การวิเคราะห์แผ่นพื้นที่ซ่อมด้วยแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยโดยใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาโปรแกรมใช้งานอย่างง่าย เพื่อวิเคราะห์พฤติกรรมช่วงอีลาสติกของแผ่นพื้นที่ถูกซ่อมแซมโดยการเสริมภายนอกด้วยแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใย การวิเคราะห์ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ซึ่งพิจารณาผลของกำลังรับแรงที่ลดลงของคอนกรีตเสริมเหล็กที่ได้รับความเสียหายก่อนการซ่อมแซมด้วย โดยโปรแกรมใช้ทฤษฎีของ Reissner-Mindlin ว่าด้วยการเปลี่ยนรูปของแผ่นพื้นโดยคำนึงถึงผลจากแรงเฉือนและใช้ชิ้นส่วนแบบแผ่นซ้อน 4 ขั้นของ Ghosh และ Day แต่ละขั้วมีระดับขั้นความเสรีเท่ากับ 7 แนวการเสริมแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใย คือ แนวขนานและตั้งฉากกับแกนหลักของแผ่นพื้นเท่านั้น จากงานวิจัยพบว่า โปรแกรมสามารถวิเคราะห์แผ่นพื้นที่ซ่อมแซมด้วยแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยได้ผลค่อนข้างแม่นยำในช่วงอีลาสติก โดยแผ่นพื้นมีความเสียหายก่อนการซ่อมแซมหรือไม่ก็ได้ นอกจากนี้ งานวิจัยได้ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพการเสริมกำลัง อันได้แก่ ทิศทางและปริมาณการเสริมแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใย โดยได้ทำการทดสอบกับแผ่นพื้นทางเดียวสี่เหลี่ยมผืนผ้ารับแรงกระทำ 2 จุด และแผ่นพื้นสี่เหลี่ยมจตุรัส มีการรองรับที่มุม แรงกระทำเป็นจุดที่กึ่งกลางแผ่นพื้น จากทั้งสองตัวอย่างพบว่า ทิศทางการเสริมแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยเป็นปัจจัยสำคัญในการเสริมกำลังให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น กล่าวคือ การเสริมแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยในแนวตั้งฉากกับรอยแตกร้าวจะช่วยเพิ่มกำลังรับน้ำหนักให้กับแผ่นพื้นประมาณ 30-50% ในขณะที่การเสริมในแนวขนานรอยแตกร้าวไม่ช่วยเพิ่มกำลังรับน้ำหนักให้กับแผ่นพื้น ส่วนพื้นที่การเสริมแผ่นพลาสติกเสริมเส้นใยไม่มีผลมากนัก