การวิเคราะห์หาค่าตัวคูณลดกำบังสำหรับองค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ตามสภาพการก่อสร้างในกรุงเทพมหานคร

Abstract

ในการวิเคราะห์กำลังของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กโดยทฤษฏีกำลังประลัย จะต้องใช้ตัวคูณลดกำลังปรับค่าเพื่อให้สอดคล้องกับความแปรปรวนต่าง ๆ ทั้งที่เกี่ยวข้องวัสดุ ขนาด ฝีมือการก่อสร้างและทฤษฏีการคำนวณออกแบบ เพื่อให้ได้ความปลอดภัยที่พอเพียง การศึกษาวิจัยนี้ได้เก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตัวแปรที่มีผลโดยตรงต่อกำลังการรับแรงขององค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็กที่ก่อสร้างในกรุงเทพมหานคร แล้วนำมาวิเคราะห์ทางสถิติ โดยถือข้อมูลตามสภาพการก่อสร้างที่เกิดขึ้นจริง หลังจากนั้นได้จำลองแบบข้อมูล โดยใช้วิธีการสุ่มของมอนติ – คาร์โล ให้เป็นไปตามรูปแบบการกระจายที่เหมาะสม เพื่อให้ได้ค่าทางสถิติของกำลังรับแรงประเภทต่าง ๆ การศึกษาวิเคราะห์เพื่อหาค่าตัวคูณลดกำลังรับแรงแต่ละประเภท ได้ใช้ทฤษฎีของความน่าเชื่อถือทางโครงสร้าง โดยยึดถือค่าดัชนีความปลอดภัยตามมาตรฐานการออกแบบสากล และยึดเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนและความไม่แน่นอนตามการศึกษาของ Grant, Mirza และ MacGregor ซึ่งได้เสนอแนะเพื่อใช้ในมาตรฐานการออกแบบของ ACI จากการศึกษาวิจัยข้อมูลสำหรับตัวแปรของกำลังการรับแรงพบว่า กำลังคลากของเหล็กเสริมที่ได้จริงมีค่ามากกว่าที่กำหนดประมาณ 15 % - 30 % กำลังอัดของคอนกรีตที่สูงกว่า 200 กก. /ซม². จะมีค่าเฉลี่ยต่ำกว่าที่กำหนดประมาณ 20 กก. /ซม². ขนาดหน้าตัดขององค์อาคารจะมีความเบี่ยงเบนในทางบวกประมาณ 0.2 – 0.5 ซม. ความลึกประสิทธิผลมีค่าน้อยกว่าที่กำหนดประมาณ 0.1 – 1.8 ซม. การวิเคราะห์ตามทฤษฎีความน่าเชื้อถือทางโครงสร้าง ให้ค่าตัวคูณลดกำลังรับแรงดัดตามปริมาณเหล็กเสริมและกำลังวัสดุ โดยมีค่าประมาณ 0.77 – 0.95 ในขณะที่คูณลดกำลังรับแรงอัดและตัวคูณลดกำลังรับแรงเฉือน จะมีค่าประมาณ 0.60 – 0.70 และ 0.75 – 0.85 ตามลำดับ ค่าจากการวิเคราะห์ได้เปรียบเทียบกับผลการศึกษาในสภาพวัสดุ และการก่อสร้างในอเมริกาเหนือ พบว่าให้ค่าที่สอดคล้องกันในทุกกรณีขององค์อาคาร เมื่อพิจารณาประกอบกับแนวโน้มการใช้กำลังวัสดุในการก่อสร้างแล้ว ค่าตัวคูณลดกำลังรับแรงดัด แรงอัด และแรงเฉือน ควรพิจารณาใช้ที่ 0.8, 0.65 และ 0.8 ตามลำดับ ทั้งนี้ยังมิได้พิจารณาตัวคูณสำหรับน้ำหนักบรรทุกประกอบด้วย