สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
หัวข้อในวันนี้จะเกี่ยวข้องกันกับหัวข้อ การออกแบบงานวิศวกรรมโครงสร้าง คอนกรีต (STRUCTURAL CONCRETE ENGINEERING DESIGN หรือ SCE) นะครับ
เนื่องจากที่ผ่านมานั้นผมมักที่จะได้รับคำถามจากเพื่อนๆ ของผมมาอยู่อย่างตลอดต่อเนื่องว่า “เพราะเหตุใดโครงสร้าง คอร จึงมีความแข็งแรงมากกว่าโครงสร้าง คสล ?” หรือ “อยากให้ผมอธิบายว่ากลไกใดคือกลไกหลักของการที่ทำให้โครงสร้าง คอร นั้นมีความแข็งแรงมากกว่าโครงสร้าง คสล ?” วันนี้ผมจึงจะขออนุญาตมาแชร์ความรู้เกี่ยวกับประเด็นๆ นี้กันนะครับ
กลไกหลักๆ ที่ทำให้โครงสร้าง คอร นั้นมีความแข็งแรงมากกว่าโครงสร้าง คสล ก็คือ การที่เราใส่ (INSERT) ตัวแรงจากภายนอก (EXTERNAL FORCE) เข้าไปในตัวโครงสร้างนั่นเองนะครับ
ในที่นี้ผมจะขออธิบายให้เห็นภาพกันง่ายๆ แบบไม่วิชาการอะไรมากนักก็แล้วกันนะครับ เพื่อนๆ จะได้นึกภาพตามกันออกก็แล้วกันนะครับ
หากดูรูปภาพรูปบนซึ่งเป็นโครงสร้างคาน คสล ทั่วๆ ไป แบบช่วงเดียว ที่ไม่ได้รับการอัดแรง จะพบว่าเมื่อคาน คสล นี้ต้องรับ นน บรรทุกใช้งานเพิ่มขึ้นไปเรื่อยๆ จนถึงจุดๆ หนึ่งจะทำให้คานนั้นเกิด แรงเค้นดึง และ แรงเค้นอัด ทั้งที่ ขอบล่าง และ ขอบบน ของหน้าตัดตามลำดับ ซึ่งเราทราบดีว่า คอนกรีต นั้นรับ แรงดึง ได้ไม่ดีเลย เมื่อถึงจุดๆ นั้นจะทำให้หน้าตัดเดิมของเราเริ่มแตกร้าวที่ขอบล่าง ดังนั้นหน้าตัดที่เกิดการแตกร้าวย่อมที่จะมีค่า โมเมนต์ความเฉือย ที่มีค่าน้อยกว่าหน้าตัดเดิมที่ไม่แตกร้าวที่มีค่า โมเมนต์ความเฉื่อยแบบไม่แตกร้าว จึงสามารถสรุปได้ง่ายๆ ว่า
I section = I cracked < I uncracked
เมื่อค่า โมเมนต์ความเฉื่อย มีค่าลดลงไปจากเดิมก็จะทำให้ค่าโก่งตัวของคานมีค่าสูงมากยิ่งขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นการที่จะทำให้คานๆ นี้ไม่เกิด หน้าตัดแตกร้าว จึงเป็นกลไกหลักของทำให้หน้าตัดนั้นมีความสามารถในการรับ นน และ สภาวะการโก่งตัว ที่เหมาะสมได้ จึงเป็นที่มาของการคิดค้นกระบวนการ คอร นะครับ
หากดูรูปภาพรูปล่างซึ่งเป็นโครงสร้างคาน คอร แบบช่วงเดียว ที่ได้รับการอัดแรง จะพบว่าเมื่อคาน คอร นี้ต้องรับ นน บรรทุกใช้งานเพิ่มขึ้นไปเรื่อยๆ หากเราทำการอัดแรงภายนอกเข้าไปในปริมาณที่มากเพียงพอ และ ต้องใส่แมรงภายนอกนี้เข้าไปในตำแหน่งที่ถูกต้องด้วย ก็จะทำให้คานนั้นเกิด แรงเค้นดึงที่น้อยลง และ แรงเค้นอัดที่เพิ่มมากขึ้น ทั้งที่ ขอบล่าง และ ขอบบน ของหน้าตัดตามลำดับ นั่นเป็นเพราะเราทราบดีว่า คอนกรีต นั้นรับ แรงดึง ได้ไม่ดี และ รับแรงอัดได้ค่อนข้างดีมากๆ ดังนั้นเมื่อเราควบคุมปริมาณความเค้นดึงไม่ให้เกินค่าความเค้นดึงที่ยอมให้ของหน้าตัด หน้าตัดก็จะไม่เกิดการแตกร้าวขึ้น ก็จะทำให้มีค่า โมเมนต์ความเฉือยแบบหน้าตัดไม่แตกร้าวนั่นเองครับ เราจึงสามารถที่จะสรุปได้ว่า
I cracked < I section = I uncracked
นี่เองคือเหตุผลหลักๆ ว่า เพราะ เหตุใดจึงทำให้หน้าตัดของโครงสร้าง คอร นั้นจึงมีความแข็งแรง สามารถที่จะ รับ นน บรรทุก และ ต้านทางการโก่งตัว ที่มากกว่าหน้าตัดของโครงสร้าง คสล นะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆน้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN