การวิเคราะห์และการประเมินโครงสร้างคาน (BEAM)

สวัสดีตอนบ่ายกันอีกเช่นเคยครับ วันนี้ Mr.เสาเข็ม ก็มาพร้อมกับ สาระความรู้ดีดีเกี่ยวกับการก่อสร้างและวิศวกรรม วันนี้จะเป็นเรื่อง การวิเคราะห์และการประเมินโครงสร้างคาน (BEAM)

คาน (beam)22196115_1527810310598422_5289613307747556200_nคาน (beam)คาน (beam)

โดยสมมติฐานของการวิเคราะห์คานนั้นเกือบที่จะเหมือนกับโครงสร้างโครงถักนะครับ คือ ถึงแม้ว่าคานจะเป็นโครงสร้างที่ต้องรับแรงดัดเป็นหลัก แต่ ตัวคานจะมีเสถียรภาพอยู่ได้นั้นจะต้องสามารถต้านทานต่อโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นภายใน (INTERNAL MOMENT) ตัวระบบโครงสร้างของคานเองได้ด้วยนะครับ

หากว่าเรามีสมการตัวที่เราไม่ทราบค่า (UNKNOWN VALUES) น้อยกว่า ตัวแปรที่เราทราบค่า (KNOWN VALUES) แสดงว่าโครงสร้างจะไร้ซึ่งเสถียรภาพ (INSTABILITY) นะครับ

หากว่าเรามีสมการตัวที่เราไม่ทราบค่า (UNKNOWN VALUES) เท่ากันกับ ตัวแปรที่เราทราบค่า (KNOWN VALUES) แสดงว่าโครงสร้างจะมีเสถียรภาพเพียงพอ (STABLE) และ สามารถวิเคราะห์ได้ด้วยวิธีอย่างง่าย (DETERMINATE) นะครับ

หากว่าเรามีสมการตัวที่เราไม่ทราบค่า (UNKNOWN VALUES) มากกว่า ตัวแปรที่เราทราบค่า (KNOWN VALUES) แสดงว่าโครงสร้างจะมีเสถียรภาพเพียงพอ (STABLE) แต่ ต้องทำการวิเคราะห์ด้วยวิธีอย่างยาก (INDETERMINATE) นะครับ

สำหรับคานนั้นตัวแปรที่เราไม่ทราบค่า (UNKNOWN VALUES) จะได้แก่ แรงปฏิกิริยายา ที่จุดรองรับนะครับ หรือ ค่า r ซึ่งจุดรองรับแต่ละชนิดก็จะมีค่า r ที่แตกต่างกันออกไป ดังนั้นค่าที่เราไม่ทราบทั้งหมดจะมีค่าเท่ากับผลรวมทั้งหมดของ r นะครับ

สำหรับตัวแปรที่เราทราบค่า (KNOWN VALUES) จะได้แก่ สมการสมดุล หรือ EQ.EQ. (EQUILIBRIUM EQUATIONS) ซึ่งมีสมการสมดุลใน แนวดิ่ง แนวราบ และ โมเมนต์ดัด ทั้งหมดเท่ากับ 3 สมการ และ สมการแรงภายใน หรือค่า C เท่ากับ 1 สมการ ต่อ 1 จุดต่อ ดังนั้นค่าที่เราทราบทั้งหมดจะมีค่าเท่ากับผลรวมของค่า EQ.EQ + C นะครับ

โดยหากเรียบเรียงประโยคข้างต้นเสียใหม่ เราอาจจะทำการเขียนใหม่ได้ว่า

r < EQ.EQ + C (UNSTABLE)
r = EQ.EQ + C (STABLE & DETERMINATE)
r > EQ.EQ + C (STABLE & INDETERMINATE)

หากดูรูปประกอบจะพบว่าผมได้ทำรูปภาพ FREE BODY ของคานที่แสดงแผนภาพการถ่าย นน ของคาน ทั้งนี้ก็เพื่อให้เพื่อนๆ สามารถที่จะเข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้นด้วยนะครับ

