โมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด หรือ MOMENT OF INERTIA
สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
วันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการโพสต์และแชร์ความรู้เกี่ยวกับเรื่อง ปัญหาและเทคนิคในการทำงานก่อสร้างโครงสร้างประเภทต่างๆ มาฝากเพื่อนๆ ทุกคนนะครับ
เนื่องจากเมื่อไม่นานมานี้ได้มีเพื่อนท่านหนึ่งที่เป็นแฟนเพจที่น่ารักของพวกเราได้ให้ความกรุณาทำการสอบถามปัญหาเข้ามาข้อหนึ่งที่มีใจความว่า
“ขออนุญาตสอบถามครับ ในการทำโครงถัก ระหว่าง หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง กับ หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง อันไหนจะใช้งานได้ดีกว่ากันและเพราะอะไรครับ พอดีผมมีโครงการที่จะต่อเติมขยายบ้านกับร้านค้าและไม่ชอบที่มีเสาเยอะๆ เคยเห็นเขาทำแบบโครงถักแต่ไม่รู้รายละเอียดชนิดและขนาดเหล็กที่ใช้ เลยรบกวนสอบถามครับ ผมรอคำแนะนำอยู่นะครับ”
ก่อนอื่นเลยผมต้องขอขอบคุณแฟนเพจท่านนี้เสียก่อนที่ได้ให้ความกรุณาสอบถามปัญหากันเข้ามาและโดยส่วนตัวแล้วตัวของผมเองก็เชื่อเหลือเกินว่าเพื่อนๆ ของเราหลายๆ คนในเพจๆ นี้ก็น่าที่จะได้รับประโยชน์จากคำถามข้อนี้เช่นเดียวกันนะครับ
จริงๆ หากดูรายละเอียดของปัญหาข้อนี้ก็จะพบว่า ผมเคยได้ให้ความรู้แก่เพื่อนๆ ในประเด็นๆ นี้ไปเป็นที่เรียบร้อยแล้วแต่ไม่เป็นไรครับ ผมจะขอกล่าวซ้ำกันอีกสักรอบนั่นก็คือ หากว่าเราจะทำการเปรียบเทียบระหว่าง หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง กับ หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง ว่าชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กแบบใดเมื่อหน้าตัดนั้นๆ จะต้องทำหน้าที่รับแรงใดๆ ก็ตามที่มีขนาดและกระทำในทิศทางเดียวกัน หากว่าเราใช้หน้าตัดของเหล็กที่มีขนาดเท่าๆ กัน ซึ่งก็หมายความว่า ขนาดน้ำหนักของเหล็กที่ใช้นั้นก็จะมีค่าเท่าๆ กันด้วย หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง ย่อมที่จะมีประสิทธิภาพมากกว่า หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง นะครับ
นั่นเป็นเพราะ หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง จะมีค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด หรือ MOMENT OF INERTIA ที่มีค่าเท่าๆ กันในทุกๆ แกนรอบตัวของมันเอง ซึ่งค่าๆ นี้จะมีผลเป็นอย่างมากต่อการออกแบบและการคำนวณหาค่าความสามารถในการรับแรงต่างๆ ของหน้าตัดโครงสร้างเหล็ก เอาเป็นว่าไม่ต้องพูดเยอะให้เจ็บคอ เรามาดูตัวอย่างสั้นๆ ง่ายๆ กันสักข้อเลยก็แล้วกันครับ
ผมมี หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง และ หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง อยู่ 2 ชิ้นส่วน (ดูรูปที่ 1) หากดูในสี่เหลี่ยมสีแดง (ดูรูปที่ 2 และ 3) ก็จะพบว่า คุณสมบัติของหน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง และ หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง จะมีขนาดของพื้นที่หน้าตัดที่เท่าๆ กันนั่นก็คือประมาณ 9.89 CM^(2) นะครับ ดังนั้น
Ag (TUBE) = Ag (PIPE) = 9.89 CM^(2)
โดยที่หน้าตัดทั้งสองนี้จะมีความแตกต่างกันที่ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด โดยที่ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยรอบทุกๆ แกนของหน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวงนั้นจะมีค่า มากกว่า ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง เริ่มต้นจากค่าโมเมนต์ความเฉื่อยรอบแกน x ของหน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวงนั้นจะมีค่าเท่ากับ 319 CM^(4) ซึ่งจะมากกว่าค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดรอบแกน x ของหน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวงซึ่งจะมีค่าเท่ากับ 240 CM^(4) ดังนั้น
I x (TUBE) = 319 CM^(4) > I x (PIPE) = 240 CM^(4)
