Vocabulary)
  
• กรณีศึกษา : อาคารจอดรถ 8 ชั้น มหาวิทยาลัยแห่งหนึ่ง
  
• ตอนที่ 2 : วิวัฒนาการของคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber)
  
• การเสริมกำลังสะพานคอนกรีตด้วยคาร์บอนไฟเบอร์
  
• การออกแบบเสริมความแข็งแรงของพื้นไร้คานท้องเรียบระบบ Unbonded Post-tensioned ลวดเกลียว(Strand) ขาดและหลุดออกมาจากสมอ
  ยึดลวด (Anchorage) ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (Carbon Fiber)
  
• การออกแบบเสริมกำลังของพื้นโรงพยาบาลเพื่อรับเครื่องมือแพทย์​
  
• งานเสริมความแข็งแรงพื้น ที่ลวดอัดแรงขาดด้วยคาร์บอนไฟเบอร์( Carbon Fiber ) SmartFiber Strip TL512​