สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
หลังจากหลายๆ วันที่ผ่านมาเราวนเวียนกันอยู่ในเรื่องความรู้เกี่ยวกับการออกแบบโครงสร้าง คสล กันไปหลายเรื่องแล้ว วันนี้แอดมินจะนำเกร็ดความรู้เกี่ยวกับเรื่องการออกแบบโครงสร้างเหล็กมาฝากเพื่อนๆ บ้างนะครับ
เพื่อนๆ ที่เป็นวิศวกรหลายๆ ท่านคงจะทราบกันดีว่าในการออกแบบหน้าตัดเหล็กนั้น เราจะจำแนกหน้าตัดออกเป็น
(1) หน้าตัดรับแรงดึง
(2) หน้าตัดรับแรงอัด
(3) หน้าตัดรับแรงดัด
คำถามก็คือ หากหน้าตัดเกิดผสมผสานกันระหว่าง รับแรงดึงและแรงดัด กับ รับแรงอัดและแรงดัด พร้อมๆ กัน จะเกิดอะไรขึ้น ?
ผมขอเริ่มต้นที่โครงสร้าง รับแรงดึงและแรงดัด ก่อนนะครับ
เป็นที่ทราบกันดีว่าวัสดุที่เป็น เหล็ก จะมีความสามารถในการรับกำลังดึงและอัดได้ดี เมื่อรับแรงดึง ค่ากำลังจะใกล้เคียงกับกำลังครากที่ได้จากการทดสอบ เพียงแต่ว่า หากหน้าตัดต้องรับแรงอัด สิ่งที่เราต้องระมัดระวังก็ คือ เรื่องความชะลูดของหน้าตัด เพราะหน้าตัดของโครงสร้างเหล็กที่มีขายอยู่ตามท้องตลาดมัักจะเป็นหน้าตัดที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก ทำให้คุณสมบัติต่างๆ ของหน้าตัดมีค่าน้อยตามไปด้วย เนื่องด้วยเหตุผลหลายๆ อย่าง เช่น ต้องการให้ นน ของโครงสร้างเองนั้นมีค่าน้อย ต้องการให้เกิดความประหยัด ต้องการที่จะใช้กำลังของวัสดุได้อย่างคุ้มค่าสูงสุด เป็นต้น
ดังนั้นเมื่อหน้าตัดต้อง รับแรงดึงและแรงดัด พร้อมๆ กันเราจึงไม่ค่อยพบปัญหาเท่าใดนักครับ เพราะ กำลังของหน้าตัดนั้นอาจลดลงไปบ้างเนื่องจากเกิดการรวมกัน (COMBINED LOAD) ระหว่างค่าแรงดึงที่เกิดจากแรงดึงหลักในหน้าตัด และ แรงดึงที่เกิดจากแรงดัดในหน้าตัดนั่นเองครับ
ต่อมาเมื่อหน้าตัดต้อง รับแรงอัดและแรงดัด พร้อมๆ กันนะครับ
อย่างที่ผมเรียนไปตอนต้นเกี่ยวกับเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างค่าความชะลูดของหน้าตัดกับค่าความสามารถในการรับกำลังของหน้าตัดจะมีค่าที่แปรผกผันกันโดยตรง ดังนั้นใน AISC ได้กำหนดไว้ว่า (ดูรูปประกอบ)
เมื่อให้
fa เป็น ค่าหน่วยแรงอัดที่เกิดขึ้นในหน้าตัด
Fa เป็น ค่าหน่วยแรงอัดที่ยอมให้ของหน้าตัด
fbi เป็น ค่าหน่วยแรงดัดที่เกิดขึ้นรอบแกน i ในหน้าตัด
Fbi เป็น ค่าหน่วยแรงดัดที่ยอมให้รอบแกน i ของหน้าตัด
หากอัตราส่วนระหว่างค่า fa/Fa นั้นน้อยกว่า 0.15 เราจะสามารถตรวจสอบอัตราส่วนความสามารถในการรับกำลังของหน้าตัดได้โดยตรงจากสมการ
สำหรับคานหรือเสาที่รับแรงดัดแกนเดียว
fa/Fa + fb/Fb ต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.00
สำหรับคานหรือเสาที่รับแรงดัดสองแกน
fa/Fa + fbx/Fbx + fby/Fby ต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.00
ก็หวังเป็นอย่างยิ่งว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากเพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชนต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JD @ ภูมิสยามไมโครไพล์
