สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
วันนี้ผมจะมายก ตย การคำนวณการประมาณการขนาดหน้าตัดของคานสำหรับโครงสร้างรับแรงดัดเมื่อต้องใช้กับโครงสร้างที่มีลักษณะเป็น LONG SPAN ให้แก่เพื่อนๆ เพื่อดูเป็นแนวทางกันนะครับ
โดยวิธีการที่ผมนำมายก ตย จะอยู่ในหัวข้อที่ (3) ในโพสต์เมื่อวานนะครับ ก็คือเราใช้วิธีการโมเมนต์ความเฉือยเทียบเท่า หรือ EQUIVALENT MOMENT OF INERTIA ในการประมาณการค่าขนาดของหน้าตัด
ก่อนอื่นผมขอสมมติว่าโครงสร้างคานช่วงเดียวซึ่งมีความยาวช่วงเท่ากับ 14 m เมื่อทำการหาสัดส่วนความลึกน้อยที่สุดของคานจะมีค่าเท่ากับ
Tmon = L/16 = 14/16 = 0.88 m
เราจึงเลือกใช้ความลึกเท่ากับ T = 0.90 m
ความกว้างโดยประมาณจะอยู่ที่ T/3 = 0.30 m
ทำให้หน้าตัดนี้มี GROSS INERTIA เท่ากับ
Ig = (0.30)(0.9)^(3)/12 = 0.018225 m^(4)
ดังนั้นหากเราไม่สามารถใช้ขนาดหน้าตัดนี้ได้จริงๆ ซึ่งอาจเป็นเพราะความจำเป็นที่จะต้องทำการออกแบบให้หน้าตัดมีความลึกที่น้อยกว่านี้ด้วยเหตุผลทางด้านงานสถาปัตยกรรม เราก็จำเป็นต้องคำนวณให้หน้าตัดคานของเราเป็นคานกว้าง หรือ BAND BEAM นะครับ
กรณีที่ (1) หากเราเลือกใช้เป็นระบบพื้นหล่อในที่
หากเลือกระบบพื้นเป็นแบบนี้ เราจะสามารถคิดผลของคอนกรีตที่ใช้ในการเทพื้นหล่อในที่เพื่อที่จะให้คานนั้นมีรูปทรงเป็นลักษณะ T BEAM ได้นะครับ
โดยดูจากรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าหากกำหนดให้ท้องของคานมีความกว้างเท่ากับ 1.50 m ความลึกของหน้าตัดคานทั้งหมด (เมื่อรวมส่วนที่เป็นพื้นหล่อในที่ด้วย) จะต้องการประมาณ 0.50 m ซึ่งหมายความว่าหากตามที่ผมสมมติว่าพื้นมีความหนาเท่ากับ 0.10 m ส่วนท้องคานที่จะโชว์ให้เห็นจึงมีขนาดพียง 0.40 m เท่านั้นเองครับ
กรณีที่ (2) หากเราเลือกใช้เป็นระบบพื้นสำเร็จรูป
หากเลือกระบบพื้นเป็นแบบนี้ เราไม่ควรคิดผลของคอนกรีตที่ใช้ในการเท TOPPING พื้น สำเร็จรูปได้นะครับ เพราะ ว่าคอนกรีตและพื้นสำเร็จรูปจะไม่มีความเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งจะแตกต่างจากในกรณีที่ (1) ดังนั้นหากต้องออกแบบให้เป็นคานที่ใช้วางพื้นสำเร็จรูป เราอาจต้องทำการออกแบบให้คานมีรูปทรงเป็น T BEAM คว่ำ ซึ่งจะมีส่วนที่คล้ายๆ บ่าที่ทำเอาไว้เพื่อใช้วางตัวพื้นสำเร็จรูปด้วยนะครับ ทั้งนี้ก็เพราะเราต้องการ DEPTH ในส่วนของคานนี้ให้เกิดขึ้นมากที่สุดนั่นเอง
โดยดูจากรูปที่ 2 จะเห็นได้ว่าหากกำหนดให้ท้องของคานมีความกว้างเท่ากับ 1.50 m ความลึกของหน้าตัดคานทั้งหมด (เมื่อรวมส่วนที่เหนือบ่าเพื่อที่จะใช้รับพื้นสำเร็จรูปด้วย) จะต้องการประมาณ 0.60 m ซึ่งหมายความว่าหากตามที่ผมสมมติว่าพื้นสำเร็จรูปมีความหนาเท่ากับ 0.10 m ส่วนท้องคานที่จะโชว์ให้เห็นจึงมีขนาดเท่ากับ 0.50 m นะครับ
อย่างที่ผมเรียนไปในโพสต์ที่แล้วนะครับว่าในการออกแบบคานกว้าง หรือ BAND BEAM นั้นจำเป็นต้องดูรายละเอียดอื่นๆ ซึ่งจะเพิ่มเติมจากการออกแบบคานธรรมดาอยู่ 2-3 ประเด็นนะครับ มิเช่นนั้นจะถือว่าการออกแบบคานกว้างของเรานั้นจะยังขาดการคำนึงถึงสภาวะการใช้งานจริงๆ ที่คานอาจจะต้องเผชิญด้วย ซึ่งนั่นอาจจะนำมาซึ่งปัญหาในการทำงานและใช้งานตัวโครงสร้างของเพื่อนๆ ด้วยนะครับ
สรุปนะครับ จะเห็นได้ว่าในการเลือกใช้ระบบของแผ่นพื้นจะมีส่วนอย่างมากต่อการออกแบบโครงสร้างที่เป็น LONG SPAN นะครับ ซึ่งจาก ตย ที่ได้ยกให้ดูนี้จะเห็นได้ว่าความต่างกันของทั้สองระบบนี้มีค่ามากถึง 10 cm
ดังนั้นเมื่อเพื่อนๆ ต้องทำการออกแบบหน้าตัดคานในโครงสร้างที่มีความยาวช่วงมากๆ ก็สามารถนำหลักการนี้ไปใช้ได้นะครับ ขอเพียงแต่เรามีความรู้และความเข้าใจในประเด็นเหล่านี้ให้ครบถ้วนเพียงพอระครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN
