สมรรถนะต้านทานแผ่นดินไหวของเสาสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กในประเทศไทยภายใต้แรงกระทำแบบวัฏจักร

Abstract

ในอดีตที่ผ่านมาการออกแบบสะพานในประเทศไทยนั้นยังมิได้คำนึงถึงผลของแผ่นดินไหว ประกอบกับข้อมูลการทดสอบเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งมีการเสริมเหล็กปลอกในปริมาณที่น้อยนั้นยังคงมีข้อมูลที่ไม่เพียงพอ งานวิจัยนี้ได้ทดสอบเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก ภายใต้แรงกระทำด้านข้างแบบวัฎจักรและแรงอัดตามแนวแกนคงที่จำนวน 3 ตัวอย่าง เพื่อศึกษาถึงผลของการโอบรัดของเหล็กปลอกต่อการเคลื่อนที่ทางด้านข้างและค่าความเหนียวของเสาตัวอย่างซึ่งมีขนาดหน้าตัด 0.40x0.40 เมตร สูง 2.15 เมตรโดยมีอัตราส่วนเหล็กเสริมตามยาวเท่ากับ 0.0123 และอัตราส่วนแรงอัดตามแนวแกนเท่ากับ 0.057 เท่ากันทั้งสามต้นโดยเมื่อเปรียบเทียบกับนักวิจัยที่ผ่านมา พบว่ามีค่าปริมาณเหล็กเสริมตามยาวและอัตราส่วนแรงอัดตามแนวแกนมีค่าน้อยที่สุด โดยมีการแปรผันปริมาณการเสริมเหล็กปลอกที่ต่างกัน ซึ่งมีอัตราส่วนปริมาตรของเหล็กปลอกเท่ากับ 0.00424, 0.01005 และ 0.01675 ตามลำดับซึ่งมีค่าเท่ากับ 6.2% 14.8% และ 24.6% ของมาตรฐานการออกแบบ AASHTO (2005) หรือ 18.2% 43.1% และ 71.8% ของมาตรฐานการออกแบบ Eurocode (2005) โดยเสาต้นแรกนั้นเป็นตัวแทนของเสาสะพานในประเทศไทย ผลที่ได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการนั้นพบว่า ค่าความเหนียวมีค่าเท่ากับ 4.7, 5.6 และ 4.9 โดยมีค่าอัตราส่วนการเคลื่อนที่ทางด้านข้างสูงสุดเท่ากับ 4.4, 4.7 และ 4.8 ตามลำดับ ซึ่งผลของการเพิ่มปริมาณการโอบรัดไม่ได้ส่งผลต่อค่าความเหนียวและระยะเคลื่อนตัวสูงสุดอย่างชัดเจน โดยสอดคล้องกับการทดสอบซึ่งพบว่าค่าความเครียดในเหล็กปลอกของตัวอย่างทั้ง 3 ตัวอย่างมีค่าไม่ถึงจุดคราก นอกจากนั้นได้เปรียบเทียบผลการทดสอบกับผลการวิเคราะห์แบบจำลองด้วยวิธีไฟเบอร์ ซึ่งพบว่าลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างแรงกระทำทางด้านข้างกับระยะการเคลื่อนที่ มีลักษณะที่ใกล้เคียงกันในช่วงอัตราการเคลื่อนตัว 0-2.5%