การถ่ายน้ำหนักลงค้ำยันในการก่อสร้างอาคารสูงประเภทแผ่นพื้นไร้คาน

Abstract

การก่อสร้างอาคารสูงในปัจจุบันนิยมระบบโครงสร้างแบบแผ่นพื้นไร้คาน น้ำหนักของเครื่องมือที่ใช้ขณะการก่อสร้างรวมกับน้ำหนักของโครงสร้างแผ่นพื้นชั้นบนๆ จะต้องแบกรับด้วยแผ่นพื้นชั้นล่างๆ ด้วยการถ่ายผ่านระบบค้ำยันหลาย ๆ ชั้น และถ้าหากน้ำหนักบรรทุกจรที่ออกแบบเพื่อการใช้สอยมีค่าน้อย อาจก่อให้เกิดปัญหาในการรับแรงระหว่างการก่อสร้างได้ งานวิจัยนี้ได้ศึกษาน้ำหนักบรรทุกที่แบกรับบนแผ่นพื้นไร้คานและในค้ำยันที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อสร้างด้วยการจำลองโครงสร้างให้เป็นโครงข้อแข็งที่มีพื้นเป็นคานเสมือน ค้ำยันและเสาเป็นเสาเสมือนแล้วคำนวณการถ่ายแรงตามวิธีการของการวิเคราะห์โครงข้อแข็ง โดยมีตัวแปรหลักคือ จำนวนชั้นของค้ำยันที่รองรับ อัตราการก่อสร้าง ชนิดของคอนกรีต ระยะห่างของค้ำยัน ความหนาของแผ่นพื้น สติฟเนสของค้ำยันและกำลังอัดประลัยของคอนกรีต ผลการศึกษาพบว่า เมื่อมีการถ่ายน้ำหนักจากชั้นบนสุด ค้ำยันและแผ่นพื้นในชั้นต่ำลงมาจะแบกรับน้ำหนักลดหลั่นกันลงมาจากมากไปหาน้อย ในกรณีที่คำยันมีจำนวนขั้นมากกว่า 3 ชั้น แผ่นพื้นในระดับต่ำกว่าชั้นที่ 3 จากบนสุดจะรับผลจากน้ำหนักขณะก่อสร้างไม่เกิน 10% ของน้ำหนักบรรทุกรวมที่กระทำ และเมื่อมีการถอดค้ำยันพฤติกรรมการถ่ายแรงจะเป็นไปในทางกลับกัน คือเมื่อถอดค้ำยันชั้นล่างสุดออกแรงในค้ำยันชั้นล่างจะถูกถ่ายเข้าสู่แผ่นพื้นชั้นบนๆ โดยชั้นล่างจะรับแรงสูงสุดแล้วค่อยๆ ลดลงตามลำดับ อนึ่งการถ่ายแรงในระหว่างการถอดค้ำยันชั้นล่าง น้ำหนักจะถ่ายเข้าแผ่นพื้นล่างสุดเกินกว่า 63% และส่วนที่เหลือจะถ่ายเข้าแผ่นพื้นชั้นบนๆ น้ำหนักบรรทุกสะสมสูงสุดในแผ่นพื้นในระหว่างการก่อสร้างจะมีค่าประมาณ 1.6 เท่าของน้ำหนักแผ่นพื้นในการเทชั้นบนสุดไม่ว่าจะใช้จำนวนค้ำยันรองรับกี่ชั้นก็ตาม นอกจากนี้ยังพบว่า อัตราการก่อสร้าง ชนิดของคอนกรีต สติฟเนสและระยะห่างของค้ำยัน มีผลต่อน้ำหนักบรรทุกสะสมพอสมควร กล่าวคือ อัตราการก่อสร้างจะต้องสอดคล้องกับชนิดของคอนกรีตที่พัฒนากำลังได้ถึง 70% ตามอัตราการก่อสร้างต่อชั้นจึงจะไม่มีผล ในขณะที่สติฟเบสของค้ำยันและระยะห่างของค้ำยันมีผลต่อการถ่ายน้ำหนักถึง 9% และ 8% ตาม ลำดับ ทั้งนี้ความหนาของแผ่นพื้น กำลังอัดประลัยของคอนกรีต และจำนวนขั้นของค้ำยันรองรับ แสดงให้ เห็นว่ามีผลน้อยมากต่อการถ่ายน้ำหนักลงแผ่นพื้นและค้ำยัน