พฤติกรรมของรอยต่อคานคอนกรีตสำเร็จรูปรับโมเมนต์ดัด

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมของรอยต่อคานคอนกรีตสำเร็จรูปรับโมเมนต์ดัด มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมการรับโมเมนต์ดัด และกลไกการวิบัติที่บริเวณรอยต่อแบบต่างๆ ของคานคอนกรีตสำเร็จรูป จากนั้นจึงประเมินหาขนาดที่เหมาะสมของรอยต่อ ตัวอย่างที่ใช้ทดสอบเป็นคานคอนกรีตสำเร็จรูป ขนาดหน้าตัด 0.15x0.30 ม. เชื่อมต่อกันที่กึ่งกลางคานโดยการทาบและดัดปลายเหล็กเสริมภายในรอยต่อเป็นมุม 90 องศา และเทคอนกรีตเชื่อมประสาน โดยกำหนดให้ขนาดของรอยต่อ มีขนาด 200 มม. (PC-200) และ 300 มม. (PC-300) การทดสอบใช้วิธีการดัดแบบ 2 จุด (Two-point bending) ที่มีระยะระหว่างจุดรองรับเท่ากับ 1.80 ม. และเปรียบเทียบผลกับคานคอนกรีตเสริมเหล็กที่หล่อเป็นเนื้อเดียวกัน (RC-Beam) ซึ่งใช้เป็นตัวอ้างอิง ผลการทดสอบพบว่า คาน PC-200 สามารถรับน้ำหนักบรรทุกสูงสุดได้เพียงร้อยละ 46 ของคาน RC-Beam และที่ระดับน้ำหนักบรรทุกนี้ เหล็กเสริมรับแรงดึงเกิดครูดกับคอนกรีตภายในรอยต่อ โดยที่หน่วยแรงภายในเหล็กเสริมนั้นยังไม่ถึงจุดคราก และคอนกรีตภายในรอยต่อเกิดการแตกร้าวอย่างรวดเร็วทำให้โครงสร้างเกิดการวิบัติอย่างฉับพลัน ส่วนคาน PC-300 สามารถรับน้ำหนักบรรทุกสูงสุดได้ร้อยละ 94 ของคาน RC-Beam และหน่วยแรงในเหล็กเสริมรับแรงดึงถึงจุดคราก ก่อนที่จะเกิดการวิบัติโดยเหล็กเสริมเกิดการครูดกับคอนกรีต ทำให้คอนกรีตบริเวณรอยต่อเกิดรอยแตกร้าวตามแนวเหล็กเสริม จนกระทั่งเกิดการวิบัติในที่สุด การวิบัติของคาน PC-300 นี้ มีค่าความเหนียวเท่ากับ 1.7 (คานคอนกรีตเสริมเหล็กที่หล่อเป็นเนื้อเดียวกัน มีค่าความเหนียวเท่ากับ 5.6) สรุปได้ว่า ขนาดของรอยต่อที่เหมาะสมสำหรับงานวิจัยนี้ คือ 300 มม. ทั้งนี้เพราะคาน PC-300 สามารถรับน้ำหนักบรรทุกสูงสุดได้ใกล้เคียงกับคาน RC-Beam อย่างไรก็ตาม ค่าความเหนียวของคาน PC-300 ซึ่งน้อยกว่าคาน RC-Beam แสดงถึงความสามารถในการโก่งตัวเพิ่มเติม ภายหลังเหล็กเสริมเกิดการครากจนกระทั่งโครงสร้างเกิดการวิบัติที่ไม่มากนักถือเป็นการเตือนภัยที่ค่อนข้างน้อย จึงเป็นข้อควรระวังในการนำไปใช้งานในบริเวณที่เสี่ยงต่อภัยธรรมชาติอย่างรุนแรง เช่น แผ่นดินไหว เป็นต้น