ในการออกเเบบโครงสร้าง คสล. ด้วยวิธีกำลัง จะออกเเบบในสภาวะที่โครงสร้างรับน้ำหนักบรรทุกที่มีตัวคูณเพิ่มกำลัง หรือ factor load โดยออกเเบบจากกำลังสูงสุดก่อนที่โครงสร้างจะวิบัติ ซึ่งมาตราฐานก็มีการกำหนดให้พฤติกรรมการวิบัติมีความปลอดภัยหรือสามารถรับรู้ได้ก่อนที่จะวิบัติ เช่น คานที่ออกเเบบให้เหล็กเสริมมีการคราก yielding ก่อนที่คอนกรีตจะถูกบดอัด ซึ่งทำให้สังเกตุเห็นได้ว่าคานมีการเเอ่นตัวลงมาเนื่องจาก over load เเทนที่จะพังลงมาเลย
เนื่องจากการรับน้ำหนักของโครงสร้าง คสล. หน้าตัดส่วนที่รับเเรงดึง tension จะไม่นำมาคิดกำลัง เนื่องจากค่า tensile strength ของคอนกรีตน้อย เมื่อเทียบกำลังเหล็กเสริม ทำให้มีการเเตกร้าวในบริเวณที่รับเเรงดึงได้เป็นปกติ เมื่อคอนกรีตบริเวณรับเเรงดึงถูกดึงจนค่า tensile strain เกิน 0.003 (ประมาณ) ดังนั้นจะเห็นได้ว่าโครงสร้าง คสล. คอนกรีตจะไม่ได้ถูกนำมารับโหลดเต็มหน้าตัด เนื่องจากมีการเเตกร้าวเกิดขึ้นในหน้าตัด ซึ่งการสร้างโมเดลโครงสร้าง คสล. เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างโดยส่วนใหญ่นั้นจะมองว่า members เป็นคอนกรีตล้วน ไม่นำผลจากเหล็กเสริมมาคิดค่า stiffness จะมองว่าเหล็กเสริมเเค่นำมาทดเเทนส่วนที่รับเเรงดึงของคอนกรีต ดังนั้นการกำหนดค่า stiffness จึงสำคัญ ว่าจริงๆเเล้ว member นั้นมีพื้นที่หน้าตัดเท่าไหร่(ส่วนที่ไม่ร้าว)สำหรับการนำมาคิด stiffness จริงๆ เพื่อให้ได้ค่า stiffness ที่ใกล้เคียงกับพฤติกรรมจริงที่สุดในสภาวะประลัย
สูตรตามมาตรฐานก็จะมีเเบบคำนวณละเอียดกับใช้ค่าประมาณ ทำงานจริงใช้เเต่ค่าประมาณ เช่น คานใช้ค่า I เเค่ 35% ของ I หน้าตัดเต็ม
ค่า stiffness ที่เราจะใส่เข้าไปในโมเดลโครงสร้าง คสล. ตามที่มาตราฐานกำหนดสำหรับโครงสร้างที่รับเเรงด้านข้าง จะเป็นการลดค่า moment of inertia หรือค่า I ซึ่งส่งผลต่อค่า stiffness สำหรับโมเมนต์ดัด (ค่าEI) โดยเหตุผลที่ต้องลดค่า I นั้นได้กล้าวไว้เเล้วในโพสต์ก่อนหน้าเเล้ว
ความสำคัญของการลดค่า I ในการโมเดลโครงสร้างที่รับเเรงด้านข้างนั้นสำคัญยังไง??
จากมาตราฐานที่มีการกำหนดค่า I,crack ในกรณีที่ไม่ได้มีการคำนวนอย่างละเอียด ดังนี้
-คาน คสล. ใช้ 0.35Ig
-เสา คสล. ใช้ 0.70lg
-พื้น คสล. ใช้ 0.25Ig
-อื่นๆ (รูปด้านล่าง)
จะเห็นว่าค่า I ของคานในการวิเคราะห์ที่สภาวะประลัย จะลดเหลือประมาณ 35% ของ I หน้าตัดคอนกรีตเต็ม(Ig) ส่วนเสานั้นจะให้มีการ crack น้อยกว่า จะใช้ 70% ของ Ig ดังนั้น เมื่อเราสร้างโมเดลเปรียบเทียบทั้งโครงสร้างระหว่างโมเดลที่ไม่มีการลดค่า I หรือใช้ Ig กับโมเดลที่มีการลดค่า I หรือใช้ I,crack จะพบว่าโมเดลที่ใช้ I,crack นั้น โครงสร้างที่รับเเรงด้านข้าง เช่น เสา หรือ shear wall จะเกิดเเรงภายในเยอะกว่า เเต่เเรงภายในที่เกิดขึ้นในคานหรือพื้นจะเกิดน้อยลง เมื่อเทียบกับกรณีที่ใช้ Ig ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่ดีเนื่องจากทำให้การออกเเบบเป็นไปตามหลักการออกเเบบที่ได้เสาขนาดใหญ่ คานขนาดเล็ก ซึ่งมีความปลอดภัยกว่าการออกเเบบที่ได้เสาขนาดเล็ก คานขนาดใหญ่
สาเหตุที่เเรงภายในเกิดในโครงสร้างที่รับเเรงด้านข้างมากขึ้น จากการใช้ I,crack เนื่องจากมีการลดค่า stiffness ในคานเเละพื้นทำให้คานเเละพื้นเกิดการเเอ่นตัวมากขึ้น เมื่อมีเเรงดัดมากระทำ จะทำให้บริเวณ support เกิดเเรงจากการยึดรั้งมากขึ้นจากการยืดหดในเเนวเเกน N.A.
สำหรับท่านที่ต้องการติดตั้งเสาเข็มตอกขนาดใหญ่และติดตั้งเสาเข็มไมโคไพล์ สปันไมโครไพล์สำหรับก่อสร้าง ต่อเติม สิ่งปลูกสร้าง ให้เป็นไปตามมาตรฐานทางวิศวกรรม หรือต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม สามารถติดต่อ บริษัท เดอะไพล์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด เรามีวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ มีทีมงานมืออาชีพ ที่จะช่วยเข้าไปแก้ปัญหางานก่อสร้างของท่าน เราพร้อมที่จะเป็นส่วนหนึ่งของความสำเร็จของท่าน
