ค่ากำลังส่วนเกินของวัสดุเหล็กที่มีการใช้งาน
ผมอยากที่จะขออนุญาตย้อนความถึงเรื่องพฤติกรรมของจุดต่อภายในโครงสร้าง คสล ก่อนนะครับ
ภายใต้น้ำหนักบรรทุกในแนวดิ่ง จุดต่อมักไม่ค่อยจะรับแรงอะไรมากมายนัก เพราะ โมเมนต์ดัดที่ปลายคานทั้งสองด้านของจุดต่อมีทิศตรงกันข้ามกัน (เป็นโมเมนต์ลบด้วยกันทั้งคู่) ดังนั้นจึงมีการถ่ายเท UNBALANCED MOMENT เข้าไปในจุดต่อที่ถือว่าไม่มากมายนัก ในทางตรงกันข้าม เมื่อมีแรงกระทำทางด้านข้างกระทำต่อโครงข้อแข็ง จุดต่อระหว่างเสาและคานจะเป็นบริเวณที่มีการถ่ายแรงสูงมากๆ ที่เป็นเช่นนี้เพราะโมเมนต์ดัดที่ปลายคานทั้งสองด้านของจุดต่อนี้จะมีทิศเดียวกัน ดังนั้นจึงทำให้เกิด UNBALANCE MOMENT ที่มีค่าสูงมากๆ ถ่ายเข้าไปยังบริเวณจุดต่อ ซึ่งผลของ UNBALANCE MOMENT นี้จะทำให้เกิดแรงเฉือนแนวนอนขนาดมหาศาลกระทำที่จุดต่อ โดยเพื่อนๆ สามารถที่จะดูรูปภาพรูปที่ 1 ที่ผมได้แนบมาในโพสต์นี้ประกอบคำอธิบายของผมได้นะครับ
แรงเฉือนขนาดมหาศาลที่เกิดขึ้นนี้จะทำให้จุดต่อนั้นเกิดการวิบัติแบบ JOINT SHEAR FAILURE ได้ โดยที่ลักษณะที่สำคัญของการเกิด JOINT SHEAR FAILURE คือ การมีรอยร้าวในแนวทแยงมุมตัดกันเป็นมุม 90° ที่บริเวณของจุดต่อ นอกจากนี้หากเราทำการพิจารณาสภาพสมดุล (EQUILIBRIUM) ของเหล็กเสริม จะเห็นได้ว่าปลายด้านหนึ่งของเหล็กเสริมนั้นจะต้องรับแรงดึง ในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งนั้นต้องรับแรงอัด ดังนั้นแรงที่เกิดขึ้นในเหล็กเสริมจะมีค่าที่สูงมากๆ และ ต้องอาศัยแรงยึดเหนี่ยวกับคอนกรีตที่มากเพียงพอเพื่อที่จะให้เกิดความสมดุล ดังนั้นเหล็กเสริมจึงอาจจะเกิดการวิบัติเนื่องจากแรงยึดเหนี่ยว (BOND FAILURE) เมื่อเกิดการวิบัติเนื่องจากแรงยึดเหนี่ยวในคอนกรีตก็จะไม่สามารถยับยั้งการโตของรอยร้าวได้ทำให้เหล็กเกิดการรูดไถล (SLIP) จากคอนกรีตได้ง่าย จนสามารถที่จะสังเกตเห็นรอยร้าวขนาดใหญ่ที่รอยต่อระหว่างจุดต่อเสากับคาน การวิบัติในลักษณะนี้เรียกว่า BOND PULL-OUT FAILURE นะครับ
การวิบัติทั้งแบบ JOINT SHEAR FAILURE และแบบ BOND PULL-OUT FAILURE นั้นถือเป็นการวิบัติแบบเปราะ (BRITTLE FAILURE) ซึ่งจะมีความสามารถในการสลายพลังงานที่น้อย ดังนั้นหากการวิบัติที่เกิดขึ้นนั้นเป็นแบบผสมกันระหว่างแบบ JOINT SHEAR FAILURE และแบบ BOND PULL-OUT FAILURE ก็จะเป็นการแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมของโครงสร้างนั้นปราศจากซึ่งความเหนียว และ ระบบโครงสร้างจะมีความสามารถในการสลายพลังงานได้น้อย ซึ่งไม่เหมาะกับการระบบที่เรานำมาใช้ในการต้านทานแรงกระทำจากแผ่นดินไหว ดังนั้นการออกแบบโครงสร้างเพื่อต้านทานแรงกระทำจากแผ่นดินไหวนั้นจำเป็นที่จะต้องได้รับการคำนวณออกแบบเพื่อที่จะป้องกันการวิบัติที่เกิดขึ้นกับจุดต่อ ทั้งนี้ก็เพื่อที่จะให้การสลายพลังงานเกิดขึ้นในเสาและคานนั้นเป็นไปตามหลักการของ เสาแข็ง-คานอ่อน (STRONG COLUMN-WEAK BEAM) นั่นเองนะครับ
สาเหตุที่สำคัญอีกประการหนึ่งที่เราควรใส่ใจในค่า OVER STRENGTH FACTOR ก็คือค่า FLEXURAL OVER STRENGTH เพราะ ในระหว่างการเกิดแผ่นดินไหว โมเมนต์ที่ทำให้คานเกิด PLASTIC HINGE อาจจะมีค่าสูงกว่าค่ากำลังโมเมนต์ดัดระบุ เพราะ กำลังรับโมเมนต์ดัดที่แท้จริงในคานนั้นมักจะมีค่าสูงกว่าค่ากำลังโมเมนต์ดัดระบุของหน้าตัด เราเรียกกำลังต้านทานโมเมนต์ดัดสูงสุดนี้ว่า FLEXURAL OVER STRENGTH ซึ่งสามารถเขียนสมการแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง FLEXURAL OVER STRENGTH (Mo) และ NOMINAL STRENGTH (Mn) ได้ดังนี้
Mo = λo Mn
ซึ่งในที่นี้ค่า λo ก็คือค่า OVER STRENGTH FACTOR นั่นเองนะครับ ซึ่งสาเหตุหนึ่งที่ทำให้กำลังต้านทานโมเมนต์ดัดของ PLASTIC HINGE นั้นมีค่าที่สูงกว่าค่ากำลังต้านทานโมเมนต์ดัดระบุก็คือ ค่ากำลังที่แท้จริงของเหล็กเสริมที่มีการใช้งานนั้นมีค่าสูงกว่าค่ากำลังระบุที่ใช้ในการออกแบบ เช่น สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย หรือ AIT ได้ทำการทดสอบเหล็ก SR24, SD30 และ SD40 ซึ่งผลแสดงอยู่ในรูปที่ 2 นะครับ ซึ่งค่ากำลังส่วนเกินต่ำที่สุด คือ ในเหล็กเสริมเกรด SD40 ซึ่งมีค่าเท่ากับร้อยละ 20 หรือ เท่ากับ 20% ส่วนค่ากำลังส่วนเกินสูงที่สุด คือ ในเหล็กเสริมเกรด SR24 ซึ่งมีค่าเท่ากับร้อยละ 50 หรือ เท่ากับ 50% เลยนะครับ
ข่าวดีก็คือ ยิ่งเกรดของเหล็กเสริมนั้นมีค่าสูงมากเพียงใด ก็จะยิ่งมีค่ากำลังส่วนเกินที่มีค่าต่ำ สำหรับข่าวร้ายก็คือ ค่ากำลังส่วนเกินที่เห็นนี้ก็ยังมี่ค่าที่ถือสูงกว่าค่าตามที่มาตรฐานการออกแบบในต่างประเทศ เช่น FEMA เป็นต้น ได้แนะนำให้ใช้อยู่ดีนะครับ
ในตอนท้ายนี้ผมจึงอยากที่จะขอทิ้งท้ายไว้ตรงนี้สักเล็กน้อยก็แล้วกันนะครับ การเลือกใช้งานค่า OVER STRENGTH FACTOR นั้นอาจเป็นเพียงประเด็นเล็กๆ ประเด็นหนึ่งในการออกแบบโครงสร้างต้านทานแรงกระทำจากแผ่นดินไหว แต่ ก็ถือว่าเป็นประเด็นเล็กๆ ที่ถือว่ามีความสำคัญมากๆ ประเด็นหนึ่งนะครับ ดังนั้นหากเพื่อนๆ ทำการเลือกใช้ค่าๆ นี้ให้มีความเหมาะสมสอดคล้องกันกับเกรดของวัสดุเหล็กที่มีการใช้งานจริงๆ ก็จะถือว่าเป็นการดีที่สุดต่อทุกๆ ด้านของงานก่อสร้างอาคารของเรานะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆน้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ref : https://www.facebook.com/bhumisiam/posts/1574201692625950
BSP-Bhumisiam
ผู้ผลิตรายแรก SPUN MICRO PILE
1) ได้รับมาตรฐาน มอก. มาตราฐาน397-2524 เสาเข็ม Spun Micro Pile
2) ผู้ผลิต Spun Micro Pile ที่ได้รับ Endorsed Brand รับรองคุณภาพมาตราฐาน จาก SCG
3) ผู้นำระบบ Computer ที่ทันสมัยผลิต เสาเข็ม Spun Micro Pile
4) ลิขสิทธิ์เสาเข็ม Spun Micro Pile
5) เทคโนโลยีการผลิต จากประเทศเยอรมันนี
6) ผู้ผลิต Spun Micro Pile แบบ “สี่เหลี่ยม”
7) การผลิตคอนกรีตและส่วนผสม ใช้ Program SCG-CPAC
เสาเข็ม สปันไมโครไพล์ ช่วยแก้ปัญหาได้เพราะ
1) สามารถทำงานในที่แคบได้
2) ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง
3) หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน
4) สามารถรับน้ำหนักได้ 20-40 ตัน/ต้น
5) สามารถตอกชิดกำแพง ไม่ก่อให้โครงสร้างเดิมเสียหาย
สนใจติดต่อสินค้า เสาเข็ม ไมโครไพล์ (Micropile)
สปันไมโครไพล์ (Spun MicroPile) มาตรฐาน มอก.
ติดต่อ สายด่วน โทร :
081-634-6586
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
ID LINE :
LINE ID1 = bhumisiam
LINE ID2 = 0827901447
LINE ID3 = 0827901448
LINE ID4 = bsp15
บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด
http://www.ไมโครไพล์.com
#Micropile
#SpunMicropile
#ไมโครไพล์
#สปันไมโครไพล์
#เสาเข็มไมโครไพล์
#เสาเข็มสปันไมโครไพล์
