พฤติกรรมการถ่ายแรงบนเสาเข็มบ้านแบบผนังรับนํ้าหนักชนิดแผ่นคอนกรีตหล่อสำเร็จ

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอผลการศึกษาเรื่องพฤติกรรมการถ่ายแรงบนเสาเข็ม บ้านแบบผนังรับนํ้าหนักชนิดแผ่นคอนกรีตหล่อสำเร็จ ในแง่ของการถ่ายนํ้าหนักลงสู่เสาเข็มโดยใช้การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์แบบไม่เชิงเส้น (Non-Linear Finite Element)ในแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ การศึกษาได้เปรียบเทียบแรงที่ถ่ายลงเสาเข็มของโครงสร้างผนังหล่อสำเร็จ ที่มีรอยต่อจำนวนมากเปรียบเทียบกับผนังหล่อในที่ ที่โครงสร้างมีความต่อเนื่อง การศึกษาครอบคลุมผลของสติฟเนสของจุดเชื่อมต่อ ผลของช่องเปิดในผนัง และผลของสติฟเนสของเสาเข็ม โดยครอบคลุมอาคารทั้งแบบทาวน์เฮ้าส์และบ้านเดี่ยว ผลของการศึกษาแสดงค่าสตีฟเนสของจุดเชื่อมต่อมีผลต่อแรงที่ถ่ายลงสู่เสาเข็ม เฉพาะในกรณีที่ผนังมีความยาวมาก แต่มีผลน้อยมากในกรณีผนังสั้น นอกจากนี้ผลการศึกษายังแสดงให้เห็นว่าแรงเสียดทานระหว่างผนังคอนกรีตหล่อสำเร็จ สามารถยึดรั้งให้โครงสร้างมีสติฟเนสใกล้เคียงกับผนังหล่อในที่ โดยแรงที่ถ่ายลงสู่เสาเข็มของผนังหล่อสำเร็จ แตกต่างจากผนังหล่อในที่ไม่เกิน 1 % สำหรับผนังสั้น และ 5 % สำหรับผนังยาว ในกรณีที่ไม่มีแรงเสียดทานระหว่างผนัง ค่าสติฟเนสของผนังจะลดลงทำให้แรงที่ถ่ายลงสู่เสาเข็มแตกต่างจากผนังหล่อในที่ประมาณไม่เกิน 6 % สำหรับผนังสั้น และ 12 % สำหรับผนังยาว ผลของช่องเปิดในผนังไม่ทำให้สติฟเนส ของผนังไม่เปลี่ยนแปลงมาก เพียงแต่ผลของช่องเปิดทำให้นํ้าหนักของผนังลดลง ผลของการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเมื่อสติฟเนสของเสาเข็มลดลง การกระจายแรงของเสาเข็มจะมีความสมํ่าเสมอยิ่งขึ้น การศึกษายังพบว่าค่าสตีฟเนสของผนังยาวแบบหล่อในที่ มีค่าสูงกว่าของผนังหล่อสำเร็จ ความแตกต่างนี้ยังขึ้นอยู่กับการยุบตัวของเสาเข็ม โดยความแตกต่างของค่าสติฟเนสจะสูงขึ้นตามการยุบตัวของเสาเข็ม กรณีผลวิเคราะห์แบบ 3 มิติ การถ่ายแรงในเสาเข็มของทาวน์เฮ้าส์ พบว่าผนังระบบหล่อสำเร็จมีการถ่ายแรงแตกต่างจากผนังระบบหล่อในที่ไม่เกิน 11 % กรณีบ้านเดี่ยวมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญบางตำแหน่ง โดยเฉพาะตำแหน่งที่ไม่มีความต่อเนื่องของผนัง การถ่ายแรงในเสาเข็มของผนังหล่อสำเร็จจะสูงกว่าผนังหล่อในที่ประมาณ 26% ที่ช่วงกลางอาคารที่ผนังโครงสร้างไม่ต่อเนื่องกันและบ้านทั้ง 2 แบบการถ่ายแรงในเสาเข็มมีแนวโน้มสมํ่าเสมอขึ้นเมื่อค่าสตีฟเนสของเสาเข็มลดลง