สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
วันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการโพสต์และแชร์ความรู้เกี่ยวกับเรื่อง ความรู้ทางด้านงานออกแบบที่เกี่ยวข้องกันกับการทำงานทางด้านวิศวกรรมโครงสร้างที่อยู่ เหนือพื้นดินขึ้นมา และ ใต้พื้นดินลงไป มาฝากเพื่อนๆ ทุกคนนะครับ
เป็นอย่างไรกันบ้างครับเพื่อนๆ เราไม่ได้พบกันในหัวข้อนี้นานหลายสัปดาห์เลย ก็ไม่เป็นไรนะครับ ในวันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการอธิบายและยกตัวอย่างต่อถึงเรื่อง เหล็กเสริมต้านทานต่อแรงดัดที่เกิดขึ้นในแผ่นพื้นสำหรับกรณีของแผ่นพื้นสองทางให้เพื่อนๆ ได้รับทราบกันต่อหลังจากที่ติดค้างเพื่อนๆ ในเรื่องนี้อยู่หลายสัปดาห์เลย
หลักการในการคำนวรหาค่าแรงดัดสำหรับการออกแบบสำหรับแผ่นพื้นชนิดวางตัวอยู่บนคานที่เป็น แผ่นพื้นสองทาง นั้นจะมีความยุ่งยากมากกว่ากรณีของแผ่นพื้นทางเดียวอยู่เล็กน้อยแต่ก็ไม่ได้ถือว่ามากมายอะไรนักนะครับ นั่นก็คือ เมื่อเราทำการจำแนกว่าแผ่นพื้นใดๆ เป็นแผ่นพื้นสองทางแล้ว ขั้นตอนต่อมาคือเราจะต้องทำพิจารณาประเด็นเรื่องความต่อเนื่องของแผ่นพื้นนั้นเสียก่อน หลังจากนั้นเราก็ต้องทำการคำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ดัดที่จะนำไปใช้ในการออกแบบแผ่นพื้น โดยที่เราอาจจะเลือกใช้จากวิธีการใดวิธีการหนึ่งที่เพื่อนๆ อาจจะมีความสะดวกก็ได้
ซึ่งในที่นี้ผมจะขอใช้วิธีการที่ 2 ของมาตรฐาน ACI โดยที่ข้อดีขอววิธีการๆ นี้คือ ค่อนข้างที่จะคำนวณได้โดยง่ายและมีความสะดวกในการใช้งาน โดยข้อจำกัดมีเพียงวิธีการนี้เหมาะสำหรับที่จะใช้กับกรณีของแผ่นพื้นที่มีขนาดไม่ได้ใหญ่โตอะไรมากนักก็เท่านั้นเองครับ
หลังจากพอได้สัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์แล้วขั้นตอนต่อมาก็จะละม้ายคล้ายคลึงกันกับการออกแบบแผ่นพื้นทางเดียวเลยนะครับ เอาละผมอธิบายมาถึงจุดๆ นี้เพื่อนๆ ก็น่าที่จะเข้าใจได้โดยง่ายแล้วนะครับ เอาเป็นว่าเรามาดูตัวอย่างกันเลยก็แล้วกัน
ผมมีพื้น S1 ดังที่ได้แสดงอยู่ในรูป โดยที่พื้นแผ่นนี้จะวางตัวอยู่บนคาน คสล ซึ่งมีขนาดความกว้างเท่ากับ 200 มม และพื้นแผ่นนี้จะมีขนาดของความหนาเท่ากับ 125 มม ทั้งนี้พื้นแผ่นนี้จะต้องทำหน้าที่ในการรับน้ำหนักบรรทุกคงที่ใช้งานดังต่อไปนี้ วัสดุปูทับผิวหน้าเท่ากับ 50 KSM น้ำหนักของปูนทรายปรับระดับความหนา 50 มม และท้ายที่สุดคือน้ำหนักบรรทุกจรใช้งานซึ่งจะมีค่าเท่ากับ 300 KSM จงทำการคำนวณหาค่าแรงดัดสำหรับแผ่นพื้นแผ่นนี้
หมายเหตุ ที่มาของตัวย่อ KSM ก็คือ KILOGRAMFORCE PER SQUARE METERS หรือในภาษาไทยคือ กิโลกรัม (แรง) ต่อ ตารางเมตร นะครับ
ขั้นตอนแรกเพื่อเป็นการทำให้แน่ใจก่อนเริ่มต้นการคำนวณ เราก็ควรที่จะทำการตรวจสอบเสียก่อนว่าแผ่นพื้นๆ นี้จะถือได้ว่าเป็นแผ่นพื้นแบบ ทางเดียว จริงๆ โดยการคำนวณจากค่า SPAN RATIO หรือ อัตราส่วนทาง ด้านยาว (L) ต่อ ด้านสั้น (B) นั่นก็คือด้านยาว จะมีค่าเท่ากับ 6.00 เมตร และด้านสั้นจะมีค่าเท่ากับ 4.20 เมตร ทำให้อัตราส่วนนี้มีค่าเท่ากับ
