การซ่อมแซมข้อต่อคาน-เสาคอนกรีตเสริมเหล็กของเสาต้นริมที่ก่อสร้างในประเทศไทยเมื่อรับแรงแผ่นดินไหวด้วยแผ่นไฟเบอร์ใยแก้ว

Abstract

โครงการวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำการประยุกต์ใช้แผ่นไฟเบอร์เสริมเสริมกำลังในการซ่อมแซมข้อต่อคาน-เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก (ค.ส.ล.) ของเสาต้นริมที่เสียหายเนื่องจากแรงแผ่นดินไหว ด้วยการทดสอบตัวอย่างข้อต่อคาน-เสา ค.ส.ล.ขนาดใหญ่เท่าขนาดจริงในห้องปฏิบัติการ โดยมุ่งเน้นไปที่ข้อต่อของเสาต้นริม ที่ถูกออกแบบและมีรายละเอียดการเสริมเหล็กของคานและเสาเพื่อรับแรงในแนวดิ่งเท่านั้น นอกจากนั้นข้อต่อเหล่านี้ยังถูกก่อสร้างและมีการเสริมเหล็ก ในข้อต่อตามมาตรฐานการก่อสร้างในประเทศไทย ตัวอย่างข้อต่อที่ไม่ได้พัน ด้วยแผ่นไฟเบอร์ (J7 และJ9) และที่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ (J7R และJ9R) จากการทดสอบพบว่า Hysteretic Loop ของตัวอย่างที่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ มีขนาดใหญ่กว่าตัวอย่างที่ไม่ได้พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ทั้ง 2 ตัวอย่าง แสดงให้เห็นว่าความสามารถในการสลายพลังงานของตัวอย่างที่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ดีกว่าโดยเฉพาะตัวอย่าง J7R นอกจากนี้เมื่อเปรียบเทียบแรงที่จุดสูงสุดพบว่า ข้อต่อ J7R เมื่อแรงกระทาที่ปลายคานถึงจุดสูงสุดทั้งด้านบวกและลบที่การหมุนประมาณ ±2.5% radian ข้อต่อนี้ยังสามารถรับแรงสูงสุดนี้ต่อไปได้จนถึงการหมุนที่ ±4% radian เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่าง J7 ที่ไม่ได้พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ สาหรับตัวอย่าง J9R นั้นผลของการพันแผ่นไฟเบอร์ไม่สามารถช่วยให้ข้อต่อยังคงแรงสูงสุดต่อไปได้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามแผ่นไฟเบอร์ช่วยให้ข้อต่อค่อย ๆสูญเสียความสามารถในการรับแรงกระทำ แตกต่างจากข้อต่อ J9 ที่ไม่พันแผ่นไฟเบอร์เมื่อรับแรงถึงจุดสูงสุดแล้วแรงกระทำจะตกลงทันที สรุปได้ว่า การพันแผ่นไฟเบอร์ช่วยให้ข้อต่อสามารถสลายพลังงานได้ดีกว่าและรักษาเสถียรภาพการรับแรงสูงสุดได้ดีอีกด้วยการลดลงของค่าความแข็งแกร็งนั้นยิ่งเกิดช้ายิ่งดีเนื่องจากจะส่งผลให้โครงสร้างมีความสามารถ ในการต้านทานการเคลื่อนที่ได้อย่างมีเสถียรภาพเมื่อเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวขึ้น โดยเมื่อเปรียบเทียบการลดลงของค่าความแข็งเกรงของตัวอย่างที่พันและไม่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ พบว่าตัวอย่างที่มีการลดลงของค่าความแข็งเกร็งน้อยที่สุดในช่วงแรกของการเกิดระยะเคลื่อนที่สัมพัทธ์ไม่เกิน 20 มม.คือ J7R รองลงมาคือ J9R ส่วน J7 และ J9 มีค่าความเสื่อมถอยของความแข็งเกร็งในช่วงนี้ใกล้เคียงกัน ส่วนการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่าง 20-120 มม. นั้นตัวอย่าง J9 และJ9R มีค่าความเสื่อมถอยของความแข็งเกร็งใกล้เคียงกัน ส่วน J7R มีการเสื่อมถอยของความแข็งเกร็งในช่วงนี้น้อยกว่า J7 มาก สรุปได้ว่าการพันแผ่นไฟเบอร์ช่วยให้ข้อต่อมีความสามารถรักษาเสถียรภาพเมื่อเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวในช่วงต้น ๆ ของการเคลื่อนตัวได้ดี และยังช่วยรักษาความสามารถในการต้านทานการเคลื่อนที่ต่อไปได้ดีกว่าข้อต่อ ที่ไม่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์รูปแบบการวิบัติของตัวอย่างที่ไม่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์ J7 และ J9 เกิดการอัดแตกของคอนกรีตที่บริเวณข้อต่อเนื่องจากแรงเฉือน (Joint Shear) ส่วนตัวอย่าง J7R และ J9R ที่พันด้วยแผ่นไฟเบอร์นั้น การพังเกิดจากการฉีกขาดของแผ่นไฟเบอร์