องค์ความรู้ประกอบการสอบเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร สาขาวิศวกรรมโยธา.pdf

www.yotathai.com

01-หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง.pdf 02-หมวดวิชาวิศวกรรมวัสดุ.pdf 03-หมวดวิชาวิศวกรรมปฐพี.pdf 04-หมวดวิชาวิศวกรรมแหล่งน้ำ.pdf 05-หมวดวิชาวิศวกรรมก่อสร้าง.pdf 06-หมวดวิชาบริหารงานก่อสร้าง.pdf 07-หมวดวิชาวิศวกรรมขนส่ง.pdf 08-เอกสารบรรยายวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง.pdf 09-คำบอกกล่าวสำคัญและคำปฏิเสธเกี่ยวกับเอกสาร.pdf

www.yotathai.com

องค์ความรู้ ประกอบการสอบเลื่อนระดับ เป็นสามัญวิศวกร สาขาวิศวกรรมโยธา

หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง

มิถุนายน 2558

www.yotathai.com

รายนามคณะผู้จัดทํา องค์ความรู้ประกอบการสอบเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร สาขาวิศวกรรมโยธา ที่ปรึกษา นายประสงค์ ธาราไชย ศ.ดร. เอกสิทธิ์ ลิ้มสุวรรณ ประธานคณะผู้จัดทํา ศ.ดร. อมร พิมานมาศ คณะผู้จัดทํา รศ.ดร. สุวิมล สัจจวาณิชย์ ผศ.ดร. จิรวัฒน์ ดําริห์อนันต์ นายทศพร ศรีเอี่ยม รศ.ดร. สุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์ ดร. บุญชัย แสงเพชรงาม นายชูลิต วัชรสินธุ์ เลขานุการ ดร. ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด

www.yotathai.com


ที่ปรึกษา

หัวหน้าหมวด ผู้จัดทํา

ศ.ดร. เอกสิทธิ์ ลิ้มสุวรรณ นายอนุชิต เจริญศุภกุล รศ. เอนก ศิริพานิชกร รศ. สิริวัฒน์ ไชยชนะ ศ.ดร. อมร พิมานมาศ รศ.ดร. สุทัศน์ ลีลาทวีวฒ ั น์ ผศ.ดร. ชยานนท์ หรรษภิญโญ ผศ.ดร. สุนติ ิ สุภาพ อ.ดร. อาทิตย์ เพชรศศิธร ดร. ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด ผศ.ดร. อานนท์ วงศ์แก้ว

www.yotathai.com

บทที่

1

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง

ผศ.ดร.สุนิติ สุภาพ มหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิต ดร.อาทิตย์ เพชรศศิธร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหาร ดร.ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ศ.ดร.อมร พิมานมาศ สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________

1.1

บทนาเกี่ยวกับการวิเคราะห์โครงสร้าง (Introduction to Structural analysis) ในบทนี้จะกล่าวถึงรูปแบบโครงสร้างที่สาคัญในทางวิศวกรรมโยธา ซึ่งผู้ออกแบบจาเป็นต้อง ทราบถึงพฤติกรรมเพื่อให้การจาลองโครงสร้าง หรือการตั้งสมมุติฐานในการวิเคราะห์เป็ นไปอย่าง ถูกต้อง

1.1.1 ความสัมพันธ์ระหว่างการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้าง โครงสร้าง คือ ชิ้นส่วนโครงสร้างหรือส่วนขององค์อาคารที่ประกอบกันเป็นระบบเพื่อทาหน้าที่ รับน้าหนักต่างๆ ลักษณะของโครงสร้างที่เห็นกันโดยทั่วไป ได้แก่ อาคาร สะพาน อุโมงค์ เขื่อน สระน้า หลังคา ฯลฯ โดยชิ้นส่วนโครงสร้างจะประกอบกันเป็นโครงสร้างและทาหน้าที่รับน้าหนักอย่างสัมพันธ์กัน การวิเคราะห์โครงสร้างเป็นการคานวณหาผลตอบสนองและทานายพฤติกรรมของโครงสร้าง ภายใต้น้าหนักบรรทุกหรือแรงที่กระทา ในการหาผลตอบสนองของโครงสร้างมักจะสนใจค่าของแรง ภายในต่างๆ เช่น แรงตามแนวแกน แรงเฉือน และโมเมนต์ดัด เป็นต้น รวมถึงหน่วยแรงความเครียด แรงปฏิกิริยา และการโก่งตัว ในจุดต่างๆ ที่สนใจหรือทั้งหมดของโครงสร้างที่ต้องการออกแบบเพื่อรับ น้าหนักต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นน้าหนักของตัวโครงสร้าง น้าหนักบรรทุกใช้งาน หรือแรงที่เกิดจากสาเหตุอื่น เช่น การทรุดตัวจากฐานรองรับ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เป็นต้น ส่วนการออกแบบโครงสร้างเป็นการกาหนดขนาดและรายละเอียดการก่อสร้างของชิ้นส่วน โครงสร้างหรือโครงสร้างโดยรวมให้สามารถต้านแรงต่างๆ ที่เกิดขึ้นได้ในระหว่างที่โครงสร้างนั้นใช้งาน โดยคานึงถึงความปลอดภัยผู้ใช้โครงสร้างนั้นหรือต่อสาธารณะ สามารถตอบสนองต่อการใช้งานได้ อย่ า งเหมาะสม มี ค วามประหยั ด การออกแบบในปั จ จุ บั น มั ก ต้ อ งค านึ ง ถึ ง ความคงทนและการ บารุงรักษาโครงสร้างด้วย ดังนั้นการวิเคราะห์โครงสร้างได้ใกล้เคียงพฤติกรรมจริง จะเป็นส่วนที่ สาคัญในการออกแบบโครงสร้างที่ดี ความสัมพันธ์ระหว่างการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้างรวมถึง ขั้นตอนการดาเนินงานโครงการก่อสร้างได้แสดงไว้ในรูปที่ 1.1-1

SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 2 ของบทที่ 1

www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________

>

เจ้า‘พอง

สถาปนิก

วิศวกร

วิศวกร

ษ การทํา แบบรายละเอียค

การประมาณราคาค่าก่อสราง แพงเกินไป

�

>

สถาปนิก

วิศวกร

ผูร ้ ับเหมา

เหมาะสมกับ งบ ประมาณ

การก่อสราง

J

รูปที่ 1.1-1 ขั้นตอนการดาเนินงานโครงการก่อสร้าง

สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 3 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


1.1.2 รูปแบบโครงสร้าง รูปแบบโครงสร้างที่ใช้และพบเห็นกันโดยทั่วไปสามารถแบ่งได้ดังนี้ 1.1.2.1

โครงสร้างรับแรงดึงและแรงอัด (Tension and Compression Structures) โครงสร้างประเภทนี้จะรับแรงตามแนวแกนของโครงสร้างแต่เพียงอย่างเดียว สาหรับ โครงสร้างรับแรงดึงหรือแรงอัดสามารถแบ่งได้อีก 3 ประเภท ดังนี้ 1.1.2.1.1

เคเบิล (Cable) เคเบิ ล เป็ น โครงสร้ า งที่ ยื ด หยุ่ น และรั บ แรงดึ ง เพี ย งอย่ า งเดี ย วเท่ า นั้ น เนื่ อ งจาก ความยืดหยุ่นของเคเบิล สาหรับงานวิศวกรรมโครงสร้างมักใช้เคเบิลในงานสะพานเป็นส่วนใหญ่ เช่น สะพานขึง (Cable-Stayed Bridge) หรือสะพานแขวน (Suspension Bridge) ดังรูปที่ 1.1-2

รูปที่ 1.1-2 สะพานแขวน : Golden Gate ประเทศสหรัฐอเมริกา (http://staringapocalypse.blogspot.com/2010/06/golden-gate-bridge.html) 1.1.2.1.2

โครงสร้างโค้ง (Arch Structure) โครงสร้างโค้งเป็นโครงสร้างที่มีรูปร่างแบบเคเบิลกลับหัว จะรับแรงอัดเสียเป็นส่วนใหญ่ โครงสร้างโค้งส่วนใหญ่จะใช้ในงานสะพาน รูปที่ 1.1-3 แสดงรูปแบบสะพานโค้ง


www.yotathai.com


Bowstring Arch Bridge ประเทศสหรัฐอเมริกา (http://www.scienceclarified.com/Bi-Ca/Bridges.html#b) รูปที่ 1.1-3 รูปแบบสะพานโค้ง 1.1.2.1.3

เสา (Column) เสาเป็นโครงสร้างที่รับแรงอัดตามแนวแกนแต่เพียงอย่างเดียว แต่เมื่อเสารับแรงทางข้าง หรือโมเมนต์ร่วมด้วย จะเรียกว่า คาน-เสา (Beam-Column) โดยทั่วไปเสาจะเป็นชิ้นส่วนโครงสร้าง พืน้ ฐานในการวิเคราะห์โครงสร้างด้วย P

P

i

M

เสา

คาน-เสา รูปที่ 1.1-4 เสาและคานเสา


www.yotathai.com


1.1.2.1.4

โครงข้อหมุน (Truss) โครงข้อหมุนเกิดจากการประกอบกันของชิ้นส่วนตรงหลายๆ ชิ้น โดยมีข้อต่อเป็นแบบข้อต่อ หมุน (Pinned Joint) และรับแรงตามแนวแกน (แรงดึงหรือแรงอัด) แต่เพียงอย่างเดียว (ตามสมมติฐาน ของการวิเคราะห์โครงสร้างแบบโครงข้อหมุน) ชิ้นส่วนต่างๆ อาจต่อเชื่อมกันด้วย ตะปู (Nail) สลัก เกลียว (Bolt) แผ่นประกบ (Gusset Plate) โครงข้อหมุนมักนามาใช้ในงานก่อสร้างหลังคา สะพาน เสาส่งไฟฟ้าแรงสูง เป็นต้น

โครงหลังคา (http://kecuk.com/2011/06/19/designlightweight-steel-roof-truss.html)

•

m

เสาส่งไฟฟ้าแรงสูง (http://lntstt.en.made-inchina.com/product/sqHxnPflhekN/China220kv-Transmission-Line-SteelTower.html)

สะพานโครงข้อหมุนแบบ Waren (http://srt251group5.tumblr.com/) รูปที่ 1.1-5 โครงข้อหมุน


www.yotathai.com


1.1.2.2

คาน (Beam) โครงสร้างคานสามารถพบเห็นกันโดยทั่วไปและเป็นชิ้นส่วนโครงสร้างพื้นฐานที่จาเป็นใน การศึกษาและวิเคราะห์โครงสร้าง คานมีหลายประเภท เช่น คานคอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete Beam) คานเหล็กรูปพรรณ (Steel Beam) คานประกอบ (Composite Beam) คานเหล็ก ประกอบ (Built-up Plate Girder) เป็ น ต้ น น้ าหนั ก บรรทุ ก ภายนอกที่ ก ระท าส่ ว นใหญ่ จ ะตั้ ง ฉากกั บ แนวแกนของคาน โดยทั่วไปคานเป็นองค์อาคารที่ทาหน้าที่รับแรงดัดและแรงเฉือน

คานคอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete Beam) (http://www.archiexpo.com/prod/barcon/reinforce d-concrete-beams-59904-144037.html)

คานเหล็กรูปพรรณ (Steel Beam) (http://www.gicedu.com/coursedetail.aspx?id=394)

คานประกอบ (Composite Beam) (http://wagenugraha.wordpress.com/2008/05/30/ material-komposit-efek-sinergi-dan-pernikahan/)

คานเหล็กประกอบ (Built-up Plate Girder) (http://bridgehunter.com/ca/contracosta/bh44517/)

รูปที่ 1.1-6 คาน


www.yotathai.com


1.1.2.3

โครงข้อแข็ง (Frame) โครงข้อแข็งเป็นโครงสร้างประเภทแข็งเกร็ง (Rigid Structure) พบได้ทั้ง 2 และ 3 มิติ โครงข้อแข็งจะพิจารณาแรงตามแนวแกน แรงเฉือน แรงดัด และแรงบิด (กรณีโครงสร้าง 3 มิ ติ) โครงข้อแข็งจะประกอบด้วยชิ้นส่วนโครงสร้างอย่างน้อย 2 ชิ้นต่อกัน โดยอาจวางในแนวราบ แนวดิ่ง หรือแนวเอียงก็ได้ ดังนั้นพฤติกรรมการรับแรงของชิ้นส่วนโครงสร้างในโครงข้อแข็งมักจะเป็นคาน-เสา เสียมากกว่า

โครงข้อแข็งเหล็ก (Steel Frame) โครงข้อแข็งคอนกรีต (Concrete Frame) (http://shanborun666.en.made-in(http://carsonconcrete.net/main.php) china.com/product/HeinRhSVhorI/ChinaSteel-Frame.html) รูปที่ 1.1-7 โครงข้อแข็ง 1.1.2.4

โครงสร้างเปลือกบาง (Membrane, Plate and Shell Structure) โครงสร้างเปลือกบางจะทามาจากวัสดุที่มี ความหนาน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับขนาด ของโครงสร้าง อาจมีความยืดหยุ่น (Flexible) หรือแข็งเกร็ง (Rigid) ก็ได้ โครงสร้างเปลือกบางที่มี ความยืดหยุ่นสามารถรับแรงดึงได้เพียงอย่างเดียว เช่น หลังคาผ้าใบ เต็นท์ เป็นต้น ส่วนโครงสร้าง Plate หรือ Shell เป็นโครงสร้างแบบแข็งเกร็ง สามารถรับแรงดัด แรงเฉือน แรงดึงหรือแรงอัดได้ เช่น โครงหลังคาแบบพับ โครงหลังคารูปโดม ถังเก็บน้า ไซโล เป็นต้น


www.yotathai.com


โครงสร้าง Membrane (http://www.alibaba.com/productgs/278012677/membrane_structure.html)

โครงหลังคาแบบพับ (http://www.ketchum.org/shellpix.html)

โครงหลังคารูปโดม ไซโล (http://www.mca(http://www.mccarthy.com/ftp-holcim-us/) tile.com/articleAW09_09.htm) รูปที่ 1.1-8 โครงสร้างเปลือกบาง 1.2

นาหนักบรรทุก และแรงกระทาต่ออาคาร (Loads and forces on building) น้าหนักบรรทุกที่กระทาต่อโครงสร้างสามารถแบ่งได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ คือ (1) น้าหนักบรรทุก คงที่ (Dead Load) ได้แก่ น้าหนักของตัวโครงสร้างเอง รวมถึงน้าหนักที่บรรทุกคงที่อื่นๆ ที่ติดอยู่กับตัว โครงสร้าง (2) น้าหนักบรรทุกจร (Live Load) ได้แก่น้าหนักบรรทุกที่สามารถเคลื่อนที่ได้ ไม่อยู่นิ่งนานๆ ขึ้ น อยู่ กั บ ลั ก ษณะการใช้ ง านของโครงสร้ า งและ (3) น้ า หนั ก อื่ น ๆ (Other Load or Environmental Load) เป็นน้าหนักหรือแรงกระทาต่อโครงสร้างที่เกิดจากสิ่งแวดล้อมรอบๆ โครงสร้าง เช่น แรงลม แรง แผ่นดินไหว แรงที่เกิดจากการทรุดตัวที่ไม่เท่ากัน แรงดันน้า แรงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เป็นต้น


www.yotathai.com


1.2.1

นาหนักบรรทุกคงที่ (Dead Load) น้าหนักบรรทุกคงที่ประกอบด้วยน้าหนักของตัวโครงสร้างเองและน้าหนักอื่นๆ ที่ติดอยู่กับ โครงสร้างอย่างถาวร เช่น น้าหนักของพื้น คาน เสา ของโครงสร้างคอนกรีต โครงหลัง คาเหล็ ก โครงเคร่า ผนังก่ออิฐ เป็นต้น ตารางที่ 1.2-1 แสดงน้าหนักบรรทุกคงที่ของวัสดุต่างๆ ตารางที่ 1.2-1 นาหนักบรรทุกคงที่ ชนิดของวัสดุ คอนกรีตล้วน คอนกรีตเสริมเหล็ก เหล็ก ไม้ อิฐ โครงหลังคา กระเบื้องซีเมนต์ใยหินลอนคู่ กระเบื้องคอนกรีต เหล็กรีดลอน สังกะสี ฝ้าเพดาน กาแพงอิฐมอญ กาแพงอิฐบล็อก

นาหนักบรรทุก 2,300 2,400 7,850 500 1,900 10-30 14 50 14 5 14-26 180-360 100-200

หน่วย กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม.

1.2.2 นาหนักบรรทุกจร (Live Load) น้ าหนั ก บรรทุ ก จรเป็ น น้ าหนั ก ที่ ส ามารถเปลี่ ย นแปรขนาด ต าแหน่ ง และเวลาที่ ก ระท า อันเนื่องมาจากการใช้งานของโครงสร้าง น้าหนักบรรทุกจรที่เห็นกันโดยทั่วไปอาทิ น้าหนักของนักศึกษา บนพื้นห้องเรียน การเคลื่อนที่ของเครน น้าหนักของรถบนสะพาน เป็นต้น ตารางที่ 1.2-2 แสดงน้าหนักบรรทุกจรต่าสุด (กิโลกรัมต่อตารางเมตร) สาหรับอาคารแต่ละ ประเภทตามกฎกระทรวงฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527 และแก้ไขเพิ่มเติมฉบับที่ 48 พ.ศ. 2540 (ข้อ 15) อนึ่ง หากผู้คานวณออกแบบเห็นสมควรจะใช้น้าหนักบรรทุกจรสูงกว่ากาหนดขั้นต่าดังกล่าวก็สามารถทาได้


www.yotathai.com


ตารางที่ 1.2-2 น้าหนักบรรทุกจรของอาคารแต่ละประเภทตามกฎกระทรวงฯ หน่วยนาหนักบรรทุก ประเภทและส่วนต่างๆ ของอาคาร (กก./ตร.ม.) 1. หลังคา 30 2. กันสาดหรือหลังคาคอนกรีต 100 3. ที่พักอาศัย โรงเรียนอนุบาล ห้องน้า ห้องส้วม 150 4. ห้องแถว ตึกแถวที่ใช้พักอาศัย อาคารชุด หอพัก โรงแรม และ 200 ห้องคนไข้พิเศษของโรงพยาบาล 5. สานักงาน ธนาคาร 250 6. (ก) อาคารพาณิชย์ ส่วนของห้องแถว ตึกแถวที่ใช้เพื่อการ 300 พาณิชย์มหาวิทยาลัย วิทยาลัย โรงเรียน และโรงพยาบาล (ข) ห้องโถง บันได ช่องทางเดินของอาคารชุด หอพัก โรงแรม 300 สานักงาน และธนาคาร 7. (ก) ตลาด อาคารสรรพสินค้า หอประชุม โรงมหรสพ ภัตตาคาร 400 ห้องประชุม ห้องอ่านหนังสือในห้องสมุดหรือหอสมุด ที่จอดหรือ เก็บรถยนต์นั่งหรือรถจักรยานยนต์ (ข) ห้องโถง บันได ช่องทางเดินของอาคารพาณิชย์ 400 มหาวิทยาลัย วิทยาลัย และโรงเรียน 8. (ก) คลังสินค้า โรงกีฬา พิพิธภัณฑ์ อัฒจันทร์ โรงงาน 500 อุตสาหกรรม โรงพิมพ์ ห้องเก็บเอกสารและพัสดุ (ข) ห้องโถง บันได ช่องทางเดินของตลาด อาคารสรรพสินค้า 500 หอประชุม โรงมหรสพ ภัตตาคาร ห้องสมุด และหอสมุด 9. ห้องเก็บหนังสือของห้องสมุดหรือหอสมุด 600 10. ที่จอดหรือเก็บรถบรรทุกเปล่า 800 อนึ่ง กฎกระทรวงฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527 และแก้ไขเพิ่มเติมฉบับที่ 48 พ.ศ. 2540 ยังกาหนด เรื่องอัตราลดหน่วยน้าหนักบรรทุกจรในข้อ 19 “ในการคานวณน้าหนักที่ถ่ายลงเสาคานหรือโครงที่รับเสา และฐานรากให้ใช้น้าหนักของอาคารเต็มอัตราส่วนหน่วยน้าหนักบรรทุกจรให้ใช้ตามที่กาหนดไว้ในข้อ 15 โดยให้ลดส่วนลงได้ตามชั้นของอาคาร”ดังแสดงในตารางที่ 1.2-3


www.yotathai.com


ตารางที่ 1.2-3

อัตราลดหน่วยน้าหนักบรรทุกจรบนพื้นที่แต่ละชั้นตามกฎกระทรวงฯ อัตราการลดหน่วยนาหนักบรรทุกจร การรับนาหนักของพืน บนพืนที่แต่ละชันเป็นร้อยละ (1) หลังคาหรือดาดฟ้า 0 (2) ชัน้ ที่หนึ่งถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้า 0 (3) ชั้นที่สองถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้า 0 (4) ชั้นที่สามถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้า 10 (5) ชั้นที่สี่ถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้า 20 (6) ชั้นที่ห้าถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้า 30 (7) ชั้นที่หกถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้า 40 (8) ชั้นที่เจ็ดถัดจากหลังคาหรือดาดฟ้าและชั้นต่อลงไป 50

สาหรับโรงมหรสพห้องประชุมหอประชุมห้องสมุดหอสมุดพิพิธภัณฑ์อัฒจันทร์คลังสินค้าโรงงาน อุตสาหกรรมอาคารจอดหรือเก็บรถยนต์หรือรถจักรยานยนต์ให้คิดหน่วยน้าหนักบรรทุกจรเต็มอัตรา ทุกชั้น ส่ ว นแรงกระแทกหรื อ แรงสั่ น สะเทื อ น (Impact or Vibration) มี ก าหนดในข้ อ บั ญ ญั ติ กรุงเทพมหานคร พ.ศ. 2544 ข้อ 110 ความว่าในการออกแบบคานวณส่วนต่างๆของอาคารเพื่อรับ น้าหนักบรรทุกคงที่และน้าหนักบรรทุกคงที่นั้นๆมีลักษณะที่ทาให้เกิดแรงสั่นสะเทือนแก่ส่วนต่างๆของ อาคารได้เช่นน้าหนักบรรทุกคงที่จากเครื่องจักรทางวิ่งเครนเป็นต้นจะต้องคานึงถึงผลจากแรงสั่นสะเทือน และแรงกระแทกด้วยโดยให้เพิ่มค่าน้าหนักบรรทุกคงที่ขึ้นอีกตามความเหมาะสมในกรณีที่ไม่มีเอกสารที่ รับรองโดยสถาบันที่เชื่อถือได้แสดงผลทดลองหรือการคานวณให้เพิ่มค่าน้าหนักบรรทุกคงที่ขึ้นอีกตาม ตารางที่ 1.2-4


www.yotathai.com


ตารางที่ 1.2-4 การเพิ่มค่าน้าหนักบรรทุกคงที่กรณีมีแรงสั่นสะเทือนตามข้อบัญญัติกรุงเทพมหานคร พ.ศ. 2544 เพิ่มค่านาหนักบรรทุกคงที่ ประเภทชินส่วนอาคารและนาหนักบรรทุกคงที่ต่างๆ ขึนอีก (ร้อยละ) โครงสร้างที่ประกอบด้วยเสาและคานยึดโยงกันเป็นโครงสร้างเพื่อรับ 100 น้าหนักลิฟต์หรือน้าหนักรอกยกของ ฐานรากทางเท้าและตอม่อรับลิฟต์และอุปกรณ์ทีเ่ กีย่ วกับรอกยกของ 40 เครื่องจักรขนาดเบาท่อต่างๆและมอเตอร์ ไม่น้อยกว่า 20 เครื่องจักรขนาดเบาชนิดลูกสูบชักเครื่องไฟฟ้า ไม่น้อยกว่า 20 น้าหนั ก บรรทุก จรอี ก ชนิ ด หนึ่ ง ที่พ บเห็ นโดยทั่ ว ไปคื อน้ าหนั ก ของยานพาหนะที่วิ่ ง บนสะพาน อันประกอบไปด้วยรถบรรทุก รถโดยสาร รถยนต์ส่วนบุคคล น้าหนักสมทบและน้าหนักอื่นๆ มาตรฐาน AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) ได้ ก าหนด รูปแบบรถบรรทุกมาตรฐาน AASHTO (AASHTO Standard HS Truck) พร้อมน้าหนักบรรทุกที่ใช้ใน การออกแบบ เรียกว่า HS20-44 ซึ่งมีน้าหนักบรรทุกและระยะห่างเพลาต่างกันตามตารางที่ 1.2-5 โดยกาหนดรถบรรทุกมาตรฐานและน้าหนักรถบรรทุกเป็นแบบน้าหนักแผ่ (Lane Loading) เป็นน้าหนัก บรรทุกจรที่กระทาต่อโครงสร้างสะพาน ซึ่งจะใช้รูปแบบน้าหนักบรรทุก ที่ทาให้เกิดหน่วยแรงบนสะพาน มากกว่า ตารางที่ 1.2-5 น้าหนักบรรทุกจรตามมาตรฐาน AASHTO Truck HS20-44(Truck) HS20-44(UCL) Types CONCENTRATED LOAD Axle 3.57 T (35 kN) 14.78 T (145 kN) 14.78 T (145 kN) I 8.16 T (80 kN) FOR MOMENT I 11.83 T (116 KN) FOR SHEAR (h) (พ)®) V UNIFORM LOAD 0.95 T/m (9.3 4.27-9.14 ทา Loads 4.27 กา Y777777777777777777777/777A I I I Remarks : (1) HS20-44 is the bridge standard loadings specified by AASHTO(STD) (2) L is bridge span length. เมื่อยานพาหนะเคลื่อนที่ไปบนสะพาน จะทาให้เกิดการสั่นซึ่งนอกจากจะทาให้เกิดความรู้สึก ไม่สะดวกในการใช้งานแล้ว ยังทาให้เกิดความล้าในองค์อาคารของสะพาน และในบางครั้งอาจเกิด การวิ บั ติ เ นื่ อ งจากความล้ า ได้ ม าตรฐาน AASHTO จึ ง ก าหนดให้ เ พิ่ ม ค่ า น้ าหนั ก บรรทุ ก จรขึ้ น ไปอี ก kN/m)


www.yotathai.com


เพื่อคานึงถึงผลของการสั่นของสะพานดังกล่าวนี้ ตามสมการที่ 1.2-1 แต่จะมีค่ามากที่สุดไม่เกิน 30% ของน้าหนักบรรทุกจร Impact Factor , I 

โดยที่

I L

15.24  0.30 L  38

(1.2-1)

คือ น้าหนักกระแทกที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากน้าหนักบรรทุกจร คือ ความยาวช่วงสะพานที่น้าหนักบรรทุกจร (เมตร)

1.2.3 แรงลม (Wind Load) แรงลมเกิดจากการไหลของลมผ่านโครงสร้าง ทาให้เกิดแรงกระทากับโครงสร้าง ซึ่งอาจเป็น แรงดั น (Pressure) หรื อ แรงดู ด (Suction) ก็ ไ ด้ ขนาดของแรงลมอาจขึ้ น อยู่ กั บ หลายปั จ จั ย เช่ น ลักษณะภูมิประเทศที่โครงสร้างนั้นตั้งอยู่ สิ่งก่อสร้างต่างๆ รอบๆ โครงสร้าง ลักษณะทางกายภาพของ โครงสร้าง เป็นต้น การคานวณแรงลมที่กระทาต่อโครงสร้างจึงเป็นส่วนสาคัญในการออกแบบระบบ โครงสร้างหลักเพื่อต้านทานแรงลมของอาคาร เพื่อให้สามารถต้านทานแรงเฉือน (Shear) การเลื่อนไถล (Sliding) การพลิกคว่า (Overturning) แรงยกขึ้น (Uplift) ได้ ในปั จ จุ บั น มาตรฐานการค านวณแรงลมมี ม ากมายทั้ ง ในประเทศและต่ า งประเทศ เช่ น กฎกระทรวงฉบั บ ที่ 6 พ.ศ. 2527 มาตรฐานการค านวณแรงลมส าหรั บ การออกแบบอาคารของ วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ ปี พ.ศ.2546 (E.I.T. Standard 1018-46) มาตรฐานการคานวณ แรงลมและการตอบสนองของอาคาร/กรมโยธาธิ ก ารและผั ง เมื อ ง (มยผ. 1311-50) ข้ อ บั ง คั บ การออกแบบอาคารของประเทศแคนาดา ปี ค.ศ. 2005 (National Building Code of Canada (NBCC)) ข้อแนะนาน้าหนักบรรทุกสาหรับอาคารของประเทศญี่ปุ่น ปี ค.ศ. 2004 (Recommendation for Loads on Building, AIJ) มาตรฐานน้าหนักบรรทุกออกแบบต่าสุดสาหรับอาคารและโครงสร้าง อื่ น ๆของประเทศสหรั ฐ อเมริ ก า ปี ค.ศ. 2005 (Minimum Design Loads for Building and Other Structures, ASCE7-05) ถึงแม้ว่าในการประมาณแรงลมที่กระทากับโครงสร้างของแต่ละมาตรฐานจะ แตกต่างกันไปในรายละเอียด แต่ก็ยังคงยึดหลักการพื้นฐานของความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วลมและ แรงดันพลศาสตร์ที่กระทาต่อโครงสร้าง โดยใช้สมการของ Bernoulli


www.yotathai.com


q

(1.2-2)

1 V 2 2

โดยที่ q  V

คือ คือ คือ

แรงดันพลศาสตร์ (Dynamic Pressure) ความหนาแน่นของมวลอากาศ (Air Mass Density) ความเร็วลม (Wind Speed)

LIFT

LIFT

PUSH

PUSH

WIND FORCE ON BENDING EXTERIOR

WIND CAN LIFT

q

WIND FORCE DOUBLE IF INTERIOR PENETRATED

WIND CAN OVERTURN

WIND CAN SLIDE

\7

ROOF TO WALL

(ข)

FLOOR TO WALL FLOOR TO FOUNDATION

UPLIFT CHAIN KEEP BUILDING IN PLACE

(ก) รูปที่ 1.2-1 แรงลมที่กระทากับโครงสร้าง กฎกระทรวงฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527 และแก้ไขเพิ่มเติมฉบับที่ 48 พ.ศ. 2540 กาหนดเรื่องหน่วย แรงลมโดยข้อ 17 ในการคานวณออกแบบโครงสร้า งอาคารให้คานึ ง ถึง แรงลมด้วยหากจ าเป็ นต้อ ง ค านวณและไม่ มี เ อกสารที่ รั บ รองโดยสถาบั น ที่ เ ชื่ อ ถื อ ได้ ให้ ใ ช้ ห น่ ว ยแรงลมตามตารางที่ 1.2-6อนึ่ ง ข้อบัญญัติกรุงเทพมหานคร พ.ศ. 2544 กาหนดหน่วยแรงลมไว้ในข้อ 109 โดยมีรายละเอียดทานอง เดียวกัน อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันกรมโยธาธิการและผังเมืองได้จัดทามาตรฐานการคานวณแรงลมและ สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 15 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


การตอบสนองของอาคาร (มยผ. 1311-50) ซึ่งปรับปรุงจากกฎกระทรวงฉบับที่ 6 ซึ่งสามารถศึกษาได้ จากเอกสารของกรมโยธาธิการและผังเมือง ตารางที่ 1.2-6 หน่วยแรงลมตามกฎกระทรวงฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527 หน่วยแรงลมอย่างน้อยกิโลปาสกาล ความสูงของอาคารหรือส่วนของอาคาร (กิโลกรัมแรงต่อตารางเมตร) (1) ส่วนของอาคารที่สูงไม่เกิน 10 เมตร 0.5 (50) (2) ส่วนอาคารที่สูงเกิน 10 เมตรแต่ไม่เกิน 20 เมตร 0.8 (80) (3) ส่วนของอาคารที่สูงเกิน 20 เมตรแต่ไม่เกิน 40 เมตร 1.2 (120) (4) ส่วนของอาคารที่สูงเกิน 40 เมตร 1.6 (160) ในการนี้ยอมให้ใช้ค่าหน่วยแรงที่เกิดขึ้นในส่วนต่างๆ ของอาคารตลอดจนความต้านทานของดินใต้ฐานราก เกิ น ค่ า ที่ ก าหนดไว้ ใ นกฎกระทรวงนี้ ไ ด้ ร้ อ ยละ 33.3 แต่ ทั้ ง นี้ ต้ อ งไม่ ท าให้ ส่ ว นต่ า งๆของอาคารนั้ น มีความมั่นคงน้อยไปกว่าเมื่อคานวณตามปกติโดยไม่คิดแรงลม 1.2.4 แรงแผ่นดินไหว (Earthquake Load) แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก การเคลื่อนตัวนี้ จะเกิ ด เป็ น คลื่ น แผ่ น ดิ น ไหวท าให้ ผิ ว โลกเคลื่ อ นตั ว เมื่ อ เกิ ด แผ่ น ดิ น ไหว ฐานรากที่ ติ ดกั บ ผิ ว โลก จะเคลื่อนตัว (แนวราบ) แต่ส่วนบนของโครงสร้างจะต้านการเคลื่อนที่เนื่องจากแรงเฉื่อยของโครงสร้าง ปรากฏการณ์นี้ทาให้เกิดการสั่นในแนวราบของโครงสร้าง ซึ่งเป็นผลทาให้เกิดแรงภายในต่างๆ ในองค์ อาคาร

Initial (Undeformed) Configuration

Deformed Configuration

รูปที่ 1.2-2 แผ่นดินไหวกับโครงสร้าง


www.yotathai.com


กฎกระทรวงกาหนดการรับน้าหนักความต้านทานความคงทนของอาคารและพื้นดินที่รองรับ อาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือ นของแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 ได้กาหนดให้ผู้คานวณออกแบบ การคานวณออกแบบโครงสร้างอาคารที่มี ลั กษณะเป็นตึ กบ้านเรือ นโรงหรือสิ่ ง ก่อสร้างอย่างอื่นที่ มี ลั ก ษณะคล้ า ยคลึ ง กั น และไม่ อ ยู่ ใ นบริ เ วณเฝ้ า ระวั ง สามารถรั บ แรงสั่ น สะเทื อ นของแผ่ น ดิ น ไหวได้ โดยคานวณแรงเฉือนตามวิธีการดังต่อไปนี้ แรงเฉือนทั้งหมดในแนวราบที่ระดับพื้นดินสามารถคานวณได้จาก (1.2-3)

V  ZIKCSW

โดยที่ V Z I K C

คือ แรงเฉือนทั้งหมดในแนวราบที่ระดับพื้นดิน คือ สัมประสิทธิ์ของความเข้มของแผ่นดินไหวตามพื้นที่ที่เสี่ยงต่อแผ่นดินไหว คือ ตัวคูณเกี่ยวกับการใช้อาคารตามความสาคัญและความจาเป็นต่อชีวิตและ ความเป็นอยู่ของสาธารณชน คือ สัมประสิทธิ์ของโครงสร้างอาคารที่รับแรงในแนวราบตามความความ เหนียวของโครงสร้างอาคาร คือ สัมประสิทธิ์ C  1  0.12 15■ｒ T สาหรับอาคารทั่วไปทุกชนิด T  0.09h n

rD

S

สาหรับอาคารที่มีโครงต้านแรงดัดที่มีความเหนียว T  0.01N hn คือความสูงของพื้นอาคารชั้นสูงสุดวัดจากระดับพื้นดินมีหน่วย เป็นเมตร D คือความกว้างของโครงสร้างของอาคารในทิศทางขนานกับแรง แผ่นดินไหวมีหน่วยเป็นเมตร N คือจานวนชั้นของอาคารทั้งหมดที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน คือ สัมประสิทธิ์ของการประสานความถี่ธรรมชาติระหว่างอาคารและชั้นดิน ที่ตั้งอาคาร


www.yotathai.com


W

คือ น้าหนักของตัวอาคารทั้งหมดรวมทั้งน้าหนั กของวัสดุอุปกรณ์ซึ่งยึดตรึง กับที่โดยไม่รวมน้าหนักบรรทุกจรสาหรับอาคารทั่วไปหรือน้าหนักของ ตัวอาคารทั้งหมดรวมกับร้อยละ 25 ของน้าหนักบรรทุกจรสาหรับโกดัง หรือคลังสินค้า

เมื่อได้ค่าแรงเฉือนทั้งหมดในแนวราบที่ระดับพื้นดินแล้วให้กระจายแรงเฉือนทั้งหมดในแนวราบ ทีร่ ะดับพื้นดินออกเป็นแรงในแนวราบที่กระทาต่อพื้นชั้นต่างๆ สามารถคานวณได้ดังนี้ (ก) แรงในแนวราบที่กระทาต่อพื้นชั้นบนสุดของอาคารให้คานวณดังนี้ Ft = 0.07 TV ค่าของ Ft ที่ได้จากสูตรนี้ไม่ให้ใช้เกิน 0.25 V และถ้าหาก T มีค่าเท่ากับหรือต่ากว่า 0.7 วินาทีให้ใช้ค่าของ Ft เท่ากับ 0 (ข) แรงในแนวราบที่ ก ระท าต่ อ พื้ น ชั้ น ต่ า งๆของอาคารรวมทั้ ง ชั้ น บนสุ ด ของอาคารด้ ว ยให้ คานวณดังนี้ Fx 

(V  Ft )wxh x

(1.2-5)

n

 wihi

i 1

โดยที่

w x , wi hx , hi i=1 x=1 n

Ft Fx T V

คือ คือ คือ คือ คือ คือ คือ คือ

 wi h i

คือ

n

คือ

i 1

แรงในแนวราบที่กระทาต่อพื้นชั้นบนสุดของอาคาร แรงในแนวราบที่กระทาต่อพื้นชั้นที่ x ของอาคาร คาบการแกว่งตามธรรมชาติของอาคารมีหน่วยเป็นวินาที แรงเฉือนทั้งหมดในแนวราบที่ระดับพื้นดิน น้าหนักของพื้นอาคารชั้นที่ x และชั้นทีi่ ตามลาดับ ความสูงจากระดับพื้นดินถึงพื้นชั้นที่ x และชั้นทีi่ ตามลาดับ สาหรับพื้นชั้นแรกที่อยู่สูงถัดจากพื้นชั้นล่างของอาคาร สาหรับพื้นชั้นแรกที่อยู่สูงถัดจากพื้นชั้นล่างของอาคาร ผลรวมของผลคูณระหว่างน้าหนักกับความสูงจากพื้นชั้นที่ 1 ถึงชั้น ที่ n จานวนชั้นทั้งหมดของอาคารที่อยู่เหนือระดับพื้นชั้นล่างของอาคาร


www.yotathai.com


1.2.5 แรงดันนาและแรงดันดิน (Hydrostatic and Soil Pressures) โครงสร้างที่รับแรงดันน้า เช่น ถังเก็บน้า เขื่อน หรือโครงสร้างที่อยู่หรือจุ่มอยู่ในน้า เป็นต้น แรงดั น น้ าจะกระท าตั้ ง ฉากกั บ ตั ว โครงสร้ า ง ขนาดของแรงดั น จะมากขึ้ น หากความลึ ก มากขึ้ น โดย มีความสัมพันธ์กันเป็นแบบเส้นตรง ดังแสดงในรูปที่ 1.2-3 แรงดันน้าสามารถคานวณได้ตามสมการ ต่อไปนี้ (1.2-4)

p  h

โดยที่

p คือ แรงดันน้าที่กระทาต่อโครงสร้าง  คือ หน่วยน้าหนักของน้า h คือ ความลึกจากระดับผิวน้า

h

ρ = γh

รูปที่ 1.2-3 แรงดันน้า สาหรับโครงสร้างที่อยู่ใต้ผิวดิน จะมีแรงดันดินกระทากับโครงสร้างซึ่งมีลักษณะการกระจายของ แรงดันเหมือนกับของแรงดันน้าและสามารถใช้สมการที่ 1.2-4 ในการคานวณหาแรงดันได้เพียงแต่ต้อง เปลี่ยนค่าหน่วยน้าหนักของน้าเป็นหน่วยน้าหนักของดินที่ติดอยู่กับโครงสร้างแทน 1.2.6

แรงที่เกิดจากอุณหภูมิและอื่นๆ (Thermal and Other Effects) การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทาให้เกิดหน่วยแรงหรือการเคลื่อนตัวของโครงสร้างได้ สาหรับ โครงสร้างอินดีเทอร์มิเนท จะมีหน่วยแรงเพิ่มขึ้นและอาจเกิดการเคลื่อนตัวร่วมด้วย แต่ถ้าเป็นโครงสร้าง ดีเทอร์มิเนท จะเกิดการเคลื่อนตัวเท่านั้นแต่ไม่เกิดหน่วยแรงเพิ่มขึ้น ปัจจัยที่ทาให้เกิดปรากฏการณ์นี้ ไม่เพียงแต่เฉพาะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเท่านั้น การคืบและการหดตัวของคอนกรีต การทรุดตัวที่ ไม่เท่ากันของโครงสร้าง การยึดรั้งขององค์อาคารเนื่องจากความคลาดเคลื่อนในการก่อสร้าง ก็ล้วนแต่ ทาให้เกิดหน่วยแรงหรือการเคลื่อนตัวของโครงสร้างด้วย สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 19 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


1.3

การถ่ายนาหนัก การถ่ายนาหนัก (load transfer) ถือเป็นหัวข้อที่สาคัญซึ่งผู้ออกแบบโครงสร้างต้องเข้าใจใน รูปแบบหรือเส้นทางที่แรงจะไหลไปยังองค์อาคารแต่ละชิ้นในโครงสร้าง กรณีของการวิเคราะห์อาคารรับ เฉพาะแรงในแนวดิ่ ง การกระจายน้ าหนั ก จากพื้ น สู่ ค าน หรื อ จากพื้ น สู่ เ สาอาจอาศั ย หลั ก พื นที่ รับผิดชอบ (tributary area) อย่างไรก็ดีในทางปฏิบัติวิศวกรอาจเลือกใช้วิธีการคานวณที่ละเอียดขึ้น เพื่อความประหยัด ในหัวข้อนี้จะเสนอแนวทาวการประมาณน้าหนั กบรรทุกที่ถ่ายจากพื้นลงสู่คาน และ เสา ตามลาดับ

1.3.1

การถ่ายนาหนักจากพืนลงคาน การกระจายน้าหนักจากพื้นสู่คานเป็นกรณีแผ่นพื้นวางพาดลงบนคานในทิศทางเดียวจะเป็นไป ตามกฎของพื้นที่รับผิดชอบ อย่างไรก็ดีหากแผ่นพื้นมีการเทในที่ และตัวแผ่นพื้นมีการเชื่อมต่อกับคาน รอบด้าน การกระจายแรงจากแผ่นพื้นสู่คานแปรผันตามสัดส่วนระหว่างด้านทั้ง 2 ของแผ่นพื้น โดยใน รูปที่ 1.3-1 แสดงการแบ่งพื้นที่พื้นที่วางพาดบนคานตามแนวของลูกศร โดยในกรณีนี้ คาน (beam)ที่ถูก แรเงาจะรับน้าหนักบรรทุกจากแผ่นพื้นทางฝั่งซ้ายและฝั่งขวาอย่างละเท่าๆกัน (ครึ่งหนึ่ง ของพื้นทางด้าน ซ้าย และอีกครึ่งหนึ่งของพื้นทางด้านขวา จะถูกถ่ายเข้าสู่คานที่สนใจ) ในขณะที่ รูปที่ 1.3-2 แสดง แนวคิดของพื้นที่รับผิดชอบกรณีมิติของแผ่นพื้นรอบคานไม่เป็นรูปสี่เหลี่ยม ซึ่งในกรณีข้างต้นการกระจาย แรงจะแบ่งไปตามสัดส่วนของแผ่นพื้นที่ถ่ายลงคานแต่ละด้าน Beam

Girder

L

□

อ -*■

รูปที่ 1.3-1 การแบ่งพื้นที่รับผิดชอบของคาน เพื่อรองรับน้าหนักจากแผ่นพื้น


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ C

D

Open Girder A

A

B (a)

A

B M

B

C

(b)

รูปที่ 1.3-2 การแบ่งพื้นที่รับผิดชอบของคาน เพื่อรองรับน้าหนักจากแผ่นพื้นกรณีแผ่นพื้นไม่ได้เป็น รูปสี่เหลี่ยม โดยในกรณีนี้คานต้องรับน้าหนักบรรทุกเป็นรูปสามเหลี่ยม 1.3.1.1

การกระจายนาหนักลงคาน: พืน 2 ทาง กรณีแผ่นพื้นมีคานรองรับทั้ง 4 ด้าน ซึ่งหมายถึง แผ่นพื้นนั้นหล่อเป็นเนื้อเดียวกับคานที่ รองรับโดยใช้สมมติฐานที่ว่าฐานรองรับดังกล่าวมีพฤติกรรมแบบ คมมีด (pined support) สาหรับส่วน ระหว่าง “ด้านสั้น/ด้านยาว” หรือ m = S/L มากกว่า0.5 การกระจายน้าหนักจากพื้นจะถ่ายลงสู่คาน ด้านสั้นเป็นรูปสามเหลี่ยม ในขณะที่ถ่ายลงคานด้านยาวเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู (ดู รูปที่ 1.3-3) ทั้งนี้ แนวทางปฏิบัติของอเมริกันได้กระจายแรงดังกล่าว (ทั้งสามเหลี่ยม และสี่ เหลี่ยมคางหมูให้มีลักษณะแผ่ กระจายสม่าเสมอตลอดความยาวคาน) ดังสมการที่ (1.3-1)


www.yotathai.com


ร = ความยาวพื้นย่วงสั้น,

L = ความยาวพื้นช่วงยาว

เมื่อ ทา = S/L >

0.

รูปที่ 1.3-3 ลักษณะการกระจายของน้าหนักแผ่บนพื้นสู่คานที่รองรับทั้ง 4 ด้าน (กรณี m > 0.5) WS=w·S/3 WL=WS·(3-m2)/2

ร = ความยาวพืนย่วงสัน,

1.3-1 (ก) 1.3-1 (ข)

L = ความยาวหืน ช่วงยาว

เมือ ทา = S/L

< 0.5

รูปที่ 1.3-4 ลักษณะการกระจายของน้าหนักแผ่บนพื้นสู่คานด้านยาว (กรณี m < 0.5) 1.3.1.2

การกระจายนาหนักลงคาน: พืนทางเดียว จากสมมติฐานข้างต้น เมื่อ m มีค่าน้อยกว่า 0.5 หรือหมายความว่าด้านยาวเริ่มยาวกว่า ด้านสั้นเกิน 2 เท่า ด้วยแนวทางการออกแบบของของอเมริกันอาจสมมติให้แรงทั้งหมดถ่ายลงคานด้าน ยาว โดยสัดส่วนการถ่ายแรงเป็นไปตามกฎพื้นที่รับผิดชอบ ดังแสดงในสมการที่ (1.3-2) หรือรูปที่ 1.3-4


www.yotathai.com


W S= 0 WL=w·S/2

1.3-2 (ก) 1.3-2 (ข)

ทั้งนี้แม้ m จะมีสัดส่วนค่าเท่าใดก็ตาม “แต่แผ่นพื้นมีคานรองรับเพียงสองด้าน” (กรณีแผ่นพื้น สะพาน) การถ่ า ยน้ าหนั ก จะถู กบั ง คับ ด้ วยลั กษณะของโครงสร้า งหรื อ เป็ น การถ่า ยแรงจะถ่ ายแบบ ทางเดียว (ดังรูปที่ 1.3-5)

รูปที่ 1.3-5 การถ่ายแรงแบบทางเดียว สาหรับแผ่นพื้นที่มี m ใดๆ แต่มีคานรองรับเพียง 2 ด้าน

T

1-2

I

0.5(L24L1)

Li

l

W =

~{L2 + Ll)

L

แผ่น พนตัวอย่าง

รูปที่ 1.3-6 การถ่ายแรงแบบทางเดียว สาหรับแผ่นพื้นสาเร็จรูป ที่มี m ใดๆ แม้ว่าจะมีคานรองรับ กี่ด้านก็ตาม


www.yotathai.com


ในความเข้ าใจเดีย วกั น แม้ ว่ าจะมี คานรองรั บทั้ง 4 ด้าน แต่หากแผ่ นพื้ นไม่ ได้ห ล่ อ เป็น เนื้ อ เดียวกับคาน เช่น แผ่นพืนสาเร็จรูป (precast slab) พื้นจะถ่ายแรงลงคานเฉพาะที่แผ่นพื้นสาเร็จรูป วางพาดเท่านั้น โดยการกระจายของแรงเป็นไปตามพื้นที่รับผิดชอบดังแสดงในรูปที่ 1.3-6 1.3.1.3

การกระจายนาหนักลงคาน : กรณีใดๆ กรณีแผ่นพื้นที่มีคานรองรับทั้ง 4 ด้าน โดยสภาพการยึดรัง (restrains) ไม่เป็นไปตาม สมมติฐานก่อนหน้า หรือไม่ได้วางอยู่บนฐานรองรับแบบคมมีด (หมายความว่าไม่ต่อเนื่องกับแผ่นพื้น ข้างเคียง) แต่มีความต่อเนื่องกับแผ่นพื้นในช่วงที่ติดกัน การวิเคราะห์น้าหนักแผ่ บนคานเพื่อวิเคราะห์ โมเมนต์ดัดบนคานสามารถเปิดกราฟที่นาเสนอตามมาตรฐาน BS8110 (มาตรฐานอังกฤษ) โดยในรูปที่ 1.3-7 กาหนดให้เส้นทึบแสดงคานที่ด้านต่อเนื่อง ในขณะที่เส้นบางแสดงคานบนที่ด้านไม่ต่อเนื่อง การใช้ ง านจะเปิ ด ค่ า โดย c และ d ใช้ ส าหรั บ กรณี ที่ ค านรองรั บ แผ่ น พื้ น ที่ ต่ อ เนื่ อ ง (continuous) และไม่ต่อเนื่อง (discontinuous) ตามลาดับ โดยน้าหนักแผ่บนคานใดๆ จะเกิดจาก  คูณ กับน้าหนักแผ่ (w) บนพื้น และความยาวด้านที่ตั้งฉากกับคานที่พิจารณา เช่น กรณีจะวิเคราะห์น้าหนัก แผ่บนคานที่มีความยาว (ly) จะคานวณน้าหนักแผ่จาก x·w·lx หรือกรณีจะวิเคราะห์น้าหนักแผ่บนคาน ที่มีความยาว (lx) จะคานวณน้าหนักแผ่จาก y·w·ly ทั้งนี้ มาตรฐาน BS8110 กาหนดให้น้าหนักแผ่ที่ คานวณได้วางบนคานบนความยาว 3L/8 เมื่อวัดจากแนวกึ่งกลางคาน (รูปที่ 1.3-8)


www.yotathai.com


p

coefi nts

Ultimae-shrngfoc p

coefi nts

USF

p

coefi nts

USF

รูปที่ 1.3-7 ส.ป.ส. ของการถ่ายแรงลงคานตาม BS8110 (Reynolds&Steedman, 1981)

L/8

3L/4

L/8


www.yotathai.com


รูปที่ 1.3-8 การจัดวางน้าหนักบรรทุกจากการคานวณจากรูปที่ 1.3-7 ตัวอย่าง 1.3-1 การถ่ายแรงลงคาน กาหนดให้พื้นมีขนาด 3 x 5 ม. และหล่อเป็นเนื้อเดียวกับคานที่รองรับทั้ง 4 ด้าน สมมติให้แผ่นพื้น ไม่ต่อเนื่องกับแผ่นพื้นใดๆ และมีน้าหนักแผ่เท่ากับ 250 กก./ม.2จงคานวณหาโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นบน คานด้านสั้นและด้านยาว ตาม (ก) สมการที่ (1.3-1) และ (ข) มาตรฐาน BS8110 วิธีทา เนื่องจากแผ่นพื้นมีขนาด S = 3 และ L = 5 ม. และรองรับด้วยคานซึ่งหล่อเป็นเนื้อเดียวกับพื้น จึงสามารถคานวณด้วยหลักการของแผ่นพื้น 2 ทางได้ วิธีที่ 1 ด้วยสมการที่ (1.3-1) เมื่อ m = S/L = 3/5 = 0.60 ดังนั้น - แรงลงคานด้านสั้น (3 ม.) : WS = w·S/3 = 250·3/3 - แรงลงคานด้านยาว (5 ม.) : WL = Ws(3 – m2)/2 = (250/2)(3 – 0.62) - โมเมนต์ของคานสั้น (3 ม.) : MS,max = WS·S2/8 = 250*32/8 - โมเมนต์ของคานสั้น (5 ม.) : ML,max = WL·L2/8 = 330*52/8

= 250 กก./ม. = 330 กก./ม. = 281.25 กก.-ม. = 1,031.25 กก.-ม.

วิธีที่ 2 ด้วยกราฟที่เสนอโดยมาตรฐาน BS8110 สาหรับ k = ly/lx = 5/3 = 1.67 จากรูปบน-ซ้าย จะได้ xd และ yd เท่ากับ 0.475 และ 0.200 ตามลาดับ - แรงลงคานด้านสั้น (3 ม.) : WS = yd·w·ly = 0.2·250·5 = 250.00 กก./ม. - แรงลงคานด้านยาว (5 ม.) : WL = xd·w·lx = 0.475·250·3 = 356.25 กก./ม. วาด free body diagram ของคานสั้น และคานยาว ดังแสดงในรูปที่ E1.3-1(ก) นั่นคือ


www.yotathai.com


0.375

1.1 25

0.625

1.875

รูปที่ E1.3-1 (ก) Free body diagram ของแรงกระท าบนคานด้านสั้น (ซ้าย) และคานด้านยาว (ขวา) สาหรับโจทย์ปัญหาข้อที่ 3.2-4 - โมเมนต์ของคานสั้น (3 ม.) : MS,max

= 281.25·1.5 – 0.5·250·1.1252 = 263.67 กก.-ม.

- โมเมนต์ของคานสั้น (5 ม.) : ML,max

= 667.97·2.5 – 0.5·356.25·1.8752 = 1,043.70 กก.-ม.

ในโจทย์ข้อนี้หากนาแผ่นพื้นไปจ าลองโครงสร้างด้วยวิธีไฟไนอิลิเม้ นต์ จะได้ค่า MS,max และ ML,max เท่ากับ 372.20 กก.-ม. และ 979.12 กก.-ม. ตามลาดับ โดยรูปที่ E1.3-1 (ข) แสดงผลลัพธ์ ที่ได้จากโปรแกรม E-3 60.

40. 20.'

o.l

-20.

แบบจําลอง พนในโปรแกรมไฟไนต์อิลิเม้นต์

-40. -60. -80. -100.

โมเมนต์ดัดในคานขอบ ด้าน สั้น, IVLs.max = 372.20 กก.- ม. ’

หน่วย “มม.

-120.

-140. -160. -180. -200.

การแอ่นตัวของแผ่นพั้น เนื่อง จาก LL

= 250 กก./ ม.2

โดยในภาพแสดงการแอ่นดัวที่กลางพั้นประมา ณ

0.2 มม.

โมเมนต์ดัดในคานขอบ ด้านยาว,

MLmax = 979.12 กก.- ม.

รูปที่ E1.3-1 (ข) การวิเคราะห์พื้นในโจทย์ข้อ 1.3-1 ด้วยโปรแกรมไฟไนต์อลิ ิเม้นต์


www.yotathai.com


โดยในตารางที่ E1.3-1 แสดงผลการเปรียบเทียบการวิเคราะห์พื้นในตัวอย่าง 1.3-1 จากทั้ง 3 วิธี ตารางที่ E1.3-1

เปรียบเทียบโมเมนต์จากการวิเคราะห์พนื้ ในตัวอย่าง 1.3-1 (หน่วย “กก-ม.”) วิธี Finite Element สมการที่ (1.3-1) BS8110 คาน Method คานด้านสั้น 281.25 263.67 372.20 คานด้านยาว 1,031.25 1,043.70 979.12

1.3.2 หลักการพิจารณานาหนักบรรทุกถ่ายลงเสา

รูปที่ 1.3-2 ระบบพื้นตัวอย่าง

การถ่ า ยน้ าหนั ก จ ากพื้ น /คานล ง สู่ เ สาเ ป็ น กระบวนการที่สาคัญ เนื่องจากต้องใช้เพื่อประมาณขนาดเสา หรือขนาดฐานราก รวมถึงปริมาณเสาเข็มที่ต้องใช้ (หากมี) เพื่อรองรับน้าหนักที่จะเกิดขึ้นในแต่ละตอม่อ โดยปราศจาก วิธีการจาลองโครงสร้างแบบ 3 มิติ ด้วยการคานวณละเอียด จากมือ หรือใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ การประมาณน้าหนัก ลงสู่เสา ทาได้อย่างน้อย4 แบบ คือ (1) พิจารณาแบบคาน ช่วงเดียว (2) พิจารณาแบบคานต่อเนื่อง และ (3) พิจารณา การกระจายน้าหนักตามพื้นที่รับผิดชอบ

ขอให้พิจารณาระบบพื้นที่แสดงในรูปที่ 1.3-2 ซึ่งประกอบด้วยคานรัดรอบที่หัวเสาทุกต้น กรณีนี้ เสาที่พิจารณาเป็นเสาต้นกลาง โดยวิธีการถ่ายแรงจาก (ก) น้าหนักพื้น (ข) น้าหนักจรบนแผ่นพื้น (ค) น้าหนักคาน และ (ง) น้าหนักกาแพงอิฐก่อ (ถ้ามี) ลงสู่เสานั้น ทาได้ดังนี้

1.3.2.1

วิธีถ่ายแรงเฉือนของคานช่วงเดีย่ ว


www.yotathai.com


วิธีนี้จะถ่ายน้าหนักจากพื้นลงสู่คานก่อน หากมี น้าหนักกาแพงร่วมด้วยก็สามารถกาหนดให้เป็น น้าหนักแผ่กระจายตามแนวคานได้ในครั้งเดียว 1 1 1 1 1| โดยตามแนวคิด ของวิ ธี นี้ไม่ ว่ า คานที่วิ่ ง ผ่านหั ว |น เสาต้ น ที่ พิ จ ารณาจะต่ อ เนื่ อ งหรื อ ไม่ การ วิ เ คราะห์ จ ะพิ จ ารณาให้ ต่ อ เนื่ อ ง ท าให้ ก าร วิ เ คราะห์ ห าแรงเฉื อ น (Vmax = w·L/2) หรื อ รูปที่ 1.3-3 การถ่ายน้าหนักบรรทุกลงเสาวิธีที่ 1 แรงปฏิกิริยา สามารถทาได้ทันที หลังจากนั้นจึงนาแรงเฉือนที่เกิดขึ้นรอบหัวเสาที่พิจารณามารวมกัน นั่นคือ Pc = R1 + R2 + R3 + R4 โดยวิธีนี้ไม่คิดผลของความต่อเนื่องของโครงสร้างซึ่งมีส่วนช่วยในการกระจายแรง โดยแนวคิด ดังกล่าวแสดงอธิบายได้ด้วยรูปที่ 1.3-3 ตัวอย่าง 1.3-2 การถ่ายแรงลงเสา กาหนดระบบพื้นดังแสดงในรูปที่ E1.3-2(ก) จงคานวณแรงที่ถ่ายลงเสา “E” ด้วยวิธีที่ถ่ายแรง เฉือนของคานช่วงเดี่ยว

B1

:

20x50

ซม.

B2 : 1 5x30 ซม.

พนหนา (t) 1 2.5 ซม.

นํ้าหนักบรรทุกจร

(LL) 1 50 กก./ ม.2

รูปที่ E1.3-2 (ก) โจทย์สาหรับตัวอย่างข้อที่ E1.3-2


www.yotathai.com


วิธีทา คานวณแรงกระจาย ที่เตรียมถ่ายลงคาน DF และ BH ดังนี้  น้าหนักคาน B1 (ยาว) : WB1 = 0.20·0.5·2,400 = 240 กก./ม.  น้าหนักคาน B2 (สัน้ ) : WB2 = 0.15·0.3·2,400

= 108 กก./ม.

 น้าหนักกาแพงอิฐมอญก่อครึ่งแผ่น สูง 1.5 ม. : Wbr = 180·1.5 = 270 กก./ม.  น้าหนักแผ่ของพื้น หนา 0.125 ม. : wS

= 0.125·2,400 = 300 กก./ม.2

 น้าหนักพื้นลงคาน BH (สั้น) : WS,B2

= 300·3.5/3 = 350กก./ม.

 น้าหนักพื้นลงคาน DF (ยาว) : WS,B1

= (175/2)·(3 – [3.5/5]2) = 439.25กก./ม.

 น้าหนักจรลงคาน BH (สั้น) : WL,B2

= 150·3.5/3 = 175 กก./ม.

 น้าหนักจรลงคาน DF (ยาว) : WL,B1

= (175/2)·(3 – [3.5/5]2) = 219.63 กก./ม.

 สรุปน้าหนักแผ่ (สม่าเสมอ) ลงคาน BH : WBH

= 108 + 350 + 175 = 633 กก./ม.

 สรุปน้าหนักแผ่ (สม่าเสมอ) ลงคาน DF : WDF

= 240 + 270 + 439. 25 + 219.63 = 1,168.88 กก./ม. น้าหนักบรรทุกบนคานทั้ง 2 ชุด แสดงไว้ในรูปที่ E1.3-2 (ข) และ (ค) หลังจากนั้นทาการแยก คานต่อเนื่องทั้ง 2 ชุด ให้เป็นคานช่วงเดี่ยว และทาการคานวณแรงเฉือนหรือแรงปฏิกิริยา (R = V =W·L/2) พ=

1,168.88 กก./ ม.

5.0 -

พ=

2,922.22

1,1 68.88 กก./ ม.

4»

-

# %

5.04

พ = 1 ,1 68.88

2,922.22 2,922.22

กก./ ม.

2,922.22


www.yotathai.com


รูปที่ E1.3-2 (ข) แรงเฉือนในระบบคานช่วงเดี่ยว (คาน DF) พ=

h—

3.0

633 กก./ ม.

*

—4*—- 3.0 -H

633 กก./ ม. พ = ...

wm

t

-

949.5

= 633 กก./ ม.

พเฒฺเ

I \ Ml

3.0

%พ

-

949.5

949.5

mm

3.0

I

949.5

รูปที่ E1.3-2 (ค) แรงเฉือนในระบบคานช่วงเดี่ยว (คาน BH) ดังนั้นรวมแรงปฏิกิริยารอบหัวเสาเพือ่ เป็นแรงที่ถ่ายลงเสา Pc = 2,922.22 + 2,922.22 + 949.5 + 949.5 = 7,743.44 กก. (7.74 ตัน) 1.3.2.2

วิธีแรงปฏิกิรยิ าของคานต่อเนื่อง วิธีนี้จะแยกระบบคานที่ตัดกัน ณ จุดที่ต้องการจะถ่ายแรงลงเสาออกเป็นคานต่อเนื่อง 2 ชุด ต่อจากนั้นจึงคานวณแรงปฏิกิริยาของคานต่อเนื่องแต่ละชุด หลังจากนั้นจึงนาแรงปฏิกิริยา ณ ตาแหน่งที่ เป็นจุดตัดมารวมกัน ดังแสดงแนวคิดในรูปที่ 1.3-4 อย่างไรก็ดีวิธีนี้จาเป็นต้องคานวณแรงปฏิกิริยาของ คานต่อเนื่อง ซึ่งยุ่งยากซับซ้อนขึ้น อย่างไรก็ดีผู้คานวณอาจใช้ สูตรคาน (beam formulas) ซึ่งแสดงไว้ ในภาคผนวก ก ช่วยในการคานวณได้


www.yotathai.com


รูปที่ 1.3-4 การแยกระบบคานออกเป็นคานต่อเนื่อง 2 ชุดเพื่อคานวณแรงปฏิกริ ิยา ตัวอย่าง 1.3-3 การถ่ายแรงลงเสาวิธีที่ 2 จากตัวอย่างที่ 1.3-2 จงคานวณแรงที่ถ่ายลงเสา “E” ด้วยวิธีแรงปฏิกิริยาของคานต่อเนื่อง วิธีทา พิจารณาคานต่อเนื่อง (รูปบน) ในรูปที่ E1.3-2 (ข) และ (ค) และจากรูปที่ 29 ในภาคผนวก ก จะสามารถคานวณแรงปฏิกิริยาร่วม ได้ดังแสดงในรูปที่ E1.3-3 (ก) พ=

o

An

t

2,191.65

5.0

-

1,168.88 กก./ ม.

f

E

7,305.5

พ= F o

T

2,191.65

11

B

A

\

A

r_;

633 กก./ ม.

f_; r_i r_J

A

V- 3.0 -+

712.13

2,373.75

รูปที่ E1.3-3 (ก) แรงปฏิกิริยาของคานต่อเนื่องตามโจทย์ข้อที่ 1.3-3 ดังนั้นรวมแรงปฏิกิริยาที่จุดต่อเพื่อเป็นแรงที่ถ่ายลงเสา Pc =7,305.5 + 2,373.75 = 9,679.25 กก. (9.68 ตัน)

1.3.2.3

J'

OE

พืนที่รับผิดชอบรอบเสา


3.0

Jr

HO A

>1

712.13

www.yotathai.com


วิธี นี้จ ะค านวณน้าหนั กทั้ ง หมดที่อ ยู่เ หนื อเสา ตาม พื้นที่รับผิดชอบ ซึ่งโดยมากจะแบ่งพื้นที่ตามเส้นแบ่ง ครึ่งของแผ่นพื้นแต่ละด้าน วิธีนี้ไม่จาเป็นต้องคานวณ แรงปฏิกิริยาของคาน เพียงคานวณปริมาณขององค์ อาคารและคูณด้วยหน่วยน้าหนักของคอนกรีต รวม กับน้าหนักจรภายในพื้นที่รับผิดชอบ รวมถึงกาแพง ก่อ (ถ้ามี) แนวคิดดังกล่าวแสดงตามรูปที่ 1.3-5 รูปที่ 1.3-5 การกาหนดพื้นที่รับผิดชอบรอบเสา Roof ดังที่อธิบายข้างต้น แนวคิดของพื้นที่ รับผิดชอบนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งโดยเฉพาะ nth-floor column ในการคานวณหาขนาดของเสา หรือจานวน Tributary ?th-floor area เสาเข็มเบื้องต้น เนื่องจากแรงทั้งหมดที่ลง column เสาต้นล่างสุด หรือ เสาต้นที่สนใจเกิดจาก การรวมกันของน้าหนักบรรทุกที่คานวณจาก L2 แนวคิ ด ของพื้ น ที่ รั บ ผิ ด ชอบ โดยในรู ป ที่ L1 1.3-6 แสดงลักษณะการใช้แนวคิดของพื้นที่ รูปที่ 1.3-6 การใช้แนวคิดของพื้นที่รับผิดชอบในการ รั บ ผิ ด ชอบที่ ร วมน้ าหนั ก บรรทุ ก ที่ ก ระท า ประมาณขนาดเสาหรื อ ฐานราก โดยรวมน้ าหนั ก เหนื อ เสาในแต่ ล ะชั้ น จนในที่ สุ ด ก็ จ ะได้ บรรทุกในแต่ละชั้น น้าหนักบรรทุกสะสมที่เสาชั้นล่างสุด (หรือ ชั้นที่สนใจ)

ตัวอย่าง 1.3-4 การถ่ายแรงลงเสาวิธีที่ 3 จากตัวอย่างที่ 1.3-2 จงคานวณแรงที่ถ่ายลงเสา “E” ด้วยวิธีพื้นที่รับผิดชอบรอบเสา วิธีทา แบ่งพื้นที่รอบเสาโดยการแบ่งครึ่งแผ่นพื้นทั้งแนวซ้าย-ขวา และบน-ล่าง นั่นคือ  ความยาว L1 = 5/2 + 5/2

= 5 ม.

 ความยาว L2 = 3/2 + 3/2

= 3 ม.

 พื้นที่รับผิดชอบ A = L1·L2 = 5·3 = 15 ม.2


www.yotathai.com


 น้าหนักพื้น FS = A·t·c = 15·0.125·2,400 = 4,500 กก.  น้าหนักจร FL = A·wLL = 15·150 = 2,250 กก.  น้าหนักคาน FB1 = AB1·L1·c

= 0.2·0.5·5·2,400

 น้าหนักคาน FB2 = AB2·L2·c

= 0.15·0.30·3·2,400 = 324 กก.

 น้าหนักกาแพงบนคาน B1 Fbr

= Wbr*H*L1 = 180*1.5*5

 รวมน้าหนักทั้งหมด Pc

= 1,200 กก.

= 1,350 กก.

= 4,500 + 2,250 + 1,200 + 324 + 1,350 = 9,624 กก. (9.62 ตัน)

เปรียบเทียบผลการคานวณจากทั้ง 3 วิธีกับผลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (ไฟไนต์อลิ ิเม้นต์) ดังแสดงในรูปที่ E1.3-4 (ก) และตารางที่ E1.3-4 (ก)

V

ofv*

VV

การเสียรูปเนื่องจาก

ร.

♦

�

Reaction สูง สุด บริเวณ

ที่ สนใจ คือ 13.59 ต้น

นํ้าหนักคง ที่

\V

ทxSp

J

CD

รูปที่ E1.3-4 (ก) การวิเคราะห์แรงปฏิกริ ิยา (แรงลงเสา) ด้วยไฟไนต์อิลิเม้นต์


www.yotathai.com


ตารางที่ E1.3-4 (ก) เปรียบเทียบผลการวิเคราะห์แรงลงเสา (ตัน) แรงเฉือนของคานช่วงเดีย่ ว แรงปฏิกิริยาของคานต่อเนือ่ ง พืนที่รับผิดชอบ FEM Pc 7.74 9.68 9.62 13.59 ความแตกต่ า งระหว่ า งวิ ธี ก ารค านวณมื อ และ FEM อาจมี ส่ ว นหนึ่ ง คื อ FEM จะกระจาย น้าหนักของพื้นและน้าหนักบรรทุกจร ที่เข้าสู่ฐานรองรับ (กลาง) ได้แม่นยากว่าการประมาณโดย แบ่งพื้นที่รอบเสาอย่างละครึ่ง เนื่องจากในความเป็ นจริงฐานรองรับตัวกลางจะแข็งกว่าจุดอื่นๆ ที่อยู่บริเวณโดยรอบ ทาให้พื้นที่รับผิดชอบของฐานรองรับตัวกลางมีมากกว่าที่ตั้งสมมติฐานไว้ 1.3.3 การถ่ายนาหนักในชินส่วนเอียง น้าหนักบรรทุกคงที่ (น้าหนักของโครงสร้าง) และน้าหนักบรรทุกจรที่กระทากับโครงสร้างที่เอียง จะไม่เหมือนกับน้าหนักที่กระทาในทิศตั้งฉากกับโครงสร้างโดยตรงต้องทาการแตกแรงก่อนเพื่อที่จะให้ แรงตั้งฉากกับโครงสร้างเอียง (ดังรูปที1่ .3-7) Simplified

fTnrm 1111 11ไ (L2,/L2K

d&D: 1

*"2

H- L. -H1

rm‘

_icm0 „_1 H- L

รูปที่ 1.3-7 การกระจายน้าหนักบรรทุกสาหรับองค์อาคารเอียง 1.3.4 การถ่ายนาหนักบรรทุกระหว่างองค์อาคารต่างๆ การถ่ายน้าหนักของโครงสร้างจะไล่จากพื้นไปคาน คานถ่ายไปยังเสา และเสาถ่ายไปยังตอม่อ ดังรูปที่ 1.3-8 โดยแรงที่ถ่ายต่อกันเป็นไปตามหลักสมดุลของโครงสร้าง


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ พ =

นํ้าหนัก แผ่ บนพน

แรงเฉือน

พ = 1,

นํ้าห นัก กระจายบน คาน

P

V

'นา หนัก ลง เสา

=

(ค) เสา R

=

แรง ปฏิกิริยาจากคาน

หนักจะถายแรงตาม การถายนํา หลักสมดลของแรง

Rc

=

แรง ปฏิกิริยาจาก เสา

ลั’

Pf =

แรง ลง ตอ ม่อ

(ง) ฐานราก

¥

t t t q แรง ดัน ดิน =

รูปที่ 1.3-8 การถ่ายน้าหนักบรรทุกระหว่างองค์อาคารต่างๆ ในอาคาร 1.4

การรวมแรง การรวมกันของน้าหนักบรรทุกจะอาศัยหลักสถิติ โดยคานึงถึงโอกาสที่น้าหนักบรรทุกชนิดต่างๆ จะเกิดขึ้น ซึ่งอาจเกิดพร้อมกันหรือไม่พร้อมกันก็ได้ รวมถึงความไม่แน่นอนต่างๆ เช่น คุณภาพของวัสดุ ที่ใช้ การก่อสร้าง มาตรฐานการผลิต การออกแบบ เป็นต้น แนวทางการรวมน้าหนักบรรทุกจะระบุไว้ ในกฎหมายที่ทางภาครัฐเป็นผู้กาหนดขึ้น ซึ่งวิศวกรต้องปฏิบัติตามด้วย เช่น พระราชบัญญัติควบคุม อาคาร พ.ศ. 2522 พ.ศ. 2535 และ พ.ศ. 2543 กฎกระทรวงฉบับ ที่ 6 (พ.ศ. 2527) ข้อบั ญญั ติ กรุ ง เทพมหานคร เป็ น ต้ น ตั ว อย่ า งการรวมน้ าหนั ก บรรทุ ก ตามกฎหมายหรื อ ตามมาตรฐานต่ า งๆ สรุปพอสังเขปดังนี้ 

กฎกระทรวงฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2527) ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 กาหนดการคานวณส่วนต่างๆของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กตามทฤษฎีกาลังประลัย ให้ใช้น้าหนักบรรทุกประลัยดังต่อไปนี้


www.yotathai.com


(1) สาหรับส่วนของอาคารที่ไม่คิดแรงลมให้ใช้น้าหนักบรรทุกประลัยดังนี้ นป. = 1.7 นค. + 2.0 นจ. (2) สาหรับส่วนของอาคารที่คิดแรงลมด้วยให้ใช้น้าหนักบรรทุกประลัยดังนี้ นป. = 0.75 (1.7 นค. + 2.0 นจ. + 2.0 รล.) หรือ นป. = 0.9 นค. + 1.3 รล. โดยให้ใช้ค่าน้าหนักบรรทุกประลัยที่มากกว่าแต่ทั้งนี้ต้องไม่ต่ากว่าค่าน้าหนักบรรทุกประลัย ใน (1) ด้วยโดยที่ นป. = น้าหนักบรรทุกประลัย นค. = น้าหนักบรรทุกคงที่ของอาคาร นจ. = น้าหนักบรรทุกจรรวมด้วยแรงกระแทก รล. = แรงลม นอกเหนือจากมาตรฐานต่างๆ ที่กล่าวมาแล้ว มาตรฐานที่ใช้ในการออกแบบในปัจจุบันมีหลาย มาตรฐาน เช่น การออกแบบโครงสร้างเหล็กโดยวิธี Allowable Stress Design (ASD), Load and Resistance Factor Design (LRFD), และ Plastic Design การออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยวิธี Working Stress Design และ Strength Design เป็ น ต้ น มาตรฐานต่า งๆ เหล่ า นี้ จ ะระบุ แ นวทาง การรวมน้าหนักบรรทุกที่ใช้ในการออกแบบ ซึ่งวิศวกรสามารถใช้ค่าที่สูงกว่านี้ก็ได้ 

การออกแบบโครงสร้ า งคอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก โดยวิ ธี ก าลั ง (Structural Reinforced Concrete Design : Strength Design (SD)) ตามมาตรฐาน ACI318-11 : BUILDING CODE REQUIREMENTS FOR STRUCTURAL CONCRETE (ACI 318-11) AND COMMENTARY (ACI 318R-11) (1) U = 1.4(D) (2) U = 1.2(D) + 1.6(L) + 0.5(Lr or S or R) (3) U = 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (1.0L or 0.5W) (4) U = 1.2D + 1.0W + 1.0L + 0.5(Lr or S or R) (5) U = 1.2D + 1.0E + 1.0L + 0.2S (6) U = 0.9D + 1.0W (7) U = 0.9D + 1.0E

โดยที่ U = required strength to resist factored loads, D = dead loads, F = weight and pressures of fluids with well-defined densities and controllable maximum heights สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 37 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


(F shall be included in the same load factor as D in Eq. (1) to (5) and (7), T = cumulative effect of temperature, creep, shrinkage, differential settlement, and shrinkagecompensating concrete, L = live loads, H = weight and pressure of soil, water in soil, or other materials (H = 1.6 if H acts alone or add to the effects of other loads, H = 0.9 if H is permanent and counteracts the effects of other loads), Lr = roof live load, S = snow load, R = rain load, W = wind load, E = load effects of earthquake 1.5

การประมาณขนาดคาน และพืน ความหนาคานและพื้น สามารถประมาณได้จากข้อแนะนาของมาตรฐาน โดย ACI กาหนด ความหนาต่าสุด (minimum thickness) สาหรับการออกแบบ ในกรณีที่ไม่จาเป็นต้องตรวจสอบการ โก่งตัวขององค์อาคาร ทั้งนี้นอกจากค่าที่แนะนาในรูปที่ 1.5-1 การประมาณความหนาของคานจะใช้ หลักการ “เมตรละ 10 ซม.” เช่น หากคานยาว 5 ม. ก็จะเลือกความหนาของคานเป็น 50 ซม. นั่นเอง Minimum Thickness, h

L/20

L/24

L/28

L/10

L/16

L/18.5

L/21

L/8

รูปที่ 1.5-1 ความหนาขั้นต่าที่แนะนาโดย ACI

ตารางที่ 1.5-1 ขนาดของไม้แบบที่ใช้อยู่ในประเทศไทย SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 38 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


ความกว้างหน้าไม้ (นิ้ว)

ความกว้างไม้แบบ (เซนติเมตร)

4

10

6

15

8

20

10

25

12

30

ความกว้ างคานทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 0.35 – 0.5 เท่าของความลึกคาน อย่างไรก็ตามความกว้างของ คานยังขึ้นอยู่กับขนาดไม้แบบที่มีขายในท้องตลาดอีกด้วย โดยในตารางที่ 1.5-1 แสดงขนาดของไม้แบบที่มีขายอยู่ ตามท้ อ งตลาดในประเทศไทย และรู ป ที่ 1.5-1 แสดง ลักษณะของไม้แบบ ทั้งที่เป็นแบบข้าง และแบบท้องคาน

รูปที่ 1.5-1 ลักษณะของไม้แบบที่ใช้อยู่ในประเทศไทย 1.6

การจาลองโครงสร้าง การจาลองโครงสร้าง (structural modeling) ถือเป็นก้าวแรกในการวิเคราะห์โครงสร้าง เพราะหากผู้วิเคราะห์สามารรถเลือกจาลองโครงสร้างได้อย่างถูกต้อง และเหมาะสมแล้ว จะทาให้ ผลลัพธ์ที่ได้สามารถอธิบายพฤติกรรมของโครงสร้างได้อย่างถูกต้อง

1.6.1

การจาลองแบบละเอียด VS การจาลองแบบประมาณ เนื่องจากประสิ ทธิ ภ าพของเครื่อ งคอมพิวเตอร์ และโปรแกรมคอมพิ วเตอร์ ปัจ จุ บั นวิศวกร สามารถเลื อ กจ าลองโครงสร้ า งให้ มี ค วามใกล้ เ คี ย งกั บ โครงสร้ า งจริ ง ได้ ม ากขึ้ น ดั ง ตั ว อย่ า ง ของ คานสะพานคอนกรีตรูปกล่อง (concrete box-girder bridge) ในรูปที่ 1.6-1 ที่วิศวกรโครงสร้าง สามารถเลือกที่จะจาลองโครงสร้างให้ละเอียดมากที่สุดเท่าที่จะทาได้


www.yotathai.com


รูปที่ 1.6-1 การจาลองแบบละเอียดของคานสะพาน คอนกรีตอัดแรงรูปกล่องด้วยโปรแกรมไฟไนต์อิลิเม้นต์ อย่างไรก็ดีการจาลองแบบละเอียดนั้น มีข้อที่ต้องพิจารณา คือ (ก) ยุ่งยากและเสียเวลาแต่ให้ ค าตอบที่ ใ กล้ เ คี ย งความเป็ น จริ ง มากขึ้ น (ข) เหมาะส าหรั บ การหาค่ า หน่ ว ยแรง (stress) และ การเสียรูป (deformation)ถูกต้อง (ค) ต้องใช้คอมพิวเตอร์และโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพสูง และ (ง) ต้องการวิศวกรที่มีความชานาญ ในการสร้างแบบจาลองและแปรผลลัพธ์ ดังนั้นการจาลองโครงสร้างโดยประมาณจึงยังคงมีความจาเป็น เนื่องจาก (ก) ง่ายและรวดเร็ว ให้ค่ าคาตอบโดยประมาณ (ข) เหมาะสาหรับ การสารวจตรวจสอบเบื้ องต้ น และ (ค) ไม่ ต้องการ คอมพิวเตอร์และโปรแกรมขั้นสูง โดยในรูปที่ 1.6-2 แสดงรูปแบบที่เป็นไปได้ในการลดรูปแบบจาลอง ละเอียด เพื่อทาการวิเคราะห์แบบประมาณ (เบื้องต้น) โดยรูปแบบที่เป็นไปได้ในการวิเคราะห์คาน สะพานแบบช่วงเดี่ยวข้างต้น เช่น (ก) ใช้ อิลิเม้นต์แผ่นเปลือกบาง (shell element) แทนการจาลอง จริงที่ต้องใช้ อิลิเม้นต์ทรงตัน (solid element) หรือ (ข) เลือกที่จะจาลองเฉพาะพื้นผิวบนของสะพาน (top deck) ด้วย โครงตาข่าย (grid) ซึ่งสร้างจาก อิลิเม้นต์แบบคาน (beam element) ผสมกับ อิลิเม้นต์แผ่นเปลือกบาง หรือ (ค) เลือกที่จะจาลองพื้นบนของสะพานด้วยอิลิเม้นต์แผ่นเปลือกบาง และ ยึดรั้ง (constraint) กับอิลิเม้นต์แบบคานเพื่อให้อิลิเม้นต์ แผ่นเปลือกบาง แสดงหน่วยแรงบนพื้นสะพาน ในขณะที่อิลิเม้นต์แบบคานจะใช้เพื่อแสดงการดัดของพื้นล่างของคานสะพาน หรือ (ง) ใช้เฉพาะโครง ตาข่ า ย ซึ่ ง ในแต่ ล ะเส้ น รวมคุ ณ สมบั ติ ข องโครงสร้ า งผิ ว บน และผิ ว ล่ า งของคานสะพานแล้ ว หรื อ (จ) อย่างง่ ายที่สุด คือเลือกมองให้คานสะพานดั ง กล่ าวเปรียบเสมือนคานวางพาดอย่างง่า ย 1 ชิ้น ในกรณีนี้วิศวกรผู้ออกแบบสามารถคานวณหน่วยแรง (เบื้องต้น) ที่จุดต่างๆของหน้าตัดด้วยการคานวณ ด้วยมือได้ ทาให้ในขั้นตอนการวิเคราะห์ละเอียดผู้ออกแบบสามารถตรวจสอบผลลัพธ์ที่ ได้จากโปรแกรม คอมพิวเตอร์ได้


www.yotathai.com


แผ่นเปลือกบาง ตาข่าย-แผ่นเปลือกบาง

ตาน-แผ่นเปลือกบาง

รูปที่ 1.6-2 รูปแบบในการลดรูปแบบจาลองอย่างละเอียด เป็นแบบจาลองโดยประมาณ สาหรับคาน สะพานคอนกรีตรูปกล่อง 1.6.2 การจาลองโครงสร้างโดยประมาณ หลักในการวิเคราะห์โครงสร้างโดยประมาณต้องยึดถือคาสาคัญ 3 คา คือ (ก) ต้องกาหนด สมมติ ฐ านในการวิ เ คราะห์ ใ ห้ ชั ด เจนและใกล้ เ คี ย งพฤติ ก รรมจริ ง ของโครงสร้ า งให้ ม ากที่ สุ ด (assumption) (ข) รูปแบบของโครงสร้าง หรือองค์อาคารที่ทาการประมาณต้องถูกทาให้อยู่ในรูปอย่าง ง่ายต่อการเข้าใจ และตรวจสอบ (simplify) และ (ค) การตัดสินใจเลือกวิธีในการประมาณ รวมถึงการ กาหนดรูปแบบของผลลัพธ์ ต้องทาให้ผลลัพธ์ที่ได้อยู่ในด้านปลอดภัย (conservative) ตัวอย่างการสร้างแบบจาลองโครงสร้าง ซึ่งให้ผลการวิเคราะห์ แบบประมาณ แสดงในรูปที่ 1.6-3 กรณี จ ะพิ จ ารณาอาคารแบบโครงดั ด (รู ป ที่ 1.6-3(ก)) ที่ มี ลั ก ษณะสมมาตร และมี ก าร ตั้งสมมติฐานข้อที่ 1 ว่าหากอาคารดังกล่าวเมื่อถูกแรงกระทาทางข้างแบบสม่าเสมอ จะทาให้ โครงดัด ย่อ ย (sub frame) ทุ กโครงในอาคารโยกตั วแบบคานยื่ น (cantilever deformation) ในแนวดิ่ ง ใกล้เคียงกัน (รูปที่ 1.6-3(ข)) จากสมมติฐานนี้ผู้วิเคราะห์สามารถแบ่งแรงทั้งหมดที่กระทาต่อโครงสร้าง เข้าสู่โครงดัดย่อยแต่ละโครงอย่างเท่าเทียมกันได้


www.yotathai.com


รูปที่ 1.6-3 (ก)อาคารแบบโครงดัด หรือโครงข้อ รูปที่ 1.6-3 (ข) การเคลื่อนตัวแบบคานยื่น ขณะ รับแรงทางข้าง แข็งที่มีลักษณะสม่าเสมอ

การเคลื่อนตัว

Direction of araxing

สมมติฐานข้างต้นอาจใช้ไม่ได้กับอาคารที่มีลักษณะไม่สม่าเสมอดังแสดงในรูปที่ 1.6-4 เนื่องจาก ภายใต้แรงทางข้างการเคลื่อนตัวของแต่ละโครงย่อยซึ่งประกอบเป็นอาคารมีรูปแบบที่ไม่สม่าเสมอ

ลักษณะโครงสร้าง

รูปที่ 1.6-4 ตัวอย่างการเคลื่อนตัวของอาคารที่รูปทรงไม่สม่าเสมอ ตัวอย่างการสร้างแบบจาลองอาคารโดยอาศัยหลัก 3 ประการข้างต้น แสดงได้ดังต่อไปนี้ โดย ขอให้พิจารณาโครงสร้างอาคารในรูปแบบ 3 มิติทั้งนี้เพื่อให้การวิเคราะห์และความสะดวกและค่าที่ได้อยู่ ในด้านปลอดภัย อันดับแรกต้องตั้งสมมติฐานของการวิเคราะห์ ดังนี้


www.yotathai.com


B A

Torsion Link

C Torsion Link

D

Kf

Kf

Kf3

Kf1

Kf4

Kf2

(ก) ผลของ คานขวาง (transversed beams) ที่ตั้งฉาก กั บ แต่ละโครงย่อยจะไม่นามาพิจารณา แม้ว่าในความเป็นจริง คานเหล่านั้นจะมีส่วนช่วยในการต้านการเคลื่อนตัวทางข้าง ข อ ง โ ค ร ง แต่ละชิ้นผ่านกาลังต้านทานการบิด ดังแสดงในรูปที่ 1.6-5 (ข) แผ่นพื้น ซึ่งในความเป็นจริงมีส่วนช่วยในการยึดรั้งคานใน แต่ล ะชั้นเข้าไว้ด้วยกัน อีกทั้งยัง มี ส่วนช่วยในการเพิ่ม สติฟ เนสของคาน จะไม่นามาพิจารณา รูปที่ 1.6-5 อิทธิพลของคานขวางต่อการเคลื่อนตัวภายใต้ แรงทางข้างของโครงสร้าง

Idealized wall brace

l/2

Flexural plastic hinge

h e

z

dm

h hm

h

Rs

e

z Shcar failure

lm l

(ก) เมื่อรับแรงทางข้างกาแพงอิฐ (ค) หากวิเคราะห์ละเอียด (ข) แรงยันจากกาแพงดังกล่าว จะช่วยยันกับแรงที่เกิดขึ้น ต้องเพิ่มชิ้นส่วนทแยง แทนที่ด้วย diagonal ไปในแบบจาลองด้วย compressive strut รูปที่ 1.6-6 การเกิดขึ้นของ diagonal compressive strut ในกาแพงอิฐ ซึ่งมีส่วนช่วยต้านแรงทาง ข้าง (ค) กาแพงอิฐก่อ ซึ่งในความเป็นจริงมีส่วนช่วยเพิ่มสติฟเนสในการต้านแรงทางข้างของแต่ละ โครงผ่าน ท่อนการอัดทแยง (diagonal compressive strut) ดังแสดงในรูปที่ 1.6-6 จะไม่นามา พิจารณา รวมถึง (ง) กาหนดให้โครงสร้างมีพฤติกรรมอยู่ในช่ วงยืดหยุ่น ทาให้แรงที่เกิดขึ้นในแต่ละ ชิ้นส่วนมีค่ามากกว่าความเป็นจริง (แปรผันกับสติฟเนสแบบไม่สิ้นสุด) โดยแนวคิดทั้งหมดสรุปในรูปที่ 1.6-7


www.yotathai.com


วิเคราะห์โดย ไม่มีคานขวาง วิเคราะห์โดยไม่มีแผ่นพื้น

วิเคราะห์โดย ไม่มีกําแพง

อิฐก่อ วิเคราะห์โดย linear elastic

รูปที่1.6-7 ตัวอย่างลดรูปอาคาร (reduced frame) เพื่อความสะดวกในการวิเคราะห์ 1.6.3 โครงสร้างจริง VS โครงสร้างสมมุติ หลักทั่วไปในการจาลองโครงสร้างเพื่อทาการวิเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีโครงดัด ชิ้นส่วน โครงสร้างจะถูกพิจารณาให้เป็นเส้นตรงมาชนกันตาม จุดต่อ (node) ดังแสดงในรูปที่ 1.6-8 ซึ่งวาด แบบจ าลองโครงสร้ างในรูป แบบที่เ รียกว่า แบบจ าลองโครงกระดู ก (skeleton model) สาหรั บ อาคารและพื้นในแต่ละชั้น ทั้งนี้การลากเส้นตรงดังกล่าวจะกระทาผ่านจุดศูนย์ถ่วง (centroid) ของหน้า ตัด ซึ่งหากชิ้นส่วนโครงสร้างแต่ละชิ้นมีขนาดไม่แตกต่างกันมาก ผลการวิเคราะห์จะให้ค่าที่น่าเชื่อถือ

I3.AS3

I3.AS3

I2.AS2

I2.AS2

I1.AS1

I1.AS1

Elevation (วิเคราะห์แบบโครงสร้างเฟรม)

Plan (วิเคราะห์แบบ Grid)

777777777

777777777

รู ป ที่ 1.6-8 (ก) แบบจ าลองโครงกระดู ก ของอาคาร และ แปลนของพื้น รู ป ที่ 1.6-8 (ข) ก าแพงรั บ แรงเฉื อ น กรณี C.G. ของหน้ า ตั ด ในแต่ ล ะชั้ น ตรงกั น (a) ก าแพงของ โครงสร้างต้นแบบ(b) แบบจาลอง เสาเสมือน (equivalent column) (a)

(b)

กรณีที่แนวของเสาหรือ กาแพงของอาคารในแต่ล ะชั้นไม่ ตรงกัน เช่นตัวอย่างในรูปที่ 1.6-9 ผู้ออกแบบอาจสร้าง แขนแข็งเกร็ง (rigid arm) เพื่อยึดเส้นกระดูกที่อยู่ตามแนว C.G. ของกาแพงใน SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 44 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


แต่ละชั้น เพื่อจาลองการเยื้องศูนย์ที่เกิดขึ้นอีกกรณีหนึ่งที่ประยุกต์แขนแข็งเกร็งเพื่อจาลองโครงสร้าง แบบประมาณ คือ การยุบกาแพงรับแรงเฉือนในอาคารโครงดัด หรือที่เรียกว่า wall-frame structure ซึ่งในวิธีนี้กาแพงรับแรงเฉือนจะถูกจาลองให้เป็นชิ้นส่วนแบบเส้น (หรือ frame element) และใช้แขนแข็ง เกร็งในการสร้างมิติของกาแพงจริง กรณีนี้ต้องแน่ใจว่า C.G ของแขนแข็งเกร็งและชิ้นส่วนแบบเชิงเส้น ของกาแพงเคลื่อนที่ตั้งฉากกันเสมอแนวคิดดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1.6-10

Rigid arms I3.AS3

I3.AS3

I2.AS2

I2.AS2

I1.AS1

(a)

I1.AS1

(b)

รูปที่ 1.6-9 กาแพงรับแรงเฉือน กรณี C.G. ของหน้าตัดในแต่ละชั้นไม่ตรงกัน (a) กาแพงของโครงสร้าง ต้นแบบ (b) แบบจาลอง เสาเสมือน (equivalent column) Shear wall I1.AS1.A1

Shear wall I2.AS2.A2

Rigid frame

Column I1.AS1.A1

Rigid frame

Column I2.AS2.A2

Rigid arms

(a) (b)

รูปที่ 1.6-10 การประยุกต์แขนแข็งเกร็งเพื่อสร้างมิติในกาแรงรับแรงเฉือน โดยทั่วไปการสร้างแบบจาลองอาคารชนิดโครงดัดที่นิยมเชื่อมต่อชิ้นส่วนต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น คาน หรือเสา ผ่าน C.G. ของแต่ละชิ้นส่วน มักมีสมมติฐานทีว่ ่าขนาดของแต่ละองค์อาคารมีขนาดแตกต่างกัน ไม่มากหากสมมติฐานข้างต้นไม่เป็นจริงการจาลองด้วยวิธีทั่วไปอาจได้โมเมนต์ดัดที่ปลายชิ้นส่วนเกินจริง เนื่องจากในความเป็นจริงบริเวณจุดต่อคาน-เสา (beam-column joint) จะมีพฤติกรรมแบบ พืนที่แข็ง สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 45 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


เกร็ ง (rigid zone) 1 หรื อ ไม่ เ กิ ด การดั ด ท าให้ โ มเมนต์ ใ นคานหรื อ เสาจะเกิ ด ขึ้ น จริ ง เริ่ มต้ น ณ ที่บริเวณหน้าเสา หรือคานเท่านั้น ทั้งนี้เพื่อให้พฤติกรรมข้างต้นสามารถแสดงได้อย่างถูกต้องสาหรับ การจาลองอาคารแบบโครงดัด ผู้ออกแบบอาจเลือกใช้แขนแข็งเกร็งแทนที่ชิ้นส่วนในบริเวณดังกล่าวโดย รูปที่ 1.6-11 (ก) แสดงการจัดแขนแข็งเกร็งในพื้นที่แข็งเกร็ง และ (ข) แสดงผลการวิเคราะห์จาก โปรแกรมไฟไนต์อิลิเมนต์ที่แสดงถึงผลจากแผงแข็งเกร็ง

L1

L2

Ln1 h hn1

Ln2

Beam

hn2

Panel zone

Columns

รูปที่ 1.6-11 (ก) การจาลองแขนแข็งเกร็ง สาหรับพื้นที่แข็งเกร็ง แบบจําลอง ตัวอย่าง นั้ แสดง จุด ต่อ เสา-คาน

หากพิจารณา ชนา ด?เอง องค์อาคารร่วม ด้วย

นั๊คิด ผลของ panel zone พบ ว่า แบบ จําลอง

มีขนาดใหณ่

แล้ว โมเมนต์ตัดบริเวณ นั้จะไม่ มี

โมเมนต์ตัด เกิด ขั้นที่หน้าเสา

ร

หรือ คานเท่านั้น

ทแ ี่ สดงให้เห็นถึง มิติ ของ องค์อาคาร (ก) แบบจําลอง

รูปที่ 1.6-11 (ข) ผลการวิเคราะห์เปรียบเทียบระหว่างกรณีที่มีและไม่มี panel zone ที่ผ่านมาเป็นการจาลองโครงสร้างอย่างง่ายโดยการยุบโครงสร้าง 3D ให้เหลือเป็น 2D ในครั้งเดียว ซึ่งใช้ได้ในกรณีที่โครงสร้างประกอบขึ้นจากโครงดัดย่อยที่เหมือนกัน (ดังแสดงในรูปที่ 1.6-3 (ก)) กรณี ที่ ใ นอาคารประกอบด้ ว ยโครงดั ด และก าแพงรั บ แรงเฉื อ น (รู ป ที่ 1.6-12 (ข)) 1

โดยทัว่ ไปเรียกว่า พื้ นที่แผง (panel zone) SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 46 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


การจาลองต้องแยกองค์ประกอบของโครงดัด และกาแพงออกจากกัน หลังจากนั้นจึงทาการเชื่อมทั้งสอง ชิ้นส่วนซึ่งพิจารณาถึงจานวนทั้งหมดของโครงย่อย

N

Cutting planes

Shear walls

Rigid frames

East-West North-South

รูป ที่ 1.6-12 (ข) โครงดั ดผสมกั บก าแพง รับแรงเฉือน ซึ่งทั้งอาคารประกอบขึ้นจาก (1) กาแพงรับแรงเฉือน และ (2) โครงดัด รูปที่ 1.6-12 (ก) การแยกพิจารณาโครงดัดออกเป็นโครงย่อย เพื่อเป็นการอธิบายแนวคิดข้างต้น โปรดจงพิจารณารูปที่ 1.6-13 ซึ่งอาคารประกอบด้วยโครง ดัดย่อยที่เหมือนกัน 3 โครง และกาแพงรับแรงเฉือนที่เหมือนกัน 2 ชิ้น ซึ่งการจาลองโครงสร้างแบบ ประมาณใน 2D สามารถทาได้โดยการยุบรวมโครงดัด 3 โครงให้เหลือ 1 โครง และยุบรวมกาแพงเฉือน 2 ชิ้น ให้เหลือ 1 ชิ้น ทั้งนี้ในโครงสร้างเดี่ยวตัวใหม่ต้องทาการปรับค่าโมเมนต์ความเฉื่อยของกาแพงรับ แรงเฉือน (Iw) เป็น 2 เท่า (2Iw) และปรับค่าโมเมนต์ความเฉื่อย (If) และหน้าตัด (Af) ของโครงดัด เป็น 3 เท่า เพื่อพิจารณาถึงจานวนที่แท้จริงของโครงสร้าง หลังจากนั้นจึงยึดโครงดัด และกาแพงรับแรง เฉือนที่ยึดรวมแล้วด้วยแขนแข็งเกร็ง (ดูรูปที่ 1.6-13)



Three frame : Axis of Two walls I การวิ เ คราะห์ ส ามารถใส่ แ รงทางข้ า ง Member I , A symmetry ทั้งหมดที่กระทาต่ออาคารในแบบจาลอง ใหม่ที่ยุบรวมแล้วได้ทันที ในกรณีที่ต้อง นาโมเมนต์ดัดมาออกแบบ ให้ทาการหาร ค่ า โมเมนต์ ใ นโครงดั ด ที่ ไ ด้ ด้ ว ยจ านวน One equivalent One frame member 3I , equivalent 3A โครงดัดตั้งต้น ในกรณีเดียวกันก็ให้หาร wall 2I ค่ า โมเมนต์ ดั ด และแรงเฉื อ นที่ ไ ด้ จ าก ก าแพงรั บ แรงเฉื อ นรวมด้ ว ยจ านวน ก าแพงรั บ แรงเฉื อ นตั้ ง ต้ น อย่ า งไรก็ ดี การเคลื่อนที่ๆ เกิดขึ้นจะเป็นการเคลื่อนที่ ร ว ม ข อ ง อ า ค า ร แ ล ะ ไม่ จ าเป็ น ต้อ งการจ านวนโครงดัด หรื อ จานวนกาแพงเฉือนใดๆ รูปที่ 1.6-13 การวิเคราะห์โครงสร้างโดยประมาณสาหรับโครงสร้างผสมระหว่างโครงดัด และ กาแพงรับแรงเฉือน ด้วยการยุบรวมในระบบ 2D f

f

w

If

Iw

Af

Load resultant

f

f

w

1.6.4 โครงข้อแข็ง VS โครงตาราง สาหรับอาคารใดๆ วิศวกรผู้ออกแบบสามารถเลือกจาลองโครงสร้างได้ 2 ระบบ คือ (ก) ระบบ ตาราง (grid system) และ (ข) ระบบโครงดั ด (frame system) ตามที่ แ สดงในรู ป ที่ 1.6-14 การวิเคราะห์แบบแรกจะเลือกจาลองโครงสร้างตามพิกัดแนวราบ (horizontal plan)โดยผู้ออกแบบจะ เลือกแปลนของพื้นอาคาร ณ ชั้นที่สนใจ และทาการจาลองคานและแผ่นพื้นโดยสานกันเป็นตารางตาม จุ ด ตั ด ที่ เ กิ ด ขึ้ น จริ ง ต าแหน่ ง ของเสาจะถู ก จ าลองให้ เ ป็ น ฐานรองรั บ ซึ่ ง สามารถเลื อ กได้ ทั้ ง แบบ (1) ฐานรองรับแบบยืดหยุ่น (elastic support) ซึ่งจะพิจารณาความยืดหยุ่นของเสา โดยจาลองให้ เป็นสปริง ซึ่งมีค่าคงที่ของสปริง (k) เท่ากับ AE/L เมื่อ A, E และ L คือ พื้นที่หน้าตัดเสา, โมดูลัส ยื ด หยุ่ น ของเสา และความยาวของเสา ตามล าดั บ หรื อ (2)ฐานรองรั บ แบบยึ ด หมุ น (pinned support) ทั้ ง นี้ แ รงปฏิ กิ ริ ย าที่ ไ ด้ จ ะน ามาออกแบบแรงอั ด ตามแนวแกนของเสาต่ า ง หาก โดย การวิเคราะห์แบบตารางนี้เหมาะสมกับการวิเคราะห์โครงสร้างที่รับเฉพาะแรงในแนวดิ่ง และเหมาะสม กับ อาคารขนาดใหญ่ (large building) ซึ่งลักษณะของแปลนพื้นมีความซับซ้อน ซึ่งไม่คุ้มค่าที่จะตัด

SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 48 ของบทที่ 1 www.yotathai.com

www.yotathai.com


แบ่ ง โครงสร้า งออกเป็ นโครงย่ อ ยตามแนวดิ่ง หรือ เป็ นโครงดั ด 2D เหมื อ นที่ เ คยเสนอไปก่ อนหน้ า (ดูรูปที่ 1.6-15 (ข)) 2D frame

พิจารณา ต่าง หาก

รูปที่ 1.6-14 การลดรูปเพื่อการวิเคราะห์อย่างง่าย โดยทั่วไปทาได้ 2 แบบ คือ (ก) แบบตาราง (grid) และ (ข) แบบโครงดัด (frame) ในกรณี โ ครงสร้า งที่ จ ะท าการวิ เ คราะห์เ ป็ น อาคารสูง (tall building) ซึ่ ง มี โ ครงในแต่ ล ะ ระนาบดิ่งไม่แตกต่างกันมาก วิศวกรมักเลือกจาลองโครงสร้างในระบบโครงดัด ซึ่งการจาลองในระบบนี้ จะเลือกสานแนวคานและเสาของโครงย่อยตาม ระนาบดิ่ง (vertical plan) กรณีหากไม่ทาการจาลอง แผ่นพื้นตามแนวคานให้เป็น แผ่นพืนเสมือน (equivalent slab) แล้ว แผ่นพื้นสาหรับการเลือกจาลอง โครงสร้างในระบบนี้ต้องทาการวิเคราะห์ต่างหาก อย่างไรก็ดีหากวิเคราะห์ในระบบนี้สามารถรองรับแรง กระทาทั้งในแนวดิ่งและแนวราบได้ ดังแสดงในรูปที่ 1.6-15 (ก)

แบบ grid (ข) การจําลอง

รูปที่ 1.6-15 การเลือกจาลองโครงสร้าง (ก) ระบบโครงดัด และ (ข) ระบบตาราง สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 49 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


1.6.5 ฐานรองรับ เมื่อมีแรงกระทาสู่โครงสร้างๆ จะเสียรูป (deform) และเหนียวนาให้เกิดแรงภายในองค์อาคาร ต่างๆ เช่น โมเมนต์ และแรงเฉือน แรงภายในที่เกิดขึ้นทั้งหมดจะถ่ายลงสู่ฐานรองรับ (support) ดังนั้น รูปแบบการยึดรั้ง (restrain) ของฐานรองรับกับตัวโครงสร้างจึงเป็นตัวกาหนดพฤติกรรมของโครงสร้าง ได้เช่นกัน โดยทั่วไปวิศวกรโครงสร้างจะคุ้นเคยกับฐานรองรับ 3 ประเภท คือ (ก) ฐานรองรับแบบ ยึดแน่น (fixed support) (ข) ฐานรองรับแบบยึดหมุน (pinned support) และ (ค) ฐานรองรับแบบ ล้อเลื่อน (roller support) โดยตัวอย่างที่ใช้ในการจาลองโครงสร้างเป็นไปตามรูปที่ 1.6-16 ฐานรองรับแบบแรกจะต้านการเคลื่อนที่ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็น การเลื่อนที่ (translations)และ การหมุน (rotations) ทาให้แรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในฐานรากประเภทนี้ (กรณี 2D) คือ แรงปฏิกิริยา ตามแนวนอน (Rx) แรงปฏิกิริยาตามแนวดิ่ง (Ry) และแรงปฏิกิริยาต้านการหมุน (R1) โดยตัวอย่าง การสร้างเงื่อนไขแบบยึดแน่นในงานจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอาคารคอนกรีต คือการยึดแน่นของตอม่อ กับฐานราก ดังแสดงในรูปที่ 1.6-17 (ก) อย่างไรก็ดีมิใช่เพียงการหล่อคอนกรีตเป็นเนื้อเดียวกับฐานราก เท่านั้นที่จะยืนยันการยึดแน่นของฐานราก การให้รายละเอียดเหล็กเสริมก็ต้องเป็นไปในลักษณะที่สร้าง การถ่ายแรงเฉือน และโมเมนต์จากต่อมอสู่ฐานรากอีกด้วย โดยในรูปที่ 1.6-18 (ข) แสดงรายละเอียด ของเสริมเหล็กในฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งสร้างพฤติกรรมแบบยึดแน่น Type of connection

Symbol

Type of translation and rotation that the connection allows

Type of forces that can be developed at the connection

Type of forces that can be developed when the support is inclined

Fixed support

Pinned support

Roller support

Simple support

Cable support

รูปที่ 1.6-16 ประเภทของการยึดรั้งซึ่งใช้บ่อยในงานวิศวกรรมโครงสร้าง SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 50 ของบทที่ 1

900

www.yotathai.com


รู ป ที่ 1.6-17 (ก) ฐานรากส าหรั บ โครงสร้ า ง รูป ที่ 1.6-17 (ข) รอยต่ อ แบบยึ ด แน่ น ส าหรั บ คอนกรีตเสริมเหล็ก โครงสร้างเหล็ก Pu

Y

h

Y Section Y-Y

b

h 3" a = 8D

Concrete cover

y X

X

b

3"

H Bifuminous cork or felt

A

B

h’

Al1

h

Al2

Section X-X h‘ ≤ h/3 Y = 2" to 4"

รูปที่ 1.6-18 (ก) รายละเอียดเหล็กเสริมสาหรับฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก กรณี hinge D V q1 T1

Construction joint See e

L5 L1

End of spacer

See 1

1 (The direction of cover T1 is radial)

5 cm L4 α

q1 L2

h h0

R T1

10 cm Spacer Asphalt membrance (if any) Compected subgrade

รูปที่ 1.6-18 (ข) รายละเอียดเหล็กเสริมสาหรับฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก กรณี fix สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 51 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


ฐานรากแบบที่สอง คือ ฐานรากแบบยึดหมุน กรณีนี้ฐานรากถูกกาหนดไม่ให้เลื่อนที่ มีเพียง การหมุนเท่านั้นที่เกิดขึ้นได้ทาให้แรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น (กรณี 2D) คือ แรงปฏิกิริยาตามแนวนอน (Rx) และแรงปฏิกิริยาตามแนวดิ่ง (Ry) เท่านั้น (ดูรูปที่ 1.6-16) โดยในทางปฏิบัติฐานรากชนิดหาพบได้ใน งานสะพาน ทั้งแบบวางเดี่ยว (simply support) และต่อเนื่อง (continuous supports) ดังแสดงใน รูปที่ 1.6-19 (ก) และ (ค) ตามลาดับ อย่างไรก็ ดีสาหรับอาคารคอนกรีตต้องมีการให้รายละเอียด เหล็ ก เสริ ม และลั ก ษณะจุ ด ต่ อ พิ เ ศษ เพื่ อ สร้ า งให้ เ กิ ด พฤติ ก รรมข้ า งต้ น โดย รู ป ที่ 1.6-18 (ก) แสดงรายละเอียดทางโครงสร้างเพื่อบังคับให้ฐานรากมีพฤติกรรมแบบยึดหมุน หรือในทางวิศวกรรม คอนกรีต เรียกว่า รอยต่อแบบจุดหมุน (hinge joint) ฐานรากแบบสุดท้าย คือ ฐานรากแบบล้อเลื่อน กรณีนี้ฐานรากถูกกาหนดให้เคลื่อนที่เฉพาะ แนวราบ และสามารถเกิดการหมุนได้ปรกติทาให้แรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น (กรณี 2D) คือ แรงปฏิกิริยาตาม แนวดิ่ง (Ry) เท่านั้น (ดูรูปที่ 1.6-16) โดยในทางปฏิบัติฐานรากชนิดหาพบได้ในงานสะพาน ทั้งแบบวาง เดี่ยว (simply support) และต่อเนื่อง (continuous supports) ดังแสดงในรูปที่ 1.6-19 (ข) และ (ง) ตามลาดับ ทั้งนี้ฐานรากประเภทนี้จาเป็นต้องกาหนดให้โครงสร้างบางประเภท โดยเฉพาะโครงสร้างที่ ลักษณะยาวเพื่อสร้างการขยายตัวอย่างอิสระ กรณีเกิดการยืด /หดตัวเนื่องจากอุณหภูมิ หรือสภาวะ แวดล้อม รูปที่ 1.6-19 ฐานรองรับแบบล้อหมุน และยึดหมุนในงาน สะพาน

(ก) Roller

support

(ข) Pinned

support

(ค) Roller support in continuous bridge (ง) Pinned

support in continuous bridge

ในรูปที่ 1.6-16 ยังมีฐานรองรับอีก 2 ชนิดที่ยังไม่ ได้กล่าวถึง นั่นคือ ฐานรองรับแบบง่าย (simple support) และ ฐานรองรับแบบเคเบิล (cable support) ซึ่งแม้ว่าชื่อเรียกจะแตกต่างกัน SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 52 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


แต่ลักษณะในการยึดรั้งโครงสร้างคล้ายกัน (คล้ายกับฐานรองรับแบบล้อเลื่อน) โดยจะอนุญาตให้จุดยึด รั้งเลื่อนที่และหมุนได้อิสระได้ทุกทิศทาง รวมถึงอนุญาตให้เกิดการกระดกขึ้น ยกเว้นเพียงการเคลื่อนที่ลง ในแนวดิ่งเท่านั้น 1.7

การวิเคราะห์โครงสร้างเบืองต้น การวิ เ คราะห์ โ ครงสร้ า งกระท าเพื่ อ ให้ วิ ศ วกรทราบถึ ง ผลตอบสนองของโครงสร้ า ง (structural responses) ภายใต้การกระตุ้น (excitations) แบบต่างๆ ทั้งนี้การกระตุ้นอาจจะเกิด จากแรงกระทาโดยตรง หรือเกิดจากการที่สภาวะแวดล้อมสร้างอุณหภูมิ หรือการสั่นสะเทือนของพื้นดิน (เช่ น แผ่ น ดิ น ไหว) ในขณะที่ ผ ลตอบสนองที่ ต้ อ งการนั้ น มี ห ลายระดั บ ตั้ ง แต่ (ก) แรงปฏิ กิ ริ ย า (reactions) ซึ่งวิเคราะห์ได้โดยง่ายเพียงอาศัยหลักสมดุลของแรงตาม หลักสถิต (static principles) สาหรับโครงสร้างแบบดีเทอร์มิเนท (determinate) หรืออาจต้องอาศัย หลักของวัสดุ (constitutive principles) เข้าร่วมด้วย สาหรับการวิเคราะห์ในโครงสร้างแบบอินดีเทอร์มิเนท (indeterminate)และ (ข) การเสียรูป (deformations) ต่างๆ เช่น การยืดออก (elongation) การหด (shorten) การแอ่น (deflection) และ การโก่งเดาะ (buckling) (ค) ความเครียด (strains) ภายในโครงสร้าง (ง) หน่วย แรง (stresses) ภายในโครงสร้าง รวมถึ ง (จ) ผลลัพธ์ ของหน่ว ยแรง (stress results) เช่ น แรงอั ด (compressive forces) แรงเฉื อ น (shear force) และโมเมนต์ ดั ด (bending) โดยแนวคิ ด ทั้งหมดแสดงในรูปที่ 1.7-1 การกระตุ้น

ผลตอบสนอง

EXCITATIONS

RESPONSES

Loads/forces

Displacements

Vibrations

Strains

Settlements

Stresses

Thermal Changes

Stress Results

Creep & Shrinkage

รูปที่ 1.7-1 แนวคิดของการวิเคราะห์โครงสร้าง


www.yotathai.com


1.7.1

แรงปฏิกิริยาสาหรับโครงสร้างดีเทอร์มิเนท การคานวณแรงปฏิ กิริ ยาสาหรับ โครงสร้ างดีเ ทอร์มิ เนท ใช้เ พีย งสมการสมดุล (กรณี 2D) 3 สมการ นั่นคือ Fx

=0 Fy = 0 M = 0

(ตามแนวแกน X หรือแนวราบ ผลรวมของแรงทุกแรงต้องเป็นศูนย์) (ตามแนวแกน Y หรือแนวดิ่ง ผลรวมของแรงทุกแรงต้องเป็นศูนย์) (ผลรวมของโมเมนต์ที่หมุนในระนาบ X และ Y ต้องเป็นศูนย์)

1.7-1 (ก) 1.7-1 (ข) 1.7-1 (ค)

ตัวอย่าง 1.7-1 แรงปฏิกิริยาของโครงสร้าง จงคานวณแรงปฏิกิริยาที่เกิด ณ ฐานรองรับ ของโครงสร้างดังแสดงในรูปที่ E1.7-1 (ก) 50 kN A

4

12 kN/m

3

B

2m

4m

4m

รูปที่ E1.7-1 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.7-1 ) วิธีทา ผั ง ภาพอิ ส ระ (Free-Body Diagram, FBD) ของโจทย์ ใ นตั ว อย่ า ง 1.7-1 แสดงในรู ป ที่ E1.7-1 (ข) โดยที่แรงกระจายถูกแทนที่ด้วย แรงแบบจุดเสมือน (equivalent concentrated load) ที่ ก ระท า ณ จุ ด ศู น ย์ ถ่ ว งของแรงกระจาย ซึ่ ง ในกรณี นี้ คื อ กึ่ ง กลาง (เนื่ อ งจากแรงกระจายมี ค วาม สม่าเสมอ) ดังนั้นข้อนี้แรงกระจายแผ่ตลอดความยาว 10 เมตร ดังนั้นแรงแบบจุดจึงกระทา ณ ตาแหน่ง 5 เมตร ส าหรับ แรงกระทาเอี ยงทามุ ม 4/3 ให้ทาการแตกแรงเข้าแกน X และแกน Y ตามล าดั บ สุดท้ายในขั้นนี้ผู้วิเคราะห์ต้องทาการกาหนดตัวแปรแทนแรงปฏิกิริยาในแต่ละตาแหน่ง 2ดังแสดงในรูปที่ E1.7-1 (ข)

2

ทิ ศทางที่ สมมติ ขึ้นอาจใช้ sense ของผูว้ ิเคราะห์ โดยหากผลที่ ได้มีเครื่ องหมายติ ดลบ แสดงว่าทิ ศทางที่ สมมติ ไว้ ข้างต้นผิด แม้วา่ ขนาดจะถูกต้องแล้วก็ตาม SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 54 ของบทที่ 1

www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ 120 kN Ay

ใ

40 kN 30 kN Bx

By

รูปที่ E1.7-1 (ข) ผังภาพอิสระของโจทย์ในข้อ E1.7-1 สมดุลแรงตามแนวแกน X (Fx = 0) -Bx + 30 =0 นั่นคือ Bx = 30 kN (

)

สมดุลโมเมนต์รอบจุดB (MB = 0) -Ay(8) + 40(4) + 120(5)

=0

นั่นคือ Ay = 95 kN ( t )

=0

นั่นคือ By = 65 kN ( t )

สมดุลโมเมนต์รอบจุดA (MA = 0) By(8) + 40(4) + 120(3)

ตรวจสอบแรงในแนวดิ่งว่าสมดุลหรือไม่ (Fy = 0) -120 – 40 +95 + 65 = 0 นัน่ คือแนวดิ่งแรงสมดุล 50 kN 95 kN

4 3

12 kN/m

5 kN

65 kN

รูปที่ E1.7-1 (ค) ผลการคานวณตามโจทย์ข้อที่ E1.7-1(Shaeffer, 1980) 1.7.2 โมเมนต์ดดั และแรงเฉือนสาหรับโครงสร้างดีเทอร์มิเนท เมื่อแรงตามขวางกระทาต่อชิ้นส่วนเชิงเส้น (เช่น คาน หรือเสา) จะสร้างหน่วยแรงภายในคาน 2 แบบ คื อ หน่ ว ยแรงดั ด (flexural stress) และ หน่ ว ยแรงเฉื อ น (shearing stress) ทั้ ง นี้ ผลลัพธ์ของหน่วยแรง (stress results) ภายในดังกล่าว อันประกอบด้วย แรงอัด แรงเฉือน หรือแรง ดัด จะสมดุลกับแรงกระทาภายนอกทุกๆ ตาแหน่งตลอดทั้งความยาวชิ้นส่วน โดยแรงภายในที่เกิดขึ้นจะ แปรผันตลอดความยาวคาน ขึ้นอยู่กั บขนาดและรูปแบบของแรงกระทา โดยในรูปที่ 1.7-2 แสดงแรง เฉือน V และแรงคู่ควบ Q ซึ่งมีระยะห่าง y ซึ่งจะสร้างโมเมนต์ M สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 55 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


เพื่อให้สะดวกต่อวิศวกรในการประเมินทิศทางและขนาดของโมเมนต์และแรงเฉือนที่แปรผัน ตลอดความยาวชิ้นส่วน ผู้วิเคราะห์จึงต้องสร้าง ผังโมเมนต์ดัด (bending moment diagram) และ ผังแรงเฉือน (shear force diagram) และเพื่อให้การพิจารณามีความเข้าใจตรงกันจึงจาเป็นต้อง นิยามทิศทางที่ใช้อ้างอิง ดังแสดงทิศบวกของแรงเฉือนในรูปที่ 1.7-3 และรูปที่ 1.7-4 สาหรับแรงเฉือน และโมเมนต์ดัด ตามลาดับ

X

Q V

Y Q

R

X

รูปที่ 1.7-2 แรงภายในอันประกอบด้วยแรงเฉือน และโมเมนต์ ที่เกิดขึ้น ณ จุดใดๆตลอดหน้า

|เ

__

t

l

Down on the right face

Up on the left face

a

l Up on the right face

Down on the left face

T b

รูปที่ 1.7-3 ทิศทางบวกทีใ่ ช้พิจารณาแรงเฉือน

เช่นเดียวกันสาหรับการดัด ทิศทางของเครื่องหมายบวกและลบแสดงได้ในรูปที่ 1.7-4 โดยจุดที่ ทิ ศ ทางของเครื่ อ งหมายบวก หรื อ ลบในคานเปลี่ ย นเครื่ อ งหมายจากเครื่ อ งหมายหนึ่ ง ไปยั ง อี ก เครื่องหมายหนึ่ง (M = 0) เรียกว่ า จุด ดั ด กลับ (inflection point) ทั้ง นี้ต้องขอให้ผู้อ่านเข้าใจว่า ทิศทางที่กาหนดข้างต้นเป็นไปตามแนวทางของ วิชากลศาสตร์โครงสร้าง (structural mechanics) ที่นิยมกาหนดให้การแอ่นลงเป็นบวก อย่างไรก็ดีหากพิจารณาตามความนิยมใน วิชาออกแบบคอนกรีต SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 56 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


เสริมเหล็ก (reinforced concrete designs) ซึ่ง นิยมเสริม เหล็กในบริเวณที่มี การวาดโมเมนต์ดัด ทาให้ทิศทางของผังโมเมนต์จะตรงกันข้ามกับที่นิยามข้างต้น (รูปที่ 1.7-5) สาหรับรูปที่ 1.7-6 แสดง แนวคิดในการเสริมเหล็กตามปริมาณ และตาแหน่งที่สอดคล้องกับผังโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้น

7ÿ77ÿ (-)

urn111นiH

�

-

(ะะ� (+)

Compression

Tension (+)

รูปที่ 1.7-4 ทิศทางบวกทีใ่ ช้พิจารณาแรงดัด

รูปแบบของนาหนักบรรทุก

โมเมนตํไดอะแกรม (Moment diagram)

Loading pattern

Structural mechanics

ไดอะแกรมของแรงเฉือน

โมเมน ตไดอะแกรม (Moment diagram)

Shear force diagram

Reinforced concrete design

รูปที่ 1.7-5 ความแตกต่างของการกาหนดทิศทางของโมเมนต์ดัดตามหลักวิชาที่แตกต่างกัน

M

รูปที่ 1.7-6 แนวทางการเสริมเหล็กให้สอดคล้องกับผังโมเมนต์ดัด สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 57 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


ตัวอย่าง 1.7-2 ผังแรงเฉือนและโมเมนต์ดัด จงวาดผังแรงเฉือน และผังโมเมนต์ดัดของโครงสร้างดังแสดงในรูปที่ E1.7-2(ก) 50 kN 4

95 kN

12 kN/m

3

5 kN

65 kN

รูปที่ E1.7-2 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.7-2 วิธีทา ผั ง ภาพอิ ส ระ (Free-Body Diagram, FBD) ของโจทย์ ใ นตั ว อย่ า ง 1.7-2 แสดงในรู ป ที่ E1.7-2(ข), (ค) และ (ง) โดยหลักในการพิจารณาช่วงของการเขียน FDB คือระยะที่แรงกระทาตาม ขวางเปลี่ยนแปลง ดังนั้นหากตัดจากซ้ายไปขวา (เริ่มนับ x จากทางซ้ายมือ) จะได้  เมื่อ 0 < x < 6 2x f

N

= 0 ( t +) 13 – 2x – Vx = 0 นั่นคือ Vx = 13 – 2x Fy

i/|

Vx X/2

13

M=

X

รูปที่ E1.7-2 (ข) สาหรับช่วง 0 < x < 6

0(โมเมนต์รองจุดตัด, -13x + 2x(x/2) + Mx =0 นั่นคือ Mx = 13x – x2

+)

 เมื่อ 6< x <9 = 0 ( t +) 13 – 12 – Vx = 0 นั่นคือ Vx = 1

12

Fy

tv! i/| ร,' Vx X-3

13

M=

0(โมเมนต์รองจุดตัด, -13x + 12(x - 3) + Mx =0 นั่นคือ Mx = 36 - x

+)

Mx

X

รูปที่ E1.7-2 (ค) สาหรับช่วง 6< x <9


www.yotathai.com


 เมื่อ 9< x <12 12

Vx X-9 13

= 0 ( t +) 13 – 12 – 16 - Vx = 0 นั่นคือ Vx = -15 Fy

16 Mx

X-3

M=

0(โมเมนต์รองจุดตัด, +) -13x + 12(x - 3) + 16(x - 9) + Mx =0 นั่นคือ Mx = 180 – 15x

X

รูปที่ E1.7-2 (ง) สาหรับช่วง 9< x <12

13 V (kN)

1

15 45 42

30

M (kN.m)

รูปที่ E1.7-2 (จ)ผังแรงเฉือนและโมเมนต์ดัด

นาสมการในแต่ละช่วงมาเขียนต่อกัน เป็นกราฟ โดยระยะตามแนวคานถูกนิยามผ่าน ตัวแปร x ทั้งนี้ผังแรงเฉือน และผังโมเมนต์ดัด ของคานสาหรับตัวอย่าง 1.7-2 ดังแสดงในรูป ที่ E1.7-2 (จ) สาหรับผังโมเมนต์ดัดจะพบว่าในช่วง ไม่ เ กิ น 3 เมตร ลั ก ษณะการแปรผั น ของ เส้ น กราฟจะเป็ น เส้ น โค้ ง ตามลั ก ษณะของ สมการพาราโบลา (กาลัง 2) สาหรับช่วงอื่นๆ ของผังโมเมนต์ดัดการแปรผันเป็นลักษณะเป็น เส้นตรงตามสมการที่คานวณได้

ตามรูปที่ E1.7-2 (จ) โปรดสังเกตว่าจุดที่แรงเฉือนเป็นศูนย์ (zero shear) จะตรงกับ จุดที่โมเมนต์ดัดมีค่าสูงสุดตลอดช่วงคาน 1.7.3 ความสัมพันธ์ของโมเมนต์ดัดและแรงเฉือน พิจารณาคานวางพาดอย่างง่ายรับน้าหนักบรรทุกแผ่สม่าเสมอ w ซึ่งมีแรงปฏิกิริยา ผังแรง เฉือน (กรณีนี้เป็นรูป 3 เหลี่ยม) และผังโมเมนต์ดัด (กรณีนี้เป็นรูปพาราโบลา) ดังแสดงในรูปที่ 1.7-7 ต่อมาหากพิจ ารณาสมดุล ของแรงซึ่ง ลงลึ กถึง แรงภายในที่เกิดขึ้นระหว่างจุ ดที่ 1 และ 2 เนื่องจาก ระยะห่างของจุดที่ 1 และ 2 ถูกสมมติให้มีขนาดเล็กมาก (dx) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของแรงเฉือนและ สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 59 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


โมเมนต์ดัดอีกฝั่งหนึ่งของอิลิเมนต์เล็กๆ ข้างต้น คือ dV และ dM ตามลาดับ จากรูปที่ 1.7-8 สามารถ สร้างความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของแรงเฉือน และน้าหนักบรรทุก ได้ดังนี้ 1 2

w kN/m

1

2

Resultant load

dx WL/2

WL/2 w

Load Area = w dx

dV WL/2 V

V V

Area = V dx

V - dv

M + dM

WL/2 dx

WL2/8

M

dM M

dx

M

รูปที่ 1.7-7 น้าหนักบรรทุกแบบแผ่กระจายสม่าเสมอ ผังแรงเฉือน และผังโมเมนต์ดัด

รูปที่ 1.7-8 ผังแรงอิสระที่เกิดขึ้นภายในอิลิ เมนต์เล็กๆ ที่มีความกว้าง dx

Fy

=0 V – wdx – (V - dV) = 0 dV = wdx สมการข้างต้นหาก integrate ตลอดทั้งสองข้าง และกาหนดระยะทางที่ต้องการคานวณ V แล้ว จะพบว่า “สาหรับคานช่วงใดๆพบว่าการเปลี่ยนแปลงของแรงเฉือน จะเท่ากับพื้นที่ใต้กราฟของน้าหนัก บรรทุกในช่วงนั้นๆ” และสามารถเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า w = dV/dx

1.7-2

ซึ่งสามารถสรุปได้ว่า “สาหรับคานที่รับน้าหนักบรรทุกแผ่ต่อเนื่องและมีทิศลง (ตีความว่า “ลบ”) ความชัน (dV/dx) ของผังแรงเฉือน ย่อมเท่ากับความเข้มของน้าหนักแผ่กระจายที่ตาแหน่งเดียวกัน ซึ่ง SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 60 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


ถ้าความเข็มมีทิศลง (ลบ) ความชันของเส้นผังแรงเฉือนนั้นบริเวณนั้นก็จะได้ลบเช่นกัน ”และคล้ายกัน สาหรับสมดุลของโมเมนต์ดัดรอบอิลิเมนต์ในรูปที่ 1.7-8 M

=0 M + dM + wdx(dx/2) – Vdx – M = 0 เนื่องจาก dx มีขนาดเล็กมากดังนั้น (dx)2 จึงเล็กพอทีจ่ ะตัดทิ้งออกจากสมการได้ นั่นคือ dM = Vdx สมการข้างต้นหาก integrate ตลอดทั้งสองข้าง และกาหนดระยะทางที่ต้องการคานวณ M แล้ว จะพบว่า “สาหรับคานช่วงใดๆพบว่าการเปลี่ยนแปลงของโมเมนต์ดัด จะเท่ากับพื้นที่ใต้กราฟของผัง แรงเฉือนในช่วงนั้นๆ” ซึ่งหากคานวณพื้นที่ของผังแรงเฉือนซึ่งเป็นรูป 3 เหลี่ยมทางด้านซ้ายจะพบว่ามีค่า เท่ากับ (1/2)(wL/2)(L/2) ซึ่งมีค่ากับ wL2/8 ซึ่งเป็นค่า โมเมนต์ดัดสูงสุดที่เกิดขึ้นในผังโมเมนต์ทั้งนี้ สมการข้างต้นสามารถเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้อีกคือ V = dM/dx

1.7-3

ซึ่ ง สามารถสรุ ป ได้ ว่ า “ความลาดชั น ของผั ง โมเมนต์ ดั ด ณ จุ ด ใดๆมี ค่ า เท่ า กั บ ค่ า แรงเฉื อ น ณ ตาแหน่งนั้น” ทั้งนี้หากค่าแรงเฉือนเป็นบวก (กราฟอยู่เหนือเส้นนอน) ค่าความชันจะเป็นบวก และ จะตรงกันข้ามหากค่าแรงเฉือนเป็นลบ รูปที่ 1.7-9 แสดงตัวอย่างการเขียนผังโมเมนต์ดัด และผังแรงเฉือนจากความสัมพันธ์ที่อธิบาย ไปแล้วข้างต้น ซึ่งการเขียนด้วยวิธีนี้ทาให้ผู้วิเคราะห์ไม่จาเป็นต้องพิจารณาทุกหน้าตัด และสามารถวาด รูปร่างของผังทั้ง 2 ได้อย่างรวดเร็ว


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ 6 kN/m

8 kN/m 36 kN

17 kN

61 kN 3m

4.5 m

1.5 m

3m

17 kN

61 kN

Load

Area = 18

Area = 24 Zero ord. Zero ord.

