การวิเคราะห์พฤติกรรมรับแรงอัดของเสาวัสดุผสมเหล็กหน้าตัดรูปตัวเอชหุ้มด้วยคอนกรีตบางส่วน

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนองานวิจัยการศึกษาพฤติกรรมรับแรงอัดของเสาสั้นวัสดุผสมเหล็กหุ้มด้วยคอนกรีตบางส่วน (PCES) โดยพฤติกรรมรับแรงอัดของเสาสั้น PCES ประกอบไปด้วย ความสัมพันธ์ระหว่างแรงอัดกับหน่วยการหดตัวตามแนวแกน กำลังรับแรงอัด และรูปแบบการวิบัติ งานวิจัยนี้เริ่มต้นจากการทดสอบเสาสั้น PCES หน้าตัดเหล็กรูปตัวเอชจำนวน 12 ตัวอย่างภายใต้แรงอัดกระทำต่อเนื่องตรงศูนย์ มีตัวแปรในการทดสอบได้แก่ การเปรียบเทียบพฤติกรรมรับแรงอัดของเสาสั้น PCES ที่ใช้เหล็กรีดร้อนกับเสาสั้น PCES ที่ใช้เหล็กเชื่อมประกอบ รวมถึงศึกษาผลของการเสริมเหล็กเส้นภายในเสาและผลของขนาดหน้าตัดเสาต่อพฤติกรรมรับแรงอัดของเสา จากนั้นศึกษากลไกการกระทำต่อกันระหว่างเหล็กรูปพรรณและคอนกรีตเพื่อใช้หาค่าแรงดันโอบรัดที่กระทำต่อคอนกรีต และนำเสนอแบบจำลองการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างแรงอัดกับหน่วยการหดตัวตามแนวแกนของคอนกรีตที่พิจารณาผลการโอบรัดที่เหล็กรูปพรรณกระทำต่อคอนกรีต เพื่อทำนายกำลังรับแรงอัดของเสาสั้น PCES หน้าตัดเหล็กรูปตัวเอช และหน้าตัดเหล็กรูปกากบาท จากการเปรียบเทียบผลจากแบบจำลองกับผลการทดสอบ พบว่า แบบจำลองสามารถทำนายค่ากำลังรับแรงอัดได้แม่นยำกับผลการทดสอบมากกว่าค่าจากสมการออกแบบตามข้อกำหนด AISC360-16 ที่ไม่ได้พิจารณาแฟกเตอร์ความปลอดภัย สุดท้ายทำการศึกษาผลกระทบของตัวแปรออกแบบต่อพฤติกรรมรับแรงอัดของเสาสั้น PCES เหล็กรูปตัวเอชโดยใช้แบบจำลองที่เสนอ พบว่า 1.) กำลังรับแรงอัดของคอนกรีตที่ได้รับการโอบรัดจะมีค่าสูงขึ้นเมื่อ ความชะลูดของปีกเหล็กและกำลังรับแรงอัดของคอนกรีตมีค่าต่ำลง ในขณะที่กำลังรับแรงที่จุดครากของเหล็กมีค่าสูงขึ้น และ 2.) กำลังรับแรงอัดของเอวเหล็กจะมีค่าต่ำลงเมื่อ ความชะลูดของปีกเหล็กมีค่าต่ำลง และความชะลูดของเอวเหล็กมีค่าสูงขึ้น