กำลังรับแรงเฉือนของคานคอนกรีตเสริมเหล็กใช้คอนกรีตกำลังสูงมาก

Abstract

ในมาตรฐานการก่อสร้างโดยทั่วไป ตัวแปรที่ใช้ในการออกแบบที่มีผลต่อด้านกำลังและพฤติกรรมของชิ้นส่วนโครงสร้างมักจะมีความสัมพันธ์กับค่ากำลังอัดของคอนกรีต และเนื่องจากคุณสมบัติที่ต่างไปของคอนกรีตกำลังสูงมากจากคุณสมบัติของคอนกรีตธรรมดา จึงมีความจำเป็นที่ต้องทำการตรวจสอบความเป็นไปได้ของมาตรฐานการออกแบบคานคอนกรีตเสริมเหล็กทางด้านกำลังรับแรงเฉือนเมื่อทำด้วยคอนกรีตกำลังสูงมาก ในงานวิจัยนี้จึงทำการทดสอบคานคอนกรีตเสริมเหล็กหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด 15 X 30 ซม. ยาวทั้งหมด 230 ซม. ช่วงคานยาว 210 ซม. โดยมีอัตราส่วนช่วงแรงเฉือนต่อความลึกประสิทธิผล 3.91 ปริมาณเหล็กเสริมตามยาว 5.69% จำนวน 8 คาน โดยแบ่งออกเป็น 2 ชุด คือชุดที่ไม่เสริมเหล็กปลอก จำนวน 4 คาน และชุดที่ทำการแปรผันอัตราส่วนการเสริมเหล็กปลอก จาก 0.160-0.645% จำนวน 4 คาน โดยกำลังอัดประลัยของคอนกรีตในงานวิจัยอยู่ในช่วง 672-801 กก./ซม2. ในการทดสอบ ทำการบันทึกน้ำหนักบรรทุก ณ จุดแตกร้าวและจุดวิบัติ ความเครียดของผิวคอนกรีตที่ผิวบนรับแรงอัดและในช่วงแรงเฉือน ความเครียดของเหล็กเสริมตามยาวและเหล็กปลอก การโก่งตัวและลักษณะการแตกร้าวจนกระทั่งวิบัติ ผลการทดสอบบ่งชี้ว่า กำลังรับแรงเฉือนของคานที่ไม่เสริมเหล็กปลอกจะเพิ่มขึ้นตามกำลังอัดที่เพิ่มขึ้น สมการคำนวณของมาตรฐาน ACI ให้ค่ากำลังรับแรงเฉือนต่ำกว่า 80 ถึง 114% สำหรับกำลังอัดของคอนกรีตที่เพิ่มขึ้นโดยปริมาณการเสริมเหล็กตามยาวมีค่าสูง แต่สมการของ Zsutty ยังคงสามารถคำนวณกำลังรับแรงเฉือน ณ จุดแตกร้าวแนวทแยงและ ณ จุดประลัยของคานคอนกรีตเสริมเหล็กใช้คอนกรีตกำลังสูงมากได้ในด้านปลอดภัยอย่างน่าพอใจ และเพื่อให้ได้ความแม่นยำในการคำนวณกำลังรับแรงเฉือนของคานที่ไม่เสริมเหล็กปลอกใช้คอนกรีตกำลังสูงมาก ได้มีการนำเสนอสมการใหม่เพื่อใช้ในการคำนวณกำลังรับแรงเฉือน ณ จุดแตกร้าวแนวทแยงและจุดประลัยของคาน สำหรับกำลังรับแรงเฉือนของคานชุดที่เสริมเหล็กปลอกตั้ง กำลังรับแรงเฉือนจากการทดสอบให้ค่าที่มากกว่ากำลังรับแรงเฉือนโดยมาตรฐาน ACI