SPAN RATIO = 6.00 / 4.20 = 1.429 < 2.00
โดยเมื่อพิจารณาแล้วก็จะพบว่าอัตราส่วนนี้มีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.00 ดังนั้นพื้นแผ่นนี้จึงเป็นพื้นแบบ สองทาง และหลังจากพิจารณาดูแล้วก็จะพบด้วยว่าแผ่นพื้นๆ นี้มีคานรองรับทั้ง 4 ด้าน โดยที่มีพื้นต่อเนื่องในด้านยาว 2 ด้าน และต่อเนื่องในด้านสั้น 1 ด้าน เราจึงสามารถทำการจำแนกออกมาได้แล้วว่า แผ่นพื้นแผ่นนี้เป็นแผ่นพื้นชนิดวางตัวอยู่บนคานแบบสองทางซึ่งก็จะทำให้พื้น S1 นี้เป็นพื้นที่มีด้านต่อเนื่องทางด้านสั้น 1 ฝั่งและด้านยาว 2 ฝั่ง หรือพูดง่ายๆ ก็คือเป็นแผ่นพื้นที่ไม่ต่อเนื่องเพียงด้านเดียว ทั้งนี้แผ่นพื้นๆ นี้ก็จะมีค่าส่วนกลับของด้านยาวต่อด้านสั้นหรือค่า m ที่เท่ากับ
m = 1 / SPAN RATIO
m = 1 / 1.429
m = 0.70
ขั้นตอนต่อมาก็คือทำการวิเคราะห์หาน้ำหนักบรรทุกใช้งาน หรือ SERVICE LOAD ของแผ่นพื้นแผ่นนี้ โดยอาจจะต้องเริ่มต้นคำนวณให้ทราบเสียก่อนว่า ขนาดของความหนาของแผ่นพื้นที่โจทย์ข้อนี้ให้มานั้นมีความเพียงพอหรือไม่ หากว่าความหนาที่ให้มาเกิดไม่เพียงพอ ก็อาจจะจำเป็นที่จะต้องทำการคำนวณหาค่าระยะการโก่งตัวของแผ่นพื้นภายหลังจากที่ได้ทำการออกแบบหน้าตัดของพื้นแผ่นนี้แล้วเสร็จด้วยนะครับ
โดยที่ขนาดความหนาต่ำที่สุดของพื้นแผ่นนี้ที่จะสามารถใช้ได้โดยที่ไม่ต้องทำการคำนวณหาค่าระยะการโก่งตัวก็คือเท่ากับเส้นรอบรูปหารด้วย 180 หรืออาจเขียนได้ง่ายๆ ว่า
T min = 2 ( L + B ) / 180
T min = [ 2 x ( 6.00 + 4.00 ) / 180 ] x 1000
T min = 111 mm
ซึ่งก็จะพบว่าค่า T min นั้นมีค่าน้อยกว่าความหนาของแผ่นพื้นซึ่งมีค่าเท่ากับ 125 มม ดังนั้นจึงอาจสรุปได้ว่า หากใช้ค่าขนาดความหนาตามที่โจทย์ได้ให้มาก็ไม่มีความจำเป็นที่จะต้องทำการคำนวณและตรวจสอบค่าระยะการโก่งตัวของแผ่นพื้นแผ่นนี้นั่นเองครับ
ต่อมาก็เริ่มต้นทำการคิดและคำนวณหาค่าน้ำหนักบรรทุกคงที่ใช้งานบนพื้นเสียก่อน โดยเริ่มจากค่าน้ำหนักบรรทุกของตัวโครงสร้างเองหรือที่เรานิยมเรียกกันว่า SELFWEIGHT-DEADLOAD ของโครงสร้างนะครับ
DL1 = SW.DL
DL1 = 0.125 x 2400
DL1 = 300 KSM
ต่อมาก็คือทำการคำนวณหาค่าน้ำหนักบรรทุกคงที่ใช้งานที่มีลักษณะเป็นแบบ SUPERIMPOSED หรือที่เรานิยมเรียกกันว่า SUPERIMPOSED-DEADLOAD บนโครงสร้างนะครับ
DL2 = SDL
DL2 = 50 + 0.05 x 2400
DL2 = 50 + 120
DL2 = 170 KSM
ดังนั้นค่าน้ำหนักบรรทุกคงที่ทั้งหมดบนแผ่นพื้นก็จะมีค่าเท่ากับ
DL = DL1 + DL2
DL = 300 + 170
DL = 470 KSM
และสุดท้ายคือทำการคำนวณหาค่าน้ำหนักบรรทุกจรใช้งานที่มีลักษณะเป็นแบบ SUPERIMPOSED หรือที่เรานิยมเรียกกันว่า SUPERIMPOSED-LIVELOAD บนโครงสร้างนะครับ
LL= SLL
LL = 300 KSM
ต่อมา หากผมทำการอ้างอิงตามมาตรฐาน ACI318-89 เราก็จะพบว่าค่าตัวคูณ หรือ LOAD FACTOR เพิ่มค่าสำหรับน้ำหนักบรรทุกคงที่และน้ำหนักบรรทุกจรนั้นจะมีค่าเท่ากับ 1.40 และ 1.70 ตามลำดับ จะทำให้เราสามารถที่จะทำการคำนวณหาค่าน้ำหนักบรรทุกประลัย หรือ ULTIMATE LOAD บนแผ่นพื้นแผ่นนี้ได้จาก