Const. neg. ord.

Const. neg. ord.

Large const. pos. ord.

Zero slope

37 Area = 55.5

Decr. pos. ord. Zero slope

Const. neg. slope

V (kN)

2.83

0.17

1 Area = 4.5

Zero ord.

Area = 36

Area = 24.1

Area = 0.1

Increasing. neg. ord.

Const. neg. slope

17

Small const. pos. ord.

Incr. neg. ordinate

24

Zero slope

Small const. pos. slope Increasing. neg. slope

Large const. pos. slope

Decr. pos. slope

24

Increasing. neg. slope

24.1

19.5 M (kN.m)

36

รูปที่ 1.7-9 ตัวอย่างการเขียนผังแรงเฉือนและโมเมนต์ดัดโดยวิธีกราฟิก 1.7.4 จุดศูนย์ถ่วงและโมเมนต์ความเฉื่อย แรงปฏิกิริยา และผังโมเมนต์ รวมถึงแรงเฉือน สาหรับโครงสร้างประเภทดีเทอร์มิเนท สามารถ สร้ างได้ โ ดยอาศัย หลั ก ของสมดุล เพี ยงอย่า งเดีย ว อย่า งไรก็ดี การค านวณขั้ นสู ง สาหรั บโครงสร้ า ง ประเภทอินดีเทอร์มิเนทจาเป็นต้องทราบลักษณะการเสียรูปของโครงสร้าง ซึ่งต้องอาศัยหลักคุณสมบัติ ของหน้าตัด เช่น พื้นที่ และ โมเมนต์ความเฉื่อย (moment of inertia) ซึ่งในขั้นแรกผู้วิเคราะห์ต้อง SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 62 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


สามารถคานวณ จุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัด (center of gravity) หรือที่เรียกทั่วไปว่า เซนทรอยด์ (centroid) ซึ่งอาศัยหลักสมดุลของ โมเมนต์ของพืนที่ (area moment) ดังนี้ A

A

0

0

A

A

0

0

x   xdA /  dA

1.7-4 (ก)

y   ydA /  dA

1.7-4 (ข)

z

y

x

Center of gravity

y x

dA

y

x

สมการข้างต้นอ้างอิงพิกัดจากรูปที่ 1.7-10โ ด ย ตั ว ตั้ ง ถู ก เ รี ย ก ว่ า โ ม เ ม น ต์ อั น ดั บ ห นึ่ ง ( first moment) และหากหน้าตัดเกิดจาก การรวมกันของพื้นย่อย (i) หลายๆ รู ป สมการข้ า งต้ น สามารถลดรู ป เหลือเป็น

รูปที่ 1.7-10พิกัดอ้างอิงของเซนทรอยด์ x y

= xiAi/Ai = yiAi/Ai

1.7-5 (ก) 1.7-5 (ข)


www.yotathai.com


ตัวอย่าง 1.7-3 จุดเซนทรอยด์ของหน้าตัด จงระบุจุดเซนทรอยด์ของหน้าตัดตามรูปที่ E1.7-3(ก) y 20

60

x 30

15

30

รูปที่ E1.7-3 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.7-3 หน่วย ซม. วิธีทา แยกหน้าตัดรูปตัว T ข้างตอนเป็น 2 รูปย่อย ส่วนปีกมีพื้นที่ A1 ในขณะที่ส่วนเอวพื้นที่ A2 เนื่องจากหน้าตัดสมมาตรรอบแกน y ดังนั้น x จึงมีค่าอยู่ที่กึ่งกลางหน้าตัด (ดูรูปที่ E1.7-3 (ข)) y I

A1

Centroid of A2

A2

Y1 = 70 Y2 = 30

x

รูปที่ E1.7-3 (ข) การแบ่งพื้นที่เพื่อคานวณพื้นที่และระยะอ้างอิงย่อย จาก (1.7-5 (ข))จะได้ว่า y = (y1·A1 + y2·A2)/(A1 + A2) = (70·20·75 + 30·15·60)/(20·75 + 15·60) = 55

ซม. (จากผิวล่าง)

หรือแสดงดังรูปที่ E1.7-3 (ค)


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ y

Centroidal axes 20

x

x 55

y

รูปที่ E1.7-3 (ค) ตาแหน่งของเซนทรอยด์ เมื่ออ้างอิงจากผิวล่าง โดยสูตรที่ใช้ในการคานวณตาแหน่งเซนทรอยด์ของหน้าตัดที่สาคัญในทางวิศวกรรมโครงสร้าง แสดงในรูปที่ 1.7-11 ค่า โมเมนต์ความเฉื่อย (moment of inertia) เป็นแนวคิดทางคณิตศาสตร์ที่กาหนดตัวแปร I ซึ่งแสดงถึงความสามารถในการต้านการดัดของหน้าตัด นั่นคือถ้า I มาก การแอ่นตัวจะต่า ตัวอย่าง แสดงดังรูปที่ 1.7-12 จะเห็นว่าการใช้มิติด้านลึกของหน้าตัดมารับแรงตามขวาง (Iมาก) จะสามารถต้าน การดัดได้ดีกว่า การพลิกด้านแคบ (Iน้อย) มารับการดัด

ใ

ใ

รูปที่ 1.7-12 อิทธิพลของหน้าตัดในการต้านการดัด


www.yotathai.com


a R A = pR /4 2

A =ab/2

b/3 b 4R/3p Quarter-circle

Triangle

(3/10)a

Apex

Apex A =ab/3

a

a A = 2ab/3 b/4

(3/8)b

b

b

Complement of half-parabola

Half-parabola

Apex 4R/3p

A = pR2/2

a (2/5)a A = (2/3)ab

2R

b

Parabola

Half-circle

รูปที่ 1.7-11 แสดงตาแหน่งเซนทรอยด์ของหน้าตัดที่สาคัญ y y

y x

dA dA

y x

x

y

d x

y

x’

รู ป ที่ 1.7-13 กรณี ที่ I ที่ ใ ช้ ห มุ น รอบแกนที่ ตั ด รูปที่ 1.7-14 กรณีที่ I ที่ใช้ หมุนรอบแกนใดๆ ผ่านเซนทรอยด์ของหน้าตัด

การคานวณ I อาศัยหลักโมเมนต์อันดับสอง (second moment) กรณีที่ I หมุนรอบแกนใดๆ บนหน้าตัด (ดูรูปที่ 1.7-13) สามารถใช้ (1.7-6) ในการคานวณ กรณีที่ I ที่ใช้หมุนรอบแกนใดๆ ทั้งใน และนอกหน้ า ตั ด สามารถใช้ ทฤษฎี แ กนขนาน (parallel axis theorem) หรื อ ใช้ (1.7-7) ในการคานวณ ดังแสดงในรูปที่ 1.7-14


www.yotathai.com


I = (bh3)/12

h

α

x h I = (bh3)/3

b b Ix = bh(b2sin2α + h2cos2α)/12

R

h

I = (bh3)/36

I = pR4/4

I = (bh3)/12

b

R

I = R4(p/8 - 8/(9p))

รูปที่ 1.7-15 ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยที่สาคัญ A

I x   y 2dA

1.7-6 (ก)

0

A

I y   x 2dA

1.7-6 (ข)

0

ค่าโมเมนต์ความเฉื่อยที่สาคัญของหน้าตัดที่คานวณโดยหมุนรอบแกนที่ตัดผ่านเซนทรอยด์ของ หน้าตัด หรือจุดอ้างอิงใดๆบนหน้าตัด แสดงในรูปที่ 1.7-15 สาหรับ I xx หรือ I yy คือ โมเมนต์ความเฉือ่ ยของหน้าตัดรอบแกนที่ตัดผ่านเซนทรอยด์ของหน้า ตัด ในขณะที่ I x  หรือ I y คือ โมเมนต์ความเฉื่อยรวมรอบแกนที่กาหนด A

I x   y 2dA  Ad 2y  I xx  Ad 2y

1.7-7 (ก)

0

A

I y   x 2dA  Ad x2  I yy  Ad x2

1.7-7 (ข)

0


www.yotathai.com


ตัวอย่าง 1.7-4 โมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด จงคานวณโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดรอบ x-x ซึ่งเป็นแนวที่ลากผ่านเซนทรอยด์ของหน้าตัดตาม แนวนอน ดังแสดงในรูปที่ E1.7-4 (ก) ><

20

a. 1

—'T'

- x --

x

1

1 11 1

y = 55

พ 30

1

15

60

M 30

รูปที่ E1.7-4 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.7-4 หน่วย ซม. วิธีทา หน้าตัดในตัวอย่างที่ 1.7-3 เมื่อแบ่งเป็น2 รูปย่อย ส่วนปีก (flange) มี I flange ในขณะที่ส่วนเอว (stem) มี I stem ดังแสดงในรูปที่ E1.7-4 (ข) โดยอ้างอิงค่า I พื้นฐานจากรูปที่ 1.7-15 จะได้ A1 x

x

15 25

รูปที่ E1.7-4 (ข) ระยะอ้างอิงจากเซนทรอยด์ของหน้าตัดย่อยไปยังเซนทรอยด์ของหน้าตัดรวม Ix' = = = =

[Ixx + Ad2]flange + [Ixx + Ad2]stem [bh3/12 + Ad2]flange + [bh3/12 + Ad2]stem [75·203/12 + 75·20·152] + [15·603/12 + 15·60·252] 1.22 x 106ซม.4


www.yotathai.com


1.7.5 หลักรวมผล และแรงปฏิกริ ิยาสาหรับโครงสร้างแบบอินดีเทอร์มเิ นท เมื่อโครงสร้างมีพฤติกรรมอยู่ในช่วงยืดหยุ่น (elastic behavior) ผลตอบสนองที่เกิดจากแรง กระทาครั้งที่ 1 จะสามารถรวมผลแบบเชิงเส้นกับผลตอบสนองที่เกิดจากแรงกระทาครั้งที่ 2 ซึ่งกระทา ต่างเวลาได้ รูปที่ 1.7-16 แสดงผังโมเมนต์ดัดที่รับน้าหนักบรรทุกแผ่กระจายสม่าเสมอ และแรงกดแบบ จุดซึ่งกระทาใกล้กับฐานรองรับฝั่งขวา ผัง โมเมนต์ ดัด ที่ เ กิ ดขึ้ น จากแรงทั้ ง 2 สามารถค านวณจากสมดุ ล ระหว่า งแรงภายนอกและ แรงภายใน หรือใช้วิธีกราฟิกดังที่อธิบายในหัวข้อก่อนหน้า อย่างไรก็ดีหากผู้วิ เคราะห์สามารถคานวณ ผลตอบสนองที่เกิดจากแรงตัวที่ 1 แยกจากแรงตัวที่ 2 แล้วจึงนามารวมกันภายหลัง การรวมกันดังกล่าว อาศัย หลักรวมผล (superposition principle) นั่นเอง พ

Loading

(force/length)

l

พ

(force/length)

1

il ID

SFD

BMD

+

รูปที่ 1.7-16 การรวมแรงตามหลักรวมผล ค่าแรงปฏิกิริยา แรงเฉือน โมเมนต์ดัด และการโก่งตัวสูงสุ ด สาหรับคานซึ่งพบบ่อยในทาง วิศวกรรมโครงสร้าง แสดงในรูปที่ 1.7-17 ทั้งกรณีโครงสร้างแบบดีเทอร์มิเนท และอินดีเทอร์มิเนท


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ P

W = wL

1

2

Vmax Mmax

Vmax = P

Vmax

Mmax = PL

Mmax

Vmax = wL Mmax = wL2/2

Dmax = PL /(3EI)

Dmax = wL /(8EI)

3

4

P

W = wL

3

4 L/2

L/2

Vmax

Vmax = P/2

Mmax

Mmax = PL/4

Vmax = wL/2

Mmax = wL2/8

Dmax = PL3/(48EI)

Dmax = 5wL4/(384EI) W = wL/2

P

5 a

b

(a < b)

6

Vmax = 2wL/3

Vmax = Pb/L

Mmax = Pab/L Mmax = wL2/(9√3) Dmax = 0.00652wL4/(EI)

W = wa

P

7 a

b

a Vmax = wa(2L-a)/(2L)

\

8

(a < b)

Vl Vr

b

Vl = Pb2(a+2L)/(2L3) Vr = Pa(3L2-a2)/(2L3)

Mmax = [wa(2L-a)/2L]2/(2a)

Mp

Mp = Pab2(a+2L)/(2L3)

Mr Mr = Pab(a+L)/(2L2) Dmax = PL3/(3EI)

รูปที่ 1.7-17 แรงเฉือน โมเมนต์ดัด และการแอ่นตัวของคานที่พบบ่อยในทางวิศวกรรมโครงสร้าง


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ W = wL

P

9

10

a

b

Vmax = 5wL/8

Vmax = Pb2(3a+b)/L3

Vmax

Mt = 9wL2/128 Mmax = wL2/8

Mp = 2Pa2b2/L3

Mp

Dmax = wL4/(185EI)

Mr Mmax

Mr = Pa2b/L2 Mmax = Pab 2/L2

W = wL

W = wL/2

11

12

L/2

Vmax = wL/2

L/2

Vmax = 13wL/32

Mt = wL2/24 Mmax = wL2/12

Mr = 5wL2/192

Mmax

Mmax = 11wL2/192

W = wL/2

W = wL/2

13

14 L/2

L/2

L/2 Vmax = 41wL/128

L/2

Vmax = 57wL/128

Mmax = 7wL2/192

Mmax = 9wL2/128


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ P

P

15 a

a

L

Vmax

Vmax = P

Mmax

Mmax = Pa Dmax = Pa(3L2-4a2)/(24EI)

รูปที่ 1.7-17 แรงเฉือน โมเมนต์ดัด และการแอ่นตัวของคานที่พบบ่อยในทางวิศวกรรมโครงสร้าง การคานวณแรงปฏิกิริยาในโครงสร้างแบบอินดีเทอร์ มิเมท นอกจากจะใช้หลักสมดุลแล้วยังต้อง อาศัยหลัก การเสียรูปสอดคล้องของ (consistent deformation) ตามพื้นฐานของกฎแห่งวัสดุ โดย ตัวอย่างของแสดงด้วยการคานวณแรงปฏิกิริยาของคานต่อเนื่อง 2 ช่วง ตามรูปที่ 1.7-18 ดังนี้ w kN/m

A

B

L

C

L

รูปที่ 1.7-18 คานต่อเนื่องแบบ 2 ช่วง รับน้าหนักบรรทุกแผ่กระจายสม่าเสมอ เมื่อเขียน FBD จะพบว่าคานมีตัวแปรไม่ทราบค่า 3 ตัว คือ Ay, Byและ Cy (รูปที่ 1.7-19) ในขณะที่ ส มการสมดุ ล ที่ ใ ช้ ไ ด้ ใ นการค านวณ มี เ พี ย ง 2 สมการ คื อ Fx = 0 และ M = 0 ท าให้ โครงสร้างข้างต้นมีระดับของความเป็นอินดีเทอร์มิเนท 1 ตัวและแม้จะทราบจากสมดุลในแนว y แล้วว่า Ay + By + Cy = 2wL แต่เราก็ยังไม่สามารถคานวณแรงปฏิกิริยาตัวใดตัวหนึ่งได้ w kN/m

Ay

By

Cy

รูปที่ 1.7-19 ผังภาพอิสระ (FBD) สาหรับคานในรูปที่ 1.7-18


www.yotathai.com


การแก้ปัญหาทาได้โดยถอดตัวแปรที่ไม่ทราบค่าออกมา 1 ตัว ซึ่งในที่นี้เลือก By หรือมอบให้ By เป็นแรงตัวหนึ่งที่กระทาต่อระบบ ทาให้การแอ่นตัวของระบบใหม่มีลักษณะเป็นไปตามรูปที่ 1.7-20 w kN/m

T

T

Ay

Cy

Db

รูปที่ 1.7-20 การแอ่นตัวของคานในรูปที่ 1.7-18 เมื่อถอดแรง By ออกจากระบบ โดยเป็นที่ทราบดีว่าการแอ่นตัวที่เกิด ณ ตาแหน่ง B หรือ Db ตามรูปที่ 1.7-20 จะไม่เกิดขึ้น จริง ดังนั้นการแก้ปัญหาจึงมุ่งที่จะหาแรงกระทา By ที่ทาให้การโก่งตัวขึ้นเท่ากับ Db โดยอาศัยหลักรวม ผลโครงสร้างคานแบบดีเทอร์มิเนทที่มีความยาว 2L จะถูกวิเคราะห์ 2 ครั้ง ครั้งที่ 1 เพื่อรองรับน้าหนัก บรรทุกแผ่กระจายสม่าเสมอ w และ ครั้งที่ 2 เพื่อรองรับแรง By ที่ยกให้คานกระดกขึ้นในแนวดิ่ง ดังแสดงในรูปที่ 1.7-21 เมื่อรวมผลการวิเคราะห์จากทั้ง 2 ครั้ง คานจะมีรูปแบบการโก่งตัวตามจริง (ตรวจสอบจากรูปที่ 1.7-19) w kN/m

Db1

A

C

2L Case I

Db2

A

C

By

L

L Case II

w kN/m

A

B

L

C

L Actual beam

รูปที่ 1.7-21 การวิเคราะห์หา Db ด้วยหลักรวมผล



อ้างอิงหลักของความสอดคล้องตามที่กล่าวแล้วข้างต้น จึงสามารถเขียนได้ว่า จากผังโมเมนต์ดัดสาเร็จรูปตามรูปที่ 1.7-16 (3) และ (4) จะได้ว่า

Db1

= Db2 และ

5w(2L)4/(384E·I) = By·(2L)3/(48E·I) แก้สมการจะได้ By = 1.25wL และเมื่อนาไปคานวณกับสมการสมดุลก่อนหน้า และอาศัยหลัก ของความสมมาตร จะได้คา่ Ay = Cy = 0.375wL 1.7.6 โมเมนต์ดดั และแรงเฉือนสาหรับโครงสร้างอินดีเทอร์มิเนท การวิเคราะห์โมเมนต์ดัดภายในคานต่อเนื่อง ซึ่งเป็นโครงสร้างอินดีเทอร์มิเนทสามารถวิเคราะห์ ได้หลายวิธี วิธีหนึ่งซึ่งแม้จะไม่ให้ความสะดวกในการวิเคราะห์โครงสร้างในระบบใหญ่ แต่สาหรับคาน ต่อเนื่องถือว่าเป็นวิธีที่เข้าใจง่ายและให้ผลที่น่าพอใจวิธีหนึ่งก็คือ วิธีสามโมเมนต์ (Method of three moment) โดยวิธีดังกล่าวจะพิจารณาคานต่อเนื่องทีละ 2 ช่วง (รูปที่ 1.7-22) ดังนั้นตัวแปรที่สนใจคือ L1, I1 และ L2, I2 สาหรับความยาวและโมเมนต์ความเฉื่อยของคานในช่วงที่ 1 และ 2 ตามลาดับ โดย ค่าที่จะได้จากสมการที่จะเสนอคือ โมเมนต์ดัดที่เกิดจากน้าหนักบรรทุกที่ปลายช่วงแรก ช่วงกลาง และ ช่วงริม หรือ Ma, Mbและ Mc ตามลาดับ (รูปที่ 1.7-23)

B

C

รูปที่ 1.7-22 จานวนช่วงคานขั้นต่าที่ต้องการในการวิเคราะห์ด้วยวิธี 3 โมเมนต์ Ma

Mb

Mc

รูปที่ 1.7-23 โมเมนต์ที่ได้จากวิธี 3 โมเมนต์


www.yotathai.com


ซึ่งในกรณีของคานที่มีโมเมนต์ความเฉื่อยคงที่ สมการสามโมเมนต์สามารถแสดงได้ตาม (1.7-8) โดยตัวแปรต่างๆ พิจารณาได้จากรูปที่ 1.7-24 MaL1+2Mb(L1+L2)+McL2 = -w1L13/4 – w2L23 – P1a1b1(L1+a1)/L1 – P2a2b2(L2+b2)/L2 P1

1.7-8

P2

l1

l2

a1

b1

a2

L1

b2 L2

รูปที่ 1.7-24 พารามิเตอร์ที่ต้องใช้ในการคานวณด้วยสมการ 3 โมเมนต์ กรณีของคานที่ต่อเนื่องเกิน 2 ช่วง การประยุกต์ใช้สมการข้างต้นสามารถทาได้โดยพิจารณา คานต่อเนื่องที่ละ 2 ช่วง และนาผลการวิเคราะห์แต่ละช่วงที่ได้มาพิจารณาร่วมกันใน ระบบสมการชุด (simultaneous equations) ทั้ ง นี้ ก ารวิ เ คราะห์ ด้ ว ยวิ ธี 3 โมเมนต์ ต้ อ งอาศั ย เงื่ อ นไขค่ า ขอบ (boundary valueconditions) หรือ สมการเสริมสภาพ (auxiliary equations) ที่ปลายของแต่ละ ช่วงในการพิจารณา เช่น กรณีคานวางพาดอย่าง่าย ซึ่งที่ปลายคานทั้งสองด้านโมเมนต์มีค่าเป็นศูนย์ ดังแสดงในรูปที่ 1.7-25 w kN/m

3Z L1

L2

L3

Theorem applied to spans L 1 and L2 Theorem applied to spans L 2 and L3

L4 Ma = 0 Mb = ? Mc = ? Md = ? Me = 0

Theorem applied to spans L3 and L4

รูปที่ 1.7-25 การประยุกต์ใช้สมการ 3 โมเมนต์กับคานต่อเนื่องหลายช่วง วิธี 3 โมเมนต์นอกจากจะใช้ได้กับคานอินดีเทอร์มิเนทแบบต่อเนื่อง 2 ช่วง ขึ้นไป วิธีดังกล่าวยัง สามารถประยุ ก ต์ ใ ช้ ไ ด้ กั บ คานอิ น ดี เ ทอร์ มิ เ นทแบบต่ อ เนื่ อ งช่ ว งเดี ย ว เช่ น คานที่ มี ร ะดั บ ของ อินดีเทอร์มิเนท 1 ขั้น ดังแสดงรูปที่ 1.7-26 โดยการสะท้อนคาน 1 ครั้ง เพื่อหาสมการเสริมสภาพ สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 75 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


เข้าช่วย สาหรับคานช่วงเดียวที่มีระดับขั้นของความเป็นอินดีเทอร์มิเนทสูงๆ เช่น คานในรูปที่ 1.7-27 ซึ่งในกรณีนอกต้องสะท้อนคาน 2 ครั้ง เพื่อหาสมการช่วยในการแก้ปัญหา

A

B

C

รูปที่ 1.7-26 การใช้สมการ 3 โมเมนต์กับคานอินดีเทอร์มิเนท 1 ขัน้ w

K

Q L

( ) -

รูปที่ 1.7-27 (ก) ปัญหากับคานที่มีค่าอินดีเทอร์มิเนซี 3 ขัน้ w

K

Q

เ

\

L

-

w

K

Q L

รูปที่ 1.7-27 (ข) การใช้สมการ 3 โมเมนต์กับคานที่มีอินดีเทอร์มิเนซี 3 ขัน้ ตัวอย่าง 1.7-5 โมเนนต์ของคานต่อเนื่องจากวิธี 3 โมเมนต์ จงวาดผัง โมเมนต์ดัด และผั ง แรงเฉื อ นของคานต่อเนื่องดั ง แสดงในรูปที่ E1.7-5 (ก) ด้วยวิธี 3 โมเมนต์ 10 kN/m

B

4m

C

4m

รูปที่ E1.7-5 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.7-5


www.yotathai.com


วิธีทา เนื่องจากกรณีนี้ Ma และ Mc มีค่าเป็นศูนย์ และไม่มีแรงแบบจุดกระทาในช่วงคาน ดังนั้น P1 และ P2 เท่ากับศูนย์ ดังนั้นจาก (1.7-8) จะได้ 2Mb(L1 + L2) = -w1L13/4 – w2L23/4 เมื่อแทนค่า L1, L2 และ w1, w2 จะได้ 2Mb(4 + 4)

= -10(4)3/4 – 10(4)3/4

จะได้ Mb = 20 kN-m. 10

10

20

20

20

20

20

5

5

5

5

t รูปที่ E1.7-5 (ข) การคานวณแรงเฉือนที่ปลายจากน้าหนักบรรทุก w และโมเมนต์ที่ปลาย

*

Ay = 15 kN

*

By = 50 kN

Cy = 15 kN

กรณีนี้เมื่อทราบค่าโมเมนต์ Mb คานในรูปที่ E1.7-5 (ก) จะกลายเป็นคานแบบดีเทอร์มิเนท ซึ่งสามารถคานวณแรงต่างๆ เช่น แรงเฉือน หรือแรงปฏิกิริยาได้จากสมการสมดุลปรกติ โดยในรูปที่ E1.7-5 (ข) แสดงการคานวณแรงเฉือนที่เกิดจากน้าหนักบรรทุก w และโมเมนต์ดัดที่ปลายชิ้นส่วน Mb หลังจากใช้หลักการรวมผล แรงต่างๆในแต่ละตาแหน่งจะถูกนามารวมกัน โดยในรูปที่ E1.7-5 (ค) แสดงผังแรงเฉือนและโมเมนต์ดัด ที่วาดขึ้นเมื่อแรงที่ปลายชิ้นส่วนถูกนามาพิจารณาตามหลักสมดุล ในแต่ละตาแหน่งของคาน


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ 15

50

15

Load 10

V (kN)

1.5 11

11

M (kN.m)

20

รูปที่ E1.7-5 (ค) ผังแรงเฉือนและโมเมนต์ดัดสาหรับปัญหาข้อที่ 1.7-5 1.8

การวิเคราะห์โมเมนต์ดัดและแรงเฉือนเนื่องจากรถบรรทุก ในอดี ต วิ ศ วกรไทย การวิ เ คราะห์ แ รงเฉื อ นและโมเมนต์ ดั ด เนื่ อ งจากรถบรรทุ ก โดยอ้ า งอิ ง ผลตอบสนองจากรถบรรทุ ก มาตรฐานที่ แ นะน าโดยมาตรฐาน AASHTO (standard) ทั้ ง นี้ ส าหรั บ สะพานช่วงเดี่ยวสามารถใช้การคานวณมือ (hand calculation) ในการวิเคราะห์ ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้ การวิเคราะห์ตามมาตรฐานAASHTO Standard ใช้น้าหนักจร 2รูปแบบ คือ (1) รถบรรทุก เดี่ยว (single truck) ซึ่ง มีทั้ง รถเล็ กรุ่น H และรถใหญ่รุ่น HS และ (2) น้าหนักแผ่เสมื อนตามช่อง จราจร (equivalent land load) ดังแสดงในรูปที่ 1.8-1 โดยการออกแบบสะพานจะเลือกใช้ผลตอบสนอง ที่มากที่สุดจากทัง้ 2 กรณีข้างต้น3

3ผลการวิเคราะห์โดยใช้หนักบรรทุกตาม

HS20-44 จะให้ค่าใกล้เคียงกับการวิเคราะห์รถบรรทุกที่มีอยู่ ในประเทศไทยที่นามาวิ่งเป็นขบวน ซึ่งมีรถ 10 ล้อหนัก 21 ตัน เป็นตัวแทน อย่างไรก็ดีเป็นที่ยอมรับ ในทางปฏิบัติที่จะขยายค่าให้เ สมื อ นกับ กลุ่ ม รถบรรทุ กที่มี รถ 10 ล้ อหนัก 25 ตัน เป็นตัวแทนด้วย การคูณตัวคูณ 1.3 SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 78 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


0.2W

0.60 0.30

0.8W

general

deck overhang

รูปที่ 1.8-1 (ก) รถบรรทุกออกแบบตาม AASHTO Standard สาหรับรถรุ่น H THREE AXLE TRUCK

HS20 HSI5

35 KN 27 KN 0.2W

145 KN 109 KN 0.2W

K >l<

>K >1

145 KN 109 KN

0.60 m. 1.80 m. 0.60 m.

0.8W

0.60 0.30

I

general

+ deck overhang

รูปที่ 1.8-1 (ข) รถบรรทุกออกแบบตาม AASHTO Standard สาหรับรถรุ่น HS CONCENTRATED LOAD

yf

80 KN FOR II5 KN FOR

MOMENT SHEAR

UNIFORM LOAD 9.3 KN/M OF LOAD LANE

H20

AND

แร20 LOADING

CONCENTRATED LOAD

60 87

KN FOR MOMENT KN FOR SHEAR

HI5 AND แรI5 LOADING

รูปที่ 1.8-1 (ค) น้าหนักแผ่เสมือนตามช่องจราจรตาม AASHTO Standard สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 79 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


1.8.1 การวิเคราะห์โมเมนต์ดัดและแรงเฉือนจากรถบรรทุกของ AASHTO Standard จากน้ าหนั ก ลงเพลาและระยะห่ า งตามที่ AASHTO standard ก าหนด (รู ป ที่ 1.8-1 (ข)) ผู้วิเคราะห์สามารถคานวณจุดศูนย์กลางของแรง ซึ่งในกรณีนี้อยู่ห่างจาก เพลากลาง (Intermediate axle) ค่อนไปทางเพลาหลัง (Rear axle) เท่ากับ1.45เมตรดังแสดงในรูปที่ 3.9-2 p = 145*2+35 = 325 KN

145

145

FIND

c.

35 4.3

4.3

รู ป ที่ 1.8-2 ต าแหน่ ง ของแรงลั พ ธ์ ข องน้ าหนั ก ลงเพลาของรถบรรทุ ก มาตรฐานของ AASHTO Standard โดยตามหลักของการวิเคราะห์โครงสร้างน้าหนักลงเพลาชุดดังกล่าวจะให้ค่าโมเมนต์ดัดสูงสุด สาหรับสะพานช่วงเดียวที่ใต้เพลากลาง ก็ต่อเมื่อระยะกึ่งกลางระหว่างแรงลัพธ์ (resultant force) และเพลากลางของรถบรรทุ ก มาตรฐานของ AASHTO Standard อยู่ ที่ ต าแหน่ ง กึ่ ง กลางสะพาน ดังแสดงในรูปที่ 1.8-3 145

145 0.725

/

2.85

0.725

I

35 4,

\

L

รูปที่ 1.8-3 ตาแหน่งของรถบรรทุกมาตรฐานของ AASHTO Standard ที่สร้างโมเมนต์ดัดสูงสุด ตัวอย่างการคานวณโมเมนต์ดัดสูงสุดสาหรับช่วงสะพานยาว 25 เมตร แสดงในรูปที่ 1.8-4


www.yotathai.com


q_*5

145

'////////,

0.725' 0.725

171.93

MMAX

'////////,

153.07

= 1 7 1.93* (12. 5 +0.7 25) - 145*4.3 = 1,650.27 KN-M

รูปที่ 1.8-4 ตัวอย่างการคานวณโมเมนต์ดัดสูงสุดจาก AASHTO Standard ที่ช่วงยาว25 เมตร ทั้งนี้อาจคานวณโมเมนต์ดัดสูงสุดของน้าหนักรถบรรทุก (HS20-44) ตาม AASHTO Standard โ ด ย ป ร ะ ม า ณ ซึ่ ง อ ยู่ ใ น รู ป ข อ ง ค ว า ม ย า ว ช่ ว ง ส ะ พ า น ซึ่ ง แ น ะ น า โ ด ย Naaman (2012) ดังแสดงใน (1.8-1) ดังนี้ Mmax = 81.25L + 172.1L-1 – 387 (kN-m.)

1.8-1

ตัวอย่างเช่นกรณีนี้เมื่อ L = 25 เมตร จะได้ Mmax = 81.25·25 + 172.1·25-1 – 387 ซึ่งมีค่า เท่ากับ 1,651.13kN-m ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่คานวณได้ข้างต้น การคานวณแรงเฉือนสูงสุดจากน้าหนักรถบรรทุกของ AASHTO Standard สามารถคานวณได้ โดยตรงจากแรงปฏิกิริยาที่เกิดจากแรงในเพลาต่างๆ หรือใช้ หลักของเส้นอิทธิผล (influence line principle) เนื่องจากเพลาท้ายกับเพลาที่เหลือ ดังแสดงในรูปที่ 1.8-5(ก) และ (ข)


www.yotathai.com


SFY=0, RL +

RR =

145 + 145+32 = 325 KN

EML =0, 145*4.3+35(4.3*2) = 25RR THEREFORE,

VMAX = RL

RR

= 36.78 KN

= 325-36.78 = 288.02 KN

รูปที่ 1.8-5 (ก) แรงปฏิกิริยา (แรงเฉือนสูงสุด) จาก AASHTO Standard truck ที่ช่วงยาว 25 ม. 145

145

= RL

= 145(1) + 145(20.7/25) + 35(16.4/25) = 288.02 KN

25

รูปที่ 1.8-5 (ข) แรงเฉือนสูงสุดเนื่องจาก AASHTO Standard สาหรับช่วง 25 เมตร ด้วยวิธีของ เส้นอิทธิพล 1.8.2 การวิเคราะห์โมเมนต์ดัดและแรงเฉือนจากนาหนักแผ่เสมือนตามช่องจราจรตาม AASHTO Standard การค านวณโมเมนต์ ดั ด และแรงเฉื อ นอั น เนื่ อ งมาจากน้ าหนั ก แผ่ เ สมื อ นตามช่ อ งจราจรตาม AASHTO Standard จะมีความซับ ซ้อนน้อยกว่ากรณีของรถบรรทุกตามที่แสดงตัวอย่างไปในหัวข้อ 1.8.1 เนื่องจากแรงกระทาเป็นแบบแผ่ซึ่งมีสมการรองรับไว้อยู่แล้ว กรณีของการคานวณโมเมนต์ดัดสูงสุดเนื่องจากน้าหนักแผ่เสมือนตามช่องจราจรตาม AASHTO Standard สามารถทาได้โดยเลื่อน นาหนักแบบจุด (concentrated load) มาไว้ที่ตาแหน่งกึ่งกลาง สะพานเนื่ อ งจากเป็ น ที่ ท ราบว่ า ก่ อ ให้ เ กิ ด หน่ ว ยแรงสู ง สุ ด ดั ง นั้ น การค านวณโมเมนต์ จ ะใช้ ส มการ


www.yotathai.com


อย่างง่ายนั่นคือ wL2/8 และ PL/4 สาหรับน้าหนักแผ่และน้าหนักแบบจุด เมื่อ w เท่ากับ 9.30 kN/m และ P เท่ากับ 80 kN ตามลาดับ โดยในรูปที่ 1.8-6 แสดงการคานวณโมเมนต์ดัดสูงสุด 80 KN

*1

ห MAX

= WL2/8 + PL/4 = 9.3*252/8 + 80*25/4 = 1,226.56 KN-M

รูปที่ 1.8-6 การคานวณโมเมนต์ดัดสูงสุดสาหรับน้าหนักแผ่เสมือนตามช่องจราจรตาม AASHTO Standard ที่ช่วงยาว25 เมตร สาหรับการคานวณแรงเฉือนสูงสุดจะใช้หลักการเดียวกันเพียงนาน้าหนักแบบจุดเท่ากับ 116 kN เลื่อนมาที่ตาแหน่งปลายคาน ซึ่งทราบว่าเป็นตาแหน่งที่ก่อให้เกิดหน่วยแรงสูงสุดและใช้สมการ wL/2 สาหรับน้าหนักแผ่และ Vend = 116 kN สาหรับน้าหนักแบบจุด (รูปที่ 1.8-7)

116 KN

SHEAR AT END SPAN = 9.3*25/2 + 166= 232.25 KN

9.3 KN/M

รูปที่ 1.8-7 แรงเฉือนสูงสุดจากน้าหนักแผ่เสมือนตามช่องจราจรตาม AASHTO Standard ที่ช่วง ยาว 25 เมตร จากตัวอย่างดังแสดงในหัวข้อ 1.8.1 และ 1.8.2 สามารถสรุปโมเมนต์ดัดและแรงเฉือนสูงสุดโดย พิจารณาจากค่าสูงสุดของแต่ละกรณีดังนี้  กรณีโมเมนต์ดัดMmax = Max{1,650.27, 1,226.56} = 1,650.27 kN-m  กรณีแรงเฉือนVmax = Max{288.02, 232.25} = 288.02 kN


www.yotathai.com


โดยตามวิธีปฏิบัติในประเทศไทย จะทาการแปลงน้าหนักบรรทุกดังกล่าวเป็นน้าหนักตามชุดของ รถบรรทุกสิบล้อ 25 ตัน โดยการคูณ 1.30 นั้นคือ Mmax, 25 ton = 1.30·1,650.27 = 2,145.35kN-m และ Vmax, 25 ton = 1.30·288.02 = 374.43 kN 1.8.3 การประยุกต์เส้นอิทธิพล กรณี ต้ อ งการวิ เ คราะห์ ผ ลตอบสนองของสะพานอย่ า งละเอี ย ดเนื่ อ งจากรถบรรทุ ก หรื อ ยานพาหนะใดๆ การใช้หลักการของเส้นอิทธิพลจะให้ข้อมูลที่ชัดเจนที่สุด 1.8.3.1

เส้นอิทธิพลของโครงสร้าง “เส้ นอิ ทธิพล คื อ กราฟซึ่งเป็นฟังก์ชั่นของผลตอบสนองของโครงสร้างที่เกิดจาก น้้าหนักบรรทุกจรหนึ่งหน่วยเคลื่อนที่ไปบนโครงสร้างนั้น ”ฟังก์ชั่นของผลตอบสนองของโครงสร้าง อาจหมายถึง แรงปฏิกิริยา แรงเฉือน โมเมนต์ดัด แรงตามแนวแกน หรือการโก่งตัว เป็นต้น ตัวอย่าง ของเส้นอิทธิพลสามารถแสดงได้ดังรูปที่ 1.8-8 1.8.3.2

การเขียนเส้นอิทธิพลของคานและโครงข้อแข็ง เส้นอิทธิพลของคานและโครงข้อแข็งสามารถสร้างได้ด้วยวิธีสมดุล (Equilibrium Method) โดยให้น้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบจุดที่มีค่า 1 หน่วย มายังตาแหน่งหนึ่งบนโครงสร้างแล้วจึงวิเคราะห์ หาฟังก์ชั่นของผลตอบสนองที่ต้องการ (แรงปฏิกิริยา แรงเฉือน โมเมนต์ดัด การโก่งตัว) โดยใช้สมการ สมดุลจากนั้นจึงนาค่าผลตอบสนองที่ได้มาเขียนไว้ในแนวตั้งฉากกับโครงสร้างเรียกว่าเป็นค่าออร์ดิเนท (Ordinate) โดยจะเขียน ณ ตาแหน่งที่น้าหนักบรรทุกจรนั้นกระทาซึ่งอยู่ตามแนวแกนนอนตามแนวยาว ของโครงสร้าง


www.yotathai.com


Influence line for shear at 1-1


Influence line for bending moment at 1-1 Influence line for bending moment at 2-2

รูปที่ 1.8-8 เส้นอิทธิพลของแรงปฏิกริ ิยา แรงเฉือน และโมเมนต์ดัดของคานช่วงเดียวธรรมดา การหาค่าออร์ดิเนทของเส้นอิทธิพลของสามารถโดยวิธีสมดุลสามารถทาได้ 2 วิธี คือ วิธีการ แทนค่ า ในตาราง (Tabulate Value) และวิ ธี เ ขี ย นสมการเส้ น อิ ท ธิ พ ล (Influence Line Equation) ซึ่งในแต่ละวิธีมีวิธีการดังนี้ (1)

วิธีการแทนค่าในตาราง (Tabulate Values)  แทนน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่หนึ่งหน่วยหรือแรงหนึ่งหน่วยที่ตาแหน่งต่างๆ ที่ต้องการตลอด ความยาวโครงสร้าง โดยใช้แรงหยุดนิ่ง


www.yotathai.com


 คานวณหาค่าของผลตอบสนองของฟังก์ชัน (แรงปฏิกิริยาแรงเฉือนและโมเมนต์) ที่ตาแหน่ง ต่างๆ โดยใช้สมการสมดุลของโครงสร้าง  เมื่อได้จุดของค่าของฟังก์ชันมากพอจึงลากเส้นเชื่อมค่าของฟังก์ชั่นต่างๆ จะได้เป็นเส้น อิทธิพลของโครงสร้าง  เพื่อความสะดวกมักนิยมเขียนอยู่ในรูปตารางโดยที่เขียนในคอลัมน์แรกว่าเป็นแรงหนึ่งหน่วย กระท าที่ ร ะยะ x และคอลั ม น์ ต่ อ ไปเป็ น ประเภทของฟั ง ก์ ชั น ตอบสนองของโครงสร้ า ง ที่ต้องการ เช่น แรงหนึ่งหน่วยที่ x x1 x2 … (2)

แรงปฏิกิริยา R1 R2 …

แรงเฉือน V1 V2 …

โมเมนต์ดัด M1 M2 …

... … … …

วิธีเขียนสมการเส้นอิทธิพล (Influence Line Equation)  กาหนดจุดเริ่มต้นบนโครงสร้าง  แทนแรงหนึ่งหน่วยที่ระยะทาง x บนโครงสร้างนั้น  คานวณหาค่าของผลตอบสนองของฟังก์ชัน (แรงปฏิกิริยาแรงเฉือนโมเมนต์ และระยะโก่ง) ที่ตาแหน่งต่างๆ โดยใช้สมการสมดุลของโครงสร้าง  จะได้ค่าของ แรงปฏิกิริยาแรงเฉือน และ/หรือโมเมนต์ดัดที่ต้องการที่ ณ โดยอยู่ในรูปของ ฟังก์ชัน x  น าฟั ง ก์ ชั่ น ที่ ไ ด้ ไ ปเขี ย นเป็ น กราฟโดยแกนนอนหรื อ แกน x เป็ น ระยะทางตามแนวแกน โครงสร้าง และแกนตั้งหรือแกน y เป็นค่าของผลตอบสนองของฟังก์ชั่น


www.yotathai.com


1.8.3.3

การเขียนเส้นอิทธิพลโดยใช้หลักการของ Müller-Breslau หลักการนี้สรุปได้ว่า“เส้นอิทธิพลส้าหรับฟังก์ชั่นผลตอบสนองของแรงหนึ่ งๆ สามารถ หาได้จากการเปลี่ยนรูปของโครงสร้างที่ไม่มีความต้านทานฟังก์ชั่นผลตอบสนองของแรงนั้น และ ค่าของฟังก์ชั่นผลตอบสนองของแรงดังกล่าวสามารถหาได้จากการให้การขจัด 1 หน่วย (unit displacement) ณ ต้าแหน่งและทิศทางเดียวกับฟังก์ชั่นผลตอบสนองของแรงนั้น” 1.8.3.3.1 การเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับแรงปฏิกิริยาโดยใช้หลักการของ Müller-Breslau ส าหรั บ การเขี ย นเส้ น อิ ท ธิ พ ลส าหรั บ แรงปฏิ กิ ริ ย าในแนวดิ่ ง ตามหลั ก การของ MüllerBreslau ให้เริ่มจากถอดการยึดรั้งของแรงปฏิกิริยาในแนวดิ่งของฐานรองรับ เพื่อไม่ให้มีความต้านทาน ฟังก์ชั่นของผลตอบสนองเนื่ องจากแรงปฏิกิริยาในแนวดิ่ง แล้วทาให้จุดที่ฐานรองรับนั้นเคลื่อนที่ไป 1 หน่วย รูปร่างของคานหลังจากที่ทาให้จุดที่ฐานรองรับเคลื่อนที่ไป 1 หน่วย นั่นคือรูปร่างของเส้น อิทธิพลของแรงปฏิกิริยาในแนวดิ่ง ดังรูปที่ 1.8-9

A-

-

‘A" J

รูปที่ 1.8-9 เส้นอิทธิพลของแรงปฏิกิริยาตามหลักการของ Müller-Breslau 1.8.3.3.2

การเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับแรงเฉือนโดยใช้หลักการของ Müller-Breslau หลักการของ Müller-Breslau สามารถนามาใช้เพื่อการเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับแรง เฉือนได้เช่นเดียวกัน เพื่อไม่ให้มีความต้านทานฟังก์ชั่นของผลตอบสนองเนื่องจากแรงเฉือนจึง ต้องใช้ ระนาบตั ด คานที่ จุ ด ที่ พิ จ ารณาออกจากกั น โดยที่ มี แ รงเฉื อ นตามข้ อ ตกลงทางเครื่ อ งหมาย (Sign Convention) กระทาที่หน้าตัด จากนั้นจึงทาให้จุดนั้นเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแรงเฉือนของแต่ละด้าน รวม 1 หน่วย (การเคลื่อนที่หนึ่งหน่วยสัมพัทธ์) ตามลักษณะของโครงสร้าง (ไม่ จาเป็นต้องเคลื่อนข้างละ 0.5) โดยมีเงื่อนไขว่าการเคลื่อนที่ที่ปลาย B ของชิ้นส่วนทั้งสองจะต้องเกิดมุมหมุนที่ปลาย (q) เท่ากัน รูปร่างของคานที่เปลี่ยนรูปไปคือเส้นอิทธิพลสาหรับแรงเฉือนที่จุดที่พิจารณาดังรูปที่ 1.8-10


www.yotathai.com


รูปที่ 1.8-10 เส้นอิทธิพลของแรงเฉือนตามหลักการของ Müller-Breslau 1.8.3.3.3

การเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับโมเมนต์ดัดโดยใช้หลักการของ Müller-Breslau การเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับโมเมนต์ดัดโดยใช้หลักการของ Müller-Breslau ก็มีวิธีการ คล้ายกับการเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับแรงปฏิกิริยาหรือแรงเฉือนสาหรับการทาให้ไม่มีความต้ านทาน ฟังก์ชั่นของผลตอบสนองเนื่องจากโมเมนต์ดัดจะต้องใส่จุดยึดหมุนภายใน (Internal Hinge) เพื่อให้จุดที่ พิจารณาสามารถหมุนได้อย่างอิสระและใส่โมเมนต์เข้าไปมีทิศทางตามข้อตกลงทางเครื่องหมาย (Sign Convention) จากนั้ นทาให้จุ ดดั ง กล่ าวหมุ นไป 1 หน่วย (หมุ นหนึ่ ง หน่ว ยสัม พั ทธ์) ตามลั กษณะของ โครงสร้าง (ไม่จาเป็นต้องหมุนข้างละ 0.5) โดยการเปลี่ยนแปลงมุมที่จุดดังกล่าวต้องมีค่าเท่ากับหนึ่ง (q = qซ้าย+qขวา = 1) รู ป ร่ า งของคานที่ เ ปลี่ ย นรู ป ไปคื อ เส้ น อิ ท ธิ พลส าหรั บ โมเมนต์ ดั ด ที่ ดั ง รู ป ที่ 1.8-11 0.5 V"

รูปที่ 1.8-11 เส้นอิทธิพลของโมเมนต์ดัดตามหลักการของ Müller-Breslau 1.8.3.4

การเขียนเส้นอิทธิพลสาหรับระบบพืน (Influence Lines for Floor System) โครงสร้ า งทั่ ว ไปมั ก จะไม่ ไ ด้ มี โ ครงสร้ า งคานวางอยู่ เ ดี่ ย วๆ เพื่ อ รั บ น้ าหนั ก แต่ จ ะ ประกอบด้วยหลายชิ้นส่วนและรับน้าหนักอย่างเป็นระบบ ในโครงสร้างสะพาน ระบบการรับ-ถ่ายน้าหนัก จะประกอบด้วย พื้นสะพาน (Deck) คานซอย (Stringer) คานขวางหรือคานรับพื้น (Floor Beam) และ คานหลั ก (Girder หรื อ Main Girder) ดั ง รู ป ที่ 1.8-12 การเขี ย นเส้ น อิ ท ธิ พ ลของคานหลั ก จึ ง แตกต่างกับ คานทั่ ว ไปในหัว ข้อ ก่อ นหน้ านี้ เพราะคานหลั กเหล่ านี้ไม่ ได้รับน้าหนั กบรรทุกโดยตรง แต่จะมีโครงสร้างอื่นมาช่วยรับและส่งถ่ายน้าหนักอย่างเป็นระบบด้วย


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ Deck

Stringers

Girder

Girder

Girder Floor beams b

Floor beams

Section b-b

a

a

Deck b

Stringers

Stringers

Plan (deck not shown)

Girder

Deck

Floor beam

Stringers

Girder

Section a-a

รูปที่ 1.8-12 ระบบโครงสร้างและการรับน้าหนักของสะพาน


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ *2

(c)

MKIL

รูปที่ 1.8-13 การพิจารณาการถ่ายน้าหนักของคานขวางสู่คานหลัก ลองพิจ ารณารู ปที่ 1.8-13 หากต้องการสร้างเส้นอิทธิพลของแรงปฏิกิริยาแรงเฉือน หรื อ โมเมนต์ ดั ด อย่ า งแรกต้ อ งให้ น้ าหนั ก บรรทุ ก เคลื่ อ นที่ ห นึ่ ง หน่ ว ยเคลื่ อ นที่ ไ ปยั ง โครงสร้ า งดั ง รู ป ถ้าน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่อยู่ที่คานขวางแรงปฏิกิริยาจากคานขวางไปยังคานหลักจะเท่ากับ 1 แต่ถ้า น้าหนักบรรทุกเคลื่อนทีอ่ ยู่ระหว่างช่วงคานขวาง (ตาแหน่งที่ 3) จะทาให้เกิดแรงปฏิกิริยา 2 ตัวคือที่ C และที่ D ที่ จ ะต้อ งถ่ ายแรงจากคานขวางไปยัง คานหลั กโดยมี ค่ าเท่า กัน หรื อ ไม่ เท่ ากั นก็ ได้ ขึ้น อยู่ กั บ ต าแหน่ ง ของน้ าหนั ก บรรทุ ก เคลื่ อ นที่ เมื่ อ ทราบแรงปฏิ กิ ริ ย าที่ เ กิ ด ขึ้ น จากคานขวางที่ ถ่ า ยมา สู่ คานหลักแล้ว จะสามารถหาผลตอบสนองของคานหลักที่ต้องการได้ สาหรับขั้นตอนและวิธีการเขียนเส้นอิทธิพลของคานหลักในระบบพื้นจะคล้ายกับการเขียนเส้น อิทธิพลในคานธรรมดาทั่วไป แต่จะมีการพิจารณาการถ่ายน้าหนักจากคานขวางไปสู่คานหลักเพิ่มมาอีก ขั้ น ตอนหนึ่ ง ส าหรั บ วิ ธี ก ารเขี ย นเส้ น อิ ท ธิ พ ลของคานหลั ก ในระบบพื้ น สามารถใช้ ไ ด้ ทั้ ง 2 วิ ธี คื อ วิธีการแทนค่าในตาราง (Tabulate Value) และวิธีเขียนสมการเส้นอิทธิพล (Influence Line Equation)


www.yotathai.com


1.8.3.5

การหาผลตอบสนองของโครงสร้างที่รับนาหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบจุด ค่าของผลตอบสนองของโครงสร้างเนื่ องจากน้าหนักบรรทุกกระทาแบบจุดขนาดเท่ากับ P จะเท่ากับค่าออร์ดิเนทของฟังก์ชั่นผลตอบสนองของโครงสร้างบนเส้นอิทธิพลคูณกับขนาดของน้าหนัก กระทาแบบจุดนั้น หากทราบค่าออร์ดิเนทสูงสุดหรือต่าสุดของฟังก์ชั่นบนเส้นอิทธิพล ก็จะสามารถหา ผลตอบสนองของโครงสร้างเนื่องจากน้าหนั กบรรทุกเคลื่อนที่แบบจุดกระทาได้ โดยการวางน้าหนักนั้น ลงบนตาแหน่งที่มีค่าออร์ดิเนทสูงสุดหรือต่าสุด จะได้ค่าผลตอบสนองของโครงสร้างสูงสุดหรือต่าสุด ตามลาดับ จากรูปที่ 1.8-14 จะเห็นว่า เมื่อพิจารณาค่าออร์ดิเนทของโมเมนต์ดัดบนเส้นอิทธิพลจะเห็นว่า ค่าของโมเมนต์ดัดบวกสูงสุดอยู่ที่จุด B จะได้ค่าโมเมนต์ดัดบวกสูงสุดมีค่าเท่ากับ PyB ในทานองเดียวกัน จะเห็นว่าที่จุด D ได้ค่าโมเมนต์ดัดลบสูงสุดซึ่งจะมีค่าเท่ากับ -PyD p

yB

I

=

ะ A-B A

CD

p

cl

B ะรั-D J1-A

รูปที่ 1.8-14 การหาผลตอบสนองของโครงสร้างที่รับน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบจุด 1.8.3.6

การหาผลตอบสนองของโครงสร้างที่รับนาหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบแผ่สม่าเสมอ ค่ า ของฟั ง ก์ ชั่ น ของผลตอบสนองของโครงสร้ า งที่ รั บ น้ าหนั ก บรรทุ ก เคลื่ อ นที่ แ บบแผ่ สม่าเสมอสามารถคานวณได้จากผลคูณของขนาดน้าหนักบรรทุกกระทาแบบแผ่สม่าเสมอกับพื้นที่ใต้เส้น อิทธิพลในช่วงตาแหน่งน้าหนักบรรทุกแบบแผ่สม่าเสมอนั้นกระทา เมื่อพิจารณารูปที่ 1.8-15 ค่าโมเมนต์ดัดที่จุด B จะเป็นบวกสูงสุดจะต้องวางน้าหนักบรรทุก เคลื่อนที่แบบแผ่สม่าเสมอกระทาอยู่ในช่วง AC ในกรณีนี้โมเมนต์ดัดที่จุด B มีค่าเป็นบวกสูงสุดเท่ากับ 1 M B  wl  (0.75L )y B  2

ในท านองเดี ย วกั น โมเมนต์ ดั ด ที่ จุ ด B มี ค่ า เป็ น ลบสู ง สุ ด เท่ า กั บ

1 M B  wl  (0.25L ) y D  2


www.yotathai.com


�rimittuuiUc -

0.75LH-0.25L-I

h

A

k—-B

h 0.75L

cfrirn —H— 0.25L-I

รูปที่ 1.8-15 การหาผลตอบสนองของโครงสร้างที่รับน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบแผ่สม่าเสมอ 1.8.3.7

การหาผลตอบสนองสู ง สุ ด ที่ แ ท้ จ ริ ง ของโครงสร้ า ง (Absolute Maximum Response of Structures) ที่ผ่านมากล่าวถึงวิธีการหาค่าผลตอบสนองของโครงสร้างสูงสุดที่ตาแหน่งใดตาแหน่งหนึ่ง อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติ มักต้องการทราบว่าค่าผลตอบสนองของโครงสร้างสูงสุดเกิดที่ตาแหน่งใด และต้องวางน้าหนักบรรทุกอย่างไร จึงเรียกว่า การหาค่าผลตอบสนองสูงสุดที่แท้จริงของโครงสร้าง P3

P2

P1

P3 2 พิ จ ารณาคานยื่ น (Cantilever Beam) รั บ น้ าหนั ก บรรทุ กPเคลื ่ อ นที่ ดั ง รูP1ป ที่ 1.8-16 B จะสังเกตว่าหากวางน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่ห่างจากฐานรองรั บแบบยึดแน่นมากเท่าใด โมเมนต์ดัด A ที่ฐานรองรับแบบยึดแน่นจะมากขึ้นตามและมีค่าสูงสุดเมื่อนBาหนักบรรทุกอยู่ที่ปลายของคานยื่นและ จะทาให้เกิดค่าโมเมนต์ ดPัด2สูงสุดที่แท้จริงPด้1 วย (Absolute Maximum Moment) P3

A

A A

A A

P3

{

P2

P1

LA

B B

P3

P2

P1

P3

P2

P1

I 1

B B

รูปที่ 1.8-16 การหาผลตอบสนองของคานยื่นที่รับกลุ่มน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบจุด คราวนี้ล องพิจ ารณาคานช่ ว งเดียวธรรมดา (Simply Supported Beam) รับน้าหนักบรรทุ ก เคลื่อนที่ดังรูปที่ 1.8-17 จะสังเกตว่าหากวางน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่ใกล้ฐานรองรับมากเท่าใด จะทาให้


www.yotathai.com


เกิดค่าแรงเฉือนมากขึ้นเท่านั้น ถ้าวางน้าหนักบรรทุกใกล้ฐานรองรับมากที่สุดดังรูป จะทาให้เกิดค่าแรง เฉือนสูงสุดซึ่งเป็นค่าแรงเฉือนสูงสุดที่แท้จริงด้วย (Absolute Maximum Shear) อย่างไรก็ตาม การหาค่าของโมเมนต์ ดัดสูง สุดที่แท้จ ริงของคานช่วงเดียวธรรมดาที่รับกลุ่ ม น้าหนักบรรทุกจรแบบจุดไม่สามารถพิจารณาได้ง่ายเหมือนอย่างแรงเฉือน สาหรับการหาตาแหน่งที่เกิด โมเมนต์ดัดสูงสุดและรูปแบบการวางน้าหนักบรรทุก ให้ลองพิจารณาใช้สมการสมดุลเพื่อหาแรงปฏิกิริยา ที่จุด A  MB  0

; 

3

L   R Ay (L )  PR   x  x   0 2  1 x x  R Ay  PR     2 L L 

เนื่องจากสมมติไว้ว่าค่าโมเมนต์ดัดสูงสุดที่แท้จริงเกิดที่ตาแหน่งน้าหนักบรรทุกล้อที่ 2 ดังนั้นจึงต้องหา ค่าโมเมนต์ดัดที่จุดนี้โดยพิจารณา FBD ด้านซ้าย  M2  0

; 

3

L  M 2  R Ay   x   P3s23  0 2    1 x x  L  M 2  PR      x   P3s23   2 L L  2  L x x xx x x2    P3s23  PR       4 2 2  L 2 L    L x xx x2    P3s23  PR     4 2 L L  

P P33

A A

P P11

B B

P P33

A A

P P22

P P22

P P11

B B

สุPน33 ิติ สุPภ22าพ, อาทิตย์ เพชรศศิ P11 ธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 93 ของบทที่ 1 A

B

P3

P2

P1

P3

P2

P1

A แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร A

| สภาวิศวกร

www.yotathai.com

B B

________________________________________________________________

A

\

I'

�

P3

P2

P1

P3

P2

P1

B

A

B

? CL CL P s23 R

Ax

RAx

Ax

A

P3

PR P2

P1

P3

P2

P1

A x -x

AY

RAy

AY

s12

L/2

x -x

x

x

L/2

B

x

x

B

L/2

L/2

BY

RBBy Y

รูปที่ 1.8-17 การหาผลตอบสนองของคานช่วงเดียวธรรมดาที่รับกลุ่มน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่แบบจุด เพื่อต้องการทราบค่าโมเมนต์ดัดสูงสุดที่แท้จริงเกิดขึ้นที่ตาแหน่งใด จะต้องหาอนุพันธุ์ของ ฟังก์ชั่น M2เทียบกับตัวแปร x แล้วให้เท่ากับศูนย์จะได้ค่าของระยะ x ตามต้องการ  x 2x  dM 2 0  PR   dx L  L

ดังนั้น x

x 2

(1.8-2)

สรุปได้ว่าคานช่วงเดียวธรรมดาที่รับกลุ่มน้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่ ค่าโมเมนต์ดัดสูงสุดที่แท้จริง เกิดขึ้นเมื่อครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างน้าหนักบรรทุกล้อที่พิจารณากับแนวของแรงลัพธ์ของกลุ่มน้าหนั ก บรรทุกเคลื่อนที่ทั้งหมดที่อยู่บนคานอยู่ตรงกับแนวกึ่งกลางคานพอดี จะสังเกตเห็นว่าแรงลัพธ์ของกลุ่ม น้าหนักบรรทุกเคลื่อนที่จะอยู่ระหว่างน้าหนักบรรทุก 2 จุด ดังนั้นต้องพิจารณาระยะระหว่างล้อ


www.yotathai.com


ที่พิจารณากับแนวของแรงลัพธ์ 2 ครั้ง แล้วตรวจสอบว่าค่าที่ได้จากกรณีใดให้ ค่าสูงสุด แต่โดยทั่วไป ค่าโมเมนต์ดัดสูงสุดที่แท้จริงมักจะเกิดขึ้นที่ใกล้กับน้าหนักบรรทุกที่ใกล้แนวแรงลัพธ์มากที่สุด 1.9

หน่วยแรงภายใน เมื่อโครงสร้างเสียรูป จะเกิดหน่วยแรง ซึ่งท้ายที่สุดจะเหนี่ยวนาให้เกิดแรงภายใน เช่น โมเมนต์ ดัด แรงเฉือน แรงบิด หรือแรงอัด ซึง่ มีแนวคิดเบื้องต้นในการคานวณ ดังต่อไปนี้ 1.9.1 แรงดึงและแรงอัด (Tension and Compression) เมื่อมีแรงดึงกระทากับวัสดุแรงดังกล่าวจะทาให้เกิดการเสียรูปของวัสดุ โดยวัสดุจะมีความยาว เพิ่มขึ้นหรือยืดตัว ในทางตรงกันข้ามเมื่อมีแรงอัดกระทากับวัสดุจะทาให้วัสดุมีความยาวลดลงหรือหดตัว โดยอัตราส่วนของแรงอัด/แรงดึงที่กระทากับวัสดุต่อพื้นที่หน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางของแรงกระทา เรียกว่าหน่วยแรงอัด/ดึง หรือ ความเค้นอัด/ดึง (compressive/tensile Stress) และ อัตราส่วนของ ความยาวที่ลดลง/เพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงอัด/แรงดึงต่อความยาวเดิมของวัส ดุเรียกว่าความเครียดอัด/ดึง (compressive/tensile strain) หากการยืดตัวของวัสดุยังอยู่ในช่วงยืดหยุ่น (อิลาสติก) นั้นจะพบว่า ขนาดของแรงดึงจะเป็น ปฏิ ภ าคโดยตรงกั บ ความยาวที่ เ พิ่ ม ขึ้ น ของวั ส ดุ ซึ่ ง เป็น ไปตามกฎของฮุ ค (Hooke’s law) และในช่ ว ง อิลาสติก วัสดุแต่ละประเภทจะมีอัตราส่วนของความเค้นตามยาวต่อความเครียดตามยาวคงที่เรียก อัตราส่วนนี้ว่า มอดุลัสยืดหยุ่น (modulus of elasticity) 1.9.2 แรงดัด (Bending) เมื่อมีแรงดัดกระทากับวัสดุ ผิวด้านหนึ่งของวัสดุจะเกิดการยืดตัวออก ในขณะที่ผิวอีกด้านหนึ่ง จะเกิดการหดตัว โดยมีสมมุติฐานของหน้าตัดชิ้นส่วนของวัสดุเมื่อรับแรงดัดดังนี้  วัสดุมีความตรง สมมาตรและ ไม่มีหน่วยแรงคงค้างในชิ้นส่วน  วัสดุมีความเป็นเนื้อเดียวกันและอยู่ในช่วงยืดหยุ่น (homogeneous and linearly elastic)  มอดุลัสยืดหยุ่นสาหรับแรงอัดและแรงดึงมีค่าเท่ากัน  วัสดุเกิดการเสียรูปเพียงเล็กน้อยซึ่งยังคงทาให้ระนาบของหน้าตัดยังคงเป็นระนาบหลังจากมี แรงดัดมากระทา สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 95 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


จากสมมุติฐานดังกล่าวสามารถสรุปได้ว่าเมื่อวัสดุรับแรงดัดที่ผิวด้านหนึ่งวัสดุจะเกิดการยืดตัว สูงสุดและการยืดตัวจะลดลงจนกระทั่งเป็นศูนย์ที่แกนสะเทิน (neutral axis) วัสดุจะเปลี่ยนจากการยืด ตัวเป็นหดตัวที่แกนสะเทิน และเกิดการหดตัวสูงสุดของวัสดุที่ผิวอีกด้านหนึ่งของวัสดุ โดยสามารถเขียน ผังการแผ่กระจายของความเครียดดัด (strain distribution) ของหน้าตัดแสดงดังรูปที่ 1.9-1 £

N.A.

Strain Distribution

รูปที่ 1.9-1 ผังการแผ่กระจายของความเครียดดัดของหน้าตัดวัสดุเมื่อรับแรงดัด 1.9.3 แรงเฉือนและแรงบิด (Shear and Torsion) เมื่อมีแรงเฉือนกระทากับวัสดุแรงดังกล่าวจะทาให้วัสดุเสียรูปโดยวัสดุจะเลื่อนตัวไปในทิศทางที่ ขนานกับแนวแรง ในขณะที่เมื่อมีแรงบิดกระทากับวัสดุจะทาให้วัสดุบิดไปจากแนวเดิม โดยอัตราส่วนของ แรงเฉือนที่ขนานกับผิวสัมผัสแรงต่อ พื้นที่ในแนวขนานกับแรงเฉือนเรียกว่าหน่วยแรงเฉือนหรือความเค้น เฉือน (shear Stress) และอัตราส่วนของระยะที่เปลี่ยนแปลงไปในแนวขนานกับทิศทางของแรงต่อความ สูงของวัสดุเรียกว่าความเครียดเฉือน (shear strain) หากการเสียรูปเนื่องจาแรงเฉือนยังอยู่ในช่วงอิลาสติกแล้ว อั ตราส่วนของความเค้นเฉือนต่อ ความเครียดเฉือนของวัสดุแต่ละประเภทจะมีค่าคงที่ซึ่งเรียกว่ามอดุลัสเฉือน (shear modulus) 1.9.4 การรวมหน่วยแรง (Combined Stresses) เมื่อมีแรงกระทากับชิ้นส่วนของวัสดุมากกว่าหนึ่งประเภทเช่น มีแรงอัดและแรงดัดกระทากับชิ้นส่วน หน่วยแรงที่เกิดขึ้นภายในชิ้นส่วนของวัสดุจะเกิดจากการรวมหน่วยแรงที่เกิดจากแรงอัดและแรงดัดดังรูป ที่ 1.9-2


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ 8

£

N.A.

Stress Distribution Due to Compression

Stress Distribution Due to Bending

=

N.A

Combined Stress Distribution

รูปที่ 1.9-2 การรวมหน่วยแรงเนื่องจากแรงอัดและแรงดัดกระทากับชิ้นส่วน อนึ่งแรงดัดในชิ้นส่วนโครงสร้างอาจเกิดจากแรงในแนวแกนที่กระทากับชิ้นส่วนโครงสร้างไม่ได้ กระทาผ่านจุดศูนย์กลางของหน้าตัดชิ้นส่วน (แรงกระทาเยื้องศูนย์) ดังแสดงในรูปที่ 1.9-3

รูปที่ 1.9-3 แรงในแนวแกนกระทากับชิ้นส่วนโครงสร้างไม่ผ่านจุดศูนย์กลางของหน้าตัด จากรูปที่ 1.9-2 และ 1.9-3 จะสังเกตได้ว่าหากแรงกระทาเยื้องศูนย์จากศูนย์กลางหน้าตัดมาก เกินไปจะทาให้เกิดแรงดึงขึ้นได้ในชิ้นส่วนของวัสดุ ซึ่งในงานวิศวกรรมบางประเภทจะต้องหลีกเลี่ยงไม่ให้ เกิดแรงดึงขึ้นในชิ้นส่วนโครงสร้างเช่น ฐานรากแผ่ ซึ่งระยะเยื้องศูนย์ของแรงกระทาสูงสุดที่จะไม่ทาให้ เกิดแรงดึงขึ้นในชิ้นส่วนมีค่าเท่ากับ b/6 และเรียกระยะดังกล่าวว่า ระยะเคิร์น (kern distance) 1.9.5 หน่วยแรงเฉือนตามแนวราบ (Horizontal Shear Stress) เมื่อมีแรงกระทากับชิ้นส่วนโครงสร้างคาน จะมีโมเมนต์ดัดและแรงเฉือนกระทากับหน้าตัดคาน ซึ่งหน่วยแรงเฉือน (shear stress) ที่เกิดขึ้นในหน้าตัดคานจะมีค่าเป็นศูนย์ที่ผิวทั้งสองด้านของหน้าตัด และมีค่าสูงสุดที่แกนสะเทินของหน้าตัดดังแสดงในรูปที่ 1.9-4


www.yotathai.com


รูปที่ 1.9-4 (ก) ชิ้นส่วนในคานที่พิจารณา (ข) ผังการแผ่กระจายของหน่วยแรงเฉือนในแนวราบ หน่วยแรงเฉือนในแนวราบ (  ) มีค่าเท่ากับ VQ / Ib โดยที่

คือ Q คือ I คือ b คือ

V

แรงเฉือนที่เกิดขึ้นบนหน้าตัดคาน โมเมนต์อันดับแรกของหน้าตัดคาน (first moment of area) โมเมนต์ความเฉือ่ ยของหน้าตัดคาน ความกว้างของหน้าตัดคาน

1.9.6 การโก่งเดาะของเสา (Buckling of Columns) โดยทั่ ว ไปโครงสร้ า งเสาจะไม่ เ ป็ น เส้ น ตรงดิ่ ง เนื่ อ งจากความไม่ ส มบู ร ณ์ ข องโครงสร้ า ง (imperfections) ด้ ว ยเหตุ ดั ง กล่ า วเมื่ อ โครงสร้ า งเสารั บ น้ าหนั ก บรรทุ ก ในแนวแกนถึ ง จุ ด ๆ หนึ่ ง โครงสร้างเสาจะเกิดการโก่งเดาะ เราเรียกน้าหนักบรรทุกในแนวแกนที่ทาให้เสาเกิดการโก่งเดาะว่า น้าหนักบรรทุกออยเลอร์ (Euler’s load) น้าหนักบรรทุกที่ทาให้โครงสร้างเสาเกิดการโก่งเดาะ (Euler’s load) นั้นจะมีค่าสูงหรือต่าขึ้นอยู่ กับหลายปัจจัย ได้แก่ ความยาวของโครงสร้างเสา โมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดเสา มอดุลัสยืดหยุ่น ของวัสดุ และ การยึดรั้งที่ปลายทั้งสองด้านของเสา ซึ่งน้าหนักบรรทุกออยเลอร์ P (Euler’s load) สามารถหาได้จากสมการสมการที่ (1.9-1) e

1.9-1

Pe  p 2 EI /(KL)2

โดยที่

E I K L

คือ คือ คือ คือ

มอดุลัสยืดหยุ่นของวัสดุ โมเมนต์ความเฉือ่ ยของหน้าตัดเสา ตัวประกอบเนือ่ งจากการยึดรั้งของปลายทั้งสองด้านของเสา รูปที่ 1.9-5 ความยาวของโครงสร้างเสา


.

www.yotathai.com


การออกแบบองค์ อ าคารรั บ แรงอั ด หรื อ ที่ เ รี ย กตามความเข้ า ใจว่ า “เสา (column)” อาจ ออกแบบเพื่อรับแรงอัดเพี ยงอย่างเดียว หรือออกแบบเพื่อรับแรงอัดร่วมกับแรงดัดได้ อย่างไรก็ดีใน เบื้องต้นเพื่อให้การออกแบบมีความถูกต้อง วิศวกรควรนิยามพฤติกรรมของเสาให้ชัดเจน หลังจากนั้นจึง เลือกวิธีการออกแบบให้เหมาะสม

—

พเ

•

•

0

ลักษณะของการ

ยึดเงทีป่ ลายทั้ง สอง ด้าน ของเสา

0

0

0

0 0

•«

«

1

K

0.5

V

1

%

%

0

«

••

0 0

%

0

%

1 1 1 1

1

% % %

1

\

ค่า

0 1

1

•• •

1 1 1

0.7

0 0 0 0

0

1

0 0

0

0 0 0 0 0

1

0

°"-.

0

__ 0 0 0

t

1.0

1.0

E

2.0

2.0

รูปที่ 1.9-5 ค่าตัวประกอบเนื่องจากการยึดรั้งของปลายทั้งสองด้านของเสาแบบต่างๆ 1.10

พฤติกรรมของโครงสร้าง ในทางปฏิบัติการออกแบบโครงสร้างอาคารต้องพิจารณาถึงผลตอบสนองโดยรวม อย่างไรก็ดี สาหรับโครงสร้างที่รับแรงในแนวดิ่งเป็นหลัก ผลตอบสนองต่างๆ จะถูกควบคุมโดยคุณสมบัติของคาน เป็นหลัก ในขณะที่โ ครงสร้างที่รับแรงทางข้างคุณสมบัติของเสาจะเข้ามามีส่วนในการกระจายแรง มากขึ้ น ในหั ว ข้ อ ที่ 1.10.1 จะอธิ บ ายถึ ง พฤติ ก รรมโดยรวมของโครงดั ด ที่ รั บ เฉพาะแรงในแนวดิ่ ง หลังจากนั้นการทาให้ง่ายโดยการวิเคราะห์โครงย่อยจะถูกอธิบายเป็นลาดับถัดมา 1.10.1 พฤติกรรมของอาคารโครงดัด กรณี โ ครงดั ด ที่ มี ค่ า ขนาดเสาและคานใกล้ เ คี ย งกั น โดยคานรั บ เฉพาะแรงในแนวดิ่ ง แบบ สม่าเสมอและเท่ากันทุกๆ ช่วงคาน (ดังแสดงในรูปที่ 1.10-1 (ก)) อีกทั้งรูปแบบการยึดรั้งที่ฐานเป็นแบบ ยึดแน่น ลักษณะของการเสียรูปของโครงสร้างจะแสดงตามรูปที่ 1.10-2 ซึ่งพบว่าคานช่วงใน (interior span) เกิดการเสียรูปน้อยกว่าคานช่วงริม (exterior span) ในขณะที่เสาต้นริมจะเกิดการเสียรูป (จากการดัด) มากกว่าเสาต้นใน (ต้นทั่วไป) เนื่องจากเสาต้นริมต้องรับ โมเมนต์ไม่สมดุล (unbalanced moment) ซึ่งไม่สามารถแบ่งให้คานช่วงอื่นรับไปได้มากกว่าเสาที่ตาแหน่งอื่นๆ ดังนั้นการออกแบบเสาต้น ริมจึงต้องพิจารณาถึงผลของโมเมนต์ไม่สมดุลดังกล่าวด้วย


www.yotathai.com


(ข) Deformation shape

(ก) Load diagram

รูปที่ 1.10-1 อาคารแบบโครงดัดที่รับแรงในแนวดิ่ง และการเสียรูปที่เกิดขึ้น ผังโมเมนต์ดัดและผังแรงเฉือนของโครงสร้างตามรูปที่ 1.10-1 แสดงในรูปที่ 1.10-2 ซึ่งพบว่า (a) โมเมนต์ดัดและแรงเฉือนในแต่ละชั้นมีค่าใกล้เคียงกัน อี กทั้ง (b) โมเมนต์ดัดกลางคานสาหรับคาน ช่วงในหรือคานช่วงทั่วไป มีค่าค่อนข้างสม่าเสมอทุกๆชั้น (พิจารณาจุดที่ 1 ในรูปที่ 1.10-2) โดยในข้อนี้มี ค่าประมาณ wL2/24 ในขณะที่โมเมนต์ที่หัวเสาสาหรับคานช่วงเท่าไปมีค่าประมาณ wL2/12 (จุดที่ 2) ในขณะที่จุดดัดกลับซึ่งวัดจาก C.G. ของเสามีค่าประมาณ 0.2L ทั้งนี้ต้องขอให้พิจารณาเพิ่มที่คานช่วง ริมที่พบว่าโมเมนต์ที่กลางคาน (จุดที่) 3 มีค่าเพิ่มขึ้นเป็น wL2/20 และโมเมนต์ที่หัวเสา ณ ตาแหน่งที่ ไม่ ติ ด กั บ คานช่ ว งใดๆ มี ค่ า เป็ น wL2/14 (จุ ด ที่ 4) ซึ่ ง ในทุ ก ๆ รู ป แบบแรงเฉื อ นที่ ป ลายคานจะมี ค่าประมาณ wL/2 (จุดที่ 5และ 6 ของรูปที่ 1.10-2(ข))

ฯฯ : : โ: : ท J

-V'J. ท เท Q

โ-�

พ2L/ 13

|\ [\ ii เพ K /Ik /|L \ \I/ 7

พ2L/23

พ2L/33

’'ดู!/

เพ/ พ/ ไ

-ม่

ท/

พ/

(1

A

V/ \ vy f \ \ พ/

&เ \พ/ ว

/

ร

C

พ ไพ 1JJ พ

พ�

\ พ(4

ว

Cว

พ 4L

IF �

0

y

๗'

,y

F r/

7

y

\

y

A

r

yj

•a

พ C

ว

(ก) Bending moment diagram

y

CD

C

ว

C

ว

cว

y

CD

(ข) Shear force diagram

รูปที่ 1.10-2 ผังโมเมนต์ดัดและแรงเฉือนของโครงสร้างตามรูปที่ 1.10-1 SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 100 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


สาหรับโมเมนต์ดัดของเสาของชั้นทั่วๆ ไปพบว่า (c) เสาต้นใน (interior columns) มีโมเมนต์ ดัดเข้าใกล้ศูนย์ เนื่องจากที่จุดต่อคานเสาโมเมนต์ ดัดที่ปลายคานสองฝั่งที่มาเชื่อมกั น มีค่าใกล้เคียงกัน แต่มีทิศตรงกันข้ามกัน (กรณีนี้นี้คือ wL2/12) ทาให้โมเมนต์ไม่สมดุลในบริเวณดังกล่าวไม่เกิดขึ้น และ ไม่ เ หลื อ โมเมนต์ ที่ จ ะถ่ า ยเข้ า เสา(พิ จ ารณาจุ ด ที่ 7) โดยแนวคิ ด นี้ จ ะเป็ น จริ ง ส าหรั บ เสาต้ น บนสุ ด (พิจารณาจุดที่ 8) ต่อมากรณี (d) เสาต้นนอก (exterior column) สาหรับชั้นใดๆพบว่า โมเมนต์ดัดใน เสาเกิดจากสมดุลหรือแบ่งแรงจากโมเมนต์ดัดที่ปลายคาน (กรณีนี้คือ wL2/13) เช่น กรณีของเสาชั้น ล่างพบว่าแรง wL2/13 (จุดที่ 4) จะแบ่งไปให้เสาต้นล่าง wL2/33 (จุดที่ 10) และเสาต้นบน wL2/23 (จุดที่ 9) ทั้งนี้แรงที่ไม่เท่ากันในลักษณะนี้เป็นผลมาจากสติฟเนสที่แตกต่างกันของฐานรองรับ และจุดต่อ คานเสาในบริเวณชั้นที่ 1 ต่อมาในกรณีของเสาต้นริมของชั้นทั่วไปๆ (จุดที่ 11) ซึ่งมีสติฟเนสของจุดต่อบน และล่างเสาใกล้เคียงกัน พบว่าโมเมนต์ดัดในคาน wL2/13 จะแบ่งไปให้เสาต้นบนและต้นล่างอย่างละ เท่าๆกันนั่นคือ wL2/26 ทั้งนี้บริเวณที่น่าสนใจอีกจุดหนึ่งก็คือ บริเวณจุดต่อมุมหรือเสาต้นริมของอาคาร ด้านบน ซึ่งพบว่า (e) โมเมนต์ดัดในเสาจะมีค่าสูงมากกว่ากรณีอื่นๆเนื่องจากโมเมนต์ดัดที่ปลายคาน (wL2/12) จะถ่ายเข้าเสาโดยตรง หรือในกรณีนเี้ สาจะมีโมเมนต์ wL2/12 นั่นเอง 1.10.2 ผลของการยึดรัง และขนาดหน้าตัด ต่อพฤติกรรมของโครงสร้าง คล้ายกับกรณีในรูปที่ 1.10-1 เพียงแต่รูปแบบของฐานรองรับเปลี่ยนไปจากฐานยึดแน่นเป็นฐาน ยึดหมุน (pinned support) โดยในรูปที่ 1.10-3 แสดงการเปรียบเทียบการเสียรูปของโครงสร้างทั้ ง 2 ชนิ ด ซึ่ ง พบว่ า กรณี ข องโครงสร้ า งที่ ฐ านรองรั บ เป็ น แบบยึ ด หมุ น มุ ม หมุ น ของจุ ด ต่ อ บริ เ วณใกล้ ฐานรองรับมีค่ามากกว่ากรณีของฐานยึดแน่น และค่าที่มากกว่านี้จะค่อยลดลงเมื่อจุดต่อที่พิจารณาออก ห่างจากฐานรองรับ กรณีที่น่าสนใจที่พบได้คือ การดัดตัวของเสาต้นล่างของทั้งสองกรณี ซึ่งจะพบว่า กรณีที่ฐานเป็นแบบยึดแน่น การดัดตัวของเสาจะเป็น แบบเชิงคู่ (double curvature) ในขณะที่ฐาน เป็นแบบยึดหมุน การดัดของเสาจะเป็น แบบเชิงเดี่ยว (single curvature) ซึ่งการดัดทั้งสองแบบจะ สอดคล้องกับรูปแบบโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้น นั่นคือในกรณีของโครงสร้างที่ยึดรั้งด้วยฐานรองรับแบบยึดแน่น โมเมนต์ดั ดในเสาต้ นล่ างจะมี 2 ค่า คือ ทั้ง ด้านบน และด้ านล่ าง ในขณะที่โครงสร้างที่ ยึดรั้ง ด้ว ย ฐานรองรั บ แบบยึ ด แน่ น โมเมนต์ ใ นเสาต้ น ล่ า งจะมี 1 คื อ เป็ น ศู น ย์ ที่ ป ลายล่ า ง และมากสุ ด ที่ ปลายบน ดังแสดงในรูปที่ 1.10-4 สาหรับ การกระจายตั ว ของผั ง โมเมนต์ดัด เปรีย บเทียบระหว่า งโครงสร้างที่ มี ฐานเป็นแบบ ยึดแน่นและยึดหมุน แสดงในรูปที่ 1.10-4 โดยสิ่งที่สังเกตได้อย่างหนึ่งคือ กรณีที่ฐานเป็นแบบยึดหมุน สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 101 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


ซึ่งโมเมนต์ที่ปลายฐานล่างเป็นศูนย์นั้น (จุดที่ 1) ค่าโมเมนต์ในเสาต้นอื่นๆจะมีค่ามากกว่ากรณีที่เป็นฐาน ยึดแน่นเล็กน้อย โดยค่าที่เพิ่มขึ้นในเสาแต่ละต้นจากกรณีของฐานยึดแน่นและยึดหมุนมีค่าเท่ากับโมเมนต์ ดัดที่เคยเกิดขึ้นในโครงสร้างที่มีฐานรากเป็นแบบยึดแน่นนั่นเองเช่น พบว่าโมเมนต์ดัด ณ จุดที่ 3 ของ รู ป ที่ 1.10-4 มี ค่ า มากกว่ า จุ ด ที่ 10 ของรู ป ที่ 1.10-2 ประมาณ 5.36% อย่ า งไรก็ ดี ไ ม่ ไ ด้ แ สดงว่ า ค่าโมเมนต์ดัดที่จุดที่ 2 ของรูปที่ 1.10-4 มีค่ามากกว่าโมเมนต์ดัด ณ จุดที่ 9 ของรูปที่ 1.10-2 (ข้อนี้ มีค่าน้อยกว่า)

รูปที่ 1.10-3 เปรียบเทียบการเสียรูปของอาคารที่ฐานรองรับเป็นแบบยึดแน่นและยึดหมุน \ .

ไ

i1 !\kพ7k /IL_1/ พ พ พ/ KพJ \พi \ \รIt i 1

: i

i i พi \ พเ

/

J 'พ� / ,1

i _/ iพ1 \ พi i ไ พ 7 it เ i / \_ / J ไ พ พ พ พ พ� \

1

7 เ— พiLi พ \„ พ/ \—i 1

m

(ก) กรณีฐานยึดแน่น

k ilk /Ik 7k 7L_/ 1พ' พ ''IF พ V r hiร /Liเ� Iiupr 7 ไ พ1 พ พ เ. i เพiL พ1Lพi 1พ� ไ ไ

J

L_i เ

/L / \ J พ พ vy เ�

7

7

เ1 \ พ/ พ \_ พ/ เ_ พi/ 'พ \_ 'พ เ� พ/ K พJ \„/ พ

.3 la 1-

©

(ข) กรณีฐานยึดหมุน

รูปที่ 1.10-4 เปรียบเทียบโมเมนต์ดัดของอาคารที่ฐานรองรับเป็นแบบยึดแน่นและยึดหมุน เนื่องจากโมเมนต์ดัดในเสา ณ จุ ดต่อ เช่น จุดที่ 2 และ 3 ของกรณีที่ฐานเป็นแบบยึดหมุ น เมื่อรวมกันแล้วมีค่าเท่ากับ wL2/40 และ wL2/22 ทาให้โมเมนต์ที่ปลายของคานตัวริมสุด ซึ่งยึดเข้ากับ จุดต่อข้างต้นมีค่ าลดลงเหลือ wL2/14 (ลดลงจากกรณีฐานยึดแน่น 7.14%) ในขณะเดียวกันก็ไปเพิ่ม โมเมนต์ ณ จุดที่ 5 ของรูปที่ 1.10-4 ให้มากขึ้นกว่าโมเมนต์ดัด ณ จุดที่ 3 ในรูปที่ 1.10-2 อีก 1.27% SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 102 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


อย่างไรก็ดีโมเมนต์ดัดในคาน ณ จุดอื่นๆ ของบนของโครงสร้างที่ใช้ฐานรองรับแบบยึดหมุนก็ไม่ได้ มีค่า เปลี่ยนแปลงไปจากกรณีของคานมากนัก คล้ายกันสาหรับกรณีแรงเฉือนในคาน และแรงปฏิกิริยาที่ฐาน ของทั้ง 2 โครงสร้าง เนื่องจากมีค่าใกล้เคียงกัน (กรณีแรงเฉือนมีค่าเท่ากับ wL/2) ดังนั้นจึงไม่ได้ นาเสนอ ณ ที่นี้ ดังนั้นขอสรุปเป็นเบื้องต้นเกี่ยวกับโมเมนต์ดัดและจุดดัดกลับ สาหรับกรณีทั่วไปซึ่งสติฟเนสของ เสาและคานมีค่าใกล้เคียงกัน พบว่ากรณีของฐานยึดแน่นจุดดัดกลับจะมีค่าประมาณ h/3 และขณะที่ โมเมนต์ที่ปลายล่างจะมีค่าประมาณครึ่งหนึ่งของโมเมนต์ที่ปลายบน M

Point of inflection h

h

h/3 M/2

รูปที่ 1.10-5 โมเมนต์ดัด และจุดดัดกลับ กรณีฐานยึดหมุน และฐานยึดแน่น ต่อไปขอให้พิจารณากรณีสุดขีด 2 ด้าน คือ กรณีที่เสาแข็งมาก (กาหนดให้โมเมนต์ความเฉื่อย ของเสามีค่ามากกว่าคาน 10 เท่า) ในขณะที่คานอ่อนมาก (กาหนดให้โมเมนต์ความเฉื่อยของคานอ่ อน กว่าเสา 10 เท่า) หรือ กล่าวโดยรวมคือ เสาแข็ง -คานอ่อน (strong-column &weak-beam) นั่นเอง โดยรูปที่ 1.10-6 แสดงการเสียรูปของโครงสร้างสาหรับกรณีที่ฐานยึดแน่นและฐานยึดหมุน ซึ่งจะเห็น ในรูปว่าเสาแทบไม่เกิดการดัดเลย อันเนื่องมาจากกาลังต้านการดัดที่มหาศาลในกรณีนี้นั่นเอง


www.yotathai.com



รูปที่ 1.10-6 การเสียรูปของโครงสร้างเสาแข็งมากกว่าคานมากๆ ในกรณีของโมเมนต์ดัด (รูปที่ 1.10-7) พบพฤติกรรมหนึ่งที่น่าสนใจคือ (f) โมเมนต์ดัดในคานไม่ ว่าจะเป็นช่วงในหรือช่ว งนอกมี ค่าเท่ากันนั่นคือกรณีโมเมนต์ลบ (จุ ดที่ 1) มี ค่าเท่ากับ wL2/12 และ โมเมนต์บวก (จุดที่ 2) มีค่าเท่ากับ wL2/24 ทั้งในกรณีของฐานที่ยึดรั้งแบบยึดแน่น และยึดหมุน (g) โมเมนต์ ดั ดในเสาในชั้ นใดๆ ยกเว้ น ชั้น ล่ างแทบไม่ เกิ ดจุ ด ดัด กลั บ (ดัด แบบ single curvature) และ สาหรับกรณีของเสาชั้นล่างสุดของโครงสร้างที่มีการยึดรั้งแน่น จุดดัดกลับจะอยู่ ณ กึ่งกลางเสา โดยค่า โมเมนต์ที่ปลายบนและปลายล่างจะมีค่าใกล้เคียงกัน ซึ่งพฤติกรรมของเสาที่แข็งมากกว่าคานมากนี้อาจพบได้ในกรณีของ อาคารสูง (tall building) ซึ่งคานหรือแผ่นพื้นมีขนาดคงที่ ในขณะที่ขนาดของเสาจะมีขนาดใหญ่เนื่องจากต้องรองรับแรงลม หรือ แรงแผ่นดินไหว กรณีนี้การออกแบบคานแทบจะใช้โมเมนต์บังคับเพียง 2 ค่า ในขณะที่การออกแบบเสา ชั้นบนสามารถใช้ค่าโมเมนต์ที่ป ลาย ซึ่งถ่ายจากคานมาใช้ในการออกแบบได้ สาหรับเสาชั้นล่ างสุด ค่าโมเมนต์ในเสาสามารถพิจารณาจากครึ่งหนึ่งของโมเมนต์ที่ปลายคาน (แบ่งคนละครึ่งกับเสาที่อยู่เหนือ จุดต่อ) และนาค่าโมเมนต์ดัดที่ถูกแบ่งแล้วนั้นให้เท่ากับโมเมนต์ที่ฐานรองรับได้เลย


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง

_

_____________________________________________________________________ |Yพ-', Ak

\

N }

Ak Ak Ak /I พ-',

>ร่ร

พ

พ''

'

�

พ-',

พ

—

’

>

/

\

/

—7

ร ■ร�

F

/

1

ไ » : 11 11 '(พ; [1 0 7 0 0 พ''

พ''

0

M,

sC

พ''

\

□

Cว

1

พ''

พ*'

C

ว

C5


11

5\ \

/Ik /|k

พ/K

/V

\

.

N_ พ-', 1'

-

/

1

น่

พน่, / ร w A ร

พ''

.

GCl /

\

’พ, 0

0

\

A

พ'''

i

พ''

i

ijF 0

V

z1

7

พ''

[1 0

_ 7/ /

z

7

/


รูปที่ 1.10-7 ผังโมเมนต์ดัดของโครงสร้างเสาแข็งมากกว่าคานมากๆ



รูปที่ 1.10-8 การเสียรูปของโครงสร้างเสาอ่อนมากกว่าคาน อีกกรณีหนึ่งที่น่าสนใจคือกรณี คานแข็ง-เสาอ่อน (strong-beam & weak-column) เช่น ข้อนี้ให้ คานมีโมเมนต์ความเฉื่อยมากกว่าเสา 20 เท่า กรณีนี้พบว่าการเสียรูปของโครงสร้างที่ฐานรองรับเป็น แบบยึดแน่นและยึดหมุนแทบไม่แตกต่างกัน และโดยมากการแอ่นตัวเกิดขึ้นในคาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ บริเวณชั้นที่อยู่สูงเหนือว่ าฐานรองรับมากๆ การแอ่นตัวของคานทั้งชั้นแทบจะเป็นเส้นเดียวกัน (ไม่เกิด การดัดกลับ) เนื่องมากจากสติฟเนสของเสาต่ามาก และเสาโดยเฉพาะต้นด้านบนประพฤติตนคล้าย สปริงอ่อน และการแอ่นตัวของคานทั้งชั้นจะกลับมาแอ่นตัวตามปรกติ (เกิดการดัดกลับ) อีกครั้งในชั้นที่ ใกล้กับฐานรองรับเนื่องจากมีความแข็งมากกว่าบริเวณอื่นในโครงสร้าง ดังแสดงในรูปที่ 1.10-8


www.yotathai.com




รูปที่ 1.10-9 ผังโมเมนต์ดัดของโครงสร้างเสาแข็งมากกว่าคานมากๆ ผังโมเมนต์ดัดในกรณีข้างต้น เกิดขึ้นได้บ่อยสาหรับ อาคารเตีย (low-rise building) ซึ่งขนาด ของคานโดยมากใหญ่กว่าเสา เนื่องจากแรงทางข้าง (เช่น แรงลม และแรงแผ่นดินไหว) ไม่ควบคุม การออกแบบเสา ทาให้เสารับ เฉพาะแรงอัดในแนวดิ่ง และเนื่องจากเสาซึ่งทาจากคอนกรีตมีกาลั ง รับแรงอัดได้ดี ทาให้ในกรณีนี้ขนาดของเสาไม่จาเป็นต้องใหญ่มาก จากรูปที่ 1.10-9 พบว่ารูปแบบของ ผังโมเมนต์ดัดของทั้งกรณีฐานรากยึดแน่นและยึดหมุนคล้ายคลึงกัน ดังนั้นจึงอธิบายไปพร้อมกันได้ ทั้งนี้ จะเห็ นจากผั ง โมเมนต์ ดัด พบว่ า บริ เ วณที่ โมเมนต์ ดั ด ในคานเปลี่ ย นแปลงมากแบ่ ง เป็น 2 พื้น ที่ คื อ (1) คานในชั้นที่ใกล้กับฐานรองรับ และ (2) คานในชั้นที่ห่างออกจากฐานรองรับ ในกรณีที่ 1 พบว่า (h) บริเวณคานช่วงกลาง ค่าโมเมนต์ดัดลบมีค่า ลดลงจากกรณีปรกติเหลือ wL2/14 (ดูจุดที่ 1) ในขณะที่โมเมนต์บวก (จุดที่ 2) เพิ่มขึ้นเป็น wL2/18 ที่จุดอื่นเช่น 3, 4, 6 และ 7 โมเมนต์ลบค่อยลดลงเข้าใกล้ศูนย์ นั่นคือ wL2/15, wL2/17, wL2/24 และ wL2/26 ตามลาดับ โดย ในขณะที่โมเมนต์ลบมีค่าลดลงจากเรื่อยๆ ค่าโมเมนต์บวกสาหรับจุดที่ 5 และ 8 จะค่อยเพิ่มขึ้น นั่นคือ wL2/16 และ wL2/12 และอาจเข้าสู่ค่า wL2/8 ตามลาดับ (ดูรูปที่ 1.10-9) สาหรับ กรณีที่ 2 พบว่า (i) ค่าโมเมนต์ลบลดลงเข้าใกล้ศูนย์ หรือไม่มีจุดดัดกลับตลอดช่วงคาน (จุดที่ 9) ในขณะที่โมเมนต์บวกที่เกิดขึ้นมีค่าประมาณ wL2/10 (จุดที่ 10) และหากคานแข็งกว่านี้อาจทา ให้โมเมนต์ลบเป็นศูนย์และโมเมนต์บวกมีค่าเข้าใกล้ wL2/8


www.yotathai.com


1.10.3 การวิเคราะห์ด้วยโครงย่อย หรือคาน ผลการวิเคราะห์คานในหัวข้อ 1.10.2 อธิบายได้ว่า โครงดัดที่รับเฉพาะแรงในแนวดิ่งสามารถ วิเคราะห์ด้วย โครงย่อย (sub-frame) ซึ่งเป็นตัวแทนของแต่ละชั้นได้ (ตามข้อมูลในหัวข้อ a และ b) อย่ า งไรก็ ดี ห ากโมเมนต์ ดั ด ในเสา โดยเฉพาะอย่ า งยิ่ ง เสาต้ น ในซึ่ ง ในทางปฏิ บั ติ มี ค่ า น้ อ ยมาก การ วิเคราะห์อาจลดรูปลงเป็นการวิเคราะห์คานต่อเนื่องได้ (ข้อมูลในหัวข้อ c) ดังแสดงในรูปที่ 1.10-10

( ) /////////

/////////

/////////

vL NL NL vL st \L \L vt X J/ \L \L st sL \L vi ท//พ//

777777777

777777777

()

7T&T

1

ร�

�

น \

/////////

รเ�

\

รเ,/

/////////

รเ�

น

777777777

( ) 2 รูปที่ 1.10-10 การลดรูปการวิเคราะห์จากโครงดัดเสมือนจริงสู่คานต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีที่เสาแข็งกว่าคานมากๆ (ตามที่อธิบายในหัวข้อ f) รูปแบบของโมเมนต์ ดัดของคานที่รับน้าหนักบรรทุกสม่าเสมอจะคล้ายกับกรณีของคานช่วงเดี่ยวที่มีปลายยึดแน่น (รูปที่ 1.10-11) ซึ่งมีโมเมนต์ลบสูงสุดเท่ากับ wL2/12 และโมเมนต์ดัดบวกสูงสุดเท่ากับ wL2/24


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ w

1 IIIIII 1 1 1 1

\

\

\ \ \

K

'ง

w

w

L

L

N

\

\

\

ง

L

wL2/8 wL2/12

wL2/12

wL2/24

9wL2/128

wL2/8

รูปที่ 1.10-11 โมเมนต์ของคานช่วงเดี่ยวที่ใช้ประมาณโมเมนต์จริงโครงสร้าง กรณีทาให้ง่าย เฉพาะในกรณีที่คานแข็ง กว่าเสามาก การประมาณโมเมนต์ดัดของคานในชั้นที่อยู่เหนือจาก บริเวณฐานรองรับมากๆ อาจประมาณได้จากค่าของโมเมนต์บวกของคานวางพาดอย่างง่าย หรือ wL2/8 (รูปที่ 1.10-11) อย่างไรก็ดีสาหรับคานในชั้นที่ใกล้กับฐานราก การวิเคราะห์แบบคานต่อเนื่องก็อาจ ดาเนินการได้เพื่อความประหยัด และเป็นที่เข้าใจโดยทั่วไปว่าค่าโมเมนต์สาหรับคานต่อเนื่องที่รับน้าหนัก แผ่กระจายสม่าเสมอ กรณีความยาวของแต่ละคานมี ค่าเท่ากับ สามารถพิจารณาได้จากรูปที่ 1.10-12 (ก) และ (ข) ซึ่งพบว่ายิ่งจานวนช่วงคานลดลงค่าโมเมนต์ประมาณที่เกิดขึ้นจะยิ่งมีค่ามากขึ้น และทาให้ การออกแบบปลอดภัย (แต่สิ้นเปลือง) มากขึ้น โดยเฉพาะในรูปที่ 1.10-2 (ข) หากพิจารณาคานช่วงริม จะพบว่า ค่าโมเมนต์ลบสาหรับช่วงนอกมีค่าเข้าใกล้ wL2/8 = 0.125wL2 และโมเมนต์บวกมีค่าเข้าใกล้ 9wL2/128 = 0.07wL2 (ดูรูปที่ 1.10-11สาหรับกรณีคานยึดแน่นข้างเดียว) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หาก จานวนของช่วงคานมากขึ้น wL

A

L

RA = 0.4wL

wL

; B

wL

C

L

RB = 1.1wL

0.4wL

D

L

RC = 1.1wL

RD = 0.4wL

0.6wL

0.5wL

SHEAR 0.4wL

0.6wL

0.5wL

-0.1wL2 +0.08wL2

-0.1wL2

Y

+0.025wL2

_L

MOMENT

0.4L

( ) — -

0.5L

+0.08wL2

(

0.5L

T

0.4L

5

D Max. (0.446L from A or D) = 0.0069wL4/(EI)

รูปที่ 1.10-12 (ก) ผังโมเมนต์ดัดของคานต่อเนื่อง 3 ช่วงที่มีความยาวช่วงเท่ากัน และรับน้าหนักแผ่ สม่าเสมอ SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 108 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


wL

A

wL

B

L

RA = 0.393wL

0.393wL

wL

C

L

RB = 1.143wL

wL

D

L

RC = 0.928wL

RD = 1.143wL

RE = 0.393wL

0.607wL

0.464wL

0.536wL

E

L

SHEAR 0.607wL

0.464wL

0.536wL

-0.1071wL2

+0.0772wL2

0.393wL

-0.1071wL2

+0.0364wL2

-0.0714wL2 +0.0364wL2

+0.0772wL2

MOMENT

0.393L

0.536L

0.536L

0.393L

D Max. (0.446L from A or D) = 0.0069wL4/(EI)

รูปที่ 1.10-12 (ข) ผังโมเมนต์ดัดของคานต่อเนื่อง 4 ช่วงที่มีความยาวช่วงเท่ากัน และรับน้าหนักแผ่ สม่าเสมอ 1.11

การจัดวางนาหนักบรรทุก และสัมประสิทธิ์โมเมนต์ โดยทั่วไปเมื่อคานเชื่อมต่อกันเป็นระบบพื้นของอาคาร ซึ่งมีการจัดสรร และแบ่งการใช้งานเป็น ห้องๆ ตามความต้องการของอาคาร ซึ่งในทางปฏิบัติการใช้งานในแต่ละห้องจะไม่สัมพันธ์กัน เช่น ห้อง แรกอาจมีผู้อาศัยอยู่เต็ม และขณะที่ห้องข้างเคียงอาจว่างเปล่า ในภาวะนี้น้าหนักบรรทุกที่แผ่นบนคาน หรือพื้น จะไม่มีลักษณะเต็มตลอดทุกช่วงคาน ดังแสดงในรูปที่ 1.10-12 ดังนั้นจึงเป็นหน้าที่ของวิศวกร โครงสร้างที่ต้องทาการสุ่มหรือทดลองวางน้าหนักเพื่อให้เกิดหน่วยแรงสูงสุดในคานหรือพื้นโดยในรูปที่ 1.11-1 แสดงการจัดวางน้าหนักบรรทุกของคานต่อเนื่อง 3 ช่วง ซึ่งพบว่ากรณีของการวางน้าหนักเต็ม ทุกช่วงในรูปที่ 1.11-1 (e) จะให้ค่าโมเมนต์ดัดลบ และบวกเท่ากับกรณีของรูปที่ 1.10-12 (ก)


www.yotathai.com


0.094

0.017

0.067

w

0.074

0.053

0.033

0.117

w

0.075

0.050

w

w

0.050

0.101

0.101

0.050

w

0.101

0.101

0.025

0.100

0.100

รูปที่ 1.11-1 การจัดเรียงน้าหนักบรรทุกบนคานต่อเนื่อง และ ส.ป.ส. โมเมนต์ในแต่ละกรณี ทั้งนี้การกระจายโมเมนต์ดัด ในคานต่อเนื่อง นอกจากจะอาศัยหลักการของการจัดเรียงน้าหนัก บรรทุกตามที่จะกล่าวต่อไปนั้น ค่าดังกล่าวยังขึ้นอยู่กับ ความแข็งแกร่งสัมพัทธ์ (relative stiffness , I/L) ของแต่ละชิ้นส่วน หากชิ้นส่วนใดมีความแข็งแกร่งมาก ชิ้นส่วนก็จะรับโมเมนต์เข้าสู่ชิ้นส่วนมากกว่า ชิ้นส่วนข้างเคียง ดังแสดงในรูปที่ 1.11-2 ซึ่งพบว่าคานต่อเนื่องที่รับน้าหนักเท่ากัน และมีช่วงคานที่ เท่ากับ ช่วงที่มีค่า I มากกว่าอีกช่วงหนึ่งจะรับโมเมนต์ดัดไปมากกว่าอีกช่วงหนึ่ง


www.yotathai.com


1

&นน นเนนนทน&น ทน นูน ทน นพทนทนทนทนA

.

1 7 -180.0 kN-m

]

7

\pf7 รูปที่ 1.11-2ผลของ I/L ต่อการกระจายโมเมนต์ดัดในคานต่อเนื่อง พิจารณารูปที่ 1.11-1 ซึ่งกาหนดให้คานและโมเมนต์ความเฉื่อยของทุกๆช่วงมีค่าเท่ากันคือ L และ I ตามลาดับ ซึ่งพบว่า 1. กรณีโมเมนต์ลบ ค่า สูงสุดเกิดขึ้นในกรณี b ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.117 ซึ่งมากกว่ากรณี e ซึ่งมีค่า เท่ากับ0.100 2. กรณีโมเมนต์บวก สาหรับคานตัวริม พบว่าเกิดที่กรณี aมีค่าเท่ากับ0.094ซึ่งมากกว่ากรณี e ที่ เป็นกรณีทั่วไป (เท่ากับ 0.080) โดยพบว่าโมเมนต์บวกสูงสุดเกิดที่กรณี d ด้วย ส.ป.ส. ที่มีค่า เท่ากับ 0.101 3. กรณี โ มเมนต์ บ วก ส าหรั บ คานช่ ว งใน พบว่ า เกิ ด ค่ า สู ง สุ ด ในกรณี c ซึ่ ง มี ค่ า เท่ า กั บ 0.075 มากกว่ากรณี e ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.025 โดยมาตรฐานอังกฤษ แนะนาให้การวางน้าหนักบรรทุกสาหรับคานต่อเนื่อง ดังแสดงในรูปที่ 1.11-3 นั่ น คื อ ส าหรั บ กรณี ที่ ส นใจโมเมนต์ บ วกให้ ว างน้ าหนั ก บรรทุ ก เต็ ม ช่ ว ง (ที่ พิ จ ารณา) และ วางน้าหนักเต็มช่วงในลักษณะเดียวกันนี้กับช่วงถัดไปแบบช่วงเว้น ช่วง โดยกรณีที่สนใจโมเมนต์ลบให้วาง น้าหนักกระจายเต็ม 2 ช่วง บนจุดที่สนใจจะให้เกิดโมเมนต์ลบสูงสุด


www.yotathai.com


CRITICAL LOADING FOR CONTINUOUS BEAMS : incidence of imposed load To produce maximum positive bending moment on span ST :

_prÿ_PH4 ๐ ๐ S

T

To produce maximum negative bending moment on span S : optional

optional

R

๐ S

U

T

V

CP110 : loads on span RS and ST only need be taken into account. BS8110 : consider load extending over all spans. รูปที่ 1.11-3 การจัดเรียงน้าหนักบรรทุกตามมาตรฐานอังกฤษ ทั้งนี้เพื่อความสะดวก ACI ได้เสนอวิธีการประมาณโมเมนต์ดัดในคาน และพื้นต่อเนื่องอย่างง่าย โดยใช้สัมประสิทธิ์ซึ่งมีเงื่อนไขดังนี้ 1. คานต่อเนื่องที่พิจารณาต้องมีช่วงคานมากกว่าหรือเท่ากับ 2 ช่วง 2. ใช้ได้เฉพาะสาหรับน้าหนักแผ่สม่าเสมอ (uniform load) เท่านั้น 3. น้าหนักบรรทุกจรที่ใช้ในการคานวณ ส.ป.ส. โมเมนต์ตอ้ งไม่เกิน 3 เท่าของน้าหนัก บรรทุกคงที่ 4. สาหรับคาน 2 ช่วงใดๆ ทีต่ ิดกัน คานช่วงยาวต้องยาวไม่เกินร้อยละ 20 ของคานช่วงสั้น 5. ให้ใช้ร ะยะขอบ (clear span) สาหรับ การคานวณโมเมนต์บวกและใช้ค่าเฉลี่ยของ ระยะขอบในช่วงที่ติดกันสาหรับการคานวณโมเมนต์ลบ โดยในรู ป ที่ 1.11-4 แสดงค่า ส.ป.ส. ของโมเมนต์และแรงเฉือ นที่เ สนอโดย ACI ทั้ง นี้ต้อ ง อธิบายว่าค่าโมเมนต์ดังกล่าวไม่สมดุลในระบบ เพราะเกิดจากการนาค่าโมเมนต์และแรงเฉือนสูงสุด ในแต่ละกรณีมาเขียนเรียงกัน 1.15 wL/2

wL/2

wL/2

1.15 wL/2

รูปที1่ .11-4 (ก) กรณีแรงเฉือน

n


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ -wL2/24

+wL2/14

-wL2/9

-wL2/16 +wL2/14 -wL2/9

-wL2/9

+wL2/11

-wL2/9

+wL2/11

ท

รูปที่ 1.11-4 (ข) โมเมนต์ดัดสาหรับคานและพื้นที่ต่อเนื่อง 2 ช่วงโดยรูปด้านบนใช้สาหรับแผ่นพื้น และรูปด้านล่างใช้สาหรับคาน -wL2/24 +wL2/14 -wL2/10

-wL2/11 +wL2/16 -wL2/11

-wL2/10 +wL2/11

-wL2/16 +wL2/14 -wL2/10

-wL2/11 +wL2/16 -wL2/11

-wL2/10 +wL2/11

ท

รูปที่ 1.11-4 (ค) โมเมนต์ดัดสาหรับคานและพื้นที่ต่อเนื่อง3 ช่วงขึ้นไปโดยรูปด้านบนใช้สาหรับแผ่นพื้น และรูปด้านล่างใช้สาหรับคาน ในทางปฏิ บั ติ ข้ อ แนะน าส าหรั บ ส.ป.ส. ของ ACI ต่ อ ไปนี้ ซึ่ ง ให้ ผ ลลั พ ธ์ อ ยู่ ใ นด้ า นปลอดภั ย (conservative side) มีดังนี้ 1. โมเมนต์ลบ ให้ใช้ค่าระหว่าง wL2/8 ถึง wL2/9 2. โมเมนต์บวก ให้ใช้ค่าไม่เกิน wL2/8


www.yotathai.com


3. ค่าแรงเฉือนจะเกิดสูงสุดจะเกิดทีค่ านช่วงริม (ณ ฐานรองรับที่ต่อเนื่อง) ซึ่งมีค่า 1.15wLทั้งนี้ ต้องจาไว้ว่าค่าโมเมนต์ดังกล่าวใช้สาหรับคานต่อเนื่อง ในกรณีของคานยื่น (cantilever beam) ค่าโมเมนต์สูงสุดมีค่าเท่ากับ wL2/2 1.12

การวิเคราะห์โครงสร้างโดยวิธีประมาณ การวิ เ คราะห์ โครงสร้ า งชนิ ด อิ น ดี เ ทอร์ มิ เ นท (indeterminate structures) ด้ ว ยวิ ธี คลาสสิก (classic methods) เช่น วิธีการเปลี่ยนรูปสอดคล้อง (consistent deformationmethod) วิ ธี มุ ม หมุ น และการแอ่ น ตั ว (slope-deflection method) หรื อ วิ ธี เ มทริ ก ซ์ (matrix method) ล้วนให้ค่าผลตอบสนองที่แม่นยา แต่จาเป็นต้องแลกด้วยการคานวณที่มีระเบียบวิธีที่ซับซ้อน แม้ว่าใน ปัจจุบันโปรแกรมคอมพิวเตอร์สาเร็จรูปมีส่วนช่วยในการวิเคราะห์โครงสร้างเป็นอย่างมาก แต่พื้นฐาน การประมาณผลตอบสนองเบื้ อ งต้ น ของโครงสร้ า งก็ ยั ง มี ค วามจ าเป็ น โดยเฉพาะอย่ า งยิ่ ง เพื่ อ เป็ น เครื่องมือในการตรวจสอบผลการวิเคราะห์ที่ได้จากโปรแกรมคอมพิวเตอร์เหล่านั้น ซึ่งโดยมากทาหน้าที่ เป็ นตั ว ช่ว ยคานวณเท่า นั้ น หากผู้ ป้ อ นค่ า ผิด พลาดผลการวิ เคราะห์ที่ ไ ด้ก็ จ ะผิ ด พลาดทั้ ง หมดโดยที่ บางครั้งผู้วิเคราะห์ไม่ทราบเลย ดั ง นั้ น วิ ธี โ ดยประมาณ (approximate methods) ที่ จ ะน าเสนอต่ อ ไปนี้ จึ ง มี ส่ ว นช่ ว ยให้ วิศวกรทราบถึงผลตอบสนองเบื้องต้นของโครงสร้างอย่างรวดเร็ว รวมถึงขอบเขตของคาตอบที่เป็นไปได้ ซึ่งจาเป็นอย่างยิ่งโดยเฉพาะในกรณีที่ต้องทวนสอบผลการวิเคราะห์จากผู้อื่น หรือที่ได้จากโปรแกรม คอมพิวเตอร์


www.yotathai.com


B C

_____________________________________________________________________

A

C

C

C

C

C

C

C

B

B

B

B

B

A

A

B

B

A

A

A

A

A

รูปที่ 1.12-1 แนวคิดของวิธีการกระจายโมเมนต์


1.12.1 การวิเคราะห์คานต่อเนื่องด้วยวิธีกระจายโมเมนต์ วิ ธี นี้ เ สนอโดย Hardy cross ในช่ ว งต้ น ยุ ค 1930 หลั ก ของวิ ธี นี้ ไ ม่ ส นถึ ง ระดั บ ขั้ น ของเป็ น indeterminate โดยการคานวณขั้นต้นจะเป็นการแยกพิจารณาระบบโครงสร้างออกเป็นชิ้นส่วนย่อย หลังจากนั้นจึงอาศัยหลักสมดุลในแต่ละจุดต่อ เพื่อปรับโมเมนต์ที่ไม่สมดุล (unbalanced moment) ให้ คื น ไปยั ง ชิ้ น ส่ ว นข้ า งเคี ย งตามสั ด ส่ ว นของความแข็ ง แกร่ ง สั ม พั ท ธ์ (relative stiffness) และ

«s"lur*.

www.yotathai.com


ค่ากระจายข้ามของโมเมนต์ (carry-over moment) โดยภายหลังจากคานวณซ้าไป-มา จนโมเมนต์ที่ จุดต่อมีความสมดุล หรือไม่มีโมเมนต์ไม่สมดุล จึงถือเป็นการยุติการคานวณ แนวคิดของวิธีกระจายโมเมนต์ สามารถแสดงได้ตามรูปที่ 1.12-1 ซึ่งพิจารณาคานต่อเนื่อง 2 ช่วง โดยช่วงแรกรับน้าหนักแผ่ และอีกช่วงไม่มีน้าหนักบรรทุกกระทา โดยรูปด้านข้างแสดงผังโมเมนต์ ดัดที่วิเคราะห์ได้จากวิธีอย่างละเอียด ทั้งนีข้ ั้นตอนการทางานของวิธีกระจายโมเมนต์มีดังนี้ ขันที่ 1

แยกคานต่อเนื่อง 2 ช่วง (หรือภายหลังมีกี่ช่วงก็ตาม) ออกเป็นคานช่วงเดี่ยว และสมมุติ ให้แต่ละช่วงถูกตรึง (lock) ดังแสดงในรูปที่ 1.12-1 (b) ฝั่งซ้ายในสภาพเช่นนี้คานเกิด โมเมนต์ยึ ด แน่น (fixed end moment) ซึ่ง คานวณได้โดยง่ า ยจากผัง ภาพโมเมนต์ สาเร็จรูป ดังแสดงในรูปที่ 1.12-2 โดยภาพโมเมนต์ยึดแน่นดังกล่าวเมื่อวางชิดติดกันจะ แสดงในรูปที่ 1.12-1 (b) ฝั่งขวา ซึ่งจะพบว่า ณ จุดต่อ B โมเมนต์ของทั้ง 2 ช่วงมีค่า ไม่เท่ากัน P MFAB = -Pab2/L2

MFAB = +Pab2/L2

A

B

a

b L

(a) MFAB = -wL2/12

MFAB = +wL2/12

w

L

(b) w MFAB = -wL2/30

MFAB = +wL2/20 L

(c)

รูปที่ 1.12-2 โมเมนต์ยึดแน่นที่พบบ่อย กรณีนี้กาหนดทิศทางบวก คือ ทิศตามเข็มนาฬิกา ขันที่ 2.1

ปลดการตรึง (unlock) จุดใดจุดหนึ่งในโครงสร้าง ซึ่งในข้อนี้คือจุด B ให้หมุนอย่าง อิสระ ซึ่งแน่นอนจุดต่อนี้จะไม่สมดุล (โมเมนต์ด้านซ้าย และขวา ไม่เท่ากัน) ตามรูปที่ 1.12-1 (c) ฝั่งซ้าย ดังนั้นเพื่อสร้างความสมดุลจึ ง จ าเป็นต้องคานวณหาโมเมนต์ไม่


www.yotathai.com


สมดุล ที่เ กิดจากผลต่างระหว่างโมเมนต์ซ้ายและขวา (หรือทุกๆโมเมนต์ที่มารวมกัน ณ จุดต่อ) ทั้งนี้เมื่อทราบค่าโมเมนต์ไม่สมดุลข้างต้น โมเมนต์ดังกล่าวซึ่งมีทิศทางการ หมุ น ตรงกั น ข้ า มจะถู ก กระจายกลั บ ไปยั ง ด้ า นซ้ า ยและขวาของจุ ด ต่ อ ตามค่ า ความ แข็ ง แกร่ ง สั ม พั ท ธ์ ดั ง นั้ น เมื่ อ ยุ ติ ก ระบวนการข้ า งต้ น โมเมนต์ ที่ จุ ด ต่ อ B จะสมดุ ล (ชั่วขณะ) ดังแสดงในรูปที่ 1.12-1 (c) ฝั่งขวา

_____________________________________________________________________

ขันที่ 2.2

Tangent line at B

L

B

ในขณะที่ unbalanced moment กระจายคืนสู่จุดต่อตาม relative stiffness ของแต่ละ ชิ้นส่วนที่มาเชื่อม ณ จุดต่อนั้น จุดต่อฝั่งตรงข้ามก็จะเกิดผลกระทบตามด้วย (ดังแสดง ในรูปที่ 1.12-3) ค่าโมเมนต์ที่วิ่งข้ามไปหาอีกจุดต่อด้านไกลนั้น เรียกว่า โมเมนต์วิ่งข้าม (carry over moment) ซึ่ ง จากการพิ สู จ น์ ค่ า โมเมนต์ ด้ า นไกลที่ เ กิ ด ขึ้ น จะมี ค่ า เป็ น ครึ่งหนึ่งของโมเมนต์ไม่สมดุลที่แบ่งเข้าชิ้นส่วนตามคาอธิบายข้างต้น โดยสัดส่วนของ การวิ่งข้ามเรียกว่า ตัวคูณวิ่งข้าม (carry over factor)ทั้งนี้ขอให้สังเกตผังโมเมนต์ดัด ในรูปที่ 1.12-1 (c) ฝั่งขวา จะพบว่าโมเมนต์ที่ปลายด้าน A และด้าน C จะเปลี่ยนไป เนื่องจากกระบวนการข้างต้น และภายหลังเสร็จขั้นตอนที่ 2 จุดต่อ B จะถูก lock อีกครั้งในสถานะใหม่

A Constant EI

รูปที่ 1.12-3 โมเมนต์ Ma ซึ่งวิ่งข้ามไปที่จุดยึดแน่น B ทาให้เกิดโมเมนต์ Mb ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.5 Ma ขันที่ 3

ต่อมาจึงunlock จุดต่ออื่น โดยในข้อนี้คือจุด A ดังแสดงในรูปที่ 1.12-1 (d) ฝั่งซ้าย ซึ่ ง เมื่ อ จุ ด A ถู ก unlock ค่ า โมเมนต์ ยึ ด แน่ น ที่ ค้ า งอยู่ จ ะสมดุ ล ตั ว เองกั บ จุ ด ต่ อ แต่เนื่องจากในสภาพความเป็นจริงจุด A เป็นฐานรองรับชนิดยึดหมุนซึ่งรับโมเมนต์ไม่ได้ ค่า unbalanced moment จึงเท่ากับโมเมนต์ยึดแน่นที่ค้างอยู่ ทั้งหมด แต่มีทิศทางตรง ข้าม และในขณะเดียวกัน unbalanced moment ที่เกิดขึ้นข้างต้น จะวิ่งข้ามไปยังจุด B ด้วยค่า carry over factor ซึ่งหากสังเกตในรูปที่ 1.12-1 (d) ฝั่งขวา จะพบว่าโมเมนต์ ที่จุ ด A จะเป็นศูนย์ ในขณะที่โ มเมนต์ที่เคยสมดุล ณ จุด B จะเพิ่ม ขึ้น (ไม่สมดุล ) อีกครั้ง และภายหลังเสร็จขั้นตอนที่ 3 จุดต่อ A จะถูก lock อีกครั้งในสถานะใหม่ สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 117 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


ขันที่ 4

ต่อมาในข้อนี้เป็นการ unlock จุดต่อสุดท้ายคือจุดต่อ C ดังแสดงในรูปที่ 1.12-1 (e) ฝั่งซ้าย ซึ่งเมื่อจุด C ถูก unlock ค่าโมเมนต์ยึดแน่นที่ค้างอยู่จะสมดุลตัวเองกับจุดต่อ แต่เนื่องจากในสภาพความเป็นจริงจุด C เป็นฐานรองรับชนิดยึดหมุนซึ่งรับโมเมนต์ไม่ได้ ค่า unbalanced moment จึงเท่ากับโมเมนต์ยึดแน่นที่ค้างอยู่ทั้งหมด แต่มีทิศทางตรง ข้าม และในขณะเดียวกัน unbalanced moment ที่เกิดขึ้นข้างต้น จะวิ่งข้ามไปยังจุด B ด้วยค่า carry over factor ซึ่งหากสังเกตในรูปที่ 1.12-1 (e) ฝั่งขวา จะพบว่าโมเมนต์ ที่จุด C จะเป็นศูนย์ ในขณะที่โมเมนต์ที่เคยสมดุล ณ จุด B จะเพิ่มขึ้น (จากเดิมใน ขั้นตอนที่ 3) และภายหลังเสร็จขั้นตอนที่ 4 จุดต่อ C จะถูก lock อีกครั้งในสถานะใหม่ ซึ่งในข้อนี้ถือว่าเสร็จการกระจายโมเมนต์ในรอบที่ 1


กระบวนการกระจายโมเมนต์จ ะเริ่มใหม่ นั่นคือจุด B จะถูก unlock อีกครั้ง (รูปที่ 1.12-1 (f) ฝั่งซ้าย) และโมเมนต์ที่ไม่สมดุลในจุดนี้ (เกิดจากการวิ่งข้ามของโมเมนต์จาก จุด A และ C) จะถูกคานวณใหม่-สลับทิศ-กระจายเข้าชิ้นส่วนตาม relative stiffness เหมือนที่เคยเกิดขึ้นในขั้นตอนที่ 2.1 ซึ่งในที่สุดโมเมนต์ ณ จุดต่อ B ในขั้นนี้จะสมดุลอีก ครั้ง (โมเมนต์ทางซ้ายและขวาของจุดต่อเท่ากัน) และเช่นเคยผลของโมเมนต์วิ่งข้ามจะ ไปสร้างให้จุดต่อด้านไกล ซึ่งในกรณีนี้ คือจุด A และ C ไม่สมดุลอีกครั้ง ดังแสดงใน รูปที่ 1.12-1 (f) ฝั่งขวา โดยภายหลังเสร็จขั้นตอนที่ 5 จุดต่อ B จะถูก lock อีกครั้ง ในสถานะใหม่


กระบวนการกระจายโมเมนต์จะเกิดขึ้นต่อเนื่อง โดยจุด A จะถูก unlock อีกครั้ง (รูปที่ 1.12-1 (g) ฝั่งซ้าย) โดยโมเมนต์ที่ไม่สมดุลในจุดนี้ (เกิดจากการวิ่งข้ามของโมเมนต์จาก จุด B) จะถูกคานวณใหม่-สลับทิศ-กระจายเข้าชิ้นส่วนตาม relative stiffness เหมือน ที่เคยเกิดขึ้นในขั้นตอนที่ 3 ซึ่งในที่สุดโมเมนต์ ณ จุดต่อ A ในขั้นนี้จะสมดุลอีกครั้ง (เท่ากับศูนย์) และเช่นเคยผลของโมเมนต์ วิ่งข้ามจะไปสร้างให้จุดต่อด้านไกล ซึ่งในกรณี นี้คือจุด B ไม่สมดุลอีกครั้ง ดังแสดงในรูปที่ 1.12-1 (g) ฝั่งขวา โดยภายหลังเสร็จ ขั้นตอนที่ 6 จุดต่อ A จะถูก lock อีกครั้งในสถานะใหม่


สุ ด ท้ า ยในรอบที่ 2 จุ ด C จะถู ก unlock อี ก ครั้ ง (รู ป ที่ 1.12-1 (h) ฝั่ ง ซ้ า ย) โดย โมเมนต์ที่ไม่สมดุลในจุดนี้ (เกิดจากการวิ่งข้ามของโมเมนต์จากจุด B) จะถูกคานวณ


www.yotathai.com


ใหม่-สลับทิศ-กระจายเข้าชิ้นส่วนตาม relative stiffness เหมือนที่เคยเกิดขึ้นในขั้นตอน ที่ 4 คือ โมเมนต์ ณ จุดต่อ C นี้จะสมดุลอีกครั้ง (เท่ากับศูนย์) โดยผลของโมเมนต์ วิ่งข้ามจะไปสร้างให้จุดต่อด้านไกล ซึ่งในกรณีนี้คือจุด B ไม่สมดุลอีกครั้ง ดังแสดงใน รูปที่ 1.12-1 (h) ฝั่งขวา โดยภายหลังเสร็จขั้นตอนที่ 7 จุดต่อ A จะถูก lock อีกครั้ง ในสถานะใหม่ ในการคานวณจริงจะพบว่าในแต่ละรอบของการคานวณ ค่าโมเมนต์ที่ทาให้จุดต่อที่เคยสมดุล ก่อนหน้า และไม่สมดุลอีกครั้งเนื่องจาก carry over moment จะมีค่าน้อยลงไปเรื่อยๆ โดยหากผลต่าง ระหว่างโมเมนต์ ณ จุดต่อที่สนใจ “มีค่าต่างกันไม่มาก (ค่าอยู่ในเกณฑ์ที่รับได้) หรือมีค่าเกือบเท่ากัน ” ก็ให้ยุติกระบวนการทาซ้าได้ หลังจากนั้นจึงนาโมเมนต์ที่ปลายชิ้นส่วนที่คานวณได้มาคานวณค่าแรงเฉือน ตามหลักสมดุล และทาการวาดผังแรงเฉือน และผังโมเมนต์ดัดได้ตามปรกติ ตัวอย่าง 1.12-1 โมเมนต์ของคานต่อเนื่องจากวิธีกระจายโมเมนต์ จงวาดผังโมเมนต์ดัด และผังแรงเฉือนของคานต่อเนื่องดังแสดงในรูปที่ E1.12-1(ก) ด้วยวิธีกระจาย โมเมนต์ 80 kN 15 kN/m

\

C

A

B

\ \ \ \ \

K

รูปที่ E1.12-1 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.12-1 วิธีทา ขันที่ 1

ขั้นตอนการคานวณแสดงดังนี้ คานวณ relative stiffness ของแต่ละชิ้นส่วน เนื่องจาก EI เท่ากัน จะได้ (I/L)ab = 1/6 = 0.167 และ (I/L)bc = 1/8 = 0.125


คานวณ distribution factor (DF) ของแต่ละจุดต่อในแต่ละชิ้นส่วน ซึ่งเกิดจากนาค่า Relative stiffness ของแต่ ล ะชิ้ น ส่ ว น หารด้ ว ยผลรวมของ relative stiffness ของแต่ละชิ้นส่วนที่เชื่อมกัน ณ จุดต่อที่สนใจ DFba = 0.167/(0.167 + 0.125) = 0.572 DFbc = 0.125/(0.167 + 0.125) = 0.428 DFab = 1.0 กรณีฐานรองรับตัวปลายทีไ่ ม่รับโมเมนต์เช่น pinned & roller supports สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 119 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


DFcb = 0 ขันที่ 3


กรณีฐานรองรับตัวปลายรับโมเมนต์ได้ทั้งหมด หรือ fixed support

คานวณ fixed end moment ของแต่ละชิ้นส่วนโดยอาศัยภาพสาเร็จ รูป ดัง แสดงใน รูปที่ 1.12-2 โดยกาหนดให้ทิศของโมเมนต์ที่หมุนตามเข็มเป็นบวก FEMab = FEMba = Pa2b/L2 = 80·32·3/62 = 60 kN-m. FEMbc = FEMcb = wL2/12 = 15·82/12 = 80 kN-m. กระจายโมเมนต์ดังแสดงในรูปที่ E1.12-1 (ข) โดยในแต่ละตาแหน่งบนผังการกระจาย อธิบายได้ดังนี้ 80 kN 15 kN/m

C

A

B 1

2

0.572

0.428 3

4

0.0

FEM

-60.0 5

6

+60.0

-80.0 7

8

+80.0

BAL

+60.0 11

9

+11.4

+8.6 10

12

0.0

CO

+5.7 13

15

+30.0

0.0

16

14

+4.3

BAL

-5.7

19

17

-17.2

-12.8 18

20

0.0

CO

-8.6

21

23

-2.9

0.0

24

22

-6.4

BAL

+8.6 27

25

+1.7

+1.2 26

28

0.0

TOT

0.0

+83.3

-83.0

DF

1.0

+77.9

รูปที่ E1.12-1 (ข) ผังการคานวณด้วยวิธีกระจายโมเมนต์สาหรับข้อ E1.12-1 จุดที่ จุดที่ จุดที่ จุดที่ จุดที่ จุดที่ จุดที่ จุดที่

1 2 3 4 5 6 7 8

ค่า DFab สาหรับกรณีฐานรองรับตัวปลายที่เป็นแบบยึดหมุน หรือลูกกลิ้ง ค่า DFba ซึ่งคานวณไว้ก่อนหน้า ค่า DFbc ซึ่งคานวณไว้ก่อนหน้า ค่า DFcb สาหรับกรณีฐานรองรับตัวปลายที่เป็นแบบยึดแน่น ค่า FEMab ซึ่งคานวณไว้ก่อนหน้าเครื่องหมายลบเพราะเป็นฝั่งซ้ายตามรูปที่ 1.12-2 ค่า FEMba ซึ่งคานวณไว้ก่อนหน้าเครื่องหมายบวกเพราะเป็นฝั่งขวาตามรูปที่ 1.12-2 ค่า FEMbc ซึ่งคานวณไว้ก่อนหน้าเครื่องหมายลบเพราะเป็นฝั่งซ้ายตามรูปที่ 1.12-2 ค่า FEMcb ซึ่งคานวณไว้ก่อนหน้าเครื่องหมายบวกเพราะเป็นฝั่งขวาตามรูปที่ 1.12-2


www.yotathai.com


จุดที่ 9


จุดที่ 11 จุดที่ 12

จุดที่ 13 จุดที่ 14 จุดที่ 15 จุดที่ 16 จุดที่ 17



ค่า unbalanced moment ของจุด B ซึ่งเกิดจาก +60-80 = -20 kN-m. (จุดที่ 6 และ 7) หลังจากนั้นกลับเครื่องหมาย ให้กลายเป็น +20 kN-m. และกระจายเข้าจุด B- ตาม DF นั่นคือ 0.572(+20) = 11.4kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด B ซึ่งเกิดจาก +60-80 = -20 kN-m. (จุดที่ 6 และ 7) หลังจากนั้นกลับเครือ่ งหมาย ให้กลายเป็น +20 kN-m. และกระจายเข้าจุด B+ ตาม DF นั่นคือ 0.428(+20) = +8.60kN-m ค่า unbalanced moment ของจุด A ซึ่งเกิดจากการคืนค่า -60 kN-m. (จุดที่ 5) กลับ ทั้งหมดเนื่องจากเป็นฐานยึดหมุน (DF = 1.0) และเปลี่ยนเครื่องหมายเป็น +60 kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด C ซึ่งเกิดจากการเก็บค่า +80 kN-m. (จุดที่ 8) ไว้ ทั้งหมดเนื่องจากเป็นฐานยึดแน่น (DF = 0 หรือไม่กระจายคืนให้ใคร) นั้นคือ -80(0) = 0 kN-m. ค่า carry over moment จากจุด B-ซึ่งเกิดจากการส่งค่าครึ่งหนึ่งของ +11.41 kN-m. (จุดที่ 9) หรือ 0.5(+11.41) = +5.7 kN-m. ค่า carry over moment จากจุด B+ซึ่งเกิดจากการส่งค่าครึ่งหนึ่ง ของ +8.6 kN-m. (จุดที่ 10) หรือ 0.5(+8.6) = +4.3 kN-m. ค่า carry over moment จากจุ ด A ซึ่ง เกิดจากการส่ง ค่าครึ่ง หนึ่ง ของ +60 kN-m. (จุดที่ 11) หรือ 0.5(+60) = +30 kN-m. ค่า carry over moment จากจุด C ซึ่งเกิดจากการส่งค่าครึ่งหนึ่งของ 0 kN-m. (จุดที่ 12) หรือ 0.5(0) = 0 kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด B ซึ่งเกิดจาก +30+0 = +30 kN-m. (จุดที่ 15 และ 16) หลังจากนั้นกลับเครื่องหมาย ให้กลายเป็น -30 kN-m. และกระจายเข้าจุด B-ตาม DF นั่นคือ 0.572(-30) = -17.2kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด B ซึ่งเกิดจาก +30+0 = +30 kN-m. (จุดที่ 15 และ 16) หลังจากนั้นกลั บเครื่องหมาย ให้กลายเป็น -30 kN-m. และกระจายเข้าจุ ด B+ ตาม DF นั่นคือ 0.428(-30) = -12.8kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด A ซึ่งเกิดจากการคืนค่า +5.7 kN-m. (จุดที่ 13) กลับ ทั้งหมดเนื่องจากเป็นฐานยึดหมุน (DF = 1.0) และเปลี่ยนเครื่องหมายเป็น -5.7 kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด C ซึ่งเกิดจากการเก็บค่า +4.3 kN-m. (จุดที่ 14) ไว้ ทั้งหมดเนื่องจากเป็นฐานยึดแน่น (DF = 0 หรือไม่กระจายคืนให้ใคร) นั้นคือ -4.3(0) = 0 kN-m. สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 121 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


จุดที่ 21 จุดที่ 22 จุดที่ 23 จุดที่ 24 จุดที่ 25



จุดที่ 29 จุดที่ 30 จุดที่ 31 จุดที่ 32 ขันที่ 5

ค่า carry over moment จากจุ ด B-ซึ่งเกิดจากการส่งค่าครึ่งหนึ่งของ -17.2 kN-m. (จุดที่ 17) หรือ 0.5(-17.2) = -8.6 kN-m. ค่า carry over moment จากจุด B+ซึ่งเกิดจากการส่งค่าครึ่งหนึ่งของ -12.8 kN-m. (จุดที่ 18) หรือ 0.5(-12.8) = -6.4 kN-m. ค่า carry over moment จากจุ ด A ซึ่ง เกิดจากการส่ง ค่าครึ่ง หนึ่ง ของ -5.7 kN-m. (จุดที่ 19) หรือ 0.5(-5.7) = -2.9 kN-m. ค่า carry over moment จากจุด C ซึ่งเกิดจากการส่งค่าครึ่งหนึ่งของ 0 kN-m. (จุดที่ 20) หรือ 0.5(0) = 0 kN-m. ค่ า unbalanced moment ของจุ ด B ซึ่ ง เกิ ด จาก -2.9+0 = -2.9 kN-m. (จุ ด ที่ 23 และ 24) หลังจากนั้นกลับเครื่องหมาย ให้กลายเป็น +2.9 kN-m. และกระจายเข้าจุด B-ตาม DF นั่นคือ 0.572(+2.9) = +1.7kN-m. ค่ า unbalanced moment ของจุ ด B ซึ่ ง เกิ ด จาก -2.9+0 = -2.9 kN-m. (จุ ด ที่ 23 และ 24) หลังจากนั้นกลับเครื่องหมาย ให้กลายเป็น +2.9 kN-m. และกระจายเข้าจุด B+ตาม DF นั่นคือ 0.428(+2.9) = +1.2kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด A ซึ่งเกิดจากการคืนค่า -8.6 kN-m. (จุดที่ 21) กลับ ทั้งหมดเนื่องจากเป็นฐานยึดหมุน (DF = 1.0) และเปลี่ยนเครื่องหมายเป็น +8.6 kN-m. ค่า unbalanced moment ของจุด C ซึ่งเกิดจากการเก็บค่า -6.4 kN-m. (จุดที่ 22) ไว้ ทั้งหมดเนื่องจากเป็นฐานยึดแน่น (DF = 0 หรือไม่กระจายคืนให้ใคร) นั้นคือ +6.4(0) = 0 kN-m. ผลรวมของโมเมนต์ของ B-ทั้งหมดในแนวดิ่ง เท่ากับ +60+11.4+30-17.2-2.9+1.7 = +83 kN-m. (ใกล้/เท่ากับจุดที่ 30 OK) ผลรวมของโมเมนต์ของ B+ทั้งหมดในแนวดิ่ง เท่ากับ -80+8.6-0-12.8-0+1.2 = -83 kN-m. (ใกล้/เท่ากับจุดที่ 29 OK) ผลรวมของโมเมนต์ของ A ทั้งหมดในแนวดิ่ง เท่ากับ -60+60+5.7-5.7-8.6+8.6 = 0 kN-m. ผลรวมของโมเมนต์ของ C ทั้งหมดในแนวดิ่ง เท่ากับ +80-0+4.3-0-6.4-0 = 77.9 kNm. นาโมเมนต์ที่ปลายที่คานวณได้มาเขียนลงจุดต่อ ดังแสดงในรูปที่ E1.12-1 (ค) โดยยึด ทิศทางบวกตามทิศตามเข็มนาฬิกา (หากเป็นลบให้กลับทิศ)


www.yotathai.com


’f-sr'

83

83

78 C

B

รูปที่ E1.12-1 (ค) โมเมนต์ที่ปลาย ซึ่งถ่ายมาเป็นโมเมนต์ ณ จุดต่อ 80 15

83

78

A 40

40

13.8

13.8

Ay = 26.2 kN

60

B

0.6

T

By = 114.4 kN

C

60 0.6

}

Cy = 59.4 kN

T

รูปที่ E1.12-1 (ง) สมดุลของแรงในแต่ละชิ้นส่วน และจุดต่อ รวมถึงแรงปฏิกิริยา ขันที่ 6

นาโมเมนต์ที่ปลายที่คานวณเข้ากับผังภาพอิสระของแต่ละชุดคาน โดยกรณีนี้แรงภายใน ที่ไม่ทราบค่าคือ แรงเฉือนทั้งสองด้าน ซึง่ สามารถคานวณได้ตามหลักสมดุลปรกติรูปที่ E1.12-1 (ง) แสดงแรงเฉือนเป็น 2 บรรทัดๆ บนสาหรับแรงในแนวดิ่ง และบรรทัดที่ 2 สาหรับโมเมนต์ โดยผลรวมของแรงเฉือนคือแรงปฏิกิริยา ณ จุดต่อ


เขียนกราฟแรงเฉือนจากสมดุลที่ได้จากขั้นที่ 6 และวาดผังโมเมนต์ดัดด้วยหลักสมดุล หรือด้วยวิธีกราฟิก ดังแสดงในรูปที่ E1.12-1 (จ) 60.6 3.96

26.2 V (kN)

53.8

59.4

79 40 M (kN.m)

83

78

รูปที่ E1.12-1 (จ) ผังโมเมนต์ดัด และแรงเฉือน สาหรับปัญหาข้อที่ E1.12-1


www.yotathai.com


1.12.2 การวิเคราะห์คานต่อเนื่องด้วยการเปิดกราฟ กรณีที่คานต่อเนื่องแบบ 2 หรือ 3 ช่วง รับเฉพาะน้าหนักบรรทุกแผ่สม่าเสมอ ซึ่งพบบ่อยในทาง ปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีของแผ่นพื้นต่อเนื่องทางเดียวการคานวณอาจใช้กราฟที่แสดง ส.ป.ส. โมเมนต์ที่ปลายดังนี้ โดยข้อได้เปรียบของวิธีนี้เหนือกว่าการใช้ ส.ป.ส. ของ ACI ก็คือ น้าหนักแผ่ที่ กระทาบนคานไม่จาเป็นต้องสม่าเสมอ อีกทั้งความยาวช่วงคานที่คิดกันไม่จากัดว่าต้องต่างกัน ไม่เกิน ร้อยละ 20


www.yotathai.com

(1

of

factor

values


/

04

0.5 0.6

0.8 1.0

14

2 3 4 5 10 ac values of 0 (or/T)

รูปที่ 1.12-4 (ก) กราฟสาหรับเปิด ส.ป.ส. โมเมนต์ k1& k'1และ k2& k'2 (Reynolds & Steedman, 1981)

(or


รูปที่ 1.12-4 (ข) กราฟสาหรับเปิด ส.ป.ส. โมเมนต์ k3& k'3 (Reynolds & Steedman, 1981)

00500

www.yotathai.com


Total load F1

Total load F3

Total load F2

K

L

R

l1 L1

l2 L2

S

l3 L3

รูปที่ 1.12-5 (ก) การใช้งานสาหรับคานต่อเนื่อง 3 ช่วง Total load F1

Total load F2

K

L

l1 L1

R

l2 L2

รูปที่ 1.12-5 (ข) การใช้งานสาหรับคานต่อเนื่อง 2 ช่วง การใช้งานสาหรับกรณีคานต่อเนื่อง 3 ช่วง อ้างอิงรูปที่ 1.12-5 (ก) และสาหรับคานต่อเนื่อง 2 ช่วง ทั้งกรณีที่ฐานรองรับเป็นแบบยึดหมุน และแบบยึดหมุนร่วมกับยึดแน่น แสดงในรูปที่ 1.12-5 (ข) ดังนี้ 1. กรณีคานต่อเนื่อง 3 ช่วงกรณีฐาน K และ R เป็นแบบยึดหมุน  เมื่อ  = K2/K1 = L1·I2/L2·I1 และ  = K2/K3 = L3·I2/L2·I3 โดยจากค่า และ เข้าไปอ่านค่า k1, k2 และ k3 จากกราฟในรูปที่ 1.12-4  เมื่อ ´ = K2/K3 = L3·I2/L2·I3 และ ´ = K2/K1 = L1·I2/L2·I1 โดยจากค่า ´และ ´เข้าไป อ่านค่า k'1, k'2 และ k'3 จากกราฟในรูปที่ 1.12-4  ค่าโมเมนต์ที่ปลายชิ้นส่วนตรงตาแหน่ง L (ML) และตาแหน่ง R (MR) คานวณได้ดังนี้ ML = -k1·F1·L1 – k2·F2·L2 + k3·F3·L3 MR = +k'3·F1·L1– k'2·F2·L2 – k'1·F3·L3

1.12-1 (ก) 1.12-1 (ข)


www.yotathai.com


2. กรณีคานต่อเนื่อง 2 ช่วง 2.1 กรณีฐาน K และ R เป็นแบบยึดหมุน  เมื่อ  = K2/K1 = L1·I2/L2·I1 และ  = ∞ โดยจากค่า และ  เข้าไปอ่านค่า k1 และ k2 จาก กราฟในรูปที่ 1.12-4  ค่าโมเมนต์ที่ปลายชิ้นส่วนตรงตาแหน่ง L (ML) คานวณได้ดังนี้ ML = -k1·F1·L1 – k2·F2·L2

3.12-2

2.2 กรณีฐาน K เป็นยึดหมุน และฐาน R เป็นแบบยึดแน่น  เมื่อ  = K2/K1 = L1·I2/L2·I1 และ  = 0 โดยจากค่า  และ  เข้าไปอ่านค่า k1 และ k2 จาก กราฟในรูปที่ 1.12-4  เมื่อ ´ = 0 และ ´ = K2/K1 = L1·I2/L2·I1 ซึ่งจากค่า ´และ ´ข้างต้นกลับไปอ่านค่า k'2และ k'3 จากกราฟในรูปที่ 1.12-4  ค่าโมเมนต์ที่ปลายชิ้นส่วนตรงตาแหน่ง L (ML) และตาแหน่ง R (MR) คานวณได้ดังนี้ ML = -k1·F1·L1 – k2·F2·L2 MR = -k'2·F2·L2 – k'3·F1·L1

1.12-3 (ก) 1.12-3 (ข)

เมื่อทราบโมเมนต์ดัด (ลบ) ที่ปลายชิ้นส่วนสาหรั บคานต่อเนื่องที่รับน้าหนักแบบแผ่กระจาย สม่าเสมอ ค่าโมเมนต์ (บวก) สูงสุด หรือ Mmax สามารถประมาณได้จาก (1.12-4) ในขณะที่ระยะที่ Mmax ประจาอยู่สามารถประมาณจาก (1.12-5)


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ Free BM diagram (any load)

S

T

Lst X

รูปที่ 1.12-6 รูปแบบของผังโมเมนต์ดัด เพื่อใช้ในการประมาณค่าโมเมนต์สูงสุดในช่วงคาน Mmax = (w/2)[(MST - MTS)/w·LST + LST/2]2 - MST x = LST/2 + (MST-MTS)/w·LST

1.12-4 1.12-5

ตัวอย่าง 1.12-2 โมเมนต์สงู สุดในคานต่อเนื่อง จงประมาณโมเมนต์สูงสุดที่เกิดขึ้นในคานต่อเนื่อง ดังแสดงในรูปที่ E1.12-2 (ก) 14 kN/m

14 kN/m

10 kN/m

B

10 m

C

8m

D

8m

รูปที่ E1.12-2 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.12-2 วิธีทา เนื่องจาก EI คงที่ ดังนั้นจะได้ เมื่อ  = 10·1/8·1 = 1.25 และ  = 8·1/8·1 =1.0 โดยจากค่า  และ  เข้าไปอ่านค่าจาก กราฟในรูปที่ 1.12-4 จะได้ k1 = 0.0682, k2 = 0.044 และ k3= 0.0147 เมื่อ ´ = 8·1/8·1 = 1.0 และ ´ = 10·1/8·1 = 1.25 โดยจากค่า ´ และ ´เข้าไปอ่านค่า จากกราฟในรูปที่ 1.12-4 จะได้ k'1 = 0.0661, k'2= 0.0517 และ k'3 = 0.0156 ดังนั้นค่าโมเมนต์ที่ปลายชิ้นส่วนตรงตาแหน่ง B (MB) และตาแหน่ง C (MC) ซึ่งคานวณจาก (1.12-1 (ก)) และ (1.12-1 (ข)) ได้ดังนี้ ML = -0.0682·14·10·10 – 0.044·10·8·8 + 0.0147·14·8·8 = -110.47kN-m. MR = +0.0156·14·10·10 – 0.0517·10·8·8 – 0.0661·14·8·8 = -70.47 kN-m. SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 128 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


สาหรับช่วง AB : โมเมนต์ที่ตาแหน่ง A เท่ากับศูนย์ (MA = 0) ในขณะที่ MB = |-110.47| = 110.47kN-m. นั่นคือ Mmaxในช่วง AB จาก (1.12-4) มีค่าเท่ากับจะได้ Mmax = (14/2)[(0–110.47)/14·10 + 10/2]2–0 = 124.12 kN-m. สาหรับช่วง BC : โมเมนต์ที่ตาแหน่ง B เท่ากับ 110.47 kN-m. ในขณะที่ MC = |-70.47| = 70.47kN-m. นั่นคือ Mmax ในช่วง BC จาก (1.12-4) มีค่าเท่ากับจะได้ Mmax = (10/2)[(110.47 – 70.47)/10·8 + 8/2]2 – 110.47 = -9.22 kN-m. กรณี นี้ ใ ห้ ค่ า ลบ แสดงว่าเป็นโมเมนต์บวก สาหรับช่วง CD : โมเมนต์ที่ตาแหน่ง C เท่ากับ 70.47kN-m. ในขณะที่ MD = 0kN-m. นั่นคือ Mmax ในช่วง CD จาก (1.12-4) มีค่าเท่ากับจะได้ Mmax = (14/2)[(70.47 - 0)/14·8 + 8/2]2 – 70.47 = 79.54kN-m. เปรียบเทียบกับผังโมเมนต์ที่วิเคราะห์ด้วยวิธีคลาสสิก ซึ่งแสดงในรูปที่ E1.12-2 (ข) พบว่าวิธี ดังกล่าวสามารถใช้ในการประมาณโมเมนต์อยู่ในเกณฑ์ที่รับได้ 121 81

M (kN.m) 10 67 118

รูปที่ E1.12-2 (ข) ผังโมเมนต์ดัด สาหรับคานในโจทย์ข้อที่ 1.12-2 ด้วยวิธีคลาสสิก 1.12.3 การวิเคราะห์โครงข้อแข็งรับแรงในแนวดิ่งแบบประมาณ กรณีของโครงดัดรับแรงแบบสม่าเสมอในแนวดิ่ง ซึ่งคานและเสาเชื่อมต่อกันเนื่องจากการเท คอนกรีตเป็นเนื้อเดียวกัน ทาให้จุดต่อต้องรับโมเมนต์ดัดการวิเคราะห์เชิงประมาณ จะอาศัยหลักการ สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 129 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


เสี ย รูป ของโครงสร้ า ง ซึ่ ง พบว่ า ในคานจะเกิด จุด ดั ด กลั บ (inflection points) หรือ จุ ดที่ โ มเมนต์ เป็นศูนย์ อยู่ใกล้บริเวณปลายคานโดยเสา (ช่วงใน) จะมีโมเมนต์ใกล้ศูนย์ (รูปที่ 1.12-7)

J รูปที่ 1.12-7 จุดดัดกลับในโครงดัด (เขียนตามวิชาวิเคราะห์โครงสร้าง) w

G

H

I hl

D

E

F

h

A

B L

C Ll

w

w

Intersection point Intersection point

-wL2/24

0.211L

0.211L Bending moment diagram

-wL2/12

wL2/8

-wL2/12 L

L

(ก) กรณีเสาแข็งมากเมื่อเทียบกับคาน (ข) กรณัเสาอ่อนมากเมื่อเทียบกับคาน รูปที่ 1.12-8 แนวทางการวิเคราะห์โครงสร้างโดยประมาณสาหรับโครงดัดรับแรงในแนวดิ่ง พิจ ารณาที่โ ครงดัดตามรูปที่ 1.12-8 หากเสามี ความแข็ง แกร่ง มากเมื่อเทียบกับคาน เสาที่ ประกบคานแสดงพฤติกรรมคล้ายจุดยึดแน่น ค่าโมเมนต์ที่ปลายมีค่าเท่ากับ wL2/12 ในขณะที่จุดดัด กลั บ อยู่ ที่ ต าแหน่ ง 0.211L เมื่ อ วั ด จากปลายยึ ด โดย L คื อ ความยาวคานและในทางตรงกั น ข้ า ม หากเสาอ่อนมากเมื่อเทียบกับคาน เสาจะสร้างพฤติกรรมคล้าย คานวางพาดอย่างง่าย (simply supported beam) โมเมนต์ดัดที่ปลายมีค่าเข้าใกล้ศูนย์ หรือจุดดัดกลับเกิดที่ตาแหน่งปลายคาน


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ w D

E

MDE

MDE Intersection point

a2 L

a1 L

Bending moment diagram

-MDE

-MDE L

รูปที่ 1.12-9 การประมาณจุดดัดกลับในโครงดัด แต่ในความเป็นจริงเสาจะไม่แข็งและไม่อ่อนเกินไป ดังนั้นจุดดัดกลับจะสมมุติให้เฉลี่ยอยู่ระหว่าง จุดดัดกลับที่เกิดขึ้นใน 2 กรณีตัวอย่าง (รูปที่ 1.12-9) นั่นคือ a1 = a2 = (0.21L+0)/2 = 0.1L

1.12-6

ดั ง นั้ น ในกรณี นี้ ส มมุ ติ ใ ห้ จุ ด ดั ด กลั บ เกิ ด ที่ ร ะยะ 0.1L จากปลายและไม่ ร วมผลของแรงตาม แนวแกนและมีขั้นตอนการวิเคราะห์ดังต่อไปนี้ 1. วิเคราะห์คานวางพาดอย่างง่ายรับน้าหนักแผ่ (w) ที่มีความยาว L' = 0.8L 2. ใช้แรงปฏิกิริยาที่คานวณจากคานช่วงเดี่ยวอย่างง่ายตามข้อ 1ซึ่งมีค่าเท่ากับ R = wL'/2 หรือ R = 0.4wL โดย R ที่ได้จะถ่ายเป็นแรงที่ปลายของคานยื่นที่มีความยาวในแต่ละด้านเท่ากับ 0.1L ตาม รูปที่ 1.12-10 3. คานวณโมเมนต์ลบที่ปลายคาน (จริง ) คานวณแบบคานยื่นที่มีความยาวเท่ากับ 0.1L ซึ่งจะได้ โมเมนต์ลบที่ปลายคาน ตาม (1.12-7) และแสดงได้ในรูปที่ 1.12-11


www.yotathai.com


G

H

I

D

E

F

A

B

C

w

0.8L

0.8L1

0.1L

0.1L1

L

L1

รูปที่ 1.12-10 การแยกโครงดัด ออกเป็นคานอย่างง่าย M-= 0.4wL·0.1L + w(0.1L)2/2 = 0.045wL2 Vend = 0.4wL + w(0.1L)= 0.5wL

1.12-7 (ก) 1.12-7 (ข)

w

D

0.1L

E

0.8L

0.1L

w

0.4wL

0.4wL

MDE = 0.045wL2

MDE = 0.045wL2 D

E

wL/2

wL/2 L

รูปที่ 1.12-11 แนวทางการคานวณโมเมนต์ที่ปลายชิ้นส่วนคานแบบประมาณ กรณีรับแรงในแนวดิ่ง



ตัวอย่าง 1.12-3 โมเมนต์ดดั แบบประมาณของโครงดัดที่รับแรงในแนวดิ่ง จงประมาณโมเมนต์ดัดโดยประมาณของโครงดัด ดังแสดงในรูปที่ E1.12-3 (ก) 22 kN/m

G

H

I 5m

22 kN/m

C

B

A

F

E

D

5m

t

10 m

10 m

รูปที่ E1.12-3 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.12-3 วิธีทา ประมาณจุดดัดกลับในโครงสร้าง (คาน) และใช้การวิเคราะห์ด้วยวิธีคานอย่างง่ายในการคานวณ โมเมนต์ดัดโดยประมาณ

JmtmmT j_! I PttttmtmU. 22 kN/m

ML

L

1m

�

SL

c

R

8m

�

1m

>

:

MR

SR

22 kN/m

88 kN

88 kN

22 kN/m

ML = 99 kN-m

3

22 kN/m MR = 99 kN-m

L

R

SL = 110 kN

SR = 110 kN

1m

1m

110 88

Shear Diagram (kN)

-88

-110

176

เนื่องจากความยาวจริงของคาน (L) เท่ากับ 10 ม. นั่ น คื อ ความยาวของคานอย่ า งง่ า ย เท่ากับ L' = 0.8L = 8 ม. ดังนั้นโมเมนต์บวกกลางคานเท่ากับ M+ = w(L')2/8 = 22(8)2/8 = 176 kN-m. โดยแรงปฏิ กิ ริ ย าของคานอย่ า งง่ า ยR = 0.4wL = 0.4(22)(10) = 88 kN (= V0.1L) และโมเมนต์ ล บที่ ป ลายคาน (จริ ง )M- = 0.045wL2 = 0.045(22)(10)2 = 99 kN-m แรงเฉือนที่ปลายคาน (จริง) ดังนี้ V= wL/2 = 22(10)/2 = 110kN รูปที่ E1.12-3 (ข) ผังโมเมนต์โดยประมาณ

Bending Moment Diagram (kN-m)

-99

-99

สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 133 ของบทที่ 1 www.yotathai.com


1.12.4 การวิเคราะห์โมเมนต์ไม่สมดุลในเสาของอาคารโครงข้อแข็ง สาหรับอาคารที่รับแรงแนวดิ่ง โมเมนต์ในเสาจะมีค่าน้อย เราสามารถคานวณโมเมนต์ในเสา เพื่ อ ออกแบบ โดยพิ จ ารณาน้ าหนั ก แผ่ บ นคานที่ ไ ม่ เ ท่ า กั น ระหว่ า งเสาจะสร้ า ง “โมเมนต์ ไ ม่ ส มดุ ล (unbalanced moment)” แล้วถ่ายแรงดังกล่าวเข้าสู่เสา ค่าโมเมนต์ดังกล่าวจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ น้าหนัก รวมถึงความยาวของคานทั้งสองด้านแตกต่างกันแค่ไหน โดยการวิเคราะห์จะใช้หลักการของ การกระจายโมเมนต์และรูปที่ 1.12-12 แสดงแนวคิดของวิธีดังกล่าว

พ//พ// ■ＩＫ

//////////

พ/น/พ

เพน/พ //////////

แแทแแ

//

พ//พ//

■’ｌｌ．

■ＩＫ

;ik

■＊，＇

พ/แพ/

T

?r

r

Jr

เพ/แพ -IK1

/

I

//////////

//////////

พ/นพ/

พ/นพ

พ/น/พ

รูปที่ 1.12-12 ค่าโมเมนต์ไม่สมดุลในเสาของโครงดัด

หลักการ คือ (1) ให้คานวณโมเมนต์ยึดแน่น (FEM) ที่ปลายคานทั้งสองด้าน เนื่องจากน้าหนัก บรรทุกบนคานด้านหนึ่ง ซึ่งมีค่าเท่ากับ DL+LL และอีกด้านซึ่งมีค่า เท่ากับ DL ผลต่างระหว่าง FEM ที่ปลายทั้งสอง คือ โมเมนต์ที่จะต้องถ่ายเข้าสู่เสา จากนั้น (2) กระจายโมเมนต์ไม่สมดุลข้างต้นสู่เสา ต้นบนและต้นล่างตามค่าความแข็งแกร่งสัมพัทธ์ (k = EI/L) ดังแสดงในรูปที่ 1.12-13 Mcol2 = K2(MDL+LL – MDL)

( Mcol2) DL

DL

MDL

MDL

MDL+LL

MDL+LL

L1

L2

( Mcol1) Mcol1 = K2(MDL+LL – MDL)

รูปที่ 1.12-13 หลักการวางน้าหนักบรรทุก เพื่อสร้างโมเมนต์ดัดไม่สมดุล


www.yotathai.com


ตัวอย่าง 1.12-4 การคานวณโมเมนต์ดัดในโครงตัวใน จงประมาณโมเมนต์ ดัดในเสาต้นในและต้น ริม ในชั้นที่ 1 ของอาคาร โดยกาหนดให้คานทุก ชั้นรั บ (1) น้าหนักบรรทุกคงที่ (DL) เท่ากับ 30kN/m (2) น้าหนักบรรทุกจร (LL) เท่ากับ 20kN/m (ดังรูป ที่ E1.12-4 (ก)) 6.0 ทา. 4.0 ทา

1

I

6.0 ทา.

“ท

3.5 ทา. 1

3.5 ทา. 3.5 ทา.

0.3�๓”

■!

77

*7 *7T

35 ทา.

\\ \

4.0 ทา. *77 โ7โ

0.30 ทา.

1

0.60 เท

รูปที่ E1.12-3 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.12-4 วิธีทา ขั้นตอนการคานวณมีดังนี้ 3.5 ทา.

+-

4.0 ทา.

พิจารณา sub-frame ดังรูปที่ E1.12-4 (ข) สาหรับคานด้านซ้าย จะได้ wDL+LL = 30+20 = 50 kN/m และสาหรับคานขวา wDL = 30 kN/m รูปที่ E1.12-4 (ข) การพิจารณาน้าหนักแผ่ไม่สมดุลของเสาต้นใน

พิจารณา FEM สาหรับน้าหนักกระจาย เท่ากับ M = wL2/12 ดังนั้นสาหรับคานซ้ายMFL = (wDL+LL)(LL) 2/12= 50·62/12 = 150 kN-m และสาหรับคานขวา MFR = (wDL)(LR)2/12= 30·42/12 = 40 kN/m คานวณ inertia ของคาน I = (1/12)bh3 = (1/12)(0.3)(0.6)3 = 54.0x10-4 m4


www.yotathai.com


คานวณ stiffness ของคานซ้าย (วัสดุเดียวกัน E เท่ากันหรือตัดทิ้งได้) kBL = EI/L = I/LL = 54.0x10-4/6 = 9.00x10-4 m3 คานวณ stiffness ของคานขวา kBR = I/LR = 54.0x10-4 /4 = 13.5x10-4 m3 คานวณ inertia ของเสา I = (1/12)bh3 = (1/12)(0.35)(0.35)3 = 12.5x10-4 m4 คานวณ stiffness ของเสาบน (วัสดุเดียวกัน E เท่ากันหรือตัดทิ้งได้) kCT = EI/L = I/LT = 12.5x10-4/3.5 = 3.57x10-4 m3 คานวณ stiffness ของเสาล่าง kBR = I/LR = 12.5x10-4/4 = 3.13x10-4 m3 คานวณสติฟเนสรวมk = kBL + kBR + kCT + kCB ดังนั้น  k = 9.00x10-4 + 13.5x10-4 + 3.57x10-4 + 3.13x10-4 เท่ากับ k = (9+13.5+3.57+3.13)x10-4 = 29.2x10-4 m3 ตัวคูณสาหรับเสาบน : KCT = kCT/k = 3.57/29.2 = 0.122 ตัวคูณสาหรับเสาล่าง : KCB = kCB/k = 3.13/29.2 = 0.107 โมเมนต์ในเสาบน MCT 13.42 kN-m

เสา ล่าง

โมเมนต์ในเสาล่าง MCB

= (MFL-MFR)·KCT = (150-40)(0.122)

= 13.42 kN-m

= (MFL-MFR)·KCB = (150-40)(0.107)

= 11.77 kN-m

รูปที่ E1.12-4 (ค) โมเมนต์ไม่สมดุลในเสาต้นใน


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ ■／／／／／／／．

พิจารณาโครงย่อยดังรูปที่ E1.12-4 (ง) สาหรับคานขวา wDL+LL = 30 + 20 = 50kN/m พิจารณา FEM สาหรับน้าหนัก กระจาย เท่ากับ M = wL2/12 4.0 m. โดยส าหรั บ คานขวา FEM= (wDL+LL)(LL)2/12 = 50·62/12 = 6.0 ทา. 150kN-m รูปที่ E1.12-3 (ง) การพิจารณาน้าหนักแผ่ไม่สมดุลของเสาต้นริม DL+LL

3.5 ทา.

+-

*77ÿ77?.

คานวณ stiffness ของคานขวา (วัสดุเดียวกัน E เท่ากันหรือตัดทิ้งได้) kBL = EI/L = I/LL = 54.0x10-4 /6 = 9.00x10-4 m3 คานวณ inertia ของเสา คานวณ stiffness ของเสาบน (วัสดุเดียวกัน E เท่ากันหรือตัดทิ้งได้) kCT = EI/L = I/LT = 12.5x10-4/3.5 = 3.57x10-4 m3 คานวณ stiffness ของเสาล่าง kBR = I/LR = 12.5x10-4/4 = 3.13x10-4 m3 คานวณสติฟเนสรวม k = kBR + kCT + kCB ดังนั้น k = 13.5x10-4 + 3.57x10-4 + 3.13x10-4 เท่ากับ k= (13.5+3.57+3.13)x10-4 = 20.2x10-4 m3 ตัวคูณสาหรับเสาบน : KCT = kCT/□k = 3.57/20.2 = 0.177 ตัวคูณสาหรับเสาล่าง : KCB = kCB/□k = 3.13/20.2 = 0.155 โมเมนต์ในเสาบน MCT โมเมนต์ในเสาล่าง MCB

= MFR·KCT = (150)(0.177) = 26.6 T-m = MFR·KCB = (150)(0.155) = 23.3 T-m

รูปที่ E1.12-3 (จ) โมเมนต์ไม่สมดุลในเสาต้นริม


www.yotathai.com


อย่างไรก็ดี ACI เสนอว่า 1. การออกแบบเสาต้องพิจารณาการเยื้องศูนย์ (e) ดัง แสดงในรูปที่ 1.12-14ไม่น้อยกว่าต่อไปนี้(ก) สาหรับ เสาที่เสริมเหล็กปลอกเกลียว emin= 0.05h และ (ข) ส าหรั บ เสาที่ เ สริ ม เหล็ ก ปลอกเดี่ ย ว emin= 0.10h เมื่อ h คือ ความลึกของหน้าตัดในด้านที่พิจารณา 2. เปรียบเทียบ (ก) โมเมนต์ไม่สมดุลที่คานวณได้จาก วิธีข้างต้น กับ (ข) โมเมนต์ขั้นต่าตามข้อเสนอของ ACI อย่ า งไรก็ ดี แ นะน าให้ ใ ช้ 0.1h โดยให้ ใ ช้ ค่ า ที่ มากกว่าเป็นค่าโมเมนต์ในเสาที่นาไปใช้ออกแบบ

x

P

y

ey

x y

แ กด ื ้ ศู P

x

y

x

ก แป ป็ แ กดแ ะ

y

ดด

รูปที่ 1.12-14 การเยื้องศูนย์ในเสา 1.12.5 การวิเคราะห์โครงข้อแข็งรับแรงทางข้างแบบประมาณ การวิ เ คราะห์โ มเมนต์ ดัด ในโครงดั ด ที่ รับ แรงทางข้ างค่ อนข้า งมี ความซั บซ้ อน และยุ่ ง ยาก อย่างไรก็ดี หากสติฟเนสของเสาและคานในโครงสร้างไม่มีความแตกต่างกันมาก การวิเคราะห์ด้วย วิธีพอทัล (portal method) ยังมีประสิทธิภาพและเป็นที่นิยมในทางปฏิบัติ อีกทางหนึ่งหากโครงสร้างมี ความสม่าเสมอในแนวดิ่ง (การเสียรูปเนื่องจากแรงทางข้างมีลักษณะคล้ายคานยื่นในแนวดิ่ง) วิธีคานยื่น (cantilever method) ก็สามารถใช้เป็นเครื่องมือในการประมาณผลตอบสนองทางข้างของโครงดัดได้ 1.12.5.1 วิธีพอทัล วิ ธี Portal คิ ด ค้ น โดย A. Smith เมื่ อ ค.ศ.1915 เหมาะสมส าหรั บ โครงดั ด เตี้ ย ๆ มีสมมุติฐาน คือ (1) คานและเสามีจุดดัดกลับที่กลางชิ้นส่วนและ (2) แต่ละโครงย่อยจะรับแรงเฉือนใน เสาเท่าๆ กัน ดังนั้นเสาต้นในจะรับแรงเฉือนเป็น 2 เท่าของเสาต้นริม ทั้งนี้การคานวณแรงเฉือนในเสา สามารถพิจารณาแยกกันในแต่ละชั้นได้ ZX (รูปที่ 1.12-15 (ก))


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ P2

-7V x

x

x

h >>

P1 x

x

x

/

h L.

k

*

*

i L

L

L

Assumed hinges

h/2 h/2 h/2 h/2

L/2

L/2

L/2

L/2

L/2

L/2

P2

P1

SC

2SC

2SC

SC

รูปที่ 1.12-15 (ก) แนวคิดของการวิเคราะห์ด้วยวิธีพอทัล QC

SC

T

MC

h/2 Internal hinge H

MC = SC(h/2) h/2

B

MC

SC

QC

รูปที่ 1.12-15 (ข) สมดุลโมเมนต์ในเสาย่อย

เมื่ อ ทราบแรงเฉื อ นในเสา ( Sc) จะ สามารถค านวณโมเมนต์ ดั ด ในเสา (Mc) ได้ เนื่องจากการสมมุติให้โมเมนต์บนและล่ างของ เสาเท่ากันนั่นคือ Mc = Sc(h/2) ต่ อ มาถ่ า ยโมเมนต์ แ ละแรงเฉื อ นในเสา ผ่านจุดต่อ ทาให้ได้แรงตามแนวแกนในคาน (Qg) และโมเมนต์ ดั ด ในคาน (Mg) ดั ง แสดงในรู ป ที่ 1.12-15 (ข)


www.yotathai.com


เมื่อทราบโมเมนต์ดัดในคาน (Mg) จะคานวณแรงเฉือนในคาน (Sg) ได้จาก Sg = Mg/(L/2) โดย แรงเฉือนดังกล่าวจะถ่ายผ่านจุดต่อและแปลงเป็นแรงตามแนวแกนในเสา (Qc) ดังแสดงในรูปที่ 1.12-16 Internal hinge Mg

Mg

Qg

Qg

H

L

R

Sg

Sg L/2

L/2 Sg = Mg/(L/2)

รูปที่ 1.12-16 สมดุลโมเมนต์ในคานย่อย ตัวอย่าง 1.12-5 การประมาณโมเมนต์ดัดในโครงดัดด้วยวิธีพอทัล จงประมาณโมเมนต์ดัดในโครงดัดดังแสดงในรูปที่ E1.12-5 (ก) ด้วยวิธีพอทัล 45 kN G

H

I

4m 90 kN D

E

F

5m A

B

10 m

+

C

6m

รูปที่ E1.12-5 (ก) โจทย์สาหรับข้อที่ 1.12-5 วิธีทา จากสมมุ ติ ฐ านที่ ก าหนดให้ จุ ด ดั ด กลั บ เกิ ด ที่ ก ลางคานและเสา ดั ง นั้ น เสมื อ นว่ า กลางเสา และคานมี internal hinge โดยพิจารณาแรงเฉื อนในเสาของโครงดัดในแต่ละชั้น โดยการตัดเสาตาม เส้นประดังแสดงรูปที่ E1.12-5 (ข) ✓ร

45 kN

G

H

I

2m ()

()

()

๐-

a

90 kN

D

E

-

a

2m

F

2.5 m ( )

()

()

-)

2.5 m

. 1—� + รูปที่ E1.12-5 (ข) หน้าตัดที่พิจารณา สาหรับการคานวณแรงเฉือนในเสา b

A

B

5m

5m

-

C

3m

b

3m


www.yotathai.com


จากสมดุลในแนวราบของโครงในรูปที่ E1.12-5 (ค) จะได้Fx =0; ->+ เท่ากับ 45 – S2 2S2 – S2 = 0 นั่นคือ S2 = 45/4 = 11.25 kN 45 kN

G

H

I

0

D S2

E 2S2

F S2

รูปที่ E1.12-5 (ค) สมดุลของแรงในแนวราบของโครงบน จากสมดุลในแนวราบของโครงในรูปที่ E1.12-5 (ง) จะได้ Fx =0; ->+ เท่ากับ45 + 90 – S1 – 2S1 – S1 = 0นั่นคือ S1 = 135/4 = 33.75 kN 45 kN

G

o

๐ 90 kN

o

H

๐

D

E

I

๐ F

Q

Q

0

A S1

B 2S1

C S1

รูปที่ E1.12-5 (ง) สมดุลของแรงในแนวราบของโครงล่าง เมื่อทราบแรงเฉือนในเสาจะสามารถคานวณโมเมนต์ดัดในเสาได้ เช่น กรณีเสา DG นั่นคือ MGD = 11.25(4/2) = 22.5 kN-m. (ขณะนี้ยังไม่ทราบ QDG) ดังแสดงในรูปที่ E1.12-5 (จ) ต่อมาถ่ายแรงเฉือนและโมเมนต์ดัดในเสาผ่านจุดต่อ (จุด G) หรือ Fx = 0; ->+ นั่นคือ 4511.25 – QGH= 0 นั่นคือ QGH = 33.75 kN และสาหรับ MG = 0 จะได้ MGD = MGH = 22.5 kN-m. (ดังแสดงในรูปที่ E1.12-5 (ฉ)) สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 141 ของบทที่ 1

www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ QGD = 4.5

45 G

MGH = 22.5

SGD = 11.25

2m

MGD = 22.5

G

45

QGH = 33.75

22.5 2m

MDG = 22.5

11.25

QGD = 4.5

SDG = 11.25 D QDG = 4.5

รูปที่ E1.12-5 (จ) ตัวอย่างสมดุลในเสา DG

รูปที่ E1.12-5 (ฉ) ตัวอย่างสมดุลในจุดต่อ G

จากโมเมนต์ ดั ด ในคาน (รู ป ที่ E1.12-5 (ช)) สามารถค านวณแรงเฉื อ นในคานได้ SGH = MGH/(L/2) = 22.5/(10/2) = 4.5 kN โดยแรงเฉื อ นนี้ ถ่ า ยกลั บ ผ่ านจุ ด ต่อ โดยสมดุ ล แรงใน แนวดิ่งจะได้ Fy = 0; ทิศขึ้นเป็นบวก นั่นคือ QDG = SGH = 4.5 kN 5m

5m

MGH = 22.5 G

MHG = 22.5 H

QGH = 33.75

QHG = 33.75

SGH = 4.5

SHG = 4.5

รูปที่ E1.12-5 (ช)) ตัวอย่างสมดุลในคาน GH


www.yotathai.com


สมดุลเช่นนี้ต่อไป จนทราบแรงในเสาและคานทุกตัวดังแสดงในรูปที่ E1.12-5 (ซ) 4.5

44.5

22.5

G 22.5

22.5

22.5

22.5

33.75

33.75

33.75 11.25

33.75

22.5

22.5

11.25

H

11.25

4.5

4.5

4.5

22.5 7.5

3 3

11.25

I

11.25

11.25

45 7.5

4.5 4.5

22.5

22.5

7.5

7.5 7.5

22.5

11.25 22.5

22.5

45

11.25

22.5

90

D

84.375

22.5 22.5

3 3

21.375

11.25

106.875

106.875

67.5 67.5

45

21.375

21.375

11.25

106.875

22.5 E 106.875 106.875 22.5

22.5 22.5

21.375

35.625

17.25

35.625

17.25

25.875 33.75

106.875

22.5

F 22.5

33.75

106.875

67.5

33.75

43.125 43.125 33.75

67.5

84.375

11.25

7.5 7.5 35.625

22.5 106.875 67.5 67.5

25.875

22.5

7.5

45

4.5 4.5

11.25

168.75

84.375

๐ 84.375 A

168.75 B

33.75

25.875

67.5

17.25

C

84.375 33.75

43.125

รูปที่ E1.12-5 (ซ) สมดุลของชิ้นส่วนต่างๆ ของโครงดัด ตรวจสอบสมดุลจากแรงปฏิกิริยา FX

Fy

= 0,ขวาเป็นบวก 45 + 90 – 33.75 – 67.5 = 0

OK

= 0, ขึ้นเป็นบวก -22.875 – 17.25 + 43.125 = 0

OK


แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ Mc = 0, หมุนทวนเข็มเป็นบวก -45(9)–90(5)+84.375+25.875(16)+168.75+17.25(6)+84.375 = 0

OK

1.12.5.2 วิธีคานยื่น Centroidal axis

วิธีนี้คิดค้นโดย A. C. Wilson เมื่อปี ค.ศ.1908 เหมาะสมสาหรับการวิเคราะห์อาคารสูง ที่โยก ตัวแบบคานยื่น (รูปที่ 1.12-17) มีสมมุติฐานว่า “ภายใต้แรงทางข้าง โครงดัดมี พฤติกรรมคล้ายคานยื่น”โดยสมมุติว่าหน่วยแรงที่ เกิ ด ขึ้ น ที่ ฐ านเป็ น หน่ ว ยแรงดั ด ซึ่ ง แปรผั น เป็ น เส้นตรงเทียบกับแนวแกนสะเทิน

LLLLLLLL

เเ Huu

////////

11

{

Tension

LLLLLLLL

Compression

รูปที่ 1.12-17 สมมุติฐานของวิธีคานยื่น เพื่อประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้าง สมมุติฐานต่อไปนี้ใช้กับวิธีคานยื่น มีดังนี้ (1) จุดดัด กลับอยู่ที่กลางคานและเสาและ (2) ในแต่ละชั้นของโครงดัด แรงตามแนวแกนในเสาแปรผันเป็นเส้นตรง เทียบกับ C.G. ของหน้าตัดเสา ขั้นตอนการคานวณเริ่มจากหาจุดแนวแกนสะเทินตามแนวยาวของอาคารจากนั้นคานวณโมเมนต์ ที่ฐาน และแปลงไปเป็นแรงตามแนวแกนในเสาโดยแรงตามแนวแกน (Qc) จะเปลี่ยนไปเป็นแรงเฉือนใน คาน (Sg) เมื่อทราบแรงเฉือน ค่าโมเมนต์ดัดในคานได้จากMg = Sg(L/2) ดังแสดงในรูปที่ 1.12-16 ต่อจากนั้นแรงเฉือนในคานจะถ่ายไปเป็นแรงตามแนวแกนในเสา (Qc) โมเมนต์ในคาน (Mg) จะถ่ายผ่าน จุดต่อไปยังเสา หรือ Mc = Mg และเมื่อทราบ Mc แรงเฉือนในเสามีค่าเท่ากับ Sc = Mc/(h/2) ทัง้ นี้แรง เฉือนในเสาที่ได้ จะสมดุลที่จุดต่อและกลับไปเป็นแรงอัดในคาน ดังแสดงในรูปที่ 1.12-15


www.yotathai.com


ตัวอย่าง 1.12-6 การประมาณโมเมนต์ดัดในโครงดัดด้วยวิธีคานยื่น จงประมาณโมเมนต์ดัดในโครงดัดดังแสดงในรูปที่ E1.12-5 (ก) ด้วยวิธีคานยื่น วิธีทา จากสมมุติฐานที่กาหนดให้จุดดัดกลับเกิดที่กลางคานและเสา ดังนั้นเสมือนว่ากลางเสาและคานมี internal hinge ต่อมาพิจารณาแรงตามแนวแกนในเสาของโครงดัดในแต่ละชั้นโดยพิจารณาจุด ดัดกลับในแต่ละชั้น (ไม่มีโมเมนต์)ดังแสดงในรูปที่ E1.12-6 (ก) จะได้ 45 kN

G

H

I 2m

a

a J

2m 90 kN

D

E

F 2.5 m

b

b K 2.5 m

A

B 5m

5m

C 3m

3m

รูปที่ E1.12-6 (ก) หน้าตัดที่พิจารณา สาหรับการคานวณแรงตามแนวแกนในเสา คานวณ C.G. ของเสาในแต่ละชั้น (เมื่อวัดจากเสา เสาเท่ากับ A จะได้ x

ด้า นซ้ าย) และเมื่ อ สมมุ ติ ว่า หน้ าตั ด

= Ai·xi/Ai = [A(0) + A(10) + A(16)]/3A= 8.67 ม.

ณ จุดนี้ (แนวนี้) แรงตามแนวแกนในเสาจะเปลี่ยนเครื่องหมาย (จากบวกเป็นลบหรือลบเป็น บวก) ต่อมาคานวณแรงตามแนวแกน จากสามเหลี่ยมคล้ายของแรง เนื่องจากที่ฐานโครงสร้างมี การกระจายตัวคล้ายแบบหน่วยแรงดัดในคานยื่น ดังแสดงในรูปที่ E1.12-6 (ข) QEH QFI

= (1.33/8.67)QDG = (7.33/8.67)QDG

= 0.1534QDG = 0.8454QDG

...(1) ...(2)


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ 45 kN

G

H

I 2m

J

QDG

QEH X = 8.67 m

1.33 m

QFI 6m

QDG

QEH = 0.1534QDG

รูปที่ E1.12-6 (ข) หน้าตัด a-a เมื่อพิจารณาโครงบน คานวณโมเมนต์รอบจุด J (หมุนทวนเข็มเป็นบวก) นั่นคือ

□MJ = 0; -45(2) + QEH(10) + QFI(16) = 0 แทนค่า (1), (2) ลงในสมการด้านบนจะได้ QDG = 5.98 kN คานวณแรงตามแนวแกนในเสาต้นอื่นๆโดยแทน QDG ลงใน (1) และ (2) จะได้ QEH = 0.1534(5.98) = 0.92 kN QFI = 0.8454(5.98) = 5.06 kN คล้ายกับโครงด้านบน ด้วยหลักการของ 3 เหลี่ยมคล้าย คานวณความสัมพันธ์ของแรงตาม แนวแกนในเสาล่างได้ (ดังแสดงในรูปที่ E1.12-6 (ค)) นั่นคือ QBE = 0.1534QAD …(3) และ QCF = 0.8454QAD …(4) โดยคานวณโมเมนต์รอบจุด K (หมุนทวนเข็มเป็นบวก) นั่นคือ MK = 0; 45(6.5) -90(2.5) + QBE(10) + QCF(16) = 0 แทน (3) และ (4) ในสมการโมเมนต์ จะได้ QAD = 34.36 kN และเมื่อแทน QADกลับจะได้ QBE = 5.27 kN และ QCF = 29.05 kN


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ X = 8.67 m 45 kN

G

H

I 4m

90 kN

D

E

F 2.5 m

K

QAD QBE = 0.1534QAD

QCF = 0.1534QAD

รูปที่ E1.12-6 (ค) หน้าตัด b-b เมื่อพิจารณาโครงล่าง พิจารณาเสา GD เมื่อทราบแรง QDG = 5.98 kN แล้วสามารถค่าถ่ายกลับ (ผ่านจุดต่อ) ไปเป็น แรงเฉือนในคาน SGH (ตามรูปที่ E1.12-6 (ง)) 5m SGH = 5.98 29.9 G

45 kN

MGH = 29.9 G

MHG = 29.9 H

QGH = 30.05 QGH = 30.05

MGD = 29.9

QHG = 30.05

14.95

SGH = 5.98 QGD

5m

SHG = 5.98

5.98 = 5.98 G SGD = 14.95

2m

MGD = 29.9

2m

MDG = 29.9 SDG = 14.95 D QDG = 5.98

รูปที่ E1.12-6 (ง) สมดุลของจุดต่อและคาน ซึ่งจากสมดุลในคาน สามารถคานวณ MGH = 5.98(5) = 29.9 kN-m และจาก MGH จะทาให้ ทราบ MGD และสามารถคานวณแรงเฉือนในเสา DG ได้ SGD = 29.9/2 =14.95 kN


www.yotathai.com


ไม่เพียงเท่านั้นแรงเฉือนในคาน SGDถ่ายกลับผ่านสมดุลจุดต่อไปเป็นแรง ตามแนวแกนในคาน Fx = 0; ขวาเป็นบวก, 45-19.95 – QGH= 0 นั่นคือ QGH = 30.05 kN ถ่ายแรง รวมถึงคานวณโมเมนต์และแรงเฉือนของโครงสร้าง ดังแสดงในรูปที่ E1.12-6 (จ) ทั้งนี้ของให้เปรียบเทียบผลเฉลยที่ได้จากทั้ง 2 วิธี (รูปที่ E1.12-5 (ซ)) และใช้วิจารณญาณใน การเลือกใช้ โดยรูปที่ E1.12-6 (ฉ) แสดงผลการคานวณด้วยโปรแกรมไฟไนต์อิลิเมนต์ 5.98

45

29.9

G 29.9

29.9

29.9

30.05

30.05

30.05 14.95

30.05

5.98 5.98

5.98

29.9

29.9

5.98

29.9

15.15

7.52

5.06 22.53 0.92 0.92

14.95

I

7.52

7.52

45.05

5.98

15.15

7.52

H

7.52

15.15 5.06

5.06

5.06 5.06

22.53

7.52

45.05

15.15

29.9

45.05

14.95

5.98 5.98

90

0.92 0.92

141.9 60.15 60.15

D 112

141.9

44.8 28.38

34.36

28.38

34.36

60.15 60.15

7.52

72.08

45.05 141.9

15.25 E 141.9 72.08 15.25 168.575 67.43 28.38

15.25

F

15.25

44.8

15.15

56.93 22.77

72.08 24

5.27

72.08

24

24

29.05

17.25

29.05 22.77

67.43

112

7.52

5.06 5.06 24

22.53

29.9

15.15 22.53

28.38

14.95

15.15

5.06

168.575

56.93

6 112 A

56.93

168.575 B

44.8

34.36

C

67.43

29.05

5.27

รูปที่ E1.12-6 (จ) สมดุลของจุดต่อ คาน และเสา ตามวิธีคานยื่น ตรวจสอบสมดุลจากแรงปฏิกิริยา FX = 0, ทิศซ้ายเป็นบวก 45 + 90 - 44.8 - 67.43 - 22.27 = 0 Fy

= 0, ทิศขึ้นเป็นบวก


OK

22.77

www.yotathai.com


OK

_____________________________________________________________________

-34.36 + 5.27 + 29.05 ~ 0 Mc = 0,หมุนทวนเป็นบวก -45(9)-90(5)+112+34.36(16)+168.575+5.27(6)+56.93 ~ 0 OK


1.13.1 ลักษณะและรูปแบบทั่วไปของโครงข้อหมุน โครงข้อหมุนนิยมใช้ในโครงสร้างช่วงยาว เช่น โครงหลังคาหรือสะพาน ตัวอย่างโครงหลังคา แสดงดังรูปที่ 1.13-1 และ รูปที่ 1.13-2 และตัวอย่างโครงสร้างสะพานแสดงในรูปที่ 1.13-3 และรูปที่ 1.13-4

1.13 การวิเคราะห์หาแรงในชินส่วนโครงสร้าง (โครงข้อหมุน) การวิเคราะห์โครงสร้างประเภทโครงข้อหมุนสามารถใช้หลักสมดุลที่จุดต่อหรือสมดุลของหน้า ตัดแล้วแต่วิศวกรผู้ออกแบบ โดยในหัวข้อนี้จะแสดงลักษณะของโครงข้อหมุนที่ใช้บ่อย และแนวทางใน การวิเคราะห์ผลตอบสนองของโครงข้อหมุนตามแนวคิดข้างต้น

รูปที่ E1.12-6 (ฉ) แรงปฏิกิริยาสาหรับโจทย์ข้อที่ E1.12-6 ด้วยโปรแกรมไฟไนต์อิลิเมนต์

'vj

www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ Roof Purlin

Gusset plate Top chord

Bottom chord Post Knee brace

Span

Bay Bay

รูปที่ 1.13-1 ส่วนประกอบของโครงหลังคา x Top chord

y

Bottom chord

Howe

Warren

Pratt

Bow String

Scissors

A

Fink

B

Warren with Verticals

Saw Tooth

Three-Hinged Arch

รูปที่ 1.13-2 รูปแบบโครงหลังคา


www.yotathai.com

กลศาสตร์ และการวิเคราะห์โครงสร้าง | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ Sway bracing Portal end bracing

Top chord

Lateral bracing

Portal end post

Deck Lower chord Panel Stringers

Floor bracing

รูปที่ 1.13-3 ส่วนประกอบของสะพานแบบโครงข้อหมุน

Pratt

Warren

Warren

Parker

Warren with Verticals

Parker

K-Truss

Arch

Cable

Hanger

Cantilever Suspension

รูปที่ 1.13-4 รูปแบบสะพานแบบโครงข้อหมุน


www.yotathai.com


1.13.2 สมมติฐานในการวิเคราะห์โครงข้อหมุนระนาบ ในการวิเคราะห์โครงข้อหมุนระนาบจะใช้สมมติฐานดังต่อไปนี้ 1. จุดต่อที่ปลายชิ้นส่วนโครงข้อหมุนเป็นแบบยึดหมุน (Pin หรือ Hinge Joint) 2. ชิ้นส่วนโครงข้อหมุนเป็นแนวตรงตลอด 3. แรงภายนอก (น้าหนักบรรทุกและแรงปฏิกิริยา) กระทาที่จุดต่อเท่านั้น 4. แนวแกนสะเทินของชิ้นส่วนโครงข้อหมุนตัดกันที่จุดต่อ 5. พฤติกรรมการรับแรงของวัสดุเป็นไปตามกฎของฮุค (Hooke’s Law) ความสัมพันธ์ระหว่างแรง และการเสียรูปเป็นสัดส่วนโดยตรง 6. การเปลี่ยนแปลงความยาวของชิ้นส่วนมีน้อยมากเมื่อเทียบกับความยาวชิ้นส่วน การวิเคราะห์โครงข้อหมุนจะสมมติว่าชิ้นส่วนเป็นแนวตรงต่อกันที่จุดต่อซึ่งเกิดจากแนวแกน สะเทินของชิ้นส่วนตัดกัน จุดต่อจะสมมติเป็นแบบยึดหมุน กล่าวคือไม่มีการต้านทานโมเมนต์ (ซึ่งการ จาลองโครงสร้างเพื่อการคานวณจะถือว่าจุดต่อไม่มีขนาด) ดังนั้นการวิเคราะห์โครงข้อหมุนทั่วไปจึง สมมติว่าชิ้นส่วนโครงข้อหมุนจะเกิดเฉพาะแรงหลักหรือแรงตามแนวแกนเท่านั้น 1.13.3 ข้อตกลงทางเครื่องหมายของโครงข้อหมุน ในการวิเ คราะห์โครงข้อหมุน ได้กาหนดเครื่องหมายของแรงตามแนวแกน (Axial Force) ไว้ว่า แรงตามแนวแกนจะเป็น บวก ก็ต่อเมื่อแรงภายในพยายามทาให้ชิ้นส่วนโครงสร้างนั้นยืดออก ลบ ก็ต่อเมื่อแรงภายในพยายามทาให้ชิ้นส่วนโครงสร้างนั้นหดตัว เมื่อพิจารณาที่จุดต่อจะเห็นว่าแรงภายในจะเป็น บวก ก็ต่อเมื่อแรงภายในมีทิศพุ่งออกจากจุดต่อ(เป็นแรงดึง) ลบ ก็ต่อเมื่อแรงภายในมีทิศพุ่งเข้าจุดต่อ(เป็นแรงอัด) 1.13.4 การวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดยวิธีวิเคราะห์จุดต่อ (Method of Joints) เราสามารถหาแรงภายตามแนวแกนโดยวิธีวิเคราะห์ที่จุดต่อได้โดยใช้สมการสมดุล 2 สมการ คือ  Fx

0

และ  Fy

0

จะเห็นว่าสมการสมดุล ที่ใช้ในการหาค่าของแรงตามแนวแกนมี


www.yotathai.com


เพียง 2 สมการ เพราะฉะนั้นเมื่อวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดยวิธีวิเคราะห์จุดต่อ จะต้องมีตัวที่ไม่รู้ค่า ไม่เกิน 2 ตัวเท่านั้น p

p

PX,BC

B

f—

-x>

4 Fy.BC (ก) (ข) รูปที่ 1.13-5 การวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดยวิธีวิเคราะห์จุดต่อ

1.13.5 ชินส่วนที่มีแรงภายในมีค่าเป็นศูนย์ (Zero-Force Member) การรับน้าหนักของโครงข้อ หมุนในบางกรณีอาจไม่ทาให้เกิดแรงภายในที่บางชิ้นส่วนของโครง ข้อหมุ นได้ ชิ้นส่ว นที่ไม่ เ กิดแรงภายในหรือแรงตามแนวแกนภายใต้น้าหนักบรรทุกที่กระทากับโครง ข้อหมุน จะเรียกชิ้นส่วนนั้นว่า ชิ้นส่วนที่มีแรงภายในมีค่าเป็นศูนย์ (Zero-Force Member) ซึ่งมีหลักใน การพิจารณาดังนี้ หลักเกณฑ์ที่ 1

มีชิ้นส่วน 2 ชิ้นมาต่อกันแล้วไม่มีแรงกระทาภายนอกหรือแรงปฏิกิริยา กระทาที่จุดต่อนั้น ชิ้นส่วนทั้งสองชิ้นเป็นชิ้นส่วนที่มีแรงภายในมีค่าเป็น ศูนย์ (Zero-Force Member) ดังรูปที่ 1.13-5ก

หลักเกณฑ์ที่ 2

ชิ้นส่วนมี 3 ชิ้นมาต่อกัน แต่มี 2 ชิ้นส่วนต่อกันเป็นแนวเส้นตรงแล้วไม่ มีแรงกระทาภายนอกหรือแรงปฏิกิริยากระทาที่จุดต่อนั้น ชิ้นส่วนที่ 3 ที่ ไ ม่ อ ยู่ ใ นแนวเส้ น ตรงนั้ น เป็ น ชิ้ น ส่ ว นที่ มี แ รงภายในมี ค่ า เป็ น ศู น ย์ (Zero-Force Member) ดังรูปที่ 1.13-5ข

F2=0

F1=0

<-

(ก)

F4=0 F3

F5

(ข)


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ p

\|/J

p

p

p

li 1h \t

(ค) รูปที่ 1.13-5 การพิจารณาชิ้นส่วนที่มีแรงภายในมีค่าเป็นศูนย์ 1.13.6 การวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดยวิธีวิเคราะห์หน้าตัด (Method of Sections) เราสามารถหาแรงภายตามแนวแกนโดยวิธีวิเคราะห์หน้าตัดได้โดยใช้สมการสมดุล 3 สมการ คือ  Fx  0  Fy  0 และ  M z  0 ที่รูปใดก็ได้ จะเห็นว่าสมการสมดุลที่ใช้ในการหา ค่าของแรงตามแนวแกนมี 3 สมการ เพราะฉะนั้นเมื่อวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดยวิธีวิเคราะห์หน้าตัด จะต้องเลือกหน้าตัดที่มีตัวที่ไม่รู้ค่าไม่เกิน 3 ตัวเท่านั้น

(ก)

(ข) (ค) รูปที่ 1.13-5 การวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดยวิธีวิเคราะห์หน้าตัด 1.13.7 แนวทางการวิเคราะห์โครงข้อหมุน ในการวิเคราะห์โครงข้อหมุนโดย สามารถสรุปเป็นขั้นตอนได้ดังนี้ 1. เขียน FBD ของโครงข้อหมุน 2. ตรวจสอบความมีเสถียรภาพและความเป็นดีเทอร์มิเนทของโครงข้อหมุน 3. ใช้สมการสมดุลหรือสมการเงื่อนไขเพื่อหาแรงปฏิกิริยา SUPARP, PETCHSASITHON, JOYKLAD AND PIMANMAS | หน้าที่ 154 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


4. ตรวจสอบแรงปฏิกิริยาที่หาได้โดยใช้สมการสมดุลอื่นที่ยังไม่ได้ใช้ 5. ตรวจสอบชิ้นส่วนทีม่ ีแรงภายในเป็นศูนย์ (Zero-Force Member) 6. หาแรงภายในหรือแรงตามแนวแกนของชิ้นส่วนโครงข้อหมุนที่ต้องการ โดยใช้สมการสมดุล  Fx  0 และ  Fy  0 เมื่อวิเคราะห์ที่จุดต่อ

 Fx  0  Fy  0 และ  M z  0 เมื่อวิเคราะห์ที่หน้าตัด 7. หากแรงที่คานวณได้เป็นลบ แสดงว่ามีทิศตรงกันข้ามกับที่สมมติไว้ 8. สรุปแรงภายในที่คานวณได้ทั้งหมด อนึ่ง บางกรณีในการวิเคราะห์โครงข้อหมุนอาจไม่จาเป็นต้องหาแรงปฏิกิริยาก่อนก็ได้


www.yotathai.com


เอกสารอ้างอิง 1. 2.

3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

13.

กรมโยธาธิการและผังเมือง. 2550. มาตรฐานการคานวณแรงลมและการตอบสนองของ อาคาร / กรมโยธาธิการและผังเมือง (มยผ. 1311-50). กรุงเทพฯ กฎกระทรวง กาหนดการรับน้าหนักความต้านทานความคงทนของอาคารและพื้นดินที่รองรับ อาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวพ.ศ. 2550 (พ.ศ.2550). (2550, 30 พฤศจิกายน). ราชกิจจานุเบกษา.เล่ม 124ตอนที่86ก กฎกระทรวงฉบับที่ 6 (พ.ศ.2527) ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ.2522. (2527, 11 ตุลาคม). ราชกิจจานุเบกษา.เล่ม 101 ตอนที่ 143 กฎกระทรวงฉบับที่ 48 (พ.ศ.2540) ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522. (2540, 2 ตุลาคม). ราชกิจจานุเบกษา.เล่ม 114ตอนที่52ก ข้อบัญญัติกรุงเทพมหานครพ.ศ. 2544. (2544, 3 สิงหาคม). ราชกิจจานุเบกษา.เล่ม118 ตอนที่75ง พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ.2522. (2522, 14 พฤษภาคม). ราชกิจจานุเบกษา.เล่ม 96 ตอนที่ 80 พระราชบัญญัติควบคุม อาคาร (ฉบับที่ 2) พ.ศ.2535. (2535, 6 เมษายน). ราชกิจจา นุเบกษา.เล่ม109ตอนที่ 39 พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 3) พ.ศ.2543. (2543, 15 พฤษภาคม). ราชกิจจา นุเบกษา.เล่ม117 ตอนที่ 42ก วินิต ช่อวิเชียร. 2544. การวิเคราะห์โครงสร้าง. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ : ดร. วินิต ช่อวิเชียร. วินิต ช่อวิเชียร. 2544. ทฤษฎีโครงสร้าง. พิมพ์ครั้งที่ 5. กรุงเทพฯ : ดร. วินิต ช่อ วิเชียร. สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.). 2550. มาตรฐาน สาหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยวิธีกาลัง.กรุงเทพฯ สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.). 2546. มาตรฐาน การออกแบบอาคารเหล็ ก รู ป พรรณโดยวิ ธี ตั ว คู ณ ความต้ า นทานและน าหนั ก บรรทุ ก . กรุงเทพฯ สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.). 2546. มาตรฐาน การคานวณแรงลมสาหรับการออกแบบอาคาร.กรุงเทพฯ


www.yotathai.com


14. 15. 16.

17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29.

สุนิติ สุภาพ. 2556. หลักพื้นฐานการวิเคราะห์โครงสร้าง. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ อินทศักดิ์ นฤภัย. 2552. รายการประกอบแบบมาตรฐาน ฉบับปี 2552.กรุงเทพฯ : สมาคมสถาปนิกสยาม ในพระบรมราชูปถัมภ์ ฮิบเบลเลอร์ , อาร์. ซี. 2545. วิเคราะห์โครงสร้าง. แปลจาก Structural Analysis. 5th Edition. โดย บุรฉัตร ฉัตรวีระ และ วทัชภฬ เดชพันธ์. กรุงเทพฯ : สตาร์บริดจ์ เอ็ด ดูเคชั่น. AASHTO. 2002. AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges. 17th Edition. Washington DC. : AASHTO. ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI318-99). American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1999 ACI. 2005. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI318-05) and Commentary (ACI318R-05). Detroit : AASHTO. ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI318-14). American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2014 Anwar, N.“Building Structures Modeling and Analysis Concepts.”[Online]. Available: http://www.comp-engineering.com/technical_papers.htm. 2002. Beer, F. P.et. al.2006. Mechanics of Materials. 4th Edition in SI Units. Singapore: McGraw-Hill. Borg, S. F. and Gennaro, J. J.Advanced Structural Analysis. D. Van Nostrand Company, 1960 Calavera, J.Manual for Detailing Reinforced Concrete Structures to EC2.Spon Press, 2012 Charleson, A.Seismic Design for Architects : Outwitting the Quake. 1st Edition, Elsevier Inc, 2008 Hassoun, M. N. and Al-Manaseer, A.Structural Concrete : Theory and Design. 4th Edition, John Wiley & Sons, 2008 Hibbeler, R. C. Mechanics of Materials, 9th Edition, Prentice Hall, 2013 Hibbeler, R. C.2002. Structural Analysis. 5th Edition. New Jersey: PrenticeHall. Kassimali, A. 1999. Structural Analysis. 2nd Edition.California: Brooks/Cole. สุนิติ สุภาพ, อาทิตย์ เพชรศศิธร, ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด และอมร พิมานมาศ | หน้าที่ 157 ของบทที่ 1

www.yotathai.com


30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47.

Kassimali, A.2005. Structural Analysis. 3rd Edition.Ontario: Thompson. Kassimari, A.Structural Analysis,4th Edition, Cengage Learning, 2011 Lin, T. Y. andStotesbury, S. D. Structural Concepts and Systems for Architects and Engineers. John Wiley & Sons, 1981 MacGregor, J. G. and Wight, J. K.Reinforced Concrete: Mechanics and Design. 4th Edition, Prentice Hall, 2004 Megson, T. H. G. 1 9 9 6 . Structural and Stress Analysis. Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann. Naaman, A. E. Prestressed Concrete : Analysis and Design. 3rd Edition, Techno Press 3000, 2012 Norris, C. H. et. al. 1 9 9 1 . Elementary Structural Analysis. 4 th Edition. Singapore: McGraw-Hill. Ochshorn, J.Structural Elements for Architects and Builders. Elsevier Inc, 2010 Paulay, T and Priestley, M. J. N. Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings. John Wiley & Sons, 1996 Pytel, A. and Singer, F. L. 1987. Strength of Materials. 4th Edition.New Jersey: HarperCollins. Reynolds, C. E. andSteedman, J. C. Reinforced concrete designer's handbook. 9th Edition, Cement and Concrete Association, London, 1981 Schodek, D. L. 1980. Structures.New Jersey: Prentice-Hall. Schodek, D. L.Structures. 5th Edition, Pearson Prentice Hall, 2004 Shaeffer, R. E.Building Structures : Elementary Analysis and Design. PrenticeHall, 1980 Shaeffer, R. E.Reinforced Concrete : Preliminary Design for Architects and Builders. McGraw-Hill, 1992 Shaeffer, R. E.Elementary Structures for Architects and Builders. 4th Edition, Prentice-Hall, 2001 Smith B. S. andCoull, A. Tall Building Structures: Analysis and Design.John Wiley & Sons, 1991 Taranath, B. S. Reinforced Concrete Design of Tall Buildings. CRC Press, 2010


www.yotathai.com


48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65.

Tartaglione, L. 1991. Structural Analysis.Singapore: McGraw-Hill. Vanderbilt, M. D. and Corley, W. G. Frame Analysis of Concrete Buildings. Concrete International, December, 1983 http://staringapocalypse.blogspot.com/2010/06/golden-gate-bridge.html http://www.scienceclarified.com/Bi-Ca/Bridges.html#b http://kecuk.com/2011/06/19/design-lightweight-steel-roof-truss.html http://lntstt.en.made-in-china.com/product/sqHxnPflhekN/China-220kv-TransmissionLine-Steel-Tower.html http://srt251group5.tumblr.com/ http://www.archiexpo.com/prod/barcon/reinforced-concrete-beams-59904144037.html http://www.gic-edu.com/coursedetail.aspx?id=394 http://wagenugraha.wordpress.com/2008/05/30/material-komposit-efek-sinergi-danpernikahan/ http://bridgehunter.com/ca/contra-costa/bh44517/ http://shanborun666.en.made-in-china.com/product/HeinRhSVhorI/China-SteelFrame.html http://carsonconcrete.net/main.php http://www.alibaba.com/product-gs/278012677/membrane_structure.html http://www.ketchum.org/shellpix.html http://www.mca-tile.com/articleAW09_09.htm http://www.mccarthy.com/ftp-holcim-us/ http://www.mnhs.org/shpo/disaster/disaster4.html


www.yotathai.com

บทที่

2

คอนกรีตเสริมเหล็ก

(Reinforced Concrete)

ศ.ดร.อมร พิมานมาศ สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

ดร.ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

www.yotathai.com


2.1 ข้อกาหนดในงานคอนกรีตเสริมเหล็ก มาตรฐาน วสท. (1008-38 : วิธีกาลัง) ให้ความหมายของคอนกรีตเสริมเหล็ก (คสล.) หรือ Reinforced Concrete (RC) ว่ า “คอนกรี ต ที่ มี เหล็ ก เสริ ม ไม่ น้ อ ยกว่ า ปริ ม าณต่ าสุ ด ที่ ต้ อ งการโดย มาตรฐานและคานวณออกแบบบนสมมุติฐานที่ว่า วัสดุทั้งสองมีพฤติกรรมร่วมกันในการรับแรงต่างๆ” 2.1.1 ข้อดีและข้อเสียของคอนกรีตเสริมเหล็ก ข้ อ ดี ข องคอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก เช่ น (1) ใช้ ค วามแข็ ง แกร่ ง ในด้ า นรั บ แรงอั ด จากคอนกรี ต + ความเหนีย วจากเหล็ กเสริม (2) RC สามารถต้ านทานไฟและน้าได้ ดี (3) RC มี ค วามแข็งแกร่งสู ง (4) มีค่าการบารุงรักษาต่า (5) สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงใดๆ (ขึ้นอยู่กับแบบหล่อ) (6) ใช้ฝีมือแรงงาน ที่ต่า (คนไทยใช้มานาน) ข้อเสียของคอนกรีตเสริมเหล็ก ได้แก่ (1) คอนกรีตเป็นวัสดุเปราะ ปริมาณเหล็กเสริมที่ใช้ต้องรับ การออกแบบเป็นอย่างดี (2) ต้องใช้แบบหล่อในการสร้างรูปทรง (ค่าแบบหล่อมีมูลค่าสูง) (3) มีค่า “กาลังรับน้าหนักเทียบกับน้าหนักของชิ้นส่วน” ที่ต่า และ (4) คุณสมบัติของคอนกรีตมีความไม่แน่นอนสูง 2.1.2 วิธีการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก ทฤษฎีการออกแบบ RC ทั่วโลก มีปรัชญาการออกแบบที่คล้ายกันหรืออาจต่างกันเพียงชื่อใน การเรียก สัญลักษณ์และสมการการออกแบบเท่านั้น ทั้งนี้ทฤษฎีที่ใช้ในการออกแบบตามมาตรฐาน วสท. ซึ่งอ้างตามอเมริกัน (ACI) คือ ก. วิธีหน่วยแรงใช้งาน (Working Stress Method, WSM) ข. วิธีกาลัง (Strength Design Method, SDM) 2.1.2.1 วิธีหน่วยแรงใช้งาน วิธีหน่วยแรงใช้งาน ใช้พื้นฐานของ “ทฤษฎียืดหยุ่น (elastic theory)” เนื่องจากตั้งสมมุติฐานว่า “โครงสร้างมีพฤติกรรมอยู่ในช่วงยืดหยุ่น ” (ดังรูป ที่ 2.1-1) วิธีนี้จะจากัดไม่ ให้หน่วยแรงที่เกิดขึ้นใน คอนกรีตและเหล็กเสริมเกินค่าหน่วยแรงที่ยอมให้เช่น หน่วยแรงในคอนกรีต (fc) <cfc หน่วยแรงในเหล็กเสริม (fs) <sfy

2.1-1 (ก) 2.1.-1 (ข)

เมื่อ cfc คือ หน่วยแรงอัดที่ยอมให้ในคอนกรีต และ sfy คือ หน่วยแรงดึงที่ยอมให้ในเหล็กเสริม ทั้งนี้ค่า c และ s เป็นไปตามตารางที่ 2.1-1

PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 2 ของบทที่ 2

www.yotathai.com

คอนกรีตเสริมเหล็ก | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________

ตารางที่ 2.1-1 ค่าตัวคูณสาหรับการจากัดค่าหน่วยแรงในวัสดุคอนกรีตเสริมเหล็ก วสท. กฎกระทรวง ฯ 0.45 0.375 c 0.50 0.50 s ดังนั้นจึงอนุมานได้ว่าตลอดชีวิตของโครงสร้างจะไม่เกิดการแตกร้าวและมีการเคลื่อนตัวที่ต่าใน สหรัฐอเมริกาวิธีนี้นิยมในช่วง ค.ศ.1900 – ค.ศ.1963 โดยปัจจุบันเลิกใช้แล้ว แต่สาหรับเมืองไทยยังเป็น ที่นิยมอยู่

_ --—

ควบคุมให้พฤติกรรม

โครง สร้างอยูใน ่ ช่วงนั๊

จุดวิป้ต (failure point)

»

f

•

ชุตท็่ยอมไท้ (allowable point) ควบคุมให้'พฤติกรรม

โครง สร้างอยูใน ่ ช่วงนั๊

การเสียรูป (Deformation, A)

t

'

ชุดวิบัติ (failure point)

/

ชุด ดราก (yielding point)

ชุดท็่ยอมไท้ (allowable point) การเสียรูป (Deformation, A)

รูปที่ 2.1-1 พฤติกรรมของโครงสร้างในช่วงใช้งาน รูปที่ 2.1-2 พฤติกรรมของโครงสร้างในช่วงประลัย วิธีนี้วิเคราะห์โครงสร้างใน “ช่วงใช้งาน (service stage)” ดังนั้นน้าหนักที่ใช้ออกแบบจึงเป็น น้าหนักใช้งาน (working load) คือ การรวมแรงเพื่อออกแบบ (w) : น้าหนักคงที่ (DL)+น้าหนักจร (LL) W = WDL + WLL

2.1-2

2.1.2.2 วิธีกาลัง วิธีกาลังในอดีตตามมาตรฐาน วสท. และยังคงใช้ตามกฎกระทรวงฯ เรียกว่า “วิธีกาลังประลัย (Ultimate Strength Design, USD)” เนื่ อ งจากพิ จ ารณาก าลั ง ของโครงสร้ า ง ณ ภาวะประลั ย (ultimate stage) ซึ่งจะกาหนดให้ “กาลังระบุขององค์อาคาร (nominal strength, Rn)” ซึ่งลดค่าแล้วมี ค่ามากกว่า “น้าหนักบรรทุกที่เพิ่มค่าแล้ว (overload, Qu)” Rn> Qu

2.1-3

อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 3 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


เมื่อ  คือ ตัวคูณลดค่าเนื่องจากความไม่แน่นอน ซึ่งมาจากความไม่แน่นอนของวัสดุและการก่อสร้าง (มีค่าน้อยกว่า 1.0) เนื่องจากวิธีนี้เป็นการวิเคราะห์ในภาวะประลัยดังนั้นน้าหนักที่ใช้ออกแบบจึงเป็นน้าหนักประลัย (ultimate load, Wu) ซึ่ ง ค านวณจากการเพิ่ ม ค่ า (overload) ให้ กั บ น้ าหนั ก บรรทุ ก ในช่ ว งปรกติ ดังสมการ (2.1-3) 2.1-4

Wu = DL·WDL + LL·WLL

เมื่อ DLคือ ตัวคูณเพิ่มค่ากรณีน้าหนักบรรทุกคงที่ และ LL คือ ตัวคูณเพิ่มค่ากรณีน้าหนักบรรทุกจร ทั้งนี้ค่า DL และ LL เป็นไปตามตารางที่ 2.1-2 ตารางที่ 2.1-2 ค่าตัวคูณเพิ่มค่าน้าหนักบรรทุก วสท. กฎกระทรวง ฯ ACI318-14

DL 1.4 1.7 1.2

LL 1.7 2.0 1.6

2.1.3 ข้อเปรียบเทียบสาหรับวิธีการออกแบบ WSD  ควบคุมไม่ให้หน่วยแรงที่เกิดขึ้นเกินกว่า หน่วยแรงที่ยอมให้  ทาให้ไม่สามารถคานวณกาลังที่แท้จริง ของโครงสร้างได้

SDM  สามารถคานวณกาลังที่แท้จริงของ โครงสร้างทาให้สามารถกาหนด สัดส่วนความปลอดภัย (F.S.) รวมถึง สามารถวางแนวทางการเสริมกาลัง โครงสร้างได้อย่างถูกต้อง

วิธีกาลังได้ถูกพัฒนาขึ้นมาแทนที่วิธีหน่วยแรงใช้งานเนือ่ งจากเหตุผลหลายประการ เช่น (ก) วิธีหน่วยแรงใช้งาน : ไม่สามารถระบุถึงกาลังที่แท้จริงของโครงสร้างได้เนื่องจากใน WSD ผู้ อ อกแบบสนใจที่ จ ะควบคุ ม ไม่ ให้ ห น่ วยแรงที่ เกิ ด ขึ้ น เกิ น กว่ าหน่ วยแรงที่ ย อมให้ เท่ านั้ น ในขณะที่ SDM สามารถคานวณกาลังที่แท้จริงของโครงสร้าง ทาให้ทราบถึงหนักบรรทุก สูงสุดที่โครงสร้างจะรับได้ (ข) ความปลอดภัยของวิธีกาลัง:กาหนดความปลอดภัยไว้แล้วถึงสองขั้น โดยผ่านทาง (1) ตัวคูณ เพิ่มน้าหนัก () และ (2) ตัวคูณลดกาลัง () ตัวคูณทั้งสองสร้างมาจากการวิจัยและวิธีทาง PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 4 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


สถิติที่มีความ สมเหตุสมผลกว่าวิธีหน่วยแรงใช้งาน (เปลี่ยนแปลงได้แล้วแต่ดุลยพินิจของ ผู้ออกแบบ) เห็นได้จาก LL มีค่ามากกว่า DL เนื่องจากน้าหนักบรรทุกจรมีความไม่แน่นอน มากกว่าน้าหนักบรรทุกคงที่ (ค) วิธีหน่วยแรงใช้งานไม่ได้พิจารณาอิทธิพลจากการคืบ (creep) และการหดตัว (shrinkage) ของคอนกรีต ในภาวะที่โครงสร้างรับน้าหนักบรรทุกใช้งาน คอนกรีตจะเกิดการคืบและการ หดตัวเนื่องจากการสูญเสียน้า ทาให้ ค่าสติฟเนสของคอนกรีตลดลง เป็นผลให้หน่วยแรงใน เหล็ กเสริม มี ค่ าเพิ่ ม ขึ้น ดั งนั้ นการวิเคราะห์ ด้ วยวิธีห น่ วยแรงใช้ง านจึ งมี ค วามไม่ แ ม่ น ย า แต่ในขณะที่การออกแบบด้วยวิธีกาลังจะพิจารณาหน้าตัดที่ภาวะวิบัติซึ่งไม่มีอิทธิพลของ การคืบและการหดตัวของคอนกรีตแต่อย่างใด (ง) วิ ธี ก าลั ง สามารถค านวณความเหนี ย วของหน้ า ตั ด ซึ่ ง จ าเป็ น ต่ อ การออกแบบเพื่ อ ต้ า น แผ่นดินไหว (จ) อีกทั้งวิธีกาลังสามารถออกแบบหน้าตัดให้มีความประหยัดเนื่องจากใช้กาลังของหน้าตัด อย่างเต็มที่ ซึ่งทาให้ได้หน้าตัดที่เล็กกว่าหน่วยแรงใช้งาน เนื่องจากความปลอดภัยที่สามารถ กาหนดได้ 2.1.4 การตรวจสอบที่ภาวะใช้งาน ตลอดอายุใช้งานของโครงสร้าง โอกาสที่โครงสร้างจะรับแรงถึงจุดประลัยนั้นอาจจะไม่เกิดขึ้น อีกทั้งการออกแบบหน้าตัดที่ภาวะประลัย หน้าตัดที่ได้มักจะมีขนาดเล็กเนื่องจากได้ใช้กาลังของวัสดุที่ ภาวะขีดสุดเป็นผลให้โครงสร้างอาจจะเกิดการแอ่นตัวที่มาก (แต่ไม่วิบัติ) จนสูญเสียสภาพการใช้งาน (out of service) หรือเกิดรอยร้าวที่มากจนเกินไป (excessive cracks) จนทาให้อายุการใช้งานของ โครงสร้างลดลงดังนั้นหลังจากทาการออกแบบด้วยวิธีกาลังแล้ว ต้องทาการตรวจสอบ สภาพการใช้งาน (serviceability) ของโครงสร้างด้วยทุกครั้ง เนื่องจากที่สภาพใช้งานของโครงสร้าง จะถือว่าโครงสร้างมี พฤติกรรมในช่วงยืดหยุ่น (elastic range) ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับที่ใช้วิธีหน่วยแรงใช้งานในการตรวจสอบ 2.1.5 ข้อกาหนดเพิ่มเติมของกฎกระทรวงฯ ในการคานวณออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก กฎหมายไม่ได้ระบุให้ปฏิบัติตามมาตรฐาน หรือประมวลข้อบังคับใดเป็นการเฉพาะ วิศวกรสามารถใช้ความรู้ได้ตามทฤษฎีและเลือกแนวทางปฏิบัติ ใดที่เป็นที่ยอมรับได้ แต่ทั้งนี้กฎหมาย (กฎกระทรวงฯ พ.ศ.2522) ได้กาหนดขอบข่ายเบื้องต้นเกี่ยวกับ เรื่องของน้าหนักบรรทุกและกาลังของวัสดุ ไว้ดังนี้ 2.1.5.1 ในการคานวณส่วนต่างๆ ของอาคารคอนกรีตเสริม เหล็ กตามทฤษีกาลังประลัยให้ใช้น้าหนัก บรรทุกประลัยดังต่อไปนี้ (1) สาหรับส่วนของอาคารที่ไม่คิดแรงลม ให้ใช้น้าหนักบรรทุกประลัย ดังนี้ Wu= 1.7DL + 2.0LL อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 5 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


(2) สาหรับส่วนของอาคารที่คิดแรงลม (WL) ด้วย ให้ใช้น้าหนักบรรทุกประลัย ดังนี้ Wu= 0.75(1.7DL + 2.0LL +2.0WL) Wu= 0.9DL +1.3WL โดยให้ใช้ค่าน้าหนักบรรทุกประลัยที่มากกว่า แต่ทั้งนี้ต้องไม่ต่ากว่าน้าหนักบรรทุกประลัยใน (1) ด้วย 2.1.5.2 ในการคานวณส่วนต่างๆ ของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กตามทฤษฎีกาลังประลัยให้ใช้ค่าหน่วย แรงอัดประลัยของคอนกรีตไม่เกิน 150 ksc 2.1.5.3 ในการคานวณส่วนต่างๆ ของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กตามทฤษฎีกาลังประลัยให้ใช้กาลังคราก ของเหล็กเสริมต่อไปนี้ (1) เหล็กเสริมกลมผิวเรียบ ให้ใช้ไม่เกิน 2,400 ksc (2) เหล็กเสริมอื่น ให้ใช้กาลังครากของเหล็กเสริมชนิดนั้น แต่ต้องไม่เกิน 4,000 ksc 2.1.5.4 หน่วยน้าหนักบรรทุกจรสาหรับประเภท และส่วนต่างๆ ของอาคารนอกเหนือจากน้าหนักของ ตัวอาคารหรือเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ อย่างอื่น ให้คานวณโดยประมาณเฉลี่ยไม่ต่ากว่าอัตรา ดังแสดงในตารางที่ 2.1-3 ตารางที่ 2.1-3 หน่วยน้าหนักบรรทุกจรตามกฎกระทรวงฯ พ.ศ.2522 ประเภทและส่วนต่างๆ ของอาคาร (1) (2) (3) (4)

หลังคา กันสาดหรือหลังคาคอนกรีต ที่พักอาศัย โรงเรียนอนุบาล ห้องน้า ห้องส้วม ห้องแถว ตึกแถวที่ใช้พักอาศัยอาคารชุด หอพักโรงแรม และห้องคนไข้ พิเศษของโรงพยาบาล (5) สานักงาน ธนาคาร (6) (ก) อาคารพาณิชย์ส่วนของห้องแถว ตึกแถวที่ใช้เพื่อใช้ในการพาณิชย์ มหาวิทยาลัย วิทยาลัย โรงเรียน และโรงพยาบาล (ข) ห้องโถง บันได ช่องทางเดินของอาคารชุด หอพัก โรงแรม สานักงานและ ธนาคาร (7) (ก) ตลาด อาคารสรรพสินค้า หอประชุม โรงมหรสพ ภัตตาคาร ห้องประชุม ห้องอ่านหนังสือในห้องสมุดหรือหอสมุด ที่จอดหรือเก็บรถยนต์นั่ง หรือ รถจักรยานยนต์ (ข) ห้องโถง บันได ช่องทางเดินของอาคารพาณิชย์มหาวิทยาลัย วิทยาลัย และโรงเรียน (8) (ก) คลังสินค้า โรงกีฬา พิพิธภัณฑ์ อัฒจันทร์ โรงงานอุสาหกรรม โรงพิมพ์ ห้องเก็บเอกสารและพัสดุ PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 6 ของบทที่ 2

หน่วยน้าหนักบรรทุกจร (kgf/m2) 30 100 150 200 250 300 300 400 400

500 500

www.yotathai.com


ประเภทและส่วนต่างๆ ของอาคาร (ข) (9) (10)

ห้องโถง บันได ช่องทางเดินของอาคารพาณิชย์มหาวิทยาลัย วิทยาลัย และโรงเรียน ห้องเก็บหนังสือของห้องสมุดหรือหอสมุด ที่จอดหรือเก็บรถยนต์บรรทุกเปล่า

หน่วยน้าหนักบรรทุกจร (kgf/m2)

600 800

2.1.5.5 ในการคานวณออกแบบหากปรากฏว่าพื้นที่ส่วนใดต้องรับน้าหนักเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ หรือ หน่วยน้าหนักบรรทุกจรอื่นๆ ที่มีค่ามากกว่าหน่วยน้าหนักบรรทุกจร ซึ่งกาหนดไว้ในข้อ 2.1.5.4 ให้ใช้หน่วยน้าหนักบรรทุกจรตัวที่มากกว่าเฉพาะส่วนที่ต้องรับน้าหนักเพิ่มขึ้น 2.1.5.6 ในการคานวณออกแบบโครงสร้างอาคาร ให้คานึงถึงแรงลมด้วย หากจาเป็นต้องคานวณและ ไม่มีเอกสารที่รับรองโดยสถาบันที่เชื่อถือได้ ให้ใช้หน่วยแรงลม ดังแสดงในตารางที่ 2.1-4 ตารางที่ 2.1-4 หน่วยแรงลมอย่างน้อยตามกฎกระทรวงฯ พ.ศ.2522 ความสูงของอาคารหรือส่วนของอาคาร

หน่วยแรงลมอย่างน้อย (kgf/m2) (1) ส่วนของอาคารที่สูงไม่เกิน 10 เมตร 50 (2) ส่วนของอาคารที่สูงเกิน 10 เมตร แต่ไม่เกิน 20 เมตร 80 (3) ส่วนของอาคารที่สูงเกิน 20 เมตร แต่ไม่เกิน 30 เมตร 120 (4) ส่วนของอาคารที่สูงเกิน 20 เมตร แต่ไม่เกิน 40 เมตร 160 หมายเหตุ ส าหรั บ 2.1.5.6 ในกรณี นี้ ย อมให้ ใช้ ค่ า หน่ วยแรงที่ เกิ ด ขึ้ น ในส่ ว นต่ า งๆ ของอาคาร ตลอดจนความต้านทานของดินใต้ฐานรากเกินค่าที่กาหนดไว้ในกฎกระทรวงนี้ได้ร้อยละ 33.3 แต่ทั้งนี้ต้องไม่ทาให้ส่วนต่างๆ ของอาคารนั้นมีความมั่นคงน้อยไปกว่าเมื่อคานวณ ตามปกติโดยไม่คิดแรงลม 2.1.6 วัสดุคอนกรีตเสริมเหล็ก คอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก สามารถรั บ ก าลั ง ได้ เนื่ อ งจากเกิ ด การท างานกั น อย่ า งสมบู ร ณ์ ร ะหว่ า ง คอนกรีตและเหล็กเสริม โดยวัสดุแต่ละประเภทมีคุณสมบัติเฉพาะตัว โดยรายละเอียดของแต่ละวัสดุมี ดังนี้ 2.1.6.1 คอนกรีต (Concrete) คุณสมบัติของคอนกรีตในงานคอนกรีตเสริมเหล็ก มีหลายตัว อย่างไรก็ดีคุณสมบัติที่สาคัญ ที่ จาเป็นต้องทราบมีดังนี้ อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 7 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


ก. หน่วยน้าหนัก (Unit weight) คอนกรีตมีหน่วยน้าหนัก ( c) ปรกติประมาณ 2,400 กก./ม.3อย่างไรก็ตามกรณี ของโครงสร้าง คสล. ยังคงใช้ค่าดังกล่าวในการออกแบบ ข. อัตราส่วนพัวซองส์ (Poisson ‘s ratio) อัตราส่วนพัวซองส์บอกค่าการขยายตัวทางด้านข้างของคอนกรีต ค่าประมาณ 0.15-0.20 (อาจใช้ 0.2 เพื่อความสะดวก)

(/>

ค. กาลังอัดประลัยของคอนกรีต (Compressive strength) มาตรฐาน วสท. พิจารณากาลังอัดประลัยของชิ้นทดสอบคอนกรีตรูปทรงกระบอกที่ 28 วัน ที่มี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. สูง 30 ซม. โดยใช้สัญลักษณ์ fc ในการคานวณโดยในรูปที่ 2.1-3 แสดงตัวอย่างความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงและความเครียดของคอนกรีตที่กาลังแตกต่างกัน

I

fr = 2.0*sqrt(fc) เมื่อ fc มีหน่วยเป็น ksc

2.1-5

ง. กาลังรับแรงดึงของคอนกรีต (Tensile strength) การวัดกาลังรับแรงดึงของคอนกรีตนั้นทาได้ยาก เนื่องจากยึดจับชิ้นงานนั้นทาได้ยาก โดยจากการ ทดลองพบว่า มี ค่ าประมาณ 8-15% ของก าลั ง รั บ แรงอั ด อย่ า งไรก็ ดี เรานิ ย มใช้ วิ ธี โมดู ลั ส แตกร้ า ว (modulus of rupture, fr) ในการคานวณหาค่ากาลังรับแรงดึงของคอนกรีตซึ่งคานวณได้ดังนี้

รูปที่ 2.1-3 ตัวอย่างความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงและความเครียดของชิ้น ทดสอบคอนกรีตรูปทรงประบอกที่ 28 วัน

o c

(fc) Compressive stress

0Z*1

(ksc) y> I

กก./ ซม.2

9 (ft

www.yotathai.com


จ. โมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีต (Modulus of elasticity) โมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีต (Ec) คานวณจากความชันที่เป็นเส้นตรงช่วงแรกๆ จากความสัมพันธ์ ระหว่างหน่วยแรงและความเครียดของคอนกรีตที่รับแรงกดตามแนวแกน นั่นคือ Ec = fc/c อย่างไรค่า ดังกล่าวประมาณได้ยากกว่ากรณีของเหล็กเสริม เนื่องจากเส้นโค้งของคอนกรีตมีลักษณะเป็นเส้นโค้ง (ดูรูปที่ 2.1-3) ทั้งนี้ วสท. แนะนาให้คานวณจาก Ec = 15,100*sqrt(fc) เมื่อ fc มีหน่วยเป็น ksc

2.1-6

ฉ. การนาอุณหภูมิของคอนกรีต (Thermal conductivity) คอนกรีตจะขยายตัว (T+) และหดตัว (T-) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและลดลงตามลาดับผลกระทบ จากการเปลี่ยนแปลงปริมาตรจะคล้ายๆ ในกรณีการหดตัวแบบแห้ง ทั้งนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การยืดหดตัว () จะขึ้นอยู่กับมวลรวมที่ใช้ผสมคอนกรีตทั่วไปจะมีค่าประมาณ 10x10-6 /Co 2.1.6.2 เหล็กเสริม (reinforcement) คุณสมบัติของเหล็กเสริมในงานคอนกรีตเสริมเหล็กมีหลายตัว อย่างไรก็ดีคุณสมบัติที่สาคัญ ที่จาเป็นต้องทราบมีดังนี้ ก. โมดูลัสยืดหยุ่น (Modulus of elasticity) ความสัมพันธ์ของหน่วยแรงและความเครียดของเหล็กเสริมขณะรับแรงดึงเป็นไปตามรูปที่ 2.1-4 โดยความชันของกราฟในช่วงแรกที่เป็นเส้นเอียง คือ ค่าโมดูลัสยืดหยุ่น (Es) สาหรับในประเทศไทย วสท. แนะนาให้ใช้เท่ากับ 2,040,000 ksc

รูปที่ 2.1-4 ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงและความเครียดของเหล็กเสริม


www.yotathai.com


ข. กาลังคราก (Yield strength) กาลังคราก (fy) พิจารณาได้จากจุดที่เส้นกราฟความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงและความเครียด เปลี่ยนความชันเอียงเป็นแนวราบ (ดูรูปที่ 2.1-4) สาหรับในประเทศไทย ชั้นคุณภาพของเหล็กเสริมแบ่ง ตามกาลังคราก เป็นไปตามตารางที่ 2.1-5 ดังนี้ ตารางที่ 2.1-5 คุณสมบัติของเหล็กเสริมกลมผิวเรียบ มอก. 20-2527 และเหล็กข้ออ้อย มอก. 24-2527 ชนิดของเหล็กเสริม ชั้นคุณภาพ หน่วยแรงจุดคราก หน่วยแรงจุดประลัย ความยืด fy fu % (กก./ซม.2) (กก./ซม.2) ไม่น้อยกว่า กลมเส้นกลม SR24 2,400 3,900 21 เหล็กข้ออ้อย SD30 3,000 4,900 17 SD40 4,000 5,700 15 SD50 5,000 6,300 13 ทั้ ง นี้ ใ นการค านวณมาตรฐานออกแบบนิ ย มก าหนดให้ ค วามสั ม พั น ธ์ ข องหน่ ว ยแรงและ ความเครียดภายหลังการครากเป็นเส้นตรง (นอน) ดังแสดงในรูปที่ 2.1-5 และมีความสัมพันธ์ตาม สมการที่ 2.1-7

รูปที่ 2.1-5 เส้นกราฟออกแบบสาหรับเหล็กเสริม fs = Es*s เมื่อ s<y fs = fy เมื่อ s>y


2.1-7(ก) 2.1-7(ข)

www.yotathai.com


ค. คุณสมบัติของหน้าตัดเหล็กเสริม (Sectional properties) คุณสมบัติที่ใช้บ่อยของเหล็ก เช่น เส้นรอบวง รวมถึงพื้นที่หน้าตัด สาหรับเหล็กเสริมที่นิยมในการ ออกแบบแสดงได้ในตารางที่ 2.1-6 ตารางที่ 2.1-6 คุณสมบัติของหน้าตัดที่ใช้บ่อยในงานออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก รหัส เส้นผ่านศูนย์กลาง เส้นรอบวง (ซม.) น้าหนัก (มม.) (กก./ม.) RB6 6 1.87 0.22 RB9 9 2.83 0.50 RB12 12 3.77 0.89 RB15 15 4.71 1.39 RB19 19 5.97 2.23 RB25 25 7.86 3.85 DB10 10 3.14 0.62 DB12 12 3.77 0.89 DB16 16 5.03 1.58 DB20 20 6.28 2.47 DB25 25 7.85 3.85 DB28 28 8.80 4.83 DB32 32 10.05 6.31

พื้นที่ (ซม.2) 0.28 0.64 1.13 1.77 2.84 4.91 0.79 1.13 2.01 3.14 4.91 6.16 8.04

2.1.7 ข้อกาหนดทั่วไป 2.1.7.1 สภาพผิวของเหล็กเสริม (ก) ในขณะเทคอนกรีต เหล็กเสริมต้องปราศจาก โคลน น้ามัน หรือสารอื่นที่ไม่ใช่โลหะเกาะผิวซึ่ง จะทาให้แรงยึดหน่วงลดลง การเคลือบด้วยอีพอกซีเหล็กเสริม (ข) เหล็กเสริมที่มีสนิมอย่างบาง สะเก็ดจากโรงรีดหรือทั้งสองอย่าง อนุมัติให้ใช้ได้หากมิติที่เล็ก ที่สุดและน้าหนักของชิ้นส่วนทดสอบเป็นไปตามข้อกาหนดของ ASTM 2.1.7.2 การจัดวางเหล็กเสริม (ก) ก่อนเทคอนกรีต เหล็กเสริมต้องจัดวางในตาแหน่งที่ถูกต้องโดยมีที่รองรับที่แข็งแรงและยึดไว้ แน่นหนาพอ โดยมีความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ตามที่กาหนดในข้อ (ข) (ข) นอกจากวิศวกรจะกาหนดให้เป็นอย่างอื่น ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ของการจัดวางเหล็ก เสริมให้เป็นดังนี้ อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 11 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


1. ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สาหรับความลึก d และระยะหุ้มคอนกรีตต่าสุดในองค์อาคาร ที่รับแรงดัด แรงอัด และกาแพง ให้ใช้ค่าดังตารางที่ 2.1-7 ต่อไปนี้ ตารางที่ 2.1-7 ความคลาดเคลื่อนของระยะ d ระยะ d

ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ของ d

d>200 มม. (20 ซม.)

±100 มม. (1.0 ซม.)

ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ สาหรับระยะหุ้มคอนกรีตต่าสุด ±10 มม. (1.0 ซม.)

d<200 มม. (20 ซม.)

±13 มม. (1.3 ซม.)

±13 มม. (1.3 ซม.)

หมายเหตุ

(ค)

(ง)

เว้นแต่ความคลาดเคลื่อนสาหรับช่องว่างในการวัดวาง (soffit) ต้องเป็น ±6มม. (±0.6 ซม.) และความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สาหรับระยะหุ้มต้องไม่เกิน ± 1/3 ของระยะหุ้ม คอนกรีตต่าสุดที่ระบุไว้ในแบบก่อสร้างและข้อกาหนด

2. ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สาหรับตาแหน่งจุดดัดในแนวตามยาวและปลายของเหล็กเสริม มีค่าเท่ากับ ± 50 มม. (5 ซม.) ยกเว้นความคลาดเคลื่อนต้องเป็น ± 13 มม. (1.3 ซม.) ที่ปลายไม่ต่อเนื่องของแป้นหูช้างและเชิงอื่น และ ±25 มม. (2.5 ซม.) ที่ปลายไม่ต่อเนื่อง ขององค์อาคารอื่น ให้ใช้ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สาหรับระยะหุ้มคอนกรีตต่าสุดในข้อ 7.5.2.1 ที่ปลายไม่ต่อเนื่องขององค์อาคารด้วย ลวดตะแกรงเหล็ กเชื่อม (ที่มี ขนาดไม่ ใหญ่ กว่า 6 มม.) ที่ ใช้ในแผ่นพื้ นที่มี ช่วงไม่ เกิน 3 ม. อนุญาตให้โค้งจากจุดใกล้กับด้านบนของแผ่นพื้นที่จุดรองรับไปยังจุดใกล้กับด้านล่างของแผ่น พื้นที่กึ่งกลางช่วง โดยมีข้อกาหนดว่าเหล็กเสริมนั้นต่อเนื่องหรือยึดอย่างมั่นคงที่จุดรองรับ ไม่อนุญาตให้เชื่อมกับเหล็กเส้นที่ตัดกันสาหรับการประกอบเหล็กเสริมนอกเสียจากจะได้รับ การรับรองจากวิศวกร

2.1.7.3 การกาหนดระยะห่างระหว่างเหล็กเสริม (ก) ระยะช่องว่างต่าสุดของเหล็กเส้นที่วางขนานกันในแต่ละชั้น ต้องไม่แคบกว่า db และต้องไม่ น้อยกว่า 25 มม. (2.5 ซม.) (ข) การเสริมเหล็กในคานที่มีเหล็กเส้นตั้งแต่สองชั้นขึ้นไป ระยะช่องว่างระหว่างชั้นของเหล็กเส้น ต้องไม่แคบกว่า 25 มม. (2.5 ซม.) และเหล็กเส้นที่อยู่ชั้นบนต้องจัดเรียงให้อยู่ในแนวเดียวกับ เหล็กเส้นที่อยู่ชั้นล่าง (ค) ระยะช่องว่างของเหล็กเสริมตามยาวในองค์อาคารรับแรงอัดที่ ใช้เหล็กปลอกเกลียวหรือเหล็ก ปลอกเดี่ยว ต้องไม่น้อยกว่า 1.5 db และต้องไม่น้อยกว่า 40 มม. (ง) ระยะช่องว่างระหว่างเหล็กต่อทาบกับเหล็กต่อทาบด้วยกัน หรือระหว่างเหล็กต่อทาบกับ เหล็กเส้นอื่น ให้ใช้เช่นเดียวกันกับที่กาหนดไว้สาหรับระยะช่องว่างระหว่างเหล็กเส้น PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 12 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


(จ)

(ฉ)

ในกาแพงและในแผ่นพื้น ยกเว้นแผ่นพื้นระบบตงคอนกรีต เหล็กเสริมเอกรับแรงดัดต้องมี ระยะเรี ย งไม่ ม ากกว่ า 3 เท่ า ของความหนาของก าแพงหรื อ แผ่ น พื้ น นั้ น และต้ อ งไม่ เกิ น 400 มม. (40 ซม.) เหล็กเส้นมัดรวมกันเป็นกา 1. เหล็ ก เส้ น หลายเส้ น ที่ ข นานกั น และมั ด รวมกั น เป็ น ก า เพื่ อ ให้ รั บ แรงเสมื อ นเป็ น หน่ ว ย เดียวกันนั้นต้องเป็นเหล็กข้ออ้อยทุกเส้น มีจานวนไม่เกินกาละ 4 เส้น 2. เหล็กเส้นมัดรวมกันเป็นกาต้องถูกล้อมรอบให้อยู่ภายในเหล็กลูกตั้งหรือเหล็กปลอก 3. เหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 36 มม. ไม่อนุญาตให้มัดรวมกันในคาน 4. ในเหล็กเส้นที่มัดรวมเป็นกา เหล็กเส้นแต่ละเส้นที่สิ้นสุดในช่วงขององค์อาคารรับแรงดัด ต้องสิ้นสุดในตาแหน่งที่เหลื่อมกัน โดยมีตาแหน่งสิ้นสุดห่างกันอย่างน้อย 40 db 5. หากใช้วิธีกาหนดระยะเรียงของเหล็กเส้นและระยะหุ้มคอนกรีตต่าสุด โดยการถือเอา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นเป็นหลัก ให้ถือว่าเหล็กแต่ละกาเป็นเสมือนเหล็กเส้น เดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่หามาจากเนื้อที่หน้าตัดเทียบเท่ากับเหล็กเส้นทั้งการวมกัน

2.1.7.4 คอนกรีตที่หุ้มเหล็กเสริม ระยะหุ้มคอนกรีตหมายถึงระยะที่วัดจากผิวคอนกรีตถึงผิวนอกสุดของเหล็กปลอกเดี่ยว เหล็ก ปลอกเกลียว หรือเหล็กลูกตั้ง ในกรณีที่ไม่มีเหล็กดังกล่าว ให้วัดถึงผิวนอกของเหล็กเส้นที่อยู่นอกสุด (ก) คอนกรีตหล่อในที่ระยะหุ้มคอนกรีตต่าสุดสาหรับเหล็กเสริมให้เป็นไปตามข้อ ตารางที่ 2.1-8 ต่อไปนี้แต่ต้องไม่น้อยกว่าที่กาหนดไว้ในข้อ (จ) และข้อ (ช) ตารางที่ 2.1-8 ระยะหุ้มเหล็กเสริมสาหรับคอนกรีตหล่อในที่ รายละเอียด คอนกรีตที่หล่อติดกับดิน และผิวคอนกรีตสัมผัสกับดินตลอดเวลา คอนกรีตที่สัมผัสกับดินหรือถูกแดดฝน  สาหรับเหล็กเส้นขนาดใหญ่กว่า 16 มม.  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 16 มม. และเล็กกว่า คอนกรีตที่ไม่สัมผัสกับดินหรือไม่ถูกแดดฝน  ในแผ่นพื้น กาแพง และตง  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 43 มม. และ 57 มม  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 36 มม. และเล็กกว่า  ในคานและเสาเหล็กเสริมหลัก เหล็กลูกตั้งเหล็กปลอกเดี่ยว เหล็กปลอกเดียว  ในหลังคาเปลือกบาง แผ่นพื้นพับจีบ  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 16 มม. และใหญ่กว่า

ระยะหุ้ม ต่าสุด (ซม.) 7.5 5.0 4.0

4.0 2.0 4.0 2.0


www.yotathai.com


 สาหรับเหล็กเส้นและลวดตะแกรงเหล็กเชื่อมขนาด 16 มม. และเล็กกว่า

1.5

(ข) คอนกรี ต หล่ อ ส าเร็ จ (มี ก ารควบคุ ม ภาพและหล่ อ คอนกรี ต จากโรงงาน)ระยะหุ้ ม คอนกรีตต่าสุดสาหรับเหล็กเสริมให้เป็นไปตามตารางที่ 2.1-9 ดังนี้ ตารางที่ 2.1-9 ระยะหุ้มเหล็กเสริมสาหรับคอนกรีตหล่อสาเร็จ รายละเอียด คอนกรีตที่สัมผัสกับดินหรือถูกแดดฝน  ในแผงกาแพง  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 43 มม. และ 57 มม.  สาหรับเหล็กเส้นและลวดตะแกรงเหล็กเชื่อม 36 มม. และเล็กกว่า  ในองค์อาคารชนิดอื่น  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 43 มม. และ 57 มม.  สาหรับเหล็กเส้นขนาดตั้งแต่ 20 มม. ถึง 36 มม.  สาหรับเหล็กเส้นและลวดตะแกรงเหล็กเชื่อมขนาด 16 มม. และเล็กกว่า คอนกรีตที่ไม่สัมผัสกับดินหรือไม่ถูกแดดฝน  ในแผ่นพื้น กาแพง และตง  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 43 มม. และ 57 มม.  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 36 มม. และเล็กกว่า  ลวดตะแกรงเหล็กเชื่อมขนาด 16 มม. และเล็กกว่า dbแต่ไม่น้อยกว่า  ในคานและเสาเหล็กเสริมหลักและไม่จาเป็นต้องมากกว่า  เหล็กลูกตั้งเหล็กปลอกเดี่ยวหรือเหล็กปลอกเกลียว  ในหลังคาเปลือกบางและแผ่นพื้นพับจีบ  สาหรับเหล็กเส้นขนาด 20 มม. และใหญ่กว่า  สาหรับเหล็กเส้นและลวดตะแกรงเหล็กเชื่อมขนาด 16 มม. และเล็กกว่า

ระยะหุ้ม ต่าสุด (ซม.)

4.0 2.0 5.0 4.0 3.0

3.0 1.5 1.5 4.0 1.0 1.5 1.0

(ค) เหล็กเส้นมัดรวมกันเป็นการะยะหุ้มต่าสุดของคอนกรีตต้องเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลาง ของเหล็กเส้นเดี่ยวซึ่งมีเนื้อที่หน้าตัดเทียบเท่ากับเหล็กเส้นทั้งการวมกัน แต่ไม่จาเป็นต้องมากกว่า 5.0 ซม. ในกรณีคอนกรีตที่หล่อติดกับดิน และผิวคอนกรีตสัมผัสกับดินตลอดเวลา ระยะหุ้มต่าสุด ต้องไม่น้อยกว่า 7.5 ซม. PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 14 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


(ง) ในสภาวะแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน ในสภาวะแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน หรือที่ต้อง สัมผัสกับสภาวะรุนแรงอื่นๆ ต้องเพิ่มระยะหุ้มคอนกรีตให้เหมาะสม และให้พิจารณาถึงการป้องกัน คอนกรีตโดยการเพิ่มความแน่นและลดความพรุนของคอนกรีต หรือหาวิธีป้องกันอื่น ๆ (จ) การเตรี ย มการเพื่ อ การต่ อ เติ ม ในอนาคตเหล็ ก เสริม ส่ วนที่ เปลื อ ย หั ว ยึ ด ที่ ฝั ง ใน คอนกรีต และแผ่นเหล็กที่เตรียมไว้สาหรับยึดต่อกับส่วนที่จะต่อเติมในอนาคต ต้องมีการป้องกันการ กัดกร่อน (ฉ) การป้องกันจากอัคคีภัยเมื่อประมวลข้อบังคับอาคารได้กาหนดระยะหุ้มเพื่อการป้องกัน จากอัคคีภัยไว้หนากว่าระยะหุ้มต่าสุดที่กาหนดในข้อ 3.1.7.4 ให้ใช้ระยะหุ้มค่าที่หนากว่า 2.2 องค์อาคารรับแรงดัด 2.2.1 การดัดของคานอย่างง่าย พิจารณาคานอย่างง่ายเมื่อรับน้าหนักบรรทุก เมื่อกาหนดให้คานมีหน้าตัดสี่เหลี่ยมกว้าง b และ ลึก h และเสริมเหล็กไว้ที่ระยะ d เมื่อวัดจากผิวบนของคาน (รูปที่ 2.2-1) ภายหลังเรียกระยะ d ว่า “ความลึกประสิทธิผล (effective depth)” เมื่อคานเริ่มรับน้าหนัก คานจะโก่งตัวและเกิดแรงภายในที่ สาคัญขึ้นในหน้าตัด นั่นคือ (1) แรงเฉือน (shear force) และ (2) โมเมนต์ดัด (bending moment) ซึ่ง ณ ตาแหน่งกลางคานโมเมนต์ที่เกิดขึ้นทาให้ส่ วนบนของคานเกิด “แรงอัด (compression force)” และ ส่วนล่างเกิด “แรงดึง (tension force)” เมื่อเพิ่มน้าหนักบรรทุกขึ้นเรื่อยๆ คานจะเกิดการวิบัติ ซึ่งตาม มาตรฐาน วสท. จะถือ ว่าคานวิบั ติเมื่ อความเครียดที่ผิวรับแรงอัด (c) มีค่าเท่ากับความเครียดอัด บดอัด (crushing strain,cu) เท่ากับ 0.003 b

ZV7>

L

V/S/.

h

d

รูปที่ 2.2-1 การนิยามพารามิเตอร์ที่เกีย่ วข้อง ตามทฤษฎีกาลังในกรณีที่คานเสริมเหล็กขั้นต่าตามมาตรฐาน โอกาสที่เหล็กเสริมจะขาดก่อนที่ คอนกรีต ที่ ผิ ว บนวิ บั ติ จ ะเกิ ด ได้ ย าก ดั ง นั้ น ในการศึ ก ษาจึ ง จ ากั ด การวิบั ติ ข องคานไปที่ ก ารวิ บั ติ ข อง คอนกรีตที่ผิวรับแรงอัดเป็นหลัก โดยใช้สมมุติฐานต่อไปนี้ในการศึกษาการดัดตามมาตรฐาน วสท. คือ (1) ระนาบของหน้าตั ดก่อ นการดัดยังคงเป็ นระนาบหลั งการดัด (2) คอนกรีตรับแรงดึงได้ น้อยมาก (3) คอนกรีตและเหล็กยึดเกาะกันดีมาก (4) หน้าตัดคอนกรีตเสริมเหล็กจะถือว่าวิบัติเมื่อความเครียด อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 15 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


cu=0.003 (5) หน่วยแรงอัดในคอนกรีตซึ่งไม่เป็นเชิงเส้น สามารถใช้การกระจายเชิงเส้นเทียบเท่าได้ ทั้งนี้การพิจารณาพฤติกรรมของเหล็กเสริมให้ใช้เกณฑ์ซึ่งแบ่งตามความสัมพันธ์ของหน่วยแรง (fs) และ ความเครียด (s) ดังนี้ (ก) ถ้า s<y กาหนดให้ fs = Ess (เหล็กไม่คราก) และ (ข) ถ้า s >y กาหนดให้ fs = fy (เหล็กครากแล้ว) 2.2.2 พฤติกรรมการดัด เมื่อคานเริ่มรับการดัด คานจะแอ่นตัว เนื้อคานส่วนที่ยืดออกจะสร้างความเครียดดึง ในขณะที่ เนื้อคานส่วนที่หดจะสร้างความเครียดอัด ความเครียดดึงดังกล่าวสามารถแปลงเป็นหน่วยแรงดึงผ่านค่า โมดู ลั ส ยืด หยุ่น และเมื่ อ ในก็ต ามที่ ห น่วยแรงดึ งที่ เกิด ขึ้น มี ค่ าเกิ นกว่ากาลั งต้ านแรงดึ งของคอนกรีต คอนกรีตจะแตกร้าวและกลไกของคอนกรีตเสริมเหล็กจะเริ่มทางาน จากกระบวนการพัฒนาความเครียด ในหน้าตัดเนื่องจากการดัดตั้งแต่เริ่มต้นจนคานวิบัติ จะสามารถแบ่งเป็นช่วงของพฤติกรรมการดัดได้ดังนี้ 2.2.2.1 ก่อนคานร้าว ก่อนคอนกรีตที่ผิวรับแรงดึงเริ่ม แตกร้าวหน้าตัด คสล. จะมีพฤติกรรมคล้ายคานคอนกรีตล้วน ดังนั้นจึงสามารถใช้ทฤษฎียืดหยุ่น (elastic theory) ในการวิเคราะห์หน้าตัดได้ ทั้งนี้พฤติกรรมของหน้า ตัดในช่วงนี้สามารถอธิบายได้ตาม รูปที่ 2.2-2 เมื่อ As คือ พื้นที่ของเหล็กเสริมรับแรงดึง, c และ ct คือ ความเครียดในคอนกรีตในส่วนอัด และความเครียดในคอนกรีตในส่วนดึง, fcc และ fct คือ หน่วย แรงในคอนกรีตในส่วนอัด และความเครียดในคอนกรีตในส่วนดึง ซึ่งในกรณี นี้มี ค่าน้อยกว่า โมดูลั ส แตกร้าว (fr) £0 (comp.)

b

fee

-

fet

c = 0.5 fcbc d

h

As 0

JL

รct

(ก) หน้าตัด

(tens.)

(ข) ความ เครียด

T = 0.5/ctbe

fet z fr (ค) หน่วยแรง

(ง) แรงใน หน้าตัด

รูปที่ 2.2-2 การกระจายของความเครียดและหน่วยแรงในหน้าตัดในภาวะก่อนคานร้าว 2.2.2.2 หลังคานร้าวแต่ก่อนประลัย เมื่อคอนกรีตที่ผิวรับแรงดึงเริ่มแตกร้าว และมีแนวโน้มพุ่งเข้าสู่แนวแกนสะเทิน (neutral axis) เนื้อคอนกรีตใต้แนวแกนดังกล่าวจะถูกสมมุติว่ารับแรงดึงไม่ได้ ในภาวะนี้เหล็กเสริมรับแรงดึงจะเริ่ม PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 16 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


ท างาน และใช้ส มมุ ติ ฐานในการค านวณว่าความเครี ย ดและหน่ วยแรงแปรผั น เป็ น เส้ น ตรงและเป็ น สัดส่วนกัน (รูปที่ 2.2-3) c = 0.5fcbkd

(ง) แรงใน หน้าตัด

รูปที่ 2.2-3 การกระจายของความเครียดและหน่วยแรงในหน้าตัดในภาวะคานแตกร้าวแต่ก่อนประลัย 2.2.2.3 เข้าสู่ภาวะประลัย เมื่อเหล็กเสริมครากหรือ c มีค่ามากขึ้น (เข้าใกล้ 0.003) การกระจายของความเครียดจะ ยังคงสมมุติให้แปรผันเป็นเส้นตรง ในขณะที่หน่วยแรงในคอนกรีตจะสมมุติให้มีพฤติกรรมแบบไร้เชิงเส้น ซึ่งทั่วไปจะกาหนดให้เป็นรูปพาราโบลา (รูปที่ 2.2-4)

s  y

s  y

Y

y

J

ความเครียดและหน่วยแรง แปรผันเป็ นเส้นตรง

Concrete crushing

failure

fc  0.85 fc

fc  0.50 fc

0.85 fc

0.85 fc

y

y

Inelastic strain

Inelastic strain

V

ความเครียดแปรผันเป็ นเส้นตรง แต่หน่วยแรงแปรผันแบบไร้เชิงเส้น

รูปที่ 2.2-4 พัฒนาการในการกระจายตัวของหน่วยแรงและความเครียด


www.yotathai.com


2.2.3 ความเครียดบดอัดของคอนกรีต (Crushing strain of concrete) ความเครียดบดอัด (crushing strain, cu) คือ ความเครียดอัดของคอนกรีต ณ จุดวิบัติ (รูปที่ 2.2-5) ซึ่งสังเคราะห์ได้จากการทดสอบชิ้นทดสอบลูกทรงกระบอก (cylinder specimen) ทั้งนี้ค่า cu จะมีค่ามากกว่า o หรือความเครียด ณ จุดที่คอนกรีตมีกาลังอัดสูงสุด (fc)

รูปที่ 2.2-5 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงและความเครียด ซึ่งมีความเครียด ณ จุดวิบัติ เริ่มต้นที่ 0.003 2.2.4 รูปแบบการวิบัติของหน้าตัด : ใช้ฐานของความเครียด (Strain based) หน้าตัดคอนกรีตเสริม เหล็กรับการดัด จะถือว่าสิ้นสุดการรับกาลังก็ต่อเมื่ อความเครียดของ คอนกรีตที่ผิวรับแรงอัด (c) มีค่าเท่ากับความเครียดบดอัด (cu) ส่วนการกาหนดรูปแบบการวิบัติต้อง ย้อนกลับมาพิจารณาสถานะของความเครียดดึงในเหล็ก เสริม (s) อีกครั้งว่าพัฒนาความเครียดถึงจุด คราก (y = fy/Es) หรือไม่ โดยเกณฑ์ดังกล่าวสามารถแบ่งรูปแบบการวิบัติของหน้าตัดรับแรงดัดได้ ดังนี้ 1) หาก c = cu ในขณะเดียวกัน s พัฒนาความเครียดถึงy พอดี (s = y) จะเรียกการวิบัติ นี้ว่า “การวิบัติที่จุดสมดุล (balanced failure)” 2) หาก c = cu แต่ s ยังพัฒนาไม่ถึง y (s<y) จะเรียกการวิบัตินี้ว่า “การวิบัติโดยแรงอัด เป็นหลัก (compression failure)” 3) หาก c = cu โดยที่ s พัฒนาเลย y (s>y) จะเรียกการวิบัตินี้ว่า “การวิบัติโดยแรงดึง เป็นหลัก (Tension failure)” 2.2.5 สมมุติฐานในการวิเคราะห์หน้าตัดรับแรงดัด (ก) ระนาบของหน้าตัดก่อนการดัดยังคงเป็นระนาบหลังการดัด (ข) คอนกรีตรับแรงดึงได้น้อยมาก (ค) คอนกรีตและเหล็กยึดเกาะกันดีมาก PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 18 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


(ง) หน้าตัดคอนกรีตเสริมเหล็กจะถือว่าวิบัติเมื่อความเครียด cu= 0.003 (จ) หน่วยแรงอัดในคอนกรีตซึ่งไม่เป็นเชิงเส้น สามารถใช้การกระจายเชิงเส้นเทียบเท่าได้ 2.2.6 เหล็กเสริมสมดุล เหล็กเสริมสูงสุด และเหล็กเสริมขั้นต่า จากการทดสอบในห้ อ งปฏิ บั ติการพบว่า การกระจายตั วของหน่ วยแรงอัด ในคาน ณ ภาวะ ประลัยมีลักษณะเป็นรูปเส้นโค้งพาราโบลา ซึ่งมีค่าหน่วยแรงสูงสุดเท่ากับ 0.85fc และมีความลึกเท่ากับ ความลึกของความเครียดอัด ซึ่งกาหนดให้วัดจากผิวรับแรงอัดมีค่ากับ c อย่างไรก็ดีได้มีการสร้างหน่วย แรงอัดรูปกล่อง (compressive stress block) เพื่อให้การวิเคราะห์สะดวกขึ้น กล่องดังกล่าวใช้หน่วย แรงอัดเฉลี่ยเท่ากับ 0.85fc โดยมีความลึกเท่ากับ a เมื่อ a มีค่าเท่ากับ 1c (ดูรูปที่ 3.2-6) I—-—�

0.85 fc'

0.85fc’ <-->

a a=PiC

N.A. d-a/2

As

•• • (ก) หน้าตัด

vr

—*T

(ข) ความเครียด (ค) หน่วยแรง/แรงใน หน้าตัดจริง (ง) หน่วยแรง/แรงใน หน้าตัด ออกแบบ

รูปที่ 2.2-6 หน่วยแรงอัดรูปกล่องสาหรับการวิเคราะห์และออกแบบหน้าตัดรับแรงดัด

เมื่อ

1

= 0.85 = 0.85- (0.05/70)(fc -280) ทั้งนี้ค่า 1 ต้องมีค่าไม่ต่ากว่า 0.65

เมื่อ fc < 280 ksc เมื่อ fc > 280 ksc

ในการวิเคราะห์หน้าตัดคานจาเป็นที่จะต้องรู้ก่อนว่าหน้าตัดจะเกิดการวิบัติแบบใด จากการ เปรียบเทียบปริมาณเหล็กเสริมในหน้าตัด  = As/(b*d) กับปริมาณเหล็กเสริมสมดุล (b) ซึ่งมีค่า เท่ากับ (2.2-1) b = 0.851(fc/fy)[6120/(6120 + fy)]

2.2-1


www.yotathai.com


โดย

 = b  <b  > b

ถือเป็น การวิบัติที่จุดสมดุล ถือเป็น การวิบัติเนื่องจากแรงดึงเป็นหลัก ถือเป็น การวิบัติเนื่องจากแรงอัดเป็นหลัก

อย่างไรก็ดีมาตรฐาน วสท./ACI ได้เพิ่มข้อกาหนดให้กับองค์อาคารรับแรงดัดและแรงอัดซึ่งมี แรงดัดร่วมด้วย เมื่อกาลังรับแรงตามแนวแกน Pn มีค่าต่ากว่า 0.10fcAg หรือ Pb ว่า “ค่า  ต้อง ไม่เกิน 0.75b” หรือกล่าวได้ว่า เหล็กเสริมในหน้าตัด () ต้องมีค่าไม่เกิน max เมื่อ max = 0.75b ทั้ ง นี้ Park and Paulay (1975) เสนอว่ า หากก าลั ง ครากของเหล็ ก อยู่ ร ะหว่ า ง 2,400 ถึ ง 4,000 ksc และก าลั ง อั ด ประลั ย อยู่ ร ะหว่ า ง 200 ถึ ง 400 ksc ค่ า b จะมี ค่ า อยู่ ร ะหว่ า ง 0.377(fc/fy) ถึง 0.495(fc/fy) โดยที่ Whitney (1937) แนะนาให้ใช้ค่า b = 0.456(fc/fy) ในขณะที่ ในยุดหนึ่ง ACI เคยแนะนาให้ใช้ค่า max = 0.18(fc/fy) ทั้ งนี้การเสริม เหล็ กในหน้ าตั ด จะต้ องไม่ น้อยเกินไป โดยมาตรฐาน วสท./ACI ได้ กาหนดให้ ปริมาณเหล็กเสริมในหน้าตัด () จะต้องไม่น้อยกว่า ปริมาณเหล็กเสริมต่าสุด (min) ดังนี้ (ก) 14/fy โดยส าหรั บ คานรู ป ตั ว ที แ ละตง ซึ่ ง ตั ว คานเป็ น ส่ ว นรั บ แรงดึ ง ให้ ใ ช้ ค วามกว้ า งของตั ว คาน ในการคานวณหา  หรือ (ข) 1.33 เท่าของพื้นที่เหล็กเสริมที่ต้องการจริงตามทฤษฎี 2.2.7 การวิเคราะห์หน้าตัดรับแรงดัด : เสริมเฉพาะเหล็กเสริมรับแรงดึง เมื่ อ ทราบมิ ติ ข องหน้ า ตั ด ก าลั ง ของวั ส ดุ แ ละปริ ม าณเหล็ ก เสริ ม ก าลั ง ดั ด ระบุ (nominal strength) ของหน้าตัดสามารถประเมินได้ (2.2-2) ดังนี้ Mn = C*jd หรือ T*jd เมื่อ ในขณะที่ และ

2.2-2

C คือ แรงอัดในหน้าตัด คานวณจาก 0.85fcab T คือ แรงดึงในหน้าตัด คานวณจาก As*fs jd คือ แขนของโมเมนต์คู่ควบ คานวณจาก (d – a/2)

ซึ่งจากการประเมินจะพบว่าตัวแปรที่ไม่ทราบค่าในสูตรด้านบนประกอบด้วย a และ fs อย่างไร ก็ดี หากเราสามารถประเมิ น รูป แบบการวิบั ติ ของหน้ าตั ด จาก b แล้ วจะท าให้ ส ามารถลดรูป การ วิเคราะห์ได้ดังนี้ (ก) กรณีวิบัติโดยแรงดึงเป็นหลัก (c = cu และ s>>y หรือ fs = fy) เมื่อ s>>y จะสามารถกาหนดให้ fs = fy นั่นคือ T = Asfy ซึ่งเมื่อสมดุลกับ C แล้วจะสามารถแก้ สมการเพื่อหาค่า a และแทนค่ากับใน (2.2-1) ได้อย่างไรก็ดีในกรณีของคานและแผ่นพื้น ซึ่งมีปริมาณ PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 20 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


ของเหล็กเสริมรับแรงดึงไม่มาก ค่า jd จะมีค่าประมาณ (7/8)d นั่นคือจะสามารถเขียน (2.2-2) ได้ใหม่ คือ Mn = As*fy*(7/8)d

2.2-3

(ข) กรณีวิบัติโดยแรงอัดเป็นหลัก (c = cu และ s<y หรือ fs = Es*s) เมื่อ s<y ค่า fsจะต้องคานวณจาก Ess เมื่อ s คานวณจากสามเหลี่ยมคล้ายของการกระจาย ของความเครียดในหน้าตัด (ดูรูปที่ 2.2-6) นั่นคือ s= 0.003[(d-1a)/1a] นั่นคือเมื่อนา T ที่เกิดจาก Asและ fs ข้างต้น ไปสมดุลกับ C แล้วจะสามารถแก้สมการเพื่อหาค่า a และแทนค่ากับใน (2.2-2) ได้ ในกรณีนี้พบว่าหาก <b จะเป็นผลให้ปัจจัยที่ควบคุมการวิบัติของหน้าตัดคือคอนกรีต มิใช่เหล็กเสริม โดยจากการศึ ก ษาของ Park and Paulay (1975) ค่ า Mn จะแปรผั น ผั น ระหว่ า ง 0.294bd2fc ถึ ง 0.357bd2fc เมื่ อ ก าลั ง ครากของเหล็ ก อยู่ ร ะหว่ า ง 2,400 ถึ ง 4,000 ksc และก าลั ง อั ด ประลั ย อยู่ ระหว่าง 200 ถึง 400 ksc โดย Whitney (1937) แนะนาให้ใช้ค่าตามสมการด้านล่าง Mn = 0.333bd2fc

2.2-4

2.2.8 พฤติกรรมของหน้าตัดรับแรงดัด : หน้าตัดที่มีปีกคานและเสริมเหล็กรับแรงอัด โดยทั่วไปหน้าตัดจะมีเหล็กเสริมในตาแหน่งที่คอนกรีตเกิดหน่วยแรงอัด ซึ่งเรียกว่า เหล็กเสริม รับแรงอัด เหล็กเสริมนี้อาจจะมาจากความตั้งใจที่จะให้ไปช่วยคอนกรีตรับแรงอัด หรือต้องการเสริม เพื่อให้ก่อสร้างได้ ผลของเหล็กเสริม รับแรงอัด (รวมถึงการวิเคราะห์ที่รวมผลของปีกคาน ซึ่งเกิดจาก การรวมผลของการหล่อเป็นเนื้อเดียวกับแผ่นพื้น) จะช่วยให้กาลังดัดเพิ่มขึ้น เพื่อความเหนียวของหน้าตัด ส่วนร้อยละของการเพิ่มขึ้นข้างต้นจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับสัดส่วนของพารามิเตอร์ต่างๆ ในหน้าตัด


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ 5000

Curvature, (1/in.)

รูปที่ 2.2-7 การเปรียบเทียบโมเมนต์ดัดและความโค้งของหน้าตัด เมื่อแปรผันพารามิเตอร์ต่างๆใน หน้าตัด หากพิ จ ารณารู ป ที่ 2.2-7 ซึ่ ง เป็ น กราฟที่ แ กนตั้ ง คื อ ก าลั ง ดั ด และแกนนอนคื อ ความโค้ ง (curvature, ) ซึ่งสะท้อนถึงการเสียรูปของหน้าตัด พบว่าในกรณีที่เหล็กเสริมรับแรงดึงมีปริมาณน้อย เช่ น ไม่ เกิ น ไปกว่ า max การเพิ่ ม ปริ ม าณเหล็ ก เสริ ม รั บ แรงอั ด (As หรื อ ) รวมถึ ง fc และ ความกว้างของส่วนพื้นที่รับแรงอัด (b) จะมีส่วนช่วยเพิ่ม Mn น้อยมากๆ (แต่เพิ่มความเหนียวในหน้าตัด ให้มากขึ้น) นั่นคือหากผู้ วิเคราะห์ตรวจสอบแล้วว่าหน้าตัดมี พฤติกรรมการวิบัติแบบแรงดึงเป็นหลั ก การวิเคราะห์หน้าตัดที่เสริมเหล็กเสริมรับแรงอัด หรือหน้าตัดรูปตัวที อาจใช้แนวคิดของกรณีการเสริม เฉพาะเหล็กเสริมรับแรงดึงได้ โดยผลที่ได้จะให้ค่าที่ conservative 2.2.9 การออกแบบหน้าตัดอย่างง่าย สาหรับการออกแบบหน้าตัดคานรับแรงดัด จะกระทาเมื่อทราบ Mu หรือโมเมนต์เพิ่มค่า ซึ่ง มาตรฐานกาหนดให้การออกแบบต้องควบคุมให้การวิบัติเกิดจากเหล็กเสริมหรือ tension failure ดังนั้น จึงสามารถประยุกต์ใช้ (2.2-3) ในการออกแบบเหล็กเสริมรับแรงดึงได้ เมื่อกาหนดให้ Mu = Mn เมื่อ  = 0.9 กรณีการดัด ดังนี้ As = Mn/[*fy*(7/8)d]

2.2-5

ทั้งนี้ต้องการมีตรวจสอบอีกครั้งว่า As ที่ได้มีค่าน้อยกว่า 0.75As,b หรือไม่ หากไม่จริงสามารถ เพิ่มค่า d เพื่อปรับค่าลง หลังจากนั้นให้ตรวจสอบ As ที่ได้กับ As,min อีกครั้ง เพื่อที่จะแน่ใจว่าปริมาณ เหล็กเสริมไม่ได้มีน้อยเกินไป โดยในแนวคิดนี้เหล็กเสริมรับอัดจะเสริมตามแบบทั่วไป หรือเพื่อคล้องเหล็ก ปลอก หรือเพื่อความต้องการที่จะควบคุมการแอ่นตัวเท่านั้น


www.yotathai.com


2.3 แรงยึดเหนี่ยว และรายละเอียดเหล็กเสริม สมมุติฐานสาคัญของคอนกรีตเสริมเหล็ก คือ แรงยึดเหนี่ยว (bond) ระหว่างคอนกรีตและเหล็ก จะต้องเกิดอย่างสมบูรณ์ มิเช่นนั้นโครงสร้างจะเสียสมดุลของแรง และเกิดการลื่นไถลของเหล็กเสริม (slip) ทาให้เกิดรอยแตกร้าวตามแนวการเสริมเหล็กได้ (รูปที่ 2.3-1)

รูปที่ 2.3-1 รอยแตกร้าวตามแนวเหล็กเสริมเนื่องจากการสูญเสียแรงยึดเหนี่ยว แสดงในรูปด้านซ้าย ในขณะที่ รูป ด้านขวาแสดงการวิบั ติ เนื่ อ งจากแรงยึ ด เหนี่ ยวระหว่างเหล็ ก เสริม หรือระยะทาบไม่ เพียงพอ 2.3.1 แรงยึดเหนี่ยว (Bond) แรงยึดเหนี่ยวเป็นแรงที่ทาให้ไม่ให้เกิดการลื่นไถลระหว่างเหล็กเสริมกับคอนกรีต แรงยึดเหนี่ยว ระหว่างคอนกรีตและเหล็กเสริมจะทาให้ความเครียดของวัสดุทั้งสองมีค่าใกล้เคียงกันซึ่งเป็นลักษณะ การทางานของวัสดุผสมโดยแรงยึดเหนี่ยวของเหล็กเสริมกับคอนกรีตเกิดขึ้นจาก 3 ปัจจัย (1) แรงยึด เกาะทางเคมีของปูนซีเมนต์กับเหล็ก (adhesive)(2) แรงฝืดระหว่างคอนกรีตกับเหล็ก (friction) และ (3) แรงยึ ด รั้ ง ทางกล ผ่ า นบั้ ง (lug) ทั้ ง นี้ ในเหล็ ก ข้ อ อ้ อ ยจะเกิ ด หน่ ว ยแบกทาน (bearing stress) ที่บริเวณบั้งหรือเหล็กข้ออ้อยจะมีคุณสมบัติการยึดเหนี่ยวที่ดีกว่าเหล็กกลมนั่นเอง (รูปที่ 2.3-2)

T

On bar

On concrete

Components on concrete

รูปที่ 2.3-2 แรงแบกทานที่เกิดขึ้นบริเวณบั้งของเหล็กเสริม


www.yotathai.com


2.3.2 หน่วยแรงยึดเหนี่ยว (Bond stress) หน่วยแรงเฉือน (shear stress) ที่ผิวสัม ผัสของเหล็ กเสริม กับ คอนกรีต (รูป ที่ 2.3-2 และ 2.3-3) เรียกว่า หน่วยแรงยึดเหนี่ยว (bond stress, u) จากการทดสอบ u ที่ภาวะประลัยของเหล็กข้อ อ้อย 1 เส้นหรือ un มีค่าระหว่าง 19.85(fc)0.5 ถึง 23.15(fc)0.5 ค่าดังกล่าวมีค่าลดลงประมาณ 20% เมื่อทดสอบกับเหล็กหลายเส้นวางเรียงกันใน 1 ชั้น (รูปที่ 2.3-3)

นน น นะ w

A

B

C

ะ!LะะL 1

<

2

L1 A

>

T = pd2bfy/4

L2 T

B

B

C

รูปที่ 2.3-3 การพัฒนาแรงยึดเหนี่ยวตามแนวเหล็กเสริม 2.3.3 ระยะฝังยึด (Development length) ระยะที่ต้องฝังเหล็กเสริมเพื่อให้เกิดการถ่ายแรงจากคอนกรีตไปยังเหล็กเสริม ซึ่งทาให้เหล็ก เสริ ม เกิ ด ก าลั ง รั บ แรงจากศู น ย์ ถึ ง ค่ า สู ง สุ ด เรี ย กว่ า ระยะฝั ง ยึ ด (development length หรื อ anchorage length) ซึ่งโดยพื้นฐานคานวณจาก ld = db·fy/(4u)

2.3-1

เมื่อ u คือ bond strength ซึ่งกาหนดโดยมาตรฐานออกแบบ ทั้งนี้ระยะฝังขึ้นอยู่กับ (1) กาลังรับแรงอัดของคอนกรีต (2) กาลังครากของเหล็กเสริม และ (3) ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กเสริมเมือ่ ระยะฝังของเหล็กเสริมรับแรงดึงจะแตกต่างจากเหล็กเสริม รับแรงอัด โดยระยะฝังของเหล็กเสริมรับแรงดึงจะมีระยะฝังยึดมากกว่าระยะฝังของเหล็กเสริมรับ แรงอัดจาก ACI สมการของระยะฝังสามารถหาได้จากสูตร ld=(2.88·fy·····db)/[10(fc)0.5((cb+ktr)/db)] PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 24 ของบทที่ 2

2.3-2

www.yotathai.com


โดย

(cb+ktr)/db<2.5

เมื่อ

ld คือ ระยะฝังซึ่งต้องไม่ต่ากว่า 30 ซม. db คือ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กเสริม , ,  และ คือ ค่าสัมประสิทธิ์ตาแหน่งของเหล็กเสริมค่าสัมประสิทธิ์การเคลือบผิวเหล็ก ค่าสัมประสิทธิ์ขนาดของเหล็กเสริมและค่าสัมประสิทธิ์ชนิดของคอนกรีต

2.3.3.1

ค่าสัมประสิทธิ์ตาแหน่งของเหล็กเสริม (Reinforcement Location Factor,α) โดย ACI กาหนดสัมประสิทธิ์ตาแหน่งของเหล็กเสริมตามเหล็กเสริมบน และเหล็กเสริมอื่นๆ โดยเหล็กเสริมบนคือเหล็กเสริมตามแนวนอนที่มีคอนกรีตเทอยู่ใต้เหล็กมากกว่า 30 ซม. เนื่องจากโดย ปกติการเทคอนกรีตและการจี้คอนกรีตทาให้มีฟองอากาศและน้าอยู่ใต้ ทาให้เหล็กเสริมบนไม่เกิดแรงยึด เหนี่ ย วมากเท่ า เหล็ ก เสริ ม อื่ น ๆ ซึ่ ง ท าให้ ก ารสู ญ เสี ย แรงยึ ด เหนี่ ย วท าให้ ต้ อ งมี ร ะยะฝั ง มากขึ้ น โดย α = 1.3 สาหรับเหล็กเสริมบน และ α = 1.0 สาหรับเหล็กอื่นๆ ค่าสัมประสิทธิ์การเคลือบผิวเหล็ก (Coating Factor, β) ในบางครั้งเหล็กเสริมที่ใช้มีการเคลือบอีพ็อกซีเพื่อป้องกัน การกัดกร่อน การเคลือบอีพ็อกซี อาจทาให้รอยต่อระหว่างเหล็กและคอนกรีตสูญเสียแรงยึดเหนี่ยว เป็นเหตุให้เหล็กเสริมต้องการระยะฝัง เพิ่มมากขึ้น โดย ACI กาหนดค่า b สาหรับกรณีต่างๆดังต่อไปนี้ (1) 1.3 สาหรับเหล็กเสริมที่เคลือบ อีพ็อกซีซึ่งที่มีคอนกรีตหุ้มไม่เกิน 3db หรือระยะห่างต้องไม่เกิน 6db (2) 1.2 สาหรับเหล็กเสริมที่เคลือบ อี พ็ อ กซี ก รณี อื่ น ๆ และ (3) 1.0 ส าหรั บ เหล็ ก เสริ ม ที่ ไม่ เคลื อ บเมื่ อ dbคื อ เส้ น ผ่ า นศู น ย์ ก ลางของ เหล็กเสริม 2.3.3.2

ค่าสัมประสิทธิ์ขนาดของเหล็กเสริม (Reinforcement size factor, ) โดย ACI กาหนดให้ใช้ 0.8 สาหรับเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 20 มม. และ 1.0 สาหรับเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. ขึ้นไป 2.3.3.3

ค่าสัมประสิทธิ์ชนิดของคอนกรีต (Lightweight aggregate concrete factor, ) คอนกรีตมวลเบามีค่ากาลังรับแรงดึงต่ากว่าคอนกรีตธรรมดาจึงจาเป็นต้องมีระยะฝังเพิ่ม ม ากขึ้ น จากส ม การ 2.3-2 ด้ วยค่ า  ซึ่ ง มี ค่ าเท่ ากั บ (1) 1.3 ส าห รั บ คอนกรี ต ม วลเบ า (2) 1.76(fc)0.5/fct>1.0 เมื่อทราบหน่วยแรงดึง (fct) ของคอนกรีตและ (3) 1.0 สาหรับคอนกรีตปรกติ 2.3.3.4


www.yotathai.com


2.3.3.5

ค่าสัมประสิทธิ์ระยะเรียงและระยะหุ้มคอนกรีต (spacing or cover dimension, cb) มาตรฐาน ACI กาหนด cb เป็นค่าสัมประสิทธิ์ของระยะหุ้มคอนกรีตโดยใช้ค่าน้อยระหว่าง ระยะจากศูนย์กลางเหล็กเสริมถึงผิวด้านนอกของคอนกรีต (X1) และหรือ 1/2 เท่าของระยะห่างระหว่าง เหล็กเสริม (X2) 2.3.3.6

ดัชนีเหล็กเสริมตามขวาง (Transverse reinforcement index, Ktr) เหล็กปลอกจะทาให้มีการโอบรัดช่วยต้านทานการแยกตัวของคอนกรีต ซึ่งพิจารณาเป็นตัว คูณ Ktr ดังสมการ 2.3-3 โดย ACI แนะนาให้ใช้ค่า Ktr = 0 เพื่อความสะดวกในการคานวณ Ktr = Atrfyt/(100·s·n) เมื่อ

s N Atr fyt

2.3-3

คือ ระยะเรียงของเหล็กปลอก (ซม.) คือ จานวนเหล็กเสริมตามแนวยาวของรอยปริแตก คือ พื้นที่หน้าตัดรวมของเหล็กปลอก (ซม.2) คือ ค่ากาลังครากของเหล็กปลอก (กก./ซม.2)

2.3.4 ระยะฝังสาหรับเหล็กเสริมรับแรงอัด ระยะฝังของเหล็กรับแรงอัดจะน้อยกว่าเหล็กรับแรงดึง เนื่องจากการโอบรัดของเหล็กปลอกจะ ช่วยต้านทานการเกิดรอยแตกและมีโอกาสน้อยในการลื่นหลุด ทั้งนี้ ACI กาหนด ความยาวระยะฝังของ เหล็กที่รับแรงอัดจากสมการที่ 2.3-4 ดังนี้ ldc = 0.08fydb/(fc)0.5

2.3-4

อย่างไรก็ตามความยาวระยะฝังดังกล่าวต้องไม่น้อยกว่า ld = 0.044fydb>20 ซม. ทั้งนี้สามารถ ลดความยาวของระยะฝังได้เช่นเดียวกับระยะฝังของเหล็กรับแรงดึง ด้วยตัวคูณ Rd ซึ่งมี ค่าเท่ากับ As,req/As,pro เมื่อ As,req และ As,pro คือ ปริมาณเหล็กเสริมที่ต้องการตามทฤษฎี และปริมาณเหล็ก เสริมที่เสริมจริงในหน้าตัด ตามลาดับ 2.3.5 ระยะฝังสาหรับเหล็กซึ่งมัดเป็นกา เมื่ อ จ านวนเหล็ ก เสริม มี ป ริม าณมาก มาตรฐาน ACI แนะน าให้ จั ด เหล็ ก เสริม รวมเป็ น ก าได้ (bundled bars) โดยเหล็กเสริมมัดรวมเป็นกาสามารถคานวณเปรียบเทียบกับเหล็กเสริมแบบเดี่ยวได้ ทั้งนีร้ ะยะฝังสาหรับเหล็กที่มัดเป็นกาจะมีค่ามากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระยะฝังของเหล็กเสริมเส้นเดี่ยว การคานวณระยะฝังของเหล็กเสริมมัดเป็นกาจะคานวณจากระยะฝังแบบเหล็กเสริมเดี่ยวได้ตาม ACI อย่างไรก็ดีระยะฝังสาหรับการมัดของเหล็ก 3 และ 4 เส้นจะต้องคูณด้วย 1.20 และ 1.33 ของระยะฝัง ที่คานวณตามแบบเหล็กเสริมเดี่ยว โดยการคานวณ db ดูได้จากรูปที่ 2.3-4 PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 26 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


รูปที่ 2.3-4 การคานวณพื้นที่เสมือนของเหล็กเสริมที่มัดเป็นกา 2.3.6 ของอมาตรฐาน (Standard hook) การทาของอมี ความจาเป็ นเมื่ อที่ว่างของโครงสร้างไม่สามารถให้ระยะฝังได้เพี ยงพอ (รูป ที่ 2.3-5) กรณีการของอแบบ 90 องศา, 135 องศาและ 180 องศา จะต้องมีระยะฝังขั้นต่าตามที่ ACI กาหนด Ldh

Ld

รูปที่ 2.3-5 ระยะงอขอมาตรฐาน ตาม ACI การงอขอต้องมีขนาดตามข้อกาหนดและมีความยาวพอเพียง โดยข้อควรระวัง คือ (1) การเลื่อนหลุดของคอนกรีตบริเวณที่ของอ (2) การแตกของคอนกรีตในบริเวณที่ของอระยะฝังสาหรับ การข้องอ 90 และ 180 องศา สามารถคานวณได้จากสมการ 2.3-5 ldh = 0.08·fydb/(fc)0.5

2.3-5

การคานวณระยะฝัง ldh สามารถลดค่าได้ตามเงื่อนไขที่กาหนดใน ACI ในทุกกรณีระยะฝังต้องมี ค่าไม่น้อยกว่า 15 ซม. หรือ 8 เท่าของขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็กเสริม อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 27 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


2.3.6.1

รายละเอียดการงอขอ รายละเอียดของการงอขอประเภทต่างๆ เป็นไปตามรูปที่ 2.3-6

180˚ Hook, Primary Reinforcement

90˚ Hook, Primary Reinforcement

6db Free End

Free End

90˚ Hook, Ties and Stirrups

135˚ Hook, Ties and Stirrups

รูปที่ 2.3-6 รายละเอียดในการของอประเภทต่างๆ 2.3.7 การต่อทาบเหล็กเสริม (Lap Splice) การต่อทาบจะทาให้ที่รอยต่อทาบของเหล็กเสริมจะเกิดการถ่ายแรงจากเหล็กเสริมไปยังเหล็ก เสริมอีกเส้น โดยเหตุผลที่ต้องมีการต่อทาบ (1) ความยาวของเหล็กเสริมมีจากัด (2) การเปลี่ยนขนาด เหล็กเสริม และ (3) จุดต่อเพื่อความสะดวกในการก่อสร้าง 2.3.7.1

การต่อทาบเพื่อรับแรงดึง การต่อทาบเหล็กเพื่อรับแรงควรหลีกเลี่ยงปริมาณเหล็กที่มากเกินไปบริเวณจุดต่อตาม ACI การต่ อ ทาบรั บ แรงดึ ง จะมี 2 แบบ (1) การต่ อ แบบ A Type จะใช้ ค วามยาวระยะต่ อ ทาบเท่ ากั บ ความยาวระยะฝังรับแรงดึง และ (2) การต่อแบบ B Type จะใช้ความยาวระยะต่อทาบเพิ่มอีกร้อยละ 30 ของระยะฝังรับแรงดึง ทั้งนี้ต้องไม่น้อยกว่า 30 ซม. โดยการจาแนกชั้นคุณภาพของการต่อทาบ ดูได้ จากตารางที่ 2.3-1


www.yotathai.com


ตารางที่ 2.3-1 เกณฑ์การจาแนกการต่อทาบแบบ A และ B As,pro/As,req ปริมาณสูงสุดของเหล็กเสริมที่ต่อทาบกันภายในความยาวระยะ ทาบ >2 Type A Type B <2 Type B Type B 2.3.7.2

การต่อทาบเพื่อรับแรงอัด ACI กาหนดให้การต่อทาบแบบรับแรงอัดให้ขึ้นอยู่กับขนาดของเหล็กเสริมและชนิดของเหล็ก เสริมดังนี้ (1) 20 เท่าของขนาดเหล็กเสริมและ fy = 2400ksc (2) 30 เท่าของขนาดเหล็กเสริมและ fy = 4000ksc (3) 44 เท่าของขนาดเหล็กเสริมและ fy = 5000kscและในทุกกรณีระยะต่อทาบจะต้องไม่ น้อยกว่า 30 ซม. 2.3.8 การหยุดเหล็กเสริม การหยุดเหล็กสามารถทาได้โดยเป็นไปตามเงื่อนไขของ ACI code นั่นคือ ตาแหน่งที่ตัดเหล็ก ทางทฤษฎีต้องทาการยื่นเหล็กให้เลยไปอีก 12db หรือ d โดยใช้ค่ามากเป็นตัวกาหนด อย่างไรก็ตาม ไม่ควรลดเหล็กบริเวณคานยื่นตาแหน่งหยุดเหล็กตาม ACI แสดงไว้ดังรูปที่ 2.3-8 2.3.8.1

เหล็กรับโมเมนต์ลบหรือเหล็กเสริมลบ บริเวณจุดรองรับ จะเสริมเหล็ก K และ J เพื่อรับโมเมนต์ลบ โดยการหยุดเหล็ก K ต้อง ให้มี ระยะยื่นออกมาจากจุดรองรับ เป็ นระยะเท่ากับระยะฝัง ldโดยระยะจากปลายการหยุดเหล็ ก K จะต้องเลยตาแหน่งกาลังต้านทานโมเมนต์ J ออกไปไม่น้อยกว่าความลึกประสิทธิผลหรือ 12db และ เหล็กเสริม J จะต้องปล่อยเหล็กให้ยาวเลยตาแหน่งกาลังต้านทานโมเมนต์ J ไปเท่ากับระยะฝัง ld โดย มีปริมาณที่ยื่นเหล็กออกไปอย่างน้อยต้อง 1 ใน 3 ของเหล็ กรับโมเมนต์ลบ ที่ระยะจากจุดดัดกลับ PI ออกไปไม่น้อยกว่าความลึกประสิทธิผลหรือ 12db หรือ ln/16, โดยใช้ค่ามากเป็นตัวกาหนด


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ C L

Face of Support

Moment Strength of steel bar G

P.I

P.I

Moment Strength of steel bar J Moment Curve

≥(d,I2db or ln/16 ) ≥Ld

≥(d or I2db)

Steel bar J

≥Ld Steel bar G

Section 12.2.1 Section 12.11.2 or Ld For Compression When bottom bars are used as compression reinforcement

Embedment of bar a≥Id P.I

Diameter of steel bar G is limited by Section 12.11.3 at Point of Inflection

Steel bar H

≥(d or I2db) ≥Ld C L

รูปที่ 2.3-7 ทฤษฎีในการหยุดเหล็กเสริม 2.3.8.2

เหล็กเสริมรับโมเมนต์บวกหรือเหล็กเสริมล่าง เหล็กเสริม H จะต้องมีระยะฝังห่างจากตาแหน่งที่เกิดโมเมนต์บวกสูงสุดอย่างน้อยเท่ากับ ld โดยที่เหล็กเสริม H จะต้องมีระยะยื่นจากตาแหน่งการหยุดเหล็กเสริมทางทฤษฎีออกไปอย่างน้อยเท่ากับ d หรื อ 12db ทั้ ง นี้ เหล็ ก เสริม G จะต้ อ งมี ค วามยาวของระยะฝั งที่ เลยจากจุ ด หยุ ด เหล็ ก ทางทฤษฎี อย่างน้อยเท่ากับระยะฝัง ld และจะต้องยื่นเข้าไปในที่รองรับอย่างน้อย 15 ซม. PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 30 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


2.3.8.3

การหยุดเหล็กอย่างง่าย

(b) คาน ต่อเนื่องช่วง ริม (Continuous-End spans) หมายเหตุ: ราย ละเอียดเหล็กเสริมใน กรณีออกแบบรับแรงในแนวดิ่ง (Gravity load) เท่านั้น

รูปที่ 2.3-8 การหยุดเหล็กตาม ACI (conservative) 2.4 ภาวะใช้งานของโครงสร้าง ผลลัพธ์ที่ได้จากการคานวณออกแบบโครงสร้างด้วยวิธีกาลังซึ่งเป็นภาวะที่พิจารณากาลังของวัสดุ ถึงจุดขีดสุด เป็นผลให้ทั่วไปเหล็กเสริมในหน้าตัดมี ปริมาณน้อย รวมถึงหน้าตัดอาจมีขนาดเล็กกว่าเมื่อ เที ย บกั บ การออกแบบด้ ว ยหน่ ว ยแรงใช้ ง าน เป็ น ผลให้ ที่ ภ าวะใช้ ง านจริ ง หน้ าตั ด อาจเสี ย รูป ได้ ง่ า ย เนื่องจากโครงสร้างมีสติฟเนสน้อยหรือคานอาจเกิดการแอ่นตัวมากร่วมไปถึงอาจเกิดรอยร้าวที่เกินกว่า ค่าที่รับได้ เป็นต้นดังนั้นการออกแบบหน้าตัดด้วยวิธีกาลัง ต้องมีการตรวจสอบการใช้งานของโครงสร้าง ที่ภาวะใช้งานด้วยเสมอ โดย วสท. แนะนาให้วิศวกรต้องตรวจสอบภาวะใช้งานของโครงสร้างอยู่ 2 ส่วน คือ (1) การแอ่นตัวที่เกิดขึ้นต้องไม่มากเกินไป (Limit of deflection) และ (2) รอยร้าวที่เกิดขึ้นต้องไม่มี มากเกินไป (Limit of crack width) 2.4.1 การแอ่นตัวที่ยอมให้ การโก่งตัวที่ภาวะใดๆที่เกิดขึ้นต้องมีค่าไม่เกินกว่าค่าที่มาตรฐานกาหนด (ตาราง 4205 (ข), วสท1008-38) ดังตารางที่ 2.4-1


www.yotathai.com


ตารางที่ 2.4-1 พิกัดการแอ่นตัวของคานและแผ่นพื้นที่ยอมให้ ชนิดขององค์อาคาร ระยะแอ่นที่พิจารณา

พิกัดการ แอ่นตัว หลังคาราบซึ่งไม่รองรับหรือไม่ติดกับชิ้นส่วนที่ ระยะแอ่ น ตั ว ที่ เ กิ ด ขึ้ น ทั น ที เนื่ อ งจาก L*/180 ไม่ใช่โครงสร้าง ซึ่งคาดว่าจะเกิดความเสียหาย น้าหนักบรรทุกจร เนื่องจากการแอ่นตัวมาก พื้ น ซึ่ ง ไม่ ร องรั บ หรื อ ไม่ ติ ด กั บ ชิ้ น ส่ ว นที่ ไ ม่ ใ ช่ ระยะแอ่ น ตั ว ที่ เ กิ ด ขึ้ น ทั น ที เนื่ อ งจาก L/360 โครงสร้ า งซึ่ ง คาดว่ า จะเกิ ด ความเสี ย หาย น้าหนักบรรทุกจร เนื่องจากการแอ่นตัวมาก หลั งคาหรือพื้ นซึ่งรองรับ หรือ ติด กับ ชิ้นส่ วนที่ ส่ วนของระยะแอ่ นตั วทั้ งหมดที่ เกิด ขึ้น L$/480 ไม่ใช่โครงสร้าง ซึ่งคาดว่าจะเกิดความเสียหาย ห ลั ง จากการยึ ด กั บ ชิ้ น ส่ วนที่ ไม่ ใช่ เนื่องจากการแอ่นตัวมาก โครงสร้ า ง (ผลรวมของระยะแอ่ น ที่ หลั งคาหรือพื้ นซึ่งรองรับ หรือ ติด กับ ชิ้นส่ วนที่ เพิ่ ม ขึ้ น ตามเวลา เนื่ อ งจากน้ าหนั ก L%/240 ไม่ ใ ช่ โ ครงสร้ า ง ซึ่ ง คาดว่ า จะไม่ เ กิ ด ความ บรรทุ กทั้ งหมดและระยะแอ่นที่ เกิดขึ้น ทั น ที เ นื่ อ งจากน้ าหนั ก บรรทุ ก จรที่ เสียหายเนื่องจากการแอ่นตัวมาก เพิ่มขึ้น) # L คือ ความยาวช่วง * พิกัดนี้ไม่ได้ใช้เพื่อป้องกันการเกิดแอ่งน้าเนื่องจากการแอ่นตัว ควรตรวจสอบการเกิดแอ่งน้า เนื่องจากการแอ่นตัวด้วย วิธีการคานวณหาระยะแอ่นที่เหมาะสม โดยให้รวมถึงระยะแอ่นที่ เพิ่มขึ้นเนื่องจากน้าในแอ่ง และผลของน้าหนักบรรทุกค้างทั้งหมดที่กระทาเป็นเวลานาน ความ โค้งหลังเต่า ความคลาดเคลื่อนในการก่อสร้าง และความเชื่อถือได้ของข้อกาหนดสาหรับการ ระบายน้า $ พิกัดนี้อาจยอมให้เกินได้ ถ้ามีมาตรการป้องกันความเสียหายที่เกิดขึ้นต่อชิ้นส่วนที่รองรับหรือยึด ติดกันอย่างพอเพียง # ระยะแอ่นตัวที่เกิดขึ้นตามเวลา ต้องคานวณให้สอดคล้องกับ 4205 (ข) 5 แต่อาจจะลดได้ด้วย ค่าระยะแอ่นที่คานวณได้ก่อนการยึดติดของชิ้นส่วนที่ไม่ใช่โครงสร้าง ค่านี้ต้องคานวณบนพื้นฐาน ของข้อมูลทางวิศวกรรมที่ยอมรับ ซึ่งสัมพันธ์กับคุณลักษณะของการแอ่นตัวตามเวลาขององค์ อาคารที่คล้ายคลึงกับองค์อาคารที่พิจารณา % แต่ต้องไม่มากกว่าความคลาดเคลื่อนที่ให้ไว้สาหรับชิ้นส่วนที่ไม่ใช่โครงสร้าง พิกัดนี้อาจยอมให้ เกินได้ถ้ามีการเผื่อความโค้งหลังเต่า โดยที่ระยะแอ่นทั้งหมดลบด้วยความโค้งหลังเต่าแล้วต้อง ไม่เกินค่าพิกัดในตาราง


www.yotathai.com


2.4.2 การคานวณการแอ่นตัว การแอ่นตัวที่เกิดขึ้นในช่วงใช้ง าน สามารถคานวณได้ตามหลักการ วิเคราะห์โครงสร้างทั่วไป ทั้งนี้ใช้สมมุติฐานของโครงสร้างยืดหยุ่น โดยตัวแปรที่ต้องปรับแก้คือ ค่าโมเมนต์ความเฉื่อย (moment of inertia, I) ซึ่งเป็นตัวหารคู่กับโมดูลัสยืดหยุ่นในสมการที่คานวณการแอ่นตัว 2.4.2.1 โมเมนต์ความเฉื่อย เมื่อคานเกิดการแอ่นตัวเนื่องจากน้าหนักบรรทุก บริเวณที่หน่วยแรงดึงในหน้าตัดเกินว่า โมดูลัส แตกร้ า ว (modulus of rupture, fcr) จะเกิ ด รอยร้ า วขึ้ น ในบริ เวณนี้ ต้ อ งใช้ ค่ า โมเมนต์ ค วามเฉื่ อ ย แตกร้าว (cracked moment of inertia, Icr) ในการคานวณการแอ่นตัว อย่างไรก็ดีในส่วนที่หน่วยแรงดึง มีค่าไม่เกินกาลังต้านของคอนกรีต หน้าตัดจะยังไม่ร้าว การวิเคราะห์การแอ่นตัวจะใช้หน้าตัดเต็ม (ที่ไม่ รวมเหล็ กเสริม) หรือ gross section ในการวิเคราะห์ โมเมนต์ความเฉื่อยรวม (gross moment of inertia, Ig) 2.4.2.2 โมเมนต์ความเฉื่อยรวม สามารถคานวณโมเมนต์อันดับที่ 2 ของหน้าตัดสี่เหลี่ยมกว้าง b และลึก h ซึ่งแสดงได้ตาม สมการดังต่อไปนี้ Ig = (1/12)bh3

2.4-1

2.4.2.3 โมเมนต์ความเฉื่อยแตกร้าว กรณีที่หน้าตัดเกิดรอยร้าวจะใช้สมมุติฐานว่า คอนกรีตใต้แนวแกนสะเทิน (N.A) หรือเหนือขอบ ของรอยร้าว ไม่สามารถรับแรงดึงได้ การคานวณตาแหน่งของแกนหมุนซึ่งวัดจากผิวรับแรงอัดที่เรียกว่า kd และ Icr จะใช้ วิธีหน้าตัดแปลง (transformed section method) 2.4.2.4 โมเมนต์ความเฉื่อยประสิทธิผล ตามที่อธิบายไปแล้วข้างต้นว่าในคานชิ้นเมื่อรับน้าหนักบรรทุกใช้งานจะมีทั้งส่วนที่มีคุณสมบัติของ Ig และ Icr ดังนั้น ACI จึงเสนอค่าโมเมนต์ความเฉื่อยประสิทธิผล (effective moment of inertia, Ieff) เพื่อใช้ในการคานวณการแอ่นตัว โดยค่า Ieff มีค่าระหว่าง Ig>Ieff>Icr และคานวณได้ดังสมการต่อไปนี้ Ieff = {(Mcr/Ma)3·Ig + [1 – (Mcr/Ma)3]Icr}
Mcr Ma

2.4-2

คือ โมเมนต์แตกร้าว (cracking moment)คานวณจาก fcrIg/c คือ โมเมนต์ ณ ตาแหน่งที่ต้องการคานวณการแอ่นตัว


www.yotathai.com


2.4.2.5 การแอ่นตัวระยะยาว ตาม 4205 (ข) 5 ของมาตรฐานวสท. 1008-38 ระบุว่าหากไม่ได้ทาการวิเคราะห์อย่างละเอียด การแอ่ น ตั ว ระยะยาว (Long term deflection) ซึ่ ง เป็ น ผลเกิ ด จาก creep & shrinkage สามารถ คานวณจากการคูณสัมประสิทธิ์  กับการแอ่นตัวซึ่งเกิดจากน้าหนักบรรทุกคงค้าง  = /(1 + 50) เมื่อ

’ 

2.4-3

คานวณจาก As/(bd) ที่กึ่งกลางช่วงคาน ขึ้ น อยู่ กั บ ระยะเวลาที่ พิ จ ารณา มี ค่ า ดั ง ต่ อ ไปนี้ (1) 5 ปี หรื อ มากกว่ า ใช้ 2.0(2) 12 เดือนใช้ 1.4(3) 6 เดือนใช้ 1.2(4) 3 เดือนใช้ 1.0

2.4.3 ความลึกต่าสุด อย่างไรก็ดีการแอ่นตัวอาจไม่ต้องคานวณและแสดงในรายการคานวณหาก องค์อาคารตัวนั้นใช้ ความหนาต่าสุดตามที่มาตรฐานกาหนด ดังตารางที่ 2.4-2 ตารางที่ 2.4-2 ความลึกต่าสุดขององค์อาคารรับแรงดัด ความหนาต่าสุด (hmin)หน่วย ซม. เมื่อความยาวช่วง (L) มีหน่วยเป็นซม. องค์อาคาร ช่วงเดี่ยว ต่อเนื่องด้านเดียว ต่อเนื่อง 2 ด้าน ธรรมดา แผ่นพื้นตันทางเดียว L/20 L/24 L/28 คานหรือแผ่นพื้นตงถี่ทางเดียว L/16 L/18.5 L/21

ปลายยื่น L/10 L/8

2.4.4 ดัชนีความกว้างของรอยร้าว การออกแบบที่ดีต้องจากัดรอยร้าวให้มีขนาดเล็กและกระจายทั่วดี มากกว่าที่จะให้เกิดรอยร้าว ขนาดใหญ่ แต่กระจุกตัวอยู่ที่เดียว การควบคุมดังกล่าวกระทาผ่านค่า ดัชนีความกว้างของรอยร้าว (Index of crack width, Z) สาหรับคาน ต้องไม่เกินค่าต่อไปนี้(1) 26,000 กก./ซม. (ความกว้างไม่เกิน 0.34 มม.) กรณีคานช่วงใน และ (2) 31,000 กก./ซม. (ความกว้างไม่เกิน 0.41 มม.) กรณีคานตัวนอก


www.yotathai.com


2.4.5 พิกัดแตกร้าว มาตรฐาน ACI กาหนดพิกัดแตกร้าวด้วยสมการต่อไปนี้ Z = fs(dcA)1/3 เมื่อ

fs dc A

2.4-4 คือ หน่วยแรงในเหล็กเสริมที่ภาวะใช้งาน (อาจจะประมาณเท่ากับ 0.6fy) คือ ความหนาของ covering ที่ผิวรับแรงดึงถึง C.G. ของเหล็กเสริมเส้นนอกสุด คือ พื้นที่หุ้มเหล็กเสริมรับแรงดึง ที่มี C.G. เดียวกับเหล็กเสริมหารด้วยจานวนเหล็ก เสริมรับแรง ดึง

ข้อกาหนดเพิ่มเติม (1) กรณีเหล็กเสริมมัดเป็นกาและใช้เหล็กหลายขนาดให้หาค่า A จากอัตราส่วนของเนื้อที่หน้าตัด ทั้งหมดต่อเนื้อที่เนื้อที่ของเหล็กเสริมขนาดใหญ่สุด (2) ในกรณีอาคารอยู่ภายใต้สภาพสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงค่า Z จะไม่ครอบคลุมและต้องพิจารณาเป็น พิเศษ

2.5 องค์อาคารรับแรงเฉือน ณ ภาวะที่คานยังมีคุณสมบัติยืดหยุ่น โดยใช้สมมุติฐานในการวิเคราะห์ว่าเนื้อคานเป็นวัสดุเนื้อ เดี ย ว (homogeneous material) คานชะลู ด (slender beam) เมื่ อ รั บ น้ าหนั ก บรรทุ ก ตามขวาง (transverse load) จะเกิดหน่วยแรง 2 ประเภท ในเนื้อคานเมื่อคาน นั่นคือ หน่วยแรงดัด และ หน่วย แรงเฉื อ น ซึ่ ง เมื่ อ รวมหน่ ว ยแรงดั ง กล่ า วเข้ า ด้ ว ยกั น จะสามารถแสดงหน่ ว ยแรงหลั ก (principal stresses) ซึ่งในบริเวณปลายคานที่มีแรงเฉือนสูง และแรงดั ดต่านั้น หน่วยแรงดึงหลักจะมีแนวโน้มฉีก คานในมุมประมาณ 45 องศา ที่บริเวณกลางคาน หน่วยแรงดึงกล่าวเรีย กกว่า “หน่วยแรงดึงทแยง (diagonal tensile stress)” ซึ่ ง เมื่ อ หน่ ว ยแรงดั ง กล่ า วมี ค่ า มากกว่ า “ก าลั ง รั บ แรงดึ ง ของคอนกรี ต (concrete tensile strength)” คานจะแตกร้ า วในรู ป แบบที่ เรี ย กว่ า “การวิ บั ติ แ บบเฉื อ น (shear failure)” ซึ่งในทางวิศวกรรมโครงสร้างนับว่าเป็นการวิบัติแบบเปราะ รูปที่ 2.5-1 แสดงแนวคิดดังที่ได้ อธิบายข้างต้น


www.yotathai.com


รูปที่ 2.5-1 การเกิดหน่วยแรงดึงทแยง 2.5.1 รอยแตกร้าวเนื่องจากแรงเฉือนเนื่องจาก diagonal tension การแตกร้าวเนื่องจากการเฉือน มีหลายแบบ เช่น (1) การแตกร้าวแบบ Flexural-shear crack มักเกิดขึ้นเหนือรอยร้าวดัดที่เกิดขึ้นก่อนหน้า รอยร้าวเอียงที่เกิดขึ้นในคาน ค.ส.ล. ส่วนมากจัดเป็นรอย ร้าวเอียงชนิดนี้ (รูปที่ 2.5-2) (2) การแตกร้าวแบบ Web-shear Crack เกิดขึ้นที่บริเวณแกนสะเทิน ของคาน เกิดก่อนรอยร้าวดัด มักเกิดขึ้นในคานคอนกรีตอัดแรงหน้าตัดตัว I ที่มีความหนาของส่วนอก น้อย (ทาให้มี หน่วยแรงเฉือนสูงมาก) ดัง รูปที่ 2.5-3 (3) คานสั้นรับน้าหนักบรรทุกโดยตรงโดยใช้ compression strut ดังรูปที่ 2.5-4 โดยการวิบัติในแบบสุดท้ายเกิดจากพฤติกรรมแบบ arch action โดย compression strut ดังกล่าวจะสมดุลอยู่กับแรงดึงในเหล็กและแรงปฏิกิริยาในแนวดิ่งที่ฐานรองรับ ทั้งนี้เกณฑ์ในการจาแนกสามารถใช้อัตราส่วน a/d บอกได้ว่าคานนั้นเป็นคานประเภทใด (ก) a/d< 2.02.5 คือคานประเภท คานสั้น หรือ คานลึก และ (2) a/d> 2.0-2.5 คือคานประเภท คานยาว (รูปที่ 2.5-5)

รูปที่ 2.5-2 การแตกร้าวแบบ Flexural-shear crack PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 36 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


รูปที่ 2.5-3 การแตกร้าวแบบ Web-shear Crack load

รูปที่ 2.5-4 การเกิด compression strut

Flexural moment strength

Failure moment = Va

Shear-compression strength

Inclined cracking strength, Vc

Deep beams

0

1

Diagonal tension failures

Shear-tension and shear-compression failures

Flexural failures 2

3

4

5

6

7

a/d

รูปที่ 2.5-5 อิทธิพลของ a/d ต่อรูปแบบการวิบัติของคานคอนกรีตเสริมเหล็ก 2.5.2 กลไกการต้านทานแรงเฉือนในคานที่ไม่ใส่เหล็กปลอก โดยทั่วไปทุกมาตรฐานทั่วโลก นิยมอธิบายกลไกในการต้านทานแรงเฉือนของคานคอนกรีตเสริม เหล็กแยกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่รับโดยคอนกรีตล้วน (Vc) และส่วนที่รับโดยเหล็กเสริมตามขวาง (Vs) อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 37 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


เนื่องจากกลไกของการรับแรงโดยเหล็กเสริมตามขวางเป็นมาตรฐานและอธิบายได้โดยหลักสมดุล ดังนั้น จึ ง มี ค่ า ในแต่ ล ะมาตรฐานเท่ า กั น ดั ง นั้ น สิ่ ง ที่ แ ตกต่ า งกั น คื อ ก าลั ง รั บ แรงเฉื อ นโดยคอนกรี ต ล้ ว น ซึ่งส่วนดังกล่าวเกิดจากการต้านทานแรงร่วมกันของ 3 ส่วนในหน้าตัดบริเวณเกิดรอยร้าวเฉือน คือ (1) VcZ การรับแรงเฉือนโดยตรงในบริเวณคอนกรีตที่ยังไม่ร้าว (2) Viy การรับแรงเฉือนตามแนวรอย ร้าวเนื่องจากการเกาะยึดของมวลรวม และ (3) Vd การรับแรงเฉือนเนื่องจากเหล็กเสริมตามแนวยาว ของคาน โดยรูปที่ 2.5-6 แสดงส่วนประกอบดังกล่าว

รูปที่ 2.5-6 องค์ประกอบในการต้านทานแรงเฉือนของคานคอนกรีตล้วน คานที่มี a/d ระหว่าง 2.5-6.0 จะวิบัติทันทีที่รอยร้าวเอียงเกิดขึ้น ACI/วสท. จึงถือเอาแรง เฉือนที่ทาให้คานแตกร้าว (Vcr) เป็นกาลังรับแรงเฉือนของคาน ค.ส.ล. ไม่ใส่เหล็กลูกตั้ง (Vc) คานวณได้ จากสมการ 2.5-1 ซึ่งถือเป็นสมการอย่างละเอียดทั้งนี้ค่า (fc)0.5ต้องมีค่าไม่เกิน 27 ksc Vc = [0.5(fc)0.5 + 176w(Vud/Mu)]bwd

2.5-1

โดยสมการ 3.5-1 ต้องไม่เกิน 0.93(fc)0.5bwd โดย Vud/Mu< 1 ทั้งนี้ วสท. แนะนาให้ละการคานวณจากสมการ 2.5-1 โดยใช้สมการอย่างง่าย ดังต่อไปนี้ Vc = 0.53(fc)0.5bwd

2.5-2

2.5.3 ปัจจัยที่มีผลต่อกาลังรับแรงเฉือนของคานที่ไม่ใส่เหล็กปลอก 1) กาลังรับแรงดึงของคอนกรีต (Concrete Tensile Strength)คอนกรีตที่มีกาลังรับแรงดึง มากจะสามารถต้านทานแรงเฉือนได้มากกว่าคอนกรีตที่มีกาลังรับแรงดึงน้อยกว่า 2) อัตราส่วนเหล็กเสริมหลัก (Main Reinforcement Ratio) คานที่มีอัตราส่วนเหล็กเสริมหลัก (w) มาก จะมีกาลังต้านทานแรงเฉือนมากกว่าคานที่มีอัตราส่วนเหล็กเสริมหลักน้อย 3) อัตราส่วนช่วงการเฉือนต่อความลึกประสิทธิผล a/d เนื่องจาก Mu/(Vud) = (Mu/Vu)/d = a/d PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 38 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


4) ผลกระทบเนื่องจากขนาดของคาน (Size effect) คานที่มี ความลึ กประสิทธิผลมากจะมี กาลังรับแรงเฉือนน้อยกว่าคานที่มีความลึกประสิทธิผลน้อยกว่า 5) ผลของแรงตามแนวแกน กรณีแรงอัด - เกิดรอยร้าวเอียงได้ช้าลง - ช่วยชะลอการแพร่ของรอยร้าวเอียง - เพิ่มกาลังรับแรงเฉือนของคาน กรณีแรงดึง - เร่งการเกิดรอยร้าวเอียง - เร่งการแพร่ของรอยร้าวเอียง - ลดกาลังรับแรงเฉือนของคาน 2.5.4 พฤติกรรมการรับแรงเฉือนของคานที่ใส่เหล็กปลอก เหล็กลูกตั้งไม่สามารถป้องกันการเกิดรอยร้ าวเอียงได้แต่สามารถยับยั้งการแพร่ของรอยร้าว เอียงโดยเหล็กลูกตั้งจะเริ่มทางานเมื่อเกิดรอยร้าวเอียงแล้วกรณี เหล็กลูกตั้งเอียง(ดัง รูปที่ 2.5-7) : กาลังรับแรงเฉือนคานวณจากสมการต่อไปนี้ 2.5-3

Vs = Avfy(sin + cos)(d/s)

รูปที่ 2.5-7 กลไกการรับแรงของเหล็กปลอก

รูปที่ 2.5-8 กรณีเหล็กปลอกตั้งฉากกับแนวคาน

สาหรับเหล็กลูกตั้งในแนวดิง่ (ดังรูปที่ 2.5-8) : กาลังรับแรงเฉือนคานวณจากสมการ 2.5-4 Vs = Avfyd/s

2.5-4

โดย d/s คือ จานวนเหล็กลูกตั้งตัดผ่านโดยรอยร้าว อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 39 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


2.5.5 การออกแบบคานรับแรงเฉือนของ ACI หลักการพื้นฐานการออกแบบการรับแรงเฉือนของ ACI แสดงในตามสมการที่ 2.5-5 2.5-5

Vn> Vu เมื่อ

Vn คือ กาลังรับแรงเฉือนระบุ (Nominal shear)ซึ่งเป็นผลรวมของ Vcและ Vs Vu คือ แรงเฉือนประลัย (Ultimate shear force)  คือ ตัวคูณลดกาลังเท่ากับ 0.85 (กรณีแรงเฉือน) กรณีมี แรงอัด (Nu ใช้เครื่องหมายบวก) ร่วมด้วย จะใช้สมการ 2.5-6 Vc = 0.53[1 + 0.0071(Nu/Ag)](fc)0.5·bwd

2.5-6

กรณีมี แรงดึง (Nu ใช้เครื่องหมายลบ) ร่วมด้วย จะใช้สมการ 2.5-7 Vc = 0.53[1 + 0.0023(Nu/Ag)](fc)0.5·bwd

2.5-7

ทั้งนี้ค่า Vs คานวณจาก (2.5-3) หรือ (2.5-4) แล้วแต่การจัดวางเหล็กเสริม 2.5.6 การคานวณปริมาณเหล็กลูกตั้ง กรณีที่ 1 กรณีที่ 2

ไม่ต้องเสริมเหล็กรับแรงเฉือน เมื่อ Vu< 0.5Vc เสริมเหล็กปลอกขั้นต่า (Av,min) เมื่อ Vc> Vu> 0.5Vc

เมื่อ Av,min= 3.5bws/fvy

2.5-8

โดยระยะเรียงของเหล็กปลอกมากสุดต้องไม่เกิน (smax) นั่นคือ smax = Min{Avfvy/(3.5bw), 0.5d, 60} กรณีที่ 3

ต้องเสริมเหล็กรับแรงเฉือน เมื่อ Vu>Vc หรือ Vs = Vu/ – Vc (มีค่าเป็นบวก)


2.5-9

www.yotathai.com


กรณี Vs< 1.1(fc)0.5bwd ระยะเหล็กลูกตั้งคานวณจาก s = Avfvyd/Vs โดย smax2 = Min{Avfvyd/Vs, Avfvy/(3.5bw), 0.5d, 60} กรณี 1.1(fc)0.5bwd < Vs< 2.1(fc)0.5bwd ระยะเหล็กลูกตั้งคานวณจาก s = Avfvyd/Vs โดย smax3 = Min{Avfvyd/Vs, Avfvy/(3.5bw), 0.25d, 30} ขยายหน้าตัด เมื่อ Vs> 2.1(fc)0.5bwd

กรณีที่ 3.1

กรณีที่ 3.2

กรณีที่ 4

ทั้งนี้ค่า (fc)0.5 ต้องไม่เกิน 27 ksc และกาลังครากของเหล็กรับแรงเฉือน (fvy) ต้องมีค่าไม่เกิน 4200 ksc

2.6 องค์อาคารรับแรงบิด โมเมนต์บิดแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ (1) โมเมนต์บิดสมดุล (equilibrium torsion) เป็นโมเมนต์ บิดที่เกิดขึ้นในองค์อาคารซึ่งคานวณได้ด้วยหลักสมดุลของแรงเพียงอย่างเดียวได้ (ดังรูปที่ 2.6-1) (2) โมเมนต์บิดสอดคล้อง (compatibility torsion) เป็นโมเมนต์บิดที่เกิดในองค์อาคารซึ่งต้องอาศัยทั้งหลัก สมดุลของแรงและหลักความสอดคล้องของการเปลี่ยนรูป ซึ่งเกิดขึ้นในโครงสร้างแบบอินดีเทอร์มิเนท ดังแสดงในรูปที่ 2.6-2 l

P1

P2

(a)

(b)

(a)

(b)

(c)

รูปที่ 2.6-1 โมเมนต์บิดสมดุล

(c)

รูปที่ 2.6-2 โมเมนต์บิดสอดคล้อง

2.6.1 หน่วยแรงเฉือนเนื่องจากแรงบิดในชิ้นส่วนยืดหยุ่นเชิงเส้นไม่ร้าว หน่วยแรงเฉือนเนื่องจากโมเมนต์บิด () ในชิ้นส่วนยืดหยุ่นแสดงได้ดัง รูปที่ 2.6-3 และรูปที่ 2.6-4 โดยอาศัยทฤษฎียืดหยุ่น (elastic theory) อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 41 ของบทที่ 2

www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ X

_ Tr

Tmax =

—J

Tmax =

T oax y

1 a= 3 + 1.8y/

Tmax =

T

2>2y/3

�—,

o

X

รูปที่ 2.6-3 หน่วยแรงเฉือนในหน้าตัดสาหรับวัสดุยืดหยุ่นเชิงเส้นเนื้อเดียวไอโซโทรปิก

หน่วยแรงเผิอนเนองจากโมเมนต์บิด

เกิดขึ้น บน ทั้งผิวหน้า ผิวบน และ ผิวข้าง

รูปที่ 2.6-4 รอยร้าวเฉือนเนื่องจากการบิดรอบองค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก 2.6.2 การเลือกหน้าตัดองค์อาคารเพื่อต้านทานโมเมนต์บิด หน้าตัดปิดมีความสามารถต้านโมเมนต์บิดได้ดีกว่าหน้าตัดเปิดลักษณะของหน้าตัดปิดและเปิดดัง รูปที่ 2.6-5 และรูปที่ 2.6-6 ทั้งนี้ตาแหน่งหน้าตัดวิกฤติของโมเมนต์ บิดที่ใช้ในการออกแบบที่ระยะ h/2 จากหน้าที่รองรับ ขด

หน้าตด

(ล) รูปลีเ่ หลี่ยมผืนผ้า

(b) หน้า ตัด วงกลม (c)

หน้าตัดเหลี่ยม กลวง

(d) หน้า ตัด ท่อ

รูปที่ 2.6-5 การไหลของหน่วยแรงบิดในหน้าตัดประเภทต่างๆ PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 42 ของบทที่ 2

www.yotathai.com

คอนกรีตเสริมเหล็ก | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ A

ะ�'V Open section

หน้า ตัดป็ดมี ความ สามารถ ต้านทานแรงบิดไต้ดี กว่าหน้า ตัดเป็ด

รูปที่ 2.6-6 การไหลของหน่วยแรงบิดในหน้าตัดปิดแบบไม่ต่อเนือ่ ง 2.6.3 การออกแบบต้านโมเมนต์บิด 1. ทฤษฎีการดัดเบ้ (Skew bending theory) จาก ACI318 ปี ค.ศ.1971 – ค.ศ.1989 2. ทฤษฎีท่อเปลือกบาง/โครงข้อหมุนพลาสติก 3 มิติ (Thin-wall tubeand plastic space truss) คล้ายกับ Truss model 2 มิติ สาหรับองค์อาคารรับแรงเฉือน นามาจาก CEB code และใช้ ใน ACI318-1995 เป็นต้นมา 2.6.4 โมเมนต์บิดแตกร้าว (Cracking Torque) โมเมนต์ บิ ด แตกร้ า วจะสามารถค านวณ ได้ ดั ง สมการที่ 2.6-1 ทั้ ง นี้ ห ากTu/<0.25Tcr ไม่จาเป็นต้องคิดผลของโมเมนต์บิด Tcr = 1.06(f’c)0.5(Acp)2/pcp เมื่อ

pcp Acp

2.6-1

คือ ความยาวเส้นรอบรูปของหน้าตัดคอนกรีต และ คือ พื้นที่ภายในเส้นรอบรูปของหน้าตัด (รวมส่วนที่เป็นช่องว่างด้วยหากเป็นหน้าตัด กลวง)

2.6.5 การลดค่ากรณีโมเมนต์ดัดสอดคล้อง หากเป็นโมเมนต์บิดสอดคล้อง (ดังรูปที่ 2.6-7) สามารถลดค่าให้เหลือได้ดังสมการที่ 2.6-2 ได้ดังนี้


www.yotathai.com


รูปที่ 2.6-7 กรณีของโมเมนต์บิดสอดคล้อง Tu = 1.08(fc)0.5(Acp)2/pcp

2.6-2

2.6.6 การออกแบบรับโมเมนต์บิด (Vu/bwd) + (TuPh/1.7A2oh) <(Vc/bwd + 2.1(fc)0.5) : Hollow section ; t >AohPh (Vu/bwd) + (Tu/1.7Aoht) <(Vc/bwd + 2.1(fc)0.5) : Hollow section ; t
2.6-2 2.6-3 2.6-4

เมื่อ

Acp = xoyoและ Aoh = x1y1 (ดูรูปที่ 2.6-8 ประกอบ)

รูปที่ 2.6-8 นิยามของ Acpและ Aoh 2.6.7 ชิ้ น ส่ ว นหน้ า ตั ด กลวง (Hollow Section) และทฤษฎี ท่ อ เปลื อ กบาง (Thin-wall tube theory) หน้าตัดกลวงมีประสิทธิภาพสูงในการต้านทานโมเมนต์บิดโดยค่าหน่วยแรงบิดที่ไหลรอบหน้าตัด มีค่ากับ q = T/2A0 (ดังรูปที่ 2.6-9 ถึงรูปที่ 2.6-12)


www.yotathai.com


รูปที่ 2.6-9 การไหลของหน่วยแรงบิดรอบหน้าตัดกลวง

รูปที่ 2.6-10 หน่วยแรงหลักเนื่องจากการบิดในหน้าตัดตัน

รูปที่ 2.6-11 การถ่ายแรงบิดเข้าสู่เหล็กเสริมและคอนกรีตส่วนรับแรง


www.yotathai.com


รูปที่ 2.6-12 การไหลของแรงบิดในส่วนคอนกรีต จากรูปที่ 2.6-12 จะได้ T = V1·y0 + V2·x0 V1 = V3 = q·x0 = T·x0/2A0 V2 = V4 = q·y0 = T·y0/2A0

2.6-5 2.6-6 2.6-7

2.6.8 การหาปริมาณเหล็กลูกตั้ง (สมการที่ใช้หาปริมาณเหล็กปลอกที่ต้องการ) จานวนเหล็กปลอก (At) ที่ต้องใช้เพื่อต้านแรงบิดคานวณจากสมการ 2.6-8 (รูปที่ 2.6-13) โดย  = 37.5o สาหรับคานคอนกรีตอัดแรงที่มีแรงดึงประสิทธิผลมากกว่า 40% ของแรงดึงประลัย และ  = 45o สาหรับคานคอนกรีตไม่อัดแรง หรือคานคอนกรีตอัดแรงที่มีแรงดึงประสิทธิผลน้อยกว่า 40% ของแรงดึงประลัย 2.6-8

At/s = Tn/(2A0fycot) เมื่อ

A0 คือ 0.85A0h Vy

รูปที่ 2.6-13 กลไกของเหล็กปลอกในการรับแรงบิด


www.yotathai.com


2.6.9 การคานวณหาปริมาณเหล็กนอนเนื่องจากผลของโมเมนต์บิด

รูปที่ 2.6-14 กลไกของเหล็กตามยาวในการรับแรงบิด จากรูปที่ 2.6-14 เมื่อ N คือ แรงดึงที่กระทาต่อหน้าตัด (Alfyl) นั่นคือต้องออกแบบเหล็กนอน ให้รับแรงดึงดังกล่าว โดยคานวณจากสมการ 2.6-9 ดังนี้ 2.6-9

Al = (At/s)ph(fvy/fly)cot2 เมื่อ

Al ph

คือ พื้นที่หน้าตัดเหล็กนอน คานวณจาก 2 (x0 + y0) คือ เส้นรอบรูปของหน้าตัด

สมการ ACI ที่ใช้ในการออกแบบปริมาณเหล็กนอน Al,min = 1.33(fc)0.5Acp/fly – (At/s)ph(fvy/fly)

2.6-10

โดย At/s ในสมการต้องไม่น้อยกว่า 1.75bw/fvy 2.6.10 การรับแรงเฉือนและโมเมนต์บิดร่วมกัน การออกแบบองค์ อ าคารเพื่ อ ต้ านทานโมเมนต์ บิ ด แรงเฉื อน และโมเมนต์ ดั ด ตามมาตรฐาน การออกแบบ ACI ปี 1995 มีหลักการออกแบบอยู่ว่า Vn> Vuและ Tn>Tu 2.6.11 ขั้นตอนการคานวณออกแบบองค์อาคารต้านโมเมนต์บิดตามวิธี ACI1995 1. สร้างแผนภาพ Mu, Vuและ Tuขององค์อาคาร 2. กาหนด b, h, d ของหน้าตัด และจากโมเมนต์ดัดประลัยที่คานวณได้จะสามารถคานวณเหล็ก เสริมตามแนวนอนเพื่อรับ Mu อย่างเดียวได้ หมายเหตุ ทั้ ง นี้ ส าหรั บ หน้ าตั ด ที่ ต้ อ งต้ า นโมเมนต์ บิ ด มากๆ ควรเป็ น หน้ าตั ด ที่ มี ค วามกว้า ง ใกล้เคียงกับความลึก 3. ตรวจสอบว่าต้องออกแบบเหล็กต้านโมเมนต์บิดหรือไม่โดยหาก Tu> 0.27(fc)0.5(Acp)2/pcp ต้องออกแบบเหล็กต้านโมเมนต์บิดด้วย แต่หากน้อยกว่าก็ให้ออกแบบองค์อาคารให้ต้านทาน เฉพาะแรงเฉือนและโมเมนต์ดัดเท่านั้น อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 47 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


4. ตรวจสอบว่าโมเมนต์บิดเป็นโมเมนต์บิดสมดุล หรือเป็นโมเมนต์บิดสอดคล้ องหากเป็นโมเมนต์บิด สอดคล้อง สามารถลดค่าให้เหลือแค่ Tu = 1.08(fc)0.5(Acp)2/pcp แต่ต้องเพิ่มค่าโมเมนต์ดัด และแรงเฉือนในองค์อาคารข้างเคียงให้เป็นไปตามสมการสมดุล 5. ตรวจสอบว่าหน้าตัดมีขนาดโตพอจะต้านโมเมนต์บิดได้หรือไม่ นั่นคือ Rn>Ru เมื่อ Ru = [(Vu/(bw·d))2 + (Tu·ph/(1.7A2oh))2]0.5 และ Rn= Vc/(bw·d) + 2.1(f’c)0.5 6. คานวณปริมาณเหล็กลูกตั้งเพื่อต้านแรงเฉือน โดยเริ่มต้นจากVn> Vu โดยที่ Vn = Vs + Vcเมื่อ Vc = (0.5(fc)0.5+176wVud/Mu)bw·d< 0.93(fc)0.5bw·d หรือใช้สมการอย่างง่าย Vc = 0.53(fc)0.5bw·dและ Vs = Avfvyd/sหรือAv/s = Vs/(fvyd) 7. คานวณพื้นที่หน้าตัดของเหล็กลูกตัง้ สาหรับต้านทานโมเมนต์บิดโดยใช้สมการ 3.6-8 8. รวมปริมาณเหล็กลูกตัง้ สาหรับการต้านทานแรงเฉือน และ โมเมนต์บิดเข้าด้วยกันตามสมการ 2.6-10 Av+t/s = Av/s + 2At/s

2.6-10

9. อย่างไรก็ดีปริมาณเหล็กลูกตั้งจะต้องมากกว่า ปริมาณเหล็กลูกตั้งน้อยสุด (สมการ 2.6-11) ทัง้ นี้ ระยะเรียงต้องไม่เกินไปกว่า ph/8 หรือ 30 ซม. โดยเหล็กลูกตั้งต้องเป็นวงรอบปิด Av + 2At> 3.5bw·s/fvy

2.6-11

ออกแบบเหล็กเสริมตามแนวนอน (Al) ซึ่งนาไปรวมกับเหล็กเสริมตามแนวนอนปรกติที่ได้จาก การออกแบบแรงดัด (As) ตามสมการ 2.6-9 โดยตรวจสอบปริมาณเหล็กเสริมน้อยสุดจาก 2.6-10

2.7 องค์อาคารรับแรงอัด การออกแบบองค์ อ าคารรั บ แรงอั ด หรื อ ที่ เ รี ย กตามความเข้ า ใจว่ า “เสา (column)” อาจออกแบบเพื่อรับแรงอัดเพียงอย่างเดียว หรือออกแบบเพื่อรับแรงอัดร่วมกับแรงดัดได้ อย่างไรก็ดีใน เบื้องต้นเพื่อให้การออกแบบมีความถูกต้อง วิศวกรควรนิยามพฤติกรรมของเสาให้ชัดเจน หลังจากนั้นจึง เลือกวิธีการออกแบบให้เหมาะสม


www.yotathai.com


2.7.1 เสาสั้น vs. เสายาว

รู ป ที่ 2.7 -1 ป ระก อ บ การนิยามประเภทเสา

โดยทั่วไปหากอัตราส่วน h / b เมื่อ h คือ ความสูงอิสระของ เสา และ b คือ มิติด้านแคบของเสาเหลี่ยม หรือเส้นผ่านศูนย์กลาง ของเสากลม (รูปที่ 2.7-1) มีค่ามากกว่า 15 หรือเสาต้นที่พิจารณา เกิ ด ผลกระทบเนื่ อ งจาก “โมเมนต์ อั น ดั บ ที่ ส อง (Secondary moment)” มากกว่ า ร้อ ยละ 5 จากวิ เคราะห์ ป รกติ จะถื อ ว่ าเสา ดังกล่าวว่าเป็น “เสายาว (long column)” นั่นคือในกรณีอื่นยกเว้น h / b  3 ซึ่ ง โดยทั่ ว ไปเรี ย กว่ า “แท่ น (pedestal)” จะนิ ย ามเสา ดังกล่าวว่าเป็น “เสาสั้น (short column)”

2.7.2 วิธีการออกแบบเสา การออกแบบเสาในทางปฏิ บั ติ จ ะควบคุ ม มิ ให้ แ รงกระท าต่ อ เสาทั้ ง ในกรณี ข องแรงอั ด ตาม แนวแกนเพียงอย่างเดียว หรือกรณีที่แรงอัดดังกล่าวเกิดการเยื้องศูนย์ซึ่งจะสร้างโมเมนต์ดัดขึ้นตามมา มี ค่ า อยู่ ภ ายใน “เส้ น โค้ ง ปฏิ สั ม พั น ธ์ (interaction diagram)” ดั ง แสดงในรู ป ที่ 2.7-2 ส าหรั บ การออกแบบโดยวิธีกาลังโดยในภาพดังกล่าวแกนตั้งคือกาลังอัดตามแนวแกน และแกนนอนคือกาลังดัด ของหน้าตัด ทั้งนี้ค่ากาลังดัดสามารถคานวณได้จากสมดุลของแรงในหน้าตัด โดยกาลังอัดสูงสุดที่ยอมให้ ( P ) ตามมาตรฐาน ACI/วสท. คานวณจากสมการ (2.7-1) ต่อไปนี้ n(max)

2.7-1

Pn(max)      P0

เมื่อ P เกิดจากการรวมกันของ “กาลังอัดโดยคอนกรีต ” และ “กาลังอัดของเหล็กเสริม ” ซึ่งคานวณ จากสมการที่ (3.7-2) ทั้งนี้  และ  สามารถเลือกได้ตามตารางที่ 2.7-1 0

2.7-2

P0  (0.85fc(1   st )  fy  st ) Ag

เมื่อ A คือ พื้นที่หน้าตัดของเสา, f  คือ กาลังอัดประลัยของคอนกรีต, f คือ กาลังครากของเหล็ก เสริม และ   A / A คือ อัตราส่วนของเหล็กเสริมเอก ( A ) และพื้นที่หน้าตัดเสา c

g

st

g

y

st


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ ecน

รูปที่ 2.7-2 เส้นโค้งปฏิสมั พันธ์ตามมาตรฐาน ACI318-11 ตารางที่ 2.7-1 คูณลดกาลังตามข้อกาหนดของ วสท. ประเภทของเหล็กเสริมตามขวาง  เสาปลอกเดี่ยว 0.70 เสาปลอกเกลียว 0.75



0.80 0.85

2.7.2 การประมาณหน้าตัดเสาเบื้องต้น เพื่อให้การออกแบบเสาโดยใช้เส้นโค้งปฏิสัมพันธ์มีความสะดวกยิ่งขึ้น ในหัวข้อนี้นาเสนอแนว ทางการประมาณขนาดเสา โดยแบ่งตามกรณีของการรับแรง ทั้งนี้เมื่อหน้าตัดเสาถูกประมาณเบื้องต้น สาเร็จแล้ว วิศวกรควรต้องตรวจสอบกาลังของหน้าเสาด้วยวิธีละเอียดอีกครั้ง (ก) กรณีรับเฉพาะแรงอัดตามแนวแกน เมื่ อ กาหนดปริม าณเหล็ ก เสริม ที่ เหมาะสมแล้ ว (ดู ข้อแนะน าที่ 1 ตามหั วข้อ 2.7.3) วิศ วกร สามารถใช้สมการที่ (2.7-1) เพื่อสมดุลแรงอัดประลัยที่กระทาต่อหน้าตัด ( P ) และประมาณ ขนาดหน้าตัด อย่างไรก็ดีในทางปฏิบัติอาจเลือกแนวทางที่รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยการควบคุมมิให้ หน่วยแรงอัดของคอนกรีตในเสามีค่ามากกว่าร้อยละ 50 ของกาลังประลัย ดังสมการต่อไปนี้ u

bh 

(ข)

Pu     (0.5 fc)

2.7-3

กรณีรับแรงอัดและแรงดัด สาหรับกรณีที่เสาต้องรับแรงอัด ( P ) และแรงดัด ( M ) ร่วมกัน ขั้นตอนการประมาณขนาด หน้าตัดเสาทาได้ดังนี้ u


u

www.yotathai.com


 ขั้นที่ 1 : ละผลของแรงดัด โดยเลือก b และ h ที่เหมาะสมสาหรับแรงอัดตามแนวแกน P เพียงอย่างเดียวจากสมการที่ (2.7-1) และ (2.7-2) ซึ่งเขียนใหม่ดังนี้ u

bh 

Pu      (0.85fc (1   st )  fy  st )

2.7-4

 ขั้นที่ 2 : เพิ่มขนาดของ b และ h อีกประมาณร้อยละ 20เนื่องจากผลของแรงดัดที่ได้ละ ผลไปก่อนหน้าจะลดกาลังรับแรงอัดของเสาลง (ดูรูปที่ 3.7-2)  ขั้นที่ 3 : ละผลของแรงอัด โดยคานวณหน้าตัดที่เหมาะสมเพื่อรับแรงดัดเพียงอย่างเดียว (ค่าตามเส้นนอนของรูปที่ 2.7-2) เมื่อประมาณ  ให้อยู่ระหว่าง 0.70 และ 0.90 หรือ เลือกใช้ 0.80 ดังนั้นขนาดของหน้าตัดเสาสามารถประมาณได้จากสมการที่ (2.7-5) เมื่อ d คือ ความลึกประสิทธิผลของหน้าตัด และ  คือ ปริมาณเหล็กเสริมรับแรงดึงในหน้าตัด bd2 

Mu 0.8  (0.9  fy  )

2.7-5

 ขั้นที่ 4 : ปรับลดขนาดของหน้าตัดจากขั้นตอนที่ 3 ลง (หากต้องการ) ประมาณร้อยละ 10 เนื่องจากในความเป็นจริงผลเนื่องจากแรงอัด สามารถเพิ่มกาลังรับแรงดัด  ขั้นที่ 5 : เลือกหน้าตัดที่ใหญ่กว่าระหว่างขั้นที่ 2 และขั้นที่ 4 2.7.3 ข้อกาหนดในการออกแบบเสาเบื้องต้น เพื่อให้การออกแบบเป็นไปอย่างปลอดภัย ตรงตามสมมุ ติฐานของสมการที่ใช้ในการคานวณ มาตรฐาน วสท. ได้ระบุข้อกาหนดในการออกแบบเสาไว้ดังนี้ (1) ปริมาณเหล็กเสริมเอก (   A / A ) ต้องมีค่าอยู่ระหว่าง 0.01 และ 0.08 (2) เส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กยืนต้องไม่ต่ากว่า 12 มม. โดยเสาปลอกเดี่ยวต้องมีเหล็กยืนไม่ต่ากว่า 4 เส้น และเสาปลอกเกลียวต้องมีเหล็กยืนอย่างน้อย 6 เส้น (3) ระยะช่องว่างระหว่างเหล็กยืนของเสาต้องไม่ต่ากว่า 1.5 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็กยืน หรือ 1.34 เท่าของขนาดมวลรวมใหญ่สุดหรือ 4 ซม. (4) ระยะหุ้มต้องมากกว่า 3.5 ซม. หรือ 1.34 เท่าของขนาดมวลรวมใหญ่สุดหรือ 4 ซม. (5) สาหรับเหล็กยืนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 มม. ให้ใช้เหล็กปลอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ไม่ต่ากว่า 6 มม. (6) สาหรับเหล็กยืนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 25-32 มม. ให้ใช้เหล็กปลอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่ ต่ากว่า 9 มม. (7) ระยะห่างระหว่างปลอก (s) ให้เลือกค่าน้อยกว่าระหว่าง (ก) 16 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง เหล็กยืน (ข) 48 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็กปลอก หรือ (ค) ความกว้างหน้าเสาที่เล็กที่สุด st

st

g


www.yotathai.com


(8) ต้องพันเหล็กปลอกเกลียวต่อเนื่องสม่าเสมอและมีระยะห่างไม่เกิน 7.5 ซม. แต่ไม่แคบกว่า 2.5 ซม. หรือ 1.34 ของขนาดหินก้อนใหญ่สุด ทั้งนี้เส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กปลอกต้องไม่ต่ากว่า 9 มม. (9) เสาปลอกเดี่ยวที่มีเนื้อที่หน้าตัดใหญ่กว่าที่ต้องการในการรับน้าหนักมาก ๆ การหาปริมาณเหล็ก เสริมน้อยที่สุด และกาลังที่ใช้ออกแบบยอมให้ใช้ค่า A เพียงครึ่งเดียว g

2.8 แผ่นพื้น และคานต่อเนื่อง พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นองค์อาคารที่สาคัญของโครงสร้างอาคาร ซึ่งมีการใช้งานดังนี้ (1) พื้น หลังคา (2) พื้นอาคาร (3) พื้นสะพาน (4) พื้นผิวทางโดยพื้นอาจมีความหนาคงที่หรือที่มีครีบในทิศทาง เดียวหรือสองทางความหนาของพื้นจะมีขนาดน้อยเมื่อเทียบกับความกว้างและความยาวของแผ่นพื้น โดยพื้นจะถูกรองรับด้วยคาน เสาหรือวางบนดินโดยตรงปกติแล้วพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กจะวางอยู่ใน แนวราบ แต่บางครั้งพื้นอาจจะวางในแนวเอียง เช่น พื้นบันไดและพื้นทางขึ้นอาคาร 2.8.1 แผ่นพื้นทางเดียว (One-way slab) ในบทนี้พิจารณาแผ่นพื้นที่มีการถ่ายแรงแบบทางเดียว (รูปที่ 2.8-1 และรูปที่ 2.8-2) หรือ แผ่นพื้นทางเดียว ซึ่งแบ่งเป็น 2 ลักษณะ คือ (1) พื้นที่รองรับด้วยฐานทั้ง 4 ด้าน : กรณี นี้จะกาจัด สัดส่วนด้านสั้น (S) ต่อด้านยาว (L) ไว้ไม่เกิน 0.5 และ (2) พื้นที่รองรับด้วยฐานเพียง 2 ด้าน : กรณีนี้ ไม่จากัดสัดส่วนด้านสั้นและด้านยาวของแผ่นพื้น

Beam 2

Strip

Strip

Beam 1 L

Beam 1

S

Beam 1

Beam 1

S

Beam 2

2

รูปที่ 2.8-1 การนิยามแผ่นพื้นทางเดียว และสองทาง


4

www.yotathai.com


พื้นทางเดียวทํ่รองรับด้วยฐานทั้ง 4 ด้าน กรณีนี้ ร//. « 0.5 มากๆ จะเสมือนรองรับ ด้วยคาน 2 ด้าน (แอ่นตามด้านสั้น)

พื้น ทางเดียวทรองรับด้วยฐานเพียง 2 ด้าน

กรณีนไี้ ม่จํากัสดัดส่วนของ ร และ L โดยคานจะแอ่นในทิศขวางกับแนวรองรับ

รูปที่ 2.8-2 แผ่นพื้นในทางปฏิบัติ 2.8.2 การถ่ายแรงลงคาน : กรณี 1 โดยทั่วไป แผ่นพื้นที่รองรับ ด้วยคานทั้ง 4 ด้าน จะถ่ายแรงลงคานด้านสั้นที่มีความยาว S เป็น รูปสามเหลี่ยมและลงคานด้านยาวที่มีความยาว L เป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู (ดังรูปที่ 2.8-3) หากด้าน L มีค่ามากกว่า S มากๆ พื้นที่ถ่ายแรงรูปสามเหลี่ยมลงลงเรื่อยๆ โดยทั่วไปหาก S/L < 0.5 จะถือให้แรง สามารถถ่ายลงเฉพาะคานด้านยาว (ดังรูปที่ 2.8-4) L

L

w

w S

S/2

S S/2

รูปที่ 2.8-3 กรณีมีคานรองรับ 4 ด้าน

รูปที่ 2.8-4 กรณีมีคานรองรับ 2 ด้าน

2.8.3 การถ่ายแรงลงคาน : กรณี 2 สาหรับแผ่นพื้นที่วางพาดระหว่างที่รองรับเพียง 2 ด้าน น้าหนักแผ่นพื้นและน้าหนักบรรทุก จะแบ่งถ่ายลงคานที่รองรับเท่าๆ กัน (ดังรูปที่ 2.8-5)


www.yotathai.com


L L2 0.5(L2+L1)

L1 w w

w L 2  L1  2

รูปที่ 2.8-5 การถ่ายแรงในแผ่นพื้นทางเดียวแบบวางพาด 2.8.4 การออกแบบแผ่นพื้นทางเดียว การออกแบบแผ่นพื้นทางเดียว จะพิจารณา แถบออกแบบที่มีความกว้าง 1.0 ม. วางพาดตาม แนวการแอ่นตัว (ดังรูปที่ 2.8-6) สาหรับกรณี 1 แนวการแอ่นตัว คือ ด้านสั้น และสาหรับกรณี 2 แนว การแอ่นตัวจะตั้งฉากกับแนวของที่รองรับทั้งนี้แถบออกแบบอาจพิจารณาเป็น คานช่วงเดียว หรือคาน ต่อเนื่อง ขึ้นอยู่กับจานวนช่วงที่มีการวางพาด (ดังรูปที่ 2.8-7)

JL

H— H แทบออกแบบ

รูปที่ 2.8-6 การวางแถบออกแบบในแผ่นพื้นทางเดียว

ร

+

ร

แนวการวางตัวของ design strip สํา หรบท 2 ชงเป็น แผ่น พื้น ทางเดียวแบบต่อเนอ ง โดย ตัวอย่างคือ แผ่นพื้นของคานสะพาน

รูปที่ 2.8-7 การวางแถบออกแบบในแผ่นพื้นทางเดียวแบบต่อเนื่อง เนื่องจากความกว้างของแถบออกแบบเท่ากับ 1.0 ม. ดังนั้นน้าหนักบรรทุกต่อหน่วยความยาว ของแถบออกแบบจึงเท่ากับน้าหนักที่กระทาต่อหน่วยพื้นที่ของพื้น โดยเหล็กเสริมหลักเพื่อต้านโมเมนต์ใน พื้ น ทางเดี ย วจะวางตามแนวยาวของการแอ่ น ตั ว ในการออกแบบพื้ น คอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก ทางเดี ย ว PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 54 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


แบบต่อเนื่อง จะต้องวางเหล็กเสริมบนเพื่อต้านโมเมนต์ลบที่เกิดขึ้น และเนื่องจากเหล็กเสริมหลักต้าน โมเมนต์ในทิศทางเดียวเท่านั้น ดังนั้นในอีกทิศทางที่ ตั้งฉากกัน จะต้องเสริมเหล็กต้านทานการหดตัวและ อุณหภูมิ เพื่อลดแตกร้าวที่เกิดขึ้นด้วย ทั้งนี้ปริมาณในการเสริมเหล็กสามารถคานวณได้จากตารางที่ 2.8-1 ตารางที่ 2.8-1 ปริมาณเหล็กเสริมขั้นต่าในแผ่นพื้น กรณี ชั้นคุณภาพของเหล็กเสริม 1 SD30 2 SD40 3 สาหรับเหล็กเสริมที่มี fyมากกว่า 4,000 ksc

ปริมาณเหล็กเสริม 0.002bh 0.0018bh (0.0018·4,000)/fy> 0.0014

กาลังต้านทานแรงดัด กาลังรับแรงเฉือน และการแอ่นตัวของพื้นเป็นตัวแปรสาคัญที่มีผลต่อการ ออกแบบความหนาของพื้น โดยทั่วไปความหนาขั้นต่าของพื้นจะถูกควบคุมโดยการแอ่นตัว สาหรับพื้น ทางเดียว ACI/วสท. กาหนดค่าความหนาขั้นต่าของพื้นไว้ดังนี้ (1) L/20 สาหรับพื้นช่วงเดียวธรรมดา (2) L/24 สาหรับพื้นต่อเนื่องข้างเดียว (3) L/28 สาหรับพื้นต่อเนื่องทั้ง 2 ข้าง และ (4) L/10 สาหรับ พื้นยื่น ทั้งนี้เมื่อใช้เหล็กที่มีกาลังครากน้อยกว่า 4,000 ksc ให้คูณค่าข้างต้นด้วยตัวคูณ 0.4 + fy/7,000 มาตรฐานอนุญาตให้ใช้ความหนาพื้นที่น้อยกว่าค่าในตารางได้ แต่จะต้องมีการคานวณระยะแอ่น ตัวที่แสดงให้เห็นว่า ระยะแอ่นตัวของพื้นมีค่าน้อยกว่าค่าที่ยอมให้ตามมาตรฐาน การคานวณความหนา ของพื้นตามตารางข้างต้น อาจปรับค่าขึ้นได้เพื่อให้ได้ความหนาพื้นที่เป็นตัวเลขลงตัว 2.8.5 เหล็กเสริมสาหรับแผ่นพื้นทางเดียว ปริมาณเหล็กเสริมในแผ่นพื้นที่คานวณได้จะระบุในลักษณะของ ขนาดเหล็กเสริมและระยะเรียง ระหว่างเหล็ กเสริม เช่น DB10@15 ซม. C/C (center to center) ตามมาตรฐาน ACI/วสท. ระยะ เรียงเหล็กสูงสุดจะต้องไม่มากกว่าค่าที่น้อยกว่าระหว่าง 50 ซม. หรือ 3 เท่าของความหนาพื้น ส่วนการ วางเหล็กเสริมในพื้น อาจใช้เหล็กตรงหรือเหล็กคอม้าได้แต่นิยมวางแบบเหล็กตรงมากว่า เพื่อลดต้นทุน ค่าแรงการดัดเหล็ก (ดังรูปที่ 2.8-8)


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ L1/5

L1/3

Shrinkage bars

L2/3

L2/3

Main bars

L1

L2 (a)

L1/5

L1/3

L1/7

L2/3

L1/5

L2/3

L2/4

L1

L2/4

L2 (b)

รูปที่ 2.8-8 แนวทางการเสริมเหล็กในแผ่นพื้นทางเดียว 2.8.6 ความต่อเนื่อง (Continuity) การก่ อ สร้างอาคารคอนกรีต เสริม เหล็ กโดยทั่ วไปแล้ วในโครงสร้างชั้น เดี ย วกัน จะท าการเท คอนกรีตในเวลาเดียวกัน ทาให้เกิดระบบโครงสร้างที่มีพฤติกรรมการถ่ายแรงแบบต่อเนื่องดังนั้น ค่าแรง เฉือนและโมเมนต์ที่เกิดขึ้นจะเกิดการถ่ายเทแรงดังกล่าวระหว่างองค์อาคารซึ่งกันและกันโดยขึ้นอยู่กับ ความสัมพันธ์ของสติฟเนสที่บริเวณจุดต่อขององค์อาคารชิ้นส่วนบริเวณนั้น ๆ 2.8.6.1 โมเมนต์บวก (Mpos) และโมเมนต์ลบ (Mneg) โมเมนต์ที่เกิดขึ้นบริเวณจุดต่อคือ โมเมนต์ลบ (negative moment) ดังนั้นเหล็กเสริมต้านทาน แรงดึ งจะติดตั้งทางด้านบนขณะที่ บ ริเวณกลางคานจะเกิด โมเมนต์บ วก (positive moment) ดังนั้น เหล็กเสริมจะติดตั้งทางด้านล่าง ตามโมเมนต์ไดอะแกรมที่เกิดขึ้นดังรูปที่ 2.8-9 ทผิ ผัง โมเมนต์ต์ต - ตามทิศการเทิ ผวิาคาน และแนวทางการเสริมเหล็กตามทฤษฏี ทิดแรงตึงทิ

r~

เทล็ทเสริมทํ่บริเวณ ปลายองค์อาคารต''าน โมเมนต์ลบ (ตามมาตรฐาน)

รูปที่ 2.8-9 การเสริมเหล็กตามทิศทางของโมเมนต์ทเี่ กิดขึ้น


www.yotathai.com


การคานวณ SFD& BMD ของโครงสร้างที่มีความต่อเนื่อง ต้องอาศัยทฤษฎีในการวิเคราะห์ โครงสร้างหรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ดีเพื่อความสะดวก วิศวกรนิยมใช้วิธีประมาณ 2.8.6.2 สัมประสิทธิโ์ มเมนต์และแรงเฉือนตาม ACI เพื่อความรวดเร็วในการทราบค่าแรง (โดยประมาณ) ที่เกิดขึ้นในคานต่อเนื่อง ACI ได้แนะนาค่า สัมประสิทธิ์ (ดังรูปที่ 2.8-10 ถึงรูปที่ 2.8-12) โดยคานต่อเนื่องที่พิจารณาจะต้อง เป็นไปตามเงื่อนไข คือ (1) ต้องมีช่วงคานเท่ากับหรือมากกว่า 2 ช่วงขึ้นไป (2) น้าหนัก (Load) กระจายตัวอย่างสม่าเสมอ (Uniform loads) (3) Live load ต้อง <3 เท่าของ Dead load (WLL/WDL< 3) และ (4) ความยาว ของคานที่ใกล้หรือติดกันจะต้องมีความยาวต่างกันไม่เกินร้อยละ 20

1.15 wL/2

wL/2

wL/2

1.15 wL/2

รูปที่ 2.8-10 สัมประสิทธิแ์ รงเฉือน 2 -wL2/24

+wL2/14

-wL2/9

-wL2/16 +wL2/14 -wL2/9

-wL2/9

+wL2/11

-wL2/9

+wL2/11

รูปที่ 2.8-11 สัมประสิทธิโ์ มเมนต์ดัดสาหรับคานต่อเนื่อง 2 ช่วง

n


www.yotathai.com


3 -wL2/24 +wL2/14 -wL2/10

-wL2/11 +wL2/16 -wL2/11

-wL2/10 +wL2/11

n -wL2/16 +wL2/14 -wL2/10

-wL2/11 +wL2/16 -wL2/11

-wL2/10 +wL2/11

รูปที่ 2.8-12 สัมประสิทธิโ์ มเมนต์ดัดสาหรับคานต่อเนื่อง 3 ช่วง 2.8.7 แนวการออกแบบเหล็กเสริมรับแรงดัด ทางปฏิบัติ เพื่อความรวดเร็วจึงนิยมออกแบบหน้าตัดคานต่อเนื่องเสริมเหล็กรับแรงดึงเท่านั้น (singly reinforced section) โดยขนาดของหน้าตัดจะมีขนาดใหญ่กว่าการออกแบบหน้าตัดเสริมเหล็ก รับแรงดึงและแรงอัด (doubly reinforced section)เล็กน้อย ทั้งนี้เหล็กรับแรงอัดจะถูกเสริมเพื่อการ จัดเรียงเหล็กปลอกเท่านั้นโดย ไม่คิดประสิทธิผลของเหล็กดังกล่าวในเชิงการออกแบบ(ปลอดภัยยิ่งขึ้น)

2.9 ฐานราก ฐานรากมี 2 ประเภท คือ (1) ฐานแผ่ และ (2) ฐานรากบนเสาเข็ม (ดัง รูป ที่ 2.9-1) ทั้ งนี้ ฐานรากแผ่สามารถแบ่งออกได้อีกหลายชนิด ได้แก่ ฐานเดี่ยว ฐานรากสองเสาหรือฐานรากร่วม ฐานใต้ กาแพงฐานตีนเป็ด ดังรูปที่ 2.9-2 ถึง รูปที่ 2.9-3


www.yotathai.com

คอนกรีตเสริมเหล็ก | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ ฐานรากสองเสาหรือฐานรากร่วม

B

รานตีนเป็ด

Property line”

ฐานรากสองเสาหรือฐานรากร่วม

รูปที่ 2.9-1 ประเภทของฐานราก ฐานรากร่วม

Property line

Isolated spread footing

Wall footing

รูปที่ 2.9-2 ประเภทของฐานรากตื้น

\j

รร๊..

รูปที่ 2.9-3 ฐานรากที่วางชิดเขต

Mat Footing

รูปที่ 2.9-4 ฐานรากแพ และฐานรากลึก

2.9.1 ฐานรากแผ่ 2.9.1.1 แรงแบกทานของดิน แรงแบกทานหรือการรับกาลังของดินในแต่ละพื้นที่นั้นมีความแตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพของ ดินในพื้นที่โดยสามารถประมาณการรับกาลังของดินได้ดงั ตารางที่ 2.9-1 ตารางที่ 2.9-1 ค่าหน่วยแรงดันดินทีย่ อมให้ (แนะนา) ประเภทของดิน กรุงเทพฯ ลุ่มแม่น้าเจ้าพระยา-บางปะกง ริมฝั่งแม่น้าที่เป็นดิน เหนียว พื้นดินทั่วไปของภาคเหนือ และภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พื้นที่ทั่วไปของภาคตะวันออก ตะวันตก และภาคใต้ บริเวณดินแข็งใกล้ภูเขา 2.9.1.2

หน่วยแรงดันดินที่ยอมให้ (ตัน/ม.2) 2 8 10-12 15

ขนาดของฐานราก การหาขนาดของฐานรากแผ่ดังรูปที่ 2.9-5 โดยสามารถคานวณได้จากสมการ (2.9-1)

Areq=(D+L)/qa

2.9-1 อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 59 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


<-

L

->

แรงแบท ทานสมาเสมอ

T B

1

รูปที่ 2.9-5 แรงดันดินออกแบบ

รูปที่ 2.9-6 แรงแบกทานเมื่อมีการเยื้องศูนย์

ถ้ามีแรงเนื่องจากผลของแรงลม หรือแรงแผ่นดินไหว ซึ่งเป็นแรงชั่วคราว อนุญาตให้เพิ่ม แรงแบกทานของดินได้อีกร้อยละ 33 ดังแสดงในสมการ (2.9-2) Areq=(D+L+W)/1.33qa

2.9-2

2.9.1.3 หน่วยแรงดันดินใต้ฐานราก กรณีที่ 1 หน่วยแรงดันดิน ถ้า e > k , k=L/6 จะได้สมการ (2.9-2) qmax = 2P/(3Bm)
2.9-3

m = L/2 – e

กรณีที่ 2 แรงแบกทานเมื่อมีการเยื้องศูนย์ ให้ e = M/P ถ้า e < k และ k = L/6 จะได้สมการ (2.9-4)

qmax = P/A + Mc/I
2.9-4

c = L/2 และ I = (1/12)BL3

โดยฐานสี่เหลี่ยมรับแรงอัดและแรงดัด 2 แกน การกระจายของหน่วยแรงใต้ฐานรากจะแปรผัน เป็นเชิงเส้น (ดังรูปที่ 2.9-7)


www.yotathai.com


รูปที่ 2.9-7 หน่วยแรงใต้ฐานราก กรณีโมเมนต์ดัด 2 แกน  ที่จุด b จะเกิดแรงอัดสูงสุดตามสมการ (2.9-5) q max  ( P / BL )  (6 M y / LB 2 )  (6 M x / BL2 )  q a

2.9-5

 ที่จุด d จะเกิดแรงอัดน้อยสุดตามสมการ (2.9-6) q min  ( P / BL )  (6 M y / LB 2 )  (6M x / BL2 )  0

2.9-6

2.9.2 การรวมน้าหนักบรรทุก ในการคานวณออกแบบ เพื่อให้ฐานรากมีกาลังที่จะรับแรงแบกทานจากดิน เนื่องจากน้าหนัก บรรทุกจะต้องคูณน้าหนักบรรทุกด้วยตัวคูณดังสมการ (2.9-7) U=1.4D+1.7L

2.9-7

ถ้าผลรวมเนื่องจากแรงลม จะได้ (2.9-8) และ (2.9-9) U = 0.75(1.4D+1.7L+1.7W) และ U = 0.9D+1.3W

2.9-8 2.9-9

ถ้ามีแรงดันดินทางด้านข้าง จะได้ (2.9-10) U=1.4D+1.7L+1.7H

2.9-10


www.yotathai.com


2.9.3 หลักการออกแบบฐานราก การออกแบบฐานราก จะสมมุติให้ฐานรากมีความแข็งเกร็ง (Rigid) และสามารถกระจายน้าหนัก บรรทุกอย่างสม่าเสมอดังรูปที่ 2.9-8 และรูปที่ 2.9-9

R1=0 R2 = P R3 = 0 (Flexible Beam)

รูปที่ 2.9-8 แนวคิดในการวิเคราะห์ฐานรากในทางปฏิบัติ 4.20 ม.

อ

0.50

h—H«0.3 0.6

□ [1i อ อ 0.6

0.6

►H-4*—H 0.6 0.3

ฃุานรากไม่ แข็ง เกร็ง P = 350 T

M = 114.27

ตน-ม. 126 ตน-ม.

Mmax

*707

▼X

P = 350 T

ฐานรากแฃงเกรัง

*707

*707 *707 รูปที่ 2.9-9 ความไม่แข็งเกร็งของฐานราก

70 T

2.9.4 เหล็กเสริมตามทฤษฎีการดัด ฐานรากที่มีความลึกไม่มาก การออกแบบจะเป็นไปตามหลักของคาน ซึง่ วิเคราะห์ทห่ี น้าตัดวิกฤติ ของการรับแรงดัด ดังรูปที่ 2.9-10

JJ

P q = P/A

L

TTTTTTTTT'

(ก) ฐานแผ่ q = P/A

L

£P

P/2

«— L —H

V

91

-

P/2

P/2

(ก) ฐานรากเสาเข็ม L

รูปที่ 2.9-10 การจาลองโครงสร้างเพื่อออกแบบฐานราก


www.yotathai.com


2.9.5 ฐานใต้กาแพง ในการอกแบบฐานรากรับน้าหนักกาแพง เราจะพิจารณาว่ากาแพงบนฐานรากเป็นแรงกระจาก สม่าเสมอ และออกแบบฐานรากเพียง 1 เมตรเพื่อน้าไปพิจารณา ดังรูปที่ 2.9-11 กําแพง รับนํ้าหนักบรรทุก สมิ๋าเสมอ

กําแพง

Footing

แถบออกแบบ มี ความ กว้าง

= 1

ม.

รูปที่ 2.9-11 หลักการวิเคราะห์ฐานรากรับกาแพง 2.9.6 หน้าตัดวิกฤติสาหรับการคานวณโมเมนต์ ฐานรากที่รอบรับไม่ว่าจะเป็นเสาหรือกาแพงจะมีหน้าตัดวิกฤตอยู่กันคนละตาแหน่ง ดัง รูปที่ 2.9-12 ช/ 2 ช/ 2

คอนกรัตเสรัมเหลัก

รูปที่ 2.9-12 ตาแหน่งของหน้าตัดวิกฤติของฐานราก 2.9.7 หน้าตัดวิกฤติสาหรับแรงเฉือน (Critical section) (ก) สาหรับเหล็กเสริมรับแรงดัดจะกาหนดหน้าตัดวิกฤติที่หน้าเสาหรือขอบกาแพง (ข) สาหรับการวิเคราะห์แรงเฉือนแบบคานกว้าง (wide beam shear) จะกาหนดหน้าตัดวิกฤติที่ ระยะ d จากหน้าเสาหรือกาแพง (ค) สาหรับการวิเคราะห์แรงเฉือนแบบเฉือนทะลุ (punching shear) จะกาหนดหน้าตัดวิกฤติที่ ระยะ d/2 จากหน้าเสาหรือกาแพง ตามเส้น abcd ดังรูปที่ 2.9-13


www.yotathai.com


d

t

b

d/2

~oT

ไ) l~

i ! เหล็กเสริม 1 —!เ—

d

j

a

(ก) ระดับ

ระนาบทีเ่ กิดการวิบตั แิ บบเฉือนทะลุ

I! ร่ พ

—►

a

Hkr

Jd

f

1

ระนาบทีเ่ กิดการวิบตั แิ บบเฉือนคานกว้าง

b

Q 1

1 11

1 1

H— d/2 c

"ไ

1

ๆ d

i

(ข) แปลน

ปี)

Plan

1

_

๏

h-d/2

d

-

d

■๐

J ”

/

/

\

\

—1-

a a

Q

Section

รูปที่ 2.9-13 หน้าตัดวิกฤติสาหรับแรงเฉือน

๏

รูปที่ 2.9-14 แรงวิกฤติ กรณีฐานรากรับกาแพง

2.9.8 แรงวิกฤติ กรณีฐานรากรับกาแพง การหาความกว้างของฐานรากคานวณจากสมการ (2.9-10) ดังรูปที่ 2.9-14 B = (D+L)/qa

2.9-10

โดยที่ qa เป็นแรงแบกทานที่ยอมให้ของดินตามสมการต่อไปนี้ qu = (1.4DL+1.7LL)/b

2.9-11

โมเมนต์ที่ขอบของกาแพง (หน้าตัด 1-1) ของรูปที่ 2.9-14 หรือดังสมการ (2.9-12) Mu = 0.5qu[(b-a)/2]2

2.9-12

แรงเฉือนที่ระยะd จากขอบของกาแพง (หน้าตัด 2-2) รูปที่ 2.9-14 หรือดังสมการ (2.9-13) Vu = qu[(b-a)/2] – qud เมื่อแรงเฉือนของคอนกรีตที่ยอมให้ แสดงตามสมการ (2.9-14)


2.9-13

www.yotathai.com


Vc = 0.53(fc)0.5bd และ b ความยาวของฐานโดยคิดที่ระยะความกว้าง 1 ม.

3.9-14

2.9.9 การออกแบบฐานเดี่ยว การออกแบบฐานรากเดี่ยวเริ่มจากการประมาณน้าหนักของฐานรากประมาณ 5-10 % ของแรง ที่ถ่ายจากเสา (ก) การออกแบบขนาดของฐานรากดังสมการที่ (2.9-15) 2.9-15

Areq  ( D  L ) / qa

โดยที่ qaเป็นแรงแบกทานที่ยอมให้ของดิน (ข) การหาโมเมนต์ที่ขอบของเสาดังสมการที่ (2.9-16) และ (2.9-17) 2 M u  0.5qu ab  bc / 2 โมเมนต์บนหน้าตัด 1-1 ดังรูปที่ 2.9-15 2 M u  0.5qu ba  a c / 2 โมเมนต์บนหน้าตัด 2-2 ดังรูปที่ 2.9-15

2.9-16 2.9-17

โมเมนต์ หน้าตัด วิกฤติสําหรับ

๏ a

รูปที่ 2.9-15 หน้าตัดวิกฤติสาหรับโมเมนต์ดัด

รูปที่ 2.9-16 หน้าตัดวิกฤติสาหรับแรงเฉือน

2.9.10 เหล็กเสริมรับแรงดัด การคานวณเหล็กเสริมรับแรงดึงตามทฤษฎีการดัด สาหรับหน้าตัดแบบ singly reinforcement เมื่อทราบ Mu (1) คานวณ Ru = Mu/(fbd2) (2) คานวณ m = fy/(0.85f’c) (3) และ  = (1/m)[1 – (1 – 2mRu/fy)0.5]

2.9.11 เหล็กเสริมป้องกันการแตกร้าว อมร พิมานมาศ และ ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด | หน้าที่ 65 ของบทที่ 2

www.yotathai.com


เพื่อป้องกันการแตกร้าวเนื่องจากการหดตัวและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ผิวของคอนกรีต ACI กาหนดให้เสริมเหล็กขั้นต่า ดังนี้  เหล็กข้ออ้อย fy = 3,000 กก./ซม.2 เท่ากับ0.002bt  เหล็กข้ออ้อย fy = 4,000 กก./ซม.2 เท่ากับ 0.0018bt  เหล็ ก ข้ อ อ้ อ ยที่ มี ก าลั ง มากกว่ า 4,282.50 กก./ซม. 2 ต้ อ งไม่ น้ อ ยกว่ า 7.71bt/fy และ 0.0014bt 2.9.12 แรงเฉือนประลัย แรงเฉือนต้องคานวณออกแบบกาลังเฉือนของคอนกรีตให้รับแรงเฉือนที่เกิดขึ้นสองลักษณะ คือ แรงเฉื อ นแบบคานเกิ ด ขึ้ น ที่ ร ะยะ d จากขอบเสา ดั ง รู ป ที่ 2.9-16 จะได้ แ รงเฉื อ นบนหน้ า ตั ด 2-2 ดังสมการที่ (2.9-18) Vu2-2 = qub[(a-ac/2) - d]

2.9-18

จะได้แรงเฉือนบนหน้าตัด 3-3 ดังสมการที่ (2.9-19) Vu3-3 = qub[(b-bc/2) - d]

2.9-19

2.9.13 กาลังรับแรงเฉือนแบบคานกว้าง กาลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตล้วนที่หน้าตัดวิกฤต (Vc) ซึ่งวัดออกจากหน้าเสาหรือกาแพงเป็น ระยะ d ต้องมากกว่าหรือเท่ากับ Vu ดังสมการที่ (2.9-20) Vc = 0.53(fc)0.5bd เมื่อ  = 0.85

2.9.14 แรงเฉือนเจาะทะลุประลัย PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 66 ของบทที่ 2

2.9-20

www.yotathai.com


แรงเฉือนทะลุ (punching-shear) เมื่อหน้าตัดวิกฤติที่ระยะ d/2 จากขอบเสา ดังรูปที่ 2.9-17 a +d

b

ล

รูปที่ 2.9-17 พื้นที่รับแรงเฉือนเจาะทะลุ แรงเฉือนเจาะทะลุประลัย คานวณได้จากสมการที่ (2.9-21) Vu = qu[ab – (ac+d)(bc+d)]

2.9-21

2.9.15 กาลังรับแรงเฉือนเจาะทะลุ กาลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตล้วนที่หน้าตัดวิกฤต (Vc) ซึ่งวัดออกจากหน้าเสาหรือกาแพงเป็น ระยะ d/2 ต้องมากกว่าหรือเท่ากับ Vuดังสมการที่ (2.9-22 (ก)), (2.9-22 (ข)) และ (2.9-22 (ค)) Vc = 0.27(2 + 4/c)b0d(fc)0.5 Vc = 0.27(sd/b0 + 2)b0d(fc)0.5 Vc = 1.06b0d(fc)0.5

2.9-22 (ก) 2.9-22 (ข) 2.9-22 (ค)

ให้เลือกใช้ค่าที่น้อยกว่า เมื่อ c คือ อัตราส่วนระหว่างด้านยาวต่อด้านสั้นเสาตอม่อ b0 คือ เส้นรอบวงของหน้าตัดวิกฤติ และ s คือ 40, 30, 20 สาหรับเสาใน, ริมและขอบ 2.9.16 ฐานรากบนเสาเข็ม เมื่อดินมีแรงแบกทานไม่เพียงพอสาหรับฐานแผ่ เช่น ดินในบริเวณกรุงเทพฯ จึงจาเป็นต้องใช้เสา เพื่อถ่ายน้าหนักจากฐานรากไปสู่ดินโดยอาศัยแรงเสียดทานระหว่างเสาเข็มและดิน และแรงแบกทานที่ ปลายเสาเข็ม โดยปกติแล้วจะให้ปลายเสาเข็มอยู่ชั้นทรายชั้นแรกอยู่ที่ประมาณ 20-25 ม. เสาเข็มจะมี หลายประเภทจะแบ่งได้ดังนี้ (ก) เสาเข็มตอก (ข) เสาเข็มตอกโดยใช้สว่านเจาะเอาดินบางส่วนออก และ (ค) เสาเข็มเจาะ


www.yotathai.com


2.9.17 เสาเข็มตอก ลักษณะของการวางเสาเข็มตอกจะเป็นไปตามดังรูปที่ 2.9-18

15 c

4

รูปที่ 2.9-18 การจัดเรียงวางเสาเข็ม ในฐานรากเสาเข็ม

รูปที่ 2.9-19 ตัวอย่างน้าหนักปลอดภัยของเสาเข็ม

น้าหนักปลอดภัยประสิทธิผลของเสาเข็ม ( Re ) คานวณได้จากสมการที่ (2.9-23) Re = Ra - Wf

2.9-23

Ra = น้าหนักปลอดภัยของเสาเข็ม และWf = น้าหนักของฐานราก โดยจานวนเสาเข็ม (n) คานวณได้จากสมการที่ (2.9-24) n=DL+LL/Re

2.9-24

แรงประลัยในเสาเข็มคานวณได้จากสมการที่ (2.9-25) Ru=1.4DL+1.7LL/n โดยตัวอย่างการรับน้าหนักของเสาเข็มลักษณะต่างๆ แสดงในรูปที่ 2.9-19

2.9.18 การจัดเรียงเสาเข็ม PIMANMAS AND JOYKLAD | หน้าที่ 68 ของบทที่ 2

2.9-25

www.yotathai.com


ลักษณะการจัดเรียงเสาเข็มจะมีลักษณะดังรูปที่ 2.9-20 0 "

l

”l

-

4

--

1.5D

1.5D

3D

3D

1.5D

1.5D

1.5k

เ5�1.5เ)

0

0 1

_

1 1 1.รอ 3D

LJ

�1.5เ)

3D

0

4

--

--

o

๐

3D

0

0

1.5D

I I '1.5b

1

*1.5

3>/2D

๐

1.5D

1 J

■

7 PILES

0 -

0

0

4

3D

3D

๐

2J1.5I) 3V2D

6 PILES

1.5D

0

5 PILES

I-5D

3D

0 3D

1.5D

□

๐

4 PILES

2 PILES

0

0

0 1

-\

0

�1.5เ) 3V2D

I

3D

0

3ÿ2D

๐

--

o

--

1.5D 3D 1.5D

I I '1.5b

๐

--

0

--

น

1.5D

3 1.รอ

8 PILES

1.5D 3D

o

0

0

0

อ 0

0

0 3D

1

3D

0

1.5D

�โส่)

3D

0

--

1

--

1.5D

3D

3D 1.5D

0

๐

๐๐๐ ๐๐๐๐ 3D

—

I

10 PILES

I 1 1 1

0

3D 1.5D

0ÿ 3D

9 PILES

1.5D 3D

3D

I 1

๐๐๐ ๐ ๐ ๐ ๐

3D

0 3D

I

1.รอ

_1.5D

0

3>/3D

0

1.5D

' 3D

11 PILES

๐ ๐

บ

๐ c: ๐ 0 ๐ ๐ ๐ ๐

'1.5b 3D

'

3D

'

3D

1.5D 3D

3D 1.5D

�โส่)

12 PILES

รูปที่ 2.9-20 การจัดเรียงเสาเข็มในฐานรากเสาเข็มรูปแบบต่างๆ 2.9.19 การกระจายแรงในฐานราก : เสาเข็ม สาหรับกรณีของฐานรากเสาเข็มทั้งแรงอัดแรงโมเมนต์จะถูกพิจารณาเป็นแรงอัดหรือแรงดึงใน เสาเข็มแรงในเสาเข็มหาได้จากสมการที่ (2.9-26) ดังแสดงในรูปที่ 2.9-21 Ri  P / n  M y x /  ( x 2 )  M x y /  ( y 2 )

2.9-26


P

y My

Mx

x

แรงในเสาเข็ม แรงอัดในตอม่อ จานวนเสาเข็มในฐาน โมเมนต์ดดั รอบแกน x และ แกน y ตามลาดับ ระยะทางจากศูนย์กลางไปยัง เสาเข็มตามทิศ x และ y ตามลาดับ

2.9-28

2.9-27


แรงเฉือนของเสาเข็มที่กระทาต่อฐานราก (ดังรูปที่ 2.9-22) สามารถปรับลดได้เมื่อเทียบกับ ระยะวิกฤติ ร่วมกับการคานวณตามสมการที่ (2.9-29)

Vc = 1.06(fc)0.5bd

(2) แรงเฉือนแบบเจาะทะลุ กาลังเฉือนของคอนกรีตที่ยอมให้ดังสมการที่ (2.9-28)

Vc = 0.53(fc)0.5bd

(1) แรงเฉือนแบบคานกาลังเฉือนของคอนกรีตที่ยอมให้ดังสมการที่ (2.9-27)

2.9.20 การคานวณกาลัง โมเมนต์ที่ขอบของเสา : การคิดโมเมนต์ให้คิดที่ขอบของเสาแรงเฉือน : ต้องคานวณออกแบบ กาลังเฉือนของคอนกรีตให้รับแรงเฉือนที่เกิดขึ้นสามลักษณะคือ

รูปที่ 2.9-21 การกระจายแรงในเสาเข็มรับแรงตามแนวแกน และโมเมนต์ 2 แกน

R คือ P คือ n คือ Mx, My คือ x, y คือ

________________________________________________________________

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร

www.yotathai.com

www.yotathai.com


+i<

-X

f X

P' = P

DA

+—

รูปที่ 2.9-22 การกาหนดระยะเพื่อปรับค่าแรงปฏิกิรยิ าในเสาเข็ม กรณีคิดแรงเฉือน P’=P((X+(D/2)/D)
2.9-29

P’ = แรงดันของเสาเข็มประสิทธิผลที่ใช้คานวณแรงเฉือน P = แรงดันเฉลี่ยของเสาเข็มแต่ละต้น x= ระยะที่ศูนย์กลางเสาเข็มห่างจากหน้าตัดวิกฤต ให้คิดระยะของเสาเข็มที่ห่างจากหน้าตัดวิกฤตไปทาง ขอบฐานรากเป็นบวก และให้คิดระยะของเสาเข็มที่ห่างจากหน้าตัดวิกฤตไปทางเสาหรือตอม่อเป็นลบ D = เส้นผ่านศูนย์กลางของเสาเข็ม ถ้า x <-D/2, P’=0 ถ้า x = 0 P’= P/2 ถ้า x >D/2 P’=P


www.yotathai.com


เอกสารอ้างอิง 1. คณะกรรมการวิ ช าการสาขาวิ ศ วกรรมโยธา (2534), มาตรฐานส าหรั บ อาคารคอนกรี ต

เสริ ม เหล็ ก โดยวิ ธี ห น่ ว ยแรงใช้ ง าน, แก้ ไขปรั บ ปรุ ง ครั้ ง ที่ 2, สมาคมวิ ศ วกรรมสถาน แห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์ 2. คณะกรรมการวิ ช าการสาขาวิ ศ วกรรมโยธา (2534), มาตรฐานส าหรั บ อาคารคอนกรี ต เสริมเหล็ก โดยวิธีกาลัง , แก้ไขปรับปรุงครั้งที่ 2, สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยใน พระบรมราชูปถัมภ์ 3. American Concrete Institute (2011), Building Code Requirements for Reinforced Concrete; ACI 318-11, American Concrete Institute, Washington.


www.yotathai.com

บทที่

3

การออกแบบโครงสร้างเหล็ก

ผศ.ดร.อานนท์ วงษ์แก้ว มหาวิทยาลัยบูรพา รศ.ดร.สุทัศน์ ลีลาทวีวฒ ั น์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

www.yotathai.com


3.1 บทนา 3.1.1 พื้นฐานการออกแบบด้วยโครงสร้างเหล็ก เหล็กจั ดเป็ นวั สดุโ ครงสร้างที่สาคัญประเภทหนึ่ง วิศวกรโครงสร้างใช้เหล็ กในการก่อสร้าง อาคาร สะพาน โครงถั ก โครงหลั ง คา เสาส่ ง สายไฟแรงสู ง ป้ า ยโฆษณา และโครงสร้ า งอื่ น ๆ อีกมากมาย คุณสมบัติเด่นที่เหล็กมีเหนือวัสดุโครงสร้างอื่น คือ - มีกาลังสูง โครงสร้างที่ทาด้วยเหล็กจึงมีนาหนักเบากว่าโครงสร้างที่ทาด้วยวัสดุอื่น - มีความเหนียว (Ductility) มีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างก่อนการวิบัติได้มาก เหมาะกับการรับแรงแผ่นดินไหวหรือแรงกระแทก - สามารถนาเหล็กรูปต่างๆมาประกอบขึนเป็นโครงสร้างที่มีรูปร่าง และขนาดตามต้องการ การก่อสร้างทาได้รวดเร็ว และเป็นการลดเวลาในการก่อสร้างได้เป็นอย่างมาก 3.1.2 ข้อดีและข้อเสียของการใช้เหล็กเป็นวัสดุโครงสร้าง ข้อดี - ให้กาลังสูง - มีความยืดหยุ่นสูง - ใช้เวลาในการสร้างตัวน้อย

- มีคุณสมบัติสม่าเสมอ - มีความอ่อนตัว

- ราคาแพง - กาลังตกเมือ่ โดยความร้อน

- ค่าใช้จ่ายในการบารุงรักษาสูง เช่น เมื่อเกิดสนิม - เกิดการโก่งงอได้ง่าย

ข้อเสีย

3.1.3 คุณสมบัติและกาลังของเหล็กโครงสร้าง เหล็กโครงสร้างที่ใช้กันอยู่ทั่วไปเป็นเหล็กกล้าประเภทคาร์บอน (Carbon Steel) ซึ่งได้แก่เหล็กที่ มีส่วนผสมของโลหะอื่นนอกเหนือจากเนือเหล็กแท้คิดเป็นเปอร์เซ็นต์สงู สุดดังนี 1) คาร์บอน 1.7% 2) มังกานีส 1.5% 3) ซีลิคอน 0.6 % 4) ทองแดง 0.6% คาร์บ อนและมั ง กานี สเป็ น ส่ว นผสมที่ สาคั ญในการเพิ่ม ความแข็ง แรงให้ กับเหล็ ก เหล็ กกล้ า คาร์บอนสามารถจัดประเภทตามปริมาณส่วนผสมของคาร์บอนได้ 4 ประเภทดังนี 1) ประเภทคาร์บอนต่า (Low Carbon) มีส่วนผสมคาร์บอนน้อยกว่า 0.15% 2) ประเภทคาร์บอนค่อนข้างปานกลาง (Mild Carbon) มีส่วนผสมคาร์บอนระหว่าง 0.15-0.29% 3) ประเภทคาร์ บ อนปานกลาง (Medium Carbon) มี ส่ ว นผสมคาร์ บ อนระหว่ า ง 0.30-0.59% WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 2 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

4) ประเภทคาร์บอนสูง (High Carbon) มีส่วนผสมคาร์บอนระหว่าง 0.60-1.70% เหล็กกล้าคาร์บอนที่จะใช้ในงานโครงสร้าง (Structural Carbon Steel) มีส่วนผสมคาร์บอน สูงสุดระหว่าง 0.25-0.29 เปอร์เซ็นต์ขึนอยู่กับความหนาของเหล็ก ในกรณีที่ต้องการเหล็กที่มีคุณสมบัติ ด้านกาลังความเหนียว การเชื่อม การทนทานต่อการผุกร่อน ฯลฯ เพิ่มขึน ก็สามารถทาได้โดยการผสม โลหะอื่น เช่น โครเมียม นิกเกล ติเตเนียม โคลัมเบียน แวนาเดียม เป็นต้น คุณสมบัติที่สาคัญของเหล็ก ที่วิศวกรควรทราบมีดังนี 1) โมดูลัสยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity, E) คือค่าความลาดเอียง (Slope) ของเส้นตรง ในช่วงอิลาสติกของกราฟ ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเค้น (Strain) กับค่าหน่วย แรง (Stress) ภายใต้การดึง (ดูรูปที่ 1.1) โดยทั่วไปมีค่าประมาณ 2.0  106 กก./ตร.ซม. หน่วยแรงดึง (กก./ตร.ซม.) 0.2% offset

กาลังดึง (tensile strength,Fu)

7000

กาลังครากต่าสุด

6000

(minimum yield strength) Fy=7000 กก./ตร.ซม.)

A514 (Heat-treated

alloy steels) A572 (เหล็กกล้ากาลังสูง

5000 4000

โลหะผสมต่า) Fy

3000 2000

constructional

A36 (เหล็กกล้าคาร์บอน)

Fy (หน่วยแรงคราก,yield stress)

1000 0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

ความเครียด (มม./มม.)

รูปที่ 3.1-1 ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงกับความเครียดภายใต้แรงดึง 2) โมดูลัสการเฉือน (Shear Modulus, G) ค่านีคานวณได้จากสูตร G=

E 2(1+  )

อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 3 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


โดยที่

G = โมดูลสั การเฉือน กก./ตร.ซม. E = โมดูลสั ยืดหยุ่น กก./ตร.ซม.  = อัตราส่วนปัวซอง (poisson’s ratio)

เมื่อกาหนดให้ E = 2.00  106 กก./ตร.ซม. และ  = 0.3 จะได้ G มีค่าประมาณ เท่ากับ 7.7  105 กก./ตร.ซม. 3) ค่าสัมประสิทธิ์การยืดตัวและการหดตัว (Coefficient of Expansion and Contraction,  ) การทดลองพบว่า  = 12  10-6 /oC 4) หน่วยแรงครากและกาลังดึง (Yield Stress and Tensile Strength) ตารางที่ 3.1-1 - 3.13 ให้ค่าหน่วยแรงครากและกาลังดึงของเหล็ก ตามที่กาหนดในมาตรฐานต่างๆ 5) ความหนาแน่นและความถ่วงจาเพาะ (Mass Density and Specific Gravity) โดยทั่วไปเหล็กจะมีความหนาแน่นเท่ากับ 7.85 ตัน/ลบ.ม. และมีความถ่วงจาเพาะเท่ากับ 7.85 เหล็กที่ผลิตขายมีมากมายหลายชนิด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติและความสามารถในการรับนาหนักต่างกัน เหล็ ก ที่ นิ ย มใช้ กั น ทั่ ว ไป ได้ แ ก่ จ าพวกเหล็ ก กล้ า คาร์ บ อนซึ่ ง เหล็ ก ประเภทนี ยั ง จ าแนกออกได้ หลายชนิ ด เช่ น SS400 SM400 A36, A53, A570 เป็ น ต้ น การเลื อ กใช้ เ หล็ ก ชนิ ด ต่ า งๆ จึ ง ต้ อ ง พิจารณาคุณสมบัติให้ตรงกับประเภทของงานที่ต้องการ ตารางที่ 3.1-1 - 3.1-3 แสดงคุณสมบัติและกาลังของเหล็กกล้าคาร์บอนที่ผลิตตามมาตรฐาน อุตสาหกรรม (มอก.) ของประเทศไทย มาตรฐาน ASTM ของประเทศสหรัฐ และมาตรฐาน JIS ของ ประเทศญี่ปุ่น การรู้จักคุณสมบัติของเหล็กที่มีกาหนดในมาตรฐานต่างๆ จะช่วยให้วิศวกรสามารถเลือก ชนิดของเหล็กให้เหมาะสมกับประเภทของงานได้ ตารางที่ 3.1-1 คุณสมบัติและกาลังของเหล็กโครงสร้าง (มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก 12272539) ชนิด ชื่อ หน่วยแรง กาลังดึง* ความยืด คุณสมบัติ คราก* (MPa). ต่าสุด* (MPa) ร้อยละ เหล็กกล้า SM400 235-245 400-510 18-23 คาร์บอน SM490 315-325 490-610 17-22 SM520 355-365 520-640 15-19 SM570 450-469 570-720 19-26 SS400 235-245 400-510 17-21 SS490 275-285 490-610 15-19 SS540 390-400 540 13-17 ต่าสุด * ขึนกับความหนาของเหล็ก WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 4 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

ตารางที่ 3.1-2 คุณสมบัติและกาลังของเหล็กโครงสร้าง (มาตรฐาน ASTM) ชนิด ชื่อ หน่วยแรงคราก กาลังดึง คุณสมบัติ (กก./ตร.ซม.) (กก./ตร.ซม). เหล็กกล้า A36 2220-2500 4000-5000 เหล็กโครงสร้างทั่วไป คาร์บอน A53Gr.B 2400 4150 ท่อแบบเชือ่ มและไม่มีตะเข็บ A500 2280-3450 3100-4270 ท่อขึนรูปแบบเย็น (Gr.A,B และ C) A501 2500 4000 ท่อขึนรูปแบบร้อน A529 2900 4140-5860 เหล็กโครงสร้างทั่วไปมีทังเหล็กแผ่นและ เหล็กเส้น (ขนาดใหญ่สุด 12 มม.) A570 Gr.40 Gr.45 Gr.50 A611

2750 3100 3450 2300-5550

3800 4150 4500 3330-5650

2900-3450

4350-4800

A572 Gr.42

2900

4150

เหล็กโครงสร้างทั่วไปเหล็กรูปพรรณ

Gr.50

3450

4500

เหล็กแผ่นเหล็กเส้นสาหรับงานสะพาน จะใช้เฉพาะGr.42และ50เท่านัน

Gr.60 Gr.65 A588

4150 4500 2900-3450

5200 5500 4350-4850

เหล็กกล้า A242 กาลังสูง โลหะผสมต่า (ผสม โคลัมเบียน หรือแว นาเดียม)

เ ห ล็ ก แ ผ่ น ส า ห รั บ ขึ น รู ป แ บ บ เ ย็ น (ความหนามากสุด 6 มม.) เหล็กแผ่นรีดเย็นสาหรับขึนรูปแบบเย็น (Gr.C,D และ E) ใช้ในงานโครงสร้างสะพานทนการกั ด กร่อนได้ดี

เหล็ ก รู ป พรรณ เหล็ ก แผ่ น เหล็ ก เส้ น ส าหรั บ งานโครงสร้ า งแบบเชื่ อ ม ทน การกัดกร่อนเป็น 4 เท่าของ A36


www.yotathai.com


ตารางที่ 3.1-2 (ต่อ) คุณสมบัติและกาลังของเหล็กโครงสร้าง (มาตรฐาน ASTM) ชนิด ชื่อ หน่วยแรงคราก กาลังดึง คุณสมบัติ (กก./ตร.ซม.) (กก./ตร.ซม.) (ผสม A606 โคลัมเบียน หรือแว นาเดียม)

3100-3450

4500-4800

A607

3100-4800 (Gr.45-Gr.70)

4100-5900 (Gr.45Gr.70)

A618 Gr.I&II Gr.III

3450 3450

4850 4500

6200-6900 เหล็กกล้า โลหะผสม ชุมแข็ง

A514

6900-8950 2500-6900

A709

4000-8950

เหล็กแผ่นรีดร้อนและรีดเย็น ใช้สาหรับขึน รูปแบบเย็น Type 2 ทนการกัดกร่อนเป็น 2 เท่า ของเหล็กกล้า คาร์ บ อน และ Type 4 ทนเป็ น 4 เท่ า เป็นต้น เหล็กแผ่นรีดร้อนและรีดเย็น ใช้สาหรับขึน รู ป แบบเย็ น ทนการกั ด กร่ อ นเหมื อ น เหล็กกล้าคาร์บอน เมื่อผสมทองแดงจะทน การกัดกร่อนเป็น 2 เท่า ท่อเหล็ ก กาลั ง สูง ขึนรูป แบบร้อนและไม่ มี ตะเข็บ Gr.II ทนการกั ด กร่ อ นเป็ น 2 เท่ า ของ เหล็กกล้าคาร์บอน Gr.I ทนการกั ด กร่ อ นเป็ น 4 เท่ า ของ เหล็กกล้าคาร์บอน Gr.III ทนการกัดกร่อนดีมาก อาจมีทองแดง ผสมตามต้องการ เหล็ ก แผ่ น (หนาสุ ด 150 มม.) ใช้ กั บ งาน สะพานชนิดเชื่อมทั่วไป เหล็ ก รู ป พรรณ เหล็ ก แผ่ น และเหล็ ก เส้ น ใช้ กั บ งานสะพาน มี ตั งแต่ Gr.36, 50, 50W, 100 และ 100W

WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 6 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

ตาราง 3.1-3 คุณสมบัติและกาลังของเหล็กโครงสร้าง (มาตรฐาน JIS) ชื่อ เกรด หน่วยแรงคราก กาลังดึง คุณสมบัติ (กก./ตร.ซม.) (กก./ตร.ซม.) G3101 SS41 2200-2500 4100-5200 เหล็ ก รี ด ร้ อ น ใช้ ใ นงานโครงสร้ า ง SS50 2500-2900 5000-6200 ทั่วไป SS55 4000-4100  6600 G3106 SM41A,B,C 2200-2500 4100-5200 SM50A,B,C 3000-3300 5000-6200 เหล็ กรีดร้อน สาหรับงานโครงสร้า ง SM50Y A,B 3400-3700 5000-6200 แบบเชื่อม SM53 B,C 3400-3700 5300-6500 SM58  4100  5800 G3444 STK41 2200-2500 4100-5200 STK50 2500-2900 5000-6200 เหล็กท่อ สาหรับงานโครงสร้างทั่วไป G3466 STKR41 2200-2500 4100-5200 เหล็ ก ท่ อ สี่ เ หลี่ ย มจั ตุ รั ส ส าหรั บ งาน STKR50 2500-2900 5000-6200 โครงสร้างทั่วไป G3350 SSC41 2200-2500 4100-5200 เหล็ ก ขึ นรู ป แบบเย็ น ส าหรั บ งาน โครงสร้างทั่วไป 3.1.4 รูปร่างของเหล็กที่ใช้ในงานโครงสร้าง เหล็กที่ใช้ในงานโครงสร้างอาจได้แก่ เหล็กรูปพรรณ ซึ่งเป็นเหล็กที่ผลิตสาเร็จรูป มีทังประเภท รีดร้อน (Hot-rolled) และรีดเย็น (Cold-rolled) หรือเหล็กรูปอื่นๆซึ่งได้จากการนาเอาเหล็กรูปพรรณหรือ แผ่นเหล็กมาประกอบกันขึนเพื่อให้มีรูปร่างและคุณสมบัติในการรับนาหนักตามต้องการ รูปร่างของเหล็ก เป็นรูปพรรณที่ใช้กันอย่างแพร่หลายได้แสดงไว้ในรูป 3.1-2 ตารางคุณสมบัติหน้าตัดต่างๆ ที่มีขายใน ประเทศไทยสามารถหาได้จากผู้ผลิตในประเทศ

W หรือ H ก.

