Thai Civil Innovationงานกันซึม · อุปกรณ์เสริมกำลังโครงสร้าง

หน้าแรก · งานโครงสร้าง · Helix Anti-bursting

Helix Anti-bursting เหล็กเสริมรอบหัวสมอ

บริเวณถ่ายแรงที่หัวสมอเป็นจุดวิกฤตที่สุดของงานโพสต์เทนชัน เพราะถ้าวิบัติจะสูญเสียแรงอัดในลวด และแก้ไขภายหลังได้ยากและแพงมาก

สรุปสั้น ๆ

การอัดแรงของพื้นโพสต์เทนชันอาศัยการถ่ายแรงจากลวดอัดแรงเข้าสู่คอนกรีตผ่านหัวสมอ แรงอัดขนาดใหญ่ถูกถ่ายลงบนพื้นที่หน้าตัดเล็ก ๆ ทำให้เกิดแรงดึงตามขวางรอบหัวสมอ ซึ่งเป็นสาเหตุของการแตกร้าวแบบระเบิด จึงต้องเสริมเหล็กรอบบริเวณนี้

เหล็กเสริมมีหลายรูปแบบ ทั้งแบบ U-bar แบบปลอก และแบบเกลียว งานวิจัยเปรียบเทียบพบว่าชนิดเกลียวสี่เหลี่ยมรับแรงได้ดีที่สุด และเป็นแบบที่เราผลิตและจำหน่าย

กลไกของปัญหา

แรงที่ถ่ายเข้าสู่คอนกรีตทำให้เกิดทั้งแรงอัดและแรงดึงพร้อมกัน และแรงดึงคือตัวที่ทำให้เกิดปัญหา

แรงอัดกระจุกที่พื้นที่เล็ก

ที่ปลายดึงลวด แรงถูกถ่ายผ่านการกดโดยตรงของหัวสมอลงบนคอนกรีต ส่วนที่ปลายตาย แรงถ่ายด้วยแรงยึดเหนี่ยวตามความยาวลวดที่เปิดออก

เกิดแรงดึงตามขวาง

เมื่อแรงอัดกระจายออกจากจุดกดเข้าสู่หน้าตัดเต็ม จะเกิดแรงดึงตั้งฉากกับทิศทางของแรง เรียกว่าแรงระเบิด ซึ่งคอนกรีตรับได้น้อยมาก

ถ้าไม่เสริมเหล็ก จะแตกตามแนวลวด

ผลการทดสอบแสดงว่าตัวอย่างที่ไม่มีเหล็กเสริมจะเกิดรอยแตกตามแนวลวดแล้วขยายจนวิบัติแบบระเบิดอย่างฉับพลัน

รูปหัวสมอพร้อมเหล็กเสริมเกลียวสี่เหลี่ยมimages/structural/helix-anchor.jpg
หัวสมอโพสต์เทนชันพร้อมเหล็กเสริมเกลียวสี่เหลี่ยมรอบบริเวณถ่ายแรง
เหล็กเสริมเกลียวสี่เหลี่ยมล้อมรอบหัวสมอในบริเวณถ่ายแรง

ทำไมถึงเลือกชนิดเกลียวสี่เหลี่ยม

มีงานวิจัยเปรียบเทียบเหล็กเสริมรอบหัวสมอสามชนิดในเงื่อนไขเดียวกัน ซึ่งให้ผลที่ต่างกันอย่างชัดเจน

งานวิจัยเปรียบเทียบชนิดเหล็กเสริม

คณะผู้วิจัยจาก Griffith School of Engineering มหาวิทยาลัย Griffith ประเทศออสเตรเลีย ทดสอบแผ่นพื้นโพสต์เทนชันหนา 150 มม. ขนาด 400 × 1000 มม. จำนวน 8 แผ่น ด้วยเหล็กเสริมสามชนิดและกำลังคอนกรีตสองระดับ ทดสอบดึงลวดถึง 95 เปอร์เซ็นต์ของกำลังรับแรงดึง

ชนิดเหล็กเสริมแรงสูงสุดที่รับได้ผล
เกลียวสี่เหลี่ยม525 kN ทั้งสองระดับกำลังคอนกรีตผ่านเกณฑ์ ชนิดเดียวที่รับแรงสูงสุดได้
เกลียวกลม416 kN ที่คอนกรีต 27 MPa และ 448 kN ที่ 32 MPaไม่ผ่าน วิบัติแบบระเบิดฉับพลัน
U-bar317 kN ที่ 27 MPa และ 416 kN ที่ 32 MPaไม่ผ่าน วิบัติที่แรงใกล้เคียงกับตัวอย่างที่ไม่เสริมเหล็กเลย

ที่มา Chowdhury, Loo และ Wallbank, Effectiveness of different types of anti-burst reinforcements for anchorage zones of post-tensioned concrete slabs, Revista Ciências Exatas, ปีที่ 12 ฉบับที่ 2 หน้า 161–167 ปี 2006 เอกสารต้นฉบับมีลิขสิทธิ์ของผู้จัดพิมพ์ เราไม่เผยแพร่ตัวเอกสาร

ข้อสังเกตที่มีค่าจากงานวิจัยนี้คือ U-bar ให้ผลใกล้เคียงกับการไม่เสริมเหล็กเลย ผู้วิจัยอธิบายว่าน่าจะเป็นเพราะวางใกล้ผิวรับแรงเกินไป และไม่ได้ผูกยึดกันจึงไม่ให้การเสริมกำลังในสองแกน ซึ่งเป็นบทเรียนเรื่องรายละเอียดการวาง ไม่ใช่แค่เรื่องปริมาณเหล็ก

