Structural Evaluation และ การออกแบบเสริมกำลัง
การประเมินโครงสร้าง Structural Evaluation
เพื่อดูว่าโครงสร้างนั้นๆมาทำการประเมินวิเคราะห์ถึง เสถียรภาพ (Stability) ของโครงสร้าง หรือ มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ (Deformation)
การเคลื่อนตัวที่อาจส่งผลกระทบสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยหรือไม่หรือต้องทำการปรับปรุงแก้ไขก่อน เพื่อใ้ห้เกิดความปลอดภัย
โดยทั่วไปการประเมินโครงสร้าง ด้วยวิธีการนี้ จะเหมาะกับงาน
- โครงสร้างเก่า
- โครงสร้างใหม่ ที่มีปัญหาเช่น จากการก่อสร้าง หรือเกิดอุบัติเหตุ
- โครงสร้างที่ต้องการเปลี่ยนแปลงการใช้งาน เช่น เพิ่มน้ำหนักบรรทุก
- โครงสร้างที่ต้องการดัดแปลงโครงสร้าง เช่น ตัด ต่อ เพิ่มเติมพื้นที่ เพิ่มชั้น หรือลดจำนวนชั้น
- โครงสร้างเสียหาย ระหว่างก่อสร้าง
- โครงสร้างที่ได้รับความเสียหายทางภัยภิบัติ ภัยธรรมชาติ หรืออัคคีภัย
ขั้นตอนการประเมินโครงสร้าง สามารถทำได้หลายแบบ ขึ้นกับวิศวกรที่จะประเมินและตัดสินใจ

ขอบเขตหลักของ Structure Evaluation ในงานสำรวจ
การประเมินโครงสร้างผ่านงานสำรวจมักจะเน้นไปที่ 3 ด้านสำคัญ ดังนี้:
1. การตรวจวัดการเสียรูป (Deformation Monitoring)
คือการวัดเพื่อดูว่าโครงสร้างมีการเคลื่อนตัวไปจากตำแหน่งเดิมมากน้อยเพียงใด ทั้งในแนวดิ่ง (Vertical) และแนวราบ (Horizontal)
Settlement Monitoring: การทรุดตัวของฐานรากหรือตัวอาคาร
Tilt/Inclination: การเอียงตัวของโครงสร้างแนวสูง เช่น อาคารสูง ปล่องควัน หรือเขื่อน
Displacement: การเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งเดิมในแนวราบ
2. การตรวจสอบความสอดคล้องกับแบบ (As-built Survey)
เป็นการประเมินว่าโครงสร้างที่สร้างเสร็จแล้ว หรือโครงสร้างเดิมที่มีอยู่ มีระยะและขนาดตรงตามแบบวิศวกรรม (Design Drawings) หรือไม่ เพื่อใช้เป็นข้อมูลพื้นฐาน (Baseline Data) ในการประเมินกำลังของโครงสร้างต่อไป
3. การประเมินด้วยเทคโนโลยี 3D (Structural Reality Capture)
การใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่เพื่อสร้างแบบจำลองดิจิทัลของโครงสร้างปัจจุบันเพื่อหาความเสียหายที่มองเห็นด้วยตาได้ยาก
3D Laser Scanning (LiDAR): เก็บข้อมูลจุด (Point Cloud) เพื่อดูการโก่งตัว (Deflection) ของคาน หรือการบิดเบี้ยวของผนัง
Digital Photogrammetry (UAV): ใช้โดรนบินถ่ายภาพความละเอียดสูงเพื่อประเมินรอยแตกร้าว (Cracks) ในจุดที่เข้าถึงยาก


การออกแบบเสริมกำลัง (Structural Strengthening Design)
เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรับน้ำหนัก หรือเพิ่มความเหนียวของโครงสร้างเดิมให้มั่นคงแข็งแรงขึ้น
เพื่อให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์การใช้งานใหม่หรือตามมาตรฐานความปลอดภัยปัจจุบัน
สาเหตุสำคัญที่ต้องมีการเสริมกำลัง
การเปลี่ยนฟังก์ชันการใช้งาน: เช่น เปลี่ยนจากที่พักอาศัยเป็นคลังเก็บของ ซึ่งทำให้น้ำหนักบรรทุก (Live Load) เพิ่มขึ้น
โครงสร้างเสื่อมสภาพ: เกิดจากการกัดกร่อนของเหล็กเสริม (Corrosion), คอนเสิร์ตกระเทาะ (Spalling) หรือความเสียหายจากแผ่นดินไหว
ความผิดพลาดระหว่างก่อสร้าง: เช่น วางเหล็กเสริมไม่ครบตามแบบ หรือกำลังอัดคอนกรีตไม่ถึงเกณฑ์ที่ออกแบบไว้
การปรับปรุงมาตรฐานการออกแบบ: เช่น กฎหมายควบคุมอาคารใหม่กำหนดให้ต้องรองรับแรงแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้น
เทคนิคการเสริมกำลังที่นิยมในปัจจุบัน
Section Enlargement (การขยายขนาดหน้าตัด)หล่อคอนกรีตหุ้มหน้าตัดเดิม (Jacketing) พร้อมเสริมเหล็กเพิ่ม
FRP Strengthening (Carbon/Glass Fiber)ติดแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีกำลังรับแรงดึงสูงมากเข้ากับผิวโครงสร้าง
Steel Plate Bondingใช้แผ่นเหล็กประกบและยึดด้วย Epoxy หรือ Anchor Bolt
External Post-Tensioningการดึงลวดอัดแรงภายนอกเพื่อต้านแรงดัด
ขั้นตอนการออกแบบเสริมกำลัง
เพื่อให้การเสริมกำลังมีประสิทธิภาพและปลอดภัย ควรดำเนินการตามลำดับดังนี้:
1.การประเมินสภาพโครงสร้าง (Condition Assessment): ตรวจสอบรอยร้าว วัดค่ากำลังอัดคอนกรีตหน้างาน (Non-destructive testing) และหาตำแหน่งเหล็กเสริมเดิม
2.การวิเคราะห์โครงสร้าง (Structural Analysis): นำข้อมูลที่ได้มาจำลองโมเดลเพื่อหาค่าความต้านทานที่ขาดไป
3.การเลือกวิธีการที่เหมาะสม: พิจารณาจากงบประมาณ, พื้นที่การทำงาน (Clearance), และเวลาที่ใช้
4.การคำนวณออกแบบรายละเอียด: คำนวณหาปริมาณวัสดุเสริมกำลัง โดยต้องคำนึงถึง Bond Strength ระหว่างวัสดุใหม่และโครงสร้างเดิมเสมอ
ข้อควรระวังพิเศษ
การถ่ายเทน้ำหนัก: ในขณะทำงานเสริมกำลัง อาจจำเป็นต้องมีระบบค้ำยัน (Shoring) เพื่อลด Load ที่กระทำอยู่เดิมออกก่อน เพื่อให้วัสดุเสริมกำลังรับแรงได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
ความทนทานต่อไฟ: วัสดุประเภท Epoxy และ FRP มักจะมีจุดอ่อนเรื่องความร้อนสูง จึงต้องมีการพ่นวัสดุกันไฟ (Fire coating) เพิ่มเติม



