Dalam renovasi bangunan, peningkatan fungsional, pemasangan peralatan dan proyek rekonstruksi struktural, melepaskan bagian lempengan sebagian untuk membuat bukaan (seperti poros lift, bukaan ventilasi, bagian pipa, modifikasi tangga, dan pengoptimalan ruang dalam ruangan) adalah ukuran modifikasi struktural umum. Namun, bukaan lempengan akan secara langsung memotong batang baja stres asli, mengurangi area bantalan efektif dan kaku struktural, dan menyebabkan konsentrasi stres pada sudut terbuka, yang benar-benar akan mempengaruhi keamanan dan kestabilan lempeng lantai.

Polimer diperkuat serat karbon (CFRP)Menguatkan telah menjadi salah satu metode penguat pasca yang paling banyak digunakan untuk membuka lempengan karena keunggulan dari kekuatan tarik yang tinggi, berat ringan, ketahanan korosi, konstruksi yang nyaman dan tidak ada peningkatan pada bobot mandiri struktural.

Kapan CFRP menguatkan efektif untuk membuka lempengan?

1Bukaan berukuran kecil hingga menengah dengan kerusakan struktural kecil

Penguat CFRP sangat efektif ketika ukuran bukaan dikontrol dalam rentang yang wajar: umumnya, bukaan persegi panjang dengan panjang samping ≤ 1000mm, bukaan melingkar dengan diameter ≤ 1000mm, dan jumlah baja stres potong ≤ 20% dari batang baja asli ke arah stres. Bukaan tipe ini sebagian besar digunakan untuk pemasangan pipa, pembukaan ventilasi kecil dan transformasi ruang lokal, dengan sedikit kerusakan pada keseluruhan stres pada lempengan, dan CFRP dapat sepenuhnya kompensasi kekuatan tarikan yang hilang melalui karakteristik kinerja tingginya.

2Bukaan dalam zona stres Normal (rentang menengah dari lempengan yang didukung sederhana, zona momen positif)

Untuk bukaan yang terletak di zona momen positif dari lempengan (area rentang sedang, di mana lempengan berada berada di beban ke bawah dan bagian bawah dalam ketegangan), CFRP disisipkan pada dasar lempengan dapat langsung menanggung kekuatan tarik, secara efektif membuat kekurangan baja bar, mengontrol pengembangan retak beton, Dan mengurangi defleksi deformasi dari lempengan. Untuk lempengan berkelanjutan, CFRP juga dapat mencapai efek ideal dalam zona saat negatif melalui pasta dua sisi (dasar lempengan dan permukaan logam) dan bentuk U hoop jangkar.

3Lempengan dengan kualitas beton asli yang baik

Ketika kekuatan beton datar asli adalah ≥ C20, tidak ada area besar berlubang, mengupas, karbonisasi parah atau kerusakan korosi, dan permukaan dasar dapat membentuk ikatan yang andal dengan perekat resin epoksi, CFRP dapat bekerja secara sinergi dengan beton. Kekuatan ikatan antara CFRP dan beton memenuhi persyaratan spesifikasi (≥ 2,5 MPa), memastikan transmisi stres yang efektif dan memberikan permainan penuh untuk memperkuat kinerja.

4Skenario yang membutuhkan penguat ringan dan tidak merusak

Untuk proyek renovasi bangunan tua, bangunan naik tinggi, atau proyek dengan batas ketat terhadap bobot mandiri struktural dan tinggi pembersihan, penguat CFRP adalah pilihan yang optimal. Tidak meningkatkan ketebalan lempengan dan bobot sendiri, menghindari konstruksi basah metode tradisional, dan tidak mempengaruhi dekorasi dan fungsi penggunaan berikutnya, dengan manfaat komprehensif yang jelas.

Kapan CFRP menguatkan tidak valid untuk membuka lempengan?

1Bukaan berukuran besar dengan kerusakan struktural parah

Ketika ukuran bukaan melebihi 1000mm × 1000mm, jumlah batang baja potong melebihi 20% dari batang baja asli, atau bukaan terletak di penyangga lempengan, sambungan pelat sinar dan bagian stres kunci lainnya, kaku struktural dan kehilangan kapasitas bantalan terlalu besar. CFRP hanya dapat memberikan kekuatan tarik dan tidak dapat kompensasi untuk kehilangan kaku struktural yang besar dan tahan geser. Pada saat ini, penguat CFRP saja tidak valid, dan metode pembesar bagian, dukungan balok baja atau penguat sinar beton cor-in-place harus diadopsi.

2Beton lempengan asli yang rusak berat

Jika beton asli memiliki kekuatan rendah (lebih rendah dari C20), karbonisasi parah, berlubang pada area besar, ekspansi korosi batang baja, atau masuk retak, permukaan dasar beton tidak dapat membentuk ikatan efektif dengan CFRP. Bahkan jika CFRP ditempel, CFRP akan terkelupas dari permukaan dasar dalam stres, tidak dapat berpartisipasi dalam stres struktural, dan efek penguat benar-benar hilang.

3Bukaan dengan kekuatan geser parah dan beban benturan

CFRP memiliki kinerja tarik yang sangat baik tetapi tarikan geser yang buruk dan tahan benturan. Untuk membuka area dengan peluncuran kendaraan berat, getaran mekanis atau beban impact, atau di mana pelat perlu menahan kekuatan gunting terkonsentrasi besar, CFRP tidak dapat secara efektif menahan deformasi geser dan kerusakan benturan, dan efek pengencangan sangat terbatas. Ini tidak cocok untuk penggunaan independen dan perlu digabungkan dengan langkah-langkah penguat geser lainnya.

4Lingkungan kimia khusus dan suhu tinggi

Perekat CFRP dan epoxy resin biasa memiliki ketahanan suhu tinggi yang buruk (suhu layanan jangka panjang ≤ 60 ℃) dan mudah untuk umur dalam asam kuat, lingkungan korosi alkali dan minyak. Dalam kondisi bekerja seperti itu, kinerja ikatan dan sifat mekanis CFRP akan menurun secara cepat, dan efek penguat jangka panjang tidak dapat dijamin, sehingga dianggap sebagai metode penguat yang tidak valid.

Konfigurasi penguat CFRP umum untuk bukaan lempengan

Bukaan lempengan (e.g., untuk tangga, lift, jaringan pipa, atau poros ventilasi) mengganggu jalur stres berkelanjutan dial, terkemuka untuk mencukur konsentrasi di sudut, kehilangan kapasitas flexural di sekitar bukaan, dan peningkatan risiko retak pada beban vertikal atau dinamis. Konfigurasi penguat CFRP untuk lembaran dioptimalkan untuk karakteristik stres planar, dengan pengaturan pada skema berorientasi dinding untuk mencocokkan mekanik lempengan (bengkok, gunting, dan ketahanan torsi).

A. Kontrol retakan Diagonal & geser (paling umum untuk lembaran)

Konfigurasi ini mengarahkan mode kegagalan primer pada bukaan lempengan: geser diagonal pada sudut yang disebabkan oleh kekuatan gunting terkonsentrasi. Ini penting untuk lembaran dikenakan beban langsung, kekuatan seismik, atau pemotongan pembukaan pasca konstruksi.

• Strip pola X Diagonal 45 °

Tata letak: tempel strip CFRP secara diagonal di empat sudut bukaan lempengan, membentuk bentuk x-yang menyelaraskan dengan arah stres geser utama. Untuk lembaran dua arah, menerapkan strip pola X pada permukaan atas dan bawah lempengan.

Fungsi: mengalihkan pasukan cukuran dari sudut terbuka, menyebarkan konsentrasi stres, dan menahan peluncuran dan stimulasi retakan diagonal.

Catatan Teknis:

Lebar Strip: 150 "-300mm (menyesuaikan berdasarkan ketebalan lempengan dan tingkat beban).

Untuk lembaran tebal (≥ 200mm), gunakan strip multi-lapisan dengan jarak antara 50-100mm.

Memperpanjang strip berakhir ≥ 300mm di luar tepi bukaan ke dalam area lempengan utuh untuk memastikan transfer beban yang efektif.

• Bilah penutup Perimeter (dua arah)

Tata letak: tempel strip CFRP terus-menerus sepanjang perimeter bukaan, membentuk sebuah bingkai persegi panjang atau melingkar tertutup. Untuk lembaran beton yang diperkuat, pemasangan Strip pada wajah atas dan bawah; Untuk lembaran precast, prioritaskan WAJAH tekanan (biasanya bagian bawah).

Fungsi: meningkatkan kaku lokal perimeter pembukaan, mencegah pemisahan pembukaan dari lempengan utama, dan meningkatkan ketahanan terhadap putaran dan perubahan bentuk.

Catatan Teknis:

Gunakan strip CFRP satu arah (arah serat paralel ke panjang strip) untuk kinerja tarik yang optimal.

Strip tumpang tindih berakhir oleh ≥ 200mm di sudut untuk menjaga kelangsungan dari bingkai tertutup; Menghindari tumpang tindih di sudut yang sama untuk konfigurasi multi-lapisan.

• U-wraps (tudung tepi lempengan, untuk bukaan tepi)

Tata letak: untuk bukaan terletak di dekat tepi lempengan (jarak ≤ ketebalan tubuh), bungkus lembaran CFRP di sekitar tepi lempengan untuk membentuk bentuk U, tumpang tindih dengan strip perimeter bukaan.

Fungsi: menyediakan kurungan lateral ke tepi lempengan, mencegah tumpahan tepi pada beban, dan memperkuat koneksi antara perimeter pembukaan dan tepi lempengan.

Catatan Teknis:

Panjang tumpang tindih u-wrap: ≥ 250mm pada permukaan atas dan bawah pelat.

Gunakan jangkar mekanis pada ujung pembungkus untuk lembaran dalam zona seismik tinggi.