ผลทดสอบผลิตภัณฑ์ของเรา

ศูนย์วิเคราะห์ทดสอบวัสดุและบริการวิชาการทางวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ทดสอบเหล็กเสริมเกลียวสี่เหลี่ยมของบริษัท เมื่อเดือนธันวาคม 2562

ตัวอย่างขนาดชิ้นทดสอบระดับแรงที่ทดสอบผล
หัวสมอ 5BS13 สำหรับลวด 12.7 มม. จำนวน 5 เส้น180 × 500 × 1600 มม.85% ของกำลังรับแรงดึงสูงสุด แรงดึง 16 ตันต่อเส้นไม่พบรอยแตกร้าวหรือความเสียหาย ไม่มีรอยแตกตามแนวลวด ไม่วิบัติแบบระเบิด
หัวสมอ 3BS13 สำหรับลวด 12.7 มม. จำนวน 3 เส้น150 × 400 × 1600 มม.85% ของกำลังรับแรงดึงสูงสุด แรงดึง 16 ตันต่อเส้นไม่พบรอยแตกร้าวหรือความเสียหาย ไม่มีรอยแตกตามแนวลวด ไม่วิบัติแบบระเบิด
รูปชิ้นทดสอบและการทดสอบดึงลวดที่ห้องปฏิบัติการimages/structural/helix-test.jpg
ชิ้นทดสอบและการทดสอบดึงลวดที่ห้องปฏิบัติการ
ชิ้นทดสอบพร้อมเหล็กเสริมเกลียวสี่เหลี่ยม และการทดสอบดึงลวดถึง 85 เปอร์เซ็นต์ของกำลังรับแรงดึงสูงสุด

คอนกรีตที่ใช้มีกำลังอัด 320 กก./ตร.ซม. ที่อายุ 28 วัน สูตรอัดแรงได้ที่ 3 วัน หล่อเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2562 ทดสอบเมื่อ 26 พฤศจิกายน 2562 สำเนารายงานฉบับเต็มขอได้จากเรา

ข้อมูลผลิตภัณฑ์และการวาง

รูปแบบมาตรฐานอ้างอิงแนวทางของ Post-Tensioning Institute of Australia สำหรับระบบพื้นทั่วไป ส่วนโครงการเฉพาะให้วิศวกรผู้ออกแบบกำหนด

แบบแสดงการวางเหล็กเสริมที่ปลายดึงและปลายตายimages/structural/helix-layout.jpg
แบบแสดงการวางเหล็กเสริมเกลียวที่ปลายดึงและปลายตาย
ตำแหน่งการวางเหล็กเสริมเกลียว โดยให้แนบชิดกับหัวสมอทั้งที่ปลายดึงและปลายตาย
ระบบลวดขนาดเหล็กระยะเกลียวจำนวนรอบขนาด Xขนาด Y
ถึง 5 × 12.7 มม.R1060 มม.5 รอบ260 มม.100 มม.
ถึง 5 × 15.2 มม.N1060 มม.7 รอบ300 มม.110 มม.

สิ่งที่เหล็กเสริมชนิดนี้ไม่ได้ครอบคลุม

เหล็กเสริมรอบหัวสมอออกแบบมาสำหรับแรงระเบิดหลักเท่านั้น ต้องเสริมด้วยเหล็กขอบและเหล็กเสริมอื่นตามการออกแบบ โดยเฉพาะตามแนวขอบแผ่นพื้นที่ควรมี U-bar หรือ L-bar ร่วมกับเหล็กตามยาว เพื่อควบคุมแรงดึงระหว่างหัวสมอและเสริมกำลังบริเวณที่ไม่ได้รับแรงอัดระหว่างหัวสมอ

ข้อจำกัดเรื่องความหนาพื้น

สำหรับพื้นบางที่ระยะหุ้มไม่พอให้ใส่โครงเกลียวได้ เช่น พื้นที่บางกว่า 160 มม. ในสภาพแวดล้อมภายนอก ต้องออกแบบเหล็กเสริมเฉพาะกรณี ไม่ควรใช้รูปแบบมาตรฐาน

ต้องให้วิศวกรของโครงการเป็นผู้กำหนด

รายละเอียดการเสริมเหล็กในบริเวณนี้มีผลต่อความปลอดภัยโดยตรง เราจัดหาอุปกรณ์และให้ข้อมูลทางเทคนิค แต่การกำหนดขนาดและรายละเอียดต้องเป็นการตัดสินใจของวิศวกรผู้ออกแบบโครงการร่วมกับผู้ให้บริการระบบอัดแรง

เอกสารสำหรับผู้ออกแบบและผู้รับเหมา

  • ข้อมูลผลิตภัณฑ์และรูปแบบมาตรฐานที่มีจำหน่าย
  • รายงานผลทดสอบจากมหาวิทยาลัยมหิดลฉบับเต็ม พร้อมแบบชิ้นทดสอบ
  • ข้อมูลอ้างอิงงานวิจัยเปรียบเทียบชนิดเหล็กเสริม
  • รายละเอียดการวางสำหรับปลายดึงและปลายตาย

บทความวิจัยและมาตรฐานที่อ้างถึงเป็นเอกสารมีลิขสิทธิ์ของผู้จัดพิมพ์และสมาคมผู้จัดทำ เราให้ข้อมูลอ้างอิงเพื่อให้ผู้สนใจไปหาต้นฉบับได้ แต่ไม่เผยแพร่ตัวเอกสาร

ขอราคาและปริมาณสำหรับโครงการของคุณ

แจ้งระบบอัดแรงที่ใช้ จำนวนหัวสมอแต่ละชนิด และความหนาพื้น เราจะเสนอรูปแบบและราคาให้

โทรเลย ทัก LINE