Qu = 1.4DL + 1.7LL
Qu = 1.4 x 470 + 1.7 x 300
Qu = 1168 KSM
สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ตามวิธีการที่ 2 ของ ACI นั้น เพื่อนๆ สามารถที่จะดูได้จากตารางภายในโพสต์ๆ นี้ได้ โดยที่เราจะให้นิยามของค่าต่างๆ นั้นเป็นดังต่อไปนี้
C (NEG-B-CONT.) คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ ลบ ทางด้านสั้น ฝั่งที่มีความต่อเนื่อง
C (NEG-B-DIS.CONT.) คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ ลบ ทางด้านสั้น ฝั่งที่ไม่ได้ต่อเนื่อง
C (POS-B) คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ บวก ทางด้านสั้น
C (NEG-L-CONT.) คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ ลบ ทางด้านยาว ฝั่งที่มีความต่อเนื่อง
C (NEG-L-DIS.CONT.) คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ ลบ ทางด้านยาว ฝั่งที่ไม่ได้ต่อเนื่อง
C (POS-L) คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ บวก ทางด้านยาว
จากการที่แผ่นพื้นของเรานั้นถูกจำแนกอยุ่ในประเภทของแผ่นพื้นที่ไม่ต่อเนื่อง 1 ด้าน ประกอบกับข้อมูลต่างๆ ของแผ่นพื้นตามที่ผมได้เรียนให้ทราบข้างต้นเราสามารถที่จะทำการเปิดหาค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณเพื่อหาค่าโมเมนต์ลบและบวกได้จากตารางซึ่งก็จะมีค่าดังต่อไปนี้ครับ
C (NEG-B-CONT.) = 0.071
C (NEG-B-DIS.CONT.) = 0.036
C (POS-B) = 0.054
C (NEG-L-CONT.) = 0.049
C (NEG-L-DIS.CONT.) = 0.025
C (POS-L) = 0.037
ต่อมาก็คือ ทำการคำนวณหาค่าโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นในพื้นสองทาง ซึ่งจะได้จากการพิจารณาแบ่งพื้นที่มีช่วงสั้นเท่ากับ B และมีช่วงยาวเท่ากับ L โดยแบ่งออกเป็น แถบกลาง หรือ MIDDLE STRIP ที่มีความกว้างเท่ากับครึ่งหนึ่งของช่วงพื้น และ แถบเสา หรือ COLUMN STRIP โดยที่ทั้งสองข้างนั้นมีความกว้างข้างละหนึ่งในสี่ของช่วงพื้น จากนั้นก็จะทำการอ่านค่าสัมประสิทธิ์ของโมเมนต์จากตารางข้างต้น โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์ในตารางๆ นี้นั้นได้มาจากการที่เราทำการวิเคราะห์โครงสร้างแบบเชิงเส้น ซึ่งได้มีการคำนึงถึงผลของการกระจายซ้ำแบบไม่เชิงเส้นแล้วด้วยนะครับ
สำหรับค่าโมเมนต์ในแถบกลางของทั้งสองทิศทางนั้นก็จะสามารถทำการคำนวณได้จาก
Mi = Qu x Ci x B^(2)
ทั้งนี้โมเมนต์ดัดในแถบเสานั้นจะมีค่าเท่ากับ 2 ใน 3 ของโมเมนต์ดัดในแผ่นพื้น แต่ในการคำนวณจริงๆ นั้นเรามักที่จะคิดเพียงแถบกลางแล้วเสริมเหล็กในแถบเสาให้เหมือนกันกับแถบกลางไปเลย ซึ่งในตัวอย่างข้อนี้ผมก็จะขออนุญาตแสดงการคำนวณให้เห็นเฉพาะค่าโมเมนต์ดัดที่กระทำในแถบกลางของทั้งสองทิศทางให้เพื่อนๆ ได้ดูกันนะครับ
โดยที่เราจะทำการเริ่มการคำนวณหาค่าโมเมนต์ดัดในแถบกลางทางด้านสั้นก่อนนะครับ
M (NEG-B-CONT.) = 1168 x 0.071 x 4.2^(2)
M (NEG-B-CONT.) = 1463 KGF-M/M
M (NEG-B-DIS.CONT.) = 1168 x 0.036 x 4.2^(2)
