“ฝากคำถาม-เราจะมาตอบให้” การจำแนกประเภทว่าโครงสร้างเสานั้นเป็นโครงสร้างเสาสั้นหรือโครงสร้างเสายาว

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

ในทุกๆ วันศุกร์ (แห่งชาติ) แบบนี้ ผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะได้มาพูดคุยและเสวนากันถึงหัวข้อ “ฝากคำถาม-เราจะมาตอบให้” นะครับ
เนื่องจากโพสต์ของผมเมื่อประมาณช่วงต้นเดือนก่อนหน้านี้ซึ่งเกี่ยวข้องกันกับเรื่อง สมการค่าแรงอัดวิกฤติของออยเลอร์ หรือ EAULER’S CRITICAL LOAD ซึ่งพวกเรานิยมเขียนแทนสั้นๆ ด้วยตัวอักษรย่อว่า Pcr ได้มีเพื่อนผมบนเฟซบุ้คท่านหนึ่งและเค้าก็บังเอิญว่าเป็นแฟนเพจของเพจเราด้วยได้ฝากคำถามเข้ามาว่า

“ถ้าหากว่าเปลี่ยนจากโครงสร้างเสาเหล็กรูปพรรณให้เป็นโครงสร้างเสาคอนกรีตเสริมเหล็กแทน ค่าอัตราส่วนความชะลูด หรือ SLENDERNESS RATIO ที่เป็นตัวแบ่งระหว่าง ค่าความเค้นคงที่ หรือ CONSTANT STRESS กับ ค่าความเค้นที่ไม่มีความคงที่ หรือ NON‒CONSTANT STRESS นั้นจะมีค่าอยู่ที่ประมาณเท่าใดครับ?”

ก่อนอื่นเรามาดูรูปที่ 1 ที่เพื่อนของผมท่านนี้ได้ REFERENCE ถึงก่อนก็แล้วกันนะ รูปๆ นี้จะแสดงแผนภูมิความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัดส่วนความชะลูดซึ่งจะอยู่ในแกน X และค่าความเค้นของหน้าตัดซึ่งจะอยู่ในแกน Y ซึ่งก็จะเห็นได้ว่าจะมีขีดจำกัดๆ หนึ่งที่จะเป็นเส้นที่แบ่งระหว่างการที่ค่าของแรงเค้นของชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กรูปพรรณนั้นจะมีค่าที่คงที่ซึ่งในกรณีของรูปๆ นี้ก็คือที่ค่าอัตราส่วนความชะลูดเท่ากับ 89 โดยหากเมื่อใดที่ค่าอัตราส่วนความชะลูดนั้นมีค่าที่สูงกว่าค่าๆ นี้แล้ว ค่าของแรงเค้นของชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กรูปพรรณนั้นก็จะมีค่าที่ค่อยๆ ลดลงไปขึ้นอยู่กับค่าอัตราส่วนความชะลูดของชิ้นส่วนของโครงสร้าง โดยที่ค่าทั้งสองนี้จะมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเป็นแบบไม่เชิงเส้น พูดง่ายๆ ก็คือ ยิ่งอัตราส่วนความชะลูดมีค่าที่มากเท่าใด ก็จะส่งผลทำให้แล้วค่าของแรงเค้นของชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กรูปพรรณนั้นมีค่าน้อยลงไปมากเท่านั้นน่ะครับ

โดยที่ผมได้ทำการตอบเพื่อนของเราท่านนี้ในเบื้องต้นไปว่า เนื่องด้วยการที่โครงสร้างเสา คสล นั้นถูกทำการก่อสร้างขึ้นที่หน้างานและทำขึ้นจากวัสดุผสมหรือ COMPOSITE MATERIAL ซึ่งจะประกอบไปด้วยวัสดุหลักๆ 2 อย่างนั่นก็คือ คอนกรีต และ เหล็กเสริม นั่นจึงทำให้เกณฑ์ต่างๆ ในการพิจารณาถึงค่าๆ นี้ย่อมที่จะมีความแตกต่างกันออกไปจากโครงสร้างเหล็กรูปพรรณซึ่งทำขึ้นจากวัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันหรือ HOMOGENEOUS MATERIAL อย่างแน่นอนนะครับ
ทั้งนี้เนื่องด้วยการที่โครงสร้างเสา คสล นั้นไม่ใช่วัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นเรามีความจำเป็นที่จะต้องทำการคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ของวัสดุต่างๆ ที่ถูกนำเอาผสมผสานใช้งานร่วมกันว่า วัสดุตัวใดที่จะเป็นตัวควบคุมในการออกแบบ ซึ่งจะมีความแตกต่างกันออกไปจากโครงสร้างเหล็กรูปพรรณที่วัสดุนั้นถูกผลิตขึ้นจากในโรงงานและทำจากวัสดุที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันด้วย นั่นจึงทำให้ “ค่า” หรือ “เกณฑ์” ที่จะถูกนำเอามาใช้ในการแบ่งระหว่างค่าความเค้นคงที่กับค่าความเค้นที่ไม่มีความคงที่นั้นย่อมที่จะมีค่าที่ต่ำกว่า 89 ไปโดยปริยายนะครับ

เอาแบบนี้ก็แล้วกันนะ เพื่อให้เป็นการง่ายต่อการทำการอธิบายของผมและการทำความเข้าใจในเรื่องๆ นี้ของเพื่อนๆ ด้วย ต่อไปนี้ผมจะขอเรียกสิ่งที่จะถูกนำเอามาใช้จำแนกนี้ว่าเป็น “ค่า” หรือ “เกณฑ์” ที่มีเอาไว้เพื่อใช้ในการจำแนกว่า โครงสร้างเสา คสล ของเรานั้นมีลักษณะเป็น โครงสร้างเสาที่มีความสั้น หรือ STOCKY COLUMN หรือ โครงสร้างเสาที่มีความชะลูด หรือ SLENDER COLUMN ก็แล้วกันนะ ซึ่งหากเป็นเช่นนี้ก็เท่ากับว่าเมื่อเราพูดถึงรูปที่ 1 ที่ผมได้นำเอามาพูดถึงก่อนหน้านี้ซึ่งเป็นกรณีของโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ ตัวเลขของค่าๆ นี้ก็จะไม่ใช่ 89 อีกต่อไปแล้วเพราะตัวเลข 89 นี้เป็นค่าที่ใช้ในการจำแนกระหว่างการที่ค่าความเค้นนั้นมีความคงที่จะเริ่มเปลี่ยนไปเป็นค่าความเค้นที่ไม่มีความคงที่แล้วเท่านั้น ซึ่งหากว่ากันตามหลักการของกลศาสตร์ของวัสดุหรือ MECHANICS OF MATERIALS หากเราทำการพูดถึงกรณีของโครงสร้างทั่วๆ ไปที่ถูกก่อสร้างจากวัสดุที่ถือได้ว่ามีความเป็นเนื้อเดียวกันเราก็จะพบว่าจะมีวิธีในการจำแนกว่าโครงสร้างเสาของเรานั้นมีลักษณะเป็น โครงสร้างเสาที่มีความสั้น หรือ โครงสร้างเสาที่มีความชะลูด โดยการพิจารณาจาก 2 ประการหลักๆ ดังต่อไปนี้

(1) พิจารณาจากอัตราส่วนของค่าความยาวประสิทธิผลต่อด้านที่มีระยะที่แคบที่สุดของหน้าตัดเสา หากว่ามีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 15 แสดงว่าเป็นโครงสร้างเสาสั้นแต่หากว่าอัตราส่วนนี้มีค่าที่มากกว่า 15 ก็แสดงว่าเป็นโครงสร้างเสาที่มีความชะลูด ซึ่งอาจจะเขียนให้อยู่ในรูปของสมการได้ว่า
k×Lu / Cmin ≤ 15 → SHORT COLUMN
k×Lu / Cmin > 15 → SLENDER COLUMN

(2) พิจารณาจากอัตราส่วนของค่าความยาวประสิทธิผลต่อระยะรัศมีไจเรชั่นที่น้อยที่สุดของหน้าตัดเสา หากว่ามีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 50 แสดงว่าเป็นโครงสร้างเสาสั้นแต่หากว่าอัตราส่วนนี้มีค่าที่มากกว่า 50 ก็แสดงว่าเป็นโครงสร้างเสาที่มีความชะลูด ซึ่งอาจจะเขียนให้อยู่ในรูปของสมการได้ว่า
k×Lu / Rmin ≤ 50 → SHORT COLUMN
k×Lu / Rmin > 50 → SLENDER COLUMN

ซึ่งเพื่อนๆ อาจจะดูได้จากในรูปที่ 2 ที่ผมได้แนบมาในโพสต์ๆ นี้ประกอบได้ ต่อมาหากจะทำการตั้งคำถามต่อว่า ค่าๆ ใดที่จะถูกนำเอามาใช้เป็นเกณฑ์ในการจำแนกว่าโครงสร้างเสา คสล ของเรานั้นมีลักษณะเป็น โครงสร้างเสาที่มีความสั้น หรือ โครงสร้างเสาที่มีความชะลูด ผมก็ต้องขออนุญาตทำการอธิบายแบบนี้ก่อนก็แล้วกันว่า วิธีในการออกแบบโครงสร้างเสา คสล นั้นเราจะทราบกันดีว่าจะมีอยู่ด้วยกัน 2 วิธีการหลักๆ นั่นก็คือ วิธีหน่วยแรงใช้งาน หรือ WORKING DESIGN METHOD ที่พวกเรานิยมเขียนกันสั้นๆ ด้วยตัวย่อว่า WDM และ วิธีกำลัง หรือ STRENGTH DESIGN METHOD ที่พวกเรานิยมเขียนกันสั้นๆ ด้วยตัวย่อว่า SDM ซึ่งหากเราดูในรายละเอียดของทั้งสองวิธีการนี้ก็จะพบว่าจะมีที่มาที่ไปที่มีความแตกต่างกันออกไป เช่น วิธีหน่วยแรงใช้งาน นั้นเป็นวิธีการออกแบบที่ตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า โครงสร้างนั้นอยู่ในสภาวะการใช้งานทั่วๆ ไป ดังนั้นจึงทำให้ค่าต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ค่าของหน่วยแรง ก็จะใช้เป็นค่าหน่วยแรงที่ยอมให้ของวัสดุ ส่วน ค่าน้ำหนักบรรทุก ก็จะใช้เป็นค่าน้ำหนักบรรทุกแบบใช้งาน ส่วนวิธีกำลัง นั้นเป็นวิธีการออกแบบที่ตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า โครงสร้างนั้นอยู่ในสภาวะการใช้งานสูงสุด ดังนั้นจึงทำให้ค่าต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ค่าของหน่วยแรง ก็จะใช้เป็นค่าหน่วยแรงสูงสุดของวัสดุ ส่วน ค่าน้ำหนักบรรทุก ก็จะใช้เป็นค่าน้ำหนักบรรทุกแบบที่ถูกเพิ่มค่าแล้ว เป็นต้นนะครับ

ประกอบกับเวลาที่เราทำการพิจารณาทำการออกแบบหน้าตัดของโครงสร้างเสา คสล เราจะต้องทำการพิจารณาถึงลักษณะเฉพาะต่างๆ ของตัวเสาเองด้วย อาทิ รูปแบบของแรงที่เป็นตัวควบคุมการออกแบบ เช่น เมื่อแรงอัดเป็นตัวควบคุมการออกแบบ หรือ COMPRESSION CONTROL หรือ เมื่อแรงดึงเป็นตัวควบคุมการออกแบบ หรือ TENSION CONTROL เป็นต้น ทั้งนี้รูปแบบของการเซของตัวโครงสร้างเสา คสล ก็เช่นเดียวกัน เช่น เป็นโครงสร้างเสาที่อยู่ในระบบโครงสร้างที่ไม่มีการเซ หรือ NON‒SWAY FRAME หรือ เป็นโครงสร้างเสาที่อยู่ในระบบโครงสร้างที่มีการเซ หรือ SWAY FRAME เป็นต้น แม้กระทั่งรูปแบบของการโก่งตัวของโครงสร้างเสา คสล เช่น มีการโก่งตัวแบบทางเดียวหรือ SINGLE CURVATURE หรือ มีการโก่งตัวแบบสองทางหรือ DOUBLE CURVATURE เป็นต้น เนื่องด้วยเหตุผลข้างต้นนี้เองจึงทำให้ค่าและวิธีการที่จะถูกนำเอามาใช้ในการจำแนกว่าโครงสร้างเสา คสล ของเรานั้นมีลักษณะเป็น โครงสร้างเสาที่มีความสั้น หรือ โครงสร้างเสาที่มีความชะลูด ของทั้งวิธีหน่วยแรงใช้งานและวิธีกำลังนั้นก็จะมีรายละเอียดและวิธีการที่มีความแตกต่างกันออกไปอีกด้วยครับ

เอาไว้ในครั้งหน้าที่เราจะกลับมาพบกัน ผมจะขออนุญาตมาขยายความเกี่ยวกับเรื่องค่าและวิธีการที่จะถูกนำเอามาใช้ในการจำแนกว่าโครงสร้างเสา คสล ของเรานั้นมีลักษณะเป็น โครงสร้างเสาที่มีความสั้น หรือ โครงสร้างเสาที่มีความชะลูด ของทั้งวิธีหน่วยแรงใช้งานให้กับเพื่อนๆ ได้รับทราบกันบ้าง หากเพื่อนๆ ท่านใดที่อาจจะมีความสนใจในหัวข้อๆ นี้เป็นพิเศษ ก็สามารถที่จะติดตามอ่านบทความของผมได้ในการโพสต์ครั้งต่อไปนะครับ

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#โพสต์วันศุกร์
#ฝากคำถามแล้วเราจะมาตอบให้
#การจำแนกประเภทว่าโครงสร้างเสานั้นเป็นโครงสร้างเสาสั้นหรือโครงสร้างเสายาว
#ครั้งที่1
ADMIN JAMES DEAN

Bhumisiam (ภูมิสยาม)

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปันไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service)

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile และเสาเข็มไอไมโครไพล์ I Micropile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐานเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กแบบแรงเหวี่ยง มอก.397-2562 และมาตรฐานเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงหล่อสำเร็จ มอก.396-2549 การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน ทดสอบการรับน้ำหนักโดยวิธี Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

สอบถามเพิ่มเติมได้ 24ชม. ทุกวันค่ะ
☎️ 082-790-1447
☎️ 082-790-1448
☎️ 082-790-1449
☎️ 091-9478-945
☎️ 091-8954-269
☎️ 091-8989-561
📲 https://lin.ee/hum1ua2
📥 https://m.me/bhumisiam