“ฝากคำถาม-เราจะมาตอบให้” แรงเฉือนโดยตรง

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

ในทุกๆ วันศุกร์ (แห่งชาติ) แบบนี้ ผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะได้มาพูดคุยและเสวนากันถึงหัวข้อ “ฝากคำถาม-เราจะมาตอบให้” นะครับ

อย่างที่ผมได้รับปากกับเพื่อนๆ ไว้เมื่อในสัปดาห์ก่อนหน้านี้แล้วว่าวันนี้ผมจะมาทำการยกตัวอย่างการออกแบบโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล หรือ RC CORBEL ให้แก่เพื่อนๆ ทุกๆ คนได้ทำความเข้าใจถึงวิธีในการคำนวณออกแบบเหล็กเสริมเพื่อใช้ในการต้านทานแรงเฉือนเสียดทานให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งผมก็จะขออ้างอิงไปที่มาตรฐานการออกแบบ EIT-10104-58 และ ACI318 เป็นหลัก ดังนั้นก่อนอื่นเราจะมาดูปัญหาที่ผมจะนำเอามาใช้เป็นตัวอย่างในวันนี้ก่อนนะครับ

ผมมีโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล ที่จะถูกก่อสร้างโดยการหล่อขึ้นจากคอนกรีตชนิดธรรมดาทั่วๆ ไปซึ่งจะมีความเป็นเนื้อเดียวกันซึ่งจะมีขนาดของความกว้างหรือค่า b เท่ากับ 400 MM หรือ 40 CM และมีมิติต่างๆ ดังรูปที่แสดงอยู่ในรูปซึ่งจะต้องทำหน้าที่ในการรับแรงกระทำในแนวดิ่งแบบเพิ่มค่าแล้วหรือ VERTICAL FACTORED LOAD หรือค่า Nu มีค่าเท่ากับ 50 TONS และแรงกระทำในแนวนอนแบบเพิ่มค่าแล้วหรือ HORIZONTAL FACTORED LOAD หรือค่า Hu มีค่าเท่ากับ 15 TONS หากผมกำหนดให้ค่ากำลังอัดประลัยของคอนกรีตจากตัวอย่างรูปทรงกระบอกมาตรฐานที่อายุ 28 วัน หรือค่า fc’ มีค่าเท่ากับ 280 KSC และใช้เหล็กเสริมข้ออ้อยที่มีกำลังดึงที่จุดครากหรือค่า fy มีค่าเท่ากับ 4000 KSC เราจะมาทำการออกแบบรายละเอียดต่างๆ ของเหล็กเสริมที่จะใช้ในโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล นี้กันนะครับ

ก่อนอื่นเรามาตรวจสอบดูขนาดและมิติต่างๆ ของโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล กันก่อนว่าใช้ได้หรือไม่ เริ่มต้นจากค่าความลึกทั้งหมดก่อนหรือค่า T1 ซึ่งจะมีค่าเท่ากับ 600 MM หรือ 60 CM ต่อมาคือระยะความลึกประสิทธิผลหรือค่า d บ้างซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ
d ≤ 0.90×T1
d ≤ 0.90×60
d ≤ 54 CM
d ≈ 50 CM

ต่อมาก็คือระยะความลึกที่ริมด้านนอกของโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล หรือค่า T2 ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ 300 MM หรือ 30 CM ซึ่งจะต้องมีค่ามากกว่าค่าครึ่งหนึ่งของระยะ d ใช่หรือไม่ ซึ่งพบว่าใช้ได้หรืออาจจะเขียนให้อยู่ในรูปของสมการได้ว่า
T2 = 30 CM ≥ d/2 = 25 CM <<OK>>

ต่อมาคือการตรวจสอบสัดส่วนระว่างระยะของการรับแรงในแนวดิ่งหรือระยะ a ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ 250 MM หรือ 25 CM ต่อระยะ d ว่ามีค่าน้อยกว่า 1.00 ใช่หรือไม่ ซึ่งพบว่าใช้ได้หรืออาจจะเขียนให้อยู่ในรูปของสมการได้ว่า
a/d = 25/50 = 0.50 < 1.00 <<OK>>

สุดท้ายก็คือการตรวจสอบว่าค่าของแรงกระทำในแนวดิ่งแบบเพิ่มค่าแล้วของเรานั้นมีค่ามากกว่าค่ามากที่สุดที่ยอมให้เกิดขึ้นได้ในโครงสร้างหรือไม่ ซึ่งอาจจะเขียนให้อยู่ในรูปของสมการได้ว่า
Nmax1 = 0.20×fc’×b×d
Nmax1 = 0.20×280×40×50/1000
Nmax1 = 112 TONS
และ
Nmax2 = 56×b×d
Nmax2 = 56×40×50/1000
Nmax2 = 112 TONS

ดังนั้น
Nmax = MINIMUM( Nmax1 , Nmax2)
Nmax = MINIMUM( 112 TONS , 112 TONS)
Nmax = 112 TONS

ทำให้ในที่สุดค่า Nmax จึงถูกควบคุมอยู่ที่ค่า 112 TONS และจะมีค่าที่มากกว่าค่า Nu ซึ่งมีค่าเท่ากับ 50 TONS ดังนั้นจึงพอสรุปได้ว่าขนาดและมิติในเบื้องต้นนั้นพบว่าโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล ของเรานั้นใช้ได้ ดังนั้นเรามาลุยในส่วนของการออกแบบรายละเอียดต่างๆ ของเหล็กเสริมกันเลยนะครับ
เราจะเริ่มต้นทำการคำนวณหาปริมาณของเหล็กเสริมที่จะทำหน้าที่ต่างๆ ในโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล กันก่อน ผมขอทำการคำนวณหาค่า Ah กันก่อนเลยก็แล้วกัน ซึ่งสามารถคำนวณหาได้จาก
Ah = Hu / (Ø×fy)
Ah = 15x1000 / (0.85×4000) = 4.42 CM^(2) ■

ผมจะขอทำการคำนวณหาค่าปริมาณของเหล็กเสริมที่จะใช้ต้านทานค่าแรงเฉือนเสียดทานเนื่องจากค่าแรง Nu ซึ่งเราอาจจะเรียกเหล็กเสริมนี้ได้ว่าเหล็กเสริม Anf ก็ได้ ทั้งนี้เนื่องจากการที่โครงสร้างแป้นหูช้าง คสล โครงสร้างนี้จะถูกทำการก่อสร้างโดยการหล่อขึ้นจากคอนกรีตชนิดธรรมดาทั่วๆ ไปซึ่งจะมีความเป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นเราจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเท่ากับ 1.4 ได้ สุดท้ายแล้วค่า Anf นั้นจะสามารถทำการคำนวณหาได้จาก
Anf = Nu/(Ø×μ×fy)
Anf = 50×1000/(0.85×1.4×4000)
Anf = 10.51 CM^(2) ■

ต่อมาเราจะสามารถทำการคำนวณหาค่าแรงโมเมนต์ดัดที่กระทำที่ตำแหน่งวิกฤติของโครงสร้างแป้นหูช้าง คสล กันบ้าง ซึ่งสามารถคำนวณหาได้จาก
Mu = Nu×a + Hu×(T ‒ d)
Mu = 50×25 + 15×(60 ‒ 50)
Mu = 1400 TONS-CM
ตรวจสอบค่า As,max จาก
m = fy/(0.85×fc’)
m = 4000/(0.85×280
m = 16.81

เมื่อค่า fc’ มีค่าไม่เกิน 280 KSC ดังนั้นค่า β1 จึงมีค่าเท่ากับ 0.85 ดังนั้น
As,max = 0.50×b×d×Pbalance
As,max = 0.50×b×d×β1×6120/[m×(6120+fy)] As,max = 0.50×40×50×0.85×6120/[16.81×(6120+4000)] As,max = 30.58 CM^(2)

ทำให้เหล็กเสริมหลักหรือ Asm ก็จะมีค่าเท่ากับ
Asf = b×d/m×{ 1‒√(1‒2×m×Mu/[Ø×b×d^(2)×fy]) }
Asf = 40×50/16.81×{ 1‒√(1‒2×16.81×1400×1000/[0.85×40×50^(2)×4000]) }
Asf = 8.55 CM^(2) ■

จะพบว่าค่า Asf ที่คำนวณออกมาได้นั้นจะมีค่าที่น้อยกว่าค่า As,max จึงถือว่าใช้ได้ ดังนั้นเราจะสามารถทำการคำนวณหาค่าปริมาณของเหล็กเสริมหลักหรือค่า Asm ได้จากค่ามากที่สุดระหว่าง 3 กรณีดังต่อไปนี้
Asm1 = Ah + Asf
Asm1 = 4.42 + 8.55
Asm1 = 12.97 CM^(2) □
Asm2 = Ah + 2×Anf/3
Asm2 = 4.42 + 2×10.51/3
Asm2 = 11.43 CM^(2) □
และ
Asm3 = 0.04×fc’×b×d/fy
Asm3 = 0.04×280×40×50/4000
Asm3 = 5.6 CM^(2) □
ดังนั้น
Asm = MAXIMUM( Asm1 , Asm2 , Asm3 )
Asm = MAXIMUM( 12.97 CM^(2) , 11.43 CM^(2) , 5.6 CM^(2) )
Asm = 12.97 CM^(2) ◄

จะเห็นได้ว่าค่า Asm นั้นจะถูกควบคุมอยู่ที่ค่ามากที่สุดระหว่างทั้ง 3 ค่าข้างต้น ดังนั้นเราจะเลือกใช้งานเหล็กข้ออ้อยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับ 20 MM จำนวน 5 เส้น ดังนั้นขั้นตอนสุดท้ายคือ เราจะทำการคำนวณหาเหล็กเสริมแบบวงปิดหรือ Ash ซึ่งจะทำหน้าที่โอบรัดเหล็กเสริมหลัก Asm เอาไว้ ซึ่งก็จะสามารถทำการคำนวณหาได้จากค่ามากที่สุดระหว่าง 2 กรณีดังต่อไปนี้
Ash1 = Asf / 2
Ash1 = 8.55 / 2
Ash1 = 4.28 CM^(2)
และ
Ash2 = Anf / 3
Ash2 = 10.51 / 3
Ash2 = 3.51 CM^(2)
ดังนั้น
Ash = MAXIMUM( Ash1 , Ash2 )
Ash = MAXIMUM( 4.28 CM^(2) , 3.51 CM^(2) )
Ash = 4.28 CM^(2) ◄

จะเห็นได้ว่าค่า Ash นั้นจะถูกควบคุมอยู่ที่ค่ามากที่สุดระหว่างทั้ง 2 ค่าข้างต้น ดังนั้นเราจะเลือกใช้งานเหล็กข้ออ้อยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับ 12 MM จำนวน 4 เส้น ทั้งนี้เราจะต้องทำการเสริมเจ้าเหล็กเสริม Ash นี้ให้อยู่ภายในระยะเศษ 2 ส่วน 3 ของระยะ d จากผิวด้านบน ซึ่งจะมีค่าเท่ากับ 33 CM ดังนั้นผมจะทำการกำหนดให้ระยะดังกล่าวนี้ค่าเท่ากับ 30 CM โดยที่จะให้เหล็กเสริม Ash นี้ทำหน้าที่ในการรัดรอบเหล็กเสริมหลักเอาไว้ ซึ่งเพื่อนๆ สามารถที่จะรายละเอียดต่างๆ ของการเหล็กเสริมได้จากรูปทางด้านขวามือที่ผมได้แนบเอาไว้ในโพสต์ๆ นี้ได้นะครับ

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#โพสต์วันศุกร์
#ฝากคำถามแล้วเราจะมาตอบให้
#แรงเฉือนโดยตรง
#5
ADMIN JAMES DEAN

Bhumisiam (ภูมิสยาม)

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปันไมโครไพล์ 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)

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile และเสาเข็มไอไมโครไพล์ I Micropile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐานเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กแบบแรงเหวี่ยง มอก.397-2562 และมาตรฐานเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงหล่อสำเร็จ มอก.396-2549 การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน ทดสอบการรับน้ำหนักโดยวิธี Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

สอบถามเพิ่มเติมได้ 24ชม. ทุกวันค่ะ
☎️ 082-790-1447
☎️ 082-790-1448
☎️ 082-790-1449
☎️ 091-9478-945
☎️ 091-8954-269
☎️ 091-8989-561
📲 https://lin.ee/hum1ua2
📥 https://m.me/bhumisiam