M (NEG-B-DIS.CONT.) = 742 KGF-M/M
M (POS-B) = 1168 x 0.054 x 4.2^(2)
M (POS-B) = 1113 KGF-M/M
ต่อมาก็คือเราก็จะทำการคำนวณหาค่าโมเมนต์ดัดในแถบกลางทางด้านยาวนะครับ
M (NEG-L-CONT.) = 1168 x 0.049 x 4.2^(2)
M (NEG-L-CONT.) = 1010 KGF-M/M
M (NEG-L-DIS.CONT.) = 1168 x 0.025 x 4.2^(2)
M (NEG-L-DIS.CONT.) = 516 KGF-M/M
M (POS-L) = 1168 x 0.037 x 4.2^(2)
M (POS-L) = 762 KGF-M/M
พอเราทำการคำนวณค่าโมเมนต์ดัดในแถบกลางเสร็จเป็นที่เรียบร้อยแล้ว เราก็เพียงแค่นำค่าข้างต้นเหล่านี้ไปกระจายเข้าในแถบออกแบบต่างๆ ก็เป็นอันเสร็จเรียบร้อยแล้วสำหรับการคำนวณหาค่าโมเมนต์ดัดที่จะนำไปใช้ในการออกแบบแผ่นพื้นสองทางของเรานะครับ
ขั้นตอนสุดท้ายก็จะเหมือนกันๆ กับการออกแบบแผ่นพื้นทางเดียวนั่นก็คือ เราจะนำค่าโมเมนต์ดัดออกแบบนี้ไปคำนวณหาปริมาณของเหล็กเสริม ซึ่งผมจำเป็นที่จะต้องขออนุญาตเพื่อนๆ เก็บเอาไว้เพื่อทำการอธิบายในครั้งต่อๆ ไปก็แล้วกันนะครับ มิเช่นนั้นอาจจะทำให้การโพสต์ในครั้งนี้มีความยืดยาวออกไปมากกว่านี้อีก ซึ่งผมก็แค่มีความกังวลว่า หากว่ามันยืดยาวมากจนเกินไปก็อาจจะกลายเป็นว่าเพื่อนๆ หลายๆ คนจะมองว่ามันน่าเบื่อจนเกินไปน่ะครับ
ในครั้งต่อไปผมจะขออนุญาตอธิบายและยกตัวอย่างถึงเรื่อง วิธีในการคำนวณออกแบบหาปริมาณของเหล็กเสริมในแผ่นพื้นทั้งแบบทางเดียวและสองทางจากการนำเอาค่าโมเมนต์ดัดออกแบบที่เราคำนวณได้แล้ว ทั้งนี้ก็เพื่อให้เพื่อนๆ ทุกคนได้รับทราบและทำความเข้าใจกันนะครับ หากว่าเพื่อนๆ ท่านใดที่มีความสนใจในหัวข้อๆ นี้เป็นพิเศษก็สามารถที่จะติดตามรับชมบทความนี้ของผมได้ในสัปดาห์หน้าครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#ความรู้เกี่ยวกับการออกแบบโครงสร้างเหนือและใต้ดิน
#ความรู้และการยกตัวอย่างถึงเรื่องเหล็กเสริมต้านทานต่อแรงดัดที่เกิดขึ้นในแผ่นพื้นสำหรับกรณีของแผ่นพื้นสองทาง
ADMIN JAMES DEAN
บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปัน ไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service) Certified by SGS (Thailand) Ltd.
บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด คือผู้ผลิตรายแรกและรายเดียวในไทย ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม มอก. 397-2524 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐาน มอก. การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม
รายการเสาเข็มภูมิสยาม
1. สี่เหลี่ยม S18x18 cm.
รับน้ำหนัก 15-20 ตัน/ต้น
2. กลม Dia 21 cm.
รับน้ำหนัก 20-25 ตัน/ต้น
3. กลม Dia 25 cm.
รับน้ำหนัก 25-35 ตัน/ต้น
4. กลม Dia 30 cm.
รับน้ำหนัก 30-50 ตัน/ต้น
(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)
☎ สายด่วนภูมิสยาม:
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
091-947-8945
081-634-6586
? Web:
bhumisiam.com
micro-pile.com
spun-micropile.com
microspunpile.com
bhumisiammicropile.com