ผมแบ่งรูปภาพออกเป็นทั้งหมด 4 ภาพด้วยกันนะครับ เริ่มตั้งแต่ A B C และ D เราจะมาดู ตย เหล่านี้ทีละรูปๆ ก็แล้วกันนะครับ

ในรูปที่ 1 เป็นคำอธิบายคาน (A) ในรูปนี้คานนั้นเป็นคานอย่างง่าย (คานนี้จะถูกทำขึ้นจากวัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันตลอดความยาวของคาน หรือ ที่เรามักเรียกคานแบบนี้ว่า คานที่มีพฤติกรรมความ HOMOGENEOUS นั่นเองนะครับ) ซึ่งคานจะถูกรองรับด้วย จุดรองรับแบบหมุนได้ (PINNED SUPPORT) 1 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 2 ต่อหนึ่งจุด และ จุดรองรับแบบเคลื่อนที่ได้ (ROLLER SUPPORT) อีก 1 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 1 ต่อหนึ่งจุด ดังนั้นค่า r ทั้งหมดจะมีค่าเท่ากับ 3 โดยที่คานๆ นี้จะไม่มีการเชื่อมต่อด้วย จุดต่อยึดหมุนภายใน (INTERNAL HINGE) ดังนั้นค่า C ทั้งหมดเท่ากับ 0 และ จำนวนสมการสมดุลทั้งหมด หรือ EQ.EQ. เท่ากับ 3 ทำให้สมการในการตรวจสอบโครงสร้างของเราออกมาเป็น

r = 3 เท่ากันกับ EQ.EQ + C = 3 + 0 = 3

แสดงว่าโครงสร้างคานในรูป (A) นั้น มีเสถียรภาพเพียงพอ (STABLE) และ สามารถวิเคราะห์โครงสร้างได้ด้วยวิธีอย่างง่าย (DETERMINATE) นะครับ

ในรูปที่ 2 เป็นคำอธิบายคาน (B) ในรูปนี้คานนั้นเป็นคานต่อเนื่อง (เราจะไม่ถือว่าคานนี้ถูกทำขึ้นจากวัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันตลอดความยาวของคานนะครับ โดยเรามักเรียกคานแบบนี้ว่า เป็นคานที่ไม่มีพฤติกรรมเป็นแบบ HOMOGENEOUS นั่นเองนะครับ) ซึ่งคานจะถูกรองรับด้วย จุดรองรับแบบหมุนได้ (PINNED SUPPORT) 1 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 2 ต่อหนึ่งจุด และ จุดรองรับแบบเคลื่อนที่ได้ (ROLLER SUPPORT) อีก 2 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 1 ต่อหนึ่งจุด ดังนั้นค่า r ทั้งหมดจะมีค่าเท่ากับ 4 โดยที่คานๆ นี้จะมีการเชื่อมต่อด้วย จุดต่อยึดหมุนภายใน (INTERNAL HINGE) ทั้งหมด 1 จุด ดังนั้นค่า C ทั้งหมดเท่ากับ 1 และ จำนวนสมการสมดุลทั้งหมด หรือ EQ.EQ. เท่ากับ 3 ทำให้สมการในการตรวจสอบโครงสร้างของเราออกมาเป็น

r = 4 เท่ากันกับ EQ.EQ + C = 3 + 1 = 4

แสดงว่าโครงสร้างคานในรูป (B) นั้น มีเสถียรภาพเพียงพอ (STABLE) และ สามารถวิเคราะห์โครงสร้างได้ด้วยวิธีอย่างง่าย (DETERMINATE) นะครับ

ในรูปที่ 3 เป็นคำอธิบายคาน (C) ในรูปนี้คานนั้นเป็นคานต่อเนื่อง (คานนี้จะถูกทำขึ้นจากวัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันตลอดความยาวของคาน หรือ ที่เรามักเรียกคานแบบนี้ว่า คานที่มีพฤติกรรมความ HOMOGENEOUS นั่นเองนะครับ) ซึ่งคานจะถูกรองรับด้วย จุดรองรับแบบหมุนได้ (PINNED SUPPORT) 1 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 2 ต่อหนึ่งจุด และ จุดรองรับแบบเคลื่อนที่ได้ (ROLLER SUPPORT) อีก 2 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 1 ต่อหนึ่งจุด ดังนั้นค่า r ทั้งหมดจะมีค่าเท่ากับ 4 โดยที่คานๆ นี้จะไม่มีการเชื่อมต่อด้วย จุดต่อยึดหมุนภายใน (INTERNAL HINGE) ดังนั้นค่า C ทั้งหมดเท่ากับ 0 และ จำนวนสมการสมดุลทั้งหมด หรือ EQ.EQ. เท่ากับ 3 ทำให้สมการในการตรวจสอบโครงสร้างของเราออกมาเป็น

r = 4 เท่ากันกับ EQ.EQ + C = 3 + 0 = 3

แสดงว่าโครงสร้างคานในรูป (C) นั้น มีเสถียรภาพเพียงพอ (STABLE) แต่ จะต้องทำการวิเคราะห์โครงสร้างด้วยวิธีอย่างยาก (INDETERMINATE) นะครับ

ในรูปที่ 4 เป็นคำอธิบายคาน (D) ในรูปนี้คานนั้นเป็นคานต่อเนื่อง (เราจะไม่ถือว่าคานนี้ถูกทำขึ้นจากวัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันตลอดความยาวของคานนะครับ โดยเรามักเรียกคานแบบนี้ว่า เป็นคานที่ไม่มีพฤติกรรมเป็นแบบ HOMOGENEOUS นั่นเองนะครับ) ซึ่งคานจะถูกรองรับด้วย จุดรองรับแบบหมุนได้ (PINNED SUPPORT) 2 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 2 ต่อหนึ่งจุด และ จุดรองรับแบบเคลื่อนที่ได้ (ROLLER SUPPORT) อีก 1 จุด ซึ่งจะมีค่า r เท่ากับ 1 ต่อหนึ่งจุด ดังนั้นค่า r ทั้งหมดจะมีค่าเท่ากับ 5 โดยที่คานๆ นี้จะมีการเชื่อมต่อด้วย จุดต่อยึดหมุนภายใน (INTERNAL HINGE) ทั้งหมด 2 จุด ดังนั้นค่า C ทั้งหมดเท่ากับ 2 และ จำนวนสมการสมดุลทั้งหมด หรือ EQ.EQ. เท่ากับ 3 ทำให้สมการในการตรวจสอบโครงสร้างของเราออกมาเป็น

r = 5 เท่ากันกับ EQ.EQ + C = 3 + 2 = 5

โดยหากสังเกตดีๆ จะพบว่าค่าทั้งสองนี้ออกมาเท่ากัน เหมือนกันกับในรูปที่ 2 นะครับ แต่ เนื่องจากรูปแบบในการวางตัวของคานในรูปๆ นี้จะไม่สามารถต้านทานโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นภายใน (INTERNAL MOMENT) ตัวของโครงสร้างคานเองได้ ซึ่งจะทำให้คานเกิดการหมุนตัว (ROTATE) ในขณะที่รับ นน

ดังนั้นถึงแม้ว่าค่าทั้งสองนี้จะออกมามีค่าเท่ากัน แต่ ก็ต้องถือว่าโครงสร้างคานนี้มีพฤติกรรมทางด้านเสถียรภาพที่ไม่เพียงพอ (UNSTABLE) อยู่ดีนั่นเองนะครับ

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

ref : https://www.facebook.com/bhumisiam/posts/1527817633931023

BSP-Bhumisiam
ผู้ผลิตรายแรก Spun MicroPile
1) ได้รับมาตรฐาน มอก. 397-2524 เสาเข็ม Spun MicroPile Dia 21, 25, 30 cm.
2) ผู้ผลิต Spun MicroPile ที่ได้รับ Endorsed Brand
รับรองคุณภาพมาตรฐานจาก SCG
3) ผู้นำระบบ Computer ที่ทันสมัยผลิต เสาเข็ม Spun MicroPile
4) ลิขสิทธิ์เสาเข็ม Spun MicroPile
5) เทคโนโลยีการผลิต จากประเทศเยอรมัน
6) ผู้ผลิต Spun MicroPile แบบ “สี่เหลี่ยม”
7) 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
081-634-6586
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449