B. Peningkatan Kapasitas bantalan & fleksibel

Konfigurasi ini membahas kerugian kekuatan flexural yang disebabkan oleh bukaan lempengan besar (membuka area >15% dari total area lempengan) atau lempengan di bawah beban berat (e.g., lantai industri, garasi parkir). Ini kompensasi area lintas-bagian yang mengurangi efektif dari lempengan.

• Strip CFRP dua arah (penguatan wajah ketegangan)

Tata letak: tempel strip CFRP ortogonal (moneter dan transverse) pada tekanan wajah (bawah) dari lempengan di sekitar bukaan. Memperpanjang strip ≥ 500mm melebihi bukaan perimeter untuk tumpang tindih dengan penguatan lempengan utuh.

Fungsi: bertindak sebagai penguat tarik eksternal, kompensasi untuk kehilangan bar baja internal karena pembukaan, dan meningkatkan kapasitas fleksibel logam untuk menahan deformasi kendur.

Catatan Teknis:

Arah serat strip harus sejajar dengan arah lentur utama lempengan (moneter untuk lempengan satu arah, dua arah untuk lembaran dua arah).

Untuk lembaran dengan bukaan besar, berpadu dengan strip perimeter untuk membentuk sistem "bingkai + penguatan".

• Lembar CFRP untuk bukaan besar atau kerusakan berat

Tata letak: menutupi seluruh wajah Tensi (bawah) dari lempengan bagian sekitar dibuka dengan lembaran CFRP, memperpanjang ≥ 600mm di luar tepi bukaan. Untuk lempengan yang rusak berat (misalnya, dengan retak di sekitar pembukaan), penerapan lembar pada kedua wajah atas dan bawah.

Fungsi: memaksimalkan penggunaan kekuatan tarik tinggi CFRP, meningkatkan kejernihan keseluruhan, ketahanan terhadap kelelahan, dan reparasi kerusakan area besar.

Catatan Teknis:

Gunakan lembar CFRP dua arah untuk lembaran dua arah untuk menahan pembengkokan ke kedua arah.

Pastikan peningkatan resin penuh lembar untuk menghindari gelembung udara; Kertas gulung dengan kuat selama pemasangan untuk mencapai 100% ikatan dengan permukaan lempengan.

C. Anchorage & pencegahan pencemaran (penting untuk lempengan)

Debonding adalah mode kegagalan dini yang paling umum untuk lembaran yang diperkuat CFRP, terutama di bawah beban siklik. Konfigurasi ini memastikan Strip/lembar CFRP dapat sepenuhnya memberikan kekuatan tarik mereka dengan meningkatkan keandalan jangkar.

• Jangkar tipe kipas pada ujung Strip

Tata letak: Perluas Ujung strip CFRP (terutama strip diagonal dan flexural) menjadi bentuk kipas (lebar bertambah hingga 2-3 kali lebar strip asli) dan tempel ke area lempengan utuh, jauh dari bukaan stres.

Fungsi: mengurangi konsentrasi stres pada ujung strip, meningkatkan area pengikat, dan mencegah pengelupas tiba-tiba dalam beban berulang.

Catatan Teknis:

Panjang jangkar kipas: ≥ 250mm; Memastikan area kipas bebas dari retak, minyak, atau beton longgar.

Untuk lempengan dalam zona seismik, menggabungkan jangkar kipas dengan pengencang mekanis untuk perlindungan ganda.

• Pengencang mekanik (baut + pelat baja) untuk zona stres tinggi

Tata letak: pasang baut baja tahan karat dan pelat Tekan pada ujung strip CFRP atau pada interval 300-500mm sepanjang strip. Pelat baja harus sepenuhnya menutupi strip CFRP dan ditekan erat terhadap permukaan lempengan.

Fungsi: menggabungkan kekuatan ikatan dengan kekuatan penjepit mekanis untuk mencegah kekuatan pengupas, membuatnya cocok untuk lembaran di bawah beban dinamis berat (e.g., lantai pabrik, garasi parkir) atau lingkungan ekstrem (kelembaban tinggi, fluktuasi suhu).

Catatan Teknis:

Bor baut lubang sebelum instalasi CFRP untuk menghindari merusak serat karbon.

Gunakan baut baja tahan karat anti korosi untuk lingkungan luar ruangan atau korosif.

• CFRP tumpang tindih di sudut & sendi (≥ 200mm tumpang tindih)

Tata letak: saat menghubungkan strip perimeter, Strip diagonal, atau lembar pada sudut terbuka, memastikan panjang tumpang tindih ≥ 200mm. Sepenuhnya mensterilkan area tumpang tindih dengan resin epoksi untuk menghilangkan Void.

Fungsi: memastikan kelangsungan jalur stres di sudut, menghindari titik lemah pada sendi strip, dan mencegah kekukuatan dari posisi sendi.

Catatan Teknis:

Tumpang tindih arah harus mengikuti arah stres dari lempengan.

Batasi lapisan yang tumpang tindih hingga ≤ 2 pada posisi yang sama untuk menghindari ketebalan yang berlebihan yang memengaruhi kerataan permukaan.