การหาความเค้นดัดในคาน

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

วันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการอธิบายแก่เพื่อนๆ ถึงหัวข้อสำคัญในการพิจารณาเรื่อง MECHANICS OF MATERIALS นะครับนั่นก็คือหัวข้อ FLEXURAL FORMULA ในเรื่อง STRESSES IN BEAM นั่นเองนะครับ

สาเหตุที่ผมหยิบยกเรื่องๆ นี้มาฝากแก่เพื่อนๆ เพราะว่าผมเห็นว่าในหลายๆ ครั้งเพื่อนๆ มักไม่ได้นำความรู้ รวมไปถึงค่าต่างๆ ในหัวข้อนี้ไปใช้ในการวิเคราะห์ความเค้นในคานกันสักเท่าใดเลยนะครับ เพราะ เพื่อนหลายๆ คนมักจะมีความเข้าใจว่าในการหาค่าความเค้นในคานเราจำเป็นที่จะต้องทำการวิเคราะห์หาแรงปฏิกิริยาของจุดรองรับ หาค่าโมเมนต์ดัด และ จากนั้นเราจึงจะสามารถทราบได้ว่าคานนั้นจะมีความเค้นดัดเกิดขึ้นในหน้าตัดเป็นค่าเท่าใด เอาเป็นว่าวันนี้ผมจะมาให้คำแนะนำกับเพื่อนๆ ก็แล้วกันนะครับว่าการหาความเค้นดัดในคานนั้นเราไม่จำเป็นที่จะต้องทำเช่นนั้นก็ได้นะครับ เรามาเริ่มต้นดูรูปที่ผมแนบมาด้วยประกอบคำอธิบายของผมกันเลยดีกว่านะครับ

ก่อนอื่นผมขออธิบายก่อนนะครับว่าทฤษฎีที่ผมจะกล่าวถึงต่อไปนี้เป็นทฤษฎีที่ว่าด้วยการที่คานนั้นมีค่าการโก่งตัวที่น้อย (SMALL DISPLACEMENT) โดยที่วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างโครงสร้างคานนั้นเป็นวัสดุที่เป็นไปตามกฎของฮุค (HOOK’S LAW) และ เป็นการพิจารณาสภาวะของโครงสร้างอยู่ในช่วงที่เป็นเชิงเส้น (LINEAR ELASTIC) นะครับ โดยเรามาเริ่มต้นดูกันที่ BENDING CURVATURE กันก่อนเลยนะครับ

เนื่องจากการโก่งตัวที่เกิดขึ้นในคาน และ เนื่องจากการโก่งตัวมีค่าน้อย เราจะสามารถพิจารณาให้สามเหลี่ยม bcd และ oba นั้นเป็นสามเหลี่ยมที่มีขนาดเล็กๆ เราจะสามารถคำนวณหาค่าความเครียด (STRAIN) ได้จากความสัมพันธ์ของสามเหลี่ยมคล้ายนะครับ และ สุดท้ายค่า STRAIN จะสามารถคำนวณออกมาได้เท่ากับ

ε = cd / ab = Y / p [1]

จากกฎของฮุคเราทราบดีว่าค่า

ε = σ / E [2]

เราจะนำ [2] แทนลงใน [1] จะได้ว่า

Y / p = σ / E
σ = Y E / p [3]

และ

p = Y E / σ [4]

เราจะเห็นได้ว่าจาก [3] ค่า σ นั้นจะเป็นค่าที่เป็นสัดส่วนต่อค่าความลึกของหน้าตัด (Y) จากแกน N.A. นั้นเองนะครับ จากนั้นเรามาลองพิจารณาพื้นที่เล็กๆ ในรูปก่อนนะครับ โดยที่ dF จะเป็นส่วนองค์ประกอบ FORCE เล็กๆ ในหน้าตัดคานของเรานะครับ

dF = σ dA [5]

เราจะทำการแทน [3] ลงใน [5] นะครับ

dF = (Y E / p) dA [6]

ค่าโมเมนต์ดัดที่กระทำรอบ N.A. จะสามารถหาได้จาก

M = ∫ Y dF [7]

เราจะทำการแทน [6] ลงใน [7] นะครับ

M = ∫ Y (Y E / p) dA = (E/p) ∫ Y^(2) dA [8]

จากความสัมพันธ์ที่ว่าค่าโมดูลัสความเฉื่อย (MOMENT OF INERTIA) นั้นมีค่าเท่ากับ

I = ∫ Y^(2) dA [9]

เราจะทำการแทน [9] ลงใน [8] นะครับ

M = (E/p) I = E I / p [10]

และ

p = E I / M [11]

เราจะทำการแทน [4] ลงใน [11] นะครับ

Y E / σ = E I / M
σ = M Y / I [12]

จากนั้นจากที่เราทราบดีว่าค่า σ นั้นจะเป็นค่าที่เป็นสัดส่วนต่อค่าความลึกของหน้าตัด (Y) จากแกน N.A. ดังนั้นค่า σ max ก็จะมีค่าเท่ากับ

σ max = M C / I [13]

เราจะทำการแทน [10] ลงใน [13] นะครับ

σ max = (E I / p) C / I
σ max = E C / p [14]

ดังนั้นค่า CURVATURE ของคานจะมีค่าเท่ากับ

k = 1 / p [15]

สุดท้ายเราสามาถจะทำการแทน [15] ลงใน [14] นะครับ

σ max = E C k [16]

จาก [16] เราจะเห็นได้ว่า หากเราทราบว่าคานของเรานั้นมีค่า p เท่ากับเท่าใด เราก็สามารถที่จะหาค่า σ และ σ max ได้เช่นเดียวกันนะครับ

ในวันพรุ่งนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการยก ตย ให้แก่เพื่อนๆ ได้ทราบกันถึงวิธีในการคำนวณหาค่า p นี้ในการแทนค่าหาค่า σ และ σ max ในโครงสร้างคานรับแรงดัดกันบ้างนะครับ เพื่อนๆ ท่านใดสนใจก็สามารถติดตามกันได้นะครับ

วันนี้ผมจะขออนุญาตมาตอบคำถามให้แก่รุ่นพี่วิศวกรที่ผมเคารพรักท่านหนึ่งที่ท่านได้กรุณาสอบถามผมมาเกี่ยวกับเรื่อง

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

ADMIN JAMES DEAN


บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปันไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service) Certified by SGS (Thailand) Ltd.

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด คือผู้ผลิตรายแรกและรายเดียวในไทย ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม มอก. 397-2524 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐาน มอก. การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

1. สี่เหลี่ยม S18x18 cm.

รับน้ำหนัก 15-20 ตัน/ต้น

2. กลม Dia 21 cm.

รับน้ำหนัก 20-25 ตัน/ต้น

3. กลม Dia 25 cm.

รับน้ำหนัก 25-35 ตัน/ต้น

4. กลม Dia 30 cm.

รับน้ำหนัก 30-50 ตัน/ต้น

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

☎ สายด่วนภูมิสยาม:
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
081-634-6586

🌎 Web:
bhumisiam.com
micro-pile.com
spun-micropile.com
microspunpile.com
bhumisiammicropile.com