ต่อมาสำหรับค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดรอบแกน y ของหน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวงนั้นจะมีค่าเท่ากับ 122 CM^(4) ซึ่งจะมีค่ามากกว่าค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดรอบแกน y ของหน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวงอยู่เล็กน้อยซึ่งค่าๆ นี้จะมีค่าเท่ากับ 120 CM^(4) ดังนั้น
I y (TUBE) = 122 CM^(4) > I y (PIPE) = 120 CM^(4)
สุดท้ายก็คือ ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดรอบแกน z ของหน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวงนั้นจะมีค่าเท่ากับ 577 CM^(4) ซึ่งจะมากกว่าค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดรอบแกน z ของหน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวงซึ่งจะมีค่าเท่ากับ 120 CM^(4) ดังนั้น
I z (TUBE) = 577 CM^(4) > I z (PIPE) = 120 CM^(4)
หากว่าหน้าตัดเหล็กทั้ง 2 นี้ต้องทำหน้าที่รับ แรงกระทำตามแนวแกน ที่มีขนาดเท่ากับ 5000 KGF เมื่อเราทำการวิเคราะห์โครงสร้างและออกแบบหน้าตัด สิ่งหนึ่งที่เราต้องสนใจก็คือ ค่าอัตราส่วนการออกแบบ หรือ DESIGN RATIO (DR) ซึ่งหากว่าหน้าตัดใดๆ ที่จะสามารถนำไปใช้งานให้มีความปลอดภัยในเชิงความแข็งแรงทางด้านวิศวกรรมโครงสร้างได้จะต้องมีค่าๆ นี้ที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.00 เสมอ ดังนั้น
DR (SAFE) ≤ 1.00
ดังนั้นหากยิ่งค่า DR นี้มีค่าน้อยเท่าใดก็แสดงว่า หน้าตัดนั้นๆ ของเราก็จะมีประสิทธิภาพต่อการรับแรงกระทำนั้นๆ ที่มากสลับกัน ซึ่งผลจากการออกแบบก็คือ (ดูรูปที่ 4) ต่อให้เราจะกำหนดค่าโมเมนต์ความเฉื่อยรอบทุกๆ แกนของ หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง ให้มีค่ามากกว่าค่าโมเมนต์ความเฉื่อยรอบทุกๆ แกนของ หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง แต่ว่าสุดท้ายแล้วค่าอัตราส่วนการออกแบบของ หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง นั้นก็จะมีค่า DR เท่ากับ 0.450 ส่วนค่าอัตราส่วนการออกแบบของ หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง นั้นก็จะมีค่า DR เท่ากับ 0.275 ดังนั้น
DR (TUBE) = 0.450 > DR (PIPE) = 0.275
ซึ่งจากผลการออกแบบข้างต้นก็จะแสดงให้เราเห็นได้ว่า หน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวง นั้นจะมีประสิทธิภาพต่อการรับแรงกระทำตามแนวแกนที่มีค่าสูงกว่า หน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง นั่นเองครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#โพสต์ของวันอังคาร
#ปัญหาและเทคนิคในการทำงานก่อสร้างโครงสร้างประเภทต่างๆ
#อธิบายและยกตัวอย่างถึงประสิทธิภาพในการรับแรงกระทำระหว่างหน้าตัดเหล็กแบบกลมกลวงกับหน้าตัดเหล็กแบบสี่เหลี่ยมกลวง
ADMIN JAMES DEAN
Bhumisiam ภูมิสยาม
ผู้ผลิตรายแรก Spun MicroPile
1) ได้รับการรับรองระบบการจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย ตามมาตรฐาน ISO 45001:2018
2) ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐาน ISO 9001:2015
3) ได้รับมาตรฐาน ISO 9001:2015 UKAS ภายใต้การดูแลของ อังกฤษ
4) ได้รับมาตรฐาน ISO 9001:2015 NAC ภายใต้การดูแลของ สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม
5) ได้รับมาตรฐาน มอก. 397-2524 เสาเข็ม Spun MicroPile Dia 21, 25, 30 cm.
6) ผู้ผลิต Spun MicroPile ที่ได้รับ Endorsed Brand รับรองคุณภาพมาตรฐานจาก SCG
7) ผู้นำระบบ Computer ที่ทันสมัยผลิต เสาเข็ม Spun MicroPile
8) ลิขสิทธิ์เสาเข็ม Spun MicroPile
9) เทคโนโลยีการผลิต จากประเทศเยอรมัน
10) ผู้ผลิต Spun MicroPile แบบ “สี่เหลี่ยม”
11) การผลิตคอนกรีตและส่วนผสม ใช้ Program SCG-CPAC
เสาเข็ม สปันไมโครไพล์ ช่วยแก้ปัญหาได้เพราะ
1) สามารถทำงานในที่แคบได้
2) ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง
3) หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน
4) สามารถรับน้ำหนักได้ 20-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินแต่ละพื้นที่
5) สามารถตอกชิดกำแพง ไม่ก่อให้โครงสร้างเดิมเสียหาย
สนใจติดต่อสินค้า เสาเข็มสปันไมโครไพล์ มาตรฐาน มอก. โทร
☎ 082-790-1447
☎ 082-790-1448
☎ 082-790-1449
☎ 081-634-6586
