สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
หัวข้อในวันนี้จะเกี่ยวข้องกันกับหัวข้อ การออกแบบวิศวกรรมงานดินและฐานราก (GEOTECHNICAL & FOUNDATION ENGINEERING DESIGN หรือ GFE) นะครับ
สืบเนื่องจากในหลายๆ โพสต์ก่อนหน้านี้ผมเคยทำการอธิบายไปในหลายๆ โอกาสมากๆ ถึงวิธีการแก้ปัญหาโดยการทำ TIED BEAM เมื่อเพื่อนๆ ต้องประสบพบเจอกับเหตุการณ์การตอกเสาเข็มแล้วเกิดเยื้องศูนย์ออกไปจากค่ามาตรฐานที่ยอมรับได้ แต่ ผมพบว่ายังมีเพื่อนๆ อีกจำนวนไม่น้อยที่ยังคงไม่เข้าใจถึงเหตุผลว่าเหตุใดการทำ TIED BEAM จึงช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวได้ ในวันนี้ผมจึงอยากจะขออนุญาตมาทำการอธิบายถึงประเด็นๆ นี้โดยอาศัยรูปภาพประกอบคำอธิบาย หวังว่าน่าที่จะสร้างความเข้าใจแก่เพื่อนๆ ได้เพิ่มมากยิ่งขึ้นนะครับ
รูปภาพประกอบในรูป A ที่ผมนำมาฝากๆ เพื่อนๆ ในวันนี้เป็นรูปภาพในกรณีที่ฐานรากของเรานั้นเป็นฐานรากเดี่ยว หรือ ที่เรานิยมเรียกกันว่า F1 นะครับ ซึ่งเพื่อนๆ จะเห็นได้จากในรูปๆ นี้ว่าสำหรับกรณีนี้ฐานราก F1 ของเรานั้นไม่สามารถที่จะรับโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นได้ ซึ่งอาจเนื่องด้วยหลายๆ สาเหตุ เช่น เสาเข็มไม่ได้รับการออกแบบมาให้รับโมเมนต์ดัด ขนาดความหนาของฐานรากนั้นน้อยเกินไปจึงทำให้ RIGIDITY ของโครงสร้างไม่เพียงพอ ระยะอมของเสาเข็มในฐานรากที่ออกแบบนั้นกำหนดให้มีระยะที่ค่อนข้างน้อยจึงทำให้โครงสร้างไม่สามารถรับโมเมนต์ที่เกิดขึ้นได้ เป็นต้นนะครับ ดังนั้นสำหรับกรณีแบบนี้เราจะพบว่าเมื่อทำการจำลองโครงสร้างโดยใช้ลักษณะของฐานรากที่มีรายละเอียดเป็นดังนี้ เราต้องทำการออกแบบให้ฐานรากนั้นเป็นจุดรองรับแบบยึดหมุน (PINNED SUPPORT) ซึ่งเราทราบดีว่าจุดรองรับแบบนี้จะมีเฉพาะแรงในแนวดิ่ง (Ny) และแรงในแนวราบ (Nx) เพียงเท่านั้น โดยที่โมเมนต์ดัดจะมีค่าเท่ากับ 0
รูปภาพประกอบในรูป B คือ ในกรณีที่การตอกเสาเข็มนั้นเกิดการเยื้องศูนย์ออกไปมากกว่าระยะเยื้องศูนย์ที่ยอมให้ แต่ ตัวตอม่อของเรายังคงตำแหน่งเดิมตามแบบสถาปัตยกรรม และ เราไม่ทำการใส่ TIED BEAM เข้าไป จะพบว่าระยะเยื้องศูนย์ที่เกิดขึ้นจะมีค่าเท่ากับระยะ e ดังนั้นค่าเราจะพบว่า ณ จุดรองรับของเราจะมีทั้งแรงในแนวดิ่ง หรือ N1 และแรงโมเมนต์ดัดที่เกิดจากการเยื้องศูนย์ของแรงในแนวดิ่ง หรือ (N1)(e) ซึ่งจากสมมติฐานของจุดรองรับแบบนี้เราทราบดีว่าค่าโมเมนต์ดัดจะต้องมีค่าเท่ากับ 0 ดังนั้นกรณีแบบนี้จะทำให้ฐานรากของเราขาดเสถียรภาพไปเนื่องจากว่าไม่สามารถที่จะรับแรงภายในที่กระทำมาจากโครงสร้างด้านบนลงมายังจุดรองรับได้นะครับ
รูปภาพประกอบในรูป C คือ ในกรณีที่การตอกเสาเข็มนั้นเกิดการเยื้องศูนย์ออกไปมากกว่าระยะเยื้องศูนย์ที่ยอมให้ แต่ ตัวตอม่อของเรายังคงตำแหน่งเดิมตามแบบสถาปัตยกรรม แต่ ในครั้งนี้เราทำการใส่ TIED BEAM เข้าไปด้วย จะพบว่าการใส่ TIED BEAM เข้าไปจะเป็นการเปลี่ยนสภาพของจุดรองรับให้มีเสถียรภาพที่สูงขึ้น โดยทำให้จุดรองรับนั้นกลายสภาพเป็นคานช่วงเดียวอย่างง่าย หรือ ที่เรานิยมเรียกกันง่ายๆ ว่า SIMPLE BEAM และ เมื่อจุดรองรับของเรากลายสภาพเป็น SIMPLE BEAM ก็จะพบว่าค่าโมเมนต์ดัดที่จุดรองรับก็หายไป หรือ มีค่าเท่ากับ 0 นะครับ ดังนั้นกรณีแบบนี้จะทำให้ฐานรากของเรามีเสถียรภาพที่ดีเพียงพอสามารถที่จะรับแรงภายในที่กระทำมาจากโครงสร้างด้านบนลงมายังจุดรองรับได้นั่นเองนะครับ
สุดท้ายนี้ผมอยากที่จะขอฝากกันเอาไว้สักนิดนึงเมื่อเพื่อนๆ จำเป็นต้องใช้ TIED BEAM ในการแก้ปัญหาเรื่องฐานรากนั้นเกิดการเยื้องศูนย์นั่นก็คือ ค่าแรงปฏิกิริยาของจุดรองรับจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย โดยเฉพาะในฐานรากต้นที่เราทำการดึง TIED BEAM เข้าไปช่วยเสาเข็มต้นที่เกิดการเยื้องศูนย์ออกไป กล่าวคือ เดิม ค่าแรงปฏิกิริยาที่เสาเข็มต้นนี้จะต้องเท่ากับ
R2 = N2
เมื่อเราทำการใส่ TIED BEAM เข้าไปค่าแรงปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นกลายเป็น
R2 = N1 + N2 – R1
โดยที่
R1 = (N1)(e’)/(e+e’)
ดังนั้นเพียงแค่เราทำการตรวจสอบดูเสียก่อนว่า ค่าแรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น ณ จุดรองรับนี้ยังไม่เกินค่า SAFE LOAD ที่เสาเข็มจะสามารถรับได้อยู่ หรือ ไม่ เพียงเท่านี้เราก็จะสามารถใช้ TIED BEAM ในการแก้ปัญหาโครงสร้างของเราได้ด้วยความสบายใจแล้วละครับ
เป็นยังไงบ้างครับ ผมเชื่อว่ารูปภาพที่ผมสร้างขึ้นมาเพื่อทำการอธิบายกลไกการทำงานของ TIED BEAM นี้น่าที่จะช่วยทำให้เพื่อนๆ หลายๆ ท่านนั้นเกิดความเข้าใจและคลายความสงสัยในประเด็นๆ นี้ไปได้นะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆน้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN