จากบทความเรื่อง
แรงเฉือนเจาะทะลุในพื้น Post tension ตอนที่ 1 เราทราบถึงวิธีการคำนวณแรงเฉือนเจาะทะลุที่ถูกต้อง และถ้าตรวจสอบแล้วพบว่ากำลังรับแรงเฉือนเจาะทะลุไม่เพียงพอ เราสามารถใส่ Column capital ได้ และถ้ากำลังรับแรงเฉือนเจาะทะลุและโมเมนต์ลบที่หัวเสาไม่เพียงพอ เราเลือกใส่เป็น Drop panel ได้ ส่วนในกรณีที่เราไม่ต้องการเพิ่มความหนาของพื้นบริเวณหัวเสา เราสามารถเพิ่มกำลังรับแรงเฉือนเจาะทะลุได้ด้วยกัน 3 วิธี คือ
1. การเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเจาะทะลุด้วยเหล็กเสริม (Shear reinforcement consisting of bars)
2. การเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเจาะทะลุด้วยเหล็กรูปพรรณ(Shear reinforcement consisting of steel I or C shaped sections, shearhead)
3. การเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเจาะทะลุด้วยเหล็กหัวหมุดเฉือน (Headed shear stud reinforcement, shear studs)
โดยทั้งสามวิธีมีรายละเอียดการระบุขนาด, ตำแหน่งและการติดตั้งดังนี้
1. การเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเจาะทะลุด้วยเหล็กเสริม (Shear reinforcement consisting of bars)
ข้อกำหนดเกี่ยวกับความหนาของพื้นที่ใส่เหล็กเสริมรับแรงเฉือน
ACI 11.11.3 กล่าวว่า “เหล็กเสริมรับแรงเฉือนประกอบด้วยเหล็กปลอกที่เป็นเหล็กหรือลวดเหล็กที่เป็นขาเดี่ยวหรือหลายขา อนุญาตให้ใช้ในพื้นหรือฐานรากที่มีความลึกประสิทธิผลมากกว่าหรือเท่ากับ 15cm แต่ต้องไม่น้อยกว่า 16 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กปลอก ดังนั้นลักษณะของเหล็กปลอกแสดงดังรูป
ดังนั้นจากข้อกำหนดข้างต้น เราสามารถหาความหนาน้อยที่สุดของพื้นที่สามารถใส่เหล็กปลอกรับแรงเฉือนได้ จากระยะความลึกประสิทธิผลต้องไม่น้อยกว่า 15cm ระยะหุ้มคอนกรีตของพื้นเท่ากับ 2cm ดังนั้นความหนาพื้นน้อยที่สุดจะเท่ากับ 17 cm แต่ต้องพิจารณาข้อกำหนดเกี่ยวกับขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กปลอกด้วย
ถ้าใช้เหล็กปลอก
RB9mm → 16dia. =14.4cm ความหนาพื้นน้อยที่สุดเท่ากับ 15+2 = 17cm
ถ้าใช้เหล็กปลอก
DB10mm → 16dia. =16.0cm ความหนาพื้นน้อยที่สุดเท่ากับ 16+2 = 18cm
ถ้าใช้เหล็กปลอก
DB12mm → 16dia. =19.2cm ความหนาพื้นน้อยที่สุดเท่ากับ 19.2+2 = 21.2cm
ข้อกำหนดเกี่ยวกับระยะห่าง
● ระยะระหว่างขอบเสาถึงเหล็กปลอกตัวแรกต้องไม่เกิน d/2
● ระยะห่างระหว่างขาของเหล็กปลอกจะต้องไม่เกิน 2d โดยวัดในทิศทางขนานกับหน้าเสา
● ระยะห่างระหว่างเหล็กปลอก ไม่เกิน d/2
ข้อกำหนดเกี่ยวกับการงอขอของเหล็กปลอก
กำหนดให้ db เป็นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กปลอก
● db เท่ากับ 16mm หรือเล็กกว่า งอขอ 90 องศา บวกระยะยืดไปอีก 6 db
● db เท่ากับ 20mm ถึง 25mm งอขอ 90 องศา บวกระยะยืดไปอีก 12 db
● db เท่ากับ 6mm ถึง 25mm งอขอ 135 องศา บวกระยะยืดไปอีก 6 db
เส้นผ่านศูนย์กลางวงโค้งของเหล็กปลอก (Bend diameter) มีค่าดังนี้
● db เท่ากับ 6mm ถึง 25mm เส้นผ่านศูนย์กลางวงโค้งของเหล็กปลอกไม่น้อยกว่า 6 db
● db เท่ากับ 28mm ถึง 36mm เส้นผ่านศูนย์กลางวงโค้งของเหล็กปลอกไม่น้อยกว่า 8 db
● db เท่ากับ 43mm ถึง 57mm เส้นผ่านศูนย์กลางวงโค้งของเหล็กปลอกไม่น้อยกว่า 10 db
ยกเว้นเมื่อเหล็กเสริมหลักมีขนาดเล็กกว่า 16mm เส้นผ่านศูนย์กลางวงโค้งของเหล็กปลอกไม่น้อยกว่า 4 dbจากข้อกำหนดเกี่ยวกับการงอขอ เมื่อ db มีขนาดตั้งแต่ 16mm ขึ้นไป จะงอขอตามมาตรฐานยาก สำหรับพื้นที่มีความหนาน้อยกว่า 25cm
2. การเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเจาะทะลุด้วยเหล็กรูปพรรณ (Shear reinforcement consisting of steel I or C shaped sections, shearhead)
ข้อกำหนดสำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับลักษณะของ Shearhead มีดังนี้
1. แต่ละแขนของ shearhead จะต้องเชื่อมติดกับแขนที่ตั้งฉากด้วยรอยเชื่อมแบบ full penetration และต้องต่อเนื่องกันผ่านเสา
2. ความลึกของ shearhead จะต้องมีค่าไม่เกิน 70 เท่าของความหนาของเอวของเหล็กรูปพรรณ
3. ปลายของ shearhead สามารถตัดให้เป็นมุมไม่น้อยกว่า 30 องศา
4. ปีกรับแรงอัดจะต้องอยู่ภายในระยะ 0.3d จากผิวรับแรงอัดของพื้น
ข้อแนะนำในการเลือกใช้ shearhead
1. จากรูปด้านล่าง จะเห็นว่าลวดจะต้องข้าม H-Beam ได้ ทำให้พื้นบริเวณหัวเสาต้องมีความหนาพอสมควร อีกทั้งมีระยะของH-beam ที่จะต้องใส่ตามข้อกำหนด และต้องใส่เหล็กเสริมบน-ล่างได้ โดยทั่วไปพื้นควนจะมีความหนาประมาณ 30cm ถึงจะสามารถเสริม H-beam เป็น shear head ได้
2. สำหรับหัวเสาบริเวณขอบหรือมุมอาคาร ลวดจำเป็นต้องออกที่กึ่งกลางความหนาพื้น ซึ่งเมื่อใส่
shearhead แล้ว จะขวางแนวลวดอัดแรง ดังนั้นจึงเป็นปัญหาหนึ่งในการเลือกใช้ ซึ่งในกรณีที่เลือกใช้ shearhead บริเวณนี้ จะต้องเจาะ H-beam ให้ลวดอัดแรงสามารถผ่านได้
3. การเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเจาะทะลุด้วยเหล็กหัวหมุดเฉือน
(Headed shear stud reinforcement, shear studs)
Stud และ Base rail ที่นำมาใช้จะต้องมีคุณสมบัติเป็นไปตาม ASTM A1044 กำหนดให้ D คือ ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของ stud
-ขนาดของหัวหมุดของ stud จะต้องมีขนาดไม่น้อยกว่า √10 D
-ขนาดของ Base rail มีความหนาไม่น้อยกว่า 0.5D และมีความกว้างไม่น้อยกว่า 2.5D
การคำนวณความสูง stud จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดคือ ความสูงทั้งหมดต้องไม่น้อยกว่าความหนาของพื้นลบออกด้วย
1. ระยะหุ้มคอนกรีตของเหล็กเสริมบน
2. ระยะหุ้มคอนกรีตของแผ่นเหล็กฐาน
3. ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเสริมรับแรงดึงจากการดัด
กำหนดให้ d คือ ความลึกประสิทธิผล
- ระยะห่างของ shear stud แถวแรกจากขอบเสาถึงศูนย์กลางของ stud แถวแรกต้องไม่เกิน d/2
- ระยะห่างระหว่างแถวของ shear stud วัดออกไปตามแนวตั้งฉากกับขอบเสาจะต้องมีค่าคงที่โดยสำหรับพื้นคอนกรีตอัดแรง ระยะห่างต้องไม่เกิน 0.75d
- สำหรับพื้นประเภทอื่นระยะห่างจะขึ้นอยู่กับความเค้นเฉือนรวมที่เกิดขึ้น
a). 0.75d เมื่อความเค้นเฉือนรวมน้อยกว่าหรือเท่ากับ Φ1.59√("fc'" )
b). 0.50d เมื่อความเค้นเฉือนรวมมากกว่า Φ1.59√("fc'" )
- ระยะระหว่างขอบ base rail จะต้องไม่เกิน 2d
ดาวน์โหลดบทความคลิก!!
เอกสารอ้างอิง
1. ACI Committee 318; “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary”
2. M.E. Kamara, L.C. Novak; Notes on ACI 318-11 Building Code Requirements for Structural Concrete with Design Application
3. ACI-ASCE Committee 421; “ Guide to Shear Reinforcements for Slabs” (ACI 421.1R-08)
4. มาตรฐานสำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยวิธีกำลัง ; สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย
เรียบเรียงโดย
ภาคภูมิ วานิชกมลนันท์ [วย. 1924]
Unknown
วันเสาร์ที่ 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2559
