สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
วันนี้ผมจะขอมาตอบปัญหาให้กับน้องวิศวกรมือใหม่ท่านหนึ่งที่ถามหลังไมค์กับผมเกี่ยวกับเรื่องการออกแบบแผ่นพื้น 2 ทาง คสล นะครับ และ ผมเห็นว่าน่าจะมีประโยชน์จึงนำมาแชร์เป็นความรู้แก่เพื่อนๆ ในวันนี้ด้วยครับ
ตอนที่น้องเรียนพี่เข้าใจว่าน้องคงจะได้เรียนเฉพาะแผ่นพื้น ทางแบบที่มีคานรองรับ หรือ ที่มีชื่อเรียกว่า RC SLAB ON BEAM ใช่มั่ยครับ ? เพราะพื้นชนิดนี้จะมีทิศทางหลักในการออกแบบเป็นทางด้านสั้น ดังนั้นโมเมนต์และเหล็กเสริมที่คำนวณได้ในทิศทางนี้จะมีมากกว่าในอีกทิศทางหนึ่งซึ่งก็คือด้านยาว ตรงกันข้ามกับแผ่นพื้น 2 ทางแบบที่ไม่มีคานรองรับ หรือ ที่เราเรียกกันจนคุ้นหูว่า FLAT SLAB นั่นเอง พื้นชนิดนี้จะมีทิศทางหลักในการออกแบบเป็นทางด้านยาว ดังนั้นโมเมนต์และเหล็กเสริมที่คำนวณได้ในทิศทางนี้จะมีค่ามากกว่าทิศทางๆ ด้านสั้น น้องงงมั้ยครับว่าเป็นเพราะอะไร ? วันนี้เราจะมาดูถึงสาเหตุกันนะครับว่าเหตุใดถึงเป็นเช่นนั้น
ผมจะขอตอบแบบง่ายๆ ตรงไปตรงมาที่สุดแล้วกันนะครับ จะได้ไม่ยืดเยื้อ ขอให้น้องดูรูปประกอบนะครับ
รูปบนเป็นพื้น 2 ทางแบบมีคานรองรับ จะเห็นได้ว่าสมมติฐานในการออกแบบพื้นชนิดนี้คือจุดรองรับจะมีค่า STIFFNESS ที่สูงกว่าตัวพื้นเองค่อนข้างมาก ดังนั้นเราจะสมมติว่าค่าการโก่งตัวที่จุดรองรับมีค่าเท่ากับ 0 เมื่อลักษณะของจุดรองรับมีลักษณะเป็นแบบนี้ เราจะพบว่า ณ จุดตัดตรงกึ่งกลางของแผ่นพื้นจะเป็นจุดร่วมกันระหว่างทางด้านสั้นและยาว ดังนั้น ณ ตำแหน่งนี้ค่าการโก่งตัวของทั้ง 2 ทิศทางจะมีค่าเท่ากัน
เมื่อเป็นเช่นนี้เราจะพบว่าในการที่ทิศทางสั้นและยาวจะเกิดการดัดตัวในปริมาณที่เท่ากัน แสดงว่าค่าแรงดัดที่ทำให้เกิด CURVATURE ในแต่ละทิศทางที่เท่ากันย่อมมีค่าไม่เท่ากัน กล่าวคือ ทางด้านย่อมต้องอาศัยแรงดัดที่มีค่าสูงกว่าทางด้านยาว เพราะ เราทราบว่าเทอมที่จะเป็นตัวบ่งชี้ค่า STIFFNESS ของการดัดคือ EI/L ดังนั้นค่า L ที่น้อยย่อมทำให้ค่า STIFFNESS นี้มีค่ามาก ยิ่งค่า L มากก็จะทำให้ค่า STIFFNESS นี้ลดน้อยลงไปเป็นสัดส่วนต่อกัน นี้เองคือสาเหตุว่าทำไมทางด้านสั้นถึงมีค่าแรงดัดมากกว่าทางด้านยาวสำหรับแผ่นพื้นในลักษณะแบบนี้ครับ
เรามาดูกรณีของแผ่นพื้น 2 ทางแบบวางบนเสาโดยตรงกันบ้างนะครับ
เราจะเห็นได้ว่าค่าการโก่งตัวในแต่ละทิศทางของแผ่นพื้นจะเกิดขึ้นโดยแยกส่วนออกจากกันโดยสิ้นเชิง ซึ่งจะขึ้นกับค่า STIFFNESS ทั้งหมด 3 ส่วนหลักๆ ของจุดรองรับและแผ่นพื้น คือ
(1) จุดรองรับ คือค่า FLEXURAL STIFFNESS ในเสาชั้นบนและชั้นล่าง และ TORSIONAL STIFFNESS ของแผ่นพื้นระหว่างช่วงตามขวางของจุดรองรับ
(2) แผ่นพื้น คือค่า FLEXURAL STIFFNESS ในแผ่นพื้นระหว่างช่วงตามความยาวของจุดรองรับ
ดังนั้นเมื่อลักษณะของจุดรองรับไม่เหมือนกับสมมติฐานแรกที่ผมได้กล่าวถึงไป พฤติกรรมในการถ่าย นน และแรงดัดก็จะเกิดขึ้น ก็จะเกิดขึ้นโดยแยกส่วนจากกันนั่นเอง ดังนั้นยิ่งช่วงใดที่มีความยาวของช่วงที่มาก ก็จะทำให้เกิดค่าแรงดัดที่มากเป็นสัดส่วนต่อค่าของความยาว นี้เองคือสาเหตุว่าทำไมทางด้านยาวถึงมีค่าแรงดัดมากกว่าทางด้านยาวสำหรับแผ่นพื้นในลักษณะแบบนี้ครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN
