Penguatan balok dan pelat

Dengan pesatnya perkembangan ekonomi Tiongkok, konstruksi teknik skala besar pun berkembang pesat. Dalam proses konstruksi, kualitas proyek tidak memenuhi standar karena tingkat teknis yang rendah atau manajemen yang tidak memadai, dan berbagai masalah kualitas pun muncul. Pada bangunan yang sudah ada juga akan menghadapi situasi ini, penggunaan jangka panjang dari struktur utama proyek dalam hal beban lembap atau getaran juga akan menyebabkan spalling beton, korosi baja, dan sebagainya, yang mengakibatkan pengurangan signifikan dalam ketahanan struktural. Ketika beban struktural berubah dan struktur asli tidak dapat memenuhi persyaratan kekuatan atau kekakuan, perlu untuk mendeteksi dan memperkuat struktur atau komponen. Selain metode tradisional memperbesar penampang dan membungkus baja, beberapa metode penguatan baru telah muncul dalam beberapa tahun terakhir, seperti penguatan FRP prategang, shotcrete, baja ikatan dan penguatan bungkus polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP).

Teknologi perkuatan dan perbaikan beton dengan CFRP adalah memperkuat struktur asli dengan mengikat kain CFRP ke permukaan struktur. Umumnya, CFRP cocok untuk bagian tarik pelat dan balok, bagian geser balok, kolom, dan pilar, bagian dengan panjang angkur tulangan yang tidak mencukupi, perkuatan kolom dan pilar, serta perkuatan lentur, geser, dan tarik rangka atap. Serat karbon juga banyak digunakan dalam berbagai bangunan industri dan sipil, struktur, anti-seismik, anti-retak, dan anti-korosi. Dibandingkan dengan beton bertulang tradisional atau beton bertulang baja, serat karbon memiliki keunggulan hemat ruang, konstruksi sederhana, tidak memerlukan fasilitas pemasangan di lokasi, jaminan kualitas konstruksi yang mudah, tidak ada peningkatan ukuran dan berat struktur, tahan korosi, dan daya tahan yang baik. Selain itu, penerapan metode ini dapat meningkatkan masa pakai bangunan secara signifikan dan mengurangi biaya perkuatan. Oleh karena itu, serat karbon telah menarik banyak perhatian sebagai material perkuatan yang inovatif.

1 prinsip desain penguatan

Dalam perhitungan balok dan pelat beton yang diperkuat dengan CFRP, pengaruh beton di zona tarik diabaikan. Regangan rata-rata beton, CFRP, dan baja setelah lentur sesuai dengan asumsi penampang bidang, dan hubungan tegangan-regangan elastis linier diadopsi untuk CFRP. Berdasarkan asumsi penampang bidang, regangan serat karbon seharusnya sedikit lebih besar daripada regangan batang tulangan. Untuk menyederhanakan perhitungan, regangan tarik serat karbon dapat kira-kira sama dengan regangan batang tulangan. Berdasarkan prinsip tegangan yang sama, luas CFRP dapat ditransformasikan menjadi luas ekivalen batang baja, sehingga luas ekivalen batang baja dapat diperoleh.

2 contoh proyek

Untuk proyek istana di kawasan wisata, tumpuan bekisting belum dihitung, dan batang penghubung horizontal dan vertikal tidak masuk akal, sehingga mengakibatkan kekakuan tumpuan yang tidak memadai. Ketika kekuatan beton belum mencapai kekuatan tertentu, deformasi tumpuan bekisting meningkat karena pengaruh beban lantai, dan pelat lantai menghasilkan lendutan yang berlebihan, sehingga mengakibatkan retakan. Fenomena sarang lebah terjadi di bagian bawah bentang tengah beberapa balok rangka selama penuangan beton, yang secara serius mempengaruhi daya dukung. Setelah eksplorasi di tempat, posisi sarang lebah balok rangka yang tidak memenuhi syarat diperkuat dengan bahan penambal, dan pelat lantai dengan retakan pada lentur diperkuat dengan menempelkan serat karbon untuk mengembalikan daya dukung desain asli.

image.png

3 skema penguatan

1) Untuk balok dan pelat dengan permukaan sarang lebah dan berlubang, metode perbaikan berikut dapat digunakan:

A. Tentukan area perbaikan beton.

B. Potong beton yang lepas di area perbaikan, bersihkan debu dan kotoran di area tersebut hingga beton keras terlihat.

C. Perbaiki permukaan beton dengan bahan penambal beton (permukaan kuas, plester, kalender, dll.).

D. Siram atau tutup dengan kantong plastik setelah 1-2 jam perbaikan, dan jaga permukaan tetap basah selama 2-3 hari.

2) Perkuatan pelat: Untuk permukaan datar yang lebih besar, metode perkuatan bagian bawah pelat dengan lembaran serat karbon yang direkatkan dua arah digunakan.

4 teknologi konstruksi

Spesifikasi bahan serat karbon: ketebalan lapisan tunggal 0,167 mm, kekuatan tarik tidak kurang dari 3400 MPa, modulus elastisitas tarik tidak kurang dari 2,3 x 105 MPa, perpanjangan tidak kurang dari 1,6%.

5 Ringkasan

Struktur balok-pelat beton bertulang serat karbon dalam proyek ini sepenuhnya memanfaatkan karakteristik kain serat karbon, yang merupakan material baru. Dapat dilihat bahwa konstruksi beton bertulang serat karbon sederhana, mudah, dan aman, tidak memakan tempat, dapat secara efektif meningkatkan efisiensi kerja, mempersingkat masa konstruksi, dan sebagainya. Pada saat yang sama, kualitas tulangan terjamin secara efektif, stabilitas struktur beton bertulang stabil, daya dukung terjamin, dan manfaat ekonomi serta sosial yang baik tercipta.