สมรรถนะในการรับแรงดัดของคานไม้ด้วยวิธีการอัดแรงของแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์

Abstract

วิธีในการซ่อมแซมโครงสร้างไม้มีหลายวิธี แต่เนื่องจากวิธีการซ่อมแซมส่วนใหญ่ทำให้ รูปลักษณ์ของโครงสร้างไม้เปลี่ยนไป ในงานวิจัยนี้จะเสริมการรับน้ำหนักของโครงสร้างไม้ด้วย วิธีการอัดแรงของแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมีคุณสมบัติที่โดดเด่น คือสามารถทนต่อการรับแรงได้เป็น อย่างดี แล้วยังคงสภาพให้โครงสร้างไม้ไม่เปลี่ยนรูปลักษณ์อีกด้วย ในงานวิจัยนี้โดยแบ่งออก เป็น 2 ประเภท คือ ประเภทที่หนึ่งการทดสอบหาคุณสมบัติของ ไม้และประเภทที่สอง การทดสอบของคานไม้ทั้ง 10 ตัวอย่างโดยจัดกลุ่มดังนี้ คานไม้ที่การเสริมแผ่น คาร์บอนไฟเบอร์จำนวน 2 ตัวอย่าง คานไม้ที่การเสริมแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่าอัดแรงที่ 5820 นิวตันและค่าอัดแรงที่ 14550 นิวตัน จำนวนอย่างละ 2 ตัวอย่าง คานไม้ที่สูญเสียเนื้อไม้และติดแผ่น คาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่าอัดแรงที่ 5820 นิวตัน จำนวน 2 ตัวอย่างและคานไม้ธรรมดา จำนวน 2 ตัวอย่าง จากผลการทดสอบพบว่า คานไม้ที่เสริมแผ่น คาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่าอัดแรงที่ 14550 นิวตันจะรับโมเมนต์ดัดสูงสุดได้มากกว่าเฉลี่ยร้อยละ 62.67 เมื่อเปรียบเทียบกับคานไม้ธรรมดา คานไม้ ที่เสริมแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่าอัดแรงที่ 5820 นิวตันจะรับโมเมนต์ดัดสูงสุดได้มากกว่าเฉลี่ย ร้อยละ 48.54 เมื่อเปรียบเทียบกับ คานไม้ธรรมดา คานไม้ที่เสริมแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่าอัด แรงที่ 14550 นิวตัน จะมีระยะโก่งตัวน้อยกว่าเฉลี่ยร้อยละ 22.61 เมื่อเปรียบเทียบกับคานไม้ธรรมดา คานไม้ที่เสริมแผ่น คาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่าอัดแรงที่ 5820 นิวตัน จะมีระยะโก่งตัวน้อยกว่าเฉลี่ย ร้อยละ 46.25 เมื่อ เปรียบเทียบกับคานไม้ธรรมดา และคานไม้ที่เสริมแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์โดยให้ค่า อัดแรงจะรับโมเมนต์ดัดสูงสุดได้มากกว่าและระยะโก่ง ตัวน้อยกว่า เมื่อเทียบกับคานไม้ที่เสริมแผ่น คาร์บอนไฟเบอร์โดยไม่ให้ค่าอัดแรง

There are variety of ways to retrofit timber structures. However, some methods induce change of the appearance. So, in this research timber beams are strengthened with carbon fiber sheets. This new method can improve the flexural performance of timber beams without changing the appearance of it. In this study, the research divides two parts. The first part is testing the mechanical properties of timber samples. The second part is testing ten timber beams. Two timber beam samples are strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets. Four timber beams are strengthened by CFRP sheets with prestressing. Two timber beam samples with small damage at mid-span are repaired and strengthened by CFRP sheets with prestressing and other two timber beams are un-strengthened. The results showed that, the maximum bending moment of timber beams strengthened by CFRP sheets with prestressing force of 14550 N is about 62.67 percent more than that of timber beams without strengthening. The maximum bending moment of timber beams strengthened by CFRP sheets with prestressing force of 5820 N is about 48.54 percent more than that of timber beams without strengthening. The defection at failure point of timber beams strengthened by CFRP sheets with prestressing force of 14550 N is about 22.61 percent less than of timber beams without strengthened. The defection at failure point of timber beams strengthened by CFRP sheets with prestressing force of 5820 N is about 46.25 percent less than of timber beams without strengthened. Timber beams strengthened with prestressed CFRP sheets have higher flexural capacity and less deflection when compared with timber beams strengthened by CFRP sheets without prestressing.