S ข.

C ค.

L ง.

WT, ST จ.

รูปที่ 3.2 รูปร่างเหล็กรูปพรรณชนิดรีดร้อน


www.yotathai.com


เหล็กรูปพรรณจาแนกตามรูปร่าง ดังนี 1) เหล็ ก ประเภท W (Wide-flange Shape) ตาม ASTM เหล็ ก รู ป H ตาม มอก ส าหรั บ ประเทศไทย) ดูรูปที่ 3.1-2 ก. เป็นเหล็กที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย มีแกนสมมาตรสองแกน การ กาหนดชนิดของเหล็กจะเขียนด้วยอั กษร W หรือ H ตามด้วยความลึก x กับนาหนักเป็น กก./ม. เช่น H400  66 ได้แก่ เหล็ก H มีความลึก 400 มม. และมีนาหนัก 66 กก./ม. เหล็กประเภท H หรือ W จะมีความหนาของปีกคงที่ 2) เหล็ก S (S Shape) หรือ I ตาม มอก ดูรูปที่ 3.1-2 ข. เป็นเหล็กที่มีแกนสมมาตรสองแกน เดิมมีชื่อเรียกว่า I-Beam เหล็กประเภทนีมีความกว้างของปีกน้อยกว่า เหล็ก W หรือ H และจะมีความ หนาปีกที่ไม่คงที่ 3) เหล็ ก M (M Shape) มี อ ยู่ ป ระมาณ 20 ชนิ ด ขนาดที่ ใ หญ่ ที่ สุ ด ของเหล็ ก M ได้ แ ก่ M360  25.6 ซึ่งมีความลึก 360 มม. และนาหนัก 25.6 กก./ม. 4) เหล็ก C (C Shape) ดูรูปที่ 3.1-2 ค. เป็นเหล็กที่มีรูปร่างเหมือนตัว C หรือเรียกว่า เหล็ก รูปรางนามีแกนสมมาตรเพียงแกนเดียว เดิมมีชื่อเรียกว่า American Standard Channels C150  18.6 ได้แก่ เหล็กรูปรางนาที่มีความลึก 150 มม. และนาหนัก 18.6 กก./ม. 5) เหล็ ก MC (MC Shape) มี รู ป ร่ า งเหมื อ นเหล็ ก รู ป รางน า มี ชื่ อ เรี ย กว่ า Miscellaneous Channels 6) เหล็ก L (L Shape) ดูรูปที่ 3.1-2 ง. มีรูปร่างเหมือนตัว L หรือเรียกว่า เหล็กฉาก มีทัง ชนิ ด ขาเท่ า และขาไม่ เ ท่ า L50  50  4 ได้ แ ก่ เหล็ ก ฉากขาเท่ า กั น มี ข ายาวข้ า งละ 50 มม. และ ความหนา 4 มม. ส่วน L75  50  6 ได้แก่ เหล็กฉากขาไม่เท่ากัน มีขายาว 75 มม. และ 50 มม. ตามลาดับ ความหนาของขาเท่ากับ 6 มม. 7) เหล็ก T (T Shape) ดูรูปที่ 3.1-2 จ. มีรูปร่างเหมือนเหล็กตัว T ได้จากการตัดเหล็ก W,S และ M ออกเป็นสองส่วน ซึ่งปกติแล้วจะแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กัน ตัดออกจากเหล็ก W เรียกว่า WT ตัดออกจากเหล็ก S เรียกว่า ST และตัดออกจากเหล็ก M เรียกว่า MT สัญลักษณ์ WT200  33 ได้แก่ เหล็กรูปตัว T มีความลึก 200 มม. หนัก 33 กก./ม. ตัดมาจากเหล็ก WT200  66


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

1

รูปรางนา

รูปตัว Z

รูปเหล็กฉาก

รูปตัว I

รูปหมวกเหล็ก รูปร่างเหล็กรูปพรรณชนิดรีดเย็น

รูปร่างเหล็กหน้าตัดประกอบ รูปที่ 3.1-3 แสดงรูปร่างเหล็กรูปพรรณชนิดรีดเย็นและเหล็กที่ประกอบขึนตามลาดับ 3.1.5 การออกแบบโครงสร้างเหล็กด้วยวิธีต่างๆ 1) วิธีหน่วยแรงที่ยอมให้ Allowable Stress Design (ASD) การออกแบบโครงสร้างเหล็กโดยวิธีหน่วยแรงที่ยอมให้ มีการใช้กันตังแต่ในยุคแรกเริ่มที่มีการใช้ โครงสร้ า งเหล็ ก จนถึ ง ในปั จ จุ บั น วิ ธี ห น่ ว ยแรงใช้ ง าน หรื อ Allowable Stress Design (ASD) มี ห ลั ก การคื อ การจ ากั ด หน่ ว ยแรงที่ เ กิ ด ขึ นในภาวะใช้ ง าน (Service Level) ไม่ ใ ห้ เ กิ น ค่ า ที่ ย อมให้ โดยค่าที่ยอมให้จะหาจากการลดค่าหน่วยแรงที่จุดครากหรือที่ภาวะขีดสุด (Limit Stress) ของเหล็กลง โดยอาศัยตัวประกอบความปลอดภัย (Factor of Safety) การออกแบบจะตังอยู่บนพืนฐานการวิเคราะห์


www.yotathai.com


ด้วยวิธีอีลาสติก (Elastic Analysis) เป็นหลัก โดยมีสมมุติฐานคือ ไม่มีส่วนใดในโครงสร้างที่มีค่าหน่วย แรงถึงจุดคราก วิธี ASD Method จะจากัดค่าของหน่วยแรงที่ยอมให้ใช้ (fa) จากหน่วยแรงที่ภาวะขีดสุด (limit state) ซึ่งอาจจะเป็น Yield Stress (Fy); Critical Buckling Stress (Fcr); Ultimate Tensile (Fu) ขณะที่ชินส่วนแตกหัก หรือ Fatigue Stress สาหรับนาหนักบรรทุกแบบกระทาซาแล้วหารด้วยค่าความ ปลอดภัย FS (Factor of Safety) ดังนี fa = Flim FS

……………………………………......(3.1-1)

2) วิธีพลาสติก Plastic Design Method ในยุคปี ค.ศ. 1960 มาตรฐานต่างๆ เริ่มยอมรับแนวคิดที่ว่า ถึงแม้หน่วยแรงที่เกิดขึนในบางจุด ของโครงสร้างจะเกิดกว่าค่าหน่วยแรงที่จุดครากของเหล็ก ก็ไม่ได้หมายความว่าโครงสร้างนันจะเกิดการ วิบัติขึน ทังนีเนื่องจากโครงสร้างจะสามารถกระจายแรงภายใน (redistribution) ไปยังจุดอื่นได้ ทาให้ โครงสร้างยังสามารถรับนาหนักบรรทุ กต่อไปได้อีก จนกระทังถึงค่านาหนักบรรทุกสูงสุด (ultimate load) เมื่อโครงสร้างนันไม่สามารถที่จะกระจายแรงภายในต่อไปได้อีก ในส่วนนีจึงเป็นที่มาของแนวคิดที่ จะนาเอาประโยชน์ของการที่โครงสร้างสามารถกระจายแรงภายในไปใช้ในการออกแบบ เกิดเป็นวิธีการ ออกแบบที่เรียกว่าวิธีพลาสติก (plastic design) ที่อาศัยการวิเคราะห์ด้วยวิธี plastic analysis เพื่อใช้ ในการคานวณหานาหนักบรรทุกสูงสุด (ultimate load) ของโครงสร้าง โดยกาหนดให้การออกแบบต้อง เป็นไปตามสมการต่อไปนี (LF) Pw  Pu

…………………………………(3.1-2)

โดยที่ Pw คือนาหนักบรรทุกที่ระดับใช้งาน Pu คือนาหนักบรรทุกสูงสุดของโครงสร้างที่หาจาก วิธี plastic analysis และ (LF) คือ Load Factor จะเป็นตัวประกอบความปลอดภัยที่นาไปคูณกับค่า นาหนักบรรทุกใช้งาน Pw จะต้องได้ค่าเท่ากับหรือน้อยกว่านาหนักบรรทุกสูงสุด Pu (Ultimate Load) ซึ่ง เป็นค่าของนาหนักบรรทุกที่จะทาให้โครงสร้างเกิดจุดหมุนพลาสติก (Plastic Hinge) เพียงพอที่จะให้ โครงสร้างไม่มีเสถียรภาพ โดยค่า LF จะขึนกับภาวะใช้งานต่างๆ เช่น LF = 1.7 สาหรับนาหนักบรรทุกที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง เช่น Dead Load หรือ Live Load LF = 1.3 สาหรับนาหนักบรรทุกที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง ร่วมกับแรงด้านข้างเช่น แรงลม หรือ แรงแผ่นดินไหว


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

3) วิธี Load and Resistance Factor Design (LRFD) ในยุ ค ปี ค.ศ. 1980 ได้ มี ก ารพั ฒ นาแนวคิ ด การออกแบบที่ เ รี ย กว่ า LRFD ขึ น โดยที่ วิ ธี นี มีหลักการออกแบบโดยการเพิ่มค่านาหนักบรรทุก โดยใช้ค่าตัวคูณเพิ่มนาหนักบรรทุกเพิ่ม  I (Load Factor) ซึ่งค่า  i จะมากกว่าหนึ่งเสมอขึนอยู่กับชนิดของนาหนักบรรทุกและรูปแบบการการรวมกันของ นาหนักบรรทุกชนิดต่างๆ และใช้ค่าตัวคูณความต้านทาน  (Resistance Factor) ซึ่งมีค่าน้อยกว่าหนึ่ง เสมอ ในการลดกาลังรับแรงที่ขีดสุดในภาวะต่างๆ (limit state) โดยมีความสัมพันธ์ดังนี n

 Q i 1

i

i

 Rn

................................................................ (3.1-3)

ซึ่ง Qi จะเป็ นนาหนักบรรทุกชนิดต่างๆ Rn คือกาลั ง ที่คานวณได้ (Nominal Strength) ของ โครงสร้ า งแต่ ล ะชนิ ด ซึ่ ง จะกล่ า วในบทต่ อ ๆ ไป ค่ า ตั ว คู ณ เพิ่ ม น าหนั ก บรรทุ ก  i และค่ า ตั ว คู ณ ความต้านทาน  นันหามาจากการวิเคราะห์ Reliability Analysis ที่มีพืนฐานบนทฤษฎีความน่าจะเป็น ทาให้การออกแบบในภาวะต่างๆ จะมีความน่าเชื่อถือ (Reliability) ใกล้เคียงกัน วิธีนีจะคล้ายกับวิธีการ ออกแบบด้วยวิธีกาลัง (Strength Design Method) ของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ตามที่ Prof. Lynn S. Beedle (1986) ได้กล่าวไว้ในวารสาร “Modern Steel Construction” ถึงประโยชน์ของวิธีการออกแบบโดยวิธี LRFD (Load & Resistance Factor Design) ไว้ดังนี 1) LRFD เป็นวิธีการออกแบบที่ใช้ค่าตัวคูณนาหนักบรรทุกเพิ่ม (Load Factor) โดยใช้หลัก วิธีการประมาณทางสถิติในการประมาณความไม่แน่นอนของนาหนักบรรทุกให้มีเหตุผล สอดคล้องกับนาหนักบรรทุกจริงชนิดต่างๆ 2) LRFD เป็ น วิ ธี อ อกแบบที่ อ านวยความสะดวกต่อ การรั บ ข้ อ มู ล ใหม่ ๆ ที่ อ าจจะมี ขึ น หรื อ ความรู้ใหม่ๆ เอามาประยุกต์ใช้ได้ง่าย โดยเฉพาะข้อมูลความน่าจะเป็นที่นาหนักบรรทุกจะ เกิดขึนรวมถึงวิวัฒนาการทางด้านวัสดุศาสตร์ 3) LRFD การแก้ ไ ขค่ า ตั ว คู ณ น าหนั ก บรรทุ ก เพิ่ ม (Load Factor,  ) และค่ า ตั ว คู ณ ความต้านทาน (Resistance Factor,  ) เพื่อให้เข้ากับข้อมูลใหม่ๆ หรือความรู้ใหม่ๆ ที่จะ มีขึนได้ในอนาคตทาได้ง่าย จึงทาให้เป็นการออกแบบที่ทันสมัยตลอดเวลา 4) LRFD เป็นวิธีออกแบบที่สามารถนาไปประยุกต์เข้าใช้กับวัสดุทุกชนิดได้ซึ่งอาจจะเป็นไปได้ ในอนาคต ข้อกาหนด (Specifications) จะไม่จากัดเฉพาะวัสดุเหล็กเท่านัน อาจจะกาหนด ใช้กับวัสดุได้ทุกประเภท เช่น อลูมิเนียม แม้แต่พลาสติกและไม้ก็อาจจะใช้ได้เช่นกัน 5) ถ้ า ค่ า น าหนั ก บรรทุ ก จร (Live Load) มี ค่ า ไม่ เ กิ น ค่ า น าหนั ก บรรทุ ก คงที่ (Dead Load) แล้วการออกแบบโดย LRFD จะให้ค่าที่ประหยัดกว่า ASD ยกเว้นค่านาหนักบรรทุกจร (Live Load) มีค่ามากกว่านาหนักบรรทุกคงที่ (Dead Load) แล้วอาจจะให้โครงสร้างที่ไม่ ประหยัดแต่จะให้ความถูกต้องและการใช้งานได้ปลอดภัยมากกว่าวิธีของ ASD อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 11 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


6) ความประหยัดของโครงสร้างตามข้อ 5) อันเป็นผลมาจากความชัดเจนของกระบวนการของ วิธีการออกแบบโดย LRFD ที่ใช้พฤติกรรมของโครงสร้างที่จุดวิกฤตสูงสุดโดยใช้ค่าของ Load Factor เป็ น ส่ ว นของความปลอดภั ย ของโครงสร้ า งเพื่ อ ชดเชยความเสี่ ย งของ ความแปรปรวนด้านคุณภาพวัสดุและคุณภาพของการก่อสร้าง

4) วิธี Unified Method ตังแต่ปี ค.ศ. 2005 วิธีออกแบบ ASD และ LRFD ได้ถูกปรับให้สามารถนามารวมกันในกรอบ การออกแบบเดี ย ว (unified framework) โดยที่ เรี ย กวิ ธี ASD ว่ า เป็ น วิ ธี ก าลั ง ที่ ย อม Allowable Strength Design และใช้ สู ต รในการค านวณก าลั ง ระบุ (Nominal Strength) ขององค์ อ าคาร แบบ เดียวกับที่ใช้ในวิธี LRFD โดยกาหนดให้การออกแบบเป็นไปตามสมการต่อไปนี ในกรณีที่ต้องการใช้วิธี ASD n

Rn

................................................................ (3.1-4)

 Rn

................................................................. (3.1-5)

Q   i

i 1

และในกรณีที่ใช้ LRFD n

 Q i 1

i

i

โดยที่การออกแบบทังสองรูปแบบ จะใช้การคานวณกาลัง Rn เหมือนกัน แตกต่างกันคือ ถ้าเป็น วิธี ASD จะนากาลังที่คานวณได้หารด้วยตัวประกอบความปลอดภัย  และนาไปเทียบกับนาหนัก บรรทุกใช้งาน ส่วนถ้าเป็นวิธี LRFD ก็จะนา กาลัง Rn ไปคูณกับ ค่าตัวคูณความต้านทาน  แล้วนาไป เทียบกับค่ากับนาหนักบรรทุกที่ปรับค่าด้วยตัวคูณนาหนักบรรทุกแล้ว (Factored Load) ในมาตรฐานจะ มี ก ารก าหนดค่ า ตั ว ประกอบความปลอดภั ย  ค่ า ตั ว คู ณ เพิ่ ม น าหนั ก บรรทุ ก  I และค่ า ตั ว คู ณ ความต้านทาน  ให้สอดคล้องกัน สาหรับการออกแบบแต่ละกรณี ในส่ ว นมาตรฐานการออกแบบโครงสร้ า งเหล็ ก ของวิ ศ วกรรมสถานแห่ ง ประเทศไทยนั น ในปัจจุบันได้จัดทามาตรฐานสาหรับการออกแบบด้วยวิธี วิธีหน่วยแรงใช้งาน และวิธี LRFD ไว้แล้ว แต่ปัจจุบันยังไม่มีมาตรฐานแบบ Unified Method ซึ่งกาลังอยู่ในระหว่างการจัดทาของ วิศวกรรมสถาน แห่งประเทศไทย 3.1.6 ค่าตัวคูณน้าหนักบรรทุกเพิม่ (Load Factors,  ) ค่าของตัวคูณนาหนักบรรทุกเพิ่ม Load Factor (  ) ที่กาหนดให้ใช้ในมาตรฐาน AISC (1986) และในมาตรฐานของ วสท ขึนอยู่กับชนิดของนาหนักบรรทุกมีค่าดังนี WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 12 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

1.4Dn .…….…………………….….(3.1-6) 1.2Dn+1.6Ln+0.5(Lnrหรือ Sn หรือ Rn) …………………………...….(3.1-7) 1.2Dn+1.6(Lnrหรือ Sn หรือ Rn)+(0.5Ln หรือ 0.8Wn) ………………...……..(3.1-8) 1.2Dn+1.3Wn+0.5Ln+0.5(Lnrหรือ Sn หรือ Rn) ..…….………………..….….(3.1-9) 1.2Dn  1.0En+0.5Ln+0.2Sn ……………….…………..….(3.1-10) 0.9Dn  (1.3Wn หรือ 1.0En) .…………..………………….(3.1-11) เมื่ อ Dn , Ln, Lnr, Sn, Rn, Wn และ En เป็ น น าหนั ก บรรทุ ก ก าหนด (Nominal Load) จาก Dead Load (นาหนักบรรทุกคงที่), Live Load (นาหนักบรรทุกจร), Roof Live Load (นาหนักบรรทุก จรบนหลังคา), Snow Load (นาหนักหิมะ), Rain Load (นาหนักนาฝน), Wind Load (แรงลม), และ Earthquake Load (แรงแผ่นดินไหว) ตามลาดับ 3.1.7 ค่าตัวคูณความต้านทาน (Resistance Factor,  ) ส่วนค่าของตัวคูณความต้านทาน  (Resistance Factor) ใน AISC (1986) และในมาตรฐาน ของ วสท กาหนดให้ใช้ดังนี 1) ชินส่วนรับแรงดึง (Tension Member,AISC LRFD-DI)  t = 0.9 สาหรับพิกัดยืดหยุ่น Fy  t = 0.75 สาหรับพิกัดประลัย Fu 2) ชินส่วนรับแรงอัด (Compression Member, AISC LRFD-E2)  c = 0.85 3) ชินส่วนรับแรงดัด (Flexural Member, AISC LRFD-F1.2)  b = 0.90 4) รอยเชื่อม (Welds, AISC LRFD-Table J2.3)  = 0.9 หรือ 0.75 สาหรับชินส่วนรับแรงดึงแล้วแต่กรณี = 0.85 สาหรับชินส่วนรับแรงอัด = 0.9 สาหรับคาน 5) ข้อต่อสลักเกลียว (Bolt, AISC LRFD-Table 3.2)  t = 0.75 สาหรับกาลังรับแรงดึง  v = 0.65 สาหรับกาลังรับแรงเฉือน


www.yotathai.com


6) เหล็กรับแรงดึงที่มีปลายรับสลัก (Eyebar) ที่คานวณรับแรงบดบนเนือที่ตังฉาก กับแนวแรง (Project area)  t = 1.0 3.2 องค์อาคารรับแรงดึง 3.2.1 คานา แรงดึงคือแรงที่พยายามทาให้จุดสองจุดบนชินส่วนแยกห่างออกจากกันมากขึน รูปร่างหน้าตัด ขององค์อาคารรับแรงดึงที่ใช้กันอยู่ทั่วไป ได้แสดงไว้ในรูปที่ 3.2-1

กลมตัน

แผ่น

รูปรางน้ า พร้อมเหล็กประกับ

เหล็กฉากเดีย่ ว

หน้าตัด I

เหล็กฉากคู่

หน้าตัด S

เหล็กฉาก

เคเบิล้

รูปรางน้ าเดีย่ ว

รูปรางน้ าคู่

รูปกล่อง

ลวดสลิง(Wire Cable)

เหล็กเส้นรับแรงดึง โดยการทีป่ ลายทาเกลียวไว้ขนั ยึดกับตัวยึด (Round Rod)

เหล็กรับแรงดึงแบบมีปลายรับสลัก (Eyebar)

แผ่นเหล็กรับแรงดึงทีป่ ลายเจาะรูเสริมความแข็งแรง รูปที่ 3.2-1 แสดงองค์อาคารรับแรงดึงที่ใช้กันอยู่ทั่วไป


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

3.2.2 ชนิดของชิ้นส่วนรับแรงดึง (Type of Tension Members) ชินส่วนรับแรงดึงสามารถพบได้ในโครงสร้างต่างๆ เช่น โครงถัก เคเบิล และลวดสลิง รูปที่ 3.22 แสดงจุดต่อของโครงถักซึ่งแต่ละจุดข้อต่อจะมีชินส่วนที่ถ่ายรับทังแรงดึงและแรงอัด

T

C

T

T

รูปที่ 3.2-2 จุดข้อต่อของโครงถักที่ถ่ายรับทังแรงดึง (T) และแรงอัด (C) 3.2.2.1 ลวดสลิงและสายเคเบิล (Wire Ropes and Cables) เชือกสายเคเบิล (Wire Cable) คือ ชินส่วนหนึ่งที่รับแรงดึงที่ยืดหยุ่นตัวได้ดีอาจ ประกอบไว้ด้วยลวดเส้นเล็กๆ (Wire) หรือกลุ่มของลวดพันเกลียวกัน (Wires Strand) หรือกลุ่มของ เชือกลวดสลิง (Wires Rope) รูปที่ 3.2-3 จะเป็นรูปของลวดพันเกลียว (Strand) ซึ่งประกอบด้วยลวด เส้นเล็กเป็นเกลียวรอบศูนย์กลางของหน้าตัดหรือพันรอบเส้นลวดที่อยู่ตรงกลางก็ได้ สาหรับเชือกสาย เคเบิล (Wires Cable) นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางในการออกแบบโครงสร้างใช้ทังเป็นโครงสร้างหลักเช่น ใช้ทาสะพานแขวนและโครงสร้างรอง เช่น ยึดหลังคาช่วงที่เสายาวมากยึดโยงตัวเสาไว้ โดยการยึดกับ อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 15 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


ยอดเสาแล้วกระจายลวดยึดออกจากจุดศูนย์กลางของเสาดังรูป 3.2-4 เพราะสามารถรับแรงกระแทก หรือแรงจลน์จากแรงลมหรือแรงแผ่นดินไหวได้ดี

ลวดพันเกลียว

เชือกลวดสลิง รูปที่ 3.2-3 ลวดพันเกลียว (Wires Strand) และเชือกลวดสลิง (Wires Rope)

รูปที่ 3.2-4 สายเคเบิลยึดเสาไฟฟ้า 3.2.2.2 เหล็กเส้นกลมและเหลี่ยมรับแรงดึง (Rod and Bar) เหล็กรับแรงดึงที่มีรูปกลมหรืออาจจะเป็นสี่เหลี่ยมก็ได้โดยที่ปลายทาเกลียวเอาไว้ที่ ปลายข้างหนึ่งหรือทังสองข้าง เหล็กรับแรงดึงที่ปลายทาเกลียวให้มีขนาดโตกว่า (Upset End) แล้ว นามาเชื่อมต่อที่ปลายทีหลัง 3.2.2.3 เหล็กรับแรงดึงแบบมีปลายรับสลัก (Eyebar) หรือ แผ่นเหล็กรับแรงดึงที่ปลาย เจาะรูแล้วเสริมความแข็งแรง (Pin-Connected Plate)


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

ส่วนใหญ่จะใช้งานโดยรับแรงที่ถ่ายมาจากเชือกลวดสลิงอีกต่อหนึ่ง หรือจากสายเคเบิล หรือตัวจากสมอยึดในการก่อสร้างสะพานแขวน หรือใช้ Eyebar รับแรงดึงตาม รูปที่ 3.2-5

รูปที่ 3.2-5 การใช้เหล็กรับแรงดึงแบบปลายรับสลัก (Eyebar) ในโครงสร้าง 3.2.3 การวิบัติเนื่องจากแรงดึง (Tension Failure) การศึกษาพบว่าการวิบัติเนื่องจากแรงดึงในชินส่วนรับแรงดึงอาจเกิดขึนได้จาก 3 กรณีดังนี 1) การคราก (Yielding) บนเนือที่หน้าตัดทังหมด ณ บริเวณหน้าตัดห่างจากจุดต่อ 2) การขาด (Fracture) บนเนือที่หน้าตัดสุทธิประสิทธิผลที่บริเวณหน้าตัดที่เป็นจุดต่อ หรือมีการเจาะรู (รูป 3.2-7 ค.) 3) การวิบัติเนื่องจากการเฉือนออกเป็นบล็อก ที่บริเวณรูเจาะ (Block Shear Failure) (รูป 3.2-13) กาลังขององค์อาคารรับแรงดึงจะเท่ากับกาลังที่น้อยที่สุด ของการวิบัติทังสามรูปแบบข้างต้น จะเห็น ได้ว่าการวิบัติอาจเกิดขึนที่บริเวณรอยต่อหรือนอกรอยต่อก็ได้ขึนกับลักษณะองค์อาคารและวิธีการต่อ


www.yotathai.com


ในกรณีการวิบัติแบบเกิดการครากบนเนือที่หน้าตัดทังหมด กาลังรับแรงดึงของหน้าตัดสามารถ เขียนเป็นสมการได้ดังนี Tn = FyAg

……………………………..……… (3.2-1)

โดยที่ Tn = กาลังแรงดึงระบุ (Nominal Tensile Strength) กก. Fy = หน่วยแรงดึงคราก กก./ตร.ซม. Ag = เนือที่หน้าตัดทังหมด ตร.ซม. สาหรับการวิบัติแบบเกิดการขาดบนเนือที่หน้าตัดสุทธิประสิทธิผล (ดูหัวข้อ 3.2-5) กาลังรับแรง ดึงของหน้าตัดสามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี Tn = FuAe

………………………….…………(3.2-2)

โดยที่ Fu = หน่วยแรงดึงประลัย Ae = เนือที่หน้าตัดสุทธิประสิทธิผล (ดูหวั ข้อ 3.2-5)

กก./ตร.ซม. ตร.ซม.

รูปที่ 3.2-6 แสดงการคราก (Yielding) บนเนือที่หน้าตัดทังหมด 3.2.4 พื้นที่หน้าตัดสุทธิ (An) พืนที่หน้าตัดสุทธิของโครงสร้างรับแรงดึง คือ หน้าตัดของชินส่วนโครงสร้างในแนวตังฉากกับ แรงกระทา มีค่าเท่ากับ พืนที่หน้าตัดทังหมด (Gross Sectional Area) ลบด้วยพืนที่ที่เป็นรูเจาะ An = Ag - Ah ในที่นี An = พืนที่หน้าตัดสุทธิ Ag = พืนที่หน้าตัดทังหมด Ah = พืนที่หน้าตัดของรูเจาะ = (ความกว้างของรูเจาะ



………………………………………(3.2-3)

ความหนาของแผ่นเหล็ก)




จานวนรูในหน้าตัดเดียวกัน

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

ความกว้างของรูเจาะ

= ขนาดระบุของรูเจาะ (ดูจากตารางที่ 3.2-1) -สาหรับรูเจาะขนาดมาตรฐาน + 2.0 มม. ………...…(3.2-4)

ตารางที่ 3.2-1 ขนาดรูเจาะระบุมาตรฐาน และระยะห่างที่น้อยที่สุดของรูเจาะตัวริมถึงของปลาย ระยะห่างน้อยที่สุดจากขอบ (มม.) ขนาดระบุของ เส้นผ่าศูนย์กลาง รูเจาะมาตรฐาน ขอบตัดโดยวิธเี ฉือนหรือใช้ ขอบซึ่งรีด ใช้ไฟอัตโนมัติ ของตัวยึด (มม.) (มม.) ไฟฟ้าตัดด้วยมือ เลื่อนออก หรือกลึงออก M12 14 22 19 M16 18 28 22 M20 22 34 26 M22 24 38 28 M24 27 42 30 M27 30 48 34 M30 33 52 38 M36 39 64 46 >M36 D+3 1.75d 1.25d ในกรณีที่การเจาะรูเรียงกันเป็นแนวทแยงหรือเอียงไปมา (Zigzag) การวิบัติของโครงสร้างส่วน รับแรงดึงจะเกิดขึนที่หน้าตัดสุทธิวิกฤต (Critical Net Section) ซึ่งได้แก่หน้าตัดสุทธิที่น้อยที่สุดรูปที่ 3.2-7 ก. และ ข. หน้าตัดวิกฤติจะอยู่ในแนว AB ส่วนรูปที่ 3.2-7 ค. หน้าตัดวิกฤติอาจอยู่ในแนว ABE หรือ ABCD ก็ได้ ขึนอยู่กับว่าแนวใดจะให้พืนที่หน้าตัดสุทธิน้อยกว่า มาตรฐาน ว.ส.ท./AISC-LRFD สาหรับการหาพืนที่หน้าตัดสุทธิของแผ่นเหล็กที่เจาะรูแบบ เฉียงไปมาเป็นดังนี 2

An = (ความกว้างทังหมด – ความกว้างรูเจาะ + s ) (ความหนา) 4g

................ (3.2-5)

ในที่นี s = ระยะระหว่างศูนย์กลางของรูเจาะในแนวเดียวกันกับแนวแรง (pitch) g = ระยะระหว่างศูนย์กลางของรูเจาะในแนวตังฉากกับแนวแรง (gage)


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ s

A

A

B

B

ก.

ข.

g

A B E

C D

ค.

รูปที่ 3.2-7 หน้าตัดวิกฤตของแผ่นเหล็กที่เจาะรู 3.2.5 พื้นที่หน้าตัดสุทธิประสิทธิผล (Effective Net Area: Ae) เนือที่หน้าตัดสุทธิ ที่คานวณได้จากหัวข้อ 3.2-4 เป็นเพียงค่าที่แสดงถึงเนือที่หน้าตัดที่ลดลง เนื่องจากมี รูเ จาะผ่ านหน้าตัดนันๆ การจะคานวณหากาลั ง แรงดึง ของหน้าตัดได้นันยัง ต้องคานึง ถึ ง ประสิทธิภาพของรอยต่อ (Joint Efficiency) ซึ่งขึนอยู่กับตัวประกอบต่างๆ เช่น ความเหนียวของวัสดุที่ ใช้เป็นชินส่วนรับแรงดึง กรรมวิธีที่ใช้ในการทารู ระยะห่างของรูเจาะ ความยาวของรอยต่อ ลักษณะ การถ่ายแรงดึงจากชินส่วนที่ยึดต่อกันเป็นต้น ตัวประกอบเหล่านีมีผลทาให้ประสิทธิภาพการรับแรงดึง ที่บริเวณหน้าตัดวิกฤตลดน้อยลง ผลการศึกษาพบว่า ลักษณะการถ่ายแรงดึงจะเป็นตัวประกอบที่มี ความสาคัญมากที่สุด เพราะมีผลทาให้เกิดหน่วยแรงดึงที่ไม่สม่าเสมอกันบนหน้าตัด เช่น เหล็กฉากเดี่ยว ซึ่งมีรูปร่างหน้าตัดของชินส่วนไม่อยู่ในระนาบเดียวกัน เมื่อการยึดต่อมีเพียงขาเดียว การถ่ายแรงดึงจึง เกิดขึนเฉพาะเพียงบางชินส่วนของหน้าตัด มีผลทาให้เกิดแรงเยืองศูนย์ขึน ทาให้หน่วยแรงดึงบริเวณ หน้าตัดที่เป็นรอยต่อมีลักษณะไม่สม่าเสมอ เป็นต้น รูปที่ 3.2-9 แสดงการถ่ายแรงดึงของเหล็กฉากที่มี การยึดต่อที่ขาเหล็กฉากข้างเดียว


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

Ineffective material

Critical section

c.g.

L Short Connection

x

Section supported by connectors

Ineffective material

L

Critical section

Long Connection

รูปที่ 3.2-9 แสดงการถ่ายแรงดึงของเหล็กฉากที่มีการยึดต่อที่ขาเหล็กฉากข้างเดียว มาตรฐาน ว.ส.ท./AISC-LRFD ได้คานึงถึงผลของการสูญเสียประสิทธิภาพของรอยต่อดังกล่าว โดยกาหนดให้สาหรับรอยต่อแบบเชื่อม Ae = UAg …………………………………………….(3.2-6) โดยที่ Ae = เนือที่หน้าตัดสุทธิประสิทธิผล ตร.ซม. Ag = เนือที่หน้าตัดทังหมด ตร.ซม. An = เนือที่หน้าตัดสุทธิ ตร.ซม. U = สั ม ประสิ ท ธิ์ ตั ว ลด (Reduction Coefficient) มี ค่ า 0.75-1.0 ตามลั ก ษณะการต่ อ ซึ่ ง มี กาหนดค่าไว้ในมาตรฐาน 3.3 ชิ้นส่วนรับแรงอัด 3.3.1 คานา ชินส่วนรับแรงอัด คือ ชินส่วนรับแรงกดหรือแรงอัดตามแกน เช่น เสา จันทันโครง หลังคา เป็นต้น ชินส่วนดังกล่าวจะมีมิติของความยาวมากกว่ามิติของหน้าตัดมาก รูปแบบของชินส่วนรับแรงอัด อาจได้ แ ก่ ชิ นส่ ว นเดี่ ย ว ซึ่ ง ได้ แ ก่ เ หล็ ก ที่ มี รู ป ร่ า งและขนาดตามมาตรฐานที่ ผ ลิ ต ขายอยู่ ทั่ ว ไป เช่ น อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 21 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


ก. เหล็กตัน

ค. เหล็กตัว T

ข. เหล็กท่อ

ฉ. เหล็กประกอบ

ค. เหล็กฉาก

เหล็กฉาก เหล็กรูปรางนา เหล็กรูปตัว I เหล็กที่กลม ฯลฯ หรืออาจได้แก่ ชินส่วนประกอบ (Built-up Members) ซึ่งประกอบขึนจากเหล็กมาตรฐานดังกล่าวข้างต้นรูปร่างหน้าตัดของชินส่วนรับแรงอัดที่ใช้กัน อยู่ทั่วไปได้แสดงไว้ในรูปที่ 3.3-1

ง. เหล็กตัว I รูปที่ 3.3-1 รูปร่างหน้าตัดของชินส่วนรับแรงอัด

kL ) ของเสานัน r

พฤติกรรมการวิบัติของเสาที่รับแรงในแนวแกนเพียงอย่างเดียวมี 3 รูปแบบ คือ 1) การโก่งเดาะของเสาทังต้น (Overall Flexural Buckling) เป็นการโก่งเดาะ (Buckling) ของ เสาทังต้น ทาให้เสาสูญเสียความมีเสถียรภาพจนกระทัง่ เกิดการโก่งงอ 2) การโก่งเดาะเฉพาะที่ (Local Buckling) เป็นการโก่งเดาะที่เกิดขึนกับส่วนใดส่วนหนึ่งของ หน้าตัด เช่น การโก่งเดาะของส่วนปีก (Local Flange Buckling) หรือส่วนเอว (Local Web Buckling) ทังนีเพราะสัดส่วนของความกว้างต่อความหนา (b/t) ของส่วนเหล่านันไม่เพียงพอที่จะรับแรงกดหรือ แรงอัด 3) การโก่งเดาะเนื่องจากการบิด (Torsional Buckling) จะเกิดกับเสาที่มีหน้าตัดเป็นผนังบาง แบบเปิด (Open thin-walled sections) ซึ่งจะมีค่าความต้านทานการบิดต่า เช่น เหล็กฉาก, เหล็กตัวที, เหล็กรางนา (จะไม่กล่าวถึ งในวิชานี) ในส่วนของเสาจะกล่าวถึงพฤติกรรมการพังในรูปแบบของข้อ 1) และ 2) เท่านัน วิ ธี ก ารออกแบบชิ นส่ ว นรั บ แรงอั ด ค่ อ นข้ า งจะยุ่ ง ยากกว่ า วิ ธี ก ารออกแบบชิ นส่ ว นรั บ แรงดึ ง เนื่ อ งจากเสาจะเกิ ด การโก่ ง เดาะภายใต้ แ รงอั ด ตามแกน ซึ่ ง ก าลั ง ของเสาจะขึ นอยู่ กั บ ค่ า สั ด ส่ ว น ความชะลูด (Effective Slenderness Ratio =

3.3.2 การโก่งเดาะของเสาทั้งต้น (Overall Flexural Buckling) ในช่วงอิลาสติก เสาที่จัดเป็นเสาในอุดมคติ (Ideal Column) ได้แก่ เสาที่ 1) ประกอบด้วยวัสดุเนือเดียวกันหมด (Homogeneous Materials) WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 22 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

2) ปราศจากหน่วยแรงคงค้าง (Residual Stresses) 3) ตังอยู่ในแนวดิง่ (Perfectly Straight) และ 4) นาหนักกระทาผ่านจุดแกน (Centrally Loaded) เสาที่ชะลูดภายใต้แรงอัดตามแกนจะเกิดการโก่งเดาะ ทังๆ ที่ไม่มีโมเมนต์กระทาจากภายนอก การโก่งเดาะนีทาให้เสาสูญเสียเสถี ยรภาพ นาหนักตามแกนต่าสุดที่ทาให้เกิดการโก่งเดาะ เรียกว่า นาหนักบรรทุกโก่งเดาะ (Buckling Load) ซึ่งจะเป็นค่าที่กาหนดความสามารถในการรับนาหนักของเสา การศึกษาพบว่า นาหนักบรรทุกโก่งเดาะจะแปรผันกลับกับความยาวของเสา Leonhard Euler ในปี ค.ศ. 1757 ได้เสนอทฤษฎีการโก่งเดาะของเสาตรงยาวในช่วงอิลาสติก โดยพบว่าค่าแรงที่ภาวะวิกฤต ซึ่งเป็นจุดที่เสาเกิดการโก่งเดาะ Pe =

 2 EI

...............................................................................(3.3-1)

L2

เมื่อเขียนในเทอมของหน่วยแรงอัดจะได้ Fe =

Pe A

=

2

EI

AL2

=

 2E ( L / r )2

โดยที่ Pe = นาหนักบรรทุกออยเลอร์ (Euler load) Fe = หน่วยแรงอัดออยเลอร์ (Euler Stress) r = รัศมีไจเรชั่น E = ค่าโมดูลัสยืดหยุ่น (Elastic Modulus)

...................................................(3.3-2) กก. กก./ตร.ซม. ซม. กก./ตร.ซม.

สมการข้างต้นเป็นหน่วยแรงของออยเลอร์ ในกรณีที่ปลายทังสองข้างของเสามีสภาพเป็นจุดหมุน ในกรณีที่สภาพที่ปลายทังสองข้างของเสาไม่เป็นจุดหมุนแล้ว เราจะพิจารณาผลของการยึดรังที่ปลาย โดยอาศัยความยาวประสิทธิผล (Effective Length) kL คือ ความยาวระหว่างจุดดัดกลับ (Inflection Points) ของเสา และ k คือตัวประกอบของความยาวประสิทธิผล (Effective Length Factor) สมการ ที่ 3.3-1 จะสามารถเขียนใหม่ โดยพิจารณาผลของการยึดรังที่ปลายได้ดังนี


www.yotathai.com


Fcr =

 2E  L k   r

………………………………….………..….(3.3-2)

2

Fcr = หน่วยแรงวิกฤตที่ทาให้เกิดการโก่งเดาะ (Critical Buckling Stress) กก/ตร.ซม. ค่า k (Effective Length Factors) จะแสดงค่าไว้ตามตาราง 3.3-1 เป็นค่าที่แสดงสภาพที่เสา แบบต่างๆ พร้อมทังค่า k ตามทฤษฎีและค่าที่แนะนาเมื่อเอาไปใช้งาน (Recommended for Design Usage) ตารางที่ 3.3-1 แสดงค่า k ที่ปลายเสามีสภาพแบบต่างๆ (a) (a) (b) (b) (b)(b) (c) (c) (c) (a) (a) (a) (c) (c) (a)

รูปการโก่งตัว ของเสาที่มจี ุด(a) รองรับแบบ ต่างๆ (b) (a) (a)

เ

/

(c) I

L

—1—

(e)(e)(e)(e) (e) (d)

1

J

(f) (f) (f) (f) V

V

? /

--

V

(e)

-- (f)

I

I

/

/

/

I

1

1

I

(b)

(c)

\

(d)

(e)

(f)

\ \ /

(c)

ค่า k(b)ตามทฤษฎี(c) 0.5 ค่า k ที่แนะนา

(b)

/

(d) (d)(d) (d)(d)

0.65

(d)

(e)

(f)

พ&.

/

(d) 0.7

(e) 1.0

(f) 1.0

2.0

2.0

0.8

1.2

1.0

2.1

2.0

สภาวะการต้าน ของจุดรองรับ 9

ต้านการหมุน

ต้านการเคลื่อนที่

หมุนอิสระ

ต้านการเคลื่อนที่

ต้านการหมุน

เคลื่อนที่ได้

หมุนอิสระ

เคลื่อนที่ได้

3.3.3 การโก่งเดาะเฉพาะที่ (Local Buckling) เป็นการโก่งที่เกิดขึนบริเวณใดบริเวณหนึ่งของหน้าตัดตลอดความยาวของเสาทังต้น การบิดเบียว ที่เกิดขึนที่ปีก เอว หรือส่วนใดส่วนหนึ่งของเสา ในขณะที่เสาทังต้นยังคงอยู่ในสภาพเดิม ไม่มีการโก่ง WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 24 ของบทที่ 3

www.yotathai.com

|



_____________________________________________________________________

เดาะ เรียกว่า การโก่งเดาะเฉพาะที่ ซึ่งจะเกิดกับหน้าตัดที่มีส่วนปีกหรือเอวที่มีสัดส่วนความกว้างต่อ ความหนา (b/t) สูงเกินไป สาหรับมาตรฐาน LRFD ได้กาหนดแบ่งชนิดการพิจารณาชินส่วนของหน้า ตัดออกเป็น 2 แบบ คือ ปลายยื่นอิสระ (Unstiffened Element) แบบปลายยึดทั้งสองข้าง (Stiffened Element) b

b

b

b

t Welds

และ ดังรูปที่ 3.3-2

t

t

ก. ปลายยื่นอิสระ (Unstiffened Element) b

b

t

b

b t

t

t

ข. ปลายยึดทังสองข้าง (Stiffened Element) รูปที่ 3.3-2 ตัวอย่างชินส่วนปลายยื่นและชินส่วนปลายยึด ในการเลือกใช้หน้าตัดรูปต่างๆ จะต้องพิจารณาอัตราส่วนระหว่างความกว้างและความหนาของ ชินส่วนหน้าตัดให้เหมาะสมเพื่อป้องกันการโก่งเดาะเฉพาะที่ของหน้าตัด มาตรฐาน ว.ส.ท./AISC-LRFD ได้จาแนกหน้าตัดเหล็กไว้ 3 ประเภท ดังนี 1) หน้าตัดอัดแน่น (Compact Section) ได้แก่หน้าตัดเหล็กซึ่งมีค่า b/t ของทุกชินส่วนของ ชินส่ ว นน้ อ ยกว่ า ค่ า  p (b/t   p ) ซึ่ ง หน้ าตั ด อั ด แน่ น นี จะสามารถรั บ กาลั ง ได้ ถึ ง จุ ด ครากของเหล็ ก (Yield stress) โดยไม่เกิดการโก่งเดาะเฉพาะที่


www.yotathai.com


2) หน้าตัดไม่อัดแน่น (Non-compact Section) ได้แก่ หน้าตัดเหล็กซึ่งมีค่า b/t ของชินส่วน ของชินส่วนอยู่ระหว่างค่า  p และ  r (  p  r ) ซึ่ ง ในกรณี นี เหล็ ก จะเกิ ด การโก่ ง เดาะเฉพาะที่ แ บบ อิลาสติก และเข้าสู่ภาวะของการวิบัติในช่วงของกาลังหลังการโก่งเดาะ (post buckling strength) โดยมาตรฐาน ว.ส.ท./AISC-LRFD ได้กาหนดให้ใช้ค่า b/t ดังปรากฏในรูป 3.3-3 และ 3.3-4 ซึ่งเป็นการใช้ตามค่า AISC-LRFD

b

+

AISC-LRFD 4

-

h,b

tw

b

b

h,b

b

b h,b

t

t

hc t hc

t t

p

= 0.38 V E / Fy

r

= 0.83 VE /( Fy  700 )

p

= 3.76 1/ E / Fy

r

= 5.70 1/E / Fy

(เจาะรู)  p=  r = 1.86 1/E / Fy (ตัน)  p = 1.12 VE / Fy  r = 1.40 /E / Fy = 0.38 E / Fy  r= 0.95 k c /( Fyf p =  r = 0.56 E / Fy  p = 3.76 E / Fy  r = 5.70 E / Fy p

 p=

p

1.12

= 3.76

E / Fy

E / Fy

r

= 1.40

E / Fy

r

= 5.70

E / Fy

รูปที่ 3.3-3 หน้าตัดบางประเภทพร้อมค่า  p และ  r WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 26 ของบทที่ 3

 1150 )

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

AISC-LRFD

b

1 h

b

t p

= -

r

= 0.56

E / Fy

p

= -

r

= 0.45

E / Fy

p

= -

r

= 0.75

E / Fy

p

= -

r

= 0.56

y

p

= -

r

= 1.49

y

t

b h

t

b h

t

t

4E / F

4E / F

รูปที่ 3.3-4 หน้าตัดบางประเภทพร้อมค่า  p และ  r


www.yotathai.com


3.3.4 การออกแบบเสาสั้น เสายาว และเสากึ่งสั้น -กึ่งยาว (Short, Long, and Intermediate Columns) Yield

Fy

Inelastic buckling

Elastic buckling

Fe (สมการ Euler)

Average axial stress

Variable strengths depending on shape, geometric irregularities, and residual stress. Short columns

Intermediate columns

kL/r Long columns

V

รูปที่ 3.3-5 กราฟการรับกาลังของเสา เสาจะมีการวิบัติอย่างไรขึนกับค่าที่เรียกว่าอัตราส่วนความชะลูด (Slenderness Ratio) ซึ่งหา ได้จากค่า kL/r จากกราฟรูปที่ 3.3-5 เป็นกราฟของหน่วยแรงวิกฤตสาหรับการออกแบบสาหรับเสาที่มี ค่า kL/r ค่าต่างๆที่ กราฟรูปที่ 3.3-5 นีสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ช่วง 1) ช่วงที่เป็นเสาสั้น (Short Columns) ค่าของกราฟช่วงที่ kL/r มีค่าต่า ค่าของหน่วยแรง จะถูกจากัดให้ไม่เกินค่า Fy (Yield Stress) นั่นแสดงว่าเป็นช่วงที่เสาจะรับแรงได้จนถึงจุด คราก การโก่งของเสาจะถือว่าเกิดในช่วงที่เสาเกิดหน่วยแรงครากทังหน้าตัด 2) ช่วงที่เป็นเสายาว (Long Columns) ค่าของกราฟช่วงที่ kL/r มีค่าสูง เสาจะมีการโก่ง เดาะใกล้เคียงกับเสาในอุดมคติ โดยค่าของ หน่วยแรงวิกฤตจะหาได้จากค่า Fe (Euler Stress) การโก่ ง ของเสาจะถื อ ว่ า เกิ ด ขึ นในช่ ว งที่ เ สายั ง มี ลั ก ษณะอี ล าสติ ก “Elastic Buckling” การโก่งเกิดจากอิทธิพลของความชะลูดที่สูงมากเพียงอย่างเดียว 3) ช่วงที่เป็นเสากึ่งสั้น-กึ่งยาว (Intermediate Columns) ค่าของกราฟช่วงที่ kL/r จะไม่ สูงหรือต่ามาก ค่าของหน่วยแรงจะถูกจากัดไม่ให้เกิดทังค่าของ Fy และ Fe โดยพิจารณา ร่ ว มกั น การโก่ ง ของเสาจะถื อ ว่ า เกิ ด ขึ นในช่ ว งที่ เ สามี ส่ ว นใดส่ ว นหนึ่ ง ของหน้ า ตั ด เกิ ด การครากไปบางส่วน “Inelastic Buckling”


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

Short columns

Intermediate columns Inelastic range Inelastic formula c= 1.5

cFcr

Long columns Euler formula or elastic range

Euler formula or elastic buckling

kL/r รูป 3.3-6 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงของเสาและค่าอัตราส่วนความชะลูดตาม AISC แม้ว่าเสาจะมีพฤติกรรมเป็น 3 ช่วงเมื่อการเปลี่ยนค่า kL/r จากน้อยไปมาก มาตรฐาน LRFD ได้กาหนดให้ใช้สมการในการออกเสาโดยแบ่งเสาออกเป็น 2 ช่วงความชะลูด (สาหรับ กรณีที่ใช้การออกแบบด้วยวิธีหน่วยแรงใช้งานตามมาตรฐาน วศท ก็อาศัยหลักการคล้ายกันแต่รูปสมการ อาจแตกต่างไป) ดังแสดงในรูปที่ 3.3-6 ขึนกับตัวแปร 1) ในกรณีที่ Fcr =

 c มีค่ามากกว่า  0.877   F  2  y  c 

c

=

Fy Fe

=

kL r

Fy E

กล่าวคือ

1.5 เมื่อ

 c >1.5

………………………………(3.3-3)

2) ในกรณีที่ c มีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.5 ช่วงนีจะใช้สมการตามรูปโค้งพาราโบล่า ซึ่งเป็น สูตรสาเร็จที่ได้จากการเปรียบเทียบผลทดสอบเสาจานวนมาก (Empirical Equation) โดย กาหนดให้หน่วยแรงอัดวิกฤตมีค่า Fcr = 0.658c Fy 2

เมื่อ

 c  1.5

………………………….…(3.3-4)

3.3.5 ความยาวประสิทธิผล (ค่า k) ของเสาในโครงข้อแข็ง การหาค่า k ของเสาเดี่ยวที่ปลายทังสองด้านมีสภาพต่างๆกันโดยค่า k สามารถดูได้จากตาราง ที่ 3.3-1 อย่างไรก็ตามในโครงสร้างจริง เช่น โครงอาคาร จะอยู่ในลักษณะที่ปลายด้านบนและล่าง มีการต่อกับคานหรือองค์อาคารอื่นๆ เช่นมีคานประกบอยู่ทัง 4 ด้าน นอกจากนีเสาในอาคาร เมื่ออาคาร อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 29 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


มีการเคลื่อนที่ไปทางด้านข้าง เสาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในอาคาร ควรจะต้องเคลื่อนที่ไปด้วยและจะต้อง เคลื่อนที่ในลักษณะสัมพันธ์กันกับเสาต้ นอื่นๆ และคานที่ประกอบกันอยู่ด้วย ดังนันในการหาค่า k ของ เสาที่เป็นส่วนของโครงอาคาร ซึ่งจะต้องพิจารณาถึงจากสภาพการยึดรังและการเคลื่อนตัวของอาคาร ในโครงสร้างประเภทโครงข้อแข็ง (Rigid Frame) ค่าสัมประสิทธิ์ความยาวประสิทธิผลของเสา ขึนอยู่กับความแข็งแรงของส่ วนโครงสร้างที่นามาต่อกัน และยังขึนอยู่กับว่าโครงสร้างนัน สามารถ เคลื่ อนตัวหรื อ เซไปด้านข้ าง (Sway) ได้หรื อไม่ โดยวิธี ที่นิยมใช้ในการหาค่า k คือ การใช้แ ผนภูมิ Alignment Chart การคานวณหาความยาวประสิทธิผลของเสาในโครงอาคาร (โครงข้อแข็ง) จะใช้อัตราส่วนของ ค่าของแข็งสัมพัทธ์ (Relative Stiffness) ระหว่างผลรวมของแข็งของเสาต่อผลรวมความแข็งของคาน ซึ่งกาหนดเป็น GA, GB, โดยที่ A,B คือ ค่าของ G ที่ปลายทังสองของเสาโดยกาหนดค่า G ไว้ดังนี (เมื่อ สมมุติค่า E ของเสาและคานมีค่าเท่ากัน)

GA,B =

 I  c  Lc  Ig   Lg

   …….……………..……………………..……(3.3-5)    A, B

ค่าของ  คือผลรวมของความแข็งที่คิดในระนาบของโครงข้อแข็งที่กาลังพิจารณาสาหรับ Ic, Lc คือค่าของโมเมนต์ความเฉื่อย (Moment of Inertia) ของเสาและความยาวของเสาที่อยู่บนและล่าง ของปลายเสาในระนาบของโครงข้อแข็งที่กาลังพิจารณา ส่วนค่าของ Ig, Lg คือค่าของโมเมนต์ความเฉื่อย (Moment of Inertia) ของคานและความยาวของคานที่อยู่ด้านซ้ายหรือขวามือของปลายเสาในระนาบ ของโครงข้อแข็งที่กาลังพิจารณาเช่นกัน เมื่อ ได้ค่า GA,GB จากปลายเสาทังสองก็นาไปคานวณหาค่า k จาก Alignment Chart รู ป ที่ 3.3-7 เป็ น ค่ า ที่ แ นะน าโดยสถาบั น SSRC (Structural Stability Research Council) ซึ่งแบ่ง Chart ออกเป็น 2 กรณีดังได้กล่าวไปแล้วคือ 1) ค่า k จาก Chart ก. เมื่อโครงข้อแข็งไม่ มีการเคลื่อนที่ด้านข้าง (Sidesway Inhibited or Braced Frame) 2) ค่า k จาก Chart ข. เมื่อโครงข้อแข็งมีการเคลื่อนที่ด้านข้าง (Sidesway Uninhibited or Unbraced Frame) เมื่อเปรียบเทียบค่า k ระหว่างเสาต้นเดียวตามตารางที่ 3.3-1 กับเสาที่อยู่ในโครงข้อแข็งจะมี ความคล้ายคลึงกันดังนีคือเมื่อเสาไม่มีการเคลื่อนที่ด้านข้าง ค่า k ของเสาต้นเดียวจะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 1.0 ส่วนค่า k ของเสาในโครงข้อแข็งก็จะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 1.0 ตามรูปที่ 3.3-7ก ส่วนค่า k ของเสา ต้นเดียว เมื่อมีการเคลื่อนที่ด้านข้างจากตารางที่ 3.3-1 ค่า k จะอยู่ระหว่าง 1.0 ถึง 2.0 เมื่อเสาอยู่ใน โครงข้อแข็งที่มีการเคลื่อนที่ด้านข้าง ค่า k จะอยู่ระหว่าง 1.0 ถึง  ดูจากรูปที่ 3.3-7ข


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

OA 50.0 -J

Tao4 5.0 3.0-

K

— 1.0

Gg

-- 0.9

2.0-

~

๒ 50.0

r 10.0 r 5.0

3.0

-2.0

GA 100.050.0 30.0 -

-

20.0

-

K

GB

ะ!: 20.0

:

- 7 5.0 — — 4.0

-100.0

r50.0 -30.0 -20.0 .10.0 9.0

ao

7.0

0.8 0.7 0.6

0.6

0.5

SIDESWAY INHIBITED

SIDESWAY UNINHIBITED

ก. กรณีไม่มีการเคลื่อนที่ด้านข้าง

ข. กรณีมีการเคลื่อนที่ด้านข้าง

รูปที่ 3.3-7 Alignment Chart สาหรับคานวณค่า k ของเสาในโครงข้อแข็ง 3.4 คาน 3.4.1 พฤติกรรมการรับแรงของคาน คาน หมายถึง องค์อาคารที่รับนาหนักบรรทุกซึ่งมีทิศทางขวางกับทิศทางตามยาวขององค์ อาคารนันๆ ทังนีรวมถึงโมเมนต์ที่กระทาที่ปลายด้วย ดังนันแรงที่กระทาต่อคานจึงมีทังแรงดัดและแรง เฉือน ตัวอย่างขององค์อาคารที่อยู่ในโครงสร้างที่จัดอยู่ในจาพวกคาน ได้แก่ ตง จันทัน แป อกไก่ เป็นต้นรูปที่ 3.4-1 แสดงรูปร่างหน้าตัดคานที่ใช้กันทั่วไป คานภายใต้นาหนักบรรทุกกระทาในแนวดิ่ง สามารถเกิดการวิบัติได้หลายรูปแบบ อาทิเช่น เกิดจากการครากของหน้าตัด (Flexural Yielding) เกิดจากการโก่งเดาะและบิดตัวออกทางด้านข้าง (Lateral-Torsional Buckling) ในกรณีที่มีการคายันด้านข้างที่ไม่เพียงพอ (รูปที่ 3.4-1) หรืออาจเกิด การโก่งเดาะเฉพาะที่ (Local Buckling) ในกรณีที่มีแผ่นปีกหรือแผ่นเอวที่บางเกินไป อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 31 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


รูปที่ 3.4-1 การโก่งเดาะและบิดตัวออกทางด้านข้าง (Lateral-Torsional Buckling) ของคาน ส าหรั บ คานที่ มี ค วามหนาของแผ่ น ปี ก และแผ่ น เอวเพี ย งพอ ไม่ มี ก ารโก่ ง เดาะเฉพาะที่ แ ล้ ว พฤติกรรมการรับแรงจะขึนกับระยะระหว่างคายันทางด้านข้าง หรือที่เรียกว่า ระยะปราศจากคายัน (Unbraced Length) รูปที่ 3.4-2 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกาลังรับโมเมนต์ (Mn) และระยะปราศจาก คายันด้านข้าง (Lb) ของคานภายใต้โ มเมนต์ดัดที่มี ค่าคงที่ตลอดระยะที่พิจ ารณา โดยสามารถแบ่ง พฤติกรรมของคานออกเป็น 4 โซนดังนี 1) โซน 1P คือ กรณีที่ระยะปราศจากคายันมีค่าน้อยมาก (มีการคายันเกือบตลอดความยาว) คานจะสามารถรับแรงดัดโดยไม่สูญเสียเสถียรภาพจนกระทั่งเกิดการครากขึนทังหน้าตัด ซึ่งจะเป็น โมเมนต์ สูง ที่ สุดที่ คานจะรั บ ได้ เรี ยกว่ า โมเมนต์ พลาสติก Mp และยั ง สามารถเกิ ดการเสี ยรูป หลั ง การคราก (Inelastic Deformaiton) ได้อีกอย่างมาก กล่าวคือ มีค่าความสามารถของการหมุนได้สูง 2) โซน 1E คือ กรณีที่ระยะปราศจากคายันมีค่าน้อย (มีการคายันด้านข้างอย่างเพียงพอ) คานสามารถรับ แรงดัดได้จ นกระทั่ง เกิดการครากขึนทังหน้าตัดภายใต้โมเมนต์พลาสติก Mp แต่จ ะ สามารถเสียรูปในช่วงหลักการครากได้อย่างจากัด 3) โซน 2 คือ กรณีที่ระยะปราศจากคายันมีค่าค่อนข้างมาก คานจะไม่สามารถรับแรงดัดได้ จนกระทั่งเกิดการครากขึนทังหน้าตัด (โมเมนต์ที่รับได้มีค่าน้อยกว่าโมเมนต์พลาสติก ) แต่จะเกิดการโก่ง ตัวและบิดตัวออกทางด้านข้างเสียก่อน โดยอาจจะมีหน่วยแรงในบางจุดที่มีค่าถึงหน่วยแรงที่จุดคราก (Inelastic Lateral-Torsional Buckling) 4) โซน 3 คือ กรณีที่ระยะปราศจากคายันมีค่าสูง (คายันด้านข้างห่างกันมาก) คานจะเกิด การโก่งตัวและบิดตัวออกทางด้านข้าง ตังแต่ค่าโมเมนต์ดัดที่ไม่สูงมาก โดยจะไม่มีจุดใดบนหน้าตัดคาน ที่มีหน่วยแรงถึงหน่วยแรงที่จุดคราก (Elastic Lateral-Torsional Buckling)


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

โมเมนต์ระบุ

(M)

n

Mp M

r Zone 1P

Zone 1E

Zone 2

C = 1.0 b Zone 3

0

L

pd

L

p

L

r

L b(Unbracing Length)

รูปที่ 3.4-2 ความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนต์ระบุ (Mn) และระยะห่างของคายันด้านข้าง (Lb) (สาหรับการพิจารณาการโก่งงอด้านข้าง (Lateral Torsional Buckling) ของคาน) มาตรฐาน LRFD ได้ใช้รูปที่ 3.4-2 นีในการจาแนกพฤติกรรมของคานเพื่อใช้ในการคานวณกาลัง โมเมนต์ระบุ (สาหรับกรณีที่ใช้การด้วยวิธีหน่วยแรงใช้งานตามมาตรฐาน วสท ก็อาศัยหลักการคล้ายกัน แต่รูปสมการอาจแตกต่างไป) สาหรับคานที่การโก่งเดาะเฉพาะที่ไม่เกิดขึน กาลังโมเมนต์ระบุของคาน หน้าตัดอัดแน่น คานวณหาได้ดังนี 1) เมื่อ Lb  Lpd (โซน 1P) Mn = Mp แต่ต้องไม่เกิน 1.5My โดยคานสามารถถูกออกแบบ โดยใช้วิธีพลาสติกหรือวิธีอิลาสติกก็ได้ มาตรฐาน LRFD Mn = Mp  1.5My

………………………………………….…. (3.4-1)


www.yotathai.com


Mp = โมเมนต์พลาสติก = ZxFy My = โมเมนต์เมื่อหน่วยแรงในปีกบนหรือปีกล่าง-มีค่าเท่ากับหน่วยแรงคราก (yield stress) = SxFy Zx = พลาสติกโมดูลสั ของหน้าตัดรอบแกน x หรือแกนหลัก Sx = อิลาสติกโมเมนต์ของหน้าตัดรอบแกน x หรือแกนหลัก

กก.ซม. กก.ซม. ซม3 ซม.3

สาหรับหน้าตัด I ที่มีเนือที่หน้าตัดของปีกรับแรงอัดมากกว่าปีกรับแรงดึง และนาหนักบรรทุก กระทาในระนาบของเอว Lpd = 0.12  0.076( M1 / M 2 ) (E/Fy)ry

......................................... (3.4-2)

โดยที่ M1 = ค่าของโมเมนต์ที่มีค่าน้อยกว่าที่ปลายของความยาวช่วงที่ไม่มีการคายัน M2 = ค่าของโมเมนต์ที่มีค่ามากกว่าที่ปลายของความยาวช่วงที่ไม่มีการคายัน M1 M2

จะมีค่าเป็นบวกเมือ่ โมเมนต์ M1 และ M2 มีทิศทางเดียวกัน ซึ่งจะทาให้ชินส่วนเกิดจุด

ดัดกลับเกิดขึนหรือ อีกนัยหนึ่งคือ ชินส่วนมีการดัดแบบสองโค้ง Double curvature และจะมีค่าเป็นลบ เมื่อโมเมนต์ M1 และ M2 มีทิศทางตรงกันข้ามซึ่งจะทาให้ชินส่วนไม่มีจุดดัดกลับหรือมีเพียง Single Curvature 2) เมื่ อ Lpd< Lb
………………………………….…………. (3.4-3)

สาหรับหน้าตัด I และ C Lp = 1.76ry

E / Fy

............................................................ (3.4-4)

โดยที่ Fy = หน่วยแรงครากในปีก Mp = โมเมนต์พลาสติก=ZxFy My = โมเมนต์เมือ่ หน่วยแรงในปีกบนหรือปีกล่าง-มีค่าเท่ากับหน่วยแรงคราก (yield stress)=SxFy

กก./ตร.ซม. กก.ซม. กก.ซม.

3) เมื่อ Lp< Lb  Lr (โซน 2) กาหนดให้กาลังของคานในช่วงนีแปรเปลี่ยนแบบเส้นตรงจาก Mr ถึง Mp จากรูปที่ 3.4-1 จะได้ว่า WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 34 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

Mn = Cb

  Lb  L p     M p  ( M p  M r )   L  L  p    r

 Mp ........................... (3.4-5)

โดยที่ Mr = FLSX กก.ซม. Cb = สัมประสิทธิ์สาหรับกรณีที่โมเมนต์ภายในมีค่าไม่สม่าเสมอ Lr = ความยาวไร้การยึดด้านข้างสูงสุดซึง่ คานยังคงมีพฤติกรรมการโก่งเดาะด้านข้างเนื่อง จากการบิดในช่วงอินอิลาสติก ซม. ค่า Cb คือ ค่าของตัวแปรที่คานึงถึงผลของรูปแบบการแปรผันของโมเมนต์ (Moment Gradient) ที่กระทาในช่วงที่พิจารณา Cb =

12.5 M max 2.5 M max  3 M A  4 M B  3 M c

............................ (3.4-6)

โดยที่ Mmax= ค่าสมบูรณ์ของโมเมนต์ที่สูงที่สุดในช่วงที่พจิ ารณา MA= ค่าสมบูรณ์ของโมเมนต์ที่ระยะ 1/4 ของความยาวระหว่างคานช่วงที่พจิ ารณา MB= ค่าสมบูรณ์ของโมเมนต์ที่ระยะ 1/2 ของความยาวระหว่างคานช่วงที่พจิ ารณา Mc= ค่าสมบูรณ์ของโมเมนต์ที่ระยะ 3/4 ของความยาวระหว่างคานช่วงที่พจิ ารณา ส่วนรายละเอียดในการหาค่า Lr และ Mr สามารถหาได้จากมาตรฐานการออกแบบ LRFD 4) เมื่อ Lr < Lb (โซน 3) คานจะเกิดการโก่งเดาะและบิดตัวออกทางด้านข้าง ค่ากาลังรับโมเมนต์ จะน้อยลงตามระยะปราศจากคายัน ซึ่งค่ากาลังระบุ สามารถคานวณได้ตามมาตรฐาน 3.4.2 การโก่งเดาะเฉพาะที่ของแผ่นปีกและแผ่นเอวของคาน (Flange and Web Local Buckling) เมื่อคานมีแผ่นเอวหรือแผ่นปีกที่บางเกินไป คานสามารถจะเกิดการโก่งเดาะเฉพาะที่ของแผ่นปีก (Flange Local Buckling) และการโก่งเดาะเฉพาะที่ของแผ่นเอวคาน (Web Local Buckling) ได้ มาตรฐาน ว.ส.ท./AISC-LRFD ได้จาแนกชนิดของหน้าตัดเหล็กไว้ 3 ประเภท ตามพฤติกรรม การโก่งเดาะเฉพาะที่ได้แก่ หน้าตัดอัดแน่น หน้าตัดไม่อัดแน่น และหน้าตัดชินส่วนชะลูดดังนี - เป็นหน้าตัดอัดแน่น เมื่อ b/t หรือ h/t   p - เป็นหน้าตัดไม่อัดแน่น เมือ่  p< b/t หรือ h/t   r - เป็นหน้าตัดชินส่วนชะลูด เมื่อ  r < b/t หรือ h/t


www.yotathai.com


โดยมาตรฐาน ว.ส.ท./AISC-LRFD กาหนดให้ ในกรณีที่ต้องการคานที่สามารถพัฒนากาลังได้ จนถึ ง Mp หน้ า ตั ด จะต้ อ งเป็ น แบบอั ด แน่ น (b/t หรื อ h/t   p ) โดยจะก าหนดค่ า  p ไว้ ใ น มาตรฐาน 3.4.3 การออกแบบคานด้วยวิธี LRFD การออกแบบคานจะคานึงถึงการออกแบบ 2 ด้าน ด้านแรกคือ ความสามารถในด้านกาลังรับ นาหนักสูงสุด (Ultimate Strength) ด้านที่สองคือข้อจากัดการใช้งาน (Limit States of Serviceability) เช่น การแอ่นตัว สูง สุดต้องไม่เ กินข้อกาหนดเพื่อสะดวกในการใช้งาน ความปลอดภัยหรือเพื่อความ สวยงาม สาหรับความสามารถในด้านกาลังรับนาหนักสูงสุด กาหนดให้ Mu  ØbMn ……………………………………………..(3.4-7) และ Vu

  v Vn

………………………………………...........(3.4-8)

โดยที่ Mu = โมเมนต์ใช้งานที่เพิม่ ค่าแล้ว กก.ซม. Mn = กาลังโมเมนต์ระบุ กก.ซม.  b = ตัวคูณความต้านทานสาหรับแรงดัด = 0.90 Vu = แรงเฉือนใช้งานที่เพิ่มค่าแล้ว กก. Vn = กาลังแรงเฉือนระบุ กก.  v = ตัวคูณความต้านทานสาหรับแรงเฉือน = 0.90 โมเมนต์และแรงเฉือนใช้งานที่เพิ่มค่าแล้วสามารถหาได้จากการวิเคราะห์คานภายใต้นาหนัก บรรทุกใช้งานคูณกับตัวคูณนาหนักบรรทุก (Mu =   i M i เป็นต้น) โดยจะต้องมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ กาลังรับโมเมนต์หรือกาลังรับแรงเฉือนของคาน ค่าโมเมนต์ระบุ (Mn) สามารถคานวณได้ โดยจะขึนกับ ระยะปราศจากคายันตามที่ได้กล่าวถึงพฤติกรรมของคานในช่วงแรก ในส่วนกาลังรับแรงเฉือน สาหรับกรณีทั่วๆ ไป สามารถคานวณได้จากพืนที่หน้าตัดของแผ่นเอว คูณกาลังหน่วยแรงเฉือนคราก ซึ่งกาหนดให้มีค่าเท่ากับ ร้อยละ 60 ของหน่วยแรงคราก Fy Vn = 0.6 Fydtw ………………………………….............(3.4-9)


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

โดยที่ Vn = กาลังแรงเฉือนระบุ d = ความลึกของคาน tw = ความหนาระบุของแผ่นเอว

กก. ซม. ซม.

3.5 คาน-เสา (Beam-Column) 3.5.1 คานา ในโครงสร้างประเภทโครงอาคาร (Building Frame) องค์อาคารส่วนมากจะมีแรงกระทาทัง แรงอัดหรือแรงดึงในแนวแกนร่วมกับแรงดัดในเวลาเดียวกัน อาทิเช่น เสาในโครงข้อแข็งของอาคารสูง เนื่องจากจุดต่อในโครงข้อแข็งจะเป็นแบบที่สามารถถ่ายโมเมนต์ได้ เสาดังกล่าวจะต้องรับแรงทังใน แนวแกนอันเกิดจากนาหนักบรรทุกในแนวดิ่งและแรงดั ดที่ถ่ายมาจากคาน องค์อาคารประเภทนีจะถูก เรียกว่า คาน-เสา (Beam-Column) 5.2 การออกแบบคาน-เสา โดยใช้สมการสัมพันธ์ (Interaction formula) ระหว่างคานและเสา การออกแบบองค์อาคารประเภท คาน-เสา จะใช้สมการออกแบบ คาน-เสา แบบที่เรียกว่า สมการปฏิสัมพันธ์ (Interaction Equation) ระหว่างการรับแรงดัด และแรงในแนวแกน โดยกาหนด สมการที่สามารถแสดงเป็นแผนภาพดังในรูปที่ 3.5-1 (สาหรับกรณีที่ใช้การออกแบบตามวิธี LRFD สาหรับการออกแบบด้วยวิธีหน่วยแรงใช้งานตามมาตรฐาน วสท ก็อาศัยหลักการคล้ายกันแต่รูปสมการ อาจแตกต่างไป) โดยแกน x เป็นค่าอัตราส่วนของแรงดัดต่อกาลังรับโมเมนต์ดัด และแกน y เป็นค่า อัตราส่วนของแรงอัดต่อกาลังรับแรงแรงอัดขององค์อาคาร โดยสมการที่ใช้เป็นดังต่อไปนี

Pu c Pn 1.0 (AISC-LRFD): H1-1a)

0.2 0.1 0

(AISC-LRFD): H1-1b) 0.1

0.2

1.0

Mu b M n

รูปที่ 3.5-1 แสดงสมการสัมพันธ์ (Interaction formula) ระหว่างคานและเสา อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 37 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


1) เมื่อ

Pu   c Pn

Pu  c Pn

2) เมื่อ

Pu  c Pn

0.2

+

 M ux M uy     b M nx  b M ny 

    

1.0

...............................(3.5-1)

< 0.2

Pu 2 c Pn

เมื่อ

8 9

+

 M ux M uy     b M nx  b M ny 

   



1.0

.................................(3.5-2)

Pu = แรงตามแนวแกนที่ได้จากการวิเคราะห์โครงสร้างที่เกิดจากแรงภายนอกที่คิด คานวณการเพิ่มค่าแล้วอาจเป็นได้ทังแรงดึงและแรงอัด (กก.) Pn = แรงอัดระบุตามแนวแกนอย่างเดียวไม่รวมค่าของแรงดัด หาได้จากบทที่กล่าว มาก่อนหน้านี (กก.) c

= 0.85 ในกรณีเสารับแรงอัด 0.9 ในกรณีเสารับแรงดึง

b

= 0.9 สาหรับแรงดัด

Mnx,Mny = โมเมนต์ระบุรอบแกน x และรอบแกน y ตามลาดับ Mux,Muy = โมเมนต์ที่ได้จากการวิเคราะห์โครงสร้างที่ถูกกระทาด้วยนาหนักที่เพิ่มค่าแล้ว รอบแกน x และ y ตามลาดับ ค่าโมเมนต์นีจะต้องคิดรวมผลของ P.  ใดๆ ที่อาจจะเกิดขึนไว้แล้ง 3.6 การต่อโดยใช้ตัวยึดประเภทสลักเกลียว (Bolts) 3.6.1 คานา โครงสร้างเหล็กประกอบขึนจากการนาองค์อาคารเหล็กหลายๆ ส่วนมายึดต่อกัน บริเวณที่มี การยึดต่อนีเรียกว่ารอยต่อ (Connection) ซึ่งจะต้องมีความแข็งแรงเพียงพอ เพื่อให้เกิดการถ่ายแรงใน


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

ระหว่างองค์อาคารที่นามายึดต่อกันได้อย่างปลอดภัย การออกแบบรอยต่อตลอดจนรายละเอียดวิธีการ ยึดต่อองค์อาคาร (Detailing) จึงมีความสาคัญไม่น้อยไปกว่าการออกแบบองค์อาคารแต่ละประเภท ในปัจจุบันการยึดต่อองค์อาคารเหล็กเข้าด้วยกัน มักจะทาโดยการใช้การเชื่อม (Welding) และ สลักเกลียว (Bolts) เป็นหลัก ในส่วนการใช้สลักเกลียว มีหลักการต่างๆ ที่สาคัญดังต่อไปนี 3.6.2 ประเภทและการใช้งานสลักเกลียว (Bolts) สลักเกลียวประกอบด้วยส่วนหัว (Head) ส่วนลาตัว (Shank) บางส่วนของส่วนลาตัวจะมีส่วนที่ เป็นร่องเกลียว (Threaded) และนอต (Nut) สลักเกลียวส่วนมากที่ใช้ในงานโครงสร้างมี 2 ชนิดหลักๆ คือชนิดคาร์บอนต่า ชันคุณภาพ A307 (หน่วยแรงดึงวิกฤต 3100 กก./ตร.ซม.) รับแรงดึงได้ต่าและชนิด รับแรงดึงได้สูง (High-Strength Bolts) ชันคุณภาพ A325 (หน่วยแรงดึงวิกฤต 6200 กก./ตร.ซม.) และ A490 (หน่วยแรงดึงวิกฤต 7800 กก./ตร.ซม.) ลักษณะของสลักเกลียวกาลังสูง (High-Strength Bolts) แสดงดังรูปที่ 3.6-1

Thread length A325 F

H

Bolt length

H

W

รูปที่ 3.6-1 ส่วนประกอบสลักเกลียวกาลังสูงหัวหกเหลี่ยม ลักษณะการใช้สลักเกลียวในการยึดต่อองค์อาคารเหล็ก มีอยู่ 2 รูปแบบได้แก่ 1) การต่ อ แบบเลื่ อ นวิ ก ฤต (slip-critical connection) ได้ แ ก่ รอยต่ อ ที่ ไ ม่ มี ก ารขยั บ หรื อ เคลื่อนที่ภายใต้การใช้งาน แรงจะถ่ายจากองค์อาคารหนึ่งโดยอาศัยแรงเสียดทานระหว่าง ผิวที่สัมผัสกัน (รูปที่ 3.6-2) แรงเสียดทานนีเกิดจากการขันสลักเกลียวให้เกิดแรงในตัวสลัก เกลี ย ว (Pretensioning) ท าให้ เ กิ ด เป็ น Clamping Force ท าให้ มี แ รงเสี ย ดทานเกิ ด ขึ น การต่ อ แบบนี จะไม่ เ กิ ด การเคลื่ อ นตั ว ขึ นตราบเท่ า ที่ แ รงที่ เ กิ ด ขึ นยั ง มี ค่ า น้ อ ยกว่ า แรง เสียดทาน รอยต่อ ประเภทนีมักใช้ในกรณีที่เกิดแรงสลับทิศจากแรงดึงเป็นแรงอัด หรือ ประเภทที่มีการสั่นไหว เป็นต้น 2) รอยต่อแบบแรงแบกทาน (bearing-type connection) ได้แก่ รอยต่อที่ถ่ายแรงโดยอาศัย แรงแบกทานที่เกิดขึนระหว่างสลักเกลียวที่กดไปบนแผ่นเหล็กที่ใช้ในรอยต่อ (รูปที่ 3.6-3) รอยต่อประเภทนีจะยอมให้เกิดการขยับหรือเคลื่อนที่ได้ภายใต้แรงกระทา การขันสลักเกลียว จะขันในลักษณะที่แน่นตึง (Snug-tight) ก็เพียงพอ ไม่จาเป็นต้องขันจนเกิดแรงดึงในสลัก อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 39 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


เกลียว กาลังรับแรงของรอยต่อประเภทนีจะขึนกับกาลังรับแรงเฉือนของสลักเกลียวและ กาลังรับแรงแบกทานของแผ่นเหล็ก Grip

P

P

P Friction Clamping Pressure

Clearance Length

รูปที่ 3.6-2 ลักษณะของแรงเสียดทานสาหรับการต่อแบบมีแรงฝืด (Friction Type)

P

P Bearing stress Bearing stress

P

Bearing stress P

<3

Bearing stress รูปที่ 3.6-3 การถ่ายแรงเฉือนและแรงบด สาหรับการต่อแบบมีแรงแบกทาน (Bearing Type) ในกรณี ข องรอยต่ อ ที่ ใ ช้ ส ลั ก เกลี ย วก าลั ง สู ง เพื่ อ รั บ แรงดึ ง และในรอยต่ อ ชนิ ด เลื่ อ นวิ ก ฤต เมื่ อเวลาติดตังจะต้อ งขันให้เ กิดแรงดึง ขึนในสลั กเกลี ยวไม่ น้อยกว่าค่าที่กาหนดไว้ในตารางที่ 4.6-1 ซึ่งแรงดึงนีจะมีค่าเท่ากับร้อยละ 70 ของกาลังรับแรงดึงของสลักเกลียวนัน


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

ตารางที่ 4.6-1 แรงดึงต่าสุดที่ใช้ในการขันสลักเกลียวกาลังสูง ขนาดสลักเกลียว แรงดึงต่าสุดในสลักเกลียวเมื่อขัน (กก.) (มม.) สลักเกลียวชนิด A325 สลักเกลียวชนิด A490 M12 5400 6899 M16 9100 11400 M20 14200 17900 M22 17600 22100 M24 20500 25700 M27 26700 33400 M30 32600 40800 M36 47500 59500 ในการใช้งานสลักเกลียว จะต้องเจาะรูให้มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของสลักเกลียวเล็กน้อย ในกรณีที่ เป็นรูเจาะมาตรฐาน (Standard Holes) มาตรฐานกาหนดให้ขนาดของรูเจาะเท่ากับขนาดใหญ่กว่า เส้นผ่าศูนย์กลาง

1 16

นิว (  1.6 มม.) สาหรับรูเจาะมาตรฐาน จะสามารถใช้ได้กับการต่อทังแบบที่เป็น

ประเภทแบบเลื่อนวิกฤต หรือแบบแรงแบกทานก็ได้ ในบางกรณีที่ต้องมีการติดตังสลัก เกลียวเป็นจานวน มากในรอยต่อหนึ่งๆ ผู้ติดตังอาจจะจาเป็นต้องใช้รูเจาะที่มีขนาดใหญ่กว่ารูเจาะมาตรฐานเพื่อให้สามารถ ติดตังได้ง่ า ยขึน เรีย กว่ า รูเ จาะใหญ่กว่ า มาตรฐาน (Oversized) ในการติดตังสลั กเกลี ย วในรู เจาะ ประเภทนีจาเป็นต้องใช้การต่อประเภทต่อแบบเลื่อนวิกฤต ในการจัดระยะห่างของสลักเกลียว มาตรฐานกาหนดให้มีระยะห่างระหว่างศูนย์กลางรูเจาะถึง ปลายหรือขอบริมของแผ่นเหล็กไม่น้อยกว่าค่าที่กาหนดไว้ในตารางที่ 4.6-2 แล้วต้องมีค่าไม่เกิน 12 เท่า ของความหนาของแผ่นเหล็กที่ต่อ หรือ 15 ซม. และระยะห่างต่าสุดระหว่างศูนย์กลางรูเจาะของจะต้อง มีค่าไม่น้อยกว่า 2.67 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางของสลักเกลียว อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติมักจะใช้ 3 เท่าของขนาดของตัวยึด (S3d)


www.yotathai.com


ตารางที่ 3.6-2 ขนาดรูเจาะระบุมาตรฐาน และระยะห่างที่น้อยที่สุดของรูเจาะตัวริมถึงของปลาย เส้นผ่าศูนย์กลาง ขนาดเจาะรูระบุ ระยะห่างน้อยที่สุดจากขอบ (มม.) ของตัวยึด (มม.) มาตรฐาน (มม.) ขอบตัดโดยวิธเี ฉือนหรือ ขอบตัดโดยซึ่งรีด ใช้ไฟอัตโนมัติ ใช้ไฟฟ้าตัดด้วยมือ เลื่อนออก หรือกลึงออก M12 14 22 19 M16 18 28 22 M20 22 34 26 M22 24 38 28 M24 27 42 30 M27 30 48 34 M30 33 52 38 M36 39 64 46 >M36 d+3 1.75d 1.25d d = ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของตัวยึด มม. 3.6.3 ลักษณะการวิบัติของรอยต่อ ลักษณะการวิบัติของข้อรอยต่อที่ใช้สลักเกลียวแบบต่างๆ แสดงได้ดังรูปที่ 3.6-4 ซึ่งสามารถ แบ่งรูปแบบได้หลักๆ ดังนี 1. การขาดของสลักเกลียวเนือ่ งจากสลักเกลียวมีกาลังรับแรงเฉือนไม่พอ (รูปที่ 3.6-4ก) 2. การฉีกขาดเฉือนออกจากกันเนื่องจากระยะห่างของสลักเกลียวถึงขอบมีค่าไม่พอ (รูปที่ 3.6-4ข) 3. สลักเกลียวรับแรงแบกทานมากเกินไป (รูปที่ 3.6-4ค) 4. แผ่นเหล็กที่ยดึ กับสลัดเกลียวรับแรงแบกทานมากเกินไป (รูปที่ 3.6-4ง) 5. การขาดด้วยแรงดึงของสลักเกลียว (รูปที่ 3.6-4จ) 6. การดัดของสลักเกลียว (รูปที่ 3.6-4ฉ) 7. การฉีกขาดของแผ่นเหล็กเนือ่ งจากระยะห่างระหว่างขอบมีค่าน้อยเกินไป (รูปที่ 3.6-4ช) 8. การขาดของแผ่นเหล็กบนพืนทีห่ น้าตัดสุทธิ (รูปที่ 3.6-4ซ) 9. การฉีกขาดแบบ “ Block Shear Rupture” (รูปที่ 3.6-4ณ) ในมาตรฐานการออกแบบ จะมีการกาหนดสมการสาหรับคานวณกาลังของจุดต่อตามลักษณะ การวิ บัติ รู ป แบบต่ า งๆ ในการออกแบบจะต้อ งท าให้ ร อยต่ อ มี ก าลั ง รั บ แรงมี ค่ าสู ง กว่ าแรงที่ กระท า ตั ว อย่ า งก าลั ง รั บ แรงดึ ง และแรงเฉื อ นประลั ย ส าหรั บ การออกแบบ LRFD ในรอยต่ อ ประเภท แรงแบกทาน แสดงในตารางที่ 3.6-3


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

(ก)

(ข)

(ง)

(ค)

(จ)

(ช)

(ฉ)

(ซ)

Shear plane

Shear plane

Tension plane

Shear plane

Tension plane

(ฌ) การฉีกขาดแบบ"Block Shear Rupture"

รูปที่ 3.6-4 ลักษณะการวิบตั ิของข้อต่อ


www.yotathai.com


ตารางที่ 3.6-3 กาลังรับแรงดึงและแรงเฉือนในรอยต่อแบบแรงแบกทาน (Bearing-type Connection) (LRFD) ชนิดของตัวต่อ กาลังรับแรงดึง,Ft กาลังรับแรงเฉือน,Fv Resistant หน่วยแรงดึง Resistant หน่วยแรง Factor วิกฤต Factor เฉือนวิกฤต กก./ตร.ซม. กก./ตร.ซม. v t สลักเกลียว A307 3100 1650 สลักเกลียว A325 6200 3300 เกลียวอยู่ในระนาบเฉือน สลักเกลียว A325 เกลียว 6200 4140 ไม่อยู่ในระนาบเฉือน สลักเกลียว A490 เกลียว 7800 4140 อยู่ในระนาบเฉือน สลักเกลียว A490 เกลียว 7800 5200 0.75 0.75 ไม่อยู่ในระนาบเฉือน เหล็กตีเกลียวทั่วไปตาม 0.75Fu 0.40Fu AISC LRFD Sec.A3 เกลียวอยู่ในระนาบเฉือน เหล็กตีเกลียวทั่วไปตาม 0.75 Fu 0.50Fu AISC LRFD Sec.A3 เกลียวไม่อยู่ในระนาบเฉือน หมุดยา A502 Grade 1 3100 1720 อัดทาหัวขณะเผาให้ร้อน หมุดยา A502 Grade 2 4140 2280 อัดทาหัวขณะเผาให้ร้อน 3.7 การต่อโดยวิธีการเชื่อม (Welding Connection) 3.7.1 บทนา การเชื่อมต่อเข้าด้วยกันมีขบวนการเชื่อม (Welding Processes) หลายวิธีแต่วิธีที่นิยมปฏิบัติใน งานโครงสร้างมี 3 วิธี คือ วิธีแรก เรียกว่า Shield Metal-Arc Welding (SMAW) คือ วิธีการเชื่อมไฟฟ้าธรรมดาด้วยมือ ดังรูปที่ 3.7-1 โดยอาศัยลวดเชื่อม (Electrode) ที่จะได้รับกระแสไฟฟ้าจากหัวเชื่อมแล้วจะเกิดอ๊าคกับ เหล็กที่นามาเชื่อมต่อกันเกิดความร้อนสูงทาให้โลหะจากลวดเชื่อมจะหลอมละลายยึดกับผิวเหล็กส่วนที่ สัมผัสติดกับลวดเชื่อมเพื่อยึดเหล็กแต่ละแผ่นทาให้เหล็กยึดติดกันได้ในลักษณะพอกหรืออุดช่องว่าง วิธีนีใช้กับงานเชื่อมทั่วไป WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 44 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

Electrode

Electruded coating Gaseous shield Arc stream Base metal

Molten pool Slag

รูปที่ 3.7-1 ลักษณะการเชือ่ มแบบ Shield Metal-Arc Welding (SMAW) วิ ธี ที่ ส อง เรี ย กว่ า Submerged Arc Welding (SAW) คื อ วิ ธี เ ชื่ อ มไฟฟ้ า แบบจมใต้ ฟ ลั ก ซ์ โดยอุปกรณ์ที่ทาการเชื่อมแบบอัตโนมัติดังรูปที่ 3.7-2 โดยลวดเชื่อม (Electrode) จะได้รับกระแสไฟฟ้า สูงมากจากหัวเชื่อม จะเกิดการอ๊าคทาให้เกิดความร้อนสูงมาก การเชื่อมจะพยายามกดปลายของลวด เชื่อมให้ใกล้ผิวเหล็กที่ใช้เชื่อมมากที่สุดอันจะส่งผลให้เกิดความร้อนสูงขึนไปอีก จากความร้อนที่สูงมากนี จะทาให้เนือเหล็กที่นามาต่อกันหลอมละลายติดกันเองในส่วนหนึ่ง อีกส่วนหนึ่งก็จะยึดในลักษณะพอกหรือ อุดช่องว่างไว้แบบวิธีแรกทาให้กาลังการเชื่อมแบบวิธีที่สองนีสูงมากกว่าวิธีแรก ขณะเชื่อมจะต้องปล่อย ฟลักซ์จากท่อ (Flux Tube) ลงบนผิวเหล็ก ฟลักซ์นีจะช่วยลดการเย็นตัวที่รวดเร็วของรอยเชื่อมทาให้ลด ความแตกร้าวได้ การเชื่อมวิธีที่สองนีจะต้องใช้เทคโนโลยีขันสูงช่วย จึงมักจะทาในโรงงานอุตสาหกรรม ที่มีปริมาณงานมากและต้องการความรวดเร็ว เช่น อุตสาหกรรมการต่อเรือ หรืออุตสาหกรรมรถยนต์ที่มี การควบคุมตาแหน่งจุดเชื่อมที่แน่นอนได้ การเชื่อมวิธีนีสามารถป้องกันการรั่วซึมได้ดีมาก

Electrode Flux Molten pool Slag

Flux tube

Base metal Weld metal

รูปที่ 3.7-2 ลักษณะการเชือ่ มแบบ Submerged Arc Welding (SAW) อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 45 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


วิธีที่สาม เรียกว่า Gas Metal-Arc Welding (GMAW) คือวิธีการเชื่อมแบบก๊าซเฉื่อยโดยไม่ได้ ใช้ ฟ ลั ก ซ์ ดั ง รู ป ที่ 3.7-3 มี ก๊ า ซที่ นิ ย มใช้ เ ช่ น ก๊ า ซฮี เ ลี ย ม (Helium) ก๊ า ซอาร์ ก อน (Argon) ก๊ า ซ คาร์บอนไดออกไซด์ (Carbondioxide) หรืออาจจะใช้ก๊าซทังสามผสมกันตามสัดส่วนก็ได้ ขณะที่ทาการ เชื่อมก๊าซเฉื่อยจะถูกปล่อยออกมาไล่อากาศที่มีออกซิเจนผสมอยู่ไม่ให้ลงไปผสมกับเหล็กที่หลอมละลาย เพื่อป้องกันการเกิดสนิมของรอยเชื่อมที่จะทาให้กาลังของรอยเชื่อมลดลง

Coil of wire Gas Electrode Gas supply Shielding gas

Gas openings Ground

Welding machine

Base material รูปที่ 7.3 ลักษณะการเชื่อมแบบ Gas Metal-Arc Welding (GMAW) ข้อดีของการต่อโดยวิธีการเชื่อมเทียบกับการต่อโดยวิธีสลักเกลียวพอสรุปได้ดังนี 1.) เป็นการต่อที่มีประสิทธิภาพวิธีหนึ่ง ออกแบบรายละเอียดได้ง่ายกว่า ข้อต่อไม่มีส่วนที่มี นาหนักเพิ่มขึนจากตัวยึดเช่นการต่อโดยสลักเกลียวจะมีนาหนักของตัวยึดเพิ่มขึน 2.) ราคาจะถูกกว่าเพราะไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการชือตัวยึดต่อ ชืออุปกรณ์เจาะ (Drilling) ชืออุปกรณ์คว้าน (Rearning) เพื่อตัดแต่งรูเจาะเป็นต้น 3.) ลดขนาดของชินส่วนหลักที่รับแรงเพราะไม่ต้องเจาะรูที่ทาให้พืนที่รับแรงลดลง 4.) วิธีการเชื่อมสามารถลดการรั่วซึมของอากาศหรือของเหลวที่จะรั่วผ่านรอยต่อได้จึงนาไปใช้ กับอุตสาหกรรมการต่อเรือ การก่อสร้าง ถังเก็บนา ถังเก็บนามัน โดยวิธีการเชื่อมแบบจม ใต้ฟลักซ์ (Submerged Arc Process) 5.) วิ ธี ก ารเชื่ อ มท าให้ ข้ อ ต่ อ ของโครงสร้ า งดู เ รี ย บร้ อ ยในเชิ ง ความสวยงามของงานด้ า น สถาปั ตยกรรม เพราะลั ก ษณะของรอยเชื่ อ มจะมี ข นาดเล็ ก ลั ก ษณะเป็ นแนวเส้น คล้ า ย ของเหลวกาลังไหลบนผิวพืนเรียบ 6.) วิธีการเชื่อมสามารถต่อข้อต่อให้ถ่ายแรงเต็มพืนที่หน้าตัดของเหล็กที่นามาต่อได้ลดผลของ หน่วยแรงสูงมากที่จะเกิดในบางจุด (Local Stress Concentrations)


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

7.) การต่ อ โดยวิ ธี การเชื่อ มสามารถต่ อข้อต่ อของโครงสร้างที่มี ลั ก ษณะเอียงหรือโค้ ง อย่า ง สะดวกและง่ายกว่าเช่นการเชื่อมต่อโครงสร้างของถังกลม การเชื่อมโครงสร้างลวดลายงาน ทางสถาปัตยกรรมเป็นต้น 8.) การเชื่อมเพื่อซ่อมบารุงโครงสร้างเดิมที่เกิดปัญหาที่จะต้องเพิ่มการรับกาลังให้มีสูงมากขึน เพราะการเชื่อมทาให้โครงสร้างใหม่และเก่ารับแรงสอดคล้องกันได้ดีกว่าและวิธีการปฏิบัติก็ ไม่ได้ยุ่งยากมาก ข้อเสียของการต่อโดยวิธีการเชื่อมพอสรุปได้ดังนี 1) การต่อโดยวิธีการเชื่อมจะทาได้ช้าโดยเฉพาะการต่อที่หน้างาน (Field Connection) 2) การควบคุมคุณภาพได้ยากโดยเฉพาะการใช้แรงงานคนเชื่อมที่จะขึนกับฝีมือการเชื่อมของ ช่างแต่ละคน 3.7.2 ชนิดของรอยเชื่อม (Types of Welds) ชนิดของรอยเชื่อมที่นิยมใช้โดยทั่วไปมี 3 รูปแบบคือ 1) การเชื่อมแบบพอก (Fillet Welds) ลักษณะรอยเชื่อมดังรูปที่ 3.7-4 ก. คือการเชื่อมที่นา แผ่นเหล็กมาซ้อนกัน (Lap Joint) หรือมาชนกันเป็นรูปตัวทีแล้วเดินรอยเชื่อมพอกแทรกที่ ซอกมุมของแผ่นเหล็ก 2) การเชื่ อ มแบบเซาะร่ อ ง (Groove Welds) ลั ก ษณะของรอยเชื่อ มดั ง รู ป ที่ 3.7-4 ข. คื อ การเชื่อมที่นาแผ่นเหล็กมาชนกันเป็นเส้นตรง โดยทาการบากแผ่นเหล็กเป็นรูปตัว V ตัว U หรือ ตัว J ก็ได้แล้วเดินรอยเชื่อมให้โลหะเหลวจากลวดเชื่อมที่ละลายออกมาเพื่อไปแทรก (Filler) ช่องว่างที่บากไว้ให้เต็ม รอยบากที่แทรกโลหะเต็มหน้า (Full Filler) ของแผ่นเหล็ก ที่ น ามาต่ อ เชื่ อ มจะเรี ย กว่ า เป็ น การเชื่ อ มแบบเซาะร่ อ งเต็ ม หน้ า (Full or Complete Penetration) มั ก ใช้ กั บ ชิ นส่ ว นที่ รั บ แรงดึ ง หรื อ แรงดั ด แต่ ถ้ า รอยบากที่ แ ทรกโลหะเหลว ไม่เต็มหน้าของแผ่นเหล็กที่นามาต่อเชื่อมจะเรียกว่าเป็นการเชื่อมแบบเซาะร่องบางส่วน (Partial Penetration) มักจะใช้กับชินส่วนที่รับแรงอัดเป็นต้น 3) การเชื่อมแบบอุดรู (Plug or Slot Welds) ลักษณะของรอยเชื่อมดังรูปที่ 3.7-4 ค. คือ การนาแผ่ นเหล็ ก ที่นามาต่อ เชื่อมมาเจาะรูหรือช่องให้ช่องทะลุ แล้ วน ามาวางทับซ้อนกั น จากนันให้เชื่อมอุดรูที่เจาะไว้ดังกล่าวให้เต็ม


www.yotathai.com


Complete Penetration

Lap Joint

(ก) การเชื่อมแบบพอก (Fillet Welds) Slot Weld

Partial Penetration

(ข) การเชื่อมแบบเซาะร่อง (Groove Welds) Plug Weld

(ค) การเชื่อมแบบอุดรู (Plug or Slot Welds) รูปที่ 3.7-4 ชนิดของรอยเชื่อม (Types of Welds) การต่ อ เชื่ อ มด้ ว ยการเชื่ อ ม สามารถน ามาใช้ กั บ รู ป แบบของการเชื่ อ มต่ อ (Type of Joint) ได้หลายรูปแบบดังรูปที่ 3.7-5 เช่นการต่อชน (Butt Joint) การต่อทาบ (Lap Joint) การเชื่อมชนตัวที (Tee Joint) การเชื่อมยึดปลาย (Edge Joint) การเชื่อมยึดมุม (Corner Joint)

Butt(Butt JointJoint) Lap Joint (Lap Joint)

Edge Joint (Edge Joint)

Tee Joint (Tee Joint)

Corner Joint

(Corner Joint)

รูปที่ 3.7-5 รูปแบบของการเชื่อมต่อ (Type of Joint)


www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

การจะระบุ ข นาด ชนิ ด ของรอยเชื่ อ ม ความยาวรอยเชื่ อ ม ฯลฯ จะอาศั ย การใช้ สั ญ ลั ก ษณ์ มาตรฐาน ตัวอย่างสัญลักษณ์ตามมาตรฐาน AWS (American Welding Society) สามารถสรุปได้ใน รูปที่ 3.7-6 Table 8-36 (cont.). Prequalified Welded Joints Basic Weld Symbols

£

Groove or Butt

Plug Back

Fillet

เร

Square

Bevel

Flare V

Flare Bevel

1/ ร-' V ~\r \r

11

Supplementary Weld Symbols

_ ๐

Backing

1 1

Weld All Around

Spacer

-1

Contour Field Weld

Flush

Convex

For other basic and supplementary weld symbols, see AWS A2.4

h

Standard Location of Elements of a Welding Symbol Finish symbol

Groove angle or included angle of countersink for plug welds

Contour symbol

Root opening, depth of filling for plug and slot welds

Length of weld in inches

Pitch (c. to c. spacing) of welds in inches

Effective throat Depth of preparation or size in inches

Field weld symbol

Reference line

Weld-all-around symbol

Specification, process or other reference

Tail (ommited when reference is not used)

Basic weld symbol or detail reference

Elements in this area remain as shown when tail and arrow are reversed.

Arrow connects reference line to arrow side of joint. Use break as at A or B to signify that arrow is pointing to the grooved member in bevel or J-grooved joints.

Note: Size, weld symbol, length of weld, and spacing must read in that order, from left to right, along the reference line. Neither orientation of reference nor location of the arrow alters this rule. พ, พ*’, weld symbols must be at left. The perpendicular leg of bs. , \/ , Arrow and other side welds are of the same size unless otherwise shown. Dimensions of fillet welds must be shown on both the arrow side and the other side symbol. The point of the field weld symbol must point toward the tail. Symbols apply between abrupt changes in direction of welding unless governed by the “all around”symbol or

otherwise dimensioned. These symbols do not explicitly provide for the case that frequently occurs in structural work, where duplicate material (such as stiffeners) occurs on the far side of a web or gusset plate. The fabricating industry has adopted this convention: that when the billing of the detail material discloses the existence of a member on the far side as well as on the near side, the welding shown for the near side shall be duplicated on the far side.

รูปที่ 3.7-6 สัญลักษณ์มาตรฐานของการเชื่อมจาก AWS อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 49 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


3.7.3 การออกแบบรอยเชื่อมแบบพอก (Fillet Weld) รอยเชื่อมแบบพอกเป็นที่นิยมใช้ในทางปฏิบัติเพราะง่ายต่อการทางาน สามารถประยุกต์ใช้ใน รอยต่อได้หลายรูปแบบ ลักษณะภาพตัดขวางของรอยเชื่อมแสดงได้ดังรูปที่ 3.7-7 ในการออกแบบจะ สมมุติให้รอยเชื่อมเกิดการวิบัติขึนบนระนาบที่มีพืนที่น้อยที่สุด เรียกว่าพืนที่บริเวณคอของรอยเชื่อม หรือ Throat Area โดยจะสมมุติให้กาลังรับแรงของรอยเชื่อมต่อความยาวรอยเชื่อมหนึ่งหน่วยความยาว มีค่า เท่ากับกาลังรับแรงเฉือนของลวดเชื่อมคูณกับพืนที่ Throat Area ต่อความยาวรอยเชื่อมหนึ่งหน่วยความ ยาว ที่ได้จากการคานวณส่วนที่แคบที่สุดของรอยเชื่อมตามหลัก เรขาคณิตจากจุดเริ่มต้นเชื่อม (Root) ดังรูปที่ 7.7 ซึ่งแสดงการคิดพืนที่ประสิทธิผลของการเชื่อมแบบพอกนี

Throat (te = 0.707a)

a (weld size)

Root of fillet weld

t

Te

รูปที่ 3.7-7 ลักษณะของการเชื่อมแบบพอก (Fillet Weld) จากรูป ถ้าเป็นการเชื่อมไฟฟ้าแบบธรรมดา (Shield Metal-Arc Welding) จะได้ขนาดคอของ รอยเชื่อมประสิทธิผลดังนี te = 0.707a เมื่อ

.......................................................................(3.7-1)

te = ขนาดคอประสิทธิผล (Throat Size), มม. a = ขนาดขาของรอยเชื่อม (Weld Size or Leg Size), มม.

กาลังระบุของรอย จะหาได้จากกาลังระบุที่น้อยกว่าระหว่างกาลังระบุของวัสดุชินงานกับกาลัง ระบุของลวดเชื่อม สาหรับกรณีที่ใช้มาตรฐาน LRFD กาลังระบุของรอยเชื่อมต่อความยาวคานวณได้ จาก (มาตรฐานหน่วยแรงที่ยอมให้ของ วสท ก็ใช้หลักการเดียวกัน แต่รูปแบบสมการอาจแตกต่างไป) Rnw = a(0.6Fu) กก./ซม.บนวัสดุชินงาน Rnw = te(0.6FEXX)

กก./ซม.บนลวดเชื่อม

...............................(3.7-2) ...................(3.7-3)

โดยที่ te = ขนาดคอประสิทธิผล (Throat Size), ซม. a = ขนาดขาของรอยเชื่อม (Weld Size or Leg Size), ซม. Fu = หน่วยแรงประลัยของวัสดุชินงาน กก./ตารางเซนติเมตร WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 50 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

FEXX = หน่วยแรงดึงประลัยของลวดเชื่อม กก./ตารางเซนติเมตร เนื่องจากรอยเชื่อ มมี หน้าที่ต้อ งส่ง ถ่ายแรงจากชินหนึ่ง ไปอีกชินหนึ่ง ได้อย่างปลอดภัยดัง นัน รอยเชื่อมจะต้องมีขนาดขาเชื่อมและความยาวที่เหมาะสม รวมทังต้องใช้ลวดเชื่อมที่ถูกต้องด้วยโดยปกติ ลวดเชื่อมที่ใช้จะมีคุณสมบัติสอดคล้องกับชินงานที่จะเชื่อม ลวดเชื่อมที่ใช้ในการเชื่อมแบบแท่ง (SMAW) ได้แก่ลวดเชื่อมชนิด E60, E70, E80, E100 และ E110 โดยที่ ตั ว เลขหลั ง ตั ว อั ก ษร E จะเป็ น ค่ า ก าลั ง ดึ ง ประลั ย ของลวดเชื่ อ ม (ultimate tensile strength) มีหน่วยเป็น ksi กล่าวคือ ลวดเชื่อมชนิด E60 จะมีกาลังดึงประลัยเท่ากับ 60000 Lbs/in2 หรือ 4200 กก./ตร.ซม. กาลังและหน่วยแรงที่ยอมให้ของรอยเชื่อม สาหรับการออกแบบแสดงสรุ ปไว้ในตารางที่ 3.7-1 ตารางที่ 7.1 ก าลั ง และหน่ ว ยแรงที่ ย อมให้ ข องรอยเชื่ อ ม ด้ ว ยวิ ธี AISC-LRFD และ AISC-ASD (มาตรฐาน ว.ส.ท.) ชนิดของการเชื่อมและ การออกแบบด้วยวิธี AISC-LRFD การออกแบบด้วย ระดับกาลังของ แรงกระทา วิธี AISC-ASD รอยเชื่อมที่ต้องใช้ วัสดุ หน่วยแรงระบุ หน่วยแรงที่ยอมให้  FBM หรือ Fw รอยเชื่อมแบบพอก แรงเฉือนบนเนือที่ ชินงาน 0.75 0.60Fu เสมอเท่าหรือ ประสิทธิผล ลวดเชื่อม 0.75 0.60FEXX 0.30FEXX ต่ากว่าของชินงาน แรงดึงหรือแรงอัดขนาน ชินงาน 0.90 Fy เท่ากับของชินงาน (ดูตารางที่ 3.7-4) กับแกนของรอยเชื่อม (*) กาลังเฉือนระบุ Rn = 0.6FuAnv (Anv = เนือที่สุทธิรับแรงเฉือน ตร.ซม.) ขนาดของรอยเชื่อม นอกจากจะต้องมีขนาดเพียงพอที่จะรับแรงแล้ว จะต้องมีขนาดเป็นไปตามที่ มาตรฐานกาหนดเพื่อการควบคุมคุณภาพของรอยเชื่อม โดยขนาดขาของรอยเชื่อมน้อยที่สุดและมาก ที่สุดสาหรับการเชื่อมแบบพอก จะต้องเป็นไปตามที่แสดงในตารางที่ 3.7-2 ตารางที่ 3.7-2 ขนาดขาของรอยเชื่อมน้อยที่สุดและมากที่สุดสาหรับการเชื่อมแบบพอก (Minimum and Maximum Leg Size of Fillet Welds) (AISC-LRFD Table J2.5)


www.yotathai.com


te t1

a

t2 Ll  a 5tmin

tmax = ความหนาค่าที่มากกว่าของ t1 และ t2 tmin = ความหนาค่าที่น้อยกว่าของ t1 และ t2 ความหนาของเหล็กที่นามาเชื่อมต่อ ที่มีความหนามากที่สุด, tmax tmax  6.4 มม. 6.4 มม.< tmax  12.7 มม. 12.7 มม.< tmax  19.0 มม. tmax >19.0 มม.

amin 

  

ขนาดของขา (Leg Size) ของรอยเชื่อม (น้อยที่สุด) amax (มากที่สุด) 3.0 มม.  t1  5.0 มม.  t1 – 1.6 มม.  6.0 มม.  t1 – 1.6 มม.  8.0 มม.  t1 – 1.6 มม. 

tmin tmin tmin tmin

จากตาราง ขนาดรอยเชื่อมที่มากที่สุดต้องไม่เกิน t1 – 1.6 มม. ใช้ในกรณีที่เป็นการเชื่อมแบบ พอกที่ต่อแบบทาบ (Lap Joint) เท่านัน แต่ถ้าเป็นการต่อแบบชนตังฉากกับแผ่นเหล็กเช่น ชนลักษณะรูป ตัว T แล้วการคานวณออกแบบรอยเชื่อมมากที่สุดจะคานึงถึงกรณีเดียวคือ amax  tmin เท่านัน สาหรับ ระยะทาบจะต้องมีค่าไม่น้อยกว่า 5 เท่า ของความหนาของแผ่นเหล็กที่บางที่สุด ( L  5 tmin) 3.7.4 การออกแบบรอยเชื่อมแบบเซาะร่อง (Groove Weld) ลักษณะของการเชื่อมแบบเซาะร่องแสดงดังรูปที่ 3.7-8 การเชื่อมแบบเซาะร่องจะมีลักษณะเป็น การเติมวัสดุเชื่อมไปทดแทนวัสดุเดิมที่ถูกเซาะร่องออกไป เนื่องจากวัสดุเชื่อมเป็นวัสดุที่มีกาลังรับแรงสูง กว่าเหล็กทั่วไป ดังนันถ้าเป็นการเชื่อมแบบ Full Penetration กาลังรับแรงก็จะถูกควบคุมโดยกาลังรับ แรงของเหล็กที่นพมาใช้ในการประกอบ ขนาดคอประสิทธิผล ที่จานามาใช้ในการคานวณหาพืนที่ในการรับแรง ถ้าเป็นการเชื่อมไฟฟ้า ธรรมดา (Shield Metal-Arc Welding) หรือการเชื่อมแบบจมใต้ฟลักซ์ (Submerged Arc Welding) แล้วจะหาได้ดังนี เมื่อ 45o   < 60o จะได้ te = Te = D – 3.2 .............................(4.7-4) เมื่อ   60o จะได้ te = Te = D .............................(4.7-5) WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 52 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

รายละเอียดและลักษณะการต่อได้จากคู่มือการเชื่อมโครงสร้างเหล็กของ ASW หัวข้อ D1.1 หรือคัดลอกมาแสดงได้ดังรูปที่ 3.7-8 ทานองเดียวกับการเชื่อมแบบพอก ขนาดของรอยเชื่อม ที่ใช้ นอกจากจะต้ อ งมี ข นาดเพี ย งพอที่ จ ะรั บ แรงแล้ ว จะต้ อ งมี ข นาดเป็ น ไปตามที่ ม าตรฐานก าหนด เพื่อการควบคุมคุณภาพของรอยเชื่อม จะพบว่าตารางที่ 3.7-3 แสดง ขนาดของรอยเชื่อมน้อยสุดและ มากสุดสาหรับการเชื่อมแบบเซาะร่อง กรณีที่มีความหนาของชินส่วนที่นามาเชื่อมต่อมีความหนาน้อยกว่า 3.2 มม. แล้วไม่ควรต่อชินส่วนดังกล่าวมาต่อกันโดยวิธีการเชื่อมแบบเซาะร่องเนื่องจากการบาก (Bevel) จะมีความยากลาบากในทางปฏิบัติงานจริงและการเชื่อมควบคุมได้ค่อนข้างยากมาก

D รูปที่ 3.7-8 ลักษณะของการเชื่อมแบบเซาะร่อง (Groove Weld)

รูปที่ 3.7-9 รายละเอียดการเชื่อมแบบเซาะร่อง (Groove Welds) จาก ASW อานนท์ วงศ์แก้ว และ สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ | หน้าที่ 53 ของบทที่ 3

www.yotathai.com


ตารางที่ 3.7-3 ขนาดของรอยเชื่อมน้อยสุดและมากสุดสาหรับการเชื่อมแบบเซาะร่อง (Minimum and Maximum Effective Throat Thickness of Partial Penetration Groove Welds) (AISC-LRFD Table J2.4)

te t max ความหนาของเหล็กที่นามาเชื่อมต่อ ที่มีความหนามากที่สุด, tmax 3.2 มม. < tmax  4.8 มม. 4.8 มม.< tmax  6.4 มม. 6.4 มม.< tmax  12.7 มม. 12.7 มม.< tmax  19.0 มม. 19.0 มม.< tmax  38.0 มม. 38.0 มม.< tmax  57.0 มม. 57.0 มม.< tmax  152.0 มม. tmax > 152.0 มม.

t min ขนาดคอประสิทธิผลของรอยเชื่อม (Effective Throat Thickness) te (น้อยที่สุด) te (มากที่สุดไม่เกิน)  2.0 มม.  tmin  3.0 มม.  tmin  5.0 มม.  tmin  6.0 มม.  tmin  8.0 มม.  tmin  10.0มม.  tmin  13.0 มม.  tmin  16.0 มม.  tmin

กาลังของรอยเชื่อมแบบเซาะร่องจะหาได้จากกาลังที่น้อยกว่าระหว่างกาลังของวัสดุเชื่อมกับกาลังของ แผ่นเหล็ก สาหรับมาตรฐาน LRFD สามารถคานวณกาลังของรอยเชื่อมแบบเซาะร่องสาหรับรับแรง ต่างๆ ดังนี 1) ภายใต้แรงดึงและแรงอัด กาลังระบุของรอยเชื่อมต่อหน่วยความยาว มีค่า Rnw = teFM = teFy กก./ซม.บนวัสดุชินงาน .................(3.7-6) Rnw = teFw = teFEXX กก./ซม.บนลวดเชื่อม .................(3.7-7) 2) ภายใต้แรงเฉือน Rnw = te max = te(0.6Fy) กก./ซม. บนวัสดุชินงาน Rnw = teFw = te(0.6FEXX) กก./ซม. บนลวดเชื่อม โดยที่ Rnw = กาลังระบุของรอยเชื่อมต่อหน่วยความยาว กก./ซม. te = ความหนาประสิทธิผลของรอยเชื่อมแบบเซาะร่อง ซม. WONGKAEW and LEELATAVIWAT | หน้าที่ 54 ของบทที่ 3

...............(3.7-8) ...............(3.7-9)

www.yotathai.com


|


_____________________________________________________________________

FM = กาลังระบุของชินงาน กก./ตร.ซม. Fw = กาลังระบุของลวดเชื่อม กก./ตร.ซม. กาลังและหน่วยแรงที่ยอมให้ของรอยเชื่อมแบบเซาะร่อง ด้วยวิธี AISC-LRFD และ AISCASD (มาตรฐาน ว.ส.ท.) แสดงสรุปในตารางที่ 3.7-4 ตารางที่ 3.7-4 กาลังและหน่วยแรงที่ยอมให้ของรอยเชื่อม ด้วยวิธี AISC-LRFD และ AISC-ASD (มาตรฐาน ว.ส.ท.) ชนิดของการเชื่อม การออกแบบด้วยวิธี AISC-LRFD การออกแบบด้วย ระดับกาลังของรอย และแรงกระทา วิธี AISC-ASD เชื่อมที่ต้องใช้ วัสดุ หน่วยแรง หน่วยแรงที่ยอม  ระบุ FBM ให้ หรือ Fw รอยเชื่อมแบบร่องลึกเต็มหน้า แรงดึงตังฉากกับเนือ ชินงาน 0.90 Fy เท่ากับของชินงาน เสมอเท่าของชินงาน ที่ประสิทธิผล แรงอัดตังฉากกับเนือ ชินงาน 0.90 Fy เท่ากับของชินงาน เสมอเท่าหรือต่ากว่า ที่ประสิทธิผล ของชินงาน แรงดึงหรือแรงอัด ขนานกับแกนของรอย เชื่อม แรงเฉือนบนเนือที่ ชินงาน 0.90 0.60 Fy 0.30FEXX ประสิทธิผล ลวดเชื่อม 0.80 0.60FEXX รอยเชื่อมแบบร่องลึกเพียงบางส่วน แรงอัดตังฉากกับเนือ ชินงาน 0.90 Fy เท่ากับของชินงาน เสมอเท่าหรือต่ากว่า ที่ประสิทธิผล ของชินงาน แรงดึงหรือแรงอัด ขนานกับแกนของรอย เชื่อม แรงเฉือนขนานกับ ชินงาน 0.75 (ก) 0.30FEXX แกนของรอยเชื่อม ลวดเชื่อม 0.60FEXX แรงดึงตังฉากกับเนือ ชินงาน 0.90 Fy 0.60 Fy ที่ประสิทธิผล ลวดเชื่อม 0.80 0.60FEXX 0.30FEXX


www.yotathai.com

บทที่

4

แผ่นดินไหว (Earthquake)

ผศ.ดร.ชยานนท์ หรรษภิญโญ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

www.yotathai.com


4.1 เกณฑ์และวิธีการออกแบบ 4.1.1 กฎหมายและมาตรฐานสาหรับการออกแบบ กฎหมายส่ า หรั บ การออกแบบอาคาร เป็ น ข้ อ บั ง คั บ ขั้ น ต่่ า ที่ ผู้ อ อกแบบจะต้ อ งปฏิ บั ติ ต าม ข้ อ ก่ า หนดที่ บั ญ ญั ติ ไ ว้ กฎหมายที่ เ กี่ ย วข้ อ งกั บ การออกแบบอาคารเพื่ อ การออกแบบอาคารให้ มี ความแข็ ง แรงต่ อ การต้ า นทานแรงแผ่ น ดิ น ไหวในปั จ จุ บั น คื อ กฎกระทรวงก่ า หนดการรั บ น้่ า หนั ก ความต้านทาน ความคงทนของอาคาร และพื้นดินที่รองรับอาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของ แผ่นดินไหว พ.ศ. 2550[1] ซึ่งได้ก่าหนดพื้นที่ที่ตั้งอาคารในประเทศที่มีความเสี่ยง ชนิดของอาคารที่ต้อง ออกแบบ และวิธีการค่านวณแรงแผ่นดินไหว มาตรฐาน คือ ข้อก่าหนดแนะน่าเพื่อให้การออกแบบด่าเนินการได้อย่างมีมาตรฐานที่ออกโดย หน่ว ยงานที่เ ป็ น ที่ยอมรั บ ในกรณีที่วิ ธี ก ารออกแบบมิ ได้ ระบุเ ป็น การเฉพาะเจาะจงในกฎหมายการ ออกแบบอาคาร จะได้อนุญาตให้น่าเอาแนวทางออกแบบที่ก่าหนดในมาตรฐานมาใช้เป็นแนวทางได้ หรือ ในบางกรณีสามารถน่ามาตรฐานมาเป็นวิธีทางเลือกได้ 4.1.2 มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานแรงแผ่นดินไหวของประเทศไทย การค่านวณแรงแผ่นดินไหวตาม “กฎหมาย” (กฎกระทรวง) ที่กล่าวในหัวข้อ 4.1.1 ข้างต้น ถือเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดโดยอาศัยการเทียบขนาดของแรงสภาวะคงที่ (Static force) ให้เสมือนเป็นแรง กระท่าสลับทิศ (Dynamic force) ในขณะแผ่นดินไหว ทั้งนี้ การค่านวณจะมีข้อจ่ากัดของการใช้โดยที่ ขนาด และรูปทรงของอาคารต้องมีสัดส่วนสม่่าเสมอ นอกเหนือไปจากนั้นตามกฎกระทรวงฉบับดังกล่าว เป็นข้อบังคับที่แสดงหลักการกว้างๆ และการค่านวณแรงจากแผ่นดินไหวแต่ไม่มีรายละเอียดบางอย่าง ที่จ่าเป็น เช่น ลักษณะของอาคารที่จัดว่ามีรูปทรงไม่สม่่าเสมอ การให้รายละเอียดการเสริมเหล็กเพื่อให้ อาคารมีความเหนียวเป็นต้น ดังที่ทราบกันดี การออกแบบอาคารให้มีความต้านทานผลจากแผ่นดินไหว จะพิจารณาเฉพาะแรงอย่างเดียวไม่ได้ หากอาคารไม่ได้รับการออกแบบรายละเอียดให้มีความเหนียว ที่เหมาะสม จะไม่สามารถมีพฤติกรรมที่ดีได้เมื่อถูกสั่นไหวกลับไปกลับมาจากแผ่นดินไหว ด้วยเหตุนี้ กรมโยธาธิการและผังเมืองจึงได้เสนอ “มาตรฐาน” ประกอบการออกแบบอาคารเพื่อ ต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว มาตรฐานที่เกี่ยวข้องส่าหรับการออกแบบอาคารเพื่อต้านทาน แรงแผ่นดินไหว ได้แก่ มาตรฐาน มยผ. 1301-54 มาตรฐานประกอบการออกแบบอาคารเพื่อต้านทาน การสั่ น สะเทื อ นของแผ่ น ดิ น ไหว [2] และ มยผ. 1302-52 มาตรฐานการออกแบบอาคารต้ า นทาน การสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว [3] โดยส่านักควบคุมและตรวจสอบอาคาร กรมโยธาธิการและผังเมือง กระทรวงมหาดไทยซึ่งมีเนื้อหาด้านการพิจารณารูปทรงอาคารและการให้รายละเอียดการเสริมเหล็ก โครงต้านทานแรงดัดที่มีความเหนียวจ่ากัดส่าหรับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และวิธีการวิเคราะห์ ส่าหรับกรณีอาคารที่ไม่สามารถท่าการวิเคราะห์ด้วยวิธีแรงสถิตเทียบเท่าได้ HANSAPINYO | หน้าที่ 2 ของบทที่ 4

www.yotathai.com

แผ่นดินไหว | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________

4.1.3 วิธีการออกแบบแผ่นดินไหว แรงแผ่นดินไหวเป็นแรงที่เกิดจากการสั่นของพื้นท่าให้อาคารเกิดการเคลื่อนที่ด้านข้าง หรือ การเซ ซึ่งบังคับให้อาคารเกิดการเคลื่อนตัว การรออกแบบแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ Force based design และ Displacement based design (ก) Force based design

Design Load Fp= FE/R

R = Response Modification Factor R = A11/ Ay, represent the ductility capacity of the ERS

D

รูปที่ 4.1-1 Force based design (ข) Displacement based design

Equal Displacement Assumption: Displacements resulted from inelastic response is approximately equal to displacement obtained from linear elastic response spectrum analysis.

Design Load is simply Fp

What to be checked: A

AD
11

รูปที่ 4.1-2 Displacement based design

ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 3 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


(ค) ข้อเปรียบเทียบของการออกแบบทั้ง 2 วิธี ตารางที่ 4.1-1 ข้อเปรียบเทียบของการออกแบบวิธี Force based และ Displacement based วิธีแรง (Force based design) วิธีการเคลื่อนตัว (Displacement based design) - แรงออกแบบอิลาสติกหารด้วยตัวคูณปรับค่า “R” - เป็นการวิเคราะห์แบบอินอิลาสติก - ความเหนียวของอาคารเป็นการคาดเดาว่าเพียงพอ - ระดับความเหนียวที่ต้องการสามารถก่าหนด เนื่องจากค่าแรงที่ออกแบบต่่า ได้ระยะเคลื่อนตัวเป้าหมาย2 (Displacement demand) ตรวจสอบเทียบกับ สมรรถนะการ เคลื่อนตัวของอาคาร3 - การหลีกเลีย่ งเสียหาย1 ในชิ้นส่วนที่ส่าคัญคาดว่า - ป้องกันความเสียหายต่อชิ้นส่วนที่ส่าคัญ โดย จะท่าได้ (ไม่สามารถยืนยันได้ 100%) การวิ เ คราะห์ ส ามารถทราบรู ป แบบการ เสียหายได้ 1ความเสียหายที่หลีกเลี่ยง

ได้แก่ การเฉือนที่เสา การเสียหายที่จุดต่อ ฐานราก

2ระยะเคลื่อนที่เป้าหมาย

คือ การเคลื่อนตัว ระยะเซ ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นภายใต้แรงแผ่นดินไหว D

3สมรรถนะการเคลื่อนตัว

คือ ความสามารถการเคลื่อนตัว ระยะเซของอาคารที่ออกแบบ U

4.1.4 การวิเคราะห์แรงแผ่นดินไหว (Seismic analysis) คือ การวิเคราะห์โครงสร้างอย่างหนึ่งที่เป็นการค่านวณการตอบสนองของอาคารต่อแรงกระท่า แผ่ น ดิ น ไหว เพื่ อ หาค่ า หน่ ว ยแรงในชิ้ น ส่ ว นโครงสร้ า งเพื่ อ น่ า ไปออกแบบต่ อ ไปทั้ ง นี้ เนื่ อ งจากแรง แผ่ น ดิ น ไหวเป็ น แรงชนิ ด แรงกระตุ้ น ที่ ร ะบุ เ ป็ น การบั ง คั บ ให้ เ คลื่ อ นที่ (Displacement-type loading) ท่า ให้ ก ารหาขนาดของแรงแผ่ น ดิ น ไหวที่ ก ระท่ า ต่อ อาคารจึ ง เป็ น ส่ ว นที่ มี ค วามซั บ ซ้ อ นมากกว่ า การ วิเคราะห์แรงกระท่าทั่วไป

HANSAPINYO | หน้าที่ 4 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


ตารางที่ 4.1-2 วิธีการวิเคราะห์แรงแผ่นดินไหว Structure/Action

Static

Dynamic

Elastic Non-linear

Equivalent Force Method Pushover

Response spectrum Non-linear Time History

การวิ เ คราะห์แรงแผ่ นดินไหวแบ่ ง เป็นชนิดต่างๆ ตามลั กษณะแรงที่วิเคราะห์ คือ แรงสถิต (Static) หรือแรงพลศาสตร์ (Dynamic) ร่วมกับพฤติกรรมโครงสร้างที่จะสมมติว่าเป็นแบบ 1. อิลาสติก หรือ 2. แบบไร้เชิงเส้น ตามตารางที่ 4.1-2 จึงสามารถแบ่งการวิเคราะห์ได้เป็น 4 ประเภท คือ 1. Elastic-static analysis หรือ Equivalent force analysis 2. Elastic-dynamic analysis หรือ Elastic response spectrum analysis 3. Non-linear-static analysis หรือ Pushover analysis 4. Non-linear-dynamic analysis หรือ Non-linear time history analysis ตารางที่ 4.1-3 การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของวิธีวิเคราะห์แรงแผ่นดินไหวชนิดต่างๆ

ข้อดี

Equivalent Force Method - ง่าย - เร็ว

Response Pushover Non-linear Time spectrum History - พิจารณาการตอบ - มีความซับซ้อน - พิจารณาการตอบ สนองเชิง - คิดความไร้เชิงเส้น ส น อ ง เ ชิ ง พลศาสตร์ หรือสมมติว่าวัสดุ พลศาสตร์ - รวมผลของการ เกิดความเสียหาย - คิดความไร้เชิงเส้น แกว่ ง ในหลายๆ - พิจารณาการเสีย หรือสมมติว่าวัสดุ รูปแบบ รูปทีม่ าก หรือ P- ไ ม่ เ กิ ด ค ว า ม - พิ จ า ร ณ า ก า ร delta เสียหาย หน่วง - ได้ ค่ า กา รแ กว่ ง ตามเวลา ได้ แ ก่ ก า ร เ ค ลื่ อ น ตั ว ค ว า ม เ ร็ ว ค ว า ม เ ร่ ง เช่ น เดี ย วกั บ การ เกิดแผ่นดินไหว - มี ก ารคิ ด ผลของ การหน่วง ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 5 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


Equivalent Force Response Pushover Method spectrum ข้อเสีย - ไม่พิจารณาการ - ไม่ คิ ดความไร้เ ชิ ง - ไม่ พิ จ ารณาการ ตอบสนองเชิ ง เส้น หรือ สมมติ ต อ บ ส น อ ง เ ชิ ง พลศาสตร์ ว่ า วั ส ดุ ไ ม่ เ กิ ด พลศาสตร์ - ไม่ คิ ด ความไร้ ความเสียหาย - เป็ น การกระตุ้ น เชิ ง เส้ น หรื อ - ผ ล ที่ ไ ด้ มี ค ว า ม ด้วยแรงในทิศทาง สมมติว่าวัสดุไม่ แตกต่ า งจากการ เดียว หรือ แกว่ง เ กิ ด ค ว า ม วิธีการรวมผลการ ตัวในแบบเดียว เสียหาย แกว่งตัวในหลายๆ - มีหลายวิธีส่าหรับ - ผลที่ ไ ด้ มี ค วาม รูปแบบที่แตกต่าง ก า ร ห า แ ร ง ที่ ถูกต้องต่่า กัน กระจาย และ ให้ผลที่ต่างกัน

Non-linear Time History - ยาก - ต้องการโปรแกรม ขั้นสูง - มีการป้ อนข้อมูล ที่ เป็นตัวแปรมาก - การแปรผลมีความ ซับซ้อน

4.2 ระดับสมรรถนะเป้าหมายที่ออกแบบ 4.2.1 การออกแบบอ้างอิงสมรรถนะ (Performance based design) เป็ น การออกแบบอาคารที่ มุ่ ง เน้ น ให้ ไ ด้ อ าคารที่ มี ส มรรถนะตามที่ ต้ อ งการ ซึ่ ง ต่ า งไปจาก การออกแบบดั้งเดิมที่จะท่าการออกแบบเพียงตามขั้นตอนที่ได้ก่าหนดไว้ โดยมีแนวคิดหลักที่ส่าคัญคือ การพิสูจน์สมรรถนะของโครงสร้างเทียบกับสมรรถนะเป้าหมาย 4.2.2 ระดับเป้าหมายและกาลัง ระดับเป้าหมาย หรือ Demand เป็นระดับของสมรรถนะที่ต้องการภายใต้แรงแผ่นดินไหว ได้แก่ ขนาดของแรง ระยะการเสียรูป ก่าลัง หรือ Capacity คือ ความสามารถที่มีอยู่ของโครงสร้างที่ออกแบบ โดยการประเมินสมรรถนะของอาคารจะยอมรับได้เมื่อโครงสร้างนั้นมี “ก่าลัง” มากกว่า “ระดับ เป้าหมาย” 4.2.3 ระดับสมรรถนะเป้าหมายที่ออกแบบ ความรุ น แรงของแผ่ น ดิ น ไหวในจุ ด พื้ น ที่ ห นึ่ ง ๆ อาจอยู่ ใ นระดั บ ที่ แ ตกต่ า งกั น 3 ระดั บ คื อ ระดับต่่า ปานกลาง และรุนแรง โดยที่เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีความรุนแรงในระดับที่ต่าจะเกิดบ่อยกว่า และน้ อ ยลงมากๆ ในระดั บ รุ น แรง ตั ว อย่ า งเช่ น ในแต่ ล ะปี ทั่ ว โลก มี แ ผ่ น ดิ น ไหวขนาด 5.0-5.9 ริกเตอร์ประมาณ 800 ครั้ง และเหลือเพียง 18 ครั้ง ส่าหรับแผ่นดินไหวขนาด 7.0-7.9 ริกเตอร์ ดังนั้น HANSAPINYO | หน้าที่ 6 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


การออกแบบอาคารหลังหนึ่งๆ จึงต้องพิจารณาว่าจะออกแบบให้อาคารมีความแข็งแรงในระดับเพื่อ การต้านแรงแผ่นดินไหวที่จะมีโอกาสเกิด 1 ครั้ง ในรอบ 500 ปี หรือ 1 ครั้งในรอบ 2000 ปี ซึ่งอายุ การใช้งานอาคารอาจมีเพียงแค่ 50 หรือ 100 ปีเท่านั้น ออกแบบอาคารโดยไม่ต้องพิจารณาแผ่นดินไหวเลยหรือออกแบบอาคารให้มีความแข็งแรงมาก จนไม่มีความเสียหายเกิดขึ้นเลยแม้ว่าจะเกิดแผ่นดินไหวที่มีขนาดรุนแรงที่แม้ว่าจะมีโอกาสของการเกิดต่่า มากๆ ทั้ง 2 กรณี นั้นแน่นอนจะมีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างที่แตกต่างกัน แต่หากเกิดแผ่นดิ นไหวขึ้น อาคารหลั ง แรกก็ จ ะเสี ย หายอย่ า งรุ น แรง แต่ ใ นกรณี อ าคารที่ ส องนั้ น ก็ จ ะมี ค่ า ใช้ จ่ า ยที่ สู ง มาก การออกแบบที่ด่าเนินการในปัจจุบันในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อแผ่นดินไหวจึงอยู่ระหว่าง 2 กรณีข้างต้นนี้ โดยอาคารจะไม่เกิดความเสียหายในกรณีของเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่มีความรุนแรงระดับต่่า และอาคาร จะเกิดความเสียหายอย่างมาก ไม่สามารถใช้งานอาคารได้อีกต่อไป แต่ไม่ท่าให้อาคารเกิดการพังทลาย ในกรณีเหตุการณ์แผ่นดินไหวรุนแรง โดยสามารถที่จะป้องกันการเสียชีวิต หรือรักษาอุปกรณ์ที่ส่าคัญใน อาคารได้ การออกแบบดังกล่าว เป็นการระบุสมรรถนะของอาคารในการต้านทานแรงแผ่นดินไหวใน ระดับความรุนแรงต่างๆ ที่สามารถจะเกิดขึ้นได้กับอาคาร เนื่องจากขนาดแผ่นดินไหวที่จะเกิดขึ้นในอนาคตบนพื้นที่เสี่ยงหนึ่งๆ ไม่อาจประมาณความรุนแรง ของการสั่น (Intensity) ได้อย่างแม่นย่า ท่าให้การออกแบบเพื่อให้โครงสร้างมีก่าลังในการต้านทานแรง แผ่นดินไหวที่ขนาดรุนแรงอย่างเพียงพอนั้น ไม่สามารถกระท่าอย่างระบุชัดเจนได้ ความไม่แน่นอนใน การค่านวณออกแบบโครงสร้างต้านทานแผ่นดินไหวอาจกล่าวได้ดังนี้ คือ ในการออกแบบโดยทั่วไป วิศวกรจะสามารถประมาณค่าน้่าหนักที่กระท่าต่อโครงสร้าง ได้แก่ น้่าหนักบรรทุกคงที่ (Dead load) และน้่าหนักบรรทุกจร (Live load) ได้ค่อนข้างแน่นอน และในส่วนของก่าลังและพฤติกรรมวัสดุก็จะ สามารถหาได้จากการทดสอบต่างๆ ตามมาตรฐานงานทดสอบ จากข้อมูลข้างต้นวิศวกรจะอาศัยทฤษฎี ทางกลศาสตร์ และ/หรือการน่าเครื่องคอมพิวเตอร์ช่วยค่านวณออกแบบ ก็จะสามารถค่านวณค่าแรงดัด แรงเฉือน หรือแรงอื่นๆ ได้อย่างถูกต้องแม่นย่า พร้อมทั้งออกแบบขนาดหน้าตัด และให้รายละเอียด การเสริมก่าลังได้โดยมีค่าความปลอดภัยส่าหรับการป้องกันการพังทลายของโครงสร้าง หากเปรียบเทียบกับการออกแบบอาคารเพื่อรับแรงลม อาคารจะได้รับการออกแบบให้สามารถ ต้านทานแรงลมอย่างเหมาะสมโดยไม่เกิดความเสียหายได้ตลอดชีวิตการใช้งานอาคาร โดยที่วิศวกร สามารถประเมินขนาดและแรงลมสูงสุดที่กระท่าต่ออาคารได้โดยอาศัยวิธีการวิเคราะห์หรือการทดสอบ แบบจ่าลองอาคารในอุโมงค์ลม ทั้งนี้ แรงลมที่ใช้ในการออกแบบโดยทั่วไปจะมีค่าสูงกว่า แรงลมที่กระท่า จริงกับอาคารท่าให้การออกแบบอาคารรับแรงลม ยังคงกระท่าโดยมีความเชื่อมั่นในระดับค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม การออกแบบโครงสร้างเพื่อรับแรงแผ่นดินไหวมีลักษณะที่แตกต่างจากที่กล่าว ข้ า งต้ น อย่ า งสิ้ น เชิ ง โดยที่ แ รงแผ่ น ดิ น ไหวที่ ใ ช้ ใ นการออกแบบนั้ น มี ข นาดความรุ น แรงที่ ต่ า กว่ า ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 7 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


แรงแผ่นดินไหวที่กระท่าจริงกับโครงสร้างที่คาดว่าจะเกิดขึ้นอย่างน้อยหนึ่งครั้งในอายุการใช้งาน ดังนั้น ในการออกแบบจึงอาศัยแนวคิดการก่าหนดสภาวะขีดจ่ากัดต่างๆ ที่จะเกิดขึ้นในช่วงอายุการใช้งานที่ ออกแบบ (Design service life) ดังนี้ (1) สภาวะขีดจ่ากัดบริการ (Serviceability limit state) เป็นสภาวะขีดจ่ากัดที่โครงสร้างจะต้อง สามารถต้านทานแรงแผ่นดินไหวในระดับความรุนแรงต่่าโดยไม่เกิดความเสียหาย ยังคงใช้งานได้ต่อไป โดยไม่ ต้ อ งท่ า การซ่ อ มแซม (Immediate Operational, IO) พฤติ ก รรมของโครงสร้ า งจะอยู่ ใ นช่ ว ง อิลาสติก ความรุนแรงของแผ่นดินไหวในภาวะขีดจ่ากัดนี้ มีโอกาสที่จะเกิดขึ้นได้บ่อยครั้งในระหว่างช่วง ชีวิตการใช้อาคาร (2) ขี ด จ่ า กั ด สู ง สุ ด (Ultimate limit state) เป็ น ภาวะขี ด จ่ า กั ด ที่ โ ครงสร้ า งจะต้ อ งสามารถ ต้านทานแรงแผ่นดินไหวในระดับความรุนแรงปานกลางได้ (ขนาดแรงแผ่นดินไหวที่มีความเร่งสูงสุดของ พื้นดิน (Peak ground acceleration) ในระดับที่มี ความน่าจะเป็นร้อยละ 10 ที่จะมีขนาดรุนแรงเกิน ขนาดที่ออกแบบ ในช่วงเวลาเกิดซ้่า 50 ปี ) โดยที่โครงสร้างสามารถเกิดความเสียหายได้ในระดับที่ สามารถซ่อมแซม และกลับมาใช้งานได้ภายหลัง เป็นเหตุการณ์ที่มีโอกาสการเกิดต่่า (3) สภาวะขีดจ่ากัดพังทลาย (collapse limit state) เป็นสภาวะขีดจ่ากัดที่โครงสร้างจะต้อง สามารถต้านทานแรงแผ่นดินไหวในระดับความรุนแรงสูง โดยไม่เกิดการพังทลายแบบทันที (Collapse prevention, CP) และไม่มีผู้อาศัยในอาคารเสียชีวิตได้ (Life safety, LS) ทั้งนี้ แผ่นดินไหวในระดับ ดังกล่าวจะมีช่วงเวลาของการเกิดซ้่าที่ยาวนานมากกว่าช่วงอายุการออกแบบมาก หากน่ า เอาแรงแผ่ น ดิ น ไหวที่ ค วามรุ น แรงต่ า งๆ ที่ ท่ า ให้ อ าคารเกิ ด การเสี ย รู ป ตั้ ง แต่ น้ อ ย (แผ่นดินไหวรุนแรงต่่า) ไปจนกระทั่งอาคารเกิดการเสียรูปมาก (แผ่นดินไหวรุนแรงมาก) ซึ่งจะสามารถ แสดงให้เห็นแนวคิดการออกแบบข้างต้นดังรูปที่ 4.2-1 อย่างไรก็ตาม ผลของความเสียหายที่เกิดขึ้นจะส่งผลกระทบต่ออาคารแต่ละประเภทต่างกันไป เช่ น อาคารที่ มี ค วามส่ า คั ญ ได้ แ ก่ อาคารโรงพยาบาล สถานี ดั บ เพลิ ง อาคารศู น ย์ ก ลาง ให้ความช่วยเหลือต่างๆ ซึ่งเป็นหน่วยงานที่จะต้องให้ความช่วยเหลือหากเกิดความเสียหายต่อเมืองใน เหตุการณ์แผ่นดินไหว อาคารกลุ่มเหล่านี้จ่าเป็นต้องออกแบบให้มีสมรรถนะที่สูงกว่าอาคารทั่วไป แม้ว่า จะเกิด เหตุก ารณ์แ ผ่ น ดิน ไหวที่รุ นแรงอาคารดั ง กล่ าวจ่ า เป็ นต้ องเกิ ดความเสี ยหายในระดับ ที่ยั ง คง สามารถใช้ ง านอาคารได้ เช่ น เขื่ อ น และอาคารบรรจุ ข องที่ ร ะเบิ ด ได้ จ่ า เป็ น ต้ อ งออกแบบให้ มี ความแข็งแรงเป็นพิเศษเช่นกัน เพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายเลยแม้ในเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่รุนแรง


www.yotathai.com


Base Shear Collapse onset Damage threshold

Deformation

IO

LS

CP

Performance Levels

Infrequent

Rare

Very Rare

Frequency of Design Ground Shaking Level

รูปที่ 4.2-1 ระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหวที่ท่าให้เกิดความเสียหายของอาคารต่างๆกัน ความส่าคัญของอาคารจึงแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ตามความส่าคัญเป็น 3 กลุ่ม เพื่อควบคุมผล ที่ ต ามมาจากระดั บ ความเสี ย หายที่ เ กิ ด ขึ้ น ดั ง รู ป ที่ 4.2-2 ซึ่ ง อธิ บ ายได้ ว่ า ในระดั บ ความรุ น แรง แผ่นดินไหวเดียวกัน อาคารที่มีความส่าคัญกว่า (ในกลุ่มที่ 3) จะเกิดความเสียหายน้อยกว่า อาคารที่มี ความส่าคัญต่่ากว่าที่จัดอยู่ในกลุ่มที่ 1 Operational

Immediate Occupancy

Life Safe

Near Collapse

■๐

c

3

๐

รูปที่ 4.2-2 การออกแบบโดยการก่าหนดสมรรถนะเป้าหมายของอาคารแต่ละกลุ่ม ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 9 ของบทที่ 4

www.yotathai.com

___ ภาวิศวกร _________ ส _ _ | _ _ ร _ ก _ ว _ ศ ิ ว _ มัญ _______ ื่อนระดับเป็นสา ________ _ _ _ _ _ _ แนวทางการเล _ ____ _ ________

ารออกแบบ ก บ ั ก ก า ม ง า ่ ย วจึงเกี่ยวข้องอ ห ไ น ิ ด รือกล่าวได้ว่า น ่ ห ผ แ ) ้ ง ด ไ ร แ บ ั ร น า ม อ ท ย ่ ี น แบบอาคารต้า ับได้ (ในราคาท ร ม อ ย ่ ี ไว้ล่วงหน้าเพื่อ ท ด น บ ั ด ห า ะ ่ ร ก ่ ี ัดงนั้น การออก น ท ใ ่ ู บ ย บ อ ้ แ ห ็นต้องอยู่ในรูป ความเสียหายใ เป บ ั า ่ ด จ ่ ะ ต ร แ ้ ม ุ ด ไ ค ย บ า ว ห ค ีย ที่เป็นการ ารเกิดความเส ค า อ ้ ห ใ ย อ ่ ล ป ผู้ออกแบบยอม อย่างทันทีของอาคาร ลาย (Ductile) ก า ม ้ ป้องกันการพังท เสียหายที่ยอมรับได้ ได ว ั ต ก โย ร ที่เกิดขึ้นเกิดกา รูปแบบการ ย า ห ย ี เส ร า ก ้ วเพื่อให ้เสียหายใน ย ี น ให น เห ว ่ ม ส า น ้ ิ ว ช ค ี ง ม ่ ี อ ท ุ ข ัสด ารควบคุมก่าลัง ก วัสดุ: เลือกใช้ว ย โด ว ย ี น เห ส่วนให้มีความ น ้ ิ ช ด า น ข บ บ แ ก ชิ้นส่วน: ออ ไปด้วยชิ้นส่วน บ อ ก ะ ร ป ง อ ้ ต ะ จ มาได้มาก โดย ป ไ ว ั ต รูปแบบเหนียว และ (ค) ก ย ) โ ร (ข า -3 ก ด ิ .2 4 เก ่ ี ร ท า ป ู กแบบให้อาค ่งที่ถูกต้องดังร น ห แ า ่ ต ใน า ้ น โครงสร้าง: ออ ห ารเสียหายล่วง ก ง ่ น ห แ า ่ ต ด น ห ่า ที่เหนียว และก

_ ________

m4 Plastic

จากเสาหกั ง า ้ ข เซ ร า ค า อ (ก)

หัก รเซข้างจากคาน

hinge

(ค) อาคารเซ

(ข) อาคา ข้างแบบผสม ายของอาคาร ห ี ย เส ร า ก บ บ แ รูปที่ 4.2-3 รูป

ี น่วยเป็นวินาท ห ี ม ง า ้ ร ส ง ร ารสั่น 1 รอบของ โค บ ร ค n) โดยที่แต่ บ ั o ล 4.2.3(ก) คาบก ti ก ป ra ไ ib ว ั v ต f ง ่ o ว ก e แ d ง ๆ รูปแบบ (Mo ือ ช่วงเวลาขอ ย ค า ล น ่ ั ห ส ว ั ่วนกลับของ ร ต ส า ง ่ ก ว ป ก บ ไ แ า น ั ร ค ก า ง ก า ่ บ ต บ า ่ สั่น ” เฉพาะค ับซ้อน จะมีรูปแ ร ซ า ม ก า บ ว ็น เฮิรตซ์ า ค ี เป ค ม ่ ี “ ย ท ว ่ ง อ ื น า ้ ร ร ห ี ห ส ม ง ” ่ ี ร บ ถ อ โค ม ร โดย เรียกว่า “ควา การแกว่งครบ า ี ล ท า เว น ิ ง ว ว ่ ช ี 1 ม า ะ ล จ ็ ละรูปแบบก อบที่แกว่ง ในเว ร น ว น า ่ จ น ็ ป เ ้ จ ะได “คาบการสั่น” (Hz)

4 ี่ 10 ของบทที่ ท า ้ น ห | O Y HANSAPIN

www.yotathai.com


(ก) การแกว่งตัวรูปแบบที่ 1

(ข) การแกว่งตัวรูปแบบที่ 2 รูปที่ 4.2-4 รูปแบบการแกว่งตัว

Mode No

1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11

12 13 14 15

Frequency Period (rad/sec) (cycle/se ! (sec)

2.604786 6.031387 10.28593 11.54302 13.09728 14.23961 17.58354 19.92 22.21609 23.15834 28.39821 28.6719 33.05396 37.95406 39.40999

0.41456 )

0.95992 ) 1.63705 f 1.83712 ) 2.08449 r 2.26630 1 2.79850 3.17036 3.53580 3.68576 ) 4.51971 > 4.56327 ) 5.260 f 6.04057 ) 6.27229 )

2.41217 1.041748 0.610852 0.544328 0.479732 0.441247 0.357333 0.315421 0.282821 0.271314 0.221253 0.219141 0.190089 0.165547 0 159431

รูปที่ 4.2-5 คาบการสั่นและความถี่ 4.2.3(ข) แรงกระท่าแผ่นดินไหวเทียบเท่า หากวิ เ คราะห์ “คาบการสั่ น ได้ ” ก็ จ ะสามารถน่ า มาประมาณแรงแผ่ น ดิ น ไหว (Demand) ที่กระท่าต่อโครงสร้างจาก Response spectrum โดยจะสังเกตได้ว่า ขนาดของแรงจะมีผลมาจาก การแกว่งตัวในแบบที่ 1 มากกว่า


www.yotathai.com

แนวทางการเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________________________________________________________________ Mode No

Frequency Period (rad/sec) (cycle/sec (sec) 1 2.604786 0.414565 2.41217

2 6.031387 0.959925 3 10.28593 1.637057 4 11.54302 1.837128 5 13.09728 2.084497 6 14.23961 2.266304 7 17.58354 2.798507 8 19.92 3.170367 9 22.21609 3.535801 10 23.15834 3.685765 11 28.39821 4.519716 12 28.6719 4.563275 13 33.05396 5.2607 14 37.95406 6.040576 15 39.40999 6.272295

1.041748 0.610852 0.544328 0.479732 0.441247 0.357333 0.315421 0.282821 0.271314 0.221253 0.219141 0.190089 0.165547 0.159431

0

1

2

3

4

3

Period (ร)

Mode 2: Period: 1.04, Wg = 1.25*g

•

Mode 1: Period: 2.41, Wg = 0.75*g

รูปที่ 4.2-6 การวิเคราะห์แบบ Response spectrum 4.2.3(ค) การตอบสนองเชิงสเปรคตรัม เป็ น เส้ น กราฟการตอบสนองที่ สั ม พั น ธ์ กั บ คาบการสั่ น (หรื อ ความถี่ ) และระดั บ การหน่ ว ง (Damping) การตอบสนองอาจเป็นระยะการเคลื่อนที่ ความเร็ว หรือความเร่ง โดยค่าที่แสดงเป็นค่า ตอบสนองสูงสุด

Period (ร)

รูปที่ 4.2-7 เส้นกราฟการตอบสนอง


www.yotathai.com


4.3 ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับสภาพพื้นที่ ข้อมูลทางธรณี ดินแข็ง/อ่อน ตัวคูณ ความเสียหายเนื่องจากแผ่นดินไหวในอดีตแสดงให้เห็นว่า สภาพดินที่เป็นที่ตั้งอาคารมีผลต่อ ระดับความเสียหายของอาคาร ระดับของการสั่นสะเทือนขึ้นตรงกับชนิดของชั้นดินที่อยู่ใต้อาคาร อาคาร ที่ต้องอยู่บนดินแข็งค่อนข้างจะมีระดับความเสีย หายต่่ากว่าอาคารที่ตั้งบนดินอ่อน กรณีที่เห็นชัดเจนคือ เหตุ การณ์แ ผ่ น ดิน ไหวที่ เ มื อ งเม็ ก ซิโ ก ปี ค.ศ. 1985 ซึ่ง เกิด แผ่ นดิ น ไหวที่มี ศู น ย์ก ลางห่ า งจากเมื อ ง 400 กม. แต่ก็ได้สร้างความเสียหายให้กับอาคารเนื่องจากตั้งบนดินอ่อน หากเทียบกับอาคารที่ตั้งใน ต่าแหน่ง ที่ใกล้ศูนย์กลางกว่า แต่เป็นดินแข็ง กลั บมีความเสียหายที่ต่ากว่า ที่เป็นเหตุผลที่ชัดเจนคือ ดินอ่อนสามารถขยายความรุนแรงของการสั่นสะเทือนได้มากกว่า 5 ถึง 50 เท่าเทียบกับกรณีดินแข็ง ที่อยู่ในพื้นที่โดยรอบข้างเคียง อีกกรณีหนึ่งคือ เหตุแผ่นดินไหวปี ค.ศ.1976 เมืองฉางซาน ประเทศจีน โดยที่อาคารร้อยละ 50 ที่ตั้งบนขั้นดินที่มีความหนากว่า เกิดความเสียหายอย่างราบคาบ เทียบกับ มีอาคารเพียงร้อยละ 12 ของอาคารที่ตั้งบริเวณชั้นดินที่แข็งกว่าที่อยู่บริเวณใกล้เขาที่เกิดความเสียหาย อย่างไรก็ตาม อาคารที่เป็นผนังอิฐและมีค่าความแข็งเกร็งสูงกลับเสียหายมากในบริเวณที่ตั้งบน ดินแข็งเทียบกับที่ตั้งบนดินที่อ่อนกว่า ดังเช่นเหตุการณ์แผ่นดินไหวระยะใกล้ที่เมือง Koyna ประเทศ อินเดียในปี ค.ศ.1967 และ North Yemen ในปี ค.ศ.1980 ตามกฎกระทรวงก่าหนดการรับน้่าหนัก ความต้า นทาน ความคงทนของอาคาร และพื้นดินที่ รองรับอาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 ได้ก่าหนดตัวคูณ S ที่เป็นค่า สัมประสิทธิ์ ขึ้นกับลักษณะของชั้นดินที่ตั้งอาคาร มีค่าตั้งแต่ 1.0 ส่าหรับหินถึง 2.5 ส่าหรับดินอ่อนมาก ตามข้อ 12 ซึ่งจะเห็นว่า เมื่อดินมีความอ่อนมาก จะท่าให้แรงแผ่นดินไหวเพิ่มมากขึ้นไปด้วย ตารางที่ 4.3-1 ค่าสัมประสิทธิ์ของการประสานความถี่ธรรมชาติระหว่างอาคารและชั้นดินที่ตั้งอาคาร (S) ตามกฎกระทรวง ลักษณะของชัน้ ดิน หิน(ROCK) ดินแข็ง ดินอ่อน ดินอ่อนมาก(Soft Soil)

ค่า S 1.0 1.2 1.5 2.5


www.yotathai.com


ตารางที่ 4.3-2 Site Class Definitions(S) ตาม IBC 2006[4] SITE CLASS

SOIL PROFILE \

urn

AVERAGE PROPERriES IN TOP 100 FEET. SEE SEC nos 16I3.S.S Soil shear IS ar e velocity, v„(ft/*)

Slandard pern-trillion resistance, N

Soil nndi allied shear strength. ร. (psf)

A

Halil Rock

V, > 5.000

N/A

N'A

B

2.500 «v, ะะ 5.000

N/A

NA

1.200 < V, < 2.500

ร >50

ร > 2.000

ว

Rock Very dense soil and soft rock Stiff soil profile

600
15
1.000iร < 2.000

E

Soft soil profile

v.< 600

N< 15

ร < 1.000

c

E

—

Any profile with more than 10 feet of soil 1laving tlie following dsaractenstics l. Plasticity index PI > 20.

2. Moisture content พ > 40®». and 3. Undrautcd shear strength ร, < 500 psf

Any profile contamuig soil* has ms one or more of the follow mg characteristics: 1 Soils vulnerable to potential failure or collapse under seismic loading such as

.

F

liquefiable soils, quick and highly sensitive clays, collapsible weakly cemented

toil*.

2. Peats and or highly sensitive clays (H > 10 feet of peat and. or highly organic clay whcie H * thickness of soil) 3. Very lugh plasticity clay* (H > 25 feet with plasticity index PI > “5) 4. Very' thick soft medium stiff clay's (H > 120 feet) For SI: I foot “ .104.8 mm. I vjuare fool * 0 0929 in', 1 pound per square fool “ 0 0479 kPa N A “ Not applicable

-

4.4 ผลของสภาพพื้นที่ต่ออาคาร และคาบการสั่น 4.4.1 คาบการสั่นธรรมชาติของอาคาร คาบการสั่นธรรมชาติ (Natural period) เป็นคุณสมบัติเฉพาะของอาคารแต่ละหลังที่มีส่วน ส่าคัญต่อการตอบสนองต่อแรงแผ่นดินไหว โดยนิยามว่าเป็นระยะเวลาที่ตัวของอาคารเมื่อถูกให้เกิด การเปลี่ยนต่าแหน่ง (Displacement) เคลื่อนที่กลับเข้าสู่ต่าแหน่งเดิมมีหน่วยเป็นวินาที พิจารณารูปที่ 4.4-1 แสดงการเคลื่อนที่ของมวล (เด็ก) โดยคาบการสั่นจะหมายถึง ระยะเวลาที่มวลเคลื่อนที่แกว่ง ขึ้น-ลง เมื่อครบหนึ่งรอบ และคาบการสั่นธรรมชาติจะเป็นส่วนกลับของค่าความถี่ ซึ่งคือ จ่านวนรอบที่ มวลเคลื่อนที่ในเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที หรือเฮิรตซ์ (Hertz)


www.yotathai.com

แผ่นดินไหว | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ คาบเป็น ส่วน กลับของความถี่

รูปที่ 4.4-1 คาบการสั่นธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม คาบการสั่นธรรมชาติของอาคารที่มีความสูงหลายชั้น ค่อนข้างซั บซ้อนกว่ากรณี การเคลื่อนที่ของมวลเดี่ยวดังเช่นแสดงในรูปที่ 4.4-1 ซึ่งในกรณีของอาคารจะพิจารณาว่ามีมวลอยู่หลาย ก้อนกระจุกอยู่ในแต่ละชั้นพื้นท่าให้เกิดรูปแบบของการสั่นในหลายรูปแบบตามจ่านวนชั้นอาคาร ดังแสดง ในรู ป ที่ 4.4-2 นอกจากนี้ ยั ง มี ปั จ จั ย เนื่ อ งจากอั ต ราส่ ว นรู ป ร่ า งอาคาร วั ส ดุ ข องโครงสร้ า ง ระบบ โครงสร้าง และลักษณะเฉพาะของดินที่ตั้งอาคาร โดยในทางปฏิบัติ หากอาคารมีรูปร่างที่สมมาตร จะ สามารถใช้สมการประมาณอย่างง่ายในการประมาณค่าคาบของอาคารในรูปแบบการสั่นหลัก โดย พิจารณาปัจจัยความสูงหรือจ่ านวนชั้นอาคารเป็นปัจจัยหลักส่าคัญ ซึ่ง จะมีค่าเท่ากับจ่านวนชั้นของ อาคารหารด้วย 10 ส่าหรับ ระบบโครงข้อแข็ง คอนกรีตเสริมเหล็ ก และหารด้วย 20 ส่าหรับระบบ โครงสร้างผนังคอนกรีตเสริมเหล็กรับแรงเฉือนดังแสดงในสมการที่ (4.4-1) และ (4.4-2) ตามล่าดับ รูปที่ 4.4-3 แสดงการประมาณคาบการสั่นธรรมชาติของระบบโครงข้อแข็งคอนกรีตเสริมเหล็ก T

N 10

(4.4-1)

T

N 20

(4.4-2)

โดยที่ T คือ คาบการสั่นธรรมชาติของอาคาร (วินาที) ที่มีความสูงจ่านวน N ชั้น ส่ า หรั บ การประมาณค่ า คาบธรรมชาติ ใ นประเทศไทยจะอาศั ย การประมาณค่ า ซึ่ ง ตาม กฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ได้ยอมให้ใช้ค่าตามมาตรฐาน UBC 1985[5]


www.yotathai.com


รูปแบบการสัน่ ที่ 1

รูปแบบการสัน่ ที่ 2 รูปแบบการสัน่ ที่ 3

รูปที่ 4.4-2 รูปแบบการสั่นต่างๆ ของอาคารที่มีความสูง 3 ชั้น

60 ชั้น

ความ สูงของ อาคารเป็น ส่วนสําคัญใน การคํา น วน

0.05

0.1

0.5

1.0 -2.0

7.0 วินาที

รูปที่ 4.4-3 คาบการสั่นธรรมของอาคารโดยประมาณจากความสูงเป็นหลัก อนึ่ ง คาบการสั่ น ธรรมชาติ ข องอาคารสามารถเปลี่ ย นแปลงในระหว่ า งหรื อ หลั ง การเกิ ด แผ่นดินไหวได้หากเกิดความเสียหายของตัวอาคาร เช่น ถ้าหากอาคารเคยได้รับความเสียหายจาก แผ่นดินไหวมาก่อน โดยมีรอยแตกเกิดขึ้นที่ตัวโครงสร้างอาคารซึ่งจะส่งผลให้อาคารเกิดภาวะอ่อนตัว (Softening) ซึ่งจะส่งผลให้โครงสร้างของอาคารอ่อนแอลง มีผลท่าให้คาบการสั่นธรรมชาติเพิ่มมากขึ้น


www.yotathai.com


4.4.2 ปรากฏการณ์สั่นฆ้องของอาคาร ในขณะที่อาคารเกิดสั่นไหว หากความถี่ของการสั่นไหวของพื้นดินมีค่าเข้าใกล้ค่าความถี่ความถี่ ธรรมชาติของอาคาร การตอบสนองการสั่นไหวของโครงสร้างอาคารจะเพิ่ม ขึ้นอย่างรวดเร็ว และ ความเร่งของตัวอาคารจะเพิ่มเป็น 4-5 เท่าของความเร่งปกติ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ปรากฏการณ์ สั่นฆ้อง (Resonance Phenomenon)” เช่นในบางกรณีที่ความเร่งของพื้นดินมีเพียง 0.2g แต่ส่งผลให้ อาคารเกิดความเร่งเท่ากับ 1g โดยสาเหตุนี้ จึงท่าให้อาคารเกิดความเสียหายอย่างมาก เมื่อการเคลื่อน ตั ว ในพื้ น ดิ น ที่ มี ค วามถี่ เ ข้ า ใกล้ ค วามถี่ ธ รรมชาติ โดยปกติ ค าบธรรมชาติ ข องพื้ น ดิ น จะอยู่ ร ะหว่ า ง 0.4 - 2 วินาที โดยขึ้นอยู่กับลักษณะของพื้นดิน ในชั้นดินแข็งหรือชั้นหินจะมีคาบการสั่นสะเทือนที่สั้น ในชั้นดินอ่อนมากๆจะมีคาบการสั่นสะเทือนมากกว่า 2 วินาที ในปี 1985 กรุงเม็กซิโกได้เกิดการพังทลายของโครงสร้างอาคารจ่านวนมากเป็นผลมาจากคาบ การสั่นของอาคารมีค่าเท่ากับคาบการสั่นของพื้นดิน โดยจุ ดศูนย์กลางแผ่นดินไหวอยู่ห่างประมาณ 250 ไมล์ และพื้นที่บริเวณนั้นเป็นชั้นดินเหนียวอ่อนโดยมีการสั่นไหวของอาคารนานกว่า 90 วินาที และ มีคาบการสั่นธรรมชาติประมาณ 2 วินาที ซึ่งจากสาเหตุนี้ส่งผลให้อาคารที่มีความสูงระหว่าง 6-20 ชั้น เกิดความเสียหายกับโครงสร้างอย่างรุนแรง แต่ในส่วนของกลุ่มอาคารสูงกลับพบความเสียหายเพียง เล็กน้อย ดังแสดงในรูปที่ 4.4-4 ซึ่งจะเห็นได้ว่าหากเราออกแบบอาคารไม่ให้ คาบการสั่นของอาคาร ใกล้เคียงกับคาบธรรมชาติของพื้นดินก็จะช่วยลดความเสียหายของโครงสร้างได้

รูปที่ 4.4-4 กลุ่มอาคารที่เกิดความเสียหายจากแผ่นดินไหวที่เมืองเม็กซิโก ค.ศ.1985


www.yotathai.com


4.5 กลุ่มของการออกแบบ ความสาคัญ และประเภทการใช้สอยอาคาร ค่าสัมประสิทธิ์รูปแบบการใช้งานอาคารหรือค่าความส่าคัญของอาคาร (Importance Factor) เป็น สัมประสิทธิ์อีกประเภทหนึ่งส่าหรับการค่านวณแรงเฉือนที่ฐาน (Base Shear) ส่าหรับการออกแบบ โครงสร้างต้านทานแผ่นดินไหว ซึ่ง เป็ นการเพิ่ม ค่าความปลอดภัยส่าหรับอาคารที่มีความจ่าเป็นต่อ สาธารณะชนและอาคารต่างๆ มีลักษณะการใช้งาน ใน UBC1994 [6] ค่า I จะลดลงจาก UBC1985 เช่น อาคารประเภทที่ 1 ดังแสดงในตารางที่ 4.5-1 เนื่องจากข้อก่าหนด UBC1994 ก่าหนดให้เพิ่ม คุณภาพของวัสดุในการออกแบบมากขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มระดับความปลอดภัย ดังนั้นจึงมีการปรับลดค่า ค่าสัมประสิทธิ์ I ลงมา ส่าหรับในประเทศไทยได้ก่าหนดค่าความส่าคัญของอาคารซึ่งแสดงใน มาตรฐาน มยผ.1302-52 และกฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ซึ่งมีความใกล้เคียงกับ UBC1985 ตารางที่ 4.5-1 สัมประสิทธิ์ความส่าคัญของอาคารตาม UBC 1994 และ UBC1985 ประเภท 1 2 3 4 5

ความส่าคัญ อาคารที่จ่าเป็นต่อสาธารณะชน อาคารที่เก็บวัตถุมีพิษภัย อาคารที่มีการใช้งานเป็นพิเศษ อาคารใช้งานทั่วไป อาคารอื่นๆ

ค่า I ของอาคาร UBC1994 UBC1985 1.25 1.50 1.25 1.00 1.25 1.00 1.00 1.00 1.00

ประเภทที่ 1 อาคารที่จ่าเป็นต่อสาธารณะชน (Essential Facilities) เป็นอาคารที่มีความจ่าเป็นต้องใช้ ในกรณีฉุกเฉินซึ่งต้องสามารถใช้งานได้ภายหลังเกิดแผ่นดินไหว เช่นโรงพยาบาล สถานี ต่ารวจสถานีดับเพลิง ที่ท่าการรัฐบาล เป็นต้น ประเภทที่ 2 อาคารที่เก็บวัตถุมีพิษภัย (Hazardous Facilities) เป็นอาคารเก็บวัตถุระเบิดซึ่งอาจมีการ ระเบิดที่รุนแรงออกมาได้ ประเภทที่ 3 อาคารที่มีการใช้งานเป็นพิเศษ (Special Occupancy Structures) ใช้ส่าหรับอาคารที่จุ คนจ่านวนมาก เช่น โรงเรียน มหาวิทยาลัย เป็นต้น ประเภทที่ 4 อาคารใช้งานทั่วไป (Standard Occupancy Structures) เป็นอาคารมาตรฐานทั่วไปที่มิได้ อยู่ใน ประเภทที่ 1-3 รวมทั้งหอสูง ประเภทที่ 5 อาคารอื่นๆ (Miscellaneous Structures) เป็นอาคารเบ็ดเตล็ดอื่นๆ ยกเว้นหอสูง



เป็นผนังคอนกรีตเสริมเหล็กที่อยู่ภายนอก หรือ ภายในอาคาร มีหน้าที่รับแรงรองรับแรง กระท่ า ด้ า นข้ า งที่ ถ่ า ยมาจากระบบพื้ น (Diaphragms) และผนั ง จะถ่ า ยแรงลงสู่ พื้ น ดิ น ในที่ สุ ด ในการออกแบบนั้นผนังรับแรงเฉือนจะต้องออกแบบให้เป็นแผ่นต่อเนื่องเดียวกันจากตั้งแต่ฐานรากถึง ด้านบนของอาคาร โดยที่ช่องเปิดในผนังต้องมีไม่มากเกินไปจนเกิดการสูญเสียความสามารถในการรับ น้่าหนัก

4.6.1 ผนังรับแรงเฉือน (Shear Wall)

รูปที่ 4.6-1 ระบบโครงสร้างต้านทานแรงแผ่นดินไหว

 ผนังรับแรงเฉือน (Shear Wall)  โครงข้อที่มีค้่ายัน (Braced Frames)  โครงข้อแข็งต้านทานโมเมนต์ (Moment – Resistance Frames)

ในระบบโครงสร้างต้านทานแรงด้านข้างสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่

4.6 ระบบโครงสร้างต้านทานแรงแผ่นดินไหวแบบต่างๆ และข้อพิจารณาการเลือกใช้

_____________________________________________________________________

แผ่นดินไหว | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง

www.yotathai.com

www.yotathai.com


รูปที่ 4.6-2 โครงสร้างผนังรับแรงเฉือน 4.6.2 โครงข้อหมุนที่มีค้ายัน (Braced Frames) ระบบนี้จะคล้ายกับระบบผนังรับแรงเฉือน แต่โดยทั่วไประบบนี้จะมี stiffness ที่น้อยกว่าแต่ ก็จะมีความเหนียวของระบบมากกว่า ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบและการเสริมวัสดุรับแรงระบบนี้เป็น ระบบเพื่อรองรับความต้องการในการออกแบบทางสถาปัตยกรรมให้มีความยืดหยุ่นมากกว่าในระบบผนัง รับแรงเฉือน โดยทั่วไประบบโครงข้อที่มีค้่ายันจะแบ่งได้ เป็น 2 ประเภทแสดงในรูปที่ คือ Concentric braced frame ในระบบนี้เ ส้ นศู น ย์ กลางของหน้ าตั ด ค้่ ายั น ทั้ง สองชิ้ นจะมา บรรจบกันที่คาน - Eccentric braced frame ในระบบนี้ เ ส้ น ศู น ย์ ก ลางของหน้ า ตั ด ค้่ า ยั น ทั้ ง สองชิ้ น จะไม่ บรรจบกันที่คานโดยมีช่องว่างระหว่างค้่ายันทั้ง 2 ชิ้นอยู่ โดยคานที่อยู่ในต่าแหน่งนี้จะ เรี ย กว่ า “Link Beam” ซึ่ ง ในกรณี ที่ เ กิ ด แผ่ น ดิ น ไหว Link Beam จะเกิ ด การวิ บั ติ แ ละ เสียรูปก่อนที่จะเกิดความเสียหายในส่วนที่เป็นโครงสร้างค้่ายัน และจะกระจายพลังงาน แผ่นดินไหวส่งผ่านไปในทางที่ออกแบบไว้เพื่อช่วยป้องกันโครงสร้างหลักไม่ให้เกิดความ เสียหาย -


www.yotathai.com


Link Beam

ค้ายัน (Bracing)

Concentric Braced Frame Eccentric Braced Frame รูปที่ 4.6-3 โครงแกงแนง (Braced Frames) ที่มา : FEMA454 (2006) [7]

รูปที่ 4.6-4 การเสริมความแข็งแรงอาคารด้วยการเสริมโครงแกงแนง ที่มา : FEMA454 (2006) [7] ข้อเสียของการใช้โครงสร้างประเภทนี้เมื่อรับแรงแผ่นดินไหว คือส่วนที่เป็นค้่ายันในส่วนที่รับ แรงอัดจะโก่งเดาะ (Buckling) ท่าให้โครงสร้างเกิดความสูญเสียเสถียรภาพของระบบ

Buckled compression brace

Deformed column

(ก) Deformed shape of chevron-braced frame

(ข) Deformed shape of K-braced frame. รูปที่ 4.6-5 การเสียรูปของโครงแกงแนง ที่มา :W.F. Chen and Charles Scawthorn (2003) [8] ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 21 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


4.6.3 โครงข้อแข็งต้านทานโมเมนต์ (Moment – Resistance Frames) ระบบโครงสร้างนี้จะไม่มีค้่ายัน โดยแรงกระท่าด้านข้างจะถูกต้านทานโดยจุดต่อทีแ่ ข็งแกร่ง ระหว่างคานและเสา เป็นระบบโครงสร้างที่ให้อิสระกับการออกแบบทางสถาปัตยกรรมมากที่สดุ

รูปที่ 4.6-6 Edwin S. George Building/Garfield Building ที่มา : http://detroit1701.org/Garfield%20Building.html(28-4-2014)[9] ข้อเปรียบเปรียบระหว่างโครงข้อแข็งต้านทานโมเมนต์และโครงข้อหมุนค้่ายันเมื่อรับแรงกระท่า ด้านข้างจากแผ่นดินไหว โดยปกติโครงแกงแนงจะมีความต้านทานการเสียรูปในช่วงเชิงเส้น (Elastic) ได้ดีกว่าโครงข้อแข็งต้านทานโมเมนต์ แต่ในช่วงไร้เชิงเส้น (Inelastic) ค้่ายันของระบบโครงข้อหมุนจะ เกิดโก่งเดาะท่าให้โครงสร้างสูญเสียเสถียรภาพอย่างรวดเร็ว

รูปที่ 4.6-7 เปรียบเทียบความสามารถในการรับแรงด้านข้างของระบบโครงข้อแข็งต้านทานโมเมนต์ และโครงแกงแนง HANSAPINYO | หน้าที่ 22 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


4.7 ผลของการตอบสนองของโครงสร้าง : ความไม่สม่าเสมอในแนวดิ่ง/แนวราบ, การ ควบคุมระยะเซและ P-delta, การหน่วง 4.7.1 ความไม่สม่าเสมอในแนวดิ่ง/แนวราบ (Irregularity) ความไม่สม่่าเสมอของระบบโครงสร้างเกิดจากความไม่ต่อเนื่องทางกายภาพ รูปทรง ส่งผลให้เกิด ความไม่ต่อเนื่องของการส่งผ่านแรงภายในของระบบโครงสร้างซึ่งมีผลต่อเสถียรภาพของโครงสร้างเมื่อ รับแรงแผ่นดินไหว โดยปกติสามารถจ่าแนกได้ 2 แบบ คือ ความไม่สม่่าเสมอในแนวดิ่งและความไม่ สม่่าเสมอในแนวราบ ความไม่สม่่าเสมอในแนวดิง่ สามารถแบ่งได้ดังนี้  ความไม่สม่่าเสมอของความแข็งเกร็ง (Stiffness irregularity)  ความไม่สม่่าเสมอของมวล (Mass irregularity)  ความไม่สม่่าเสมอทางรูปทรงในแนวดิ่ง (Vertical geometrical irregularity)  ความไม่ต่อเนื่องในระนาบขององค์อาคารต้านทานแรงด้านข้างในแนวดิ่ง (In-plane discontinuity in vertical lateral-force-resisting element)  ความไม่ต่อเนื่องของก่าลัง (Discontinuity in capacity)

ks,

h kj

ki

BSJjiteiulJtlHttj'Tu

ท,ร!uejfrSjiBTl

AT) พไพ่

fliuwjfuiiTJiaau

kj <0.7 k2

vflo

<0.8 (ik.2+k2+kjf)/3

รูปที่ 4.7-1 ความไม่สม่่าเสมอของความแข็งเกร็ง (Stiffness irregularity) ที่มา : มยผ.1301-54(2554)

โ

— BB

Ilia ■■

pp»-

1

1

f»tJ เทเ, > 1.5

รูปที่ 4.7-2 ความไม่สม่่าเสมอของมวล (Mass irregularity) ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 23 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


รูปที่ 4.7-3 ความไม่สม่่าเสมอทางรูปทรงในแนวดิ่ง (Vertical geometrical irregularity)

รูปที่ 4.7-4 ความไม่ต่อเนื่องในระนาบขององค์อาคารต้านทานแรงด้านข้างในแนวดิ่ง

๙X

รอน

■ �าน Y1งาบนางเ

J

ทํานังาบนางเรแ น <

08 ข8งทํfof า บนางเ titiu

พงแuifuiuefaiulป

รูปที่ 4.7-5 ความไม่ต่อเนื่องของก่าลัง (Discontinuity in capacity) ความไม่สม่่าเสมอในแนวราบ สามารถแบ่งได้ดงั นี้  ความไม่สม่่าเสมอเชิงการบิด (Torsional irregularity)  ความไม่สม่่าเสมอจากการมีมุมหักเข้าข้างใน (Re-Entrant corners)  ความไม่ต่อเนื่องของไดอะแฟรม (Diaphragm discontinuity)  การเยื้องออกนอกระนาบ (Out-of-Plane offsets)  ระบบที่ไม่ขนานกัน (Nonparallel system)


www.yotathai.com

แผ่นดินไหว | หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง _____________________________________________________________________ center

of mass and resistance

รูปที่ 4.7-6 ความไม่สม่่าเสมอเชิงการบิด (Torsional irregularity) ที่มา : FEMA454(2006)

b/B >0.15

€) ®ÿ

๑ a /A

&

b,

> 0.15 ทวิ0 aJA > 0.15

b/B > 0.15 ทวิอ b/B > 0.15

รูปที่ 4.7-7 ความไม่สม่่าเสมอจากการมีมุมหักเข้าข้างใน (Re-Entrant corners) ที่มา : มยผ.1301-54(2554)

รูปที่ 4.7-8 ความไม่ต่อเนื่องของไดอะแฟรม (Diaphragm discontinuity) ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 25 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


รูปที่ 4.7-9 การเยื้องออกนอกระนาบ (Out-of-Plane offsets)

รูปที่ 4.7.10 ระบบที่ไม่ขนานกัน (Nonparallel system) 4.7.2 การควบคุมระยะเซและ P-delta เมื่อโครงสร้างรับแรงกระท่าด้านข้างซึ่งมีผลท่าให้โครงสร้างเกิดการเคลื่อนตัวในแนวราบจาก สาเหตุดังกล่าวมีผลท่าให้เกิดค่าโมเมนต์ล่าดับสอง (Secondary moment) เนื่องจากน้่าหนักในแนวดิ่งที่ กระท่าอยู่ก่อนแล้วเกิดการผลักจากแรงกระท่าด้านข้างส่งผลให้เกิดน้่าหนักเยื้องศูนย์เกิดขึ้นเรียกว่า ผลกระทบ P-  ซึ่งใน มยผ. 1301-54 ได้ก่าหนดค่าการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ด้านข้างระว่างชั้นต้องไม่เกิน กว่า 0.005 ของความสูงระหว่างชั้น


www.yotathai.com


ground motion

รูปที่ 4.7-11 ผลของ P-  ที่มา : FEMA454(2006)

รูปที่ 4.7-12 การวิบัติของอาคาร Piño Suarez apartments, Mexico City(1985) ที่มา : FEMA454(2006) 4.7.3 การหน่วง เมื่ออาคารถูกสั่นไหว ขนาดของการสั่นไหวจะถูกสลายลงตามระยะเวลาที่ผ่านไปจนกระทั่งหมดไป โดยกลไกที่ท่าการสลายพลังงานสั่นไหวของอาคารคือ การหน่วง (Damping) ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากแรง เสียดทานภายใน (Internal Friction) และการดูดซับพลังงาน (Absorbed Energy) โดยปกติ โครงสร้าง จะมีค่าการหน่วงประมาณร้อยละ 5 ของค่าการหน่วงวิกฤติ (Critical Damping) ซึ่งนิยามว่าเป็นค่าที่ น้ อ ยที่ สุ ด ของการหน่ ว งที่ จ ะท่ า ให้ โ ครงสร้ า งอาคารกลั บ เข้ า สู่ ต่ า แหน่ ง เดิ ม โดยปราศจาก การสั่นไหว ผลจากการหน่วงแสดงในรูปที่ 4.7-13 ซึ่งจะเห็นได้ว่า ถ้าหากเพิ่มการหน่วงในอาคาร (อยู่ใน รูปร้อยละของค่าการหน่วงวิกฤติ) จะท่าให้ความเร่งของการสั่นไหวของอาคารลดลงตามระยะเวลาที่ ผ่านไปตามค่าการหน่วงที่เพิ่มขึ้น ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 27 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


รูปที่ 4.7-13 การตอบสนองของอาคารที่มีคาบการสั่นธรรมชาติใดๆ ที่ระดับร้อยละความหน่วงต่างๆ (λ)

4.8 อ่อนแอของอาคารต่อแรงแผ่นดินไหว, การเฉือนทะลุของพื้นท้องเรียบ, ปัญหา รอยเชื่อมในโครงเฟรมเหล็ก ความอ่อนแอของอาคาร คือ ความสามารถในการรับแรงแผนดินไหวของอาคารที่ออกแบบอยู่ใน ระดับต่่า และเมื่อรับแรงกระท่าอาจท่าให้เกิดความเสียหายอย่างเฉียบพลัน ดังนี้ 4.8.1 ความอ่อนแอของอาคารโครงข้อแข็ง หลายๆ ครั้งที่การออกแบบโครงสร้าง มีความประสงค์เพื่อให้ความสูงของอาคารในชั้นล่าง มากกว่าชั้นที่อยู่ถัดขึ้นไป ซึ่งท่าให้โครงสร้างที่อยู่ด้านล่างจะมีความแข็งน้อยกว่าหรือยืดหยุ่นมากกว่า โครงสร้างของชั้นที่อยู่เหนือขึ้นไป และจะท่าให้เสาหรือผนังในชั้นล่างเป็นชั้นที่จะวิบัติ พิจารณารูปที่ 4.81 จะเกิดการกระจุกตัวของหน่วยแรงในเสาชั้นที่ 1 ที่ต่าแหน่งด้านบนสุดของเสา หลังจากนั้นจะเกิด สภาวะ Soft Stories โดยผลรวมของการเคลื่อนตัวในแต่ละชั้นจะรวมกันที่ชั้นที่ 1 และเกิดการกระจุก ตัวของหน่วยแรงในจุดต่อระหว่างชั้นที่ 1 และชั้นที่ 2 (แสดงในรูปที่ 4.8-1 (ข)) ในจุดต่อนี้จะเกิดสภาวะ ความเค้นมากเกินไป (Over Stresses) และพังทลายในที่สุด (แสดงในรูปที่ 4.8-1 (ค))


www.yotathai.com


(ก) ปกติ

(ข) ขั้น ทีอ ่ ่อนแอ

,

(ค) พังทล!ย

สกาวะความเคนมากเกินไป

รูปที่ 4.8-1 การพังทลายของอาคารที่มชี นั้ ที่อ่อนแอ โดยทั่วไปความอ่อนแอของอาคารระบบโครงข้อแข็ง ส่วนใหญ่จะมีสาเหตุมาจากความไม่ต่อเนื่อง ของระบบถ่ า ยน้่ า หนั ก ของระบบโครงสร้ า ง ความไม่ ส ม่่ า เสมอของค่ า สติ ฟ เนส (Stiffness) ของ องค์อาคารหลัก เช่น เสา

n

m □□□ □ □ m n cn CD n□ □ □ o n□

□□ □ CD □□□□ \

11

(a) Flexible first floor (b) Discontinuity: indirect load (c) Heavy superstructure path รูปที่ 4.8-2 สาเหตุของการเกิดชั้นที่อ่อนเอ (Soft story)

เสาสัน

เทานา']ส่วนกุ กรคไ')ควยแน่ง

แบนการวิน•ิ เ


www.yotathai.com


รูปที่ 4.8-3 การวิบัติแบบเสาสั้น ความเสียหายที่เกิดขึ้นในอาคารผู้ป่วยนอก โรงพยาบาลพาน จ.เชียงราย เนื่องจากแผ่นดินไหววันที่ 11 ก.ย. 2537

รูปที่ 4.8-4 การพังทลายเนือ่ งจากความไม่ต่อเนื่องของสติฟเนส (แผ่นดินไหวโกเบ ประเทศญี่ปุ่น, 1985) ที่มา : FEMA454(2006)


www.yotathai.com


รูปที่ 4.8-5 ความเสียหายของอาคารเนื่องจากชั้นที่ออ่ นแอ ที่มา : http://johnzlatnik.blogspot.com/2011_03_13_archive.html, (4-2014)[10] 4.8.2 การเฉือนทะลุของพื้นท้องเรียบ การใช้แผ่นพื้นท้องเรียบหรือระบบพื้นไร้คาน ส่วนใหญ่วิศวกรโครงสร้างจะออกแบบให้ระบบ แผ่นพื้นดังกล่าวรับน้่าหนักบรรทุกในแนวดิ่ง (ได้แก่ น้่าหนักบรรทุกคงที่ และน้่าหนักบรรทุกจร) และใช้ ระบบโครงสร้างอื่นเป็นระบบต้านแรงด้านข้าง เช่น ก่าแพงรับแรงเฉือน โครงข้อแข็งต้านทานโมเมนต์ หรือโครงแกงแนง เป็นต้นแต่ในความเป็นจริงแล้ว เมื่ออาคารทั้งหลังเกิดการโยกตัวไม่เพียงแต่ระบบ ต้านทานแรงด้านข้างเท่านั้นที่โยกตัวแต่แผ่นพื้นไร้คานซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอาคารก็เกิดการโยกตัวตามไป ด้วย ซึ่งหากระบบต้านทานแรงด้านข้างมีความแข็ง (หรือมีค่าสติฟเนสสูง) เช่น ระบบก่าแพงรับแรง เฉือน (Shear Wall System) อาคารก็จะเกิดการโยกตัวน้อยและไม่ส่งผลกระทบต่อระบบแผ่นพื้นไร้ คาน แต่ในทางกลับกันหากระบบต้านแรงด้านข้างมีความแข็งไม่สูงนักการโยกตัวของอาคารจะมากท่าให้ แผ่ น พื้ น ต้ อ งโยกตั ว ตามและเกิ ด แรงเฉื อ นขึ้ น ในแผ่ น พื้ น และแรงดั ด ในเสา ซึ่ ง ปั ญ หาส่ า คั ญ ของ การออกแบบในลักษณะนี้ คือ ผู้ออกแบบไม่ได้ค่านึงถึงการส่งผ่านแรงจากแผ่นพื้นเข้าสู่เสาที่เป็นผลจาก การโยกตัวดังกล่าว โดยการส่งผ่านแรงดังกล่าวจะเป็นในลักษณะของหน่วยแรงเฉือนในแผ่นพื้นโดยรอบ หัวเสา ดังนั้นมาตรฐานฉบับนี้จึงได้ก่าหนดว่าหากผู้ออกแบบไม่ได้พิจารณาแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในแผ่นพื้น อันเป็นผลจากการโยกตัวด้านข้างดังกล่าวหรือไม่ได้ตรวจสอบระยะการเคลื่อนตัวด้านข้างของอาคารว่า เกินกว่าที่ก่าหนดหรือ ไม่ แล้ ว ผู้ อ อกแบบจะต้องเสริม เหล็ กรับแรงเฉือนในแผ่นพื้นบริเ วณรอบหัวเสา ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 31 ของบทที่ 4

www.yotathai.com

แนวทางการเล

ื่อนระดับเป็นสา มัญวิศวกร | สภาวิศวกร ________ _

________

________ _

____

________ ________ เ พิ่ ม เ ติ ม เ ป็ น ก ________ ร ณี พิ เ ศ ษ โ ด ย ป ________ ร __ ิมาณและราย ในมาตรฐาน ม ล ะ เ อี ย ด ก า ร เ ส ยผ.1301-54 ไ ริ ม เ ห ล็ ก เ ป็ น ไ ป ด้ก่าหนดปริมา พื้นไร้คานในสม ต า ม ที่ ม า ต ร ฐ า ณ เห ล ็ ก เส การ (4.8-1) ริมเพื่อป้องกันก น ก่ า ห น ด ารพังทลายอย ่างต่อเนื่องของ แผ่น

Asm  0.50wu L1 L2 0.9 Fy

รูปที่ 6-4.8 ก ารเสร

ิมเหลก็ เพื่อป้อง

รูปที่ 4.8-7 กา

รวิบัติของแผน่ พ

กันการพังทลา

HANSAPINY O

| หน้าที่ 32 ข องบทที่ 4

(4.8-1)

ื้นท้องเรียบจาก

ยอย่างต่อเนอื่ ง

แรงเฉือนแบบท

ของแผ่นพื้นไร้ค

ะลุ

าน

www.yotathai.com


4.9 สมบัติโครงสร้างที่มีผลต่อแรงแผ่นดินไหว : มวล, สติฟเนส, คาบการสั่นพื้นฐาน คุณสมบัติของโครงสร้างต่อการตอบสนองแผ่นดินไหวที่ส่าคัญประกอบด้วย 3 ประการ ได้แก่ ความแข็ ง เกร็ ง (Stiffness), ก่ า ลั ง ของวั ส ดุ (Strength) และความเหนี ย ว (Ductility) ทั้ ง นี้ การเรีย งล่ า ดับ โดยที่ ให้ปั จ จั ย เรื่ อ งความแข็ง เกร็ ง ขึ้น มาก่ อนนั้ นถื อเป็ นสิ่ง ที่แปลก เนื่อ งจากวิ ศวกร โครงสร้างมักถูกสอนหรือฝึกให้มีความเข้าใจต่อก่าลังเป็นอันดับแรกเสมอ อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบ เพื่อรับแรงแผ่นดินไหวที่เหมาะสมนั้นจะพิจารณาว่า หากโครงสร้างสูญเสียความแข็งเกร็งอย่างมากแล้ว ก็จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยส่าคัญต่อปัจจัยอื่นๆ ตามมา 4.9.1 ค่าความแข็งเกร็ง (k, Stiffness) ค่ า ความแข็ ง เกร็ ง เป็ น คุ ณ สมบั ติ ข องโครงสร้ า งที่ ส่ า คั ญ ต่ อ การตอบสนองต่ อ แรงกระท่ า แผ่นดินไหวเป็นอย่างมาก เมื่อพิจารณาร่วมกับมวลของโครงสร้าง จะเป็นปัจจัยที่ก่าหนดคาบการสั่น ธรรมชาติของอาคารรวมถึงรูปแบบการสั่นของอาคาร (ดังแสดงในสมการที่ 4.9-1) T  2

m k

(4.9-1)

โดยปกติ แ ล้ ว วิ ศ วกรโครงสร้ า งค่ อ นข้ า งมี อิ ส ระในการใช้ ดุ ล ยพิ นิ จ ต่ อ การเลื อ กออกแบบระดั บ ความแข็งเกร็งของโครงสร้างมากกว่าการปรับแต่งค่ามวล ดังนั้น ในแง่ของการออกแบบโครงสร้าง ระบบโครงสร้าง (Structural systems) ที่คัดเลือกจึงเป็นปัจจัยส่าคัญในช่วงการออกแบบ นอกจาก ผลของความแข็งแกร่งที่มีต่อคาบการสั่นธรรมชาติของอาคารแล้วยังเป็นปัจจัยที่บ่งชี้ถึงพฤติกรรมในช่วง ชยานนท์ หรรษภิญโญ | หน้าที่ 33 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


ไร้เชิงเส้น (Nonlinear response) ด้วย เมื่อพิจารณาการตอบสนองในระดับของอาคาร (Structural response) ระดับความแข็งเกร็งของแต่ละชิ้นส่วนอาคารก็ยังตอบสนองสัมพัทธ์ซึ่งกันและกัน รวมถึงการ ตอบสนองต่ อ ส่ ว นที่ ไ ม่ ใ ช่ โ ครงสร้ า งด้ ว ย (Non-structural elements) ระดั บ ความแข็ ง เกร็ ง ของ โครงสร้างสามารถประเมินได้ด้วยระยะการโก่งตัวขององค์อาคาร ในการวิบัติของโครงสร้างบางชิ้นส่วน จะวิบัติเนื่องจากการโก่งตัวที่มากไปขององค์อาคารท่าให้เสียเสถียรภาพและไม่มีความสามารถในการรับ แรงได้อีกต่อไป การออกแบบต้านทานแผ่นดินไหวจ่าเป็นต้องควบคุมระยะของการโก่งตัวขององค์อาคาร ในแนวดิ่ง เช่น เสาและผนังรับแรงเฉือน ในรูปของสัดส่วนระหว่างการโก่งตัวในแต่ละชั้นต่อความสูง ในแต่ละชั้น (Story Drift) ดังแสดงในรูปที่ 4.9-1

A การ โก่งส์ว A 4

ความสง B \t

story drift ratio =

1

A/B

รูปที่ 4.9-1 อัตราส่วนstory drift 4.9.2 กาลังของวัสดุ (Strength) ก่าลังของวัสดุหมายความถึง ขนาดหน่วยแรงภายในที่สะสมอยู่ภายในชิ้นส่วนของโครงสร้าง สู ง สุ ด โดยไม่ เ กิ ด ความเสี ย หาย ซึ่ ง อธิ บ ายในรู ป ของหน่ ว ยแรงต่ อ พื้ น ที่ เช่ น นิ ว ตั น ต่ อ ตารางเมตร หน่วยแรงในชิ้นส่วนเกิดขึ้นได้จากผลรวมของแรงกระท่าเนื่องจากแรงในแนวดิ่ง (Gravity load) และ แรงในแนวราบเนื่องจากการสั่นไหวของอาคาร ขนาดของหน่วยแรงจะค่านวณหาที่หน้าตัดใดๆ (Crosssection level) ได้แก่ แรงอัด โมเมนต์ดัด แรงเฉือน และโมเมนต์ดัด วิศวกรผู้ออกแบบจะให้รายละเอียด ขนาดหน้าตัด และการเสริมเหล็กตามขนาดแรงที่ค่านวณที่คาดว่าจะเกิดขึ้นบนหน้าตัดนั้น อย่างไรก็ตาม การให้รายละเอียดเสริมก่าลังนั้นจะต้องพิจารณาการตอบสนองโดยรวมทั้งระบบโครงสร้างเพื่อให้แต่ละ ชิ้นส่วนในโครงสร้างตอบสนองในช่วงไร้เชิงเส้นหรือการเสียหายอย่างมีล่าดับก่อน-หลังตามที่ควรจะเป็น เช่น คานควรจะเสียหายในรูปแบบการดัดก่อนที่จะเกิดในรูปแบบการเฉือน และที่จุดต่อระหว่างคานและ เสานั้น คานควรจะเสียหายก่อนที่จะเกิดขึ้นบนเสาที่จุดต่อเดียวกัน นอกจากนี้ ในส่วนปัจจัยอื่นๆ เช่น การฝังยึดของเหล็กเสริม ต่าแหน่งและระยะการต่อหรือทาบเหล็กเสริม


www.yotathai.com


4.9.3 ความเหนียว (Ductility,  ) ค่าความเหนียว เป็นดัชนีบ่งชี้ค่าที่ส่าคัญกล่าวคือเป็นค่าบ่งชี้ความสามารถในการเสียรูปของ โครงสร้างหลังจากจุดครากจนถึงจุดวิบัติซึ่งเป็นสัดส่วนระหว่างระยะการเสียรูปที่จุดคราก (  y ) ต่อ ระยะการเสียรูปทีจ่ ดุ วิบตั ิ (  u ) สามารถแสดงได้ในสมการ 4.9-2 y



(4.9-2)

u

ในการหาระยะการเสี ย รู ปที่ จุ ดครากและจุ ด วิ บัติ ส่ า หรั บ โครงสร้ า ง ได้ มี ผู้เ สนอวิ ธี การหา ต่าแหน่งทั้งสอง ได้แก่ R.Park (1995)[11] ทั้งนี้ ความเหนียวสามารถนิยามได้ว่า เป็นความสามารถของ องค์อาคารที่ยังคงสภาพ (ไม่พังทลาย) ได้ในช่วงการตอบสนองแบบไร้เชิงเส้นโดยปราศจากการสูญเสีย ก่าลังเพื่อการต้านทานแรงที่เกิดขึ้น วิศวกรโครงสร้างสามารถที่จะออกแบบให้โครงสร้างมีความเหนียว ได้ โดยการเลือกใช้วัสดุที่มีความเหนียวซึ่งจะช่วยให้โครงสร้างมีความสามารถต่อการเสียรูปได้อย่างมาก เช่น การใช้เหล็กเสริมในคอนกรีตเพื่อเพิ่มความเหนียวให้โครงสร้าง รวมทั้ง การให้รายละเอียดเหล็ก เสริมที่มีความเหมาะสม ตัวอย่าง 4.9 ค่านวณหาคาบการสั่นธรรมชาติของระบบดังแสดง (ไม่คิดน้่าหนักของเสารองรับ) W = 4.5 tons

พิจารณาเสายื่นรับแรงกระท่าเป็นจุดที่ปลาย 1   k

=

L3 3EI

=

153

L = 15 m

3  2 E 5  10  8.4 E  03 6

I = 8.4E-03 E = 2E+05 MPa

= 6.70E-7 m/N k

มวล ดังนั้น

m=

= 1.49E+06 N/m หรือ 1.49E+03 kN/m 4.5  1000 9.81 T

= 458.7 kg/(m/sec2) = 2

458.7 1.49 E  06

= 0.11 วินาที


www.yotathai.com


ตารางที่ 4.9-1 ค่าสติฟเนสของระบบโครงสร้างเสา หรือ คาน-เสา ระบบ

ค่าสติฟเนส (k, Stiffness)

u

F

k h

(กรณี ปลายเสายื่นอิสระหรือ มีคานยึดปลายอ่อน มากเทียบกับเสา)

u

F

k h

k

EIb

EIc

12EI h3

(กรณี ปลายเสามีคานหรือพื้นยึดที่แข็งมากเทียบ กับเสา) u

F

3EI h3

h

I 24 EI c 12   1  b 3 4I c h 12   4

กรณี พื้นแข็งมากเทียบกับเสา EI b  ,    ; k 

12 EI c 24 EI c  h3 h3 Columns



กรณี เสาแข็งมากเทียบกับพื้น EI c  ,   0 ; k 

3EI c 6 EI c  3 3 h Columns h



4.10 การค านวณแรงแผ่ น ดิ น ไหว : ขั้ น ตอนและสมการ, การเลื อ กใช้ ค่ า ตั ว คู ณ , แรงเฉือนที่ฐานออกแบบ, แรงแนวราบ การก่าหนดแรงกระท่าด้านข้างจากแผ่นดินไหวเพื่อใช้ในการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้าง อาคาร สามารถแบ่งออกเป็น 2 วิธี ได้แก่ - วิธีแรงสถิตเทียบเท่า (Equivalent Static Force Procedure) - วิธีพลศาสตร์ (Dynamic Analysis) สามารถแบ่งออกเป็น o วิธีสเปคตรัมของผลการตอบสนอง (Response Spectrum Method) o วิ ธี ค่านวณผลการตอบสนองของคลื่ นแผ่นดินไหวตามช่วงเวลา (Time History Analysis)


www.yotathai.com


ในที่นี้จะกล่าวเฉพาะวิธีการแรงสถิตเทียบเท่า ซึ่งมีข้อจ่ากัด ได้แก่ ต้องใช้กับอาคารที่มีรูปทรง สม่่าเสมอและอาคารที่ไม่สม่่าเสมอบางประเภทตามข้อก่าหนดของ UBC วิธีการดังกล่าวได้ถูกใช้ใน ข้ อ ก่ า หนด UBC1985, UBC1994 และ UBC1997[12] รวมไปถึ ง วิ ธี ก ารค่ า นวณแรงแผ่ น ดิ น ไหวใน กฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 ที่ใช้วิธีการ ค่านวณแรงเฉือนที่ฐานตามข้อก่าหนด UBC1985และได้ท่าการปรับปรุงในปี พ.ศ. 2550 โดยที่เนื้อหา หลั ก ที่ มี ก ารแก้ ไ ขคื อ การเพิ่ ม พื้ น ที่ ค วบคุ ม ซึ่ ง รวมกรุ ง เทพมหานครและปริ ม ณฑล (ดั ง แสดงใน เอกสารแนบท้าย) การค่านวณแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวตามกฎกระทรวงนี้ได้แบ่งพื้นที่เสี่ยงภัยจาก แผ่นดินไหวเป็น 3 บริเวณคือ บริเวณเฝ้าระวัง คือ 7 จังหวัดทางภาคใต้ บริเวณที่ 1 คือ พื้นที่ที่เป็นดินอ่อนมากที่อาจได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวในระยะไกล คือ กรุงเทพมหานครและปริมณฑลรวม 5 จังหวัด และ บริเวณที่ 2 คือ พื้นที่ที่อยู่ใกล้รอยเลื่อนที่อาจได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหว ได้แก่ จังหวัดทาง ภาคตะวันตกและจั ง หวั ดทางภาคเหนือ รวม 10 จั ง หวัด ซึ่ง ในกฎหมายนี้ได้บัง คับใช้กับอาคาร เช่น อาคารที่จ่าเป็นต่อสาธารณชน อาคารเก็บวัตถุอันตราย อาคารสาธารณะ สถานศึกษา อาคารที่มีความ สูงตั้งแต่ 15 ม. ขึ้นไป เป็นต้น โดยการค่านวณแรงเฉือนที่ฐาน (Base shear) เป็นการเทียบเท่าขนาด ของแรงแผ่นดินไหวที่เป็นแรงแบบพลศาสตร์เป็นแรงเฉือนที่ฐานที่เป็นแรงสถิต เรียกว่า การวิเคราะห์ แรงสถิตเทียบเท่า โดยขนาดแรงเฉือนเทียบเท่าตามสมการที่ (4.10-1) V = ZIKCSW

(4.10-1)

โดยที่ Z คือ ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มของแผ่นดินไหว มีค่าที่ไม่น้อยกว่า 0.19 ส่าหรับบริเวณที่ 1 และ 0.38 ส่าหรับบริเวณที่ 2 I คือ ตัวคูณเกี่ยวการใช้อาคาร ( I ) เป็นค่าที่ขึ้นอยู่กับความส่าคัญของอาคาร แสดงในตารางที่ 4.10-1 K คือ ค่าสัมประสิทธิ์ของโครงสร้างอาคารที่รับแรงในแนวราบขึ้นอยู่กับลักษณะทางโครงสร้าง และในมาตรฐาน มยผ.1301-50 แสดงรายละเอียดการเสริมเหล็กส่าหรับโครงต้านแรงดัดที่มีความ เหนียวจ่ากัด C คือ ค่าสัมประสิทธิ์ มีค่าขึ้นกับคุณสมบัติเชิงพลศาสตร์ คือค่าคาบธรรมชาติของอาคาร


www.yotathai.com


S คือ ค่าสัมประสิทธิ์ ขึ้นกับลักษณะของชั้นดินที่ตั้งอาคาร มีค่าตั้งแต่ 1.0 ส่าหรับหินถึง 2.5 ส่าหรับดินอ่อนมาก แสดงในตารางที่ 4.3-1 W คือ น้่าหนักของอาคารซึ่ง ต้องรวมวัสดุอุปกรณ์ที่ยึดกับอาคารโดยไม่ รวมน้่าหนักจรของ อาคารนั้นยกเว้นโกดังหรือคลังสินค้าต้องรวมร้อยละ 25 ของน้่าหนักจรของอาคารนั้นด้วย ตารางที่ 4.10-1 ค่าตัวคูณเกี่ยวกับการใช้อาคาร (I) ชนิดของอาคาร อาคารที่จ่าเป็นต่อความเป็นอยู่ของสาธารณชน อาคารที่เป็นที่ ชุมนุมคนครั้งหนึ่งๆ ได้มากกว่าสามร้อยคน อาคารอื่น ๆ

ค่าของ I 1.50 1.25 1.00

4.11 การรวมแรง ในกฎกระทรวง ฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2527, ออกตามความในพระราชบัญญัติ ควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522)[13] ได้เ สนอน้่ าหนัก ประลั ยส่ าหรับ การออกแบบอาคารคอนกรี ตเสริ ม เหล็ กตามทฤษฎี ก่า ลั ง ประลัยซึ่งก่าหนดให้ใช้น้่าหนักบรรทุกประลัย ดังต่อไปนี้  ส่าหรับส่วนของอาคารที่ไม่คิดแรงลม ให้ใช้น้่าหนักบรรทุกประลัย ดังนี้ U = 1.7 D + 2.0L

(4.11-1)

 ส่าหรับส่วนของอาคารที่คิดแรงลมด้วยให้ใช้น้่าหนักบรรทุกประลัยดังนี้ U = 0.75 (1.7 D + 2.0 L + 2.0W)

(4.11-2)

U = 0.9 D + 1.3 W

(4.11-3)

โดยให้ใช้ค่าน้่าหนักบรรทุกประลัยที่มากกว่าในการออกแบบ แต่ทั้งนี้ต้องไม่ต่ากว่าค่า น้่าหนัก บรรทุกประลัยใน (12.1) ด้วย U = น้่าหนักบรรทุกประลัย D = น้่าหนักบรรทุกคงที่ของอาคาร L = น้่าหนักบรรทุกจร รวมด้วยแรงกระแทก W = แรงลม ** หมายเหตุ : กรณีที่ค่านวณแรงแผ่นดินไหว (E) ให้แทนที่แรงลมโดยใช้ W = 1.1E HANSAPINYO | หน้าที่ 38 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


4.12 การคานวณแรงที่เกิดขึ้นในแต่ละชิ้นส่วน : ศูนย์กลางแรงต้าน และศูนย์กลาง มวล, แรงกระทาเยื้องและการบิด, ความแข็งของแผ่นไดอะแฟรม 4.12.1 ไดอะแฟรม (DIAPHRAGM) แรงในแนวราบที่ ก ระท่ า กั บ พื้ น ทุ ก ระดั บ ชั้ น จะถู ก ถ่ า ยเทสู่ อ งค์ อ าคารในแนวดิ่ ง เช่ น เสา ก่าแพงรับแรงเฉือน โครงค้่ายัน ฯลฯ โดยอาศัยก่าลังและความแข็งเกร็งของพื้นและหลังคา เรียกว่า ไดอะแฟรม ซึ่งเปรียบเสมือนคานลึกวางในแนวระดับโดยมีพื้นหรือหลังคาท่าหน้าที่เป็น WEB ของ อาคารและคานขอบนอกท่าหน้าที่ FLANGE และคานภายในท่าหน้าที่เป็นข้อต่อหรือ STIFFENERS โดยปกติถูกแบ่งออกเป็น 5 ประเภทตามความแข็งเกร็งของแต่ละชนิด ได้แก่  Rigid Diaphragm  Semi-rigid Diaphragm  Semi-flexible Diaphragm  Flexible Diaphragm  Very-flexible Diaphragm Diaphragm

Beam

รูปที่ 4.12-1 ไดอะแฟรม (DIAPHRAGM)

K£ACT}Qti

(ก) Flexible Diaphragm


www.yotathai.com


V

H

ร

f

R

R

\

(ข) Rigid Diaphragm

รูปที่ 4.12-2 ลักษณะของไดอะแฟรม ที่มา : http://nisee.berkeley.edu/lessons/arnold.html[14] 4.12.2 แรงบิดในอาคาร โดยปกติน้่าหนักด้านข้างที่กระท่ากับอาคารจะกระท่าผ่านต่าแหน่งจุดศูนย์กลางมวล (Center of Gravity, C.G.) แต่จุดต้านทานการเสียรูปจะผ่านต่าแหน่งศูนย์กลางแรงเฉือน (Center of rigidity, Shear Center, C.R.) ในการออกแบบอาคาร วิศวกรจะต้องออกแบบให้ต่าแหน่งของจุดศูนย์กลางของ มวลและจุดศูนย์กลางรวมของแรงต้านทาน มีต่าแหน่งที่ใกล้เคียงกัน เพราะถ้าหากต่าแหน่งมีการเยื้อง กันมากจะก่อให้เกิดแรงบิด (Torsion Force) ขึ้นในอาคาร ท่าให้อาคารเกิดบิดหมุนไปจากต่าแหน่งรอบ จุดศูนย์กลางของแรงต้านทาน เพราะแรงแผ่นดินไหวจะกระท่าผ่านจุดศูนย์กลางของมวล ซึ่งจะท่าให้ องค์อาคารเกิดการวิบัติได้ ดังแสดงในรูปที่ 4.12-3 ในการออกแบบอาคาร มาตรฐาน UBC และ มยผ.1301-54 ได้ก่าหนดระยะเยื้อง (Eccentric Distance, e) ระหว่างจุดศูนย์กลางมวลกับจุดศูนย์กลางแรงเฉือน ในแต่ละชั้นเท่ากับร้อยละ 5 ของ ความยาวด้ า นที่ ตั้ ง ฉากกั บ แรงกระท่ า เพื่ อ ใช้ ค่ า นึ ง ผลจากการบิ ด ซึ่ ง เรี ย กว่ า การบิ ด โดยบั ง เอิ ญ (Accidental Torsion) Diaphragm Rotation Increased

Displacement

Increased Displacement

PLAN Balanced Resistance No Torsion


PLAN Unbalanced Resistance Torsion Results

www.yotathai.com


รูปที่ 4.12-3 แรงบิดในอาคาร

stress concentration

of mass center of resistance center

ey ex

รูปที่ 4.12-4 แรงบิดในอาคารที่มีรูปทรงไม่ปกติ ที่มา : FEMA454(2006)

รูปที่ 4.12-5 การวิบัติของอาคารรูปทรงไม่ปกติจากผลของการบิด ที่มา : FEMA454(2006)


www.yotathai.com


4.13 การให้รายละเอียดโครงสร้าง : การเสริมเหล็กในอาคารคอนกรีต, รายละเอียด ในโครงสร้างเหล็ก, การแยกส่วนอาคาร, การเสริมกาลังพิเศษเพื่อความต่อเนื่อง 4.13.1 รายละเอียดโครงสร้าง การออกแบบอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวที่ดีจะต้องค่านึงถึงเสถียรภาพของอาคารเมื่อรับแรง แผ่นดินไหวซึ่ง เป็ นสิ่ง ส่าคัญที่วิ ศวกรโครงสร้างต้อ งค่านึง ถึง โดยปกติในโครงสร้างระบบเสา-คาน จะบังคับให้โครงสร้างคานเกิดการวิบัติก่อนเสาเพื่ออาคารจะไม่พังทลายแบบทันทีทันใด ในโครงสร้าง คสล. จะท่าการออกแบบโดยวิธีเสาแข็ง -คานอ่อน (Strong-column/Weak-beam) เพื่อให้มีการสลาย พลั ง งานในจุ ด ที่ เ กิ ด การวิ บั ติ ก่ อ น ซึ่ ง เรี ย กว่ า จุ ด หมุ น แบบพลาสติ ก (Plastic Hinge) ข้ อ ส่ า คั ญ อี ก ประการในการออกแบบโครงสร้างแผ่นดินไหวคือต้องป้องกันไม่ให้เกิดการวิบัติที่จุดต่อท่าได้โดยการเสริม เหล็กปลอกให้ถี่มากกว่าบริเวณกลางความยาวคานเพื่อเพิ่มความเหนียวในระบบโครงสร้างมากขึ้น

(ก) พฤติกรรมแบบ เสาอ่อน/คานแข็ง (ข) พฤติกรรมแบบ เสาแข็ง/คานอ่อน รูปที่ 4.13-1 พฤติกรรมของการออกแบบอาคาร ที่มา : : J.P. Moehle และคณะ (2008).[16]

รูปที่ 4.13-2 การเสริมเหล็กปลอกคาน จ

โ"

l Poorly confined


Improved confinement

_

«

_ร

fl

Well confined

www.yotathai.com


รูปที่ 4.13-3 การจัดวางเหล็กปลอกในหน้าตัดคอนกรีต

splice lep

Tensio รูปที่ 4.13-4 การเสริมเหล็กปลอกเสา ส่าหรับโครงสร้างเหล็กเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวก็ได้ใช้วิธีการออกแบบวิธีเสาแข็ง -คานอ่อน เช่นเดียวกัน โดยปกติจะแบ่งออกได้สองวิธีคือ การท่าให้จุดต่อแข็งขึ้นและการท่าให้คานอ่อนแอลง เพื่อ บังคับให้เกิดจุดหมุนแบบพลาสติกเกิดขึ้นในชิ้นส่วนคาน

(ก) การท่าให้คานอ่อนแอลง

(ข) การท่าให้จุดต่อแข็งขึ้น

รูปที่ 4.13-5 การบังคับให้เกิดจุดหมุนพลาสติกเกิดในชิน้ ส่วนคาน


www.yotathai.com


(ก) Reduced beam section connection

(ข) Welded unreinforced flange – welded web connection

(ค) Bolted flange plate connection

(ง) Bolted unstiffened extended end plate

(จ) Bolted stiffened extended end plate connections

(ฉ) welded to beam (ช) bolted to beam รูปที่ 4.13-6 รูปแบบจุดต่อโครงสร้างเหล็กระบบเสา-คาน ที่มา : R.O Hamburgerและคณะ (2009)[17] HANSAPINYO | หน้าที่ 44 ของบทที่ 4

www.yotathai.com


4.13.2 การแยกส่วนอาคาร, การเสริมกาลังพิเศษเพื่อความต่อเนื่อง ในการออกแบบอาคารที่มีลักษณะทางสถาปัตยกรรมที่มีลักษณะผิดปกติในแนวราบที่ไม่ สามารถหลี กเลี่ ยงได้ซึ่ง จะท่าให้ เ กิดผลจากการบิดของอาคารเมื่ อรับแรงแผ่นดินไหวและท่าให้เกิ ด การวิบัติบริเวณมุมด้านในของอาคาร วิศวกรโครงสร้างสามารถหลีกเลี่ยงการเสียหายในบริเวณดังกล่าว ได้โดยการแยกอาคารหรือการเสริมความแข็งในบริเวณดังกล่าว

(ก) การแยกส่วนอาคาร (ข) การเสริมก่าลังพิเศษ รูปที่ 4.13-7 การแยกส่วนอาคาร, การเสริมก่าลังพิเศษเพื่อความต่อเนื่อง


www.yotathai.com


เอกสารอ้างอิง [1]

[2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

[12] [13] [14] [15] [16]

กระทรวงมหาดไทย, กฎกระทรวง ก่าหนดการรับน้่าหนัก ความต้านทาน ความคงทนของ อาคารและพื้ นดิน ที่รองรับ อาคารในการต้า นทานแรงสั่น สะเทือนของแผ่น ดินไหว พ.ศ. 2550, 2550. กรมโยธาธิ ก ารและผั ง เมื อ ง, “มยผ.1301-54: มาตรฐานประกอบการออกแบบอาคาร เพื่อต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว”, กรมโยธาธิการและผังเมือง, 2554. กรมโยธาธิ ก ารและผั ง เมื อ ง, มยผ.1302-52: มาตรฐานการออกแบบอาคารต้ า นทาน การสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว, กรมโยธาธิการและผังเมือง, 2552. International Code Council, “IBC-2006: 2006 International Building Code”, 2006. Country Club Hills, Illinois. International Conference of Building Officials.“UBC1985: Uniform Building Code”, 1985, Whittier, CA. International Conference of Building Officials.“UBC1994: Uniform Building Code”, 1994, Whittier, CA. Federal Emergency Management Agency. “Designing for Earthquakes: A Manual for Architects, FEMA 454”, 2006, FEMA, Washington, D.C. W.F. Chen and Charles Scawthorn, “Earthquake Engineering Handbook” CRC PRESS:USA,(2003) http://detroit1701.org/Garfield%20Building.html, 28-4-2014. http://johnzlatnik.blogspot.com/2011_03_13_archive.html, 28-4-2014. R. Park, “Evaluation of Ductility of Structures and Structural Assemblages from Laboratory Testing”, Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering, Vol. 22, No. 3, 1989, pp. 155-166. International Conference of Building Officials. “UBC1997: Uniform Building Code”, 1997, Whittier, CA. กระทรวงมหาดไทย,กฎกระทรวงฉบั บที่ 6 (พ.ศ.2540) ออกตามความในพระราชบั ญญั ติ ควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522, 2540. http://nisee.berkeley.edu/lessons/arnold.html, 28-4-2014. Federal Emergency Management Agency. “Homebuilders’Guide to EarthquakeResistant Design and Construction, FEMA 232”, 2006, FEMA, Washington, D.C. Moehle, Jack P., Hooper, John D., and Lubke, Chris D. (2008). "Seismic design of reinforced concrete special moment frames: a guide for practicing engineers,"


www.yotathai.com


[17]

NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 1, produced by the NEHRP Consultants Joint Venture, a partnership of the Applied Technology Council and the Consortium of Universities for Research in Earthquake Engineering, for the National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD., NIST GCR 8917-1 Hamburger, Ronald O., Krawinkler, Helmut, Malley, James O., and Adan, Scott M. (2009). "Seismic design of steel special moment frames: a guide for practicing engineers," NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 2, produced by the NEHRP Consultants Joint Venture, a partnership of the Applied Technology Council and the Consortium of Universities for Research in Earthquake Engineering, for the National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD., NIST GCR 09-917-3


www.yotathai.com


หมวดวิชาวิศวกรรมวัสดุ


www.yotathai.com


www.yotathai.com

หมวดวิชาวิศวกรรมวัสดุ

ที่ปรึกษา

ศ.ดร. เอกสิทธิ์ ลิ้มสุวรรณ ศ.ดร. ชัย จาตุรพิทักษ์กุล รศ.ดร. พิชัย นิมิตรยงสกุล นายอนุชิต เจริญศุภกุล นายบุญรอด คุปติทัฬหิ

หัวหน้าหมวด

รศ.ดร. สุวิมล สัจจวาณิชย์

ผู้จัดทํา

ศ.ดร. อมร พิมานมาศ ผศ.ดร. วันชัย ยอดสุดใจ รศ.ดร. สมิตร ส่งพิริยกิจ ผศ.ดร. วิทิต ปานสุข ผศ.ดร. ธัชวีร์ ลีละวัฒน์ ผศ.ดร. ทวีชัย สําราญวานิช

www.yotathai.com

หมวดวัสดุก่อสร้าง (Construction Materials) 1. คํานํา 2. วัสดุโครงสร้าง 3. วัสดุทางวิศวกรรมโยธา 4. วัสดุอื่น 5. ตัวอย่างการใช้งานวัสดุโครงสร้าง

คอนกรีตเสริมเหล็ก เหล็กรูปพรรณ

รศ.ดร. สุวิมล สัจจวาณิชย์ ผศ.ดร. วันชัย ยอดสุดใจ รศ.ดร. อมร พิมานมาศ รศ.ดร. สมิตร ส่งพิริยกิจ ผศ.ดร. วิทิต ปานสุข ผศ.ดร. ธัชวีร์ ลีละวัฒน์ ผศ.ดร. ทวีชัย สําราญวานิช ที่ปรึกษา ศ.ดร.เอกสิทธ์ ลิ้มสุวรรณ ศ.ดร.ชัย จาตุรพิทักษ์กุล รศ.ดร.พิชัย นิมิตรยงสกุล นายอนุชิต เจริญศุภกุล นายบุญรอด คุปติทฬหิ

www.yotathai.com

หน้า 2

หมวดวัสดุก่อสร้าง

1. คํานํา เนื้อหาของคู่มือส่วนนี้เป็นการให้แนวทางการเตรียมความพร้อมในหมวดวิศวกรรมวัสดุ โดย มี ร ายละเอี ย ดประกอบด้ ว ยความรู้ พื้ น ฐานเกี่ ย วกั บ วั ส ดุ ห ลั ก ในงานก่ อ สร้ า ง การประยุ ก ต์ ใ ช้ อ ย่ า ง เหมาะสมและความรู้เฉพาะทางโดยเน้นหนักในสี่ระดับคือ ความรู้เบื้องต้น ความเข้าใจในความรู้นั้นๆ สามารถพิจารณาวินิจฉัยและวิเคราะห์ปัญหา เพื่อหาทางออกและนําไปสู่การประยุกต์ใช้ปฏิบัติอย่างมี ประสิทธิภาพและใช้ร่วมกับวัสดุอื่นหรือร่วมกับโครงสร้างส่วนอื่นที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นการพัฒนาความรู้ขึ้น ไปในระดับความชํานาญเฉพาะทางโดยเนื้อหาในแต่ละส่วนจะให้แนวทางการเตรียมความพร้อมและ ตัวอย่าง โดยส่วนสุดท้ายเป็นการยกตัวอย่างการใช้วัสดุสองชนิดในการก่อสร้างคือ การใช้คอนกรีตเสริม เหล็กและเหล็กรูปพรรณ วัสดุในงานก่อสร้างอาจแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม คือ วัสดุโครงสร้าง วัสดุทางวิศวกรรมโยธา และ วัสดุอื่นๆ ดังแสดงในรูปที่ 1-1 โดยวัสดุโครงสร้างเป็นกลุ่มวัสดุที่ใช้ในงานโครงสร้าง เช่น คอนกรีต ซึ่งประกอบด้วยปูนซีเมนต์ หิน ทราย น้ํา และสารผสมเพิ่ม เหล็ก ไม้ ไฟเบอร์ เป็นต้น ขณะที่วัสดุทาง วิศวกรรมโยธา เป็นกลุ่มวัสดุที่ไม่ได้ใช้เป็นวัสดุโครงสร้างแต่ใช้ในงานก่อสร้างเป็นวัสดุประกอบ เช่น กระจก หรือแอสฟัลติกส์คอนกรีตเป็นต้น กลุ่มวัสดุอื่น เป็นวัสดุที่นอกเหนือจากสองกลุ่มแรก เช่น ดิน กระเบื้อง เมทัลชีท เป็นต้น การทํางานวิศวกรรมโยธาในระดับสามัญวิศวกรในส่วนที่ต้องเกี่ยวข้องกับวัสดุ วิศวกรควรมี ความรู้เกี่ยวกับการเลือกวัสดุ ขั้นตอนและปัจจัยที่ต้องพิจารณา พฤติกรรมและคุณสมบัติของวัสดุที่ สําคัญทั้งที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการใช้งาน เช่น กําลัง stress-strain diagram (ดังแสดงในรูป ที่ 1-2) ความคงทนและคุณสมบัติอื่นๆ เช่น creep shrinkage เป็นต้น มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับ การทดสอบและเกณฑ์การยอมรับสําหรับการควบคุมคุณภาพ ลักษณะการใช้งานและผลกระทบจาก การดําเนินการก่อสร้างที่ไม่เหมาะสมต่อพฤติกรรมของวัสดุนั้นๆ รายละเอียดของแต่ละกลุ่มแสดงใน หัวข้อ 1-2 1-3 และ 1-4 วัสดุในงานก่อสร้ าง

วัสดุโครงสร้ าง

วัสดุทางวิศวกรรม โยธา

วัสดุอื่น

รูปที่ 1-1 การจําแนกวัสดุในงานก่อสร้าง อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสสดุกอ่ สร้าง หน้า 3

f c = 840

kg/cm2

-

- 800

f c

80

0.001

0.002

0.003

0.004

Strain, (mm/mm)

ค มพันธ์ระหว่าง strress-strain ของวัสดุต่างชนิ ง ด (ก) มววลรวม ซีเมนนต์เพสต์ รูปที่ 1-2 ความสั มอร์ตาร์ คอนกรี ค ต (ขข) คอนกรีตที่มีกําลังอัดต่างกั า น (ค) เหหล็กเส้น เหล็กรูปพรรณ

สสภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 4


2. วัสดุโครงสร้าง ในส่วนนี้เป็นการให้รายละเอียดระดับความเข้าใจ ตลอดจนแนวทางการเตรียมความพร้อมในงาน ส่วนวัสดุโครงสร้างหลักซึ่งใช้มากโดยวัสดุโครงสร้างได้แก่คอนกรีตซึ่งรวมถึงวัสดุองค์ประกอบที่ใช้ในงาน คอนกรีต ได้แก่ ปูนซีเมนต์มวลรวม (หิน ทราย) น้ํา สารผสมเพิ่มเหล็กและไม้ 2.1

ปูนซีเมนต์ ผู้เตรียมสอบควรมีความรู้เกี่ยวกับชนิดและการเลือกใช้ปูนซีเมนต์ให้เหมาะสมหรือสอดคล้องกับ ประเภทของงานมีความเข้าใจเกี่ยวกับประเภทของปูนซีเมนต์ กลไกที่เกิดขึ้นเมื่อปูนซีเมนต์ทําปฏิกิริยากับ น้ํา และความแตกต่างที่เป็นผลจากประเภทของปูนซีเมนต์ เพื่อเลือกให้เหมาะสมกับงานที่ต้องการใช้ เช่น หากต้องการถอดแบบเร็วหรือใช้กับงานคอนกรีตอัดแรงอาจเลือกใช้ปูนซีเมนต์ประเภทที่สาม หรือเข้าใจ ถึงทางเลือกอื่นที่ใช้ทดแทนกันได้ เช่น การเลือกใช้ปูนซีเมนต์ประเภทที่หนึ่งและสารเร่งการก่อตัว หรือ การให้ความร้อนในระดับที่เหมาะสมแก่ชิ้นส่วนคอนกรีตที่ผลิตด้วยปูนซีเมนต์ประเภทที่หนึ่งล้วนเพื่อเร่ง กําลังให้ถึงระดับที่ต้องการ เช่น การใช้การบ่มด้วยไอน้ําสําหรับผลิตภัณฑ์คอนกรีตสําเร็จรูปเป็นต้น ผู้เตรียมสอบควรเข้าใจถึงความเสียหายที่อาจเกิดจากการใช้ปูนซีเมนต์ที่ไม่เหมาะสม เช่น การใช้ ปูนซีเมนต์ปริมาณมากเกินไปในส่วนผสมหรือส่วนผสมปูนซีเมนต์มีปริมาณของสารองค์ประกอบบางอย่าง สูงเกินไป จะมีผลต่อปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอย่างเร็ว เกิดความร้อนสูงโดยเฉพาะในกรณีการเทคอนกรีตหลา หรื อ คอนกรีตขนาดใหญ่ซึ่งการสะสมความร้อนภายในที่เ กิดขึ้ น หากไม่มี การวางแผนป้อ งกั นที่ ดีพ อ อาจเกิ ด ปั ญ หาการแตกร้ า วตามมา หรื อ การมี อั ล คาไลน์ ใ นปู น ซี เ มนต์ สู ง อาจเป็ น ผลกระทบต่ อ การเสื่อมสภาพจากปฏิกิริยาระหว่างด่างกับมวลรวมหรือ ASR หากใช้หินหรือทรายที่มีแร่ธาตุที่ไวต่อ ปฏิกิริยาหรือมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหา เป็นต้น แม้ว่าโดยทั่วไปนิยมยอมรับการควบคุมคุณภาพปูนซีเมนต์จากผู้ผลิต แต่ในบางกรณี วิศวกรอาจ มีความจําเป็นต้องพิจ ารณาทดสอบคุณภาพของปูนซีเมนต์ในงานคอนกรีตซึ่งหารายละเอียดได้ตาม มาตรฐาน เช่ น มอก ASTM เป็ น ต้ น และหาแนวทางแก้ ไ ขในกรณี ที่ ปู นซี เ มนต์ ที่ใ ช้ แ สดงถึ ง ปัญ หา ความผิดปกติ 2.2

มวลรวม หินทราย ผู้เตรี ยมสอบควรมี ความเข้าใจเกี่ยวกับ หน้ าที่ของมวลรวม ได้แก่ หินและทราย ปัจ จัยหรื อ คุณสมบัติของหินและทรายที่มีผลต่อคุณสมบัติของคอนกรีตทั้งในด้านความสามารถในการทํางานได้ กําลัง และความคงทน เช่น ความแตกต่างของขนาดของหินและทรายว่าใช้เกณฑ์ใดเป็นเกณฑ์จําแนก และหากหินหรือทรายมีขนาดใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไปจะมีผลต่อคุณสมบัติของคอนกรีตหรือส่วนผสม

อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 5 อื่นอย่างไร เช่น การใช้หินที่มีขนาดใหญ่จะมีผลให้ใช้ซีเมนต์เพสต์น้อยลง แต่การใช้ทรายละเอียดที่มี ค่าโมดูลัสความละเอียดต่ํากว่าทรายหยาบมากมักทําให้ต้องการใช้ซีเมนต์เพสต์มากขึ้นในส่วนผสม มวลรวม มีผลต่อคอนกรีตสด เช่น การใช้มวลรวมเช่นหินหรือกรวดที่มีรูปร่างกลมหรือค่อนข้าง กลมมีผลให้ความสามารถในการทํางานได้ดีขึ้น แต่การใช้มวลรวมที่มีรูปร่างแบนยาวให้ผลในทางตรงกัน ข้ามเนื่องจากการขัดกันทางกล และยังมีผลต่อคุณสมบัติทางด้านกําลังและความคงทนทางอ้อม มวลรวมมีผลต่อ คอนกรีต ที่แข็ง ตัว แล้ วในด้ านกําลัง เช่น การเลื อกขนาดคละของมวลรวมที่ เหมาะสม มีผลต่อการให้ค่ากําลังคอนกรีตที่ดีโดยใช้ปริมาณซีเมนต์เพสต์ต่ําลง การเลือกใช้มวลรวม ขนาดเดียวที่เรียกว่า Gap grade นั้นต้องการซีเมนต์เพสต์มากขึ้นและมีค่ากําลังที่ด้อยลง นอกจากนั้นมวลรวมยังมีผลต่อความคงทนของคอนกรีต เช่น ในด้านการเลือกคุณสมบัติของมวล รวมหยาบที่เหมาะสมกับงาน งานถนนควรใช้มวลรวมที่มีความทนทานต่อการขัดสีที่ดี มีการสึกกร่อนต่ํา เช่น ควรมีค่าร้อยละของการสึกกร่อนต่ํากว่าร้อยละ 40 เมื่อทดสอบด้วยวิธีการขัดสีด้วยเครื่อง Los Angeles ขณะที่คอนกรีตงานอาคารอาจไม่ต้องใช้ข้อกําหนดเช่นนั้น หรือการปนเปื้อนของวัสดุเนื้ออ่อน เช่น ดิน Clay lump หรือเม็ดโคลน เศษถ่านหินหรือถ่านที่ปนมากับมวลรวมอาจทําให้เกิดการหลุด กะเทาะของมวลรวมบริเวณผิวหรือเมื่อสัมผัสความชื้น แร่ธาตุบางชนิดที่มีในมวลรวมอาจมีผลต่อการ ขยายตัวของคอนกรีตหรือการแตกร้าวของคอนกรีตในภายหลัง หรือการปนเปื้อนของคลอไรด์จากทราย ทะเล มีผลกระทบทางตรงต่อการเกิดคราบขาวของคอนกรีตหรือผลกระทบทางอ้อมต่อการเกิดสนิมของ เหล็กเสริมในคอนกรีตการปนเปื้อนของแร่ไพไรต์อาจทําให้เนื้อคอนกรีตบริเวณนั้นเกิดคราบสนิมและหลุด แตกเป็นจุดๆ ในเวลาต่อมา เป็นต้น หรือการใช้มวลรวมบางชนิด เช่น เกรย์แวค หรือ หินปูนบางชนิดที่ อาจไวต่อปฏิกิริยากับด่างในโพรงคอนกรีตทําให้เกิดการแตกร้าวภายในและการขยายตัวของคอนกรีตใน ภายหลัง เป็นต้น 2.3

น้ํา ผู้เตรียมสอบควรมีความเข้าใจเกี่ยวกับหน้าที่และความสําคัญของน้ําในกระบวน การทํางานทั้ง ก่อน ขณะและหลังจากเทคอนกรีต และผลกระทบต่อคอนกรีตทั้งในสภาพสดและแข็งตัวแล้ว เช่น หาก ต้องใช้น้ําในการล้างหิน หรือรดไม้แบบ น้ําควรมีคุณภาพอย่างไร และจะส่งผลต่องานคอนกรีตหรือไม่ คุณภาพของน้ําที่ใช้ผสมคอนกรีตควรเป็นอย่างไร หากมีข้อสงสัยควรตรวจสอบโดยพิจารณาจากเกณฑ์ ใดบ้าง เช่น เกณฑ์การก่อตัว เกณฑ์ของกําลังอัด และเกณฑ์ที่ใช้พิจารณาควรเป็นอย่างใดหากน้ํามีสาร แขวนลอยหรือมีค่า organic impurity สูงกว่าเกณฑ์ จะมีผลกระทบต่อคอนกรีตในด้านความสามารถใน การทํางานได้หรือกําลังอย่างไร ตัวอย่างเช่นเมื่อต้องใช้น้ําที่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับคุณภาพ ในการผสม คอนกรีต วิศวกรอาจต้องทดสอบน้ําในแง่ปริมาณสารแขวนลอย ความเป็นกรด ด่าง และทดลองผสม คอนกรี ต และดู ว่ า ระยะเวลาการก่ อ ตั ว แข็ ง ตั ว มี ก ารเปลี่ ย นแปลงไปมากน้ อ ยเพี ย งใด ตลอดจนมี สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 6


ผลกระทบต่อการลดกําลังหรือไม่ หากมีปัญหาต้องพิจารณาเกณฑ์ที่ยอมให้ประกอบ เช่นต้องไม่ต่ํากว่า ร้อยละ 90 ของกําลังคอนกรีตทีใช้น้ําสะอาดที่อายุ 7 และ 28 วัน หรือหาทางแก้ปัญหาทางอื่นเป็นต้น คุณภาพของน้ําที่ใช้บ่มคอนกรีต ควรมีความสะอาด หรือไม่ทําให้เกิดคราบ ผู้เตรียมสอบควร เข้าใจต่อผลกระทบหากใช้น้ําด้อยคุณภาพว่าเมื่อใช้งานแล้วเป็นอย่างไร มีผลดีหรือผลเสียต่อคอนกรีต เพราะหากใช้น้ําบ่มคอนกรีตที่มีสารปนเปื้อน หรือมีสารแขวนลอยขนาดเล็ก หรือมีคราบ ก็อาจมีผลต่อ คุณภาพผิวหน้าคอนกรีตเช่นเกิดรอยด่าง การแยกชั้นระหว่างคอนกรีตเก่าและใหม่ในกรณีที่ต้องมีการ ทํางานคอนกรีตต่อ 2.4

สารผสมเพิ่ม ผู้เตรียมสอบควรมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับชนิดของสารผสมเพิ่มทั้งทางเคมีและแร่ธาตุ ความ คล้ า ยคลึ ง และแตกต่ า ง กลไกและหน้ า ที่ ข องสารผสมเพิ่ ม และผลกระทบต่ อ คอนกรี ต ทั้ ง ในด้ า น ความสามารถทํางานได้และคุณสมบัติเมื่อแข็งตัวแล้ว และข้อควรระวังในการใช้งาน ความรู้เกี่ยวกับชนิ ดของสารผสมเพิ่มทางเคมี จะช่วยให้เลือกใช้งานได้อ ย่างเหมาะสม เช่น สารลดน้ํา สารลดน้ํา ปริมาณมาก สารเร่งหรือหน่วงการก่อตัว หรือสารที่มีคุณสมบัติมากกว่าหนึ่ง อย่างเช่นทั้งลดน้ําอย่างมากและหน่วงการก่อตัวเป็นต้น และการใช้มีข้อควรระวังอย่างไร ตัวอย่างเช่น การใช้ตามปกติมักเป็นการใช้ในปริมาณน้อย เช่น 1-2% โดยนําหนักของปูนซีเมนต์ หากมีการใช้มากกว่า ที่กําหนดโดยผู้ผลิตเนื่องจากความผิดพลาดในทางปฏิบัติจะมีผลต่อคอนกรีตอย่างไร เช่น อาจเกิดการไม่ แข็งตัวหรือไม่ หรือหากมีระยะเวลาก่อตัวนานกว่าปกติจะมีผลกระทบต่อกําลังของคอนกรีตหรือไม่ และ หากการก่อตัวของคอนกรีตนานผิดปกติวิศวกรหน้างานควรแก้ไขอย่างไร เป็นต้น สารผสมเพิ่มประเภทแร่ธาตุ ควรมีข้อระมัดระวังในการใช้อย่างไร ควรมีการตรวจสอบวัสดุและ คุณภาพของคอนกรีตอย่างใด และหากใช้จะมีผลกระทบต่อคอนกรีตสด และที่แข็งตัวแล้วในด้านกําลัง และความคงทนอย่างไร เนื่องจากสารผสมเพิ่มประเภทแร่ธาตุมีหลายประเภททั้งในเชิงพาณิชย์และเชิง วัสดุเหลือใช้ แต่ละประเภทมีข้อดีข้อด้อยที่แตกต่างกัน เช่น การเลือกใช้เถ้าลอยซึ่งเป็นวัสดุพลอยได้จาก หลายแหล่งที่มีคุณภาพแตกต่างกัน ดังนั้นคอนกรีตที่ผสมสารผสมเพิ่มทางแร่ธาตุชนิดเดียวกันกันอาจมี คุณสมบัติที่แตกต่างกันก็เป็นได้ ผู้ใช้ควรทราบข้อมูลใดบ้าง และควรทราบว่าเถ้าลอยส่วนใหญ่มีผลต่อ การพัฒนากําลังของคอนกรีตในระยะต้นค่อนข้างต่ําจากการเกิดปฏิกิริยาปอซโซลานิกที่ช้ากว่าแต่มีผลดี ต่อการพัฒนากําลังในระยะยาว ขณะที่ผลกระทบของซิลิกาฟูมซึ่งเป็นสารผสมเพิ่มชนิดแร่ธาตุประเภท เดียวกันที่มีขนาดอนุภาคเล็กมากมีผลต่อการพัฒนากําลังในระยะแรก 3-7 วันสูง ขณะที่มีผลกระทบต่อ กําลังในระยะยาวน้อย นอกจากนี้ควรทราบว่าการใช้ซิลิกาฟูมจําเป็นต้องใช้ร่วมกับสารลดน้ํา และอาจทํา ให้คอนกรีตมีความร้อนสูงขึ้น และมีการหดตัวแบบออโตจีเนียสสูงขึ้น ซึ่งควรให้ความใส่ใจเป็นพิเศษ เนื่องจากความร้อนอาจทําให้เกิดการแตกร้าวของคอนกรีต อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 7 นอกจากนั้นในการใช้สารผสมเพิ่มหลายชนิดร่วมกัน เช่น อาจใช้ทั้งสารผสมเพิ่มประเภทแร่ธาตุ ร่วมกับสารผสมเพิ่มทางเคมี หรือใช้สารผสมเพิ่มทางเคมีมากกว่าหนึ่งชนิด ควรมีข้อควรระวังอย่างไร เช่น ความเข้ากันได้และผลกระทบในระยะยาว เป็นต้น และเพื่อให้เกิดผลสูงสุดผู้ใช้จึงควรมีการทดลอง ผสมเพื่อตรวจสอบพฤติกรรมก่อนใช้ 2.5

คอนกรีต เนื่องจากคอนกรีตเป็นวัสดุหลักในงานก่อสร้างและมีความหลากหลายในด้านชนิด คุณสมบัติและ พฤติกรรม ซึ่งการเลือกใช้ให้เหมาะสมมีความสําคัญต่อการทํางานก่อสร้างและการใช้งานโครงสร้างนั้นๆ ผู้การทํางานวิศวกรรมโยธาในระดับสามัญวิศวกรจึงควรมีความรู้ความเข้าใจในหลักการเบื้องต้นและการ ขยายความรู้ในการประยุกต์ใช้คอนกรีตอย่างเหมาะสม ตลอดจนการเขียนข้อกําหนดของคอนกรีตให้ เหมาะสมกับความต้องการของงานได้ โดยแบ่งเป็นหัวข้อหลักๆ ดังนี้ (ก) แนวทางการเลือกประเภทคอนกรีตเพื่อใช้งานอย่างเหมาะสมเช่นการเทฐานรากขนาด ใหญ่แบบคอนกรีตหลาที่จะมีปัญหาเรื่องการเกิดความร้อนสะสมสูง ควรเลือกใช้คอนกรีตที่ให้ความร้อน ตํา หรือใช้คอนกรีตที่ให้กําลังสูงเร็วสําหรับงานที่ต้องการถอดแบบเร็ว การเลือกใช้คอนกรีตให้สอดคล้อง กั บ ความต้ อ งการของงานโดยเฉพาะในด้ า นกํ า ลั ง ซึ่ ง มี ผ ลกระทบต่ อ ลั ก ษณะหรื อ ขนาดของชิ้ น ส่ ว น โครงสร้าง เช่น การเลือกใช้คอนกรีตกําลังสูง 600 กก/ซม2 สําหรับงานเทเสาอาคารสูงมีผลต่อการลด ขนาดของเสาคอนกรีตลงได้ทําให้มีพื้นที่ใช้สอยเพิ่มขึ้น หรือหากใช้คอนกรีตนั้นออกแบบและเทคานก็จะได้ คานคอนกรีตที่มีช่วงยาวเพิ่มขึ้นหรือมีขนาดหน้าตัดเล็กลง เป็นต้นหรือการเลือกค่าความยุบตัว(slump) ให้ เ หมาะสมกั บ ประเภทของงานก่ อ สร้ า ง เช่ น คอนกรี ต ที่ จ ะใช้ เ ทเสาหรื อ องค์ อ าคารที่ เ สริ ม เหล็ ก หนาแน่นควรเลือกส่วนผสมที่มีค่าความสามารถทํางานได้หรือค่าความยุบตัวสูงอย่างเหมาะสมซึ่งโดย ปกติจะมีค่าสูงกว่าคอนกรีตที่ใช้เทพื้น เป็นต้น การเลือกค่าความยุบตัวสูงนั้นหากได้มาจากการกําหนด ปริมาณน้ําเพียงอย่างเดียว ก็ต้องคํานึงถึงปัญหาอื่นที่จะตามมาเช่นกําลังตําลง หรือการแยกตัวของ คอนกรีตด้วย และค่าความยุบตัวสูงอาจออกแบบได้โดยไม่จําเป็นต้องใช้ปริมาณน้ําสูง แต่วิศวกรอาจ เลือกใช้สารผสมเพิ่มทางเคมี เช่น สารลดน้ําหรือสารลดน้ําปริมาณมากเข้าช่วย หรือแม้แต่การเลือกใช้ เถ้าลอยในส่วนผสมคอนกรีตอย่างเหมาะสม เช่น เถ้าลอยที่มีรูปร่างกลมก็จะช่วยให้ค่าความสามารถ ทํางานได้หรือค่าความยุบตัวสูงกว่าเถ้าลอยที่มีรูปร่างไม่แน่นอน เป็นต้น นอกจากนั้นวิศวกรยังต้องสามารถเขียนข้อกําหนดของคอนกรีตให้เหมาะสมกับความต้องการของ งาน เช่น การใช้งานคอนกรีตในสภาพแวดล้อมทะเลควรกําหนดอัตราส่วนของน้ําต่อซีเมนต์ (w/c) หรือ อัตราส่วนน้ําต่อวัสดุประสาน (w/b) ไม่เกิน 0.4-0.45 โดยเข้าใจถึงเหตุผลที่อยู่เบื้องหลัง เช่น เนื้อ คอนกรีตที่ได้จะมีความทึบแน่นที่ดี มีช่องว่างต่ําซึ่งทําให้การเคลื่อนที่ของคลอไรด์ไอออนช้าลง หรือความ ให้เคลื่อนเข้าสู่ภายในได้ยากขึ้นเป็นผลให้เกิดสนิมช้าลง เป็นต้น สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 8


(ข) มีความเข้าใจถึงข้อดีข้อด้อย ปัจจัยที่เกี่ยวข้อง พฤติกรรมของคอนกรีตและพฤติกรรม เมื่อใช้ร่วมกับวัสดุอื่น เช่นผู้เตรียมสอบควรรู้ถึงจุดอ่อนจุดแข็งของคอนกรีต เช่น มีคุณสมบัติด้านการรับ กําลังอัดที่ดี แต่มีกําลังรับแรงดึงหรือแรงดัดต่ําซึ่งทําให้ต้องนําวัสดุที่รับแรงดึงได้ดีเช่นเหล็กเสริม เข้ามา ใช้ร่วม ขณะที่จุดอ่อนของคอนกรีตอีกประการหนึ่งคือ การมีเสถียรภาพทางปริมาตรที่ไม่ดีนัก เนื่องจาก คอนกรีต ได้รับผลกระทบจากการเสี ยน้ําสู่สภาพแวดล้อมได้ ง่าย หากมีส่ ว นผสมที่ไ ม่เ หมาะสมหรือ กระบวนการทํางานที่ไม่ระมัดระวังการเสียน้ําสู่สภาพแวดล้อมอาจทําให้เกิดการหดตัวระหว่างที่คอนกรีต ยั ง อยู่ ใ นสภาพสดหรื อ กึ่ ง แข็ ง กึ่ ง เหลว (plastic shrinkage) หรื อ หลั ง จากแข็ ง ตั ว แล้ ว (drying shrinkage) ซึ่งหากการหดตัวดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นโดยอิสระ เช่นมีการยึดรั้งจากภายใน จากชิ้นส่วน โครงสร้างอื่นๆ ก็จะทําให้เกิดหน่วยแรงดึงในเนื้อคอนกรีต ซึ่งหากเกิดขึ้นสูงกว่าที่คอนกรีตจะรับได้ใน ขณะนั้น คอนกรีตก็จะเกิดการแตกร้าวขึ้น ถ้าไม่ป้องกันหรือแก้ไขเมื่อเกิดรอยร้าวขึ้นแม้ในช่วงแรกจะเป็น เพียงรอยร้าวตื้นๆ และไม่มีผลต่อความแข็งแรงหรือปัญหาทางโครงสร้าง แต่หากปล่อยไปนานๆ ก็อาจมี ผลต่อความคงทนของโครงสร้างส่วนนั้นและเลยต่อไปถึงการลดกําลังหรือความสามารถในการใช้งาน ตามวัตถุประสงค์ที่ลดลงเป็นต้น ผู้เตรียมสอบควรเข้าใจถึงปัจจัยที่มีผลต่อคุณสมบัติและพฤติกรรมของคอนกรีตเช่นอิทธิพลของ ค่า w/c หรือ w/b ที่มีผลกระทบต่อปริมาณช่องว่างที่จะมีในคอนกรีตที่แข็งตัวแล้ว และมีผลต่อค่ากําลัง อัดโดยตรงถ้า w/c หรือ w/b มีค่าสูง คอนกรีตจะมีปริมาณช่องว่างสูง มีช่องว่างขนาดใหญ่และมีกําลัง ตลอดจนความคงทนลดลงเมื่อเทียบกับคอนกรีตที่ใช้ค่า w/c หรือw/b ที่ต่ํากว่า ซึ่งความรู้เหล่านี้เป็น ปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกสัดส่วนผสมอย่างเหมาะสม นอกจากนั้ น การใช้ร่ ว มกั บ วัส ดุ อื่ นเช่น เถ้ า ลอย หรือ ซิลิ ก าฟู ม ทํ า ให้พ ฤติ ก รรมของคอนกรี ต เปลี่ ย นไปทั้ ง ในช่ ว งคอนกรี ต สดและคอนกรีต ที่ แ ข็ง ตั ว แล้ ว เช่ น คอนกรี ต ผสมเถ้ าลอยส่ ว นใหญ่จ ะมี ความสามารถในการทํางานได้ดีขึ้น มีการเยิ้มนําน้อยลง ทําให้สามารถบ่มได้เร็วขึ้น แต่กําลังในช่วงต้นจะ ตํากว่าคอนกรีตล้วน ขณะที่กําลังในระยะยาวสูงขึ้น ขณะที่คอนกรีตผสมซิลิกาฟูมจะมีความสามารถใน การทํางานได้ลดลงมากทําให้ต้องใช้ร่วมกับสารลดนํา มีการพัฒนากําลังดีมากทําให้กําลังในช่วงต้น3-7 วันสูงขึ้นกว่าคอนกรีตล้วนแต่กําลังที่อายุ 28 วันอาจไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก (ค) การตรวจสอบ การสุ่มตัวอย่างให้เป็นตัวแทนคอนกรีตทั้งรุ่นผสมที่เหมาะสม วิธีการ ทดสอบเพื่อควบคุมคุณภาพคอนกรีตข้อควรระวังในการทดสอบควรเป็นอย่างไรและปัจจัยใดบ้างที่มีผล ต่อผลการทดสอบ การแปลผลทดสอบและเกณฑ์ที่ต้องรู้ในการกําหนดการทดสอบและเกณฑ์ที่ใช้ในการ ยอมรับหรือปฏิเสธการใช้งานคอนกรีตและ/หรือผลทดสอบ เช่นเกณฑ์สําหรับระยะเวลาการใช้งาน คอนกรีตสดที่ยอมได้ ตลอดจนการแก้ไขปัญหาหากไม่เป็นไปตามเกณฑ์ หรือหากได้ผลการทดสอบ กําลังของแท่งตัวอย่างมาตรฐานต่ํากว่าเกณฑ์ควรปฏิบัติอย่างไร นอกจากนั้นยังต้องเข้าใจและสามารถ อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 9 เลือกการทดสอบที่สอดคล้องกับการใช้งานและสภาพแวดล้อมที่นําไปใช้ เช่นความสามารถทํางานได้ของ คอนกรี ต แต่ ล ะชนิ ด ซึ่ ง อาจมี ก ารทดสอบและเกณฑ์ ต่ า งจากคอนกรี ต ปกติ เช่ น คอนกรี ต ไหล หรื อ คอนกรีตบดอัด เป็นต้น นอกจากการทดสอบคุ ณ สมบัติทั่ว ไป เช่น ค่ า กําลั ง อั ดแล้ ว อาจมีความจํา เป็ นต้ อ งเพิ่ม การ ทดสอบอื่นๆ อีก เช่นการทดสอบเกี่ยวกับความคงทนเพื่อให้มั่นใจว่าคอนกรีตมีคุณสมบัติทั้งด้านกําลัง และด้ า นความคงทนที่ เ หมาะสมกั บ สภาพแวดล้ อ มที่ใ ช้ง านเฉพาะ เช่ น การทดสอบการซึ ม ผ่ า นของ คลอไรด์ หรือซัลเฟตโดยรายละเอียดหลักการทดสอบและเกณฑ์ที่ใช้อาจหาอ่านจากมาตรฐานต่างๆ เช่น มอก. ASTM เป็นต้น (ง) ข้อควรระวังเกี่ยวกับวัสดุนั้นๆและการประยุกต์สําหรับงานที่นําไปใช้ตลอดจนข้อควร ระวังในระหว่างการทํางานเพื่อให้ได้ผลตามต้องการและการแก้ไขเมื่อไม่เป็นไปตามที่คาดผู้เตรียมสอบ ควรมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการทํางานที่เหมาะสมซึ่งมีความสําคัญต่อคุณภาพของคอนกรีตที่ได้ เช่น เข้าใจเกี่ยวกับเทคนิคการลําเลียง การเท และการจี้เขย่าคอนกรีตอย่างเหมาะสม ซึ่งการเลือกใช้มี ความสําคัญหรือมีผลกระทบต่อคุณภาพของคอนกรีตที่แข็งตัวแล้ว เช่นหากดําเนินการเทอย่างไม่ถูกต้อง อาจทําให้เกิดการแยกตัวของคอนกรีตได้ ซึ่งทําให้โครงสร้างคอนกรีตที่ได้มีสมบัติด้อยกว่าที่ได้กําหนดไว้ ที่สําคัญคือจะต้องมีความเข้าใจว่าการเติมน้ําในคอนกรีตสดเพื่อให้มีการลําเลียง การเท และการจี้เขย่า ง่ายขึ้น เป็นสิ่งไม่ควรทําอย่างยิ่งเนื่องจากจะส่งผลให้คอนกรีตมีสมบัติที่ด้อยลงอย่างมาก นอกจากนี้ควร มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการบ่มคอนกรีต และเทคนิคการบ่มแบบต่างๆ ควรเข้าใจว่าการบ่มเป็น กระบวนการที่สําคัญต่อการพัฒนากําลังของคอนกรีตและยังส่งผลต่อความทนทานของคอนกรีตในระยะ ยาวอีกด้วย ความเข้าใจที่ถูกต้องต่อการทํางานมีผลต่อการลดความเสียหายหรืออุบัติเหตุที่จะเกิดขึ้นในงาน ก่อสร้างโดยตรง ตัวอย่างเช่นควรเข้าใจว่าการถอดแบบหล่อและค้ํายันของโครงสร้างทั่วไปควรมีอายุขั้น ต่ําของคอนกรีตเท่าใดจึงไม่มีผลต่อความเสียหายของคอนกรีต การถอดข้างแบบเร็วเกินไปโดยไม่ระวัง อาจทํ า ให้ ค อนกรี ต บิ่ น หรื อ การถอดแบบหรื อ ถอดค้ํ า ยั น เร็ ว เกิ น ไปอาจเกิ ด ความไม่ ป ลอดภั ย ได้ นอกจากนั้นควรคํานึงว่าโครงสร้างซึ่งมีค้ํายันค้างอยู่บางส่วนหรือถอดออกทั้งหมดแล้ว จะสามารถรับ แรงหรือโมเมนต์ที่จะเกิดขึ้นได้โดยไม่แตกร้าวหรือไม่ เช่น การถอดแบบแบบหล่อท้องพื้นควรทําเมื่อ คอนกรีตมีอายุอย่างน้อย 14 วัน ขณะที่แบบหล่อท้องคานอาจต้องนานกว่านั้นคือ 21 วันเป็นต้น นอกจากนั้นหากมีการกองวัสดุบนโครงสร้างคอนกรีต หลังจากการถอดค้ํายันแล้ว จะต้องตรวจสอบ ความสามารถของโครงสร้างว่าเพียงพอหรือไม่ หากไม่พอต้องหลีกเลี่ยง เพราะเคยมีการเกิดการถล่ม ของพื้นที่กองวัสดุหลังการถอดแบบแล้ว เช่น พื้นคอนกรีตที่เทเสร็จ เกิดถล่มจากการกองอิฐจํานวนมาก

สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 10


ในการก่อสร้าง หากต้องมีการค้ํายันกลับ (Reshoring) ซึ่งเป็นการใส่ค้ํายันกลับคืนอีกครั้งหนึ่ง เพื่อรองรับน้ําหนักโครงสร้างหลังการถอดไม้แบบและค้ํายันของโครงสร้างคอนกรีตออกแล้ว ต้องคงค้ํา ยันนี้จนกระทั่งคอนกรีตมีผลทดสอบกําลังอัดถึงเกณฑ์ที่กําหนดไว้ กิจกรรมนี้ต้องมีการวางแผนไว้ก่อน และต้องได้รับการอนุมัติจากวิศวกรแล้ว จึงทําได้ โดยโครงสร้างนั้นต้องไม่รับน้ําหนักบรรทุกเกินกว่าที่ กําหนดให้ ทั้งนี้ต้องทําการค้ํายันกลับโดยเร็วที่สุดภายหลังจากการถอดแบบหล่อและค้ํายันแล้ว โดย ต้องไม่รับน้ําหนักบรรทุกจรก่อนการค้ํายันกลับยกเว้นมีการตรวจสอบว่าไม่เกินความสามารถรับน้ําหนัก ของโครงสร้างคอนกรีตขณะนั้น คอนกรี ตพิ เศษในปัจ จุ บันมี การใช้คอนกรีต ที่มีคุณสมบัติ พิเศษมากขึ้นเช่น คอนกรี ตกํ าลัง สูง คอนกรีตที่ต้องเทปริมาณมากคอนกรีตที่ไหลได้ง่ายหรืออัดแน่นด้วยตัวเอง เป็นต้น ผู้เตรียมสอบจึงควร มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับคอนกรีตพิเศษเหล่านี้ในหลักการเบื้องต้น คุณสมบัติพิเศษ การเลือกใช้ให้ เหมาะสมกับงาน ข้อควรระวัง การเขียนข้อกําหนดก่อสร้าง การควบคุมคุณภาพของคอนกรีต การสุ่ม ตั ว อย่ า ง วิ ธี ใ ช้ แ ละเกณฑ์ กํ า หนดในการประเมิ น ผลเพื่ อ การยอมรั บ หรื อ ปฏิ เ สธการใช้ ง าน และ การแก้ปัญหา ดังรายละเอียดในหัวข้อ7.2.5.1 และ 7.2.5.2 ตลอดจนเข้าใจถึงการเสื่อมสภาพของ คอนกรีตซึ่งเป็นผลจากธรรมชาติคอนกรีต การออกแบบหรือเลือกวัสดุ ส่วนผสม หรือสภาพแวดล้อม ไม่เหมาะสม ซึ่งผู้เตรียมสอบควรมีความรู้ความเข้าใจถึงสาเหตุของความเสียหาย การเสื่อมสภาพของ คอนกรี ต และโครงสร้ า งคอนกรี ต และผลกระทบจากวั ส ดุ ที่ เ ป็ น องค์ ป ระกอบ ผลจากการทํ า งาน ต่ อ การเสื่ อ มสภาพ ความสามารถการใช้ ง านหรื อ ความปลอดภั ย ของโครงสร้ า ง ควรมี ค วามรู้ ว่ า สภาพแวดล้อมแบบไหนที่เสี่ยงต่อการเสื่อมสภาพของโครงสร้างคอนกรีตได้บ้าง เพื่อที่จะสามารถที่จะ ออกแบบคอนกรีตที่มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมนั้นๆ ได้ นอกจากนี้ควรมีความรู้ความสามารถใน การวินิจ ฉั ยเบื้อ งต้ นถึง สาเหตุข องการเสื่ อ มสภาพของโครงสร้ างคอนกรี ต ได้ และควรจํ า แนกได้ ว่ า การเสื่อมสภาพนั้นเป็นไปทางโครงสร้างหรือไม่ นอกจากนี้ควรสามารถดําเนินการตรวจสอบอย่างง่ายได้ และสามารถเสนอวิธีการแก้ไขได้ในกรณีที่ทําได้โดยควรจําแนกได้ว่าการเสื่อมสภาพนั้นเป็นสาเหตุจาก ทางโครงสร้างหรือไม่ หากมีสาเหตุจากทางโครงสร้างเช่นองค์อาคารรับน้ําหนักมากเกินกว่าที่ออกแบบ ทําให้เกิดรอยแตก ร้าว จําเป็นต้องมีการแก้ไขสาเหตุก่อนที่จะซ่อมแซม เป็นต้น หากไม่ได้เกิดจากสาเหตุ ทางโครงสร้างก็ต้องหาสาเหตุความเสียหาย หรือการเสื่อมสภาพนั้นก่อน เพื่อให้แก้ไขหรือซ่อมแซมได้ ตรงจุด ตัวอย่างเช่นการเสื่อมสภาพของคอนกรีตจากการเกิดสนิมของเหล็กเสริมมีสาเหตุหลัก เช่น คลอไรด์ ปัญหานี้อาจเกิดได้ทั้งจากภายในโดยการใช้วัสดุที่มีการปนเปื้อนจากคลอไรด์ หรือ เป็นผล ของคลอไรด์จากแหล่งภายนอก ที่แพร่ หรือเคลื่อนผ่านคอนกรีตเข้ามา จนถึงระดับเหล็กเสริม และทําให้ ฟิล์มออกไซด์ที่เคลือบป้องกันเหล็ก เสียหายจนเมื่อมีสภาวะแวดล้อมที่เอื้อต่อการเกิดสนิมครบเช่นมี อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 11 ความชื้น ออกซิเจน และความต่างศักย์ไฟฟ้า เหล็กก็จะเริ่มเกิดสนิม ผลกระทบมาจากการเกิดสนิมของ เหล็กเสริมก็คือ เหล็กที่เกิดสนิม มีปริมาตรมากกว่าเหล็กเดิม ทําให้คอนกรีตเกิดแรงดันภายในและหาก มีค่าเกินกว่าที่คอนกรีตรับได้ ก็จะเกิดการแตกร้าวตามมา ขณะเดียวกันการเกิดสนิมของเหล็กอาจเป็น ผลมาจากกระบวนการเกิดคาร์บอเนชันจากการแทรกซึมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านเข้าไปในเนื้อ คอนกรีตได้เช่นกัน ซึ่งมีผลต่อการลดค่า pH ของสารละลายในโพรงคอนกรีต ซึ่งหาก pH ลดลงต่ํา ประมาณ 9-10 ที่ ระดับเหล็กเสริม ก็จะทําให้ฟิล์มออกไซด์ที่เคลือบป้องกันเหล็ก เสียหายเช่น เดียวกับ การเกิดปัญหาจากคลอไรด์เช่นกัน ทําให้เกิดสนิมเหล็กตามมา ดังนั้นวิศวกรจึงควรหาสาเหตุที่แท้จริง ของความเสียหายก่อน เพื่อให้การแก้ไขมีประสิทธิภาพตามต้องการ 2.5.1 คอนกรีตหลา (Mass Concrete) ผู้ เ ตรี ย มสอบควรมี ค วามรู้ใ นการทํ า งานคอนกรี ต หลา ซึ่ง เป็นการเทคอนกรีต ปริ ม าณมากๆ ในคราวเดี ย วกั น ในแบบหล่ อ ที่ มี รู ป ทรงหนา เช่ น ฐานราก เสาหรื อ กํ า แพงที่ ห นามาก และเขื่ อ น ซึ่ ง ความร้ อ นภายในของคอนกรี ต จะไม่ ส ามารถระบายออกสู่ บ รรยากาศภายนอกได้ อ ย่ า งสะดวก มีการสะสมความร้อนภายในเนื้อคอนกรีต จนเกิดความแตกต่างอุณหภูมิที่ผิวภายนอกกับแกนกลางของ คอนกรีตในปริมาณมาก หากอุณหภูมิของคอนกรีตสูงกว่า 70oC หรือความแตกต่างของอุณหภูมิ o คอนกรีตบริเวณผิวและแกนกลางมากกว่า 20 C จะทําให้คอนกรีตแตกร้าวเนื่องจากความแตกต่างของ อุณหภูมิ โดยอาจเกิดภายหลังจากที่คอนกรีตแข็งตัวแล้ว หรือแม้กระทั่งการเกิด delayed ettringite formation (DEF) จนทําให้คอนกรีตแตกร้าวภายหลังจากการก่อสร้างเป็นเวลาหลายๆ ปี ผู้เตรี ยมสอบควรเข้าใจถึง วิธีการปฏิ บัติเพื่อป้องกันปัญหาดังกล่าวเช่น การทํากําบังลมและ กําบัง แดด การพ่ น ละอองน้ํา ป้ อ งกั นการแห้ ง ที่ ผิ วหน้ า คอนกรีต หรื อ บ่ ม คอนกรี ต ให้เ ร็ว ที่ สุด เท่ า ที่ จะทําได้ หรือแม้แต่การลดอุณหภูมิของคอนกรีตสดให้ไม่เกิน 30oC ก่อนการเท โดยการออกแบบ ส่วนผสม หรือการจัดการที่เหมาะสม เช่นการฉีดน้ํา และทํากําบังแดดให้กับกองมวลรวม การให้น้ําเย็น ผ่านท่อน้ําที่ขดอยู่ภายในกองมวลรวม การใช้สารผสมเพิ่ม เช่น ปอซโซลาน การใช้น้ําแข็งผสมน้ําหรือใช้ เกร็ดน้ําแข็งผสมระหว่างการผสมคอนกรีตเพื่อลดอุณหภูมิ การจัดเวลาเทคอนกรีตในตอนกลางคืน และ การใช้แบบหล่อที่นําความร้อนต่ํา ยืดเวลาหุ้มคอนกรีตให้นานขึ้น และหุ้มผิวบนด้วยวัสดุที่เก็บความร้อน ได้ และเอาออกได้เมื่อความร้อนของภายในคอนกรีตและบริเวณผิวแตกต่างกันไม่เกิน 20oC เป็นต้น 2.5.2 คอนกรีตสําหรับสิ่งแวดล้อมทะเล (Marine concrete) โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่ตั้งอยู่ในสภาพสิ่งแวดล้อมทะเล เช่น บริเวณชายฝั่งหรือในทะเล มักเกิดปั ญหาการเสื่ อมสภาพเนื่องจากเหล็ กเสริมภายในเกิ ดสนิม และดันเนื้อ คอนกรีต ที่หุ้มแตกร้าว เสียหายจนกระทั่งอาจทําให้โครงสร้างวิบัติได้ ซึ่งทําให้อายุการใช้งานของโครงสร้างสั้นกว่าที่ควรและ ต้องเสียงบประมาณสําหรับการซ่อมแซมและบํารุงรักษาจํานวนมาก สาเหตุหลักของปัญหานี้เกิดจาก สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 12


เกลือคลอไรด์ (Chloride) ในน้ําทะเลแทรกซึมเข้าไปในคอนกรีตและสะสมที่ผิวเหล็ก จนกระทั่งเหล็ก เสริ ม สู ญ เสี ย ความต้ า นทานการเกิ ด สนิ ม (Depassivation) กระบวนการเกิ ด สนิ ม จึ ง เกิ ด ขึ้ น ดั ง นั้ น การเลือกใช้คอนกรีต สําหรับโครงสร้างที่ตั้งอยู่ในสภาพสิ่งแวดล้อมทะเลจึงต้องเลือกใช้คอนกรีตมีความ ทึบแน่นสูงหรือความพรุนต่ํา โดยทั่วไปคือคอนกรีตที่มีอัตราส่วนน้ําต่อวัสดุประสานไม่เกิน 0.50 และ หากมีความเสี่ยงรุนแรงต่อการเกิดสนิมก็ต้องใช้คอนกรีตที่มีอัตราส่วนน้ําต่อวัสดุประสานไม่เกิน 0.45 นอกจากนี้อาจพิจารณาเพิ่มความสามารถในการยึดจับคลอไรด์ของคอนกรีตให้สูงขึ้นด้วยการใช้เถ้าลอย แทนที่บางส่วนของวัสดุประสานในคอนกรีตด้วย โดยเถ้าลอย (Fly ash) เป็นสารปอซโซลานที่มีมากใน ประเทศไทย สามารถช่วยเพิ่มความทึบแน่นของคอนกรีตและช่วยเพิ่มความสามารถยึดจับคลอไรด์ไม่ให้ ทําอันตรายต่อเหล็กเสริม โดยทั่วไปคอนกรีตสําหรับสิ่งแวดล้อมทะเลควรมีค่าปริมาณประจุไฟฟ้าที่ไหล C1202 ไม่เกิน 2,000 คูลอมป์ จึงจะ ผ่านคอนกรีตโดยทดสอบตามวิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM ถือว่าต่ํา ซึ่งหมายถึงคอนกรีตมีความต้านทานการแทรกซึมคลอไรด์ที่ดี นอกจากนี้ในน้ําทะเลยังมีเกลือ ซัลเฟต (Sulfate) ซึ่งมีจํานวนมากเป็นอันดับสองรองจากเกลือคลอไรด์ โดยเกลือซัลเฟตจะทําอันตราย ต่อเนื้อคอนกรีตโดยตรงทําให้เนื้อคอนกรีตขยายตัวและสูญเสียกําลัง ซึ่งสามารถป้องกันได้ด้วยการ เลือกใช้คอนกรีตมีความทึบแน่นและการใช้เถ้าลอยแทนที่บางส่วนของวัสดุประสานในคอนกรีตเช่นกัน ทั้งนี้สามารถศึกษาการออกแบบคอนกรีตให้มีความคงทนต่อสิ่งแวดล้อมทะเลได้จากมาตรฐาน งานคอนกรีตเมื่อพิจารณาความคงทนและอายุการใช้งานของกรมโยธาธิการและผังเมือง 2.6

เหล็ก ผู้เตรียมสอบควรมีความรู้เกี่ยวกับชนิดของเหล็กที่ใช้ในงานก่อสร้างและสามารถจําแนกประเภท ของเหล็กได้ เช่น เหล็กเส้นเสริมคอนกรีต เหล็กรูปพรรณ ลวดเหล็กเสริมคอนกรีตอัดแรง และเหล็ก พิเศษ เช่น เหล็กสแตนเลส เป็นต้น ตลอดจนมีความรู้เกี่ยวกับลักษณะการซื้อขายที่เป็นไปตามน้ําหนัก มีความรู้เกี่ยวกับกระบวนการผลิต และวัสดุองค์ประกอบบ้าง โดยเฉพาะเหล็กเส้นเสริมคอนกรีตที่มีทั้ง เหล็กกลมและเหล็กข้ออ้อย ทั้งที่ได้รับมาตรฐานกระทรวงอุตสาหกรรม (มอก.) ซึ่งมีการควบคุมคุณภาพ ให้เป็นไปตามเกณฑ์ และควรทราบถึงอันตรายจากการใช้เหล็กที่ไม่ได้รับมาตรฐาน มอก. เช่น เหล็กที่ ผลิตจากโรงงานขนาดเล็กหรือเหล็กที่มีขนาดหรือน้ําหนักด้อยกว่าข้อกําหนดซึ่งนิยมใช้ในการก่อสร้าง โครงการขนาดเล็กที่ไม่มีการระบุหรือข้อกําหนดที่ชัดเจน หรือไม่มีการควบคุมคุณภาพระหว่างก่อสร้าง 2.6.1 เกณฑ์ที่ใช้ตรวจสอบคุณภาพ ผู้ เ ตรี ย มสอบควรรู้ ถึ ง เกณฑ์ ที่ ใ ช้ ต รวจสอบคุ ณ ภาพของเหล็ ก เช่ น ขนาดเส้ น ผ่ า ศู น ย์ ก ลาง น้ําหนักต่อหน่วยความยาว เส้นรอบรูป ชั้นคุณภาพ ความหนาของมิติต่างๆ ในกรณีของเหล็กรูปพรรณ และประเภทของเหล็ก เช่น เหล็กรีดร้อน รีดเย็นหรือเหล็ก Light gauge เพื่อประโยชน์ในการตัดสินใจ


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 13 เลือกใช้อ ย่างเหมาะสมตรงกับความต้ องการของงานซึ่ง รายละเอียดหาได้ จ ากมาตรฐานต่างๆ เช่น ASTM,JIS, BS และ มอก เหล็ กเส้น เสริ ม คอนกรีต เหล็ ก ที่ ใ ช้ เ สริ ม ร่ ว มกับ คอนกรีต มี ห ลายชั้ นคุ ณ ภาพ ซึ่ ง ผู้ เ ตรี ย ม ความพร้อมควรเข้าใจถึงความแตกต่าง เกณฑ์การพิจารณายอมรับหรือปฏิเสธการใช้งาน และการนํา ความรู้เหล่านั้นไปใช้งานจริง เช่น การพิจารณาตรวจสอบคุณภาพเหล็ก เป็นต้นเหล็กเส้นเสริมคอนกรีตมี ทั้งเหล็กเส้นกลมเหล็กข้ออ้อย และเหล็กรีดซ้ํา เหล็กเส้นกลมมีชั้นคุณภาพเดียว คือ SR24 ที่มีค่าความเค้นดึงที่จุดครากไม่น้อยกว่า 2400 กก/ ซม2 มีขนาด 6, 9, 12, 15, 19, 22, 25 มม. เป็นต้น นอกจากเหล็กเส้นกลมตามปกติแล้ว ในเชิง พาณิชย์ยังมีเหล็กรีดซ้ําซึ่งผลิตขึ้นจากการนําเหล็กอื่นมาทําการรีดซ้ํา โดยทั่วไปผลิตใช้เป็นเหล็กเส้นกลม ที่ใช้สัญลักษณ์ RRB และมีคุณภาพตามเกณฑ์ต่ํากว่าเหล็ก RB ทั่วไป การก่อสร้างขนาดกลางหรือ ขนาดใหญ่ที่มีการควบคุมคุณภาพที่ดีไม่ยอมให้ใช้เหล็กชนิดนี้ ขณะที่เหล็กข้ออ้อยมีหลายชั้นคุณภาพ ได้แก่ SD30, SD40 และ SD50 ซึ่งการ เลือกใช้มีผลกระทบต่อการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เช่น การเลือกใช้เหล็กชั้นคุณภาพสูง เช่น SD40, SD50 ควรใช้ร่วมกับคอนกรีตที่มีกําลังอัดสูงเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดและมีความ สอดคล้องกับวิธีที่ใช้ออกแบบ เช่น หากเลือกใช้เหล็กข้ออ้อยชั้นคุณภาพ SD50 ซึ่งมีค่าความเค้นดึงที่จุด คราก (yield strength) ไม่น้อยกว่า 5000 กก/ซม2การออกแบบตามวิธีหน่วยแรงใช้งานกําหนดให้ใช้ค่า กําลังออกแบบ 0.5 fy แต่ไม่เกิน 1700 กก/ซม2 ซึ่งทําให้ไม่สามารถใช้กําลังออกแบบ ตามคุณภาพของ เหล็ ก ชั้ น คุ ณ ภาพนี้ อ ย่ า งเต็ ม ที่ เป็ น ต้ น นอกจากนั้ น พึ ง ระลึ ก ว่ า ลั ก ษณะการทํ า งานมี ผ ลกระทบต่ อ ประสิทธิภาพที่จะได้ เช่น เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด การต่อเหล็กเสริมที่รับแรงดึงในการก่อสร้าง ควรต่อทาบในตําแหน่งที่เหล็กเสริมเกิดแรงอัด และไม่ควรต่อเหล็กเสริมในตําแหน่งเดียวกันทั้งหมด เนื่องจากทําให้เกิดจุดอ่อนในองค์อาคารนั้น เช่นการต่อเหล็กเสริมในเสา ควรพิจารณากําหนดตําแหน่ง ต่อทาบในลักษณะฟันปลาที่ห่างกันมากพอ ลวดเหล็กเสริมคอนกรีตอัดแรง (Prestressing Steel) ลวดเหล็กที่ใช้ร่วมกับคอนกรีตอัดแรงใน กลุ่มนี้เป็นพวก high strength steel ที่อาจอยู่ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง ดังนี้คือ ลวดเหล็กเป็นเส้น (wire) ลวดเหล็กเป็นกลุ่ม (strand) หรือแบบแท่ง (bar) เหล็กโครงสร้างเป็นเหล็กที่ใช้ในงานก่อสร้างต่างๆ ในลักษณะชิ้นส่วนโครงสร้างโดยตรงเช่น ใช้ เป็นคาน เสา หรือชิ้นส่วนในโครงข้อถัก ในสะพาน อาคาร หรือโครงสร้าง อาจแบ่งออกเป็น 4 ชนิด คือ (ก) Carbon Steel, High-Strength Low Alloy Steel, Heat Treated Constructional Alloy Steels และ Cold-Formed Steel สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 14

หมวดวัสดุก่อสร้าง (ข) Carbon Steel ที่ใช้ในงานเหล็กรูปพรรณ เช่น ASTM A36 (ค) High-Strength Low Alloy Steel มีหลายชนิด ได้แก่ High-Strength Low Alloy Structural Steel, High-Strength Low Alloy Structural Manganese Vanadium Steel และ High-Strength Low Alloy Columbian-Vanadium Steel of Structural Quality (ง) Cold-Formed Steel เป็นเหล็กโครงสร้างที่ได้จากการนําเหล็กแผ่น (sheet) หรือเหล็กแถบ (strip) มาขึ้นรูปจึงมีคุณสมบัติและวัตถุประสงค์การใช้งานที่ต่างไปจากเหล็กสามชนิดข้างต้น

2.6.2 รูปร่างและลักษณะการใช้ ผู้เตรี ยมสอบควรมี ความรู้เ กี่ ยวกับ เหล็กที่มีขายในเชิงพาณิช ย์ เช่น ชั้นคุณภาพ รูปร่าง ซึ่ง เลือกใช้ตามวัตถุประสงค์ เช่นเหล็กเส้นเสริมคอนกรีต โดยทั่วไปมีสองลักษณะ คือ หน้าตัดเป็นรูปกลม (เหล็กเส้นกลม) และหน้าตัดกลมที่มีบั้งหรือครีบนูนขึ้นมา(เหล็กข้ออ้อย) เพื่อประโยชน์ในการยึดเกาะกับ คอนกรีตที่ดีขึ้น ลวดเหล็กอัดแรง ที่ใช้ในงานคอนกรีตอัดแรงทั้งระบบอัดแรงก่อนและอัดแรงทีหลัง มีทั้งที่เป็น เส้นเดี่ยว มีหน้าตัดกลม มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 4.8 มม. – 7 มม. (0.192" – 0.276") และ ลวดเหล็กเป็นกลุ่มประกอบขึ้นจากกลุ่มลวด 3, 4 และ 7 เส้น ตามชนิดที่ระบุ เช่น 7 wire strand ซึ่ง เป็นชนิดที่นิยมใช้มาก เป็นกลุ่มลวดที่ประกอบด้วยกลุ่มลวด 6 เส้นพันรอบเส้นที่เป็นแกนกลาง1 เส้น เหล็กรูปพรรณที่ใช้เป็นชิ้นส่วนรับแรงในโครงสร้าง เช่น คาน อาจมีรูปร่างที่ผลิตขายหลายแบบ เช่น เป็นรูปกล่อง เป็นรูปตัวไอ ตัวซี หรือเป็นเหล็กฉาก (angle) ขณะที่การใช้ในโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น สะพาน อาจต้องใช้เหล็กแผ่นหรือเหล็กอื่นมาประกอบกันขึ้นเป็นคานขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างหรือขนาด ใหญ่ เช่ น รู ป กล่ อ งขนาดใหญ่ หรื อ รู ป ตั ว ไอ เพื่ อ ให้ มี ค วามสามารถในการรั บ แรงกระทํ า ได้ ต าม วัตถุประสงค์หรือการตัดสินใจเลือกชิ้นส่วนเหล็กที่มีลักษณะรูปร่างพิเศษที่มีส่วนริม พับงอมีรูปร่างเฉพาะ เพื่อให้สามารถประกอบยึดต่อกับแผ่นอื่นเพื่อใช้เป็นเข็มพืดกันดิน เป็นต้น การใช้งานเหล็กรูปพรรณ อาจใช้ในลักษณะองค์อาคารรับแรงดึงหรือแรงอัด ซึ่งนอกจากจะขึ้นกับคุณสมบัติของวัสดุโดยตรงแล้วยัง ขึ้นกับรูปร่าง พฤติกรรมของชิ้นส่วนโครงสร้างนั้นๆ (เช่น การเกิดการโก่งเดาะ ซึ่งมีรายละเอียดในหมวด วิศวกรรมโครงสร้าง) รวมถึงคุณสมบัติและพฤติกรรมของจุดต่อหรือรอยต่อด้วย (ซึ่งมีรายละเอียดใน ส่วนของวิศวกรรมโครงสร้าง) การออกแบบรอยต่อที่ไม่เหมาะสมอาจมีผลรุนแรงถึงขั้นโครงสร้างวิบัติได้ ในบางกรณี ผู้เตรียมสอบควรมีความเข้าใจถึงปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกใช้ชนิดและรูปร่างของเหล็กโครงสร้าง ให้สอดคล้องต่อความต้องการ เช่น เมื่อต้องการใช้งานโครงสร้างที่มีช่วงยาว รับน้ําหนักไม่มากนัก และ อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 15 ต้องการน้ําหนักเบา อาจเลือกใช้เหล็กรูปพรรณขนาดเล็กมีความหนาไม่มากนักมาประกอบเป็นโครงสร้าง ข้อถักเพื่อลดน้ําหนักทั้งหมดของโครงสร้างส่วนนั้น โดยยังคงรับแรงได้ตามต้องการ เป็นต้น 2.6.3 คุณสมบัติของเหล็ก คุณสมบัติที่จําเป็นต้องทราบ และมีความสําคัญในการออกแบบ ตลอดจนมีผลต่อพฤติกรรมของ โครงสร้างได้แก่ความเค้นดึงที่จุดคราก (yield strength) ความเค้นดึงสูงสุด (ultimate strength) ความยืด (elongation) คุณสมบัติดัดเย็น (cold bend) และเกณฑ์ที่ใช้ ที่มีผลกระทบต่อพฤติกรรมของ องค์อาคารทางอ้อมตลอดจนพฤติกรรมหรือความสัมพันธ์ระหว่าง stress-strain ของเหล็ก เหล็กเส้นเสริมคอนกรีต คุณสมบัติบางประการอาจสังเกตได้ง่ายจากการทดสอบ เช่น ค่า yield stress ซึ่งเป็นค่าที่อ่านได้ ณ จุดที่กําลังไม่มีการเพิ่มหรือเริ่มลด ขณะที่มีการเสียรูปเพิ่มขึ้น (upper yield point) และจุดที่กําลังมีค่าต่ําสุดก่อนที่กําลังจะเริ่มเพิ่มขึ้นอีก (lower yield point) แต่ในบางครั้ง อาจมองไม่เห็นจากการทดสอบ จึงอาจต้องใช้วิธีการกําหนดค่าการยืดตัวเพื่อใช้หาค่า yield strength เช่น กําหนดที่ 0.2% offset เป็นต้น ค่า E (modulus of elasticity) ของเหล็กที่ใช้ในการออกแบบ คือ 2,040,000 กก/ซม2 ซึ่งมีค่า สูงกว่าค่า E ของคอนกรีตประมาณ 10 เท่า เกณฑ์ต่ําสุดของความยืดของเหล็กเส้นเสริมคอนกรีต ที่กําหนดในมาตรฐานขึ้นอยู่กับชั้นคุณภาพ ที่มีความสัมพันธ์กับพฤติกรรมที่ใช้ในการออกแบบเพื่อให้องค์อาคารนั้นมีการยืดตัวได้เหมาะสมและ สอดคล้องกันทั้งคอนกรีตและเหล็กเสริม โดยไม่นําไปสู่การวิบัติแบบเปราะที่ไม่พึงประสงค์ เช่น มอก. กํา หนดค่ า ความยื ด ต่ํ า สุ ด ไม่ น้ อ ยกว่ า ร้ อ ยละ 21 สํา หรั บ เหล็ ก เส้ น กลม หรื อ ไม่ น้ อ ยกว่ า ร้ อ ยละ 17 สําหรับเหล็กเส้นข้ออ้อย SD30 และหากมีคุณภาพสูงขึ้น ค่าความยืดของเหล็กจะมีการกําหนดค่าลดลง เช่น สําหรับเหล็ก SD50 มอก. กําหนดเกณฑ์ความยืดไม่น้อยกว่าร้อยละ 14 เป็นต้น เหล็กรูปพรรณ ค่ากําลังรับแรงดึงอาจแตกต่างกันตามชั้นคุณภาพที่เลือกใช้ แต่ค่า E มีค่า ต่างกันน้อย ในการทดสอบเพื่อตรวจสอบคุณภาพใช้การเตรียมตัวอย่างโดยไสเหล็กแผ่นที่ตัดมาจาก เหล็กรูปพรรณ ที่ต้องการทราบค่าคุณสมบัติข้างต้น ให้มีลักษณะส่วนกลางแคบกว่าส่วนบ่า โดยมีขนาด และรัศมีความโค้งตามมาตรฐาน เพื่อป้องกันความเข้มข้นของหน่วยแรง (stress concentration) และ ทําให้เกิดการวิบัติในบริเวณที่กําหนดและได้ค่าที่แท้จริง อย่างไรก็ตาม เหล็กบางชนิด เช่น Cold-Formed Steel การพิจารณาค่าคุณสมบัติบางประการ อาจต่างไปจากเหล็กรูปพรรณทั่วไป เช่น กําลังล้า (fatigue strength) และความต้านทานการวิบัติแบบ เปราะอาจมีความใกล้เคียงและเกี่ยวข้องกับค่ากําลังดึง (tensile strength) มากกว่าค่ากําลังคราก (yield strength) แต่เนื่องจากงานก่อสร้างที่ใช้ Cold-Formed Steel มักไม่ได้เป็นโครงสร้างที่ต้องรับ สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 16


น้ํา หนั ก บรรทุ ก ซ้ํ าๆ และส่ ว นใหญ่เ ป็ น โครงสร้ า งค่ อ นข้ า งบาง ซึ่ง ผลกระทบจากความบางมี ผ ลต่ อ การพัฒนา tri-axial stress condition ที่มักเป็นจุดสําคัญสําหรับการวิบัติแบบเปราะ นั้นมักพิจารณา รวมไว้ใช้ Code แล้ว ขณะที่ความยืดหยุ่น (ductility) มีความสําคัญสําหรับเหล็กประเภทนี้ โดยเฉพาะ ในเชิงของการขึ้นรูปซึ่งมักต้องใช้รัศมีความโค้งน้อยและต้องการให้มีการแตกร้าวต่ํา เป็นต้น ลวดเหล็กอัดแรง กลสมบัติต่างๆ ขึ้นอยู่กับชนิดลวดเหล็กอัดแรงแบบเส้น (wire) พฤติกรรม อาจไม่แสดงถึง yield point ในขณะทดสอบอย่างชัดเจนเหมือนเหล็ก mild steel ที่ใช้เสริมคอนกรีตส่วน ใหญ่ ค่า min. yield strength จึงมักกําหนดค่าจากที่ความยืดร้อยละ 1 (วิธี Total Elongation) และ ค่ากําลังครากต่ําสุดระหว่าง 13,160 – 14,000 กก/ซม2 โดยมีค่าการยืดตัวต่ํากว่าเหล็กเสริมคอนกรีต คือ มีค่ากําหนดต่ําสุดระหว่างร้อยละ 5 – 6 เมื่อวิบัติ และมีค่าอย่างน้อยร้อยละ 4 ที่จุดคราก ค่า E โดยประมาณอยู่ระหว่าง 1,890,000 – 1,960,000 กก/ซม2 ซึ่งมีค่าต่ํากว่าเหล็กเส้นเสริมคอนกรีตทั่วไป ลวดเหล็กอัดแรงแบบกลุ่มลวด มีทั้งชนิดกําลังสูงปกติและกําลังสูงพิเศษ มีขนาดตั้งแต่ 1/4"– 0.6"โดยมักนิยมใช้ชนิดกลุ่มลวด 7 เส้นเป็นส่วนใหญ่ ค่า E ไม่ต่างกันมากนักโดยมีค่าระหว่าง 1,960,000 – 2,100,000 กก/ซม2 แบบกลุ่มลวดที่มีกําลังสูงปกติ หรือชนิด 250 K มีค่ากําลังดึงต่ําสุด 250,000 psi หรือ 17,500 กก/ซม2 แต่กลุ่มลวดที่มีกําลังสูงพิเศษ เช่น ชนิด 270 K มีค่ากําลังดึงต่ําสุดสูงขึ้นที่ 270,000 psi หรือ 18,900 กก/ซม2 นอกจากนั้นยังมีชนิดกําลังสูงพิเศษที่เรียกว่า “stabilized strand” ที่ใช้อุณหภูมิการผลิตต่ําลง ทําให้ yield strength มีค่าสูงขึ้น และ relaxation ลดลงค่อนข้างมาก จึงเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าเป็น “lowrelaxation strand” 2.7

ไม้ แม้ว่าในปัจจุบันมีความนิยมในการใช้ไม้ในงานก่อสร้างน้อยลงบ้างเนื่องจากความจํากัดของวัสดุที่ มีมากขึ้น มีวัสดุอื่นให้เลือกใช้มากขึ้นและมีความเหมาะสมกว่า แต่งานโครงสร้างบางอย่างหรืองาน ก่อสร้างบางประเภทยังคงใช้ไม้เป็นองค์อาคารหลักหรือใช้ในงานโครงสร้างชั่วคราวอยู่ ดังนั้นผู้เตรียม สอบจึงควรมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับไม้เพื่อนําไปใช้งานได้อย่างเหมาะสม เช่น มีความเข้าใจเกี่ยวกับ ชนิดของไม้ ขนาดที่มีขายในท้องตลาด คุณสมบัติ ข้อดีและข้อด้อย ตลอดจนการติดตั้งที่เหมาะสม เป็นต้น


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 17 2.7.1 ชนิดและรูปแบบ และขนาด ชนิดของไม้มีความสําคัญเนื่องจากไม้เป็นวัสดุธรรมชาติที่นํามาแปรรูปและมีความผันแปรในเนื้อ ไม้ได้มาก การใช้งานจึงควรเลือกตามการแบ่งประเภทซึ่งมีผลต่อการเลือกกําหนดช่วงของคุณสมบัติที่จะ นํามาพิจารณาใช้งาน ไม้แปรรูปอาจแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ ไม้เนื้ออ่อน และไม้เนื้อแข็ง ซึ่งรวมถึงไม้เนื้อแกร่งด้วย ไม้เนื้ออ่อนเป็นไม้ที่มีเนื้ออ่อน แปรรูป ตัดหรือตบแต่งได้ง่าย มีกําลังต่ํา มักเป็นไม้โตเร็ว เช่น ไม้กระบาก ไม้ยาง มักนิยมใช้กับงานชั่วคราวหรืองานที่ไม่ใช่งานโครงสร้าง ไม้เนื้อแข็งและไม้เนื้อแกร่งมักมีเนื้อแข็ง ปานกลางจนถึงเนื้ อแกร่ งมาก มีเนื้อแน่น รั บกําลังได้ดีกว่าไม้เ นื้อ อ่อ นมาก เช่น ไม้ต ะเคียน ไม้ แดง เป็นต้น ลักษณะเนื้อไม้ในบริเวณต่างๆ มีผลกระทบต่อคุณสมบัติของไม้ เช่น แก่นไม้มีความแข็งแรง ทนทานกว่าส่วนที่เป็นกระพี้ที่เป็นแหล่งสะสมอาหารของต้นไม้ นอกจากการใช้ในลักษณะไม้แปรรูปแล้ว ยังมีการนําไม้มาใช้ในลักษณะไม้ประดิษฐ์ซึ่งเป็นไม้ที่ผ่าน กระบวนการผลิตขึ้นในระบบอุตสาหกรรม โดยใช้ส่วนประกอบจากไม้เป็นหลัก เช่น ไม้อัด ซึ่งใช้ไม้ที่มี ตําหนิน้อยผ่านกรรมวิธีทําให้อ่อนตัว และทําเป็นแผ่นบางก่อนนํามาวางซ้อนเป็นแผ่นโดยมีแนวเสี้ยนไม้ ขวางตั้งฉากสลับกันจํานวน 3 – 7 ชั้น แล้วอัดเข้ากันด้วยกาวจนเป็นแผ่นหนาขึ้น ในปัจจุบันยังมีการนําเศษชิ้นส่วนไม้ขนาดเล็กมาแปรรูปโดยใช้ร่วมกับวัสดุอื่น เช่น ซีเมนต์ เพื่อ ผลิตซีเมนต์บอร์ดหรือไม้เทียม หรือใช้ร่วมกับพลาสติกเพื่อผลิตเป็นไม้พลาสติก ซึ่งมีข้อดี ข้อด้อยและกล สมบัติต่างจากไม้ตามธรรมชาติ การนําไม้มาใช้งานโครงสร้างอาจเป็นขนาดระบุ (Nominal size) ซึ่งขนาดจริงมีขนาดเล็กกว่า ขนาดระบุ และนิยมใช้เป็นขนาดในการจําหน่ายและคิดราคา หรือระบุเป็นขนาดที่ไสแล้ว นอกจากนั้น ไม้อาจนํามาใช้เป็นไม้แบบทั้งไม้แปรรูปแบบแผ่นและไม้อัดหรือใช้เป็นไม้ค้ํายันในงานก่อสร้าง ซึ่งเป็นงาน ชั่วคราวแม้จะสามารถนํามาใช้ซ้ําได้หลายครั้ง แต่ในกรณีที่ใช้เป็นไม้แบบหากไม้นั้นไม่ได้ผ่านกระบวนการ ใดๆ การสัมผัสกับภาวะเปียกสลับแห้งอาจทําให้เกิดการบิดงอเสียหายได้ และทําให้จํานวนครั้งที่จะใช้ได้ ลดลงโดยทั่วไปหากนําไม้ผ่านกระบวนการอัดสารเคมีที่เหมาะสมด้วยความดันจะทําให้ไม้มีความทนไฟ ทนแมลง หรือคงทนดีขึ้น ปัญหาหนึ่งของการใช้ไม้ คือ ขนาดและความเสียหายที่เกิดจากการตัดทอนได้ง่ายหากไม่มีการ วางแผนที่เหมาะสม โดยเฉพาะการใช้ไม้ในงานชั่วคราว เช่น ทําไม้แบบหรือค้ํายัน ซึ่งมีผลต่อค่าใช้จ่ายที่ เพิ่มขึ้น


www.yotathai.com

หน้า 18


2.7.2 คุณสมบัติ ในการนําไม้มาใช้งานอย่างเหมาะสม ผู้ใช้งานควรมีความเข้าใจถึงกลสมบัติและธรรมชาติของไม้ ซึ่งทิศทางของเสี้ยน ความบกพร่องตามธรรมชาติ เช่น ตาหรือรอยแตกในเนื้อไม้ ความไม่สม่ําเสมอหรือ ความเสียหายจากแมลง และความชื้น ซึ่งสิ่งเหล่านี้มีผลต่อกลสมบัติและพฤติกรรมของไม้เป็นอย่างมาก และมีผลทําให้ต้องเลือกใช้ค่าอัตราส่วนปลอดภัยที่สูงกว่าวัสดุทางวิศวกรรมอื่นๆ ที่มาจากกระบวนการ ผลิตเป็นอุตสาหกรรม กลสมบั ติ ข องไม้ ที่ ต้ อ งสนใจพิ จ ารณา ได้ แ ก่ ความหนาแน่ น ค่ า ความถ่ ว งจํ า เพาะ (ถพ.) ความชื้นของไม้ กําลังรับแรงอัด กําลังรับแรงดึง กําลังรับแรงดัด ทั้งขนาดเสี้ยนและตั้งฉากกับเสี้ยนไม้ ค่า E ค่ากําลังรับแรงเฉือน เป็นต้น ซึ่งกลสมบัติเหล่านี้บางชนิดขึ้นกับทิศทางการทดสอบและเกี่ยวข้อง กับทิศทางของเสี้ยนไม้อย่างมาก ทั้งยังขึ้นกับชนิดของไม้ด้วย ค่าความถ่วงจําเพาะของไม้เนื้ออ่อนมากถึงอ่อนปานกลางมักมีค่าต่ํากว่า 1 แต่หากเป็นไม้เนื้อแข็ง ถึงแข็งมากจะมีค่าความถ่วงจําเพาะใกล้เคียงกับ 1 หรือสูงกว่าเป็นส่วนใหญ่ เช่น ไม้เต็ง จัดเป็นไม้เนื้อ แข็งมีค่าความถ่วงจําเพาะ 1.07 เป็นต้น ปริมาณความชื้นของไม้มีผลต่อกลสมบัติอื่นๆ และพฤติกรรมการโก่งงอ การบิด เมื่อนําไปใช้งาน และไม้ค่อยๆ แห้ง ไม้ที่มีความชื้นสูงมีผลต่อการลดค่ากําลังและหากมีการเปลี่ยนแปลงความชื้นมากจะ ทําให้ไม้บิดงอได้ โดยทั่วไปควรใช้ไม้ในสภาวะแห้ง มีความชื้นไม้เกินร้อยละ 19 ขณะที่ไม้สดมีความชื้นสูง กว่าประมาณ 2 – 2.7 เท่า กลสมบัติของไม้ที่สําคัญ ได้แก่ กําลังรับแรงอัด แรงดัด แรงเฉือน แรงดึง และค่า E ตลอดจน พฤติกรรมในการวิบัติที่ได้รับผลกระทบจากทิศทางของเสี้ยนไม้อย่างมาก เช่น พฤติกรรมความสัมพันธ์ ระหว่างหน่วยแรงและหน่วยการยึดตัว (stress – strain) ของไม้จะมีลักษณะคล้ายหรือเข้าใกล้วัสดุ เปราะหากใช้แรงกระทําในทิ ศทางขนานเสี้ยน แต่ หากให้ แรงกระทํ าในทิศทางตั้ง ฉากกั บ เสี้ยนจะมี พฤติกรรมเข้าใกล้วัสดุเหนียวมากขึ้น ในการทดสอบไม้มักมองไม่เห็นจุดครากชัดเจนเหมือนเหล็ก จึงนิยมกําหนดจุด Proportional Limit (PL) หรือจุดสุดท้ายที่กําหนดว่าหน่วยแรงและหน่วยการยึดตัวมีความสัมพันธ์ในลักษณะเชิงเส้น เช่น ไม้เต็งซึ่งเป็นไม้เนื้อแข็ง มีค่าหน่วยแรงดัดที่จุด PL และหน่วยแรงดึงขนานเสี้ยน 924 กก/ซม2 มี ค่า E ที่ยอมให้อยู่ในค่าที่เปลี่ยนแปลงไม่มากนัก เช่น ค่า E ของไม้เต็งที่ยอมให้ใช้ ค่า 112,300 กก/ซม 2 ซึ่งเป็นค่าที่ยอมให้สําหรับไม้เนื้อแข็ง เป็นต้น


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 19 2.8

ไฟเบอร์ (fiber) เส้นใยที่ใช้ในงานก่อสร้างมีหลายรูปแบบ ทั้งที่เป็นเส้นใยสั้นๆที่เติมในกระบวนการผสมคอนกรีต ทําให้ได้วัสดุพิเศษที่มีคุณสมบัติแตกต่างไปจากคอนกรีตปกติและเรียกว่าคอนกรีตเสริมเส้นใย (Fiber reinforced concrete, FRC) หรือใช้ในลักษณะเส้นใยต่อเนื่องร่วมกับพลาสติกหรือพอลิเมอร์ ในลักษณะ วัสดุคอมโพสิต ผลิตออกมาในลักษณะแผ่น แถบ หรือเส้นที่เรียกว่าโพลีเมอร์เสริมเส้นใย หรือพลาสติก เสริมเส้นใย (Fiber reinforced plastic, FRP) เพื่อใช้ในงานพิเศษเช่นซ่อมแซม เสริมกําลัง ซึ่งมี ความนิ ย มใช้ ม ากในปั จ จุบั น และการใช้ จ ะด้อ ยประสิ ทธิ ภ าพลงหากผู้ ใ ช้ ห รือ ผู้เ กี่ ยวข้ อ งไม่ เ ข้ า ใจถึ ง กลสมบัติ พฤติกรรม การติดตั้งหรือการใช้งานอย่างเหมาะสม เส้นใยต่างชนิดเหล่านี้มีคุณสมบัติทั้งทางกายภาพและทางกลต่างกัน และ เส้นใยแต่ละชนิดมีจุด ดี แ ละจุ ด ด้ อ ยและพฤติ ก รรมของผลิ ต ภั ณ ฑ์ จ ะ ได้ รั บ ผลกระทบจากปั จ จั ย ต่ า งๆ อย่ า งมาก ดั ง นั้ น การเลือกชนิดของเส้นใยขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน ราคาและประสิทธิภาพของเส้นใยนั้นๆ โดยต้องพิจารณาชนิดของเส้นใยให้เหมาะกับการใช้งานพิเศษแต่ละชนิดด้วย 2.8.1

ชนิด

เส้นใยที่ใช้ในลักษณะเส้นสั้นๆร่วมกับคอนกรีตโดยกระจายตัวทั่วไปในเนื้อคอนกรีต มีหลายชนิด ได้แก่1. เส้นใยโลหะ เช่น เส้นใยเหล็ก ทั้งที่เป็นเส้นตรง หรือเป็นลอน หรือทีมีลักษณะปลายงอ มีทั้งเส้น ใยเดี่ยวและที่ผลิตแบบแผง 2. เส้นใยสังเคราะห์ ได้แก่เส้นใยโพลีโพไพลิน, เส้นใย Polyvinyl Alcohol (PVA), เส้นใยไนลอน เส้นใยอะคริลิก เป็นต้น 3. เส้นใยแร่ ได้แก่ ใยแก้ว E-glass, AR Glass 4. เส้นใยคาร์บอน เป็นเส้นใยคาร์บอนสั้น ๆ 5. เส้นใยธรรมชาติ ซึ่งอาจได้จากพืช สัตว์ หรือแร่ธาตุเช่น เส้นใยหินซึ่งชนิดหลังอาจก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพตามมา สําหรับ FRP เส้นใยที่ใช้ร่วมกับพลาสติกอาจเป็นเส้นใยสั้นๆหรือเส้นใยยาวต่อเนื่องที่เรียงหรือ ถักทอและใช้พลาสติกเป็นวัสดุประสาน (รายละเอียดเพิ่มมีในหัวข้อ 7.4.4) โดยวัสดุเส้นใยมักเป็นเส้น ใยคาร์บอน เส้นใยแก้ว หรือเส้นใย Aramid ในปัจจุบันมีเส้นใยชนิดใหม่ๆ เช่น PBO (Poly Phenylene Benzobisoxazole), PVA ที่มีคุณสมบัติหลายประการที่ดีขึ้นกว่าเส้นใยที่กล่าวมาข้างต้น แต่อย่างไรก็ดี เส้นใยที่ใช้ร่วมกับพลาสติกยังมีข้อควรระวังเพิ่มขึ้นอีกคือคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ขึ้นกับทั้งเส้นใย และ เรซินที่ใช้เป็นวัสดุประสาน รวมถึงลักษณะการทํางานที่มีผลต่อประสิทธิภาพและคุณสมบัติของโครงสร้าง เมื่อนําผลิตภัณฑ์ FRP ไปใช้อย่างมาก 2.8.2 ลักษณะ เส้นใยที่ใช้ในคอนกรีตแบบ FRC มีทั้งเส้นใยเดี่ยวและที่ผลิตแบบแผง (ในกรณี เส้นใยโลหะ) หรือเป็นกลุ่มแบบbundle (ในกรณี เส้นใยพลาสติกหรือPVAบางลักษณะ) มีลักษณะเป็นเส้นสั้นๆ เส้น สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 20


ผ่านศูนย์กลางเล็กมาก เมื่อใช้เส้นใยร่วมกับคอนกรีต เส้นใยจะกระจายตัวอยู่ทั่วไปในเนื้อคอนกรีตและทํา ให้คอนกรีตมีกลสมบัติบางประการดีขึ้น ปริมาณของเส้นใยที่ใช้ขึ้นอยู่กับชนิดของเส้นใย รูปร่างขนาดของ มวลรวม ในบางครั้งอาจใช้เส้นใยสูงถึง 5 % ในงานพิเศษ สําหรับคอนกรีตที่เสริมใยเหล็กผิวไม่เรียบ อาจใช้เส้นใย 0.2 –1.0 % ขณะที่ใยเหล็กผิวเรียบ อาจใช้ปริมาณระหว่าง 0.4 –2% สําหรับใย สังเคราะห์โดยทั่วไปมักใช้ปริมาณ 0.1 –2.0 % เมื่อใช้เส้นใยร่วมกับพลาสติกหรือพอลิเมอร์ (FRP) มักผลิตออกมาในลักษณะแผ่น แถบ หรือ เส้น ในกรณีที่เป็นแผ่นหรือแถบเกิดจากนําเส้นใยหรือแผ่นวางซ้อนหลายชั้นโดยแต่ละชั้นอาจมีแนวเส้นใย ทิศทางเดียวกัน หรือขวางตั้งฉากหรือทํามุมสลับกันแล้วอัดเข้ากันด้วยพอลิเมอร์หรือเรซินจนเป็นแผ่น หนาขึ้น และต้องใช้ร่วมกับอีพอกซีพิเศษเพื่อยึดแถบหรือแผ่น FRP ให้ติดกับโครงสร้าง ในกรณีที่ใช้ใน ลักษณะแถบ ควรมีอัตราส่วนความกว้างต่อความหนาที่เหมาะสมเช่นมากกว่า 50 เป็นต้น 2.8.3 คุณสมบัติของเส้นใยและผลิตภัณฑ์ คุณสมบัติที่จําเป็นต้องทราบและมีความสําคัญต่อการออกแบบ ตลอดจนมีผลต่อพฤติกรรมของ โครงสร้าง ได้แก่ ชนิดเส้นใย เส้นผ่าศูนย์กลาง ค่าความถ่วงจําเพาะ ค่า E ค่าหน่วยแรงเมื่อวิบัติ ค่าการยืดตัวเมื่อวิบัติ และค่าAlkali stability เมื่อใช้ร่วมกับคอนกรีต ในกรณีของโพลีเมอร์เสริมเส้นใย (FRP) นั้นมักเป็นผลิตภัณฑ์สําเร็จรูปที่ขายในเชิงพาณิชย์ คุณสมบัติที่ต้องทราบจึงเป็นกลสมบัติของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตามกลสมบัติของเส้นใยที่เป็นฐานของ ผลิตภัณฑ์ก็มีความสําคัญมากเนื่องจากกลสมบัติเช่น ค่าความถ่วงจําเพาะ ค่า E ค่าหน่วยแรงเมื่อวิบัติ มีผลต่อกลสมบัติของผลิตภัณฑ์ และการตัดสินใจเลือกใช้โดยตรง ค่ า กลสมบั ติ ข องเส้ น ใยหรื อ ผลิ ต ภั ณ ฑ์ เ สริ ม เส้น ใยชนิด ต่ า งๆ มี ค วามแตกต่ างกั น มากขึ้น กั บ ประเภทของเส้นใย เช่นหน่วยน้ําหนักของเส้นใยอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 1.38 กรัม/ซม3 สําหรับเส้นใย Aramid จนถึง 8 กรัม/ซม3 สําหรับเส้นใยเหล็ก ผู้เตรียมสอบอาจหาอ่านรายละเอียดได้จากหนังสือทาง วัสดุวิศวกรรมทั่วไป ในที่นี้จะให้ตัวอย่างสําหรับเส้นใยบางชนิดที่ใช้กันมากเช่นเส้นใยเหล็ก เส้นใยเหล็กมีทั้งเส้นใยเหล็กกําลังสูงและใยเหล็กสแตนเลส โดยทั่วไปมีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 0.01-1.01 มม. มีค่าค่าความถ่วงจําเพาะ 7.8 มีค่า E ระหว่าง 160-200 GPa มีค่าหน่วยแรงเมื่อวิบัติ ระหว่าง 345-2068 MPa มีค่าร้อยละของการยืดตัวเมื่อวิบัติระหว่าง 3.0-3.5 มีค่าAlkali stability สัมพัทธ์ซึ่งเป็นปัจจัยสําคัญเกี่ยวกับเสถียรภาพเมื่อใช้ร่วมกับคอนกรีตดีมาก คอนกรีตเสริมเส้นใย เมื่อนําเส้นใยเช่นเส้นใยเหล็กมาใช้ร่วมกับคอนกรีต จะทําให้คอนกรีตเสริม เส้นใยเหล็ก (SFRC) มีพฤติกรรมที่ดีขึ้นมากเมื่อเทียบกับคอนกรีตปกติ เช่น กําลังรับแรงดึง กําลังรับ แรงดั ด พฤติ ก รรมการต้ า นทานการแตกร้ า ว กํ า ลั ง ที่ รั บ ได้ สู ง สุ ด และความเหนี ย ว เป็ น ต้ น แต่ อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 21 ขณะเดียวกัน การผสมเส้นใยจะลดความสามารถทํางานได้ของคอนกรีตสดลงเนื่องจากต้องการเพสต์ เคลือบผิวของเส้นใยมากขึ้น ผู้ใช้จึงควรคํานึงถึงผลกระทบนี้ในการทํางานด้วย พอลิเมอร์เสริมเส้นใย เมื่อนําเส้นใยเช่นเส้นใยคาร์บอน มาใช้ร่วมกับพอลิเมอร์หรือพลาสติกที่ เรียกว่า CFRP ทั้งในลักษณะแผ่น หรือแถบ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีนําหนักเบา มีความเหนียว ทนทานต่อ แรงกระแทกได้ดี แต่มีค่า E ไม่สูงกว่าเหล็กมากนัก คืออยู่ระหว่าง 150-250 GPa ไม่มีปัญหาการเกิด สนิม นอกจากนั้นคุณสมบัติของอีพอกซีพิเศษเพื่อยึดแถบหรือแผ่นFRPให้ติดกับโครงสร้างมีความสําคัญ ที่จําเป็นต้องทราบและต้องเลือกใช้ให้เหมาะสม ตัวอย่างเช่น อีพอกซีมีค่าความถ่วงจําเพาะ 1.1-1.4 มีค่า Eประมาณ 3 GPa มีค่าหน่วยแรงเมื่อวิบัติระหว่าง 50-90 MPa มีค่าร้อยละของการยืดตัวเมื่อวิบัติ ระหว่าง 2-8 แต่ไม่ทนต่ออุณหภูมิสูง ค่าอุณหภูมิที่มักระบุคือ 120-200C ซึ่งเป็นข้อจํากัดเมื่อเกิดเพลิง ไหม้ 2.8.4 ปัจจัยหลักของวัสดุเสริมเส้นใย คอนกรีตเสริมเส้นใย ปัจจัยหลักของคอนกรีตเสริมเส้นใยที่ต้องพิจารณาเนื่องจากมีผลกระทบ โดยตรงต่อคุณสมบัติของคอนกรีตผลิตภัณฑ์ ได้แก่ชนิดของเส้นใย รูปร่างและลักษณะการกระจายตัว ของเส้นใย ปริมาณของเส้นใยที่ใช้ อัตราส่วน Aspect, ค่าความยาวประสิทธิผลน้อยที่สุด ค่าความยาว วิกฤติ การเรียงตัวของเส้นใย และ Spacing Factor ค่าเหล่านี้มีผลต่อการทํางานประสิทธิภาพ การกระจายตัวและพฤติกรรมการแตกร้าวของคอนกรีต โดยเฉพาะค่าความเหนียวซึ่งมีพื้นฐานจาก การดูดซับพลังงานก่อนคอนกรีตจะเกิดวิบัติ ในด้านการทํางาน ขนาดและความยาวของเส้นใยมีผล โดยตรงต่อวิธีการผสมเพื่อให้เส้นใยมีการกระจายตัวอย่างสม่ําเสมอ ดังนั้นปัจจัยหลักเหล่านี้จึงมีผลต่อ ความเหนียวและน้ําหนักบรรทุกสูงสุดของคอนกรีตเสริมเส้นใย พอลิเมอร์เสริมเส้นใย นอกเหนือจากตัวเส้นใยและวัสดุยึดเช่นอีพอกซี (epoxy) ที่ต้องเลือกอย่าง เหมาะสมแล้ว การทํางานติดตั้งยังมีผลต่อประสิทธิภาพของโครงสร้าง เช่นไม่ทําให้แผ่น CFRP เกิด การหลุดลอก ซึ่งทําให้ไม่เกิดประโยชน์ในการใช้งาน ซึ่งต้องมีการเลือกวัสดุหรือเตรียมการที่ดี เช่นเลือก อี พ อกซี ที่ มี ค วามยื ด หยุ่ น ตั ว สู ง การเตรี ย มพื้ น ผิ ว และลบมุ ม ที่ มี ข องส่ ว นโครงสร้ า งที่ ทํ า งาน อย่างเหมาะสม อาจมีการออกแบบยึดปลายแผ่นด้วยน๊อตหรือการใช้ FRP แผ่น พันที่ปลายเป็นรูปตัวยู การกําหนดการหยุดปลายในตําแหน่งที่เหมาะสม เช่นใกล้เสา หรือที่รองรับเป็นต้น


www.yotathai.com

หน้า 22


3. วัสดุทางด้านวิศวกรรมโยธา ผู้เตรียมสอบควรมีความรู้ความเข้าใจในวัสดุกลุ่มนี้ ตลอดจนคุณสมบัติที่ต้องการการตรวจสอบ การชักตัวอย่างเพื่อตรวจสอบควบคุมคุณภาพและเกณฑ์ที่ใช้ เนื่องจากเป็นวัสดุสําคัญในงานก่อสร้าง รองลงมาจากวัสดุโครงสร้าง วัสดุในกลุ่มนี้ ได้แก่ กระจก วัสดุก่อ แอสฟัลติกคอนกรีตเป็นต้น 3.1

กระจก ในปัจจุบันมีการใช้กระจกในงานก่อสร้างมากขึ้น ด้วยเหตุผลทางสถาปัตยกรรมและวัตถุประสงค์ อื่น ทั้งนี้กระจกมีสมบัติและพฤติกรรมต่างจากวัสดุก่อสร้างหลัก รวมทั้งได้รับผลกระทบในระยะยาวจาก วัสดุอื่นที่ใช้ร่วมในการยึดหรือติดตั้ง ผู้เตรียมสอบจึงควรมีความเข้าใจคุณลักษณะ กลสมบัติ การใช้งาน ข้ อ ควรระวั ง เพื่ อ ให้ ส ามารถใช้ ง านได้ ต ามวั ต ถุ ป ระสงค์ โ ดยปลอดภั ย ทั้ ง ขณะติ ด ตั้ ง และเมื่ อ ใช้ ง าน เป็นเวลานานแล้ว 3.1.1 ชนิด วัสดุ หลั กที่ ใ ช้ ผ ลิต กระจกมาจากทรายแก้ ว หิ นปูน หิ นฟั นม้ า หิ น โดโลไมต์ และเศษกระจก รวมประมาณร้อยละ 99 และใช้โซดาแอชประมาณร้อยละ 1 โดยใช้กรรมวิธีการให้ความร้อนสูงระหว่าง 1500-1600 C กระจกอาจแบ่งออกเป็น 6 ประเภท คือ กลุ่มที่ 1 กระจกแผ่น ซึ่งเป็นกลุ่มกระจกพื้นฐานการผลิต มักใช้ในงานหน้าต่างหรือผนัง กลุ่มที่ 2 กระจกโฟลต ซึ่งเป็นกลุ่มกระจกที่ดัดแปลงจากกลุ่มพื้นฐาน ทําให้มีความโปร่งแสง ทนทานต่อการขูดขีดดีขึ้น และได้ผิวเรียบไม่บิดเบี้ยว กลุ่มนี้แยกออกเป็นสองประเภท คือ กระจกโฟลต ใส ซึ่งมักเรียกว่า Float glass และกระจกโฟลตสีตัดแสง ซึ่งผสมออกไซด์ของโลหะระหว่างการผลิต ซึ่งมีผลต่อคุณสมบัติการสะสมความร้อนได้มาก จึงแตกง่าย แต่สามารถตัดแสงที่ส่องผ่านได้ดี จึงนิยม ใช้ในอาคารเพื่อการประหยัดพลังงาน กลุ่มที่ 3 เป็นกระจกอบความร้อน (Heat-Treated Glass) ซึ่งมีคุณสมบัติและความแข็งแรง สูงขึ้นกว่ากระจกปกติ ทั้งนี้เป็นผลจากกรรมวิธีอบร้อนและทําให้เย็น กระจกในกลุ่มนี้มีทั้งกระจกนิรภัย เทมเบอร์ (Tempered Safety Glass) ซึ่งกระบวน การผลิตทําให้มีความแข็งแรงสูงกว่า Clear Float Glass 5-10 เท่า สามารถรับแรงดึงและแรงดัดงอได้ดีกว่า กระจกอีกชนิดหนึ่งในกลุ่มนี้ คือ กระจกกึ่งนิรภัย ที่มีความแตกต่างจากกระจกนิรภัยเทมเบอร์ เล็กน้อย ซึ่งเป็นผลจากกระบวนการผลิตที่ใช้การเย็นตัวลงช้าๆ มีความแข็งกว่าเล็กน้อยและมีคุณสมบัติ


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 23 ด้อยกว่าเล็กน้อย เมื่อแตกจะยึดอยู่กับกรอบโดยไม่ร่วงลงมา จึงเหมาะกับการใช้งานในระบบ Glass Curtain Wall กลุ่มที่ 4 เป็นกระจกเคลือบผิวหรือกระจกสะท้อนแสงแบบแข็งและแบบอ่อน ที่ผลิตโดยโรยผง โลหะออกไซด์บ นผิ ว กระจกที่ กํ า ลั ง อ่ อ นตั ว หรื อ เคลื อ บสารโลหะลงบนผิ ว แต่ ก ารเคลื อ บผิ ว มี ผ ลต่ อ การสะสมความร้อนและอาจทําให้เกิดการแตกร้าวในภายหลังเมื่อใช้งาน กระจกในกลุ่มนี้แบ่งออกตาม การใช้งานได้ คือ 1. กระจกสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งมีผลจากการเคลือบผิวด้วยโลหะออกไซด์ทําให้ลด การสะท้อนแสง และลดแสงเข้าสู่อาคารได้ประมาณ 1/3 จึงมีผลดีต่อการช่วยลดภาระงานของ เครื่องปรับ อากาศในอาคารลง 2.กระจกแผ่รังสีต่ํา (Low E Glass) ซึ่งใช้โลหะเงินเป็นส่วนประกอบใน สารเคลือบผิวทําให้ทนทานต่อการแตกร้าวได้ดีกว่า สะท้อนแสงอาทิตย์ได้น้อยกว่า และลดความร้อน ได้น้อยกว่า กลุ่มที่ 5 และกลุ่มที่ 6 เป็นกระจกดัดแปลง ซึ่งใช้กระจกมากกว่า 2 แผ่นขึ้นไปประกอบกันเพื่อ สนองความต้องการพิเศษของผู้ใช้ เช่น กระจกฉนวน กระจกนิรภัยหลายชั้น หรือในกลุ่มที่ 6 มักใช้กับ งานเฉพาะทาง เช่น กระจกเสริมลวด กระจกกันกระสุน กระจกทนไฟ เป็นต้น 3.1.2 การติดตั้ง ผู้เตรียมสอบควรเข้าใจลักษณะและสามารถเลือกใช้กระจกได้ตามวัตถุประสงค์ของงาน สามารถ เลื อ กใช้ เ ทคโนโลยี ก ารติ ด ตั้ ง อย่ า งเหมาะสม ซึ่ ง มั ก มี ข้ อ ยุ่ ง ยากในกรณี ที่ เ ลื อ กใช้ ก ระจกขนาดใหญ่ มีน้ําหนักมาก ระบบที่เลือกใช้ควรทนต่อน้ําหนักที่จะเกิดขึ้นได้ ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ของกรอบ พลาสติกที่เป็นผลกระทบจากแผ่นรองกระจกริมกระจก ตลอดจนเลือกใช้วัสดุยาแนวที่เหมาะสม 3.1.3 คุณสมบัติ เนื่องจากกระจกส่วนใหญ่มีพฤติกรรมการวิบัติแบบเปราะ ไม่มีการเสียรูปแบบพลาสติก และ มีอัตราการขยายรอยแตกร้าวเร็ว ทําให้อาจเกิดปัญหาด้านความปลอดภัยในการใช้งานไปนานๆ และ มีปัญหาการยึดเกาะของกระจกกับกรอบ หรือการยืด ดังนั้นผู้เกี่ยวข้องจึงควรพิจารณาปัจจัยที่เกี่ยวข้อง เช่น ความปลอดภัยจากข้อกําหนดหรือมาตรฐานต่างๆ นอกจากนั้นยังควรคํานึงถึงการประหยัดพลังงาน surface orientation color shift ซึ่งเป็นผลจากกระบวนการผลิต การเคลือบผิว ความแข็งแรง ที่สามารถต้านทานแรงลม เช่น ASTM E1300, ความทนทานต่อการเกิด Thermal stress และ ความสวยงาม วัสดุก่อ ผู้เตรียมสอบควรมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับประเภท คุณสมบัติ และเกณฑ์ที่ใช้ในการตรวจรับ การตรวจสอบคุณภาพ เนื่องจากวัสดุกลุ่มนี้มีทั้งที่ใช้เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างในการรับแรง เช่น

3.2


www.yotathai.com

หน้า 24


ทําผนังรับแรงแบกทานแทนการใช้ระบบเสาคานตามปกติหรือใช้เป็นวัสดุกั้นห้อง ที่กลสมบัติบางประการ อาจมีความสําคัญน้อยกว่าการดูดซับความชื้น ความเป็นฉนวน เป็นต้น 3.2.1 อิฐ ชนิดและประเภท วัสดุก่อที่ใช้ในงานก่อสร้างอาจแบ่งได้หลายชนิดตามวัตถุดิบที่ใช้ผลิต และตามลักษณะ เป็นต้น ตัวอย่างเช่น อิฐก่อสร้างมีการแบ่งประเภทเป็นอิฐก่อสร้างสามัญ ขนาดเล็กหรืออิฐมอญ และขนาดใหญ่ที่ มักทําด้วยมือหรืออาจทําด้วยเครื่องจักร โดยมีวัตถุดิบหลักเป็นดินเหนียวและอาจมีวัสดุอื่น เช่น แกลบ ทราย หรือขี้เลื่อยผสมก็ได้ วัสดุก่ออีกประเภทหนึ่งที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือ ประเภทคอนกรีตบล๊อก ซึ่งมีทั้งประเภทบล๊อกเชิง ตันรับน้ําหนักและคอนกรีตบล๊อกไม่รับน้ําหนัก ซึ่งบล๊อกประเภทนี้ทําจากส่วนผสมปูนซีเมนต์ น้ํา วัสดุ ผสมที่เหมาะสม วัสดุก่อประเภทที่สามที่ได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน คือ อิฐบล๊อกมวลเบา ซึ่งมีน้ําหนักเบา เนื่องจากอาจใช้กรรมวิธีผลิตที่ทําให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็กภายในเนื้อในระหว่างการผลิต ขนาดและรูปร่างของวัสดุก่อมีความแตกต่างกันค่อนข้างมาก โดยอิฐที่ผลิตจากดินเหนียวมีทั้ง ขนาดเล็ ก และขนาดใหญ่ แต่ ค อนกรี ต บล๊ อ กมั ก มี ข นาดค่ อ นข้ า งมาตรฐาน คื อ มี ข นาดประมาณ 0.20 x 0.30 – 0.20 x 0.40 ม. และมีความหนาประมาณ 0.07 – 0.14 ม. โดยทั่วไปมักมีรูอยู่ภายใน ซึ่งมีผลดีต่อการเป็นฉนวนกันความร้อน และอาจใช้กรอกปูนทรายช่วยยึดในกรณีเสียบเหล็กยึด ส่วนอิฐ มวลเบามักมีขนาด 0.20 x 0.60 x 0.075 ม. คุณสมบัติวัสดุก่อพวกอิฐ อิฐบล๊อก และอิฐบล๊อกมวลเบา ผลิตจากวัตถุดิบต่างกัน กรรมวิธี ต่างกัน จึงมีผลต่อคุณสมบัติของวัสดุก่อนั้นๆ โดยทั่วไปคุณสมบัติของวัสดุก่อเหล่านี้ที่ต้องพิจารณา ได้แก่ คุณสมบัติทางกายภาพ เช่น หน่วยน้ําหนัก ขนาด รอยด่าง คุณสมบัติในด้านการเป็นฉนวนความ ร้อนและเสียง กําลังรับแรงอัด กําลังรับแรงดัด ร้อยละการดูดซึม อย่างไรก็ตามในกรณีของวัสดุก่อที่ ไม่ได้ใช้เป็นผนังรับน้ําหนัก (bearing wall) เกณฑ์ของคุณสมบัติด้านการรับแรงอัดอาจมีค่าค่อนข้างต่ํา เช่น คอนกรีตบล๊อกไม่รับน้ําหนักควรมีกําลังอัดต่ําสุดไม่น้อยกว่า 25 กก/ซม2 แต่คอนกรีตบล๊อกชนิดรับ น้ําหนักควรมีค่ากําลังอัดต่ําสุดระหว่าง 50 – 70 กก/ซม2 เมื่อคิดเฉลี่ยจากพื้นที่รวม เป็นต้น ข้อกําหนดของอิฐก่อสร้างในด้านการรับแรงอัดต่ําสุดนั้นสูงกว่าคอนกรีตบล๊อกเล็กน้อย เช่น กําหนดไว้ที่ 35 – 150 กก/ซม2 ค่าการดูดกลืนน้ําอยู่ระหว่าง 160 – 288 กก/ม3 ขึ้นกับชั้นคุณภาพ และเกณฑ์ของน้ําหนักคอนกรีต


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 25 ปัจจัยอีกอย่างหนึ่งที่มีความสําคัญ คือ หน่วยน้ําหนัก เมื่อเปรียบเทียบวัสดุก่อชนิดต่างๆ จะเห็น ว่าผนังอิฐมอญมีน้ําหนักต่อตารางเมตรเมื่อคิดรวมปูนฉาบมากถึง 180 กก/ม2 ในขณะที่ผนังคอนกรีต บล๊อกมีน้ําหนักต่อตารางเมตร 120 กก/ม2 และผนังอิฐมวลเบามีน้ําหนักต่อตารางเมตร 90 กก/ม2 ในกรณีอาคารขนาดใหญ่ หรืออาคารสูง หน่วยน้ําหนักของวัสดุก่อจะมีผลต่อขนาดคาน เสา และฐานราก และมีผลกระทบมากกว่าอาคารขนาดเล็กหรืออาคาร 2 – 3 ชั้น ในอาคารขนาดเล็กอาจใช้ประโยชน์จากอิฐในลักษณะส่วนต้น และในด้านการเป็นฉนวนกันเสียง และกันความร้อนมากกว่า อิฐมวลเบาอาจมีค่าการนําความร้อน การถ่ายเทความร้อนต่ํากว่า และอัตรา การทนไฟสูงกว่าวัสดุก่อชนิดอื่น แต่พึงระวังว่าข้อดีเหล่านี้วัสดุก่ออื่นอาจปรับปรุงให้ดีทัดเทียมได้โดยการ จัดการ เช่น การก่อแบบกําแพงสองชั้นโดยเว้นที่ว่างตรงกลางไว้เล็กน้อย ผู้ เ ตรี ย มสอบควรมี ค วามรู้ เ กี่ ย วกั บ การจั ด ชั้ น คุ ณ ภาพของวั ส ดุ ก่ อ แต่ ล ะประเภทเนื่ อ งจาก คุณสมบัติต่างๆ ขึ้นกับชั้นคุณภาพที่กําหนด การชักตัวอย่างเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติหรือควบคุมคุณภาพ วัสดุ ตัวอย่าง เช่น วัสดุก่อประเภทคอนกรีตบล๊อกตามมาตรฐาน มอก. จัดแบ่งออกเป็น 3 ชั้นคุณภาพ ทั้งบล๊อกชนิดรับและไม่รับน้ําหนักซึ่งเหมาะกับการใช้งานที่ต่างกันออกไป เช่น บางชนิดใช้ได้ทั้งกับงาน ก่อสร้างทั้งเหนือและต่ํากว่าผิวดินโดยไม่ต้องมีการป้องกันผิว แต่บางประเภทใช้ได้เฉพาะกรณีระดับ เหนือดิน เป็นต้น 3.3

แอสฟัลติกคอนกรีต ในปัจจุบันมีการก่อสร้างที่ใช้วัสดุแอสฟัลต์จํานวนมากทั้งในงานทางและงานก่อสร้างอื่น รวมทั้ง งานซ่อมแซม ผู้เตรียมสอบจึงควรมีความรู้ในระดับเบื้องต้นที่จําแนกได้ว่าวัสดุแอสฟัลติกคอนกรีตมีกี่ชนิด การทํางานมีข้อจํากัดและข้อพึงระวังใดบ้าง 3.3.1 ชนิดของแอสฟัลติกคอนกรีต ที่ใช้ในงานก่อสร้างมีหลายชนิด เช่น แอสฟัลต์ซีเมนต์ (Asphalt Cement) แอสฟัลต์ชนิดใส (Cutback Asphalt) ซึ่งมีทั้งชนิดแห้งตัวเร็ว (R.C) หรือปานกลาง (M.C) ที่ได้ตามที่มาตรฐานกําหนด และ Emulsified Asphalt ซึ่งมีทั้งชนิด RS, MS, SS, CRS, CMS หรือ CSS ที่เหมาะสมกับชนิด ของงาน และต้องตรวจสอบทุกครั้ง ก่อนการใช้ Asphalt ชนิดนี้ สําหรับงานรองพื้นแอสฟัลต์ (งานฉาบผิว , Prime Coat) และวิธีการก่อสร้างขึ้นกับข้อกําหนด ทางสภาพลม ฟ้า อากาศ และอุปกรณ์ ตลอดจนการทําความสะอาดผิวเดิมและปฏิบัติงานด้วยวิธีการที่ เหมาะสม ตามข้อกําหนดที่ระบุไว้


www.yotathai.com

หน้า 26


สําหรับงานแอสฟัลต์พ่นทับ (Seal Coat หรือ Tact Coat) วัสดุแอสฟัลต์ที่ใช้อาจเป็น RC-70 หรือ RC-250 หรือชนิดอื่นที่มีคุณสมบัติตามกําหนดโดย มีการทําความสะอาดผิวหน้าก่อนก่อสร้างด้วย วิธีที่เหมาะสม และมีการควบคุมอุณหภูมิขณะพ่น สําหรับงานพื้นทางแอสฟัลต์ (Asphalt for Surface Treatment) ซึ่งประกอบ ด้วยการพ่นวัสดุ แอสฟัลต์ และเกลี่ยวัสดุหินที่ย่อยสะอาด แข็งแกร่งปราศจากฝุ่น มีคุณสมบัติตามที่ระบุ ปิดทับตาม จํานวนชั้นที่กําหนด โดยใช้วัสดุแอลฟัลต์ชนิดใส หรือแอสฟัลต์ซีเมนต์ ตามข้อกําหนดวัสดุแอสฟัลต์แล้ว บดทับจนหินฝังแน่นลงในเนื้อวัสดุ ผู้เตรียมสอบควรเข้าใจวิธีการออกแบบส่วนผสมของมวล รวม และวัสดุแอสฟัลต์สาหรับผิวทาง ชนิดแอสฟัลต์ติกคอนกรีตซึ่งใช้วิธี Marshall การเตรียมตัวอย่างทดสอบ และเกณฑ์ที่ใช้ตรวจสอบ คุณภาพ อุณหภูมิที่ใช้ในขั้นตอนต่างๆและวิธีการก่อสร้าง รายละเอียดอื่นที่เกี่ยวข้องอาจหาอ่านในหมวดวิศวกรรมขนส่งที่เกี่ยวข้องในส่วนวัสดุงานทาง

4. กลุ่มวัสดุอื่น ได้แก่ วัสดุอื่นที่ไม่รวมอยู่ในสองกลุ่มแรกผู้เตรียมสอบควรมีความรู้ความเข้าใจในวัสดุกลุ่มนี้ ตลอดจนคุณสมบัติที่ต้องการการตรวจสอบ การชักตัวอย่างเพื่อตรวจสอบควบคุมคุณภาพและเกณฑ์ที่ใช้ เนื่องจากเป็นวัสดุสําคัญในงานก่อสร้างรองลงมาจากวัสดุโครงสร้าง วัสดุในกลุ่มนี้ ได้แก่ ดินหรือหิน เมทัลชีท กระเบื้อง วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใย เป็นต้น 4.1

ดินหรือหิน ผู้เตรียมสอบควรมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะการแยกประเภทของดิน หรือหินที่ใช้เป็น ฐานรากของโครงสร้าง หรือสิ่งก่อสร้างคุณสมบัติ และเกณฑ์ที่ใช้ในการยอมรับและใช้งานตลอดจน การตรวจสอบคุณสมบัติ เนื่องจากดินหรือหินเป็นส่วนสําคัญอย่างหนึ่งที่รองรับการถ่ายนําหนักจาก โครงสร้าง ลักษณะและกลสมบัติของดินหรือหิน ใช้พิจารณาในการออกแบบและมีผลกระทบต่องาน ก่อสร้างโดยตรง 4.1.1 ชนิดและประเภท ดินอาจแบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้แก่ ดินเหนียว (cohesieve soil) และดินกรวด (granular soil) ซึ่งมีคุณสมบัติต่างกันมาก ขณะที่หินอาจจําแนกเป็นหินผุ หรือหินที่มีคุณภาพดี ซึ่งรายละเอียดทั้ง ของดินและหินที่เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างอาจหาอ่านในส่วนของวิศวกรรมฐานราก และวิศวกรรมขนส่ง


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 27 4.1.2 คุณสมบัติทั่วไปของดิน ที่มักนํามาพิจารณาทางวิศวกรรม ได้แก่ ชนิด หน่วยนําหนัก ความชื้น ความหนาแน่น ค่าแรง แบกทาน ค่าความฝืด Atterberg limit, plastic limit, plastic index เป็นต้น 4.2

เมทัลชีท (Metal Sheet) เมทัลชีทหรือเหล็กรีดลอน เป็นวัสดุเหล็กแผ่นเคลือบโลหะผสมระหว่างอลูมิเนียม สังกะสี และ สารอื่นๆ เพื่อป้องกันสนิม มีน้ําหนักเบา นิยมนําแผ่นเมทัลชีทมาขึ้นรูปเป็นลอน นํามาใช้ทําหลังคาหรือบุ กําแพง ผนัง 4.2.1 ชนิด รูปร่างลักษณะ มีทั้งเป็นแผ่นระนาบหรือแผ่นโค้ง โดยมีทั้งขนาดที่นิยมใช้กันทั่วไปและสามารถสั่งตัดหรือผลิต ตามที่ต้องการได้ การยึดอาจยึดด้วยสกรู หรือ Bolt และอาจยึดด้วยลักษณะทางกายภาพของแผ่น 4.2.2 คุณสมบัติ ที่สําคัญคือมีน้ําหนักเบา สามารถดัดโค้งได้ ไม่เป็นสนิมง่าย เนื่องจากมีการเคลือบด้วยสารกัน สนิม มีความยาวที่ผลิตได้ตามความต้องการ การลดรอยต่อทําให้มีปัญหาการรั่วซึมน้อยลง มีความหนา หลายขนาด เช่น 0.30, 0.35, 0.42, 0.45, 0.48 และ 0.55 มม. เป็นต้น ความหนาที่นิยมอ้างอิง มีสองค่า คือ Overall Thickness และ Gauge Thickness ซึ่งเป็นความหนาของแผ่น นอกจากนั้นยังมี คุณสมบัติที่ต้องระบุ คือ ค่ากําลังรับแรงดึง (Tensile Strength), กําลังรับแรงดึงที่จุดคราก (Yield Strength), ค่าความยืดตัว (Elongation) 4.2.3 ข้อกําหนด โดยทั่วไปมักระบุความหนาที่ต้องการ ความสูงของลอน ระยะระหว่างลอน ความแข็ง และ ความหนาของชั้นผิวที่เคลือบกันสนิม และอาจระบุการติดตั้งฉนวนด้วย 4.3

กระเบื้อง ในปัจจุบันมีการใช้กระเบื้องในงานก่อสร้างจํานวนมาก ด้วยเหตุผลทางสถาปัตยกรรม ทั้งนี้ กระเบื้องมีสมบัติและพฤติกรรมต่างจากวัสดุก่อสร้างหลัก รวมทั้งอาจได้รับผลกระทบจากวัสดุอื่นที่ใช้ ร่วมในการติดตั้ง ผู้เตรียมสอบจึงควรมีความเข้าใจคุ ณลักษณะ กลสมบัติ การใช้งาน ข้อ ควรระวัง เพื่อให้สามารถใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ 4.3.1 ลักษณะ ชนิดและขนาด โดยทั่วไปกระเบื้องเป็นแผ่นเคลือบใช้มุงหลังคาหรือปูพื้น อาจมีลักษณะเรียบหรือมีร่องลอน สําหรับกรณีมุงหลังคา หรือเป็นแผ่นเรียบหรือมีร่องรอย หรือลวดลายสวยงาม เพื่อใช้ปูพื้นหรือบุผนัง ทําด้วยดินหรือวัสดุอย่างอื่น และผ่านกระบวนการผลิตที่ใช้ความร้อนและเคลือบตามชนิด สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 28


กระเบื้องมีหลายชนิด หลายขนาด แล้วแต่วัตถุประสงค์ของการใช้งาน กรณีที่เป็นกระเบื้องมุง หลังคามีทั้งแบบแผ่นเรียบขนาดเล็ก เช่น กระเบื้องว่าว หรือแผ่นใหญ่ เช่น กระเบื้องลอนเล็ก ลอนคู่ ลอนใหญ่ หรือกระเบื้องซีเมนต์ที่มีน้ําหนักต่อแผ่นมากขึ้น และมีหลายขนาด ทําให้การกําหนดระยะห่าง ของแป แปรตามชนิดของกระเบื้อง กรณีที่เป็นกระเบื้องปูพื้นหรือผนัง อาจมีทั้งกระเบื้องเคลือบ ผิวด้านและผิวมัน หรือมีร่องตื้นๆ ที่ใช้ปูพื้นเพื่อไม่ให้ลื่น หรือเคลือบผิวมัน หรือเป็นกระเบื้องเซรามิคสําหรับปูพื้น มีความแข็งแกร่ง รับแรง กระแทกได้ดี มีหลายชนิดตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ่ ตามความต้องการทางสถาปัตยกรรม และ ควรเลือกใช้ให้เหมาะกับวัตถุประสงค์ เช่น กระเบื้องปูพื้น หรือบุผนัง ขนาดและชนิดของกระเบื้องที่เลือกใช้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน และวิธีการปูในกรณี ของกระเบื้ อ งพื้ น หรื อ ผนั ง มี ห ลายวิ ธี เช่ น การปู แ บบซาลาเปาซึ่ ง ใช้ ก ารโปะปู น ทรายหรื อ ปู น สอ บนกระเบื้องแล้ววางบนพื้นผิวที่ปู เคาะกระเบื้องให้เรียบได้ระดับ หรือการปูสดบนพื้นที่เพิ่งเทเสร็จ ซึ่งทั้งสองกรณีมีข้อด้อยคือกระเบื้องหลุดร่อนหรือมุมแตกง่ายสําหรับแบบแรก และมีความชื้นสูงใต้แผ่น กระเบื้องในกรณีหลัง ในปัจจุบันนิยมใช้ปูยึดกระเบื้องด้วยกาวซีเมนต์หรือปูนทรายปาดให้เต็มแผ่นและปูบนพื้นคอนกรีต ที่แข็งแล้วและผิวสะอาด ข้อพึงระวังอย่างหนึ่งคือการเว้นระยะห่างระหว่างแผ่นที่เหมาะสม ซึ่งมีระยะ ตั้งแต่ 1 – 5 มม. ตามชนิดของกระเบื้อง และยาแนวร่องดังกล่าวในภายหลังเมื่อปูเสร็จเพื่อเพิ่มการยึด เกาะ กันซึมระหว่างแผ่น และความสวยงาม หากมีระยะร่องน้อยเกินไปและกระเบื้องที่มีคุณภาพไม่ดีนัก อาจมีการขยายตัวและดันกระเบื้องที่ปูชิดเกินไป ให้โก่งและหลุดร่อนหรือแตกได้ 4.3.2 คุณสมบัติและข้อกําหนดทั่วไป ในการทํางานกระเบื้อง คือ การเลือกซื้อเป็นรุ่นและขนาดเดียวกันเพื่อให้ได้สีและขนาดของแผ่น แบบเดียวกันตลอดเมื่อปูเสร็จในการปู ผิวต้องสะอาดและได้ระดับ 4.4

วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใย

ในปัจจุบันได้มีการนําวัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใย (Fiber-Reinforced Polymers) มาใช้ในงาน วิศวกรรมโยธามากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานเสริมกําลังโครงสร้าง วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยเป็นวัสดุ เชิงประกอบรูปแบบหนึ่งซึ่งทําขึ้นการถักทอใยกําลังรับแรงดึงสูงอย่างเป็นระบบในโพลีเมอร์ สําหรับชนิด ของวัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ 1. วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอน (Carbon Fiber-Reinforced Polymer หรื อ CFRP) 2. วั ส ดุ โ พลี เ มอร์ เ สริ ม เส้ น ใยแก้ ว (Glass FiberReinforced Polymer หรือ GFRP) และ 3. วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยอะรามิด (Aramid FiberReinforced Polymer หรือ AFRP) อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 29 วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยประกอบ 1. เส้นใย และ 2. โพลีเมอร์ โดยเส้นใยทําหน้าที่ให้กําลังรับ แรงดึงที่สูงส่วนโพลีเมอร์ทําหน้าที่ปกป้องและถ่ายแรงระหว่างเส้นใย วัสดุทั้งสองทํางานร่วมกันเป็นวัสดุ ประกอบ (Composite material) สําหรับชนิดของโพลีเมอร์ที่นิยมใช้ ได้แก่ อีพอกซี่ โพลีเอสเตอร์ และ ไวนิลเอสเตอร์ เป็นต้น ข้อดีของวัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยคือ 1. น้ําหนักเบาทําให้การก่อสร้างทําได้ง่ายและรวดเร็ว 2. กํ า ลั ง รั บ แรงดึ ง สู ง และ 3. ไม่ เ ป็ น สนิ ม ส่ ว นข้ อ เสี ย คื อ ราคาแพงและต้ อ งใช้ ช่ า งเทคนิ ค ที่ มี ประสบการณ์ในการติดตั้ง ประโยชน์ของวัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยคือสามารถนําไปเสริมกําลังรับแรงดัดและแรงเฉือนในพื้น และคาน และเสริมกําลังรับแรงตามแนวแกนในเสา นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันรอยร้าวและลดการแอ่นตัว ของชิ้นส่วนโครงสร้างได้อีกด้วย รูป แบบการใช้ วัส ดุ โ พลีเ มอร์ เ สริ ม เส้ น ใยในงานเสริ ม กํ า ลั ง โครงสร้า งได้ แก่ 1. แบบแผ่ น ผ้ า (Sheet หรือ Fabric) 2. แบบแผ่นลามิเนต (Plate หรือ laminate) และ 3. แบบแท่ง (rod) การติดตั้ง แผ่นอาจทําได้หลายวิธีเช่น พันหรือห่มรอบโครงสร้าง ติดกับพื้นผิวโครงสร้างในบริเวณที่ต้องการแรงดึง และฝังเข้าไปในร่องที่ได้เซาะไว้ในผิวโครงสร้าง ดังรูปที่ 4-1

(a) FRP Laminates

(b) NSM burs

รูปที่ 4-1 การติดตั้งแผ่นโพลีเมอร์เสริมเส้นใยเพื่อเสริมกําลังโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม การใช้งานวัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยในการเสริมกําลังโครงสร้างมีเรื่องที่พึงระวัง คือ เนื่องจากลักษณะการเสริมกําลังโครงสร้างเป็นการติดตั้งที่ผิวด้านนอกของชิ้นส่วนโครงสร้าง ดังนั้น จึงอาจเกิดการวิบัติแบบหลุดลอก (Debonding failure) ขึ้นได้ ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่ง ตัวอย่าง การวิบัติแบบหลุดลอกแสดงดังในรูปที่ 4-2 สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 30


คอนกรีตหุ้มหลุดออก

รอยร้าวเฉื อน

รูปที่ 4-2 การวิบัติที่เกิดจากการหลุดลอกของแผ่นไฟเบอร์

การออกแบบและก่อสร้างโดยใช้วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใย จึงควรต้องปฏิบัติตามข้อแนะนําใน การออกแบบ เช่น เอกสาร ACI440.2 Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures และมาตรฐานสําหรับการติดตั้ง ควรปฏิ บั ติ ต าม มยผ.1508-51 มาตรฐานการเสริ ม กํ า ลั ง โครงสร้ า งคอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก ด้ ว ยวั ส ดุ คอมโพสิตเสริมเส้นใย ของกรมโยธาธิการและผังเมือง ข้อพึงระวังในการใช้งานวัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใย การยึดเหนี่ยวระหว่างผิวโครงสร้างเดิมกับ วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใย ซึ่งใช้กาวอีพอกซี่ในการยึดแผ่นโพลีเมอร์เสริมเส้นใยให้ติดอยู่กับผิวโครงสร้าง ดังนั้นการเตรียมผิวจึงเป็นสิ่งสําคัญต่อการยึดเกาะ ซึ่งหากเตรียมผิวไม่ดีแล้ว อาจทําให้แผ่นโพลีเมอร์ เสริมเส้นใยหลุดออกจากชิ้นส่วนโครงสร้างได้ นอกจากนี้ในการใช้วัสดุโพลีเมอร์เสริมเส้นใยในรูปแบบ แผ่นผ้าพันหุ้มชิ้นส่วนเช่น เสา จะต้องลบมุมให้มีรัศมีความโค้งอย่างน้อย 13 มม. (ตาม มยผ. 1505-51) นอกจากนี้หากเลือกใช้วัสดุโพลีเมอร์เสริมใยแก้ว จะต้องศึกษาและระมัดระวังในเรื่องปฏิกิริยา Alkal-Silika ด้วย ตัวอย่างการใช้งานวัสดุโครงสร้าง


www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 31 5. ตัวอย่างการใช้งานวัสดุโครงสร้าง 5.1

คอนกรีตเสริมเหล็ก การใช้งานคอนกรีตเสริมเหล็กที่เกี่ยวข้องกับวัสดุ ประกอบด้วยขั้นตอนหลักๆคือ การออกแบบ ชิ้นส่ว นอาคาร และประกอบเป็นโครงสร้า งทั้งอาคาร การเขียนข้ อกําหนดก่ อสร้าง การพิจ ารณา เลื อ กใช้ วั ส ดุ การออกแบบส่ ว นผสมคอนกรี ต การทํ า งานและการบํ า รุ ง รั ก ษาเมื่ อ ใช้ ง าน ตั ว อย่ า ง การก่อสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นโรงแรมสูง 30 ชั้น บริเวณชายทะเล มีรายละเอียดที่วิศวกร ควรพิจารณาดังนี้ การออกแบบในส่วนที่เกี่ยวกับวัสดุคอนกรีตเสริมเหล็ก วิศวกรผู้ออกแบบควรพิจารณาปัจจัย ต่างๆ เช่นสภาวะแวดล้อมของอาคารจากสถานที่ตั้ง ขนาด ลักษณะ ความต้องการและข้อจํากัดของ โครงการ ความเป็นไปได้ของการใช้ผู้รับเหมาขนาดใหญ่หรือขนาดกลางที่มีระบบการทํางานและควบคุม คุณภาพที่ดี และวัสดุที่มีขายในท้องถิ่นเพื่อกําหนดวัสดุที่จะใช้อย่างเหมาะสม การก่อสร้างอาคารขนาดใหญ่ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมทะเลต้องคํานึงถึงทั้งกําลังของวัสดุที่ใช้ ความเหมาะสมและความเป็นไปได้ของการผลิตคอนกรีต ข้อจํากัดและการทํางานที่เหมาะสมสอดคล้อง ของผู้รับเหมา ตลอดจนปัญหาความคงทนต่อไอเกลือและการเกิดสนิมในอนาคต ผู้ออกแบบจึงอาจมี แนวทางพิจารณาดังนี้ ผู้รับเหมาขนาดใหญ่หรือขนาดกลางที่มีวิศวกรประจําหน่วยงาน มีระบบการทํางานและควบคุม คุณภาพที่ดีมีประสบการณ์ในการใช้คอนกรีตกําลังค่อนข้างสูง คอนกรีต อาจกําหนดกําลังของคอนกรีตสําหรับองค์อาคารทั่วไปในระดับปานกลางค่อนข้างสูง เช่น กําลังอัดที่ 28 วัน 240-280 กก/ซม2 แต่กําหนดกําลังของคอนกรีตเสาสูงขึ้น เช่น 350-420 กก/ ซม2 เพื่อลดขนาดองค์อาคารหลักเช่นเสาและฐานรากซึ่งต้องมีการควบคุมการผลิตและการทํางานเป็น พิเศษ สภาพแวดล้ อ มทะเลทํ า ให้ ต้ อ งการความคงทนต่ อ ไอเกลื อ และการเกิ ด สนิ ม ในอนาคตของ โครงสร้าง ที่ดีกว่าคอนกรีตปกติ เนื่องจากโครงสร้างไม่ได้สัมผัสน้ําทะเลโดยตรงและไม่มีข้อมูลว่าดินมี ปัญหาซัลเฟต วิศวกรจึงอาจกําหนดให้ใช้ปูนซีเมนต์ประเภทที่ 1 ในงานคอนกรีตใช้ส่วนผสมปกติโดยอาจ กําหนดให้ใช้ w/c หรือ w/b ค่อนข้างต่ําคือ 0.40-0.45 ทั้งนี้อาจกําหนดให้ใช้สารผสมเพิ่มทางเคมี เช่น สารลดน้ําเข้าช่วย เพื่อให้ได้ค่าความยุบตัวตามต้องการ หรืออาจเลือกใช้ปูนซีเมนต์ประเภทที่ 1 ผสมเถ้า ลอยแทนที่ซีเมนต์บางส่วน ซึ่งในขั้นการก่อสร้างต้องมีรายละเอียดเพิ่มเติมอีก การใช้เถ้าลอยคุณภาพดี มีรูปร่างกลม ช่วยให้ลดการใช้น้ําในส่วนผสม ใช้ซีเมนต์น้อยลง เนื้อคอนกรีตมีความทึบแน่นดีขึ้น ไอเกลือ หรือความชื้นเคลื่อนผ่านเข้าไปในเนื้อคอนกรีตได้ยากขึ้นซึ่งมีผลดีต่อความทนทานและการเกิดสนิมเหล็ก สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 32


เป็นต้นสําหรับงานเสาซึ่งใช้คอนกรีตกําลังสูงกว่าปกติ (420 กก/ซม2) อาจกําหนดให้ใช้ส่วนผสมที่มีค่า ความยุบตัวสูงขึ้นเพื่อประโยชน์ในการทํางาน อาจใช้ปริมาณปูนซีเมนต์ที่สูงขึ้นหรือใช้เถ้าลอยแทนที่ บางส่วนและลด w/c หรือ w/b โดยยังคงใช้สารลดน้ําเข้าช่วยนอกจากนี้ในการกําหนดการทดสอบเพื่อ ควบคุมคุณภาพคอนกรีต อาจจะเพิ่มเติมการทดสอบที่เกี่ยวกับการทดสอบการซึมผ่านของคลอไรด์ เพื่อให้มีความมั่นใจว่าคอนกรีตมีคุณสมบัติด้านกําลังและด้านความคงทนที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม ที่ใช้งาน เหล็กเสริม เนื่องจากเป็นอาคารขนาดใหญ่และเป็นอาคารสูง การเลือกใช้เหล็กที่มีชั้นคุณภาพสูง สอดคล้องกับคอนกรีตกําลังสูงย่อมมีความเหมาะสม เช่น อาจเลือกใช้เหล็กชั้นคุณภาพ SD 40 แทน SD 30 การกําหนดระยะคอนกรีตหุ้มที่หนาขึ้น เช่น 4-5 ซม เพื่อชะลอการเคลื่อนที่ของคลอไรด์ นอกเหนือจากการใช้คอนกรีตเนื้อทึบแน่น จากการที่ เ ป็ น โครงสร้า งสู ง ขนาดใหญ่ อาจมี ก ารเสริ ม เหล็ ก ในเสาค่อ นข้ า งมาก การเลื อ ก คอนกรีตที่มีค่าความยุบตัวสูง ใช้มวลรวมขนาดเล็กกว่าปกติสําหรับคอนกรีตที่เทเสาและฐานรากจะช่วย ลดปัญหาการเป็นโพรงหลังเท และคอนกรีตที่ได้มีคุณภาพดี การก่ อ สร้ าง จากความจํ า เป็ นต้ อ งใช้ ค อนกรี ต กํ า ลั ง สู ง สํ า หรั บ เสาและฐานราก และกํ า ลั ง ค่อนข้างสูงกว่าปกติสําหรับองค์อาคารอื่น ประกอบกับในบริเวณนั้นมีบริษัทคอนกรีตผสมเสร็จ วิศวกรจึง อาจพิจารณาเลือกใช้คอนกรีตผสมเสร็จแทนการผสมในที่ เพื่อความสะดวก ลดปัญหาการกองเก็บวัสดุ ปริมาณมาก และได้ติดต่อหารือบริษัทคอนกรีตผสมเสร็จเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการผลิตในปริมาณที่ โครงการต้องการโดยมีคุณภาพตามที่กําหนด ความเป็นไปได้ของการจัดส่งตามเวลา ชนิดและคุณภาพ วัสดุที่ใช้ วิธีการควบคุมคุณภาพเป็นต้น วิศวกรควรหารือในรายละเอียดเกี่ยวกับการใช้ชนิดของซีเมนต์ หิน ทราย น้ํา สารผสมเพิ่ม และ ในกรณีที่ใช้เถ้าลอยอาจต้องทราบแหล่ง ประวัติและคุณภาพวัสดุ โดยเฉพาะสําหรับเสาที่มีกําลังและ ค่าความยุบตัวที่ต้องการ สูงกว่าปกติ ขณะที่อาจกําหนดร่วมกันกับบริษัทเกี่ยวกับเกณฑ์การทดสอบ การสุ่มตัวอย่าง ค่าความยุบตัวและการสูญเสียความยุบตัว และเกณฑ์ปฏิเสธการใช้วัสดุ วิศวกรยังต้องตระหนัก ว่ากระบวนการทุกขั้นตอนตั้งแต่การเตรียมงาน ก่อนการเทคอนกรีต การทํางานขณะเท และหลังจากเทแล้วมีผลต่อกําลัง กลสมบัติอื่นๆตลอดจนความคงทนของโครงสร้าง จึงควรพิจารณากําหนดอย่างรอบคอบเช่นการตรวจสอบความสะอาดของแบบ และการยึดที่แน่นหนา ตําแหน่งของเหล็กและระยะหุ้มอย่างถูกต้อง การวางแผนสั่งคอนกรีตที่ทันต่อเวลาและมีระยะเวลาคอย ที่เหมาะสม ไม่นานจนมีผลเสียต่อสมบัติของคอนกรีตเช่นการสูญเสียค่าความยุบตัวที่มากเกินไปจนต้อง ปฏิเสธการใช้งาน การเทคอนกรีตสู่จุดที่ต้องการ และวิธีการเทที่เหมาะสมไม่มีผลต่อการแยกตัว การอัด แน่นด้วยวิธีที่เหมาะสมและถูกต้องเช่นการใช้ท่อ Tremie ในการเทคอนกรีตเสา การจี้เขย่าด้วยเครื่องมือ อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 33 และเวลาที่เ หมาะสม ตลอดจนวิธีการบ่ม ที่ สอดคล้อ งกับสถานที่ ก่อสร้าง เช่น การบ่ ม คอนกรีต เสา อาจกําหนดให้ใช้กระสอบชุบน้ําพันรอบแล้วใช้พลาสติกใสพันโดยรอบ และยึดแน่นโดยรักษาความชื้น ภายในแผ่นพลาสติกตลอดเวลา ไม่เพียงแค่การใช้แผ่นพลาสติกพันรอบซึ่งอาจฉีกขาดได้ง่ายและไม่มี ประสิทธิภาพหรือเกิดผลใดๆ ในการบ่มเมื่อฉีกขาดหรือบ่มชื้นแล้วใช้แผ่นพลาสติกใสพันโดยรอบให้แนบ และยึดแน่นเพื่อรักษาความชื้นภายในซึ่งต้องระวังระยะทับพลาสติกให้เพียงพอ และไม่ฉีกขาด หรือ เลือกใช้สารเคมีบ่มคอนกรีต ฉีดคลุมผิวหน้าคอนกรีต แต่ทั้งนี้ต้องสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของ สารที่ใช้และวิธีการฉีดคลุมผิว ในขณะที่คอนกรีตพื้นอาจใช้วิธีปูกระสอบ รดน้ําให้ชุ่มต่อเนื่อง หรือขังน้ํา หรือคลุมด้วยทรายเปียก ซึ่งวิธีหลังมีข้อจํากัดเรื่องความสะดวก ในการทํางานอื่น ความสะอาดในบริเวณ นั้น กําหนดเวลาในการบ่มไม่น้อยกว่า 7 วัน หรือมากกว่านั้นสําหรับในกรณีที่ใช้คอนกรีตผสมเถ้าลอย เป็นต้น ในการทํ า งาน มี ก ารกํ า หนดการเก็ บ ตั ว อย่ า งวั ส ดุ เ พื่ อ เป็ น การควบคุ ม คุ ณ ภาพ เช่ น การ ตรวจสอบค่าความยุบตัว และเก็บตัวอย่างมาตรฐานตามวิธีมาตรฐาน อย่างน้อยชุดอายุละ3 ก้อนเพื่อ นําไปทดสอบค่ากําลังอัดที่ 7 และ 28วันทุกๆการเทคอนกรีต 50 ม3 ในกรณีสร้างเสร็จและเปิดใช้งาน การตรวจตราเป็นระยะทําให้สังเกตพฤติกรรมหรือสัญญาณ การเสื่อมสภาพที่อาจปรากฏให้เห็นได้ เช่นหากปรากฏคราบสีน้ําตาลบนผิวคอนกรีต เมื่อตรวจสอบ ละเอียด พบรอยแตกร้าวบางๆ ทําให้อาจสันนิษฐานว่าเหล็กเสริมเกิดเป็นสนิม ซึ่งอาจมีการตรวจสอบ ความรุนแรงของการเกิดสนิมนั้นต่อไป เมื่อพิจารณาความต้องการต่างๆ แล้วแนวทางการเขียนข้อกําหนดประกอบแบบจึงอาจมีลักษณะ ดังนี้ 1. ใช้คอนกรีตที่มีค่ากําลังอัด 280 กก/ซม2 มีค่าความยุบตัว 10-12.5 ซมสําหรับคอนกรีตส่วน อื่นยกเว้นเสาและฐานราก ซึ่งใช้กําลัง 420 กก/ซม2 และมีค่าความยุบตัว15 ซมใช้ปูนซีเมนต์ประเภท ที่ 1 ในกรณีที่ใช้สารผสมเพิ่มทางเคมีและแร่ธาตุ ต้องได้รับความเห็นชอบจากวิศวกรก่อน 2. ใช้ w/c หรือ w/b 0.4 ใช้หินขนาดเล็กที่มีขนาดโตสุดไม่เกิน 3/4 นิ้ว มีคอนกรีตระยะหุ้ม 5 ซม. 3. กําหนดให้ใช้เหล็กข้ออ้อย SD 40 สําหรับเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. ขึ้นไป และให้ใช้เหล็กกลม SR 24 ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 มม. หรือเล็กกว่าและให้มีการชักตัวอย่าง สําหรับรุ่นการส่งทุก 10 ตัน โดยกําหนดวิธีการชักตัวอย่างตามมาตรฐาน เช่น มอก เป็นต้น 4. กําหนดให้เทคอนกรีตเสาด้วยท่อ Tremie


www.yotathai.com

หน้า 34


5. กําหนดให้บ่มคอนกรีตเสา โดยใช้กระสอบชุบน้ําพันรอบแล้วใช้พลาสติกใสพันโดยรอบ และ ยึดแน่น หรือเลือกใช้สารเคมีบ่มฉีดคลุมผิวหน้าคอนกรีต และบ่มคอนกรีตพื้นด้วยวิธีการบ่มชื้นโดยใช้วิธี ปูกระสอบ รดน้ําให้ชุ่มต่อเนื่อง หรือตามความเหมาะสม กําหนดเวลาในการบ่มไม่น้อยกว่า 7 วัน อย่างไรก็ตามลักษณะการเขียนข้อกําหนดข้างต้นมีลักษณะเป็น prescriptive specification หากมีความเป็นไปได้ วิศวกรอาจเลือกใช้ข้อกําหนดแบบ performance based specification ซึ่งมุ่งไปที่ ผลลัพธ์ที่ต้องการมากกว่าการกําหนดวิธีการ แต่ต้องตระหนักถึงการกําหนดใช้ และวิธีการตรวจสอบ เพื่อให้แน่ใจได้ว่าจะได้ผลลัพธ์เป็นโครงสร้างที่มีคุณสมบัติและพฤติกรรมที่พึงประสงค์ 5.2

เหล็กรูปพรรณ การใช้งานเหล็กรูปพรรณ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับวัสดุ ประกอบด้วยขั้นตอนหลักๆแบบเดียวกับ คอนกรีตเสริมเหล็กคือ การออกแบบชิ้นส่วนอาคาร และประกอบเป็นโครงสร้างทั้งอาคาร การเขียน ข้อกําหนดก่อสร้าง การพิจ ารณาเลือกใช้วัสดุ การออกแบบส่วนผสมคอนกรีต การทํางานและการ บํารุงรักษาเมื่อใช้งาน ตัวอย่างการก่อสร้างอาคารโรงงานที่ใช้เหล็กรูปพรรณ มีรายละเอียดที่วิศวกร ควรพิจารณาดังนี้ การออกแบบการก่ อ สร้ า งอาคารโรงงาน ต้ อ งการความรวดเร็ ว ในการก่ อ สร้ า ง วิ ศ วกร ผู้ออกแบบจึงเลือกใช้โครงสร้างเหล็กซึ่งเป็นวัสดุสําเร็จรูปที่ผลิตจากโรงงาน มีคุณภาพสม่ําเสมอ ทําให้ สามารถก่อสร้างได้เร็ว มีกําลังสูง มีนําหนักเบาเมื่อเทียบกับกําลัง ใช้กับโครงสร้างที่มีช่วงยาวมากขึ้น สามารถ รับ น้ํ า หนั ก ได้ สู ง เมื่ อ เที ย บกั บ วั สดุ อื่ น นอกจากนั้ น ยั ง มี ค วามเหนี ย วและยืด หยุ่น สู ง ทํ า ให้ สามารถเคลื่อนตัวได้มากโดยไม่เกิดความเสียหายมากนัก และไม่เกิดการวิบัติพังทลาย ทันที โครงสร้าง โดยรวมมีน้ําหนักเบา ฐานรากมีขนาดที่เล็กลง แต่ในการออกแบบควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่นสภาวะ แวดล้อมของอาคารจากสถานที่ตั้ง ความเป็นไปได้ของการใช้อาคารและความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ ความเป็นไปได้ของการหาผู้รับเหมาขนาดใหญ่หรือขนาดกลางที่มีระบบการทํางานและควบคุมคุณภาพ ที่ดี และวัสดุที่มีขายในท้องถิ่นเพื่อกําหนดวัสดุที่จะใช้อย่างเหมาะสมการเตรียมป้องกันองค์อาคารหลัก จากไฟไหม้ ปัญหาความคงทนต่อ การเกิดสนิมในอนาคต ผู้ออกแบบจึงอาจมีแนวทางพิจารณาดังนี้ ผู้รับเหมาขนาดใหญ่หรือขนาดกลางที่มีวิศวกรประจําหน่วยงาน มีระบบการทํางานและควบคุม คุณภาพที่ดีมีประสบการณ์ในการทํางานและควบคุมคุณภาพการก่อสร้างงานเหล็กรูปพรรณ เหล็กรูปพรรณอาจกําหนดชั้นคุณภาพของเหล็กรูปพรรณที่ใช้ เช่นเป็นเหล็กชนิดรีดร้อน A36 ที่มีกําลังรับแรงดึง และค่า E มีขนาดตามที่คํานวณได้โดยเลือกให้เป็นไปตามรูปร่างและขนาดที่มีขาย ในเชิงพาณิชย์ และกําหนดในข้อกําหนดประกอบแบบให้มีการสุ่มตัวอย่างเหล็กรูปพรรณที่ใช้ ส่งให้ หน่วยงานกลางเพื่อเตรียมตัวอย่างและทดสอบตามมาตรฐานที่ระบุ เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติวัสดุที่ ใช้งาน เช่น ความหนา การยืดตัว กําลังครากและกําลังดึงประลัยเป็นต้น อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

หมวดวัสดุกอ่ สร้าง หน้า 35 แต่นอกจากคุณสมบัติที่ดีแล้ว การใช้โครงสร้างเหล็กยังอาจมีปัญหาการบํารุงรักษาจากกัดกร่อน จากสนิมได้ง่าย จึงควรคํานึงถึงสภาพแวดล้อมที่อาจทําให้ชิ้นส่วนเหล็กรูปพรรณนั้นเกิดสนิมในอนาคต และการป้องกันอย่างเหมาะสมด้วย ควรเลี่ยงการสัมผัสกับน้ําและความชื้น หรือมีการป้องกันพื้นผิว เช่น การทาสี ทั้งนี้ต้องเตรียมผิวให้เหมาะสมเพื่อป้องกันการผุโป่งจากการเกิดสนิมภายใน การป้ อ งกั น ไฟ ปั ญ หาหนึ่ ง ของโครงสร้ า งเหล็ ก คื อ การสู ญ เสี ย กํ า ลั ง เมื่ อ ได้ รั บ ความร้ อ น โครงสร้างเหล็กเสียหายจากไฟไหม้ได้ง่ายกว่าโครงสร้างคอนกรีตเมื่อเทียบกับเวลาและระดับอุณหภูมิสูง เท่ากัน ค่ากําลังคราก โมดูลัสยืดหยุ่นลดลง ลดความแข็งเกร็ง การโก่งตัวสูง ดังนั้นจึงควรพิจารณา การป้องกันที่เหมาะสมตามความสําคัญขององค์อาคารและค่าใช้จ่าย เช่น การกําหนดเลือกใช้วัสดุที่มี คุณสมบัติเป็นฉนวนมีการนําความร้อนต่ํา หุ้มรอบชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กป้องกันมิให้โครงสร้างเหล็ก สัมผัสกับไฟโดยตรง โดยวัสดุที่ใช้อาจอยู่ในลักษณะแผ่นหรือแผง เช่น แผ่นคอนกรีต อิฐ แผ่นยิปซั่ม หรือเทคอนกรีตหุ้มรอบองค์อาคารซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นเสา หากตัดสินใจใช้กรณีนี้ การออกแบบอาจ กําหนดความหนา เพื่อให้กันความร้อนได้นาน และอาจใช้ประโยชน์จากคอนกรีตโดยออกแบบให้เป็นส่วน หนึ่งของโครงสร้าง โดยใส่เหล็กเสริมและคํานวณในการช่วยรับแรงด้วย หรืออาจกําหนดให้ใช้วัสดุฉนวน กันความร้อน เช่น เพอร์ไลท์ฉีดพ่นเคลือบองค์อาคาร หรือทาสีพิเศษสีกันไฟ (Intumescent Paint) ซึ่งมี หลายชนิด ที่มีความแตกต่างกัน ดังนั้นผู้ออกแบบ จึงต้องศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถเป็น ข้อมูลในการตัดสินใจเลือกใช้ตามความเหมาะสม และเขียนข้อกําหนดให้ก่อสร้างได้ตามวัตถุประสงค์และ เกิดประสิทธิภาพสูงสุด การก่อสร้าง จากการตัดสินใจเลือกใช้เหล็กรูปพรรณเป็นโครงสร้าง วิศวกรจึงต้องพิจารณา กําหนด วิธีการก่อสร้าง การทํารอยต่อ การตรวจสอบ คุณภาพวัสดุที่ใช้ วิธีการควบคุมคุณภาพและ เกณฑ์ปฏิเสธการใช้วัสดุ การทาสีป้องกันเหล็กกันสนิมเป็นต้น การต่อเชื่อมการต่อประกอบโครงสร้างเหล็กในสถานที่ก่อสร้างต้องกําหนดว่าใช้วิธีเชื่อมด้วย ไฟฟ้า หรือสลักเกลียวและต้องกําหนดรายละเอียดให้ชัดเจนทั้งวัสดุ วิธีการ คุณภาพผู้ปฏิบัติงาน หากมี ข้อ สงสัย เกี่ ยวกั บ ความมั่ น คงแข็ ง แรงของชิ้ นส่ ว น หรือ รอยต่ อ ต่ างๆ อาจต้ อ งมีก ารทดสอบการรั บ น้ําหนักบรรทุก หรือการทดสอบด้วยวิธีพิเศษ เช่น ใช้ X-Ray, Gamma Ray ตรวจสอบทั้งนี้ต้องมี การระบุให้ชัดเจน โดยเฉพาะค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นว่าเป็นของผู้ใด เมื่อพิจารณาความต้องการต่างๆแล้วแนวทางการเขียนข้อกําหนดประกอบแบบจึงอาจมีลักษณะ ดังนี้ 1. วัสดุเหล็กโครงสร้างรูปพรรณชนิดต่างๆ สลักเกลียว และลวดเชื่อมเหล็กที่ใช้ต้องมีคุณภาพ และสมบัติตามมาตรฐานที่ระบุ สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com

หน้า 36


2. การเก็บรักษาเหล็กรูปพรรณทั้งที่ประกอบแล้ว และยังไม่ได้ประกอบ จะต้องเก็บบนพื้นยก เหนือพื้นดิน ปราศจากฝุ่น ไขมัน หรือสิ่งแปลกปลอมอื่น และไม่ให้เหล็กเป็นสนิม 3. การตรวจสอบเมื่อวัสดุมาถึงสถานที่ก่อสร้าง ต้องไม่มีรอยสนิมขุม ต้องมีพื้นที่หน้าตัดขวาง คงที่ตลอด ไม่มีการโก่งงอ 4. การต่อเหล็กในสถานที่ก่อสร้างให้ใช้วิธีเชื่อมด้วยประกายไฟฟ้า หรือด้วยสลักเกลียวตาม รู ป แบบหรื อ แบบขยายรายละเอี ย ดที่ ไ ด้ รั บ อนุ มั ติ แ ล้ ว ช่ า งเชื่ อ มต้ อ งผ่ า นการทดสอบและ มีประกาศนียบัตรรับรอง ผิวหน้าบริเวณที่จะทําการเชื่อมต้องสะอาดปราศจากสะเก็ดร่อน,ตะกรันสนิม หรือวัสดุแปลกปลอมอื่น ที่เกิดผลเสียต่อการเชื่อมได้ในระหว่างการเชื่อมจะต้องยึดชิ้นส่วนที่จะเชื่อม ติดกันให้แน่นเพื่อให้ผิวแนบสนิท สามารถทาสีอุดได้โดยง่าย และ หากสามารถปฏิบัติได้ ให้พยายาม เชื่อมในตําแหน่งราบ หลีกเลียงการบิดเบี้ยว ในระหว่างกระบวนการเชื่อม


www.yotathai.com


หมวดวิชาวิศวกรรมปฐพี


www.yotathai.com


www.yotathai.com

หมวดวิชาวิศวกรรมปฐพี


รศ.ดร. สุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์ ผศ. สมเกียรติ ขวัญพฤกษ์ ผศ.ดร. พรพจน์ ตันเส็ง นายสมศักดิ์ เลิศประเสริฐพันธ์ นายชาญชัย ทรัพย์มณีวงศ์ อ.ดร. ศิรชิ ัย ห่วงจริง

www.yotathai.com

หมวดวิชาวิศวกรรมปฐพี หัวข้อ ความรูพ้ ื้นฐาน หลัก 1. การสํารวจ ทดสอบ และแปลผลการสํารวจ 1.1 ตําแหน่งและจํานวนการเจาะสํารวจหรือทดสอบในสนาม - งานประเภทใดที่จําเป็นต้องเจาะสํารวจ - ปริมาณหลุมเจาะที่เหมาะสม - การหยุดการเจาะสํารวจดินและการกําหนดความลึก ของหลุมเจาะ - แนวทางการกําหนดตําแหน่งของหลุมเจาะ

ความรูเ้ ฉพาะทาง

(แนวทางการตรวจสอบชั้นดินเพื่องานฐานราก, วสท) - Summary of test results

1.2 การอ่านรายงานการเจาะสํารวจ - พื้นฐานการอ่าน boring log (unit weight/watercontent/ Atterberg’s limits/SPT/UC) (แนวทางการตรวจสอบชั้นดินเพื่องานฐานราก, วสท)

(แนวทางการตรวจสอบชั้นดินเพื่องานฐานราก, วสท)

- Compressibility (consolidation, secondary settlement) 1.3 คุณสมบัตดิ ินที่สาํ คัญในการออกแบบ (ตัวแปร), การทดสอบใน ห้องปฏิบัติการ (ความหมาย และการนําค่าไปใช้ /ตัวแปรที่ต้องการตาม - Permeability ประเภทของงาน) - Basic Soil Property, unit weight และการจําแนะประเภทดิน (USCS) - Shear Strengthของดิน(friction angle and cohesion, undrained shear strength) -1

www.yotathai.com

หัวข้อ หลัก

ความรูพ้ ื้นฐาน


- Compaction (maximum dry density, OMC) - Standard penetration number (SPT) (สื่อการสอนปฏิบัติการปฐพีกลศาสตร์, www.gerd.end.ku.ac.th) 1.4 วิธีการสํารวจชั้นดิน - การสํารวจทางกายภาพ (การสํารวจระดับพื้นดิน/การสํารวจทางธรณีฟสิ ิกส์/ สภาพทางน้ํา) 1) การสํารวจค่าระดับพื้นดินและเส้นชั้นความสูง 1.1 วิธีการสํารวจ และเครื่องมือในการสํารวจ 1.2 ระบบการสํารวจ Indian Datum1975 กับ WGS84 1.3 ความละเอียดในการสํารวจเส้นชั้นความสูง 1.4 การประมวลผลการสํารวจ 2) การสํารวจชั้นธรณีฐานราก 2.1 การสํารวจวัดค่าแรงโน้มถ่วง 2.2 การสํารวจวัดสนามแม่เหล็ก 2.3 การสํารวจวัดสภาพต้านทานไฟฟ้า 2.4 การสํารวจด้วยคลื่นสั่นสะเทือน 3) การสํารวจสภาพลําน้ําและพื้นที่รับน้ํา 3.1 พื้นที่รับน้ํา 3.2 รูปตัดขวางลําน้ํา 3.3 ความสูงตลิ่งซ้าย ขวา 3.4 ทิศทางการไหลของลําน้ํา -2

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง - การเจาะหลุมสํารวจ และการเก็บตัวอย่างดิน (wash boring, test pit, rotary coring, disturb sample/undisturbed sample) 1. แนวทางในการกําหนดตําแหน่งหลุมเจาะสํารวจ และการเก็บตัวอย่างดิน 1.1 วัตถุประสงค์การเจาะสํารวจ 1.2 โครงสร้างหรือกรณีวิเคราะห์ สําหรับเป็นข้อกําหนดในการออกแบบ 1.3 วิธีการเก็บตัวอย่างดินที่เหมาะกับกรณีวิเคราะห์ 2. การกําหนดวิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการ 2.1 คุณสมบัติของดินที่ต้องการสําหรับการวิเคราะห์ และออกแบบ 2.2 สภาวะจําลองในการวิเคราะห์ที่อาจจะเกิดขึ้น - การทดสอบคุณสมบัติดินในสนาม (SPT,การตอกหยั่ง, CPT, Field Vane Shear Test) 1. วิธีการทดสอบ ผลที่ได้รับ ความถูกต้องของการทดสอบในสนาม รวมทั้ง เปรียบเทียบผลที่ได้กับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ 2. แนวทางในการกําหนดวิธีการทดสอบ จํานวนจุดทดสอบ ระดับความลึก 3. การประเมินผลที่ได้รับจากการทดสอบ

-3

www.yotathai.com

หัวข้อ ความรูพ้ ื้นฐาน หลัก 2. หลักการออกแบบ 2.1 การเลือกประเภทฐานราก - ลักษณะการพิบัติของฐานรากและปัจจัยทีเ่ กี่ยวข้อง รูปแบบการพิบัติของดินที่รองรับฐานรากแผ่แบ่งเป็น 3 ประเภทหลัก มีรายละเอียดคือ 1. การพังแบบแรงเฉือนหลัก (General Shear Failure) เกิดขึ้นใน กรณี ชั้ น ดิ น แข็ ง รั บ น้ํ า หนั ก แบกทานมากจนวิ บั ติ อ ย่ า งรวดเร็ ว แนวการวิบัติเนื่องจากแรงเฉือนจะเริ่มจากดินมีการขยาย บวมออก ที่บริเวณรอบฐานรากและเมื่อเกิดการวิบัติจะเกิดการทรุดของฐาน รากอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปทฤษฎีความสามารถรับแรงแบกทานมัก กําหนดสมมุติฐานว่าฐานรากเกิดการถ่ายแรงลงสู่ดินในลักษณะนี้ 2. การพังแบบแรงเฉือนเฉพาะที่ (Local Shear Failure) เกิดขึ้นใน กรณีชั้นดินทรายหลวม หรือดินเหนียวปนทรายหลวม ซึ่งชั้นดินนี้ ได้รับน้ําหนักแบกทานมากจนชั้นดินที่อยู่ใกล้กับฐานแผ่อาจมีดิน บวมตัวเล็กน้อยรอบฐานราก ดินรับน้ําหนักไม่ไหว ดินหลวมเกิด การทรุดตัวและเจอดินลึกถัดไป และอาจทําให้ฐานรากรับน้ําหนักได้ มากขึ้นอีกครั้งและดินเกิดขยับตัวเลื่อนทรุดมากขึ้นอีก ค่าการทรุด ตัวจะเพิ่มมากขึ้นจนวิบัติในดินแต่จะไม่เกิดแบบรวดเร็ว 3. การพังแบบเฉือนทะลุ (Punching Shear Failure) เกิดขึ้นกรณี ดิ น เหนีย วอ่ อ นหรื อ ดิ น ทรายที่ ห ลวมมาก เมื่ อ ฐานแผ่ รั บน้ํ า หนั ก จนวิบัติลักษณะการวิบัติของดินแบบนี้จะไม่ขยายไปยังดินรอบข้าง แต่จะมีรูปร่างเหมือนลิ่ม จะเกิดการทรุดตัวมากโดยต่อเนื่องและ -4


www.yotathai.com




ยากที่จะหาแนวการเฉือนในแนวดิ่ งแรงต้านทานการวิบัติอาจไม่ ลดลงแต่ก็เพิ่มขึ้นไม่มาก รูปแบบการพังของฐานรากแผ่อาจเกิดจากลักษณะดินดังกล่าวได้รับ น้ําหนักจากฐานรากแผ่มากจนวิบัติ ส่วนลักษณะของการวิบัติของฐาน รากในลั ก ษณะของการออกแบบคอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก นั้ น ให้ ศึ ก ษา เพิ่มเติมจากเนื้อหาว่าด้วยการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก - การเลือกประเภทฐานราก ฐานรากมีชื่อเรียกตามแต่ลักษณะต่างๆ ดังนี้ 1. ฐานรากเดี่ยว (Isolated Footing)หมายถึงฐานรากที่มีหนึ่งตอม่อ ต่อหนึ่งฐานราก ซึ่งถ้าเป็นฐานรากแผ่ อาจเรียกเป็นฐานรากแผ่ เดี่ยว กรณี เป็นฐานรากเสาเข็ม อาจเรียกเป็นฐานรากเดี่ยวชนิ ด เสาเข็ม เดียว หรื อชนิ ดเสาเข็มคู่ หรือชนิ ดเสาเข็ม กลุ่ม เป็ นต้น เหมาะสมในการใช้งานออกแบบที่ไม่ต้องการความซับซ้อน และ ขอบฐานรากของฐานข้างเคียงอยู่ห่างกันดังรูปตัวอย่าง 2.1.2 2. ฐานรากร่วม (Combined Footing) หมายถึงฐานรากที่มีอย่าง น้อยสองตอม่อมีฐานรากเดียวกัน ซึ่งการใช้ฐานรากแบบนี้อาจมี สาเหตุเนื่องจากตอม่อ อยู่ใกล้กันจนฐานรากแผ่มาเกยกัน หรือเป็น ฐานรากที่เสาเข็มแต่ละฐานมาอยู่ชิดกันมากจนต้องออกแบบให้ เป็นฐานรากเดียวกัน หรืออาจเกิดจากจําเป็นต้องออกแบบฐาน รากเยื้องศูนย์ที่ฐานรากหนึ่งซึ่งอาจทําให้ฐานรากไม่มั่นคงจึงต้อง -5

www.yotathai.com




รวมฐานรากเข้ากับฐานรากที่อยู่ใกล้เคียง มีอีกคําหนึ่งคือคําว่า ฐานรากตีนเป็ด หมายถึงฐานรากตามข้อ 1. แต่ตอม่อถูกวางเยื้อง จากศูนย์กลางของฐานรากอันเนื่องจากตอม่อมีโมเมนต์ถาวรหรือ ฐานรากถูกวางชิดเขต ซึ่งต้องมีการออกแบบให้โมเมนต์ที่เกิดขึ้นใน ฐานรากและตอม่ อ ถู ก ทํ า ให้ ส มดุ ล บางกรณี อ าจจํ า เป็ น ต้ อ งใช้ Strap Beam 3. ฐานรากผืนรวม (Mat Foundation) หมายถึงฐานรากที่รวมฐาน รากของแต่ละเสาหรือตอม่อเข้าไว้ด้วยกันจนเป็นฐานรากผืนใหญ่ ผืนเดียว อาจถือได้ว่าเป็นอีกชนิดหนึ่งของฐานรากร่วมเช่นเดียวกัน ใช้ในกรณีที่น้ําหนักจากโครงสร้างมีปริมาณมากจนทําให้ตอ้ งใช้ พื้นที่ระหว่างเสาแต่ละต้นมาใช้เป็นฐานรากรับน้ําหนักด้วย โดย อาจมีผลดีคือเพิ่มความแข็งตัวให้ระบบฐานรากและเสาตอม่อ การทรุดตัวสม่ําเสมอมากขึ้น มีบางกรณีที่มลี ักษณะเป็นฐานราก ผืนรวม แต่ตัวฐานรากทําให้เป็นโพรงเพื่อช่วยในด้านแรงลอยตัว เรียกว่า Floating Foundation 2.2 การออกแบบฐานรากแต่ละประเภท (ทฤษฎีพื้นฐาน Bearing Capacity, Friction concept, /ตัวแปรในการออกแบบ/อัตราส่วนความปลอดภัย (FS) การคํานวณแรงที่กระทําสู่ฐานราก โดยหลักการควรคํานึงถึง 1) น้ําหนักสิ่งก่อสร้าง 2) น้ําหนักจร -6

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง 3) พฤติกรรมการใช้สอยและลักษณะการถ่ายแรงลงสู่ฐานรองรับของอาคาร 4) แรงลม แรงแผ่นดินไหว 5) แรงดันดิน แรงดันน้ํา แรงลอยตัว - ฐานรากแผ่ (Mat, Spread) หลักการออกแบบฐานรากแผ่หรือฐานรากตื้นนั้น ต้องคํานึงถึง 1) ความแข็งแรงของตัวฐานรากที่รับแรงจากองค์อาคารถ่ายแรงสู่ชั้นดิน 2) ความแข็งแรงของดินที่แบกรับฐานรากมีสัดส่วนความปลอดภัยที่เพียงพอ 3) การทรุดตัวของฐานรากต้องไม่มากจนเกินไปหรือทรุดตัวมากจนอาคารใช้ งานไม่ได้ หรือฐานรากแต่ละฐานมีการทรุดแตกต่างมากจนเป็นเหตุให้ โครงสร้างองค์อาคารเสียหาย ทฤษฎีพื้นฐานของความสามารถรับแรงแบกทาน 1) รูปแบบ (Model) ในการพัฒนาสูตรของการหาความสามารถรับแรงแบก ทานมีหลายรูปแบบ เช่น รูปแบบฐานรากหมุน รูปแบบฐานรากรูปลิ่ม ฐานรากจําลองเสมือนจริง (Finite Element Model) 2) เทอร์ซากิ (1943) ได้พัฒนาสูตรสําหรับหาค่าความสามารถรับแรงแบก ทาน โดยมีลักษณะโมเดลเป็นรูปลิ่ม ซึ่งเป็นฐานแผ่ยาวเป็นแถบ (Strip Footing) และใช้สมมุตฐิ านดังนี้ - ไม่คิดค่าความต้านทานเฉือนของดินที่อยู่เหนือฐานราก - ความลึกของฐานรากต้องไม่เกินความกว้างของฐานราก -7-

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง 3) Meyerhof (1951), Hansen (1970) และ Vesic (1973) มีรูปแบบ (Model) คล้ายกันกับของเทอร์ซากิ แต่มคี วามแตกต่างบางอย่าง รูปแบบ ของ Meyerhof คิดความต้านทานแรงเฉือนของดินที่อยู่เหนือฐานราก ด้วย นอกจากนี้นักวิจัยทั้งสามท่านนี้ต่างก็มีการคํานึงถึงแรงกระทําใน แนวราบ การมีโมเมนต์ที่ฐานรากด้วย เป็นต้น 4) สูตรสมการสําหรับการหาความสามารถรับแรงแบกทานของ Terzaghi (1943) ที่ได้มีการคํานึงถึงสัดส่วนรูปร่างของฐานรากและปัจจัยอื่นๆ รวมถึงค่าตัวแปรต่างๆ เป็นดังสมการ qu = C.Nc.Sc+q.Nq+0.5BNS โดยที่ qu =ค่าความสามารถรับแรงแบกทานประลัย C = หน่วยแรงเฉือนของดิน Sc, S =สัมประสิทธิ์ปรับแก้สัดส่วนของฐานราก q = หน่วยแรงกดเหนือฐานราก  =หน่วยน้ําหนักของดินใต้ฐานราก B =ความกว้างของฐานราก Nc, Nq, N =สัมประสิทธิ์การรับแรงแบกทาน สัดส่วนความปลอดภัยต้องมากเพียงพอที่จะรองรับสถานการณ์ต่างๆ สําหรับ การใช้งานอาคารได้ โดยทั่วไปดินมีความแปรปรวนค่อนข้างสูง อันเนื่องจากปัจจัย หลายสาเหตุเช่น เป็นดินถมใหม่ เป็นดินที่ทรุดตัวได้ง่าย เป็นดินที่เคยเป็นทางผ่าน น้ํามาก่อน เป็นต้น อย่างไรก็ตามสัดส่วนความปลอดภัยไม่ควรน้อยกว่า 2 เท่า สําหรับกรณีทมี่ ีการทดสอบโครงสร้างฐานรากเป็นอย่างดีแล้ว เช่น Static Load -8-

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง Test หรืออาจใช้สัดส่วนความปลอดภัย 2.5 เท่าหรือมากกว่าหากไม่ได้มีการ ทดสอบการรับน้ําหนักแต่ได้มีการสํารวจและทดสอบดินมาแล้ว หรืออาจใช้ค่าตัว แปรการออกแบบตามที่กฎหมายกําหนด ทัง้ นี้วิศวกรผู้ออกแบบควรต้องใช้ วิจารณญาณให้เหมาะสม ฐานรากแผ่แบบ Mat Foundation ใช้ในกรณีที่ออกแบบเป็นฐานรากเดี่ยว แล้วทําให้ฐานรากแผ่อยู่ใกล้กันมากจนการกระจายความเค้นของดินซ้อนทับกัน มาก หรือขนาดฐานรากแผ่แต่ละฐานซ้อนทับกัน ดังนั้นจึงต้องออกแบบเป็นฐาน รากแผ่แบบผืนรวม ซึ่งฐานรากประเภทนี้เหมาะสําหรับชั้นดินที่มีความสม่ําเสมอ เพราะไม่เช่นนั้นแล้วอาจทําให้ฐานรากทรุดตัวไม่เท่ากันได้แล้วจะทําให้ฐานราก แตกร้าวได้ แนวคิดในการออกแบบสามารถใช้สมการสําหรับหาฐานรากแผ่ได้ แต่เนื่องจาก ต้องพิจารณาด้านการทรุดตัวที่แตกต่างกันกรณีที่เสาแต่ละต้นรับน้ําหนักแตกต่าง กันดังนั้นควรใช้สัดส่วนความปลอดภัยให้มากกว่าปกติทั่วไป - ฐานรากบนลาดชัน ฐานรากบนที่ลาดชันในกรณีที่มีฐานรากแผ่ลึกต่างกันไม่ควรให้ความเค้นของฐานที่ สูงกว่ามีผลกระทบต่อดินที่อยู่ต่ํากว่า

-9

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง นอกจากนี้ฐานรากในที่ลาดชันยังควรต้องคํานึงถึงปัจจัยเพิ่มเติมดังนี้ 1) การวิเคราะห์ การทดสอบชั้นดิน 2) เสถียรภาพของลาดดิน 3) ทางน้ําไหล 4) รอยแตก รอยแยก 5) แรงแผ่นดินไหว - ฐานรากบนชั้นหิน กรณีฐานรากวางอยู่บนชั้นหิน ฐานรากควรต้องฝังเป็นระดับอยู่ในหินพืดลึกไม่น้อย กว่า 0.50 ม. และควรให้ทราบแน่นอนว่าเป็นหินพืดจริง อาจต้องเจาะรูลึกไม่น้อย กว่า 2 เมตร อย่างน้อย 2 รูเพื่อพิจารณา และเมื่อความหนาของชั้นหินไม่ดีพอ วิศวกรอาจต้องทดสอบหาค่าความสามารถในการรับน้ําหนักบรรทุกของพื้นดิน บางกรณีวิศวกรอาจใช้ Anchor เย็บใต้ฐานรากเพื่อให้มั่นใจว่าหินใต้ฐานรากไม่ เลื่อนหลุด - ฐานรากเสาเข็ม (เสาเข็มเดี่ยว /กลุ่ม/เสาเข็มรับแรงด้านข้าง) ฐานรากลึกหรือฐานรากเสาเข็มนั้นถือได้ว่าเป็นโครงสร้างที่ทําหน้าที่รับน้ําหนักจาก องค์อาคารและถ่ายแรงสู่ชั้นดิน ด้วยอาศัยหลักการหลักๆ 2 อย่างคือ 1) แรงเสียดทานที่ผิวเสาเข็ม 2) แรงแบกทานทีป่ ลายเสาเข็ม มีบางกรณีที่อาศัยเสาเข็มเป็นการรับแรงดึง ดังนั้นเสาเข็มชนิดนี้จะอาศัยแรงเสียด ทานของดินกับน้ําหนักเสาเข็มเป็นสิ่งต้านทานแรงดึงได้ - 10 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง วัตถุประสงค์ของการใช้เสาเข็มอาจประยุกต์ใช้ได้หลายกรณีคือ 1) เพื่อรับน้ําหนักอาคารส่วนบน ถ่ายแรงผ่านไปยังชั้นดิน อาจมีทั้งแรงใน แนวดิ่งและแรงด้านข้าง 2) เพื่อต้านทานแรงยกตัวหรือแรงดึงหรือแรงลอยตัว 3) เพื่ออัดกระแทกดินทรายให้แน่น โดยอาจใช้การสั่นสะเทือนร่วมด้วย เสาเข็มนี้อาจมีการดึงออกภายหลัง 4) เพื่อควบคุมการทรุดตัวอันเนื่องจากดินมีการยุบตัวได้สูง 5) เพื่อสร้างความมั่นคงให้กับฐานรากเครื่องจักรเพื่อควบคุม Amplitude และ Frequency ของระบบ 6) เพื่อเพิ่มสัดส่วนความปลอดภัยให้กับสะพานหรือตอม่อขนาดใหญ่ 7) เพื่อส่งถ่ายน้ําหนักผ่านชั้นดินที่ตื้นกว่าไปยังชั้นดินที่อยู่ลึกกว่า ชนิดของเสาเข็มอาจแบ่งตามที่มาของวัสดุได้ดังนี้ 1) เสาเข็มไม้ ซึ่งอาจเป็นไม้ยูคา ไม้สน ปัจจุบันนิยมใช้ในงานชั่วคราว 2) เสาเข็มคอนกรีต ซึ่งอาจแบ่งย่อยเป็นเสาเข็มหล่อสําเร็จ เช่นเสาเข็ม คอนกรีตอัดแรงรูปสี่เหลี่ยม รูปตัวไอ เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยง อีกชนิดเป็น เสาเข็มหล่อกับที่ซึ่งอาจเป็นเสาเข็มเจาะขนาดเล็กโดยวิธี Dry Process เสาเข็มเจาะขนาดใหญ่โดยวิธี Wet Process 3) เสาเข็มเหล็ก นิยมใช้หน้าตัดรูปตัว H มีราคาแพงกว่าเสาเข็มคอนกรีตใน ขนาดที่ใกล้เคียงกัน จึงนิยมใช้ในงานชั่วคราว เช่นในการก่อสร้างชั้นใต้ดิน อาจใช้ทําเป็น King Post เป็นต้น - 11 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง เสาเข็มแบ่งตามประเภทของการติดตั้งแบ่งได้ดังนี้ 1) เสาเข็มตอก โดยอาจเป็นเสาเข็มไม้ เสาเข็มหล่อสําเร็จ และอาจมีรูปแบบ การตอกที่แตกต่างกันเช่น ตอกเสาเข็มในน้ํา ตอกบนดิน ตอกเสาเข็มเอียง มีประเภทของเครื่องตอกคือ Back Hole ปั้นจั่นที่ใช้ตุ้มน้ําหนัก,Diesel Hammer, Steam Hammer 2) เสาเข็มเจาะ โดยแบ่งเป็นเสาเข็มเจาะ(กลม)ขนาดเล็ก มีขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลาง 0.35, 0.40, 0.50,0.60 โดยอาจใช้วิธีเจาะแบบแห้งหรือแบบ เปียกก็ได้ อีกวิธีคือเสาเข็มเจาะ(กลม)ขนาดใหญ่ มีขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลาง 0.60, 0.80,1.00, 1.20 เป็นต้น และเสาเข็มเจาะหน้าตัดเป็น รูปสี่เหลี่ยมก็มกี ารใช้งานด้วย 3) เสาเข็มแบบเจาะเสียบ (Auger Press) ใช้เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยง (SpunPile) และเครื่องจักรที่มีหัวเกลียวคว้านดินด้านในของเสาเข็มและ ดันเสาเข็มกดลงไปในดินด้วย จนท้ายสุดจึงมีการตรวจสอบค่า Blow Count 4) เสาเข็มแบบผลักดัน (Jack-in Pile) โดยใช้เครื่องจักรที่มนี ้ําหนักกด เสาเข็มลงไปในดินจนกระทั่งน้ําหนักที่กดเสาเข็มไม่สามารถกดเสาเข็มลง ได้ ขนาดน้ําหนักที่กดขึ้นอยู่กับสัดส่วนความปลอดภัยเช่น 2 เท่าและมีคา่ การยุบตัวที่ยอมรับได้ 5) เสาเข็มแบบ Micro Pile นิยมใช้ในงานซ่อมแซม ปรับปรุงอาคารการ ทํางานใช้พื้นที่ไม่มาก เพราะใช้เสาเข็มที่หน้าตัดเล็ก แข็งแรง ทําเป็นท่อน สั้นๆ และใช้ Hydraulic Jack กับน้ําหนักอาคารกดเสาเข็มลงไปทีละ ท่อนๆ โดยการเชื่อมต่อกันทําให้เสาเข็มมีความยาวเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และใช้ - 12 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง Hydraulic Jack เป็นเครื่องมือในการทดสอบน้ําหนักไปในตัว การติดตั้ง เข็มนี้อาจใช้ปั้นจั่นขนาดเล็กก็ใช้ได้เช่นเดียวกัน ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ ของวิศวกร วิธีการประเมินสภาพการรับน้ําหนักของเสาเข็ม มีหลายวิธีเช่น 1) วิธี Static Formula เป็นวิธีที่ใช้ค่าตัวแปรจากการเจาะสํารวจดินแล้ว นํามาคํานวณหาค่าความต้านทานแรงเสียดทานผิวเสาเข็มและค่าความ ต้านทานแบกทานที่ปลายเสาเข็ม 2) วิธี Dynamic Formula เป็นวิธีของการใช้หลักการพลังงานมีตัวแปรที่ เกี่ยวข้องคือ น้ําหนักตุ้มและเสาเข็ม ระยะยก ค่าการทรุดตัวจากการตอก เสาเข็มค่าการสูญเสียพลังงาน ค่าการทรุดตัวต่อการตอกแต่ละครั้งเพื่อ คํานวณหาค่าความสามารถรับน้ําหนักของเสาเข็มได้ 3) วิธี Pile Load Test เป็นวิธีแช่น้ําหนักลงที่เสาเข็มทีละขั้นและวัดค่าการ ทรุดตัว และนําผลการทดสอบมาประเมินความสามารถรับน้ําหนักได้ของ เสาเข็ม 4) วิศวกรสามารถใช้ทั้งสามวิธีข้างต้นเพื่อประเมินสภาพการรับน้ําหนักของ เสาเข็ม สําหรับเสาเข็มในโครงการที่สําคัญ มีศักยภาพเพียงพอ เสาเข็มต้องถูกออกแบบให้มีสัดส่วนความปลอดภัยอย่างน้อย 2 เท่ากรณีที่มีการ ทดสอบพิสูจน์การรับน้ําหนักของเสาเข็ม กรณีของการออกแบบทั่วไป เสาเข็มไม่ ควรใช้ สั ด ส่ ว นความปลอดภั ย น้ อ ยกว่ า 2.5 เท่ า หรื อ มากกว่ า ทั้ ง นี้ ขึ้ น อยู่ กั บ มาตรฐานและวิจารณญาณของวิศวกร - 13 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง กรณีพิจารณาแรงเสียดทานผิวลบ (Negative Skin Friction) ปกติแ ล้วเสาเข็ ม จะทรุดตั วมากกว่ าดินที่อยู่ โดยรอบ ดินจึงเกิดแรงเสียทานใน ทิศทางขึ้นเพื่อต้านการทรุดตัว แต่บางกรณีดินโดยรอบเสาเข็มอาจมีการทรุดตัว มากกว่าเสาเข็ม ทําให้แรงเสียดทานนี้ฉุดเสาเข็มลง แรงเสียดทานชนิดนี้สามารถ เกิดขึ้นได้สําหรับเสาเข็มยาวที่มีส่วนปลายเสาเข็มอยู่บนชั้นดินที่แข็งแรง ส่วนชั้น ดินบริเวณหัวเสาเข็มเป็นดินเหนียวอ่อน และดินบริเวณใกล้เคียงถูกรบกวน เช่น ดินมาถมใหม่ทําให้ดินทรุดและทําให้เกิดแรงฉุดเสาเข็มลงแรงดันน้ําใต้ดินลดลงทํา ให้ดินอัดตัวยุบลง ฐานรากเสาเข็มกลุ่ม กรณีที่ฐานรากตั้งแต่สองต้นขึ้นไปเรียกว่าเป็นฐานรากเสาเข็มกลุ่ม ดินที่อยู่ระหว่าง เสาเข็มแต่ละต้น ต้องรับการถ่ายแรงจากเสาเข็มที่เพิ่มมากขึ้นจากเดิมทีเ่ ป็นเข็มต้น เดียวทําให้ประสิทธิภาพการรับน้ําหนักของเสาเข็มลดลง โดยเฉพาะเสาเข็มที่ตอก ใกล้กันมากๆ พิจารณารูปที่ 2.2.2 แสดงกระเปาะความเค้นของดินที่ซ้อนทับกัน ของเข็มกลุ่ม ทําให้ดินมีความสามารถรับแรงแบกทานน้อยลง กรณีที่ปลายเสาเข็มตอกหยั่งถึงชั้นทรายหรือดินเหนียวแข็ง ควรพิจารณาความ แข็งแรงของเนื้อวัสดุเสาเข็มเป็นหลัก กรณีที่มีการตอกเสาเข็มปริมาณมากทําให้กลุ่มเข็มโตขึ้นและกลุ่มเสาเข็มของแต่ละ ฐานรากใกล้ กัน มากขึ้ น กรณี เช่ นนี้ ค วรพิ จ ารณาประสิ ท ธิ ภาพของเสาเข็ ม โดย ภาพรวมด้วย และใช้ทฤษฎีหลักรอยเลื่อนแบบกล่องของ Terzaghi & Peck - 14 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง ฐานรากเสาเข็มรับโมเมนต์ กรณีฐานรากเสาเข็มรับแรงแนวราบทําให้เกิดโมเมนต์ในฐานราก หรือฐานราก เสาเข็มรับโมเมนต์ทําให้แรงปฏิกิริยาที่เสาเข็มรับแรงมากน้อยต่างกัน เสาเข็มรับแรงด้านข้าง พฤติกรรมเสาเข็มรับแรงด้านข้างอาจแบ่งตามความยาวเสาเข็ม 1. ชนิดเสาเข็มสั้นที่ปลายอิสระจากการยึดรั้ง กับเสาเข็มสั้นที่ถูกยึดรั้งที่หัว 2. ชนิดเสาเข็มยาวที่ปลายอิสระจากการยึดรั้งกับเสาเข็มยาวที่ถูกยึดรั้งที่หัว เสาเข็ม (รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถศึกษาได้จาก Broms, 1964a) 2.3 การคํานวณแรงกระทําของดินทีเ่ กี่ยวข้อง (แรงภายนอกและภายใน, แรงใน แนวดิ่งและแนวราบ) - การกําหนดแรงกระทําภายนอก แรงกระทําภายนอกที่มากระทํากับตัวอาคาร จะส่งผลต่อระบบการรับแรงของ ฐานราก อาจจําแนกแรงภายนอกที่กระทํากับอาคาร คือ 1) น้ําหนักตายตัวของอาคาร 2) น้ําหนักจรที่ใช้งาน 3) แรงสั่นสะเทือนของเครื่องจักรการรับแรงกระแทกใช้งาน 4) แรงลมหรือแรงแผ่นดินไหว 5) แรงเยื้องศูนย์เนื่องจากการออกแบบหรือการก่อสร้าง 6) แรงดันน้ํา แรงลอยตัว

- 15

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง แรงภายนอกที่กระทําดังกล่าวจะส่งผลให้ฐานรากต้องรับแรงในแนวดิ่ง แนวราบ โมเมนต์ดัด โมเมนต์บิด อย่างใดอย่างหนึ่งหรือผสมกันเป็นระบบแรงที่ซับซ้อน - การกําหนดแรงแผ่นดินไหว การพิจารณาฐานรากกับการกําหนดแรงแผ่นดินไหว อาจพิจารณาจากปัจจัยที่ เกี่ยวข้องดังนี้ 1) รอยเลื่อนและสภาพทางธรณีวิทยา 2) แรงเฉือนเนื่องจากแรงแผ่นดินไหว 3) ลักษณะของอาคารกับรูปแบบของฐานราก 4) ความสามารถต้านทานการหมุนทีฐ่ านของโครงสร้าง การพลิกคว่ํา การสมมติให้ ฐานเป็นแบบแข็งเกร็งหรือยืดหยุ่น 5) ปฏิสมั พันธ์ระหว่างดินและโครงสร้าง 6) ปรากฏการณ์ทรายเหลว 7) ดินที่อัดแน่นไม่สม่ําเสมอ 8) ดินถล่มตามลาดดิน 9) การบรรเทาความเสี่ยงภัยจากสภาพทางธรณีวิทยา 10) คุณลักษณะการเสียรูปของฐานรากขณะรับแรง 11) เกณฑ์การยอมรับของฐานราก 12) แรงดันดินด้านข้างเนื่องจากแผ่นดินไหว

- 16

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง - แรงดันดินในแนวดิ่งและราบ กรณีที่มแี รงภายนอกมากระทําเป็นน้ําหนักกดทับ ความดันดินในแนวดิ่งก็จะเพิ่ม มากขึ้นนอกเหนือจากน้ําหนักดินกดทับแต่เพียงอย่างเดียว - แรงดันน้ํา แรงดันน้ําที่ความลึกหนึ่งๆ มีขนาดเท่ากันทุกทิศทุกทางและสามารถหาความดัน น้ําในกรณีน้ํานิ่ง (Hydro Static) ได้จาก U = w.Hw กรณีที่น้ําใต้ดินไม่ได้อยู่ในสภาวะน้ํานิ่ง (Hydro Static) โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน พื้นที่ของกรุงเทพฯ และปริมณฑล มีกรณีที่ความลึกประมาณ 12-20 ม. มีความดัน ของน้ําใต้ดินลดน้อยลงกว่าสภาวะของ Hydro Static เรียกความดันของน้ําในกรณี นี้ว่า Piezometric Draw Down รายละเอียดเป็นดังรูป 2.3.1 ซึ่งสามารถเกิดขึ้น ได้เนื่องจากน้ําที่ความลึกนั้นสามารถไหลออกนอกระบบได้โดยอาจเกิดจากการดูด น้ําใต้ดิน เป็นต้น เมื่อความดันน้ําใต้ดินลดลงแต่ความเค้นของมวลดินโดยรวมมิได้ เปลี่ยนแปลง ดังนั้นความเค้นของเม็ดดิน (Effective Stress) ที่ความลึกบริเวณนี้ ย่อมเพิ่มมากขึ้นสอดคล้องตามสมการ v = v’+U ดังนั้นจึงเป็นสาเหตุที่ว่าดิน ในความลึกบริเวณนี้เกิดการยุบอัดตัวมากขึ้น และเพิ่มแรงหนีบเสาเข็มมากขึ้นแต่ก็ สามารถทําให้เกิด Negative Skin Friction ที่เสาเข็มได้เนื่องจากดินที่อยู่ด้านบน ต้องทรุดตามลงมาและมีแรงฉุดเสาเข็มลงมานั่นเอง เรียกสภาวะที่ผิวดินทรุดตัวลง มาแบบนี้ว่า Land Subsidence - 17 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง - การกระจายแรง (stress Distribution) การกระจายของแรงในมวลดิ น ที่ เ กิ ด จากน้ํ า หนั ก อาคารหรื อ ดิ น ถมหรื อ แรง ภายนอกอื่นๆ สามารถคํานวณหาได้หลายวิธีและรูปแบบของแรงที่มากระทําต่อ มวลดินนั้นก็มีหลายรูปแบบเช่นกัน เช่นรูปแบบของดินถมทําถนน รูปแบบของแรง กดถนนที่มีต่อกําแพงกันดิน รูปแบบของฐานรากอาคารกดลงที่ดิน เป็นต้น การคํานวณหาการกระจายแรงของดินทําได้หลายวิธีซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะอาศัย ทฤษฎี Elastic โดยมีสมมติฐาน เช่น 1) มวลดินมีคุณสมบัติยืดหยุ่น (Stress และ Strain มีความสัมพันธ์เป็น เส้นตรง) 2) ดินมีคุณสมบัตแิ บบ Isotropic คือดินมีเนื้อเดียวกันทุกทิศทุกทาง ตัวอย่างของแนวคิดและรูปแบบในการหาการกระจายแรงของดิน เช่น - Boussinesq (1885) - Newmark (1942) - การกําหนดแรงกระจายทํามุม 30 องศากับแนวดิ่งสําหรับดินหรือ กระจายแบบสัดส่วนแนวราบต่อแนวดิ่งเป็น 1:2

- 18

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง 2.4 กําลังรับแรงของดิน (Mohr Coulomb’s Equation) กําลังรับแรงเฉือนของดินเป็นไปตามทฤษฎีวิบัติของ Mohr-Coulomb และมี ความสัมพันธ์เป็นเส้นตรงดังแสดงในรูป Shear stress (T)

รูปที่ 2.4.1 สมการมอร์-คูลอมป์ มีสมการคือ  = C+.tan () เมื่อ  = กําลังรับแรงเฉือนของดิน C = หน่วยแรงเฉือนของดิน  = หน่วยแรงในทิศทางที่ตั้งฉากกับระนาบที่วิบัติ  = เป็นมุมต้านทานแรงเฉือนของดิน

- 19

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง กําลังรับแรงเฉือนของดินเหนียว เมื่อมวลดินมีน้ําหนักบรรทุกมากระทําเพิ่มที่ดินเหนียว (∆ ) จะมีแรงดันน้ํา ส่วนเกินเพิ่มขึ้นมา (∆ ) เท่ากับน้ําหนักที่มากระทําเพิ่มและจะค่อยๆ ลดลง ทําให้หน่วยแรงประสิทธิผล (’) ค่อยๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้นเวลาที่วิกฤติที่สุดคือเวลาที่ หน่วยแรงประสิทธิผลมีค่าต่ําสุด ซึ่งก็คือเวลาที่มวลดินเริ่มรับน้ําหนักบรรทุกเพิ่ม นั่นเอง ดังนั้นจึงใช้การทดสอบแบบไม่ระบายน้ํา (Undrain Condition) สําหรับ ทดสอบสถานการณ์ในดินเหนียว กําลังรับแรงเฉือนยังไม่เปลี่ยนแปลง ค่ามุมต้าน แรงเฉือนที่ได้มีค่าเป็นศูนย์ ดังนั้นค่ากําลังรับแรงเฉือนของดินเหนียวคือ =C กําลังรับแรงเฉือนของดินทราย ทรายมีค่าการระบายน้ําได้ดี ขนาดเม็ดดินมีขนาดใหญ่จึงมีค่าหน่วยแรงเฉือนของ ดินลดลง กรณีดินทรายล้วนมีค่า C = 0 จะได้กําลังรับแรงเฉือนเป็น  = .tan(’), เมื่อ ’ เป็นค่ามุมต้านทานแรงเฉือนกรณีระบายน้ํา มีการทดสอบหาค่ากําลังรับแรงเฉือนของดินในรูปแบบต่างๆ เช่น Direct Shear Test, Unconfined Compressive Test, การทดสอบหาค่า SPT และสําหรับ กรณีที่ซับซ้อนมีการกําหนดรูปแบบต่างๆ ของการทดสอบแบบ Triaxial Test

- 20

www.yotathai.com




การคํานวณแรงดันดินในสภาวะต่างๆ อาจใช้ของ Rankine หรือ Coulomb ก็ได้ แรงดันดินในสภาวะ at rest แรงดันดินในสภาวะ active แรงดันดินในสภาวะ pasive แรงดันดินแบบ apparent earth pressure ในดินเหนียวอ่อน ดินเหนียว แข็ง และดินทราย แรงดันน้ํา hydrostatic Rapid drawdown

2.5 การเลือกประเภทกําแพงกันดินและหลักการออกแบบแต่ละประเภท (ทฤษฎีพื้นฐาน , ค่า KaKoKp/ตัวแปรในการออกแบบ/ อัตราส่วนความ ปลอดภัย (FS)) - การเลือกประเภทกําแพงกันดิน (Cantilever, Brace Cut, Anchored, Gravity Wall) - กรณีการวิเคราะห์ อ้างอิง กฎกระทรวงกําหนดมาตรการป้องกันการพังทลายของดินหรือสิ่งปลูกสร้าง ในการขุดดินหรือถมดิน พ.ศ. 2548

การออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอ้างอิง วสท 1008-38 หรือ วสท 1007-34 มาตรฐานการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก - ระยะหุ้มเหล็กเสริมโครงสร้างใต้ดิน - การผุกร่อนของเหล็กเสริม - การทาบเหล็กเสริม ระยะฝังในคอนกรีต

ต้องมีการชี้แจงรายละเอียดเกี่ยวกับชนิดของดิน ความลึกและขนาดของบ่อดินที่จะ ขุดดิน ความสูงและพื้นที่ของเนินดินที่จะถมดิน ความลาดเอียงของบ่อดินหรือ เนินดิน ระยะห่างจากขอบบ่อดินหรือเนินดินถึงเขตที่ดินหรือสิ่ง ปลูกสร้างของ บุคคลอื่น วิธีการป้องกันการพังทลายของดินหรือสิ่งปลูกสร้าง และวิธีในการขุดดิน หรือถมดิน ตลอดจนสภาพพื้นที่และบริเวณข้างเคียง ระดับดินเดิม คุณสมบัติของ ดินที่จะขุดหรือจะถม พร้อมทั้งวิธีปฏิบัติหรือวิธีการสําหรับขุดดินหรือถมดินเพื่อให้ เป็นไปตามแบบแปลน

การออกแบบโครงสร้างเหล็ก อ้างอิง วสท. 1003-18 มาตรฐานสําหรับงานเหล็กรูปพรรณ - การออกแบบองค์อาคารเพื่อต้านทานโมเมนต์ดัด และแรงเฉือน - การออกแบบองค์อาคารที่รับแรงอัดแบบเสา

การขุดดินที่มีความลึกจากระดับพื้นดินเกินสามเมตร หรือมีพื้นที่ปากบ่อดินเกิน หนึ่งหมื่นตารางเมตร ต้องมีแบบแปลน รายการประกอบแบบแปลน และรายการ คํานวณของผู้ได้รับใบอนุญาตให้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรม โยธา ไม่ต่ํากว่าระดับ สามัญวิศวกร ตามกฎหมายว่าด้วยวิศวกร - 21 -

www.yotathai.com


ความรูพ้ ื้นฐาน - การออกแบบจุดต่อ รอยเชื่อม - การออกแบบเพือ่ ป้องกันการวิบัติเฉพาะจุดของ เหล็กรูปพรรณ - ลักษณะการพิบัติของกําแพงกันดินและปัจจัยที่เกี่ยวข้อง - overall stability - structural stability

ความรูเ้ ฉพาะทาง การขุ ด ดิ น ที่ มี ค วามลึ ก เกิ น ยี่ สิ ก ารขุ ด ดิ น ที่ มี ค วามลึ ก เกิ น ยี่ สิ บ เมตร ต้ อ งมี การป้องกันการพังทลายของดินหรือสิ่งปลูกสร้าง โดยมีการติดตั้งอุปกรณ์สําหรับ วัดการเคลื่อนตัวของดินและต้องมีแบบแปลน รายการประกอบแบบแปลนและ รายการคํานวณของผู้ได้ใ บอนุญาตให้ประกอบวิชาชี พวิศวกรรมควบคุม สาขา วิศวกรรมโยธา ระดับวุฒิวิศวกร ตามกฎหมายว่าด้วยวิศวกร การขุดดินที่มีความลึกจากระดับพื้นดินเกินสามเมตร หรือมีพื้นที่ปากบ่อดินเกิน หนึ่งหมื่นตารางเมตร ปากบ่อดินจะต้องห่างจากแนวเขตที่ดินของบุคคลอื่นหรือ ที่สาธารณะเป็นระยะไม่น้อยกว่าสองเท่าของความลึกของบ่อดินที่จะขุด เว้นแต่จะ ได้มีการจัดการป้องกันการพังทลายของดินหรือสิ่งปลูกสร้าง โดยการรับรองของ ผู้ ไ ด้ รั บ ใบอนุ ญ าตให้ ป ระกอบวิ ช าชี พ วิ ศ วกรรมควบคุ ม สาขาวิ ศ วกรรมโยธา ตามกฎหมายว่าด้วยวิศวกร การถมดินที่มีพื้นที่ของเนินดินติดต่อเป็นผืนเดียวกันเกินสองพันตารางเมตร และ มีความสูงของเนินดินตั้งแต่สองเมตรนับจากระดับที่ดินต่างเจ้าของที่อยู่ข้างเคียง ต้องมีผู้ควบคุมงานซึ่งเป็นผู้ได้รับใบอนุญาตให้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม สาขาวิศวกรรมโยธา ตามกฎหมายว่าด้วยวิศวกร การถมดิน ส่วนฐานของเนินดินจะต้องห่างจากแนวเขตที่ดินของบุคคลอื่นหรือ ที่สาธารณะเป็นระยะไม่น้อยกว่าความสูงของเนินดินที่จะถมดิน เว้นแต่จะได้มี การจัดการป้องกันการพังทลายของดินหรือสิ่งปลูกสร้าง โดยการรับรองจากผู้ได้รับ ใบอนุญาตให้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม สาขาวิศวกรรมโยธา ตามกฎหมาย ว่าด้วยวิศวกร - 22 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง อ้างอิง มยผ, 1991-52 วิธีการเลือกใช้โครงสร้างกั้นดินและหลักการออกแบบแต่ละประเภท เมื่อมีการขุด ดินหรือถมดินจนเกิดความต่างระดับของผิวดินมาก กว่าความสูงที่มวลดินจะสมดุล อยู่ได้ด้วยตัวเอง จําเป็นต้องมีโครงสร้างกันดินช่วยพยุงเพื่อป้องกันการพังทลาย ประเภทของกําแพง - กําแพงกันดินแบบ gravity wall หลักการที่ทําให้กําแพง gravity wall มีเสถียรภาพ - กําแพงกันดินแบบคอนกรีตเสริมเหล็กcantilever wall - กําแพงเข็มพืด (sheet pile) หรือเรียกว่ากําแพงแบบ embedded wall) หลักการที่ทาํ ให้ embedded wall มีเสถียรภาพ - กําแพงเสาเข็มร่วมกับแผ่นคอนกรีต (kinpost pile and plank, Soldier pile wall) - Relieving platform การคํานวณออกแบบ (มยผ, 1991-52) กําแพงกันดินต้องมีการตรวจสอบเสถียรภาพและความมั่นคง แข็งแรงดังนี้ - ตรวจสอบการเลื่อนไถลบริเวณฐานรากกําแพงกันดิน (sliding) - ตรวจสอบการล้มคว่ําของกําแพงกันดิน (overturning) - ตรวจสอบกําลังรับน้ําหนัก (Bearing capacity) บริเวณฐานกําแพงกันดิน - ตรวจสอบเสถียรภาพโดยรวม (overall stablity) - ตรวจสอบการวิบัติของโครงสร้าง (structural failure) โดยพิจารณากําลังรับ แรงเฉือนและโมเมนต์ดัดในกําแพง และฐานกําแพง - 23 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง การคํานวณออกแบบเข็มพืดหรือเสาเข็มร่วมกับแผ่นคอนกรีต ต้องมีการคํานวณ ดังนี้ (มยผ, 1991-52) เข็มพืดแบบ cantilever sheet pile 1. คํานวณหาระยะฝังที่ต้องการเพื่อให้ปลายเข็มพืดยาวเพียงพอ ที่จะรับ โมเมนต์ ดัดในลักษณะ fix earth support 2. ลดแรงดันต้านแบบ passive หรือ ใช้วิธีเพิ่มระยะฝังร้อยละ 20 ถึง 40 เพื่อให้มี สัดส่วนปลอดภัยที่เหมาะสม 3. คํานวณออกแบบหน้าตัดเพื่อให้ต้านทานแรงเฉือนและโมเมนต์ดัด ที่เกิดจาก แรงดันดิน แรงดันน้ํา (ถ้ามี) ที่กระทําต่อเข็มพืด เข็มพืดแบบยึดด้วยสมอ (anchored sheet pile) เมื่อความแตกต่างของระดับดิน ค่อนข้างมาก ส่วนบนของเข็มพืดควรมีสมอช่วยยึดไว้เพื่อลดโมเมนต์ดัด ซึ่ง ออกแบบได้สองวิธีคือ free earth support เมื่อความลึกที่ตอกลงในดินชั้นล่างไม่ มากนัก และแบบ fix earth support เมื่อส่วนปลายเข็มตอกลงในชั้นดินลึกกว่า แบบแรก รายละเอียดดูใน (มยผ, 1991-52) ข้อที่ควรคํานึงถึง 1. การออกแบบกําแพงกันดินแบบใช้เสาเข็มร่วมกับแผ่นคอนกรีต ควรวิเคราะห์ โดยใช้หลักการของเสาเข็มรับแรงด้านข้างด้วย 2. ควรจัดให้มรี ะบบระบายน้ําหลังกําแพงเพื่อลดแรงดันน้ํา - 24 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง การใช้เสาเข็มสมอ รั้งกําแพงกันดิน 1. การใช้ dead man 2. สายสมอรั้งระหว่างเสาเข็มสมอ/dead man แรงที่ก่อให้เกิดแรงในกําแพง - แรงดันดิน - แรงดันน้ํา - แรงดันน้ํากรณี rapid drawdown - Surcharge - แรงเนื่องจากแผ่นดินไหว - แรงกระทําเนื่องจากการบดอัดดิน กรณีกําแพงกันดินถม การเลือกใช้แรงดันดินที่เหมาะสมกับกําแพงแต่ละชนิด กําแพงกันดินแบบ braced wall เพื่องานก่อสร้างชั้นใต้ดิน - หน้าที่ของ wale และลักษณะของแรงที่กระทําต่อ wale - หน้าที่ของ strut และลักษณะของแรงที่กระทําต่อ strut - ขั้นตอนการขุดดินและติดตั้งค้ํายัน - การเกิด heave - การเคลื่อนตัวที่เกิดขึ้นเนื่องจากการขุดดินที่อาจมีผลกระทบ ต่อโครงสร้าง ข้างเคียง - 25 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง การวิเคราะห์กรณีวิกฤติสําหรับกําแพงกันดินงานขุด - กรณีโครงสร้างชั่วคราวในระหว่างก่อสร้างที่ใช้เวลาก่อสร้างไม่นาน - กรณีโครงสร้างถาวร (ระยะยาว) - Factor of safety สําหรับแต่ละกรณี การวิเคราะห์กรณีวิกฤติสําหรับกําแพงกันดินงานถม - กรณีระหว่างการก่อสร้าง - กรณีระยะยาว การระบายน้ําในดินหลังกําแพงวัสดุถมหลังกําแพง

- ลักษณะการพิบัติของลาดดินและปัจจัยทีท่ ําให้เกิดการพิบัติ ปัจจัยที่ส่งผลต่อการพิบัติของลาดดินประกอบด้วย 1. ความชันของลาดดิน 2. แรงดันน้ําภายในลาดดิน 3. แรงกระทําภายนอก 4. ความแข็งแรงและการวางตัวของชั้นดิน

2.6 หลักการวิเคราะห์เสถียรภาพของลาดชันและหลักการออกแบบเสริมความ แข็งแรง (ทฤษฎีพื้นฐาน , ตัวแปรในการออกแบบ/ อัตราส่วนความปลอดภัย (FS)) - เสถียรภาพของลาดดินถม/ลาดดินธรรมชาติ (Slope Stability / Sliding) - เสถียรภาพของลาดหิน - การสร้างเสถียรภาพของลาดดิน - กรณีการวิเคราะห์

ลักษณะการพิบัติ 1. การพิบัติตื้น (Shallow failure) ส่วนใหญ่เกิดกับลาดดินทรายหรือ มยผ 1911-52 ดินที่ไม่มีความเชื่อมแน่นมักจะมีระนาบการพิบัติเป็น plane 2. การพิบัติลึก (Deep seated failure) ส่วนใหญ่เป็นการพิบัติที่เกิด กับดินที่มีความเชื่อมแน่น เช่นดินเหนียว และมักจะมีระนาบการ - 26

www.yotathai.com




พิบัติเป็นส่วนโค้งของวงกลม (circular failure) 3. การพิบัติแบบไม่เป็นส่วนโค้งของวงกลม (non-circular failure) มักจะเกิดกับลาดดินที่มีชั้นดินวางอยู่เหนือชั้นหิน และชั้นหินมีการ วางตัวลาดไปตามลาดชัน - กรณีที่ต้องวิเคราะห์ slope stability ต้องเลือกกรณีตามหลักการดังต่อไปนี้ 1. ความปลอดภัยในระยะก่อสร้าง 2. ความปลอดภัยในสภาวะการใช้งานปกติ 3. ความปลอดภัยในสภาวะวิกฤติ (วิศวกรรมความปลอดภัยเขื่อน, สุทธิศักดิ์) - ปัจจัย ประเภทและผลกระทบของการทรุดตัว - การทรุดตัวแตกต่างกัน - Allowable limits - การวางตําแหน่งปลายเข็มที่สัมพันธ์กับการทรุดตัว

2.7 การทรุดตัว (ทฤษฎีพื้นฐาน, ตัวแปรในการออกแบบ/ Mode of Failure / allowable) - การคํานวณและวิเคราะห์

(ประสบการณ์งานแก้ไขอาคารทรุด และยกอาคาร, ธเนศ วีระศิริ)

- 27

www.yotathai.com

หัวข้อ ความรูพ้ ื้นฐาน หลัก 3. การควบคุมคุณภาพงานก่อสร้างทางวิศวกรรมปฐพี 3.1 งานเสาเข็ม 3.1.1เสาเข็มตอก เสาเข็มตอกมีหลายชนิดขึ้นอยู่กับปัจจัยที่ใช้ในการแบ่งแยกเช่นแบ่งแยก ตามชนิดของวัสดุที่ใช้ทําเสาเข็มรูปแบบเทคนิคการตอกและเครื่องมือที่ใช้ ในการตอกเป็นต้นเสาเข็มตอกที่นิยมใช้ในประเทศเท่านั้นได้แก่เสาเข็มไม้ เสาเข็มเหล็กเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กและเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง ลักษณะในการแทนที่ดินของเสาเข็มตอกและผลกระทบจากการติดตั้ง ในดินของเสาเข็มชนิดต่างๆ ลักษณะการแทน ที่ดิน มีการแทนที่ดิน มาก (Large Displacement)

มีการแทนที่ดิน น้อย (Small displacement)

ชนิดของเสาเข็มตอก - เสาเข็มไม้ - เสาเข็มเหล็กแบบปลายปิด - เสาเข็มคอนกรีตเสริม-เหล็ก - เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง

-เสาเข็มเหล็กรูปตัว H - เสาเข็มท่อเหล็กแบบปลายเปิด

ผลกระทบจากการติดตั้งในดิน - เกิดการเคลื่อนตัวของดิน (Earth movement) - เพิ่มความหนาแน่นให้กับดินทราย - ทําลายโครงสร้างหรือทําให้ดิน เหนียวอ่อนเสียกําลังชั่วคราวและ อาจจะกินเวลานานกว่าดินเหนียว จะคืนสภาพเดิมได้โดยเฉพาะ เสาเข็มตอกกลุ่ม - เกิดการเคลื่อนตัวและ สั่นสะเทือนของดินน้อย

- 28


www.yotathai.com




3.1.1.1 การติดตั้งเสาเข็มตอก เสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กและเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงสามารถยกย้ายและ นําไปกองเก็บได้หลังจากที่คอนกรีตมีกําลังร้อยละ 70 ของกําลังอัดประลัย ที่กําหนดโดยต้องยกตําแหน่งที่จัดไว้โดยเฉพาะและกระทําอย่างระมัดระวัง เสาเข็มจะต้องแสดงตําแหน่งจุดยกที่ชัดเจนโดยอาจทําเป็นเครื่องหมายหรือ ฝังหูร้อยหรือทีจ่ ับยึดสําหรับการยกทั้งนี้หน่วยแรงที่เกิดขึ้นจากการยก เสาเข็มจะต้องไม่เกินค่าปลอดภัยของเสาเข็มแต่ละชนิด 3.1.1.2 การควบคุมคุณภาพงานตอกเสาเข็ม (1) ก่อนตอกเสาเข็มจะต้องทําการตรวจสอบการโก่งตัวของเสาเข็มโดยการ โก่งตัวของเสาเข็มจากแนวแกนที่ไม่รวมการโก่งตัวจากน้ําหนักเสาเข็มเมื่อ วัดเทียบจากปลายทั้งสองข้างจะต้องมีค่าไม่เกิน 1 ต่อ 1000 และเมื่อวัด ตรวจสอบด้วยระนาบเส้นตรงทุกระยะ 3 เมตรจะต้องไม่เกิน 1 ต่อ 500 (2) เสาเข็มที่ตอกเสร็จแล้วจะต้องคลาดเคลื่อนจากตําแหน่งที่กําหนดไว้โดย วัดที่ระดับหัวเสาเข็มใช้งานเป็นระยะไม่เกิน 5 เซนติเมตรโดยวัดขนานกับ แกนพิกัดฉากทั้งสองแกนและจะต้องเอียงตัวไม่เกิน 1 ต่อ 50 จากแนวดิ่ง 3.1.1.3 การตอกเสาเข็ม การตอกเสาเข็มเป็นขั้นตอนการก่อสร้างติดตั้งเสาเข็มที่มีเป้าหมายสําคัญคือ สามารถตอกเสาเข็ ม ถึ ง ระดั บ ปลายเสาเข็ ม ที่ ต้ อ งการได้ แ ละโครงสร้ า ง เสาเข็ ม จะต้ อ งไม่ ถู ก ทํ า ลายแตกหั ก จนใช้ ง านไม่ ไ ด้ ต ามวั ต ถุ ป ระสงค์ นอกจากนี้ผลกระทบจากการตอกเสาเข็มเช่นการเคลื่อนตัวของดินทั้งทาง - 29

www.yotathai.com




ดิ่งและทางราบแรงสั่นสะเทือนจากการตอกเสาเข็มจะต้องไม่ส่งผลกระทบ ต่อสิ่งปลูกสร้างข้างเคียงจนได้รับความเสียหาย การตอกเสาเข็มจะต้องคํานึงถึงปัจจัยดังนี้ - น้ําหนักเสาเข็ม - น้ําหนักตุ้มตอก - ระยะยกตุ้มตอกหรือพลังงานที่ใช้ - จํานวนครั้งรวมของการตอก 3.1.1.4 เกณฑ์ในการหยุดตอกเสาเข็ม (Pile driving criteria) ก่อนตอกเสาเข็มต้องกําหนดเกณฑ์ในการหยุดตอกเสาเข็มให้ชัดเจนและ เหมาะสมซึ่งในตําแหน่งดังกล่าวเสาเข็มรับน้ําหนักบรรทุกได้ตามที่ต้องการ และไม่เกิดการทรุดตัวต่างระดับระหว่างฐานราก เกณฑ์ในการหยุดตอกเสาเข็มอย่างน้อยจะต้องประกอบด้วยข้อกําหนด 2 ส่วน ได้แก่ ระดับปลายเสาเข็ม (ตามที่คาดการณ์ไว้ในข้อ 4.1) และ ค่าระยะจมดินสุทธิจากการตอก 10 ครั้งสุดท้าย (last 10 blows) - ค่าระยะจมดินจากการตอก 10 ครั้งสุดท้ายอาจกําหนดจากการคํานวณ จากสูตรตอกเสาเข็ม (Pile driving formula) ที่นิยมใช้อาทิสูตร Hiley, Danish และ Janbu เป็นต้น แต่สูตรตอกเสาเข็มดังกล่าวมีความเชื่อถือได้ ค่อนข้างต่ําโดยเฉพาะในชั้นดินที่มีความแปรปรวนมากและกรณีที่ไม่มีชั้น ทรายแน่นหรือไม่มีชั้นดินเหนียวแข็งในบริเวณปลายเสาเข็ม

- 30

www.yotathai.com




3.1.1.5 ระเบียนการตอกเสาเข็ม-(Pile driving records) ระเบียนการตอกจะต้องประกอบด้วยข้อมูลต่อไปนี้ (1) วันที่ตอก (2) ชนิดของเครื่องตอกและน้ําหนักของตุ้มที่ใช้ตอก (3) ระยะตกของตุ้มหรือพลังงานของเครื่องตอก (4) ชนิดและสภาพของวัสดุที่ใช้รองหัวเสาเข็ม (cushion) (5) เวลาที่เริ่มตอก (6) เวลาที่ตอกเสร็จ (7) ตําแหน่งหรือหมายเลขของเสาเข็ม (8) ชนิดรูปหน้าตัดและความยาวและการต่อเสาเข็ม (9) ค่าการตอก (blow count) ที่ระดับความลึกต่างๆ (10) ระยะจมของเสาเข็มเมื่อตอก 10 ครั้ง 3 ชุดสุดท้าย (11) ความยาวที่ต้องต่อหรือตัดออก (12) ระดับหัวเสาเข็มภายหลังการตอก 3.1.2 เสาเข็มเจาะ เสาเข็มเจาะเป็นเสาเข็มที่ก่อสร้างโดยตรงขึ้นในชั้นดินโดยการเจาะ ดินและเทคอนกรีตลงไปในหลุมที่เจาะล่วงหน้าไว้ในดินให้เต็ม โดยสามารถ ออกแบบให้รับแรงได้ทั้งแรงตามแนวแกนและแรงด้านข้างได้ด้วย ขนาดและความลึ ก ของเสาเข็ ม เจาะสามารถก่ อ สร้ า งได้ อ ย่ า ง หลากหลาย และมีความคงทนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสามารถก่อสร้างได้ใน ภูมิประเทศที่มีชั้นหินลอย หรือก่อสร้างให้ปลายเสาเข็มหยั่งลงในชั้นหินได้ - 31

www.yotathai.com




3.1.2.1 การก่อสร้างเสาเข็มเจาะระบบแห้ง ในกรณีที่ชั้นดินอํานวยให้สามารถก่อสร้างเสาเข็มเจาะเป็นระบบแห้งได้ เช่นในชั้นดินเหนียวแข็ง หลุมเจาะอาจเจาะโดยไม่มีปลอกเหล็กชั่วคราวกัน ดินพั ง หรื อ ในชั้ นดินที่ มีชั้น ดินอ่อ นระดั บตื้น และต่อด้ ว ยดิน เหนีย วแข็ ง จะต้องใส่ปลอกเหล็กกันชั้นดินอ่อนไว้ การเจาะเสาเข็มระบบแห้งสามารถ ใช้เครื่องเจาะแบบสามขาและเครื่องเจาะชนิดใช้ก้านหมุนเจาะโดยใช้สว่าน 3.1.2.2 การก่อสร้างเสาเข็มเจาะระบบเปียก การก่อสร้างเสาเข็มเจาะในชั้นดินที่ไม่คงตัวเช่นในชั้นทรายที่มีน้ําใต้ดิน ซึ่งหลุมเจาะไม่สามารถมีเสถียรภาพ และลึกเกินกว่าที่จะกดปลอกกันดิน ชั่วคราวไปสร้างเสถียรภาพของหลุมเจาะ จึงใช้ของเหลวเช่นสารละลาย เบ็นโทไนท์หรือสารละลายโพลีเมอร์มาเป็นตัวสร้างเสถียรภาพของหลุม เจาะ โดยสารละลายจะสร้างแรงดันภายในหลุมเจาะต้านแรงดันดินทําให้ เกิดเสถียรภาพในหลุมเจาะ การก่อสร้างเสาเข็มเจาะระบบเปียกมีขั้นตอนคล้ายกับเสาเข็มเจาะแห้ง โดยใช้ก้านหมุนเจาะโดยใช้สว่านคือ ชั้นดินอ่อนชั้นบนจะใช้ปลอกชั่วคราว กันดินพัง แต่ส่วนที่ลึกต่ํากว่าระดับปลายปลอกเหล็กชั่วคราว ใช้ของเหลว เป็นตัวพยุงเสถียรภาพของหลุมเจาะ 3.1.3.1 การทดสอบความสมบูรณ์ การทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มด้วยวิธี Seismic เป็นวิธีการทดสอบ โดยใช้ค้อนขนาดเล็กเคาะที่หัวเสาเข็มให้คลื่นความสั่นสะเทือนวิ่งลงสู่ปลาย เสาเข็มหรือตําแหน่งที่มีค่า Impedance (EA/c: E=Young’s modulus - 32

www.yotathai.com




ของคอนกรีต, A=พื้นที่หน้าตัดของเสาเข็ม, c = ความเร็วคลื่นในเสาเข็ม) เปลี่ยนแปลงแล้วสะท้อนกลับมาที่หัวเสาเข็ม และถูกตรวจจับโดย Sensor แล้วนําคลื่น Reflectogram ที่ตรวจจับได้ไปวิเคราะห์ความสมบูรณ์ 3.1.3.2 การทดสอบกําลังรับน้ําหนัก 1 การทดสอบแบบสถิ ต ศาสตร์ (Static Load Testing) จะทํ า การทดสอบโดยใช้เสาสมอรั้ง (Anchor piles) จํานวน 4 ต้นและใช้แม่แรง Hydraulic เป็นจุดกําเนิดแรงดันระหว่างหัวเสาเข็มกับคานปฏิกิริยา (Reaction Frame) เมื่อทําการเพิ่มน้ําหนักในแต่ละขั้นตอนก็ทําการวัดค่า การทรุ ด ตั ว ที่ หั ว เสาเข็ ม โดยใช้ Dial Gauge และในการทดสอบบาง โครงการอาจมีการติดตั้ง Instruments ในตัวเสาเข็มไว้ด้วยเพื่อใช้วัดค่าแรง ที่เกิดขึ้ นในตัวเสาเข็มเพื่ อนํามาใช้ยืนยันการออกแบบและใช้เป็นข้อมู ล สําหรับการออกแบบในอนาคตต่อไป 2 การทดสอบแบบพลศาสตร์ )Dynamic Load Testing ( เป็ น การทดสอบที่มีความคล่องตัวสูง ราคาประหยัด และกําลังได้รับความนิยม ในการยื น ยั น การรั บ น้ํ า หนั ก บรรทุ ก ของเสาเข็ ม ข้ อ เสี ย ของระบบนี้ คื อ ความคลาดเคลื่อนของการทดสอบอาจสูงถึง 30% ได้ความคลาดเคลื่อน ของการทดสอบจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบและ ความชํานาญของผู้ทําการทดสอบ การทดสอบกระทําโดยกระแทกน้ําหนัก บนหัวเสาเข็ม และจับความเร็วของคลื่นความสั่นสะเทือนในตัวเสาเข็มแล้ว นําไปวิเคราะห์หาค่าความสามารถในการรับน้ําหนัก

1 สารละลายรักษาหลุมเจาะ ของเหลวที่นิยมใช้เป็นตัวพยุงเสถียรภาพของหลุมเจาะมี 2 ชนิดคือ สารละลายเบ็นโทไนท์และสารละลายโพลีเมอร์โดยในปัจจุบันการก่อสร้างเสาเข็ม เจาะระบบเปียกโดยใช้สารละลาย โพลีเมอร์เป็นสารรักษาเสถียรภาพเริ่มเป็นที่ แพร่หลายมากขึ้น เนื่องจากสารละลาย เบนโทไนท์มีข้อเสียหลายอย่างเช่น เกิด การสูญ เสี ยกํ าลังรับแรงแรงเสียดทานในชั้นทรายเนื่องจากเยื่อบุทึบน้ํา (Filter Cake), สิ้นเปลืองอุปกรณ์ในการก่อสร้างและพลังงานในการใช้เครื่องเป่าลม (Air Lift) และเครื่องกรองทราย (Desander), ทําให้สถานที่ก่อสร้างสกปรกมาก, มีความยุ่งยากในการทํางานมากกว่าการใช้สารละลายโพลีเมอร์, เกิดการอุดตันใน ระบบระบายน้ําเมื่อนําเบนโทไนท์ไปทิ้ง เป็นต้น การใช้สารละลายโพลีเมอร์ใน การก่ อ สร้ า งเสาเข็ ม เจาะระบบเปี ย กมี ป ระสิ ท ธิ ภ าพสู ง กว่ า การใช้ ส ารละลาย เบนโทไนท์ในหลายๆ ด้าน คือ ไม่เกิดการสูญเสียกําลังรับแรงเสียดทานในชั้นทราย, มีขั้นตอนและวิ ธีการก่อสร้างง่ายกว่าการใช้สารละลาย เบนโทไนท์, ประหยัด อุปกรณ์และพลังงานในการก่อสร้างมากกว่าการใช้สารละลายเบนโทไนท์ อันจะ ส่ ง ผลทํ า ให้ กํ า ลั ง รั บ น้ํ า หนั ก บรรทุ ก ของเสาเข็ ม มากกว่ า กรณี ที่ ใ ช้ ส ารละลาย เบนโทไนท์เพียงอย่างเดียวจากการศึกษาวิจัยที่เกี่ยวกับพฤติกรรมของเสาเข็มเจาะ ภายใต้สารละลายโพลีเมอร์พบว่าการใช้สารละลายโพลีเมอร์มีส่วนช่วยเพิ่มแรง เสียดทานด้านข้างระหว่างเสาเข็มเจาะกับชั้นดินทราย (Teparaksa et al, 2001)

- 33

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง ดังแสดงในรูปที่ 7 ซึ่งแตกต่างกับเสาเข็มเจาะภายใต้สารละลายเบ็นโทไนท์ที่มี ผลกระทบต่อแรงเสียดทานที่ผิวของเสาเข็มซึ่งมีผลงานวิจัยในชั้นดินกรุงเทพฯ (Littlechild et al, 1998 และ Thasnanipan et al, 1998) ออกมาสนับสนุน 2 คอนกรีตเสาเข็มเจาะ 2.1 คอนกรีตสําหรับงานเสาเข็มเจาะ คอนกรีตเสาเข็มเจาะที่ถือว่ามีคุณภาพดีนั้นต้องมีคุณสมบัติครบถ้วนทั้งขณะที่ยัง เหลวอยู่ และเมื่ อ แข็ ง ตั ว แล้ ว ด้ ว ย กล่ า วคื อ ขณะยั ง เหลวจะต้ อ งมี ค วามเหลว เพียงพอต่อการเทผ่านท่อ และสามารถลื่นไหลเข้าไปเต็มทุกส่วนของรูเจาะได้, มี การยึดเกาะตัวกันดีทั้งในขณะขนส่งและขณะทําการเทผ่านท่อ, สามารถอัดตัวแน่น ได้เองด้วยน้ําหนักตัว, เนื้อคอนกรีตต้องมีความสม่ําเสมอไม่เกิดสภาวะการแยกตัว และเกิดการเยิ้มของน้ําในเนื้อคอนกรีตทั้งในขณะและหลังการเท, เมื่อแข็งตัวแล้ว ต้องมีกําลังอัดตามต้องการ, ต้องมีความคงทนทั้งในระยะสั้นและยาวและคอนกรีต ต้องต้านทานการซึมของน้ําได้ 2.2 การเทคอนกรีตเสาเข็มเจาะระบบแห้ง ADSC (1995) ได้เคยวิจัยและสรุปว่าสามารถเทคอนกรีตโดยตรงจากปากรูลงไป ในรูเจาะได้ แต่ให้เทผ่านกรวยสั้นประมาณ 1.50 เมตร ที่ปากรูเจาะเพื่อให้ คอนกรีตตกกระแทกก้นรูอย่างอิสระปราศจากการกระแทกถูกโครงเหล็กหรือผิว ผนังรูเจาะ 2.3 การเทคอนกรีตเสาเข็มเจาะระบบเปียก การเทคอนกรีตใต้น้ําที่ผ่านท่อเท (Tremie Concrete) สําหรับเสาเข็มเจาะ ระบบเปียก เป็นขั้นตอนที่สําคัญสูงสุดเพราะเป็นการหล่อผลิตภัณฑ์ที่จะนําไปใช้ - 34 -

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง งานหากควบคุ ม การเทคอนกรี ต ไม่ ดี แ ละผิ ด ขั้ น ตอนจะทํ า ให้ ค วามสมบู ร ณ์ (Integrity) ของเสาเข็มเสียหายและสมรรถนะในการรับน้ําหนักลดลง หลักการ เทคอนกรีตใต้น้ําผ่านท่อ Tremie 3. การกําหนดระยะคลาดเคลื่อนเสาเข็ม การก่อสร้างเสาเข็มเจาะโดยทั่วไปมีขั้นตอนที่ต้องลงปลอดเหล็กก่อนทําการขุด เจาะดิน ดังนั้ นจึงมีโอกาสที่จะเกิดการคลาดเคลื่อนของตําแหน่งเสาเข็ม ทั้งนี้ ผู้ออกแบบโครงสร้างเสาเข้มเจาะต้องออกแบบโดยพิจารณาค่าโมเมนต์ดัดที่เกิด จากผลการเยื้องศูนย์ของตําแหน่งเสาเข็ม โดยยอมให้เกิดค่าคลาดเคลื่อนค่าหนึ่งซึ่ง ตามมาตรฐาน วสท และสถาบันอื่นในต่างประเทศ เช่น ICE, ADSC และ DFI กําหนดสอดคล้องกันไว้ว่า ค่าเบี่ยงเบนสูงสุดในแนวราบที่ระดับตัดใช้งานเสาเข็ม (Pile Cut-off) จะต้ อ งไม่เกิ นผลรวมของค่าเบี่ ยงเบนในแนวราบที่ร ะดับ ผิ วดิ น 75 มม. กับค่าความคลาดเคลื่ อนที่พิจารณาจากการเบี่ยงเบนแนวดิ่งที่ยอมให้ ซึ่งโดยทั่วไปจะกําหนดไว้ที่ 1:100 ตัวอย่างเช่น เสาเข็มมีระดับตัดใช้งานต่ํากว่า ระดับผิวดินเริ่มต้นเจาะ 3 เมตร จะสามารถมีค่าเบี่ยงเบนในแนวราบที่ระดับตัด ใช้งาน 75+30 เท่ากับ 105 มม. ปัญหาที่เกิดขึ้นคือผู้ควบคุมงานมักจะไม่พิจารณา ผลการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งของเสาเข็มเจาะ โดยมักจะถือเกณฑ์ ค่าเบี่ยงเบนสูงสุด ในแนวราบ 75 มม. เป็นเกณฑ์ในการตรวจสอบค่าคลาดเคลื่อนของเสาเข็ม และ ในบางโครงการผู้ออกแบบกําหนดค่าคลาดเคลื่อนที่น้อยเกินไปทําให้ต้องมีการทํา คานรัดหัวเสาเข็ม (Tied Beam) ซึ่งทําให้ต้นทุนค่าก่อสร้างสูงเพิ่มขึ้น

- 35

www.yotathai.com




3.2 งานฐานรากแผ่ - การติดตั้ง/ก่อสร้าง ฐานแผ่ (การเปิดหน้าดิน และการเตรียมผิวรองรับ/ การเทคอนกรีตฐานรากขนาดใหญ่) - การตรวจสอบระยะเยื้องศูนย์ (ระยะเยื้องที่ยอมให้) - การทดสอบ (การทดสอบแรงแบกทานของดิน/Plate Baring/ข้อควร ระวังในการทดสอบ) อ้างอิง เกร็ดความรู้เกี่ยวกับการควบคุมงานก่อสร้างอาคารคอนกรีตเสริม เหล็ก โดย อรุณ ชัยเสรี หนังสือ ฐานรากตื้น โดย วัชรินทร์ กาสลัก สิ่งสําคัญที่ต้องหมั่นดูคือ (อ้างอิง อรุณ ชัยเสรี) ลักษณะดินก้นหลุมของฐานรากแต่ละฐานว่าจะแข็งแรงพอที่จะรับ น้ําหนักอาคารได้ โดยปลอดภัยหรือไม่ เนื่องจากข้อมูลการเจาะสํารวจดิน มีจํากัดและความแปรปรวนของชั้นดิน ในการเตรียมพื้นที่ ไม่ควรถมดินและวางฐานราบนดินถม

- แนวทางการแก้ไขกรณีการเกิดการเยื้องศูนย์ และ อัตราส่วนความปลอดภัย (FS) ที่ยอมให้หลังจากระยะเยื้องศูนย์เปลี่ยน การแก้ปัญหาเนื่องจากคุณสมบัติของดินฐานราก (อ้างอิง วัชรินทร์ กาสลัก) การแก้ปัญหาดินที่พังได้ (collapsible soil) -

ขุดดินที่พังได้ออกแล้วแทนทีด่ ้วยดินที่มีคุณภาพ ดี ทําระบบระบายน้ําที่ดีเพื่อป้องกันไม่ให้ดินมีความ ชื้นเพิ่มจากน้ําผิวดิน ถ่ายน้ําหนักบรรทุกจากฐานรากลงไปสู่ชั้นดิน ที่ดีกว่า ปรับปรุงคุณภาพดิน (ใช้สารเคมี ขังน้ําเพื่อเร่งการพังของดินให้สิ้นทรุดก่อนการ ก่อ สร้างฐานราก) - ปรับปรุงดินด้วยการบดอัด - ออกแบบโครงสร้างให้สามารถรองรับการทรุดตัว ที่ไม่เท่ากัน ฐานรากในดินเกลือ - ตรวจสอบปริมาณเกลือในน้ําใต้ดิน - ใช้คอนกรีตทึบน้ําซึ่งป้องกันการเกิดสนิมของเหล็กเสริม

ทําการทดสอบกําลังรับน้ําหนักบรรทุกของดินใต้ฐานราก ถึง แม้ ผ ลการทดสอบจริง แสดงว่ าดิ น มีกํ า ลัง สูง กว่ า กํา ลั งที่ ใ ช้ อ อกแบบก็ ต าม หากขุดดินลึกเกินกว่าที่กําหนดไว้มากแต่ยังไม่พบชั้นดินแข็งต้องทําการ ควรพิจารณาในแง่ของการทรุดตัวด้วย เพราะฐานรากจริงมีขนาดใหญ่กว่าแผ่น แก้ไขโดย วิธีถ่ายน้ําหนักด้วยเสาเข็ม หรือวิธีอื่นๆ เหล็กที่ใช้ทดสอบที่มีแรงดันกระทํา ต่อดินเท่ากัน ควรทราบสภาพชั้นดินใต้ระดับ - 36

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง ฐานรากด้วยเนื่องจากหากมีชั้นดินอ่อนอยู่ ต่ํากว่าระดับฐานราก อาจส่งผลต่อกําลังรับน้ําหนักของฐานรากจริง

หากพบก้อนหินก้นหลุมฐานรากต้องขจัดออกให้หมด เมื่อก่อสร้างฐานรากและตอม่อเสร็จแล้ว ต้องกลบดินเหนือฐานรากด้วย วิธีที่เหมาะสม เพราะอาจทําให้เสาตอม่อเอียงจาก แนวดิ่งได้ ความลึกของฐานราก ระดับก้นฐานรากควรอยู่ต่ํากว่าผิวดิน เนื่องจาก กระบวนการทางธรรมชาติอาจก่อให้เกิดการเคลื่อนตัวของดินที่ รองรับฐานรากอยู่ ฐานรากที่วางอยู่บนดินที่มีดินเหนียวเป็นองค์ประกอบต้องคํานึงถึงความชื้น ในดินที่อาจเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ดินเหนียวที่มีส่วนประกอบดินดินบวม ตัว อาจหดตัวในฤดูแล้ง และพองตัวในฤดูฝน ปริมาณการหดตัวระบุได้ ด้วยค่า plasticity index และ clay fraction ความลึกของฐานรากเพื่อลดโอกาสที่ดินจะพองหรือหดตามฤดูกาล

- 37

www.yotathai.com




3.3 งานขุดดินถมดิน (พรบ.ขุดดินถมดิน และพรบ.ควบคุมอาคาร) 1. แบบแปลนการขุดดินถมดิน 1.1) ความลาดชันในการขุด 1.2) คุณสมบัติดิน 2. วัตถุประสงค์การขุดดิน ถมดิน 3. ปริมาณการขุด 4. รายการคํานวณ 4.1) Slope Stability ของบ่อขุด และสิ่งปลูกสร้างพื้นที่ขา้ งเคียง 4.2) วิธีการป้องกันบ่อขุด และสิ่งปลูกสร้างข้างเคียง 4.3) ลําดับขั้นในการขุดดิน ถมดิน 5. วิธีการระบายน้ําเพื่อป้องกันบ่อขุดพังทลาย 6. ข้อกําหนดระดับความลึกในการขุดดิน และข้อกําหนดความสูงของดินถม 7. ความหมายของ “อาคาร” 8. ข้อกําหนดของ 8.1) อาคารสูง 8.2) อาคารขนาดใหญ่พิเศษ 8.3) อาคารชุมนุมคน 8.4) โรงมหรสพ 8.5) อื่นๆ 9. ข้อกําหนดในการรื้อถอน ปลูกสร้าง การใช้งาน ของอาคารประเภทต่างๆ - 38

www.yotathai.com




- การทดสอบดินบดอัด (CBR, Field density test, Compaction test) 1.) การกําหนดค่าที่เหมาะสําหรับใช้ในทดสอบในแต่ละงาน 2.) การกําหนดตําแหน่ง จํานวน วิธีการเก็บตัวอย่าง สําหรับการทดสอบ 3.) ความถี่ในการเก็บตัวอย่างเพื่อทดสอบคุณสมบัติ 4.) การประเมินผลจากการทดสอบ โครงสร้างกันดินชั่วคราว I หมวดการวิเคราะห์ และออกแบบ 1. การวิเคราะห์กําหนดตัวแปรที่ใช้ในการวิเคราะห์ 1.1. Sliding 1.2. Slope Stability 1.3. Uplift 2. การออกแบบ กําหนดตัวแปรในการออกแบบ 2.1 Retaining wall 2.2 Sheet piling Wall 2.3 Braced Cofferdams 2.4 Cellular Cofferdams 2.5 อื่นๆ 3. กรณีการวิเคราะห์ 3.1 ระหว่างการก่อสร้าง 3.2 .หลังการก่อสร้าง 4. การรื้อย้ายหลังการก่อสร้าง - 39

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง II หมวดการก่อสร้าง 1. ข้อแตกต่างระหว่างการออกแบบกับการก่อสร้างจริง 2. การแก้ปัญหาในกรณีเกิดข้อผิดพลาดที่นอกเหนือการออกแบบ - งานตัด/ขุดลาดหิน - แหล่งวัสดุก่อสร้าง

- การปฏิบัติเมื่อเกินเกณฑ์เครื่องมือวัด

3.4 เครื่องมือวัดพฤติกรรม เครื่องมือวัดพฤติกรรมดินในเชิงวิศวกรรมมีได้หลายรูปแบบ มีทั้งตรวจวัดการทรุด ตัวของดินทั้งในแนวดิ่ง แนวราบ วัดการยืดตัวของดิน วัดความดันน้ําใต้ดิน วัดรอย แยกของดิน วัดอัตราการไหลซึมของน้ําจากเขื่อน การวัดการสั่นสะเทือน เป็นต้น การใช้เครื่องมือวัดพฤติกรรมทั้งการทรุดตัวหรือแอ่นตัวพร้อมกับการวัดความดัน น้ํา สามารถใช้ทํานายพฤติกรรมดินเกี่ยวกับการทรุดตัว ความมั่นคงของดินได้ - การตรวจวัดการทรุดตัว ใช้แผ่นแข็งให้อยู่ในระดับที่ต้องการวัดระดับการเคลื่อนตัวในแนวดิ่งของดิน แล้วใช้เครื่องมือวัดระดับของแผ่นแข็งนี้ โดยอาจใช้แกนเหล็กให้สูงขึ้นพ้นผิวดิน เพื่อให้สามารถวัดระดับอ้างอิงได้โดยใช้กล้องสํารวจ ดังรูปที่ 3.4.1

- 40

www.yotathai.com




รูปที่ 3.4.1 แสดงตัวอย่างเครื่องมือวัดการเคลื่อนตัวของดินในแนวดิ่ง รูปด้านซ้าย แสดงเครื่องมือวัดที่ระดับตื้นหรือผิวดิน รูปด้านขวาแสดงเครื่องมือวัดที่ระดับต่ํา จากผิวดินมากขึ้น - การตรวจวัดการเคลื่อนตัวด้านข้าง การตรวจวัดการเคลื่อนตัวที่ผิวดินแต่เพียงอย่างเดียวอาจทําได้โดยสร้างหมุด อ้างอิงที่ผิวดินและใช้กล้องสํารวจคอยตรวจวัดการเคลื่อนที่ของหมุดอ้างอิงนี้ซึ่ง สามารถวั ด ได้ทั้ งการเคลื่อนตั วของผิวดิน ทั้งในแนวดิ่ งและแนวราบ แต่ กรณี ที่ ต้องการวัดการเคลื่อนตัวด้านข้างของดินที่ลึกลงไปนั้นสามารถใช้เครื่องมือวัดทาง อิเลคทรอนิคส์ได้ดังรูปที่ 3.4.2 ซึ่งจะวัดการแอ่นตัวของท่อที่เคลื่อนตัวตามดินที่ดัน ไปได้ โดยการเปรียบเทียบเป็นช่วงเวลาของการวัด นอกจากนี้ยังมีเครื่องมือวัดใน ลักษณะอื่นอีก เช่น Extensometer สามารถวัดการยืดตัวออกของดินในแนวใดๆ ได้ - 41

www.yotathai.com




รูปที่ 3.4.2 แสดงตัวอย่างของเครื่องมือวัดการเคลื่อนตัวด้านข้างของดิน -การตรวจวัดแรงดันน้ํา ใช้เครื่องมือตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ําใต้ดินหรือความดันน้ําที่อยู่บน หรือใต้ดินในระดับต่างๆ มีหลายรูปแบบคือ Piezometer, Pore Pressure Transducer, Water Pressure Gauge, Standpipe, Observation Well มีรูป ตัวอย่างของการวัดระดับน้ําใต้ดินและ Standpipe Piezometer แสดงดังรูปที่ 3.4.3 ลักษณะเครื่องตรวจวัดแรงดันน้ําอาจแบ่งเป็น 1) บ่อสังเกตการณ์ระดับน้ําใต้ดิน (Observation Well) เพื่อตรวจดูว่าระดับ น้ําใต้ดินอยู่ต่ําจากระดับผิวดินอ้างอิงเท่าใด 2) เครื่องมือวัดแรงดันน้ําใต้ดิน (Piezometer) เป็นเครื่องมือวัดความดันน้ํา (Pore water pressure) ที่ความลึกดินระดับต่างๆ แบบทีท่ ําอย่างง่ายคือ แบบท่อปลายเปิด (Standpipe Piezometer) นอกจากนี้ยังมีแบบระบบ - 42

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง ลม (Pneumatic Piezometer) และแบบระบบไฟฟ้า (Electric Piezometer) ร,*ท*! I*»p«

'นิ,

System,

'ร/4*โj ~~] Steel Cap,

*

5 \y.

if

ร/* เนick IVrnius NIOIK:;..

1

Porous Stone lnsije.

Fig.3.6 Detail of AIT type piezometer (after AIT, 1984)

Fig.3.7 Detail of observation well

รูปที่ 3.4.3 ตัวอย่างของเครื่องมือวัดความดันน้ําใต้ดินและระดับน้ําผิวดิน - 43

www.yotathai.com



ความรูเ้ ฉพาะทาง - เกณฑ์ที่ยอมให้ เกณฑ์ที่ยอมให้มีหลายแง่มมุ วิศวกรอาจศึกษาเพิ่มเติมได้จาก มยผ. 1911-52 ถึง 1914-52 มาตรฐานการป้องกันการพังทลายสําหรับงานขุดดินและถมดิน หรือ มาตรฐานที่เกีย่ วข้องกับการตรวจวัดพฤติกรรมเขื่อนเป็นต้น อย่างไรก็ตามมี ประเด็นแง่มุมที่ต้องพิจารณาเป็นหลักการ คือ 1) การสอบเทียบเครื่องมือวัดและการให้รายละเอียดของเครื่องมือวัดเพื่อ การอ้างอิงควรตรวจสอบและใช้ให้เหมาะสมกับงานและช่วงของการใช้ งาน ซึ่งต้องไม่เกิดขีดความสามารถของเครื่องมือวัดนั้น 2) ในแง่มุมของความละเอียดสําหรับเครื่องมือวัดต้องถูกกําหนดไว้ใน รายละเอียดและต้องใช้ให้เหมาะสมกับลักษณะของงาน ส่วนการบันทึก ของการตรวจวัดควรต้องบันทึกให้สอดคล้องกับความละเอียดของ เครื่องมือวัด 3) ความถี่ของการตรวจวัด ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะด้าน เช่นงานวิจัย งานช่วงก่อสร้าง งานช่วงใช้งาน 4) การประมวลผลและวิเคราะห์ด้านความปลอดภัย วิศวกรต้องใช้ วิจารณญาณในการกําหนดสิ่งปกติในการตรวจวัดของเครื่องมือวัดและสัณ ญาณที่อาจจะเกิดอันตรายได้

- 44

www.yotathai.com

หัวข้อ ความรูพ้ ื้นฐาน ความรูเ้ ฉพาะทาง หลัก 4. เทคนิคและปัญหาพิเศษในประเทศไทย(ความรู้ทั่วไป, พฤติกรรม, การแก้ไข) 4.6 เทคนิคการปรับปรุงคุณภาพดิน 4.1 ดินเหนียวอ่อน - คุณสมบัติด้านกําลังรับน้ําหนักและการทรุดตัวของดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ 4.7 การเจาะอุโมงค์ในดินและหิน - ขอบเขตพื้นที่ดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯและพื้นที่อื่นในประเทศที่พบดิน เหนียวอ่อน เทคนิคการป้องกันแก้ไข - ปัญหาที่พบในการก่อสร้างในพื้นที่ดินเหนียวอ่อน ปัญหาเสถียรภาพงานขุด และงานถม ปัญหาการทรุดตัวของโครงสร้าง 4.2 ดินกระจายตัว - คุณสมบัติของดินกระจายตัว - พื้นที่ที่พบ - ปัญหาในงานก่อสร้างและการแก้ไขเบื้องต้น 4.3 ดินบวมตัว - คุณสมบัติของดินบวมตัว - พื้นที่ที่พบ - ปัญหาในงานก่อสร้างและการแก้ไขเบื้องต้น 4.4 Liquefaction(ดินทรายเหลว) - พฤติกรรมของดินทรายเหลวและปัญหาต่องานฐานราก -คุณสมบัติของดินที่พบ 4.5 พื้นที่ธรณีภัย แผ่นดินไหว หลุมยุบ ดินถล่ม - พื้นที่เสี่ยงภัย แผ่นดินไหว หลุมยุบและดินถล่ม - มาตรฐานการออกแบบอาคารที่ตน้ แผ่นดินไหว - 45

www.yotathai.com

เอกสารอ้างอิง ข้อกําหนดมาตรฐานสําหรับงานเสาเข็มเจาะ วสท ข้อมูลสภาพดินบริเวณลุ่มแม่น้ําเจ้าพระยาตอนล่าง วสท แนวทางการตรวจสอบชั้นดินเพื่องานฐานราก วสท ประสบการณ์งานแก้ไขอาคารทรุด และยกอาคาร เธนศ วีระศิริ วิศวกรรมปฐพี สุรฉัตร สัมพันธารักษ์ วิศวกรรมฐานรากเสาเข็มดินซีเมนต์ เกษม เพชรเกตุ ฐานรากตื้น วัชรินทร์ กาสลัก เกร็ดความรู้เกี่ยวกับการควบคุมงานก่อสร้างอาคาร คอนกรีตเสริมเหล็ก อรุณ ชัยเสรี ธรณีภัย สุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์ แผนที่เสีย่ งภัย แผ่นดินไหว ดินถล่ม หลุมยุบ กรมทรัพยากรธรณี www.gerd.eng.ku.ac.th มยผ. 1912-52 มาตรฐานการป้องกันการพังทลายสําหรับงานขุดดินและถมดิน กฎกระทรวง กําหนดมาตรการป้องกันการพังทลายของดินหรือสิ่งปลูกสร้างใน การขุดดินหรือถมดิน พ.ศ. 2548 มาตรฐานการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก วสท 1007-34 โดยวิธีหน่วยแรงใช้งาน มาตรฐานการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก วสท 1008-38 โดยวิธีกําลัง วสท. 1003-18มาตรฐานสําหรับงานเหล็กรูปพรรณ มยผ. 1911-52 ถึง 1914-52 (ขุดดิน – ถมดิน) มยผ. 1302-52 (แผ่นดินไหว) + มยผ.1341-54 มยผ. 1101-52 ถึง 1146-52 (วัสดุงานอาคาร) มยผ. 1252-51 และ 1551-51 (Dynamic Load, Seismic Load) มยผ. 1552-51 (การตรวจวัดการเคลื่อนตัวของอาคาร) มอก. เสาเข็ม คสล.+ คอร. ทล. ทดสอบวัสดุทางหลวง มาตรฐานอ่างเก็บน้ําขนาดเล็ก กรมการปกครองส่วนท้องถิ่น วิศวกรรมเขื่อนดิน วรากร ไม้เรียง วิศวกรรมความปลอดภัยเขื่อน สุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์ - 46

www.yotathai.com


หมวดวิชาวิศวกรรมแหล่งน้ํา


www.yotathai.com


www.yotathai.com

หมวดวิชาวิศวกรรมแหล่งน้ํา


นายชูลิต วัชรสินธุ์ นายธนู หาญพัฒนาพานิชย์ นายวิบูลย์ พงศ์เทพูปถัมภ์ นายธีระ อิสระกุล

www.yotathai.com

7 €

‚

ˆ

ƒ „ ‰ ƒ ‡ ‚

Œƒ • •

•

•

…†‡ €Š€ ˆƒ ‹‚

„Ž •

ˆ

ƒŽ Œƒ •

†•

•

‚ ˆ

ˆ

•‡ Œ • ‚ ‘ ‡ ‚‹ ‚ ‚ Œ †• … ‘ €‚ € ‚ € ‹‚ †• ‚ ‰ ƒ ‡• ‚ ˆ “Š • • ‚ •‚ •ƒ • ƒ ‘“ˆ ˆ ”• Œƒ • ‚ ‹ ‚ • – — ‘ € ˆ ‡ ˆ „ ƒ‘ • € €ƒŽ • ˆ ˆ ”• •‡ 1 ƒ ‘“ˆ ˆƒ • •‡ 2 ‚ ‹ •‡ ‚ •‡ 3 Œƒ •‡ 4 ‘€ ˆ € •‡ 5 •‡ 6 • Œ ˆ — € €„ ‚ •‡ 7 ‚ „ ƒ‘ ˆ Œƒ • Œ ƒ ƒ •‡ ‘ Œ € ‚ †• ‚ €‡ ‹‚€ ‚ Œ ’‹ •‚ • €

‹‚

• ‰ ƒ ‡ Œ •‚ ƒ „

ˆ

‡•

•‡ 5 ˆ „ ƒ‘

€• ‚

•‡ ‡€ ‡€ ‹‚ € …†‡ ˆ

‡

‚

‚ 7

‚ ƒ ‡

ƒ

•

‚ Œ

•‡ ‡ ‚

’ •

’ • € ‹‚ ˆ

‚

ˆ • ƒ

‚ ‚ •‚

‰ ƒ ‡Œ •‡ € ‘ •ƒ †• •‡ Œˆ• ‚ ‚ ƒ € €„ •‡ ˆ „• ‚ † ˆ ƒŽŽƒ• †. . 2542 €• •‡ 5 ˆ •‡ 6 • Œ ˆ — € €„ Œ ƒ •‡ 6 •ƒ •‡ 4 ‘€ ˆ € ˆ •‡ 7 ‚ ˆ Œƒ ’ € ‹‚Œ ˆ “Š• ‡ — 1

www.yotathai.com

• •

• ˆƒ „Ž • •‡ 2 ‚ ‹ •‡ ‚ •‡ ’

ƒ ‚

€“ˆ—‹‚Œƒ • ƒ ˆ ‡€ „ ƒ •‡Œˆ ‚ ” ˆ ‰ ƒ ‡ ‚ €‡ ’‹ •‚

•‡ 1 ƒ ‘“ˆ ˆ •‡ 3 ƒ • –

ˆƒ • Œƒ

‰ ƒ ‡Œˆ ‡€„“€ ˆ ‚ ‡—‹‚ ƒ — ˆ ‹ “Š

‹• ƒ ƒ

ƒ ‚ —‹‚Œƒ •

‹• ‹ ‹ Š ‡ˆ

ƒ

Š„ Ž†ƒ˜ † Š † Š •†‹ ’ƒ ”Š ˆ„

2

‚

†• … €

ˆ

Š •

„Š

ƒ

„ •

‹‚

www.yotathai.com

“

” €•‚

ƒ

„1

…† WR 11 WR 12 WR 13

„2

‡ 1-1 1-1 1-5 „ˆ‰ˆ

WR 21 € • ‚ƒ „ WR 22 … „ … † ‡‚ ˆ ‰ WR 23 … „ … ˆ ˆ WR 24 Š ‡ WR 25 ‡ ‹ WR 26 ‡ „3

ˆ Œ

Š

Š WR 31 WR 32 WR 33 WR 34

„4

…

2-1 2-2 2-8 2-11 2-13 2-22

‹… WR 41 WR 42 WR 43 WR 44 WR 45

€ €

… „ ƒ‹‚ Œ… ‹ • ‹ • € ‹

3-1 3-2 3-3 3-5

‡Š

€ • Ž• ‘ Š ‚ƒ ‘ … ‡ • Š… •‰

•

… • Š

I

4-1 4-2 4-6 4-6 4-8

www.yotathai.com

(‡ )

„5 WR 51 WR 52 WR 53 WR 54 WR 55 WR 56 WR 57 „6

„7

‘ƒ ˆ •

•Š • ’““” ˆ

‡ Š WR 61 WR 62 … WR 63 ˆ‰ WR 71 WR 72 WR 73 WR 74 WR 75

… (Spillway) • Š

5-1 5-20 5-43 5-46 5-50 5-61 5-71

Œ €

ˆ ˆ

‚ˆ

‚ˆ

€

•

… Œ

…

Š • ‘ƒ

€ • •

‹Œ… € ”

6-1 6-3 6-8

Œ €

ˆ• €

II

‘ƒ

7-1 7-6 7-8 7-11 7-13

www.yotathai.com

‡ ‡ 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5

„ ‰

•

’

…

’ ‹ Œ ˆ Reduction Factors ‹

5-64 5-65 5-65 5-68 5-71

•

•‘ ‚ƒ ˆ

ˆ •

2,000 ’

• • „ 1 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 3-1 3-2 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5

Š

ˆ

•

„…

ˆ ˆ ˆ Double Mass Curve ‚ƒ . ‘ €. † ‚ ˆ „ ‚ƒˆ †‚ ˆ ˆ … Œ – ˆ ˆ “ Žƒ ˆ ’ ‚ ˆ ˆ „ • € ˆ – ˆŒƒ • ‚ƒ — ‚ Kgt.27 . • ‚ €. ˆ “ „ ‘ƒ Œ ˆ • ˆ– „ ‚ƒ Ž ‚ƒ €. • ‚ƒ 16-18 — ˆ •. . 2505 ˆ “ … – -Œ - —‚ƒ ˜ ‚ƒ . ‘ €. • ‡ ‚ • †Š ‡ ˆ ˆ ™ š ‚ƒˆ •‘ ‚ƒ – ‹ › TRAP EFFICIENCY CURVE BY BRUNE “ ‚ˆ ‚ˆ • … • †Š •‘ •‚ƒ € • ‘ƒ ‚ƒ ˆ 100 ™ ‹ • ‘ƒ „ • ‘ƒ œ‹ Œ ™ ˆ … ‘ƒ Zone ‹ ‘ƒ — „ ‰ ‘ƒ — ‚ „ ‚ƒ STANDARD OGEE CREST PROFILE DEFINITION SKETCH VALUES OF K AS A FUNCTION OF THE VELOCITY HEAD III

…ˆ

4 2-8 2-14 2-15 2-16 2-18 2-19 2-19 2-20 2-22 2-23 2-24 2-25 3-2 3-4 5-6 5-13 5-21 5-22 5-22

www.yotathai.com

• (‡ ) • „ 5-6 5-7 5-8 5-9 5-10 5-11 5-12 5-13 5-14 5-15 5-16 5-17 5-18 5-19 5-20 5-21 5-22

VALUES OF N AS A FUNCTION OF THE SLOPE OF THE UPSTREAM FACE AND THE VELOCITY HEAD THE WES STANDARD SPILLWAY SHAPES (U.S.ARMY ENGINEERING WATERWAY EXPERIMENT STATION) DISCHARGE COEFFICIENTS FOR HEADS EQUAL TO THE DESIGN HEAD AS A FUNCTION OF THE APPROACH DEPTH P CORRECTION FOR HEADS OTHER THAN THE DESIGN HEAD COEFFICIENT OF DISCHARGE OF SLOPING UPSTREAM FACE CORRECTION FOR TAILWATER EFFECT CORRECTION DUE TO DOWNSTREAM APRON EFFECT DISCHARGE COEFFICIENT FOR FLOW UNDER GATES. 103-D-1875 DISCHARGE COEFFICIENTS FOR FLOW UNDER GATES Ž • Reservoir Routing ‡‚ PMF ‘ƒ ŒŒ ’ ˆ‹ … •• SPILLWAY STILLING BASING END SILL TAILWATER REDUCTION MINIMUM TAILWATER DEPTHS (BASINS I, II, AND III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25 LENGTH OF JUMP ON HORIZONTAL FLOOR (BASINS I, II, AND III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25 RECOMMENDED PROPORTIONS (BASIN II) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25 HEIGHT OF BAFFLE PIERS AND END SILL (BASIN III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25 RECOMMENDED PROPORTIONS (BASIN III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25

IV

5-22 5-23 5-24 5-25 5-25 5-25 5-26 5-27 5-28 5-29 5-29 5-32 5-33 5-34 5-35 5-35 5-35

www.yotathai.com

“

” €•‚

ƒ WR 01 : 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

€ • ‚ ƒ„ … • € • †‡ˆ

€ …‰… Š• ‹‰Œƒ• ƒ• ƒ •ˆ …‚Ž 7 ‚ ‡•€ • • …ˆ ‡ •€ € •€ ƒ‚ € „Ž ‘ ‚ Ž ‘€Œ •ƒ € ‘•€ ˆ… Š•… ’ ˆ ‚ ‚ †‡ˆ„ …•€ ‚ ‘€ ƒ • ‚ƒ … …

‘ˆ … WR 02 : ‚‘’„ …‰ “Š•“ 7 ‚ •ˆ 1 ‚ ”‹ •ˆ 2 •€ Š •ˆ •ˆ 3 •ˆ 4 ” •ˆ 5 €€ •ˆ 6 ‘ € “ … •ˆ 7 • „ ‚” •‚ 7 ƒ‚ • ‘• Œƒ• ˆ € …‰ € € “ •ƒ € … •€ ƒ‚ ‚Ž • ‚ •€ …‚Ž € ‘ • ƒ‚ ƒ „ … 1 WR 03 : •ˆ 1 ‚ ”‹ ‚ ‘€ ƒ ‚ ”‹ € ‚ ‘€ • ƒ •• … …‚Ž € WR 11 : WR 12 : ‚ ‘€ • ƒ WR 13 : •• … …‚Ž € € …

1

1

…„

€ • ‚ƒ

ƒ ‚ •€ ‚ • ‘ Š• – — € ƒ• 7

ƒ•

ƒ‚ ˆ

… …„ ‘ •

‚

Œ• ‚

’ •‚

…1 Š‹ †

‰

www.yotathai.com

WR 04 :

WR 05 :

WR 06 :

WR 07 :

WR 08 :

•ˆ 2 •€ Š •ˆ • ’ •• •€ Š …2 •‚ ‚ ”‹ € •€ Š •€ Š • ˆ ‚ •€ …‚Ž ƒ‚ ˆ …Œ•Œ WR 21 : “ •ˆ•Š • WR 22 : €„‘„ • €„• • ‹ • ‹˜ ‹ WR 23 : ‹ˆ • † •ƒ € ‚ ƒ„ WR 24 : ‹ • WR 25 : ‹ €€ €… ‘‰ •ˆ 3 ‚ƒ ’ “ ” … …3 ‚ ”‹ € …‰ € •ˆ …‚Ž ‚ƒ ‡•€ •Œ ™Ž • •‚ • ˆ ‚ •€ …‚Ž ƒ‚ ˆ Ž WR 31 : € •€ Š •ˆ • WR 32 : ƒ‚ … …„ € š WR 33 : ‚ƒ € š WR 34 : ‚ƒ • ‹‰‘ • •ˆ 4 ”… … € …‰… •Š • ‚ ‘€ …4 ˆ ”… € … ƒ• ˆ ‚ •€ …‚Ž ƒ‚ ˆ •Š WR 41 : “ ”… … WR 42 : …‚ƒ •€ € …‰ € •ˆ € WR 43 : €€ •€ ‘• WR 44 : ‹ … “ € • … WR 45 : … ‰ƒ• ”† ‘ ‰ •ˆ 5 €€ € …‰… Š• ‹‰ …5 €€ •€ € …‰ € • ‡•€ • €€ •ˆ Œƒ• ‘ † ‘ ‚ • • ˆ • Œƒ• ƒ ‰ Š „ƒ ˆ ‚ •€ …‚Ž ƒ‚ ˆ WR 51 : €€ •€ ˜ ‘Š WR 52 : €€ €… WR 53 : €€ €„ …‰“‚ €„ …‰ WR 54 : €€ €… Œ››œ ‡ ‚ WR 55 : €€ WR 56 : €€ WR 57 : €€ •ˆ 6 ‘ € “ … …„ € • € …‰… Š• …6 ‡•€ ‘ € €ˆ ƒ ‚ƒ• •€ ƒ €ˆ ƒ (Specification) † Ž ƒ „ € ƒ … € • … ˆ ‚ •€ …‚Ž ƒ‚ ˆ ˆ WR 61 : ‘ € €ˆ ƒ WR 62 : •€ ƒ €ˆ ƒ ‚ƒ• € ƒ … WR 63 : “ … …„ € •

1

2

www.yotathai.com

WR 09 :

•ˆ 7

„ ‚” • „ ‚ ” … •‚ €€ …‰… Š• œ€ ˆ ‚ •€ …‚Ž ƒ‚ ˆ WR 71 : ‘ € „ ‚ ” WR 72 : … …„ • WR 73 : … …„ • WR 74 : ‚ƒ WR 75 : œ€ ‚

1

•

•ˆ € • ‚ •€

‚ƒ •

š

€ …‰… •Š • ƒ • • ‡ Š „ƒ ‚ ƒ •‚ ‡ ‚ ‘ •€

€… € „ ‚ ” € … ‚ …‚ „ ‚”…€ • ‚ƒ •‚ ‡ ‚‘ •€

3

…7 Œ• ˆ Š Ž

www.yotathai.com

€

1

2

WR 11 : WR 12 : 4

WR 13 : † ‡ „ „ „ •„…

„ˆ ‰

€

WR 21 : ƒ ‡ † WR 22 : … … Š Š … † ‹ † † WR 23 : Œ Š• • … WR 24 : † WR 25 : † „ € Ž

3

Š €

•

‚

WR 31 : ••‚ WR 32 : •„ •„… WR 33 : ‚ WR 34 : • ‚ ‰

4

€ •• •• ‡

•„

-F1

–

€ƒ

„…

„

5

‘„

WR 51 : † •

WR 52 : WR 53 :

Ž WR 43 : WR 44 :

••

•• •• † „ ‘„ „ Ž

WR 45 :

1

€

WR 41 : ƒ – „ WR 41 : ‘„ WR 42 : „ • „Ž†

ƒ

ƒ

•‚

•„

ƒ •

Ž

WR 54 : WR 55 : WR 56 : WR 57 :

•• •Š •• •• …‘ „Ž •• •• •• ••

••

• ‹Š „ •Š …‘ „Žƒ „ ‘ ’““” • •• •• • Š •• † †

6 ‚ • •• ƒ „ •„…

WR 61 : WR 62 : WR 63 :

‚ • •• Š Š Š ‚ † ƒ „ •„…

7

€ •

Š

WR 71 : „

„ „ „ „

WR 72 : WR 73 :

• … ‚

‚ •• … † • •„… € • „• •„… €

• • … • …

„ WR 74 : WR 75 :

• ‚ †” ‡Š•• ‚ •

€† • ‚

www.yotathai.com

…1

Š‹

†

WR 11 : WR 11:01

‡‚•

…

• ‡• †

‡•€ ‚ƒ ”‘ Œ››œ ‡ ‚ … • “ ‚ ƒ‚

š ‚ • ‰ ‘ • €„ •… •… €„‘ •€ •ˆ … …š ‚ ” • •• € ‚ ˆ ƒ ‡‚• … ‡•€ œ€ ‚ • €„• •‚ •‚ • œ€ ‚ ƒ‚ € „ ‚ ”‰›žŸ ›Š‡• •ˆ ‘• ‘• WR 11:02 ‚ ”‹ €  €„‘„ • €„• •  ‚ƒ € š ‚ƒ  •€ /˜ €… € ‘ • €… ‚ €… •• •€ •€€„ …‰“‚ •€/€„ …‰ ‚  €… • (Spillway or Service Spillway) € … • ¡„ ¡ (Emergency Spillway)  €‡‚ •€€ … ‚ ƒ‚  •€/€„ …‰  Œ››œ ‡ ‚  € … … …„ ‚ …‚ ‘Š  • …€ …€ •€ € … … …„ …€ ’ ˆŠ ‘•  •€ €ƒ • •€… € ‘• WR 11:03 •ˆ ˆ •€ ‚ ˆ •ˆ ˆ •€ ‚  “ •ˆ•Š •  ‹ˆ • †  €„ ‹‰ ‘ ‰ •€ š ‘Š ‰ ‘•  €„ ‹‰ … •€ Œ››œ … •€ ‚ ‚ … •€ ƒŒ››œ •€ Œ››œ Œ Œ››œ Œ››œ ‘•  ƒ •• ˆƒ  ƒ• ”‘  ”† - ‚ …  ”† ‘ ‰  ƒ• ƒ •€ ‘• WR 12 WR 12:01

† ‚ ‘€ •„ Š ƒ 1

• ƒ ˆ“ ‰ “ 4 ‚ ‘€ ƒ‚ ˆ

•ˆ • ‘€ ‚ …

1-1

… ƒ •€

ƒ Ž • ‘•€ ˆ

Š‹

… …•

†

www.yotathai.com

1.

”… … € ƒ• 1) ” “ ƒ‚ „ (Basin Plan and Master Plan) 2) ” “ ƒ‚ … (Project Plan) ˆ ƒ‚ ƒ‚ ˆ  ” ‚ ‘• (Desk Study)  ”… •€ ‘• (Pre-feasibility Study)  ”… (Feasibility Study) 2. €€ €ˆ ƒ ‚ƒ• € ƒ … € ƒ• 1) €€ €ˆ ƒ (Detailed Design) 2) Specification and Tender Document 3. € • … (Project Construction) 4. • „ ‚” ‚ƒ WR 12:02 ” “ ƒ‚ „ (Basin Plan or Master Plan) ” … € … •€ • •€ ‘ • • •€ ‡•€ ƒ „ … • •€ •ˆ Œ Œƒ• •Œ ™Ž ” “ ƒ‚ „ ˆ Œƒ• ƒ ‚ ‘€ ” ƒ‚ ˆ 1) • € Š ƒ• ‘ • ƒ‚ „ ” ‚ • ‡ ƒ• ‘ • € „ „ ™Ž 2) ƒ ¢ ‹£‰ €ˆ ƒ ” 3) “ ƒ• •€ ‘ • •Œ ™Ž 4) ƒ ƒ ‚ ”‹ … •ˆ •€ ‘• • •€ ‘ • 5) •€ • •ˆ ‚ƒ ƒ‚ • •€ …‚ƒ •€ … •ˆ ˆ ƒ‚ Š •Œ ™Ž ˆ… …„• … ‡•€ ” ‚ ‘€Œ 6) ƒ • € ‘ ” “ ‚ ” … WR 12:03 ” “ ƒ‚ … (Project Plan) ƒ •‚ Œ €€ ‚ Desk Study, Preliminary Study •€ Pre-feasibility Study Feasibility € Study … ” “ € ƒ € ‘€ •€ Œ ˆ €€ € ƒ ‚ƒ ‘ … ” “ ƒ‚ • ” ‡•€ ‡ ‹ ‘‚ƒ ‘ ‚ ‘€ ˆ š •€ Š ‡ ‘ ‡•€ • ‚ ” ‘ ‚ •‚ ˆ € Š ‚ ƒ€ … •€ Š •ˆ ˆ€ Š ˆ… ‡ •€ ‡ˆ ƒ ƒ ƒ ‚ ‘€ ” ‡•€ € • … ƒ‚ ˆ WR 12:04 ” ‚ ‘• (Desk Study) ‚ ‘• € … •€• ˆ… ‘•€ •ˆ ‡‚• … ‹‡• •ˆ ƒ š ˆ •€ Š •ˆ ˆ€ Š • •ˆ Œƒ• • ‡ ‹ „ƒ …‰ € ” ‚ ˆ ‡•€

1

“

1-2

•Š

•Š

•Š

†

www.yotathai.com

1) 2)

” „ ™Ž … ‘•€ (Identification of problems and needs) ” “ € • •’ • ˆ • ™Ž ‡‚ • (Identification of development concept and possibility) 3) ” ˆ •ˆ • ˆ • ™Ž ‡‚• … € • • (Preliminary comparison of alternative development possibilities) 4) ” “ … • •ˆ Œ Œƒ•€ • • (Preliminary plan formulation) 5) ƒ € ‘ € ” “ š •€ Š ‚ ‘€Œ (Define scope of further studies and data collection) WR 12:05 ”… •€ ‘• (Pre-feasibility Study) ‚ ‘€ ‘€ Desk Study …•€ Pre-feasibility Study ‘ ‹ˆ … •ˆ ˆ… Œ Œƒ• Š ‡‚ • … ƒˆ Œ ‘• € ” ‚ ‘€ ˆ ’ Œ ” ‚ Feasibility Study šŒƒ• „ƒ …‰ € ‚ƒ• Pre-feasibility Study š…•€ 1) ‡ ‹ • • • “ … •ˆ ‚ƒ• Desk Study 2) ” “ … ‚ €ˆ ƒ•„ • ƒ• •ˆ ˆ •€ 3) ‚ƒ• “ • ‚ ‡‚• … ƒ Ž € € ƒ• … €• … 4) • ”… … •€ ‘• • ”† ‚… 5) ‡ ‹ ” “ • ‘€ ƒ •€ € … ‚ ‘• ‹ˆ € … ƒ Ž 6) ƒ€ ‘ ” “ ‚ ”… (Feasibility Study) WR 12:06 ”… (Feasibility Study) ” “ … ˆ •€ Š •ˆ ˆ… ‚ƒ •„ ƒ• ‡ˆ ‡€ ” €ˆ ƒ ‡•€…‚ƒ •€ … •ˆ •„ • ƒ• € •ˆ ƒ €€ €ˆ ƒ € • … „ƒ …‰ € ”… ‡• € ƒ… “ ƒ ƒ• ‘ • ” ƒ• ”‘ ”† ‚… ƒ •€ ƒ• ”† ‘ ‰ ‡•€ ƒ€ …‰ € •ˆ € … Œ €€ •€ ‘• “ • • ‘ •Œ ‹ … … ‰ƒ• ”† ‘ ‰ ‡ ‹ … ˆ… • ƒ• ”† ‚ … ƒ •€ •€ ‡ˆ ƒ ‡•€ ‘‚ƒ €€ € • … ‘€Œ

1

1-3

•Š †

•Š

www.yotathai.com

”…

…

‘•€ ‡

‹ ƒ• ‘ •

…•€

. ƒ• . ƒ• …. ƒ• €€

ƒ €• ”† ‘ ‰ WR 12:07 €ˆ ƒ (Detailed Design) ƒ ‘€ ‚ ‘€ … •€ … ƒ‚ ˆ… ˆ •€ Š ‘ • ‡ ‘ ƒ• ‹ˆ • † ‚ ƒ„ € • …„‹ ‚‘ € ‚ ƒ„ € • “ •ˆ •Š • ‡ ‘ ( ‹ˆ ) ‡•€ €€ … •ˆ ˆ €ˆ ƒ € • € ‘ € …‰ € ‚ƒ ƒ €€ ‘ … ‘•€ € • € ƒ‚ ˆ Tender Drawing •ˆŒ ˆ €ˆ ƒ š ‘ ˆ €ˆ ƒ ‚ƒ ‘ • … ’• ’ Œ ‹ … € • … Œƒ• ƒ• €ˆ ƒ š ‡ ‘ € • Design Drawing •ˆ ˆ €ˆ ƒ… ’• ’ Œ € • Œƒ• € ˆ ‚ € • ‘ … Shop Drawing WR 12: 08 Specification and Tender Document € •ˆ •€ ƒ €ˆ ƒ ‘ † •ˆ • €€ … ‡•€ • € ‹ … € • ‘ • ‘ ‰ … •€ Œ››œ ‘• € ƒ … (Tender Document) € ‚ŽŽ •ˆ • Š … € • … WR 12: 09 € • … (Project Construction) •€€€ €ˆ ƒ ‚ƒ• •€ ƒ €ˆ ƒ € ƒ … • š ˆ Š ‚ƒ ”‚• € • ƒ ‚ € • … ˆ ‚ƒ „ ‡•€ “ € • ƒ‚ ˆ 1) ‘ˆ 2) “‚ 3) •€ €… € •€˜ € … • €„ …‰ Œ››œ • €… ‘• 4) €„ ‹‰ ‘‰ ‘Š •€ š ‘Š ‰ ‘• 5) … • € -Œ››œ … •€ ‚ ‚ … •€ ƒŒ››œ • € Œ››œ €„ ‹‰ … •€ -Œ››œ ‘• 6) Œ››œ 7) … 8) •ˆ ” € • … ‘ • € ƒ• €ˆ ƒ € •‚ „ƒ ‚ „† ’ …€ ˆ‘ ‚ •€€„ ‹‰‘ • ‘ƒ‘‚ •ƒ € ƒ … •€ ‘• ‘ • ƒ‚ ˆ “ ƒ ƒ‚ ‚ ‘€ ‡•€ • € • … Œƒ• • š ‘ “ € • •ˆ “ Œ • 1

1-4

•

…•

Specification and Tender Document

€

www.yotathai.com

WR 12: 10

•

„ ‚”

‚ƒ ‚ € • … • ‰ … ƒ •ˆ š ‚ € š Œ››œ ‡ ‚ ‡• €“ ‘‡ ‚ Œ››œ € • ‰ ”‘ €„‘ •€ •ˆ ‚” € • ‘•€ ˆ ‘ € • ‡ •€ € … € … •€ ‚ Œ››œ ‡ ‚ ‘• • ˆ • ‡ƒˆ ’ ‰ Š „ƒ ˆ ‚ƒ •ˆ € š ‡•€ ‘ • •‚ • •‚ • • €„• •‚ € ˆ ƒ ‰ Š „ƒ

• ‘ • ‘Š •

š

“

‰‘€ ••‡

‘•

Œ• ˆ Š Ž

• ƒ

WR 13 „ ƒ ˆ † • WR 13:01 ˜ •€ •ƒ •€ Š ˜ •€ •€ •ƒ €Š‚ •• … ‘• ‚ ”‹ •Š • • ‡ ‹ˆ • ‚ ƒ„ € • ‘• •• € ˜ •€ €• •ƒ ˆƒ‚ ˆ - ˜ … ’Š € • ƒ š ˆ… ‹ˆ… Š € Œ 5.0 ‘ - ˜ …€ ˆ‘ € … • ˆ… Š Œ (Œ 10 ‘ ) •€ •ƒ € … …€ ˆ‘ … …„ ƒ• ‘Š € ‘Š …• (Radial Gate) •€ ‘Š ‘ (Vertical Lift Gate) • •€ ” ˆ •ˆ ‹ˆ… Š 5 ‘ € … ‚ ”‹ ˆ ˆ … ‡ … …„ ƒ‚ Œƒ•‘ •ˆ‘•€ ƒ “ • • €€Œƒ•ƒˆ - • ƒ ‚ ƒ • € •ˆ ˆ … Š Œ •€ ƒ •• ƒ € Š ‚ ‚ ƒ„ € • ‹ ‚ WR 13:02 •€ ƒ € •€ ‘ • Œƒ•ƒ‚ ˆ •€ ƒ (Earthfill Dam) Homogeneous Earthfill, Zoned Earthfill, Hydraulic Earthfill •€ ’ (Rockfill Dam) •€ ’ ƒ (Earth Core Rockfill Dam), Central Earth Core, Inclined Earth Core •€ ’ ƒ ƒ ‚ ƒ„• (Upstream Membrane Rockfill Dam) •€ ’ ƒ ƒ…€ ˆ‘ (Concrete Face Rockfill Dam, CFRD), •€ ’ ƒ ƒ Asphaltic Concrete (Asphaltic Concrete Face Rockfill Dam), •€ ’ Asphaltic Concrete •€ …€ ˆ‘ Concrete Arch Dam, Concrete Gravity Dam, Buttress Dam, RCC Dam (Roller Compacted Concrete Dam)

1

1-5

www.yotathai.com

WR 13:03 € … • ‡•Š

• •€ •• ƒ €€… • €Š ‚ • •ˆ‘‚ •€ ‚ ”‹ ‹ˆ • † ƒ € •€ ‹ €€ € …‰ € •ˆ …‚Ž € € … • € ƒ• 1) € … ‚ …‚ (Control Structure) ˆ ••‘ • …•€ Overflow Type, Center Overflow Type, Side Channel Overflow Type, Semi-circular Overflow Type Morning Glory Type ˆ 2 •• …•€ Orifice Type Siphon Type 2) € … ‡ ‚ •• ƒ •• € Š ‚ ‚ ”‹ •Š • •ˆ ‘‚ • € ••€ … • ‚ ”‹ • ‹ˆ • † ‹ •ˆ “ €… • •‡ ƒ‚ •• €… • ‘• 3) • Œ (Discharge carrier) ˆ ••‘ • …•€ ¤ ƒ (Chute Type) €„ …‰ •€•€ (Tunnel Type or Conduit Type) ‡• “ ‘‚ •€ (Dam Surface Type) 4) •• € € … ‡‚ (Energy Dissipator) ˆ 3 •• …•€ Hydraulic Jump Type ˆ Horizontal Apron Type, Inclined Apron Type, Bucket Type Ski jump Type Free fall Type WR 13:04 • Œ››œ ‡ ‹ • Œ››œ € Š ‚ • ‡•Š • € ’••– … € …… € • ƒ ‚ ƒ‚ ‘ ˆ… € ‚ •€ ‚ •€€„ …‰ ‚ ‚ ƒ‚ Š •€ •€€„ …‰ … € ‚ ˆ… ‚ • ‡•Š • •ˆ ˆ … ƒ ‚ •€ ƒ ‚ € … ‚ Œ ‚ €‡‚ ˆ… ƒ… € ‚ 1:1,000 ’ 1:2,000 Œ ƒ • •’ •€ ‚ ‚ • ‡•Š • •ˆ ˆ… Š ‚ ‚ €… ‚ Œ ‚ € … ƒ ƒ‚ •€…€ ˆ‘ ‡ ‚ ƒ‚ ‘ •€ •€ š ‚ ƒ‚ Š €‡‚ •€€ … ƒ ƒ‚ Œ ‚ Œ››œ • ‡•Š • •ˆ ˆ… ƒ‚ Š WR 13:05 €„ …‰ ˆ•‚ €„ …‰“‚ € • €„ …‰ … Œ››œ ‡ ‚ €ˆ ‰ ˆ •• € €„ …‰ ƒ‚ ˆ €„ …‰ ‚ (Headrace Tunnel) €„ …‰•ˆ ‚ ƒ‚ ‘ ˆ… Š ‚ Œ •€ € … ‚ (Power Intake) € … ‚ ƒ‚ (Surge tank) • ‡• ‹ˆ • •ˆ ˆ • ‡ ƒˆ € • Unlined Tunnel 1

1-6

•

www.yotathai.com

ƒ ˆ ‡ˆ

Shotcrete ƒ •‚ Œ €„ …‰…€ ˆ‘ š ƒ ƒ€„ …‰•ˆ Œƒ• ˆ •ˆ … € • €„ …‰ ƒ‘ • ‚ Š… ŠŽ ˆ ƒ• ‡ ‚ •€ Head Loss ‘ €ƒ€ „ … ‘ ƒ € €„ …‰ •€ ƒ€„ …‰ € Š ‚ “ ‰ „• Š „ƒ €„ …‰ (Penstock) €„ …‰ ‚ ƒ‚ Š •€ € … ‚ ƒ‚ (Surge Tank) Œ Œ››œ (Powerhouse) ƒ •‚ Œ €„ …‰…€ ˆ‘ƒ ƒ š • WR 13:06 €‡‚ /€ … ƒ ƒ‚ € … •ˆ‘‚ € Š … € /•€ ‚ •€ — / €‡‚ € … …€ ˆ‘ š ‘€ … € ‚ ˆ • •ˆ ƒ ƒ‚ •€ •ˆ ‹ˆ ¤ƒ … €• ‚ ‚ € ¡‚ ‡ ‚ € ‹ˆ ¤ƒ … €• ‚ ‚ € •ˆ Œ …€ ‚ € … ƒ ƒ‚ •€…€ ˆ‘ š •€•€ š •ˆ ˆ… ‡ˆ ‡€ ‚ ƒ‚ Š „ƒ •ˆ ƒ ¤ ƒ … •€ ‚ ‚ € ¡‚ ‡ ‚ ‡• € ƒ ƒ‚ •€ •€ ‚ •‚ € ‹ˆ ¤ƒ … •€ ‚ ‚ € •ˆ Œ ‘ •€ ‚ WR 13:07 Œ››œ € … •ˆ € … •€ ‚ ‚ … •€ ƒŒ››œ €„ ‹‰ ‘ • € ’••– •ˆ ˆ •€ •€ ¥ ‚‘ ˆ ‚ Œ››œ Œ››œ ’ Œƒ•‘ ƒ … • €€… • € •• € … • € ‚ ‚ • € •ˆ‘‚ Œ››œ ‘•€ ‡ ‹ ’ € …‰ € ‘ • …•€ 1) ‘ •ˆ‘‚ Œ››œ ‘•€ ‚ • ‡•Š • €„ …‰ •€ •€ €€ Š ƒ •ˆŒ € • ƒ • €€ ‘• 2) ‡• •ˆ‘‚ ˆ ƒ‚ Š ‡ˆ ‡€ œ€ ‚ • • ‡• Œ››œ ‹ˆ € 100 ¦ 1,000 ¦ ‘ ƒ€ … 3) ‡• •ˆ…€ • • • ‚ƒ „ƒ 4) • ‡† ‚ … š 5) ‹ˆ•ˆ‘‚ € Š • ‡Œ Š ‚ š ‚ Œ ƒ … •€ ‘‚ € … ƒ€Œ 6) Œ››œ ˆ ƒ ‚ ƒ … •€ ‚ ‚ … •€ ƒŒ››œ €„ ‹‰ € ˆ… š ‚ ‹ˆ „ƒ ƒ … €• ¡‚ ‡ ‚ 7) Œ››œ ‘• € ˆ ‡• •ˆ ‡ˆ ‡€ € € €„ ‹‰ € ‚ €„ ‹‰ ƒ ŽŒƒ• 8) Œ››œ ‘•€ ˆ… Š ‡ˆ ‡€•ˆ ‘ƒ‘‚ €„ ‹‰ •„ ‡• € ƒ ŽŒƒ• 9) ’ •ˆ‘‚ Œ››œ ˆ … … ƒ •ƒ € • ‘ƒ‘‚ €„ ‹‰ … …„ ƒŠ „ ‚”

1

1-7

www.yotathai.com

ƒ € Œ››œ Œ››œ Œƒ• 2 •• …•€ . Œ››œ ƒ . Œ››œ ‘•ƒ WR 13:08 € … ‚ …‚ ‘Š …€ (Head Regulator) ‡•€… …„ ‹ •… € • ˆ ‹‘ … ‘•€ • ‘ •‘ …€ ‘ • … € ‘• •ˆ „ƒ •€•ˆ‘‚ ˜ ‘Š ( ‘ .) • € • € •ƒ ‡ „ ƒ •ˆ ’… …„ ƒ‚ Œƒ• ƒˆ •ˆ €• ’• … € ƒ Ž ‘Š … € š ˆ ‚ ”‹ ƒˆ ‚ ‘Š € ‚ ˆ ‘Š …€ ‘Š •• … € …€ … …„ ƒ‚ ‘ •ˆ‘•€ ‡•€ Œ ‚ ‡• •ˆ • WR 13:09 … €

¤ƒ•ˆ „ƒ •€’ ƒ ‡•€ • ˜ •€ ‘Š ( ‘ .) •€ •ƒ Œ Œ ’ ‡• •ˆ ‡ Š ƒ € ‚ • ’ …€ …‚ Ž ‚ € • ˆ •‚ ••… € ƒ • € … € ƒ ƒ…€ ˆ‘ € Š ‚ ‚ ”‹ ƒ ‘ … € … € ‘ ƒ ‚ ”‹ • •ˆŒƒ• … € Ž (Main Canal) … € € (Lateral) … € € (Sub-lateral) …Š (Farm Ditch) 1) … € Ž (Main Canal) ’ …€ •ˆ „ƒ ‡•€ ‚ Œ • ‡• •ˆ ‡ Š •‚ ƒ • € ‡• •ˆ Ž € … ƒ •‚ • Œ … • •ˆ • ’ • ‡• •ˆ •‚ € ˜™§ € ‘ ƒ‚ ‚ ‘ • ˆ… € Ž € …• € … € Ž˜™§ • …€ Ž˜™§ 2) … € € (Lateral) … € •ˆ „ƒ €€ … € Ž ‡•€ ‚ Œ •‡• •ˆ ‡ Š … € € ‚ … …„ € Š … € € € Š •ˆ Š ‡•€ • Œ Œ Š‡• •ˆ ‡ Š ƒ € ‚ • ’ € …€ € Œ Š‡• •ˆ ‡ Š € • ƒ “ •€ • WR 13:10 •€ •ˆ •€ Œ ‚ „ ƒ •ˆ ‘• € • ƒ € ‚ ƒ‚ •ˆ „ƒ • •€ ƒˆ ‚ ‚ ƒ ‘ • •€ ˜™ Œ • ‘•ƒ • ˆ•€‘‚ “ ‹ ‚ ‡ Š •€‘•€ • š ¤ ƒ ‰ •€ ‘Š š Œ • • € • •€ • € …Š (Gated Pipe) •ˆ •€ ˆ •ˆ ˆ ••‡ Š ‡ Œ ˆ ŠŽ ˆ ƒ ‚ •€ •€˜™ € Š ‘•ƒ ƒ‚ ‚ Œ ˆ ŠŽ ˆ ‡• •ˆ ‡ Š € • ••… € „ ‚ ” •€ € ‚ ’ Œƒ• ‡• •ˆ•ˆ Š • ‘ • •€ • Œƒ• …€ ‘ ˆ… •„ Š ‚ ‡• •ˆ •“ ‘€ • Š

1

•

1-8

www.yotathai.com

WR 13:11 … €

… € •ˆ … ‘•€ €€ ‡• •ˆ ƒ‡• •ˆ €€ ‘ ‚ ”‹ • ‡ € ‡• •ˆ ‹‘‚ •€ (Municipal Drainage) ‡• •ˆ ‡ Š (Agricultural Drainage) • (Highway Drainage) ‘• • •ˆ ‡€ ‡• •ˆ • €€ Œ ‡•€ •‡• •ˆ ƒ‚ ˆ… ‘€ Ž ‘ ‘ € ‡• ¥ ‚ ‘ ƒ• ”‘ ‘• € ˆ ƒ … …Š Œ ‚ € ‡ € •€ ‘•€ ˆ •€ • • ‡• •ˆ‘•€ •Œ €Š

1

1-9

•

www.yotathai.com

2 WR 21 WR 21:01

1) 2)

•

‚ƒ

1:250,000

1:50,000 •

€ IKONOS

Quick Bird 3) • Google Earth ‚ƒ ‚ „… †† 2 3 „‡ WR 21:02 • • ‚ˆ •„ ‰… „† ‡Š Š ‹ „… „ … 1) • †Š ‚ „ ‡ High Precision GPS 2) € Œ • (Bench Mark) •• Š „†• € Œ • € •„ ‹ † Ž Š „… ‡Š ‡ †ƒ‰ Š ‚ „ € „† € Œ • (Š • • „†Š € ˆ „† … ) 3) ‡ Š ‚ „ „†• € Œ • ‹ „ € Œ € „ ‡Š • • „ • WR 21:03 •„ ‚ˆ… €„ Š … „ … 1) €„ ‡Š € † •„ • Š †Š Œ „ ˆ €ˆ• Š‘ † Š † … Œ‡ Š‘€ ˆ ‡ ‹’’“ € „ Œ ƒ ‹’’“ ƒ † Ž† ‚„ ‡Š ” € ‰… „† ‚ˆ… €„ ‡Š 2) ‚ˆ… •† … ” ••„ •† … Š Ž € ‚ˆ… … Š •Œ … ‚ˆ ‰ – ‡Š 3) Š …€ˆ … ” • Š … † Š … ƒ •† • †† Ž Š‹ Š †ƒ 4) ‚ˆ… ” • ‚‚ˆ… ‚ ‡Š ‚ˆ •„ ‰– †† †† Š †„ Š„† … Š Š … „… Š † … Š„ „… … ” WR 21:04 ‚ˆ… Š‘ † ‡Š „ … … † •‚ƒ „ . . „ 1) €„ ‡Š < 1.0 1 : 500 1.0 < x < 2.0 1 : 1,000 > 2.0 1 : 2,000 2) € „ Œ < 1.0 1 : 500 3) ‡ ‹’’“ < 1.0 1 : 500 4) … 1 : 4,000 — 1 : 1,000 2

2-1

€•

„

•‚ƒ

www.yotathai.com

… † 5) ‡Œ Š‘ „ … 6) „ …

7) ‚ˆ… 8) ‚ˆ… 1) 2)

3) 4)

„. .

•† …

„ 1 : 10,000 „Š € Œ 500  „… 1 : 100  1 : 500 1 : 5,000 € ˆ 1 : 10,000 1 : 10,000

‡ „ˆ ‚ˆ… Š‘ † • 4 5 ‰… „†Š … Œ‡ Š‘ Š †Š Œ Š € ˆ ‡Œ Š‘ „ …Š € 500 Ž € ˆ •• Ž … Š € € Š €˜ … „… Š Š • € 1 Œ ‚ˆ… •† … ‰… „† ‚ˆ… •† 5 ‡ •Š • 1 : 10,000

WR 22 • ‰ WR 22:01 ™ Ž • †† ˆ • „ Œ Š Œ ‡ 1) • Š † Ž€„ ‡Š

2

•‚ƒ

Š …‹ Š €ˆ ‚• Ž „… Š … ƒ ‚ˆ…

€ •ˆ †„ Œ ˆ Š † •† „ … Š †• ” • • †ŠŒŽ †„ „ Œ ‚ˆ € † ‚ „… € ‹ ‰ – € € † †† †ˆ… Ž Š € Š • ™Ž „ Œ • • ™Ž € € Œ • • ‰ €Œ • ˆ Š † € • € Œ • Š ‰ Š Š„˜ „ … ˆ 3-5 Š † … Š ‚„ 2 Œ‡ Š‘ „ … € ˆ „ … 1-2 Œ‡ Š‘ … € ˆ … ‡ ‹’’“ 1-2 ‡ ‹’’“ 1 † Ž € € (Quarry) 1-2

•† …

† ‡Š

2-2

‰ – ‰† ‡Š ™Ž ŠŒŽ †„ ˆ ƒ • „ … †Œ € • € € € € € € €

Œ Œ Œ Œ Œ Œ

• … € •ˆ ƒ ‹ …

www.yotathai.com

‡ ‹’’“

’š

‘ ” 2)

€ € 3) † Ž 4) •† „

Ž‡Š €˜ ˆ Š‘ ˆ ‹’’“ ‚ „ … €˜ ‚ „ … †† †‚„ •• Œ Œ‡ Š‘ (Adit) ‚ˆ • ‚ „… € ‚ † • „… • • • •• •™ Ž Š ˆ €„ € (Seismic Refraction Survey) ‚ˆ † „† ‚ „… € € €Œ • • ‹ Œ €Œ † (Test Pit) ‚ˆ • † † Ž• €ˆ † Ž •† „ ‹ † „… ‚• Ž ‚ˆ € ŠŒŽ †„

(Trenches) ‚ˆ • „… ” š ‚ ˆ ” Œ • ˆ (Hand Auger) ” ™ • ‚ „… ‚ˆ †ŠŒŽ †„ € • € Œ Œ † Œ • ‰… „† ‡Š ‡Š Š‘ † ‡Š WR 22:02 • „… •„ Š € ” •™ Ž •‚ € €• ‡ ‘ ‚ˆ € „… € „† † ‚• Ž Š„ ˆ „… ˆ Š‘ † € ˆ Š † †† †ˆ… ‹ Ž Š ‚ˆ ‰ – Š ” ‹ ‹ ‡Š ‰–Š € • € • ™Ž „ Œ €€ „†€ ‰ ›‰ •‹ • ” • • Œ Š‘ † ‡Š • €Œ • Š ‰ € €€ ‚ ‚ ‹ ‰– Š € • • •™ Ž †„ Œ ‚ ‰… „… †† ‡Š ‡ œ‚ ˆ „ • WR 22:03 •™ Ž ‚ˆ… € • † Ž‚ˆ… •† … „… € • ™ Ž’š ‘ •™ Ž •‚ ‘ †€ ‰† ‡ œ‚ † Ž „… ˆ ‡ € † ‚ˆ… € ‹ • ‚ƒ Œ • „ ˆ (Abutment) ” Ž2 Š ˆ † Š € ‹ • ‘ ˆ € ˆ … ” Ž 15 Š ˆ … Ž 4 Š ˆ † ‚ˆ… • • ‹ ‚™ Ž •‚ ‘ ˆ Š €

2

Œ

2-3

www.yotathai.com

WR 22:04

•

™Ž ‡ • ‚ˆ… ‚ˆ † ™Ž •‚ • ” • †€ ‡ (Outcrops) „… € (Rock Bed) ‰† ‡ € (Rock Mass) „… (Soil Bed) ‡ ‰ – •‹ • ‚ƒ „ –Ž ‚ˆ… • Ž € ‡ ‚ˆ… • •• ‰ – •† ™Ž •‚‡ Œ † • (Test Pits) Œ • (Trenches) € ˆ • • (Boreholes) „… … ‰… „† „ –Ž ˆ Ž •‡ Œ† •€ ˆ •Š € Š Š ‰ €€ € †„ ‰ € „ (Bearing) „† † € ˆ •‹ WR 22:05 •™ Ž’š ‘ ‚ˆ ‚ ™Ž • ˆ † Ž ‰† †• „ ˆ ‡ „ ‹ • •‡ „ ŠŠ • Š ˆ ‹€ ˆ „… Œ• Ž „… € •™ Ž’š ‘ „… … • € • ” Šˆ ‘ ˆ ‘ Š † WR 22:06 • •• • ‘ ˆ Š † ” • Ž 3-5 € Œ € ˆ € €Œ ‹ 300 ‡ Š ‰ €Œ • €Œ „†Š ˆ ” € „ ‹• • „… € € •†‹ •† „ € „†• Š ‰ † Œ ƒ‰ Œ € ƒ ‹ ‡ ˆ ‡Š € €Œ • Š ‰‹ Œ •† „ •… WR 22:07 •† € • •† • €„ • Ž „ ‹ (Core Recovery) Š • † • Ž … • Ž … ‹€ ‰… € Œ „†Š ‰ € Œ ‚„ „† … ˆ • ‡ ‘ ‚ ™Ž •‚ ‘ „… € € ††’ ‘ †„ ‰ • • €Œ • • ‘ 60 76 • ‡ • † (Standard Penetration Test) „… € ˆ • •† „ ‡ † † (Thin Wall Sampler) € ˆ † •† „ ‚ € †„ ‰ € „† € Œ WR 22:08 † Permeability Test , Standard Penetration Test • • … ASTM D1586-84 € • ” Field Vane Shear Test € † • ASTM D2573-72, Point Loading Test Dutch Cone Penetration Test • … WR 22:09 †ŠŒŽ †„ € „ ‹ … 1. € „ (Rock Sample) † ‹ˆ† …€„•

2

2-4

www.yotathai.com

1) Š • (Hardness) 2) „ € (Strength) † • ASTM C39 3) € … € „ (Unit weight) † • ASTM C29 4) Š ƒ • ‚ ˆ (Specific Gravity and Absorption) † • ASTM C127 5) † ‹ (Soluble Components) Gypsum, Shale, Calcareous Sinter 6) ‚ „ ‹ (swelling) ™ ISRM 7) Š (durability) † • ASTM C88 2. (Soil) † 1) Š (Consolidation) 2) † „… (Soil Type and Material Comprising Soil Bed) 3) Š € (Plasticity) 4) „ (Strength) 5) Š ƒ € … ›‰ ‹ (Permeability) 6) • „ (Dispersive Soil) 7) ‘ „ ƒŒ (Organic Matter) WR 22:10 •€ „ Œ ‚ˆ… • † Ž Š „ ƒŒ Š‘ „ … 1) • € € „ Œ Ž 2) •† „ ‚ˆ †ŠŒŽ †„ †ˆ… 3) ‚ˆ ” € †† ˆ • 1. (Soil Material) 2. (Gravel and Sand) 3. € (Rock) WR 22:11 ™ •€ „ Œ 1. (Soil Material) €€ • ‚ˆ… „†Š Š„˜ „ … 1) ‚ˆ… • Œ • Šˆ † … … … … • „ (Abutment) 2) ‚ˆ… ˆ • „† Šˆ (1) ‚ˆ… •† … „† … •† „ Œ (2) ‚ˆ… † „† … •† „ Œ

2

2-5

•

€ •ˆ

‰ € •ˆ

www.yotathai.com

(3) € 1 2 „ „ Œ € ‹ ‚ ‚ € €• € • ‚ˆ… „ ‡ € „ 3 ‡ • …„ ˆ ‡ Š ‰ ƒ‰ ™Š †Š (4) Ž • € ‹ ” 2.5 Ž Š • €ˆ ” 3 ‚ˆ… ‚™ Ž •‚ ‘ 2.

(Gravel and Sand) ‚ˆ… • „† € 1 ƒ‰ 3 Ž •‹ 2 Ž Š • Œ† • •† „ Š • ” (Rock) • ‚ˆ ‹ ‚• Ž ” € … (Riprap) ” € ƒ ˆ • ‚ˆ… .2 3. €‹ Ž 1.5 Š • •™ Ž ‚ˆ… • •‡ €„ • ‚ †ŠŒŽ †„ „ Œ „… ‰ – Š € † • ‹ …

1) 2) 3) 3. € ‡ WR 22:12

• ‡ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

WR 22:13

• Gradation Test Atterberg Limits Standard Proctor Compaction Test Direct Shear Test Permeability of Compacted Soil Consolidation Test Dispersive Soil Test

• 3€ Œ Š ‰ …„ €

2

†

•-

• … ‹ˆ† …€„ € •ˆ

‡

Gradation Test Fineness Modulus Unit Weight

Specific Gravity Unit Weight Point Loading Test

Abrasion Test by Los Absorption Test Angeles Machine ( ) Soundness Test ( ) Abrasion test by Los Angeles Machine Soundness Test

…€ˆ ˆ … € • Š € ‚ˆ… †„ WR 22:06 ƒ‰ WR 22:09

2-6

• Š

Š 2™ •

„ …‡ ƒ ƒ •

www.yotathai.com

WR 22:14

•

(Detailed Design) ˆ Š † ” Š € ˆ ‡Š „ Š € • • • ‚ ™Ž • € „ Œ †„ „ Œ ‚ˆ ††‡Š †† Š‘ †„ • • † ‚ ‚ • € • ” †† ‚ˆ… •• € • †• ” „†Š Š ‰ „†Š Š †Š Œ ‚ˆ… Š † ‚™ Ž • † Š „ Š •™ Ž’š ‘ ™ „† „… Š € •• ‚ „† ‘ € ˆ … … Š † „‹ ‹ • •• • Š †Š Œ • „… … … „‹ ‹ †ŠŒŽ †„ „ Œ „† „… Š € Š †Š Œ „‹ ‹ ‚ˆ € † € ˆ „ Ž †ŠŒ Ž †„ • • ” †† ™ Œ € • Ž„ Œ ˆ „ € ‹ ” 1.5 Ž Ž Ž‚ ‚ ŠŒŽ †„ € • € € ˆ „ Ž †‚ €‹ ‚ ‚ Ž •„ € € „ Œ ‚ € „† „… ‰ – Š

ŠŒŽ WR 22:15 ‚ˆ… † Š WR 22:16 € € ˆ WR 22:17

WR 22:18 1) 2)

†† • „…

…… ‡ ‡• ƒ ‚ƒ

‰ †Œ•

Ž

• … ‹ˆ† …€„ € •ˆ

† € •ˆ

€ WR 22:19

•

†† † …€ˆ • „… Š € ˆ ‡Š „ Š •‚ ‚ˆ € • ‚ „ • • ‡Š ŠŒŽ †„ „ Œ œ‚ •‚ †† „† „… ‰ – Š € WR 22:20 •Š … „… ‰ – € Ž Œ • 500 „… Š € „ €‹ ƒ‰ „†‚ˆ… Š € ˆ ‚ˆ… Š ™ WR 22:06 ƒ‰ WR 22:09

2

2-7

ˆ

…

€ ™Ž ‹ €ƒ •

” • • †† ‡ œ‚ ‚ˆ… • € „ Œ ‚ ‚ ‚ˆ „ • ™ •

‚ … €ˆ • „… €

…… ‡ ‡• „ …‡ ƒ ƒ •

Š Š

‰ „†

‹ €

•‘

www.yotathai.com

WR 22:21

•

†† Š Š € ˆ ‡Š „ Š ™Ž • € „ Œ „ ‹ ‚ ‚ ‚ˆ †† ™ „† „… ‰ – Š WR 22:22 ‰ – … • ‰ – ‡Š • Œ • 1) … ŠŒŽ †„ 2) ŠŒŽ „ –Ž „… € € ˆ „… 3) ‹€ … 4) … ‚ … • ‡Š WR 23 WR 23:01 ‚ˆ…

• Œ ‚ˆ… € Ž €

€ˆ

„ˆ ˆ ‡ … ” ‚ˆ… „ •• ‹€ … „… ‡Š € „… • „

… €

”

• ŠŒŽ †„

„ Œ

•

•

†† € €Š †Š Œ € … €„ „ … ‚• … ž••„ ˆ • … „† … • †† †• …

„…

•‚ œ‚ „ •

‰– ‹

† Ž †‚ˆ…

•

…… ‡ ‡• •‘ „•

‰…

‡

ˆ ‡ † † „ ž … ›‰ ” •Œ † … • ‚ˆ… ‚ƒ ‚ˆ… „† … • ‡ Ž• ‚ˆ… € „ • ›‰ ” … ‹€ € … ‹€ … Ž … Ž …€ Ž ƒ „ …€ˆ • Ž ‰… „† Ž• ‚ˆ… „† … • „ ‚ˆ… „† … • Œ … Š 2-1 ˆ

จุดออก

2-1 „€ ‡ WR 23:02

„ –Ž Œ … Š „ 2

Œ …‹ Ž …€ ’ …€ ˆ

…

‚ Œ … „ „… … ‰…

‚ˆ…

ˆ Š

‹ „

‡

Œ … Œ … ‚ˆ… „† … • „ ‹€ Œ • „ „† ‹€ „ 2-8

… Š ™‚

‚ˆ… Ž … Œ … „ • Ž … Ž … „ …

€ ‘† ˆ

www.yotathai.com

1. Œ … ˆ •

WR 23:03

WR 23:04

WR23:05

WR23:06

„

’ …€ • • Ž …€ • …

„

‹€ • ‹€

ŒŠ ƒ‰ •Œ Š †ŠŒ

2. Œ … Ž …€ • