การเพิ่มกำลังรับแรงเฉือนขององค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยกรงเหล็กหุ้มภายนอก

Abstract

องค์อาคารที่มีอยู่ในประเทศไทยจำนวนมากที่ไม่ได้การออกแบบรับแผ่นดินไหว มีความเสี่ยงที่จะเกิดการวิบัติแบบแรงเฉือนมาก เนื่องจากกำลังรับแรงเฉือนขององค์อาคารไม่เพียงพอ กรงเหล็กเสริมหุ้มภายนอกเป็นเทคนิคที่ใช้เสริมกำลังขององค์อาคาร ซึ่งประกอบด้วย เหล็กฉากเพื่อติดตั้งที่มุมขององค์อาคารและเหล็กเสริมพร้อมสลักเกลียวเพื่อยึดระหว่างเหล็ก ฉาก งานวิจัยนี้ได้ทดสอบชิ้นส่วนคอนกรีตเสริมเหล็กภายใต้แรงกระทำด้านข้างแบบทางเดียว โดยที่ไม่ได้พิจารณาผลของแรงอัดตามแนวแกนจำนวน 3 ตัวอย่าง เพื่อศึกษาถึงผลของการติดตั้งกรงเหล็กเสริมหุ้มภายนอก (steel cages) ต่อกำลังรับแรงกระทำด้านข้างและความเหนียวของชิ้นส่วนตัวอย่างทดสอบ ซึ่งมีขนาดหน้าตัด 0.30 x 0.30 เมตร ความยาว 3 เมตร โดยมีปริมาณเหล็กเสริมตามยาว 3.13% และปริมาณเหล็กเสริมตามขวางเท่ากับ 0.15% แบ่งเป็นตัวอย่างควบคุม 1 ตัวอย่างซึ่งไม่มีการเสริมกำลัง และอีก 2 ตัวอย่างมีการเสริมกำลังด้วยกรงเหล็กเสริมหุ้มภายนอก ซึ่งจะมี 1 ตัวอย่างที่ใช้กาวอีพอกซี่เพื่อยึดระหว่าง เหล็กฉากกับผิวตัวอย่างทดสอบ ผลที่ได้จากการทดสอบพบว่า การเสริมด้วยกรงเหล็กหุ้มภายนอก ทำให้ระยะการเคลื่อนที่สูงสุดมีค่าเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง S-O, S-SC1, S-SC2 ระยะเคลื่อนที่ทางด้านข้างสูงสุดมีค่าเท่ากับ 24.1, 29.1 และ 27.9 มม. ตามลำดับ และสามารถทำให้ค่าความเครียดเหล็กปลอกของตัวอย่างทดสอบในบริเวณกรงเหล็กเสริมลดลง สำหรับ S-SC1 และ S-SC2 ค่าความเครียดสูงสุดเฉลี่ยลดลง 49.8% และ 74.2% ของค่าความเครียด ที่จุดครากใน S-O แต่จะทำให้ค่าความเครียดเหล็กปลอกของตัวอย่างทดสอบนอกบริเวณกรงเหล็กเสริมเพิ่มขึ้น 48.8% และ 30.6% ของค่าความเครียดของ S-O อีกทั้งยังสามารถยับยั้งการเกิดรอยแตกร้าวแบบเฉือนในตัวอย่างทดสอบ