การคำนวณทางด้านกลศาสตร์โครงสร้าง (STRUCTURAL MECHANICS COMPUTATION หรือ SMC)
หัวข้อในวันนี้จะเกี่ยวข้องกันกับหัวข้อ การคำนวณทางด้านกลศาสตร์โครงสร้าง (STRUCTURAL MECHANICS COMPUTATION หรือ SMC) นะครับ
วันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการยก ตย พร้อมกับอธิบายหลักในการวิเคราะห์โครงสร้างคานรับแรงดัดที่ต้องรับแรงกระทำชนิดแผ่กระจายตัวแบบสม่ำเสมอ (DISTRIBUTED LOAD) ในรูปแบบที่มีความแตกต่างกันทั้ง 3 รูปแบบนี้ให้แก่เพื่อนๆ ทุกๆ คนได้รับทราบกันต่อจากโพสต์เมื่อวานนะครับ
วันนี้เราจะมาต่อกันที่คานในรูปกลางกันนะครับ ในรูปแบบๆ นี้จะเป็น นน ที่เกิดขึ้นใน แนวดิ่ง เหมือนกันกับในรูปเมื่อวาน และ เกิดจากการถ่าย นน มาลงบนโครงสร้างคานรับแรงดัดโดยตรงนั่นเองนะครับ เช่น นน ของโครงสร้างส่วนอื่นๆ หรือ นน ของงานระบบอื่นๆ ที่ถ่าย นน มาลงยังคานชุดนี้โดยตรง เป็นต้นครับ
ก่อนการวิเคราะห์โครงสร้างเราจะสามารถทำการตรวจสอบได้ว่าคานชนิดนี้มีค่า PARAMETER ที่เราทราบค่าอยู่ทั้งหมด 3 ค่า คือ
EQ.EQ. (EQUILOIBRIUM EQUATION) = 3 EQUATIONS
C (INTERNAL HINGES) = 0 Nos.
ดังนั้นคานๆ นี้จะมีค่า PARAMETER ที่เราทราบค่าอยู่ทั้งหมด 3 ค่า คือ
EQ.EQ + C = 3
และคานๆ นี้ก็จะมีค่า UNKOWN อยู่ทั้งหมด 3 ค่าด้วยกัน คือ
R (REACTIONS) = 3
ดังนั้นในเมื่อค่า PARAMETER ที่เรา ทราบค่า นั้นเท่ากันกับตัว UNKOWN ที่ ไม่ทราบค่าเหมือนกันกับกรณีของคานรูปเมื่อวานเลยนะครับ ก็จะถือได้ว่าโครงสร้างๆ นี้เป็นโครงสร้างคานที่มีสภาพอย่างง่าย เราจึงสามารถที่จะทำการวิเคราะห์โครงสร้างได้ด้วยหลักการทางด้านสถิตศาสตร์ (STATICALLY DETERMINATE BEAM) และยังถือว่าคานๆ นี้มีเสถียรภาพ (STABLE) ต่อการรับ นน ที่ดีเพียงพออีกด้วย
ดังนั้นการวิเคราะห์โครงสร้างคานดังรูปๆ นี้จะสามารถอาศัยสมการสมดุล (EQUILIBRIUM EQUATIONS) ทั้ง 3 ได้ คือ สมการสมดุลสำหรับโมเมนต์ (EQUILIBRIUM EQUATIONS OF MOMENTUM FORCES) สมการสมดุลสำหรับแรงกระทำในแนวดิ่ง (EQUILIBRIUM EQUATIONS OF VERTICAL FORCES) สมการสมดุลสำหรับแรงกระทำในแนวราบ (EQUILIBRIUM EQUATIONS OF HORIZONTAL FORCES) นะครับ
โดยหัวใจสำคัญในการวิเคราะห์โครงสร้างคานแบบนี้จะอยู่ที่การพิจารณาโครงสร้างภายในระนาบหลัก (GLOBAL AXIS) ของโครงสร้างทั้งระบบเหมือนเช่นรูปคานในโพสต์ของเมื่อวานนะครับ ดังนั้นจะพบว่าค่าแรงปฏิกิริยายาที่จุดรองรับต่างๆ นั้นจะสามารถคำนวณออกมาได้อย่างตรงไปตรงมาเลย
เราจะพบว่าค่าแรงปฏิกิริยาในแนวราบที่จุดรองรับ A นั้นก็จะมีค่าเท่ากับ 0 เหมือนกันกับโพสต์ของเมื่อวานเลยนะครับ สาเหตุนั่นเป็นเพราะว่าในโครงสร้างของเรานั้นไม่มีแรงในแนวราบเลย แต่ หากมาดูแรงภายในของโครงสร้างจะพบว่าในคานๆ นี้มีแรงตามแนวแกนด้วย ซึ่งแรงตามแนวแกนนี้เกิดจากการแตกแรงของค่าแรงปฏิกิริยา ณ จุดรองรับ ซึ่งสุดท้ายแล้วก็จะทำให้เกิดสภาวะสมดุลในโครงสร้างเหมือนกันกับรูปคานในโพสต์เมื่อวานเลยนะครับ
สุดท้ายพอทำการวิเคราะห์หาค่าแรงปฏิกิริยา ณ จุดรองรับ และ หาค่าแรงภายในต่างๆ ได้หมดแล้ว ต่อไปเราก็จะสามารถนำค่าแรงข้างต้นเหล่านี้ไปทำการเขียนแผนภาพแรงเฉือน (SHEAR FORCE DIAGRAM) และแผนภาพแรงดัด (BENDING MOMENT DIAGRAM) ได้ในที่สุดครับ
จะสังเกตได้ว่าคานในรูปวันนี้และรูปเมื่อวานจะเหมือนกันตรงที่แรงที่กระทำลงมานั้นจะมีเฉพาะแรงกระทำใน แนวดิ่ง เพียงเท่านั้น ซึ่งจากทั้ง 3 รูปจะพบว่ารูปแบบของ นน บรรทุกในรูปที่ 3 เท่านั้นที่จะทำให้โครงสร้างคานนั้นเกิดแรงในแนวราบขึ้น ดังนั้นในวันพรุ่งนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการยก ตย พร้อมกับอธิบายหลักในการวิเคราะห์โครงสร้างคานในรูปขวามือซึ่งเป็นรูปสุดท้ายให้แก่เพื่อนๆ ได้รับทราบกันนะครับ เพื่อนๆ ท่านใดสนใจก็สามารถที่จะติดตามกันได้นะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
