Kain Serat Karbon Searah

Ikhtisar Proyek

Sebuah gedung sekolah yang tidak terpakai di Distrik Hexi telah diubah menjadi gedung perkantoran, dan beberapa ruang kelas kini dialihfungsikan menjadi ruang peralatan sesuai kebutuhan fungsional. Kapasitas geser balok memenuhi persyaratan, dan kapasitas lentur awalnya adalah 204,3 kN•m. Kapasitas lentur tulangan balok yang dipersyaratkan adalah 260 kN•m.

Saat menggunakan material serat karbon searah untuk memperkuat balok, pelat, dan komponen lentur lainnya, asumsi dasar berikut harus dipenuhi:

Harus memenuhi asumsi dasar standar nasional terkini "Kode Desain Struktur Beton" untuk daya dukung bagian depan:

Hubungan tegangan dan regangan komposit serat bersifat linear; dengan mempertimbangkan bahwa beban hidup yang bekerja pada struktur bertulang pada dasarnya dihilangkan, pengaruh gaya sekunder tidak dipertimbangkan.

Sebelum mencapai kondisi daya dukung lentur maksimum, tidak akan terjadi kerusakan akibat terkelupasnya ikatan antara material tulangan dan beton.

Tiga lapis kain serat karbon searah dengan lebar 250 mm dan tebal 0,167 mm dipilih untuk memenuhi kebutuhan ruang peralatan.

Proyek ini menggunakan kain serat karbon searah Horse HM30, benang serat karbon Toray Jepang (12K).

Mengingat faktor lingkungan konstruksi khusus proyek ini, pembongkaran harus dilakukan selama proses penguatan. Sebelum penguatan, singkirkan tepung dan sisa-sisa lainnya dari papan.

Selama penguatan proyek, lapisan pelindung harus dipotong ke permukaan dasar lapisan struktural sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya.

Pengenalan singkat karakteristik teknis penguatan struktur kain serat karbon searah

Teknologi perkuatan struktur serat karbon mengacu pada penggunaan perekat berkinerja tinggi untuk merekatkan kain serat karbon searah pada permukaan komponen struktur bangunan, sehingga keduanya bekerja sama untuk meningkatkan daya dukung (tekuk dan geser) komponen struktur. Hal ini mencapai tujuan penguatan dan perkuatan bangunan. Polimer yang diperkuat serat karbon (Carbon Fiber Reinforced Poly-mer atau CFRP, juga dikenal sebagai plastik yang diperkuat serat karbon) terbuat dari resin epoksi yang diikat dengan bundel serat karbon berkekuatan tarik tinggi. Penggunaan perkuatan kain serat karbon searah memiliki keuntungan sebagai berikut:

(1) Kekuatan dan efisiensi tinggi berkat sifat fisik dan mekanik material serat karbon yang unggul. Dalam proses perkuatan struktur beton, serat karbon dapat memanfaatkan sepenuhnya karakteristik kekuatan dan modulusnya yang tinggi untuk meningkatkan daya dukung dan daktilitas struktur dan komponennya, serta meningkatkan kinerja mekaniknya. Hal ini bertujuan untuk mencapai tujuan perkuatan yang efisien.

(2) Memiliki ketahanan korosi, daya tahan, dan ketahanan lelah yang sangat baik. Daya tahan dan ketahanan korosi merupakan indikator penting untuk mengevaluasi kualitas suatu rekayasa struktur. Terutama untuk beberapa bangunan dengan persyaratan khusus, anti-korosi dan proteksi radiasi (ketahanan penuaan) telah menjadi pertimbangan penting untuk jenis desain struktur ini. Material kain serat karbon itu sendiri dan komposit yang dibentuk dengan material pengikat memiliki ketahanan korosi yang baik dalam berbagai kondisi lingkungan. Material ini dapat menahan efek korosi asam, alkali, garam, dan atmosfer yang sering ditemui pada bangunan, serta memiliki ketahanan lelah yang baik. Hal ini memecahkan masalah korosi kimia yang dihadapi oleh metode perkuatan lainnya.

(3) Tidak menambah berat dan volume komponen. Kain serat karbon ringan dan tipis. Komponen yang diperkuat dan diperbaiki pada dasarnya tidak menambah berat dan ukuran struktur asli, dan tidak akan mengurangi ruang penggunaan bangunan. Hal ini tidak diragukan lagi sangat penting bagi perekonomian dan masyarakat di "inci tanah".

(4) Aplikasi luas. Karena kain serat karbon merupakan material yang fleksibel dan dapat dipotong sesuka hati, teknologi penguatan ini banyak digunakan di berbagai jenis struktur dan berbagai bagian dengan berbagai bentuk struktur, tanpa mengubah bentuk struktur dan tanpa memengaruhi tampilan struktur.

(5) Konstruksi sederhana. Karena tidak ada pekerjaan basah dalam konstruksi lapangan, tidak ada peralatan konstruksi besar, tidak ada peralatan tetap di lokasi, dan lebih sedikit ruang untuk konstruksi. Dengan premis memastikan kualitas konstruksi dan tidak ada gangguan yang tidak disengaja, waktu yang dibutuhkan dalam kondisi yang sama kurang dari setengah waktu yang dibutuhkan oleh metode perkuatan pelat baja.

(6) Kualitas konstruksi mudah dijamin. Konstruksi dan pengoperasian struktur beton bertulang kain serat karbon sangat praktis. Dalam kondisi konstruksi normal, luas ikatan efektif kain serat karbon pada dasarnya dapat mencapai 100%, dan inspeksi di lokasi pun mudah. Bahkan jika terdapat rongga kecil, dapat diatasi dengan injeksi jarum, dan kualitas konstruksi dapat dijamin secara efektif.

Teknologi penguatan serat karbon cocok untuk penguatan dan perbaikan berbagai jenis struktur dan berbagai bagian struktural, seperti balok, pelat, kolom, rangka atap.

Untuk struktur seperti pilar jembatan, jembatan, silinder, cangkang, dll., tingkat kekuatan beton dasar minimal 1.000 C15. Selain itu, beberapa sifat mekanis pasangan bata juga dapat diperkuat dengan serat karbon.

Kesimpulan

Melalui contoh proyek konstruksi gedung perkantoran, penulis sangat menyadari keunggulan teknologi perkuatan struktur kain serat karbon. Selama konstruksi proyek ini, dengan mengutamakan keselamatan, hanya perancah sederhana yang digunakan, dan pemotongan kain serat karbon sangat praktis. Kain dapat ditanam dan dipotong sesuai bentuk dan ukuran, serta dapat melewati berbagai penyangga, sehingga sangat praktis untuk konstruksi. Selain itu, sejak konstruksi selesai dan bangunan mulai beroperasi, struktur beton bertulang ini telah memenuhi persyaratan keselamatan penggunaan yang ditetapkan oleh pemilik dan telah diterima dengan baik oleh pemiliknya.

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi perkuatan serat karbon telah banyak digunakan pada balok, pelat, kolom, dan struktur dinding geser beton bertulang di jembatan, terowongan, serta bangunan industri dan sipil. Produk ini memiliki kinerja yang sangat baik, pengoperasian yang mudah, keamanan, dan keandalan yang tinggi. Dibandingkan dengan metode tradisional, teknologi ini menawarkan manfaat ekonomi, sosial, dan lingkungan yang lebih besar. Teknologi struktur beton bertulang serat karbon merupakan contoh keberhasilan penerapan material komposit teknologi Jiangwo di bidang teknik sipil, dan merupakan teknologi perkuatan yang patut dipromosikan. Dengan kemajuan teknologi konstruksi yang berkelanjutan, teknologi serat karbon diperkirakan memiliki prospek pengembangan yang luas.