สวัสดีครับเพื่อนๆ ที่รักทุกๆ ท่าน
เพื่อนๆ ทราบหรือไม่ครับว่าการกำหนดขนาดและทิศทางของด้านกว้างและด้านแคบของ COLUMN นั้นจะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับกำลังของ BEAM และ SUPPORT ในโครงต้านทานโมเมนต์ดัด (MOMENT FRAME)
โดยที่การแปรเปลี่ยนของขนาดของเสานี้จส่งผลต่อแรงภายในที่แตกต่างกันมากก็ต่อเมื่อเราทำการกำหนดให้ BOUNDARY CONDITIONS ของ SUPPORT นั้นมีความแข็งแรงมากๆ (RIGID) หรือกึ่งแข็ง (SEMI-RIGID) เช่น FIXED SUPPORT เป็นต้น
จากการที่เรากำหนดให้ขนาดของโครงสร้างนั้นมีค่าที่แตกต่างกันนั้นจะส่งผลโดยตรงต่อค่าความแข็งแกร่งของโครง FRAME (STIFFNESS)
ดังนั้นในการเลือกขนาดที่เหมาะสมจึงถือเป็นสิ่งหนึ่งที่วิศวกรโครงสร้างควรคำนึงถึงอยู่เสมอครับ
วันนี้ผมจึงอยากจะขอยก ตย โครงสร้างที่แสดงอยู่ในรูปที่ (1) ให้ดูกันนะครับ
ผมทำการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของโครงสร้างเสาและคานขึ้นมา 2 ชุด โดยที่ทั้ง 2 ชุดนี้มีคุณสมบัติของขนาด วัสดุ ขนาดของคาน ขนาดของแรงที่รับเท่าๆ กันเลย จะแตกต่างกันก็เฉพาะขนาดของเสาแต่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น
ทั้งนี้ก็เพื่อที่จะพิสูจน์ให้เห็นว่าเมื่อเรากำหนดให้ขนาดของเสามีขนาดที่เล็กกว่า จะทำให้ STIFFNESS ของโครงสร้าง FRAME นั้นมีค่าที่น้อยกว่าโครงสร้าง FRAME ที่ใช้เสาที่มีขนาดใหญ่กว่า โดยจะส่งผลให้ค่า MOMENT REACTION ที่ SUPPORT นั้นให้คำตอบที่แตกต่างกันออกไปทั้งๆ ที่ในทั้งสองโครง FRAME นี้เป็น SUPPORT ที่มี BOUNDARY CONDITIONS เหมือนกันทุกประการนะครับ
รูปที่ (2) ในภาพเป็นการจำลองโครงสร้าง FRAME ทั้ง 2 ชุด
จะเห็นว่าทั้งสองโครงสร้างนี้จะแตกต่างกันแค่ขนาดของเสาเพียงเท่านั้นครับ
ผมให้ FRAME ที่ 1 มีขนาดเสาเท่ากับ BAND BEAM ซึ่งมีขนาดเสาเท่ากับ 1000×500 มม และ ให้ FRAME ที่ 2 มีขนาดเสาเล็กกว่าขนาดของ BAND BEAM ซึ่งมีขนาดเสาเท่ากับ 500×500 มม
ปล คานขวางที่ SUPPORT ใส่เพียงเพื่อให้โปรแกรมอ่านว่าทั้ง 2 โครงสร้างนี้มีจุดต่อเนื่องกันเท่านั้นเองครับ
รูปที่ (3) แสดงผลการวิเคราะห์แบบจำลอง
จะเห็นได้ว่าค่า MOMENT REACTION ของ FRAME ที่ 1 (FRAME นี้จะมีค่า STIFFNESS ของโครง FRAME สูงกว่าอีก FRAME หนึ่ง) มีค่าเท่ากับ 14 T-m
รูปที่ (4)
แสดงผลการวิเคราะห์แบบจำลอง
จะเห็นได้ว่าค่า MOMENT REACTION ของ FRAME ที่ 2 (FRAME นี้จะมีค่า STIFFNESS ของโครง FRAME ที่ต่ำกว่าอีก FRAME หนึ่ง) มีค่าเท่ากับ 12 T-m
ความแตกต่างนี้จะยิ่งมีมากขึ้นสำหรับกรณีที่เราแปรเปลี่ยนให้ขนาดของเสาเล็กลงหรือใหญ่ขึ้น สั้นลงหรือฉะลูดขึ้น
ยิ่งเสามีขนาดที่ใหญ่และสั้นมากเท่าใดก็จะยิ่งมีค่าความแข็งแรงมากขึ้นหลายเท่าตัวจนเป็นเหตุให้ INDUCED INTERNAL FORCE มาที่ตัวของโครงสร้างเองมากขึ้นไปอีก ดังนั้นเมื่อเพื่อนๆ เดินทางไปที่ใดและพบเห็นลักษณะโครงสร้างที่มีคุณลักษณะดังกล่าวก็อย่าได้เข้าใจผิดไปว่าการที่ช่างทำการก่อสร้าง (โดยที่ไม่ได้รับการออกแบบโดยวิศวกร) โดยใช้โครงสร้างขนาดของเสาที่มีขนาดใหญ่มากๆ บนพื้นฐานของขนาดความยาวของเสาที่อาจจะไม่เหมาะสมนั้นจะเป็นการดีเสมอไปนะครับ ทางที่ดีขนาดและรายละเอียดต่างๆ ของเสานี้ควรที่จะให้วิศวกรโครงสร้างเป็นผู้ออกแบบและกำหนดจะเป็นการดีที่สุดครับ
ยังไงหากวันนี้เพื่อนๆ ยังมีประเด็นข้อสงสัยเกี่ยวกับเรื่องๆ นี้ไว้คราวหน้าแอดมินจะขอมาขยายความให้เพื่อนๆ ได้ทราบกันเพิ่มเติมในการพบกันครั้งต่อๆ ไปของเรานะครับ
ก็หวังเป็นอย่างยิ่งว่าความรู้ที่ผมนำมาฝากเพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชนต่อตัวท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JD @ ภูมิสยามไมโครไพล์
