การออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุด สำหรับโครงสร้างเหล็กขึ้นรูปเย็นโดยวิธีความกว้างประสิทธิผลและวิธีฮิวริสติก

Abstract

ตามมาตรฐาน วสท. การออกแบบองค์อาคารรับแรงดัดของเหล็กขึ้นรูปเย็นโดยวิธีความกว้างประสิทธิผล(effective width method) มีความน่าเบื่อ และสิ้นเปลืองเวลา เนื่องจากขั้นตอนการคำนวณจะมีการทำซ้ำ จนกระทั่งแกนสะเทิน (neutral axis) ของหน้าตัดประสิทธิผลมีค่าเปลี่ยนแปลงอยู่ในค่าที่กำหนด จากนั้นจึงสามารถหาค่าโมดูลัสหน้าตัดอิลาสติก เพื่อนำไปใช้คำนวณหากำลังรับแรงดัดต่อไป งานวิจัยนี้จะนำเสนอสมการอย่างง่ายในการหาโมดูลัสหน้าตัดอิลาสติกนี้โดยไม่ต้องมีขั้นตอนการคำนวณซ้ำ จากการศึกษาเปรียบเทียบค่าโมดูลัสหน้าตัดอิสาสติกของหน้าตัดประสิทธิผลของเหล็กขึ้นรูปเย็นรูปรางน้ำที่มีเหล็กเสริมกำลัง ที่ขอบเป็นแบบขอบเม้มธรรมดาที่มีความสูงจาก 102 มม. ถึง 350 มม. และจากความหนาจาก 1 มม. ถึง 3 มม. พบว่าค่าที่ได้จากสมการอย่างง่ายกับค่าที่ได้จากมาตรฐาน วสท. มีความคลาดเคลื่อนสูงสุดไม่เกิน 1.12% ภายใต้หน่วยแรงที่ระดับร้อยละ 50 ถึงร้อยละ 100 ของค่าหน่วยแรงคราก สำหรับการออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุด งานวิจัยนี้ได้ใช้สมการอย่างง่ายที่ได้นำเสนอในข้างต้นร่วมกับวิธีฮิวริสติก และจากตัวอย่างโครงสร้างเหล็กขึ้นรูปเย็นที่ใช้ในการศึกษาพบว่าวิธีการนี้สามารถค้นหาคำตอบ ซึ่งได้แก่ขนาดหน้าตัดต่างขององค์อาคารที่ทำให้น้ำหนักรวมของโครงสร้างมีค่าน้อยที่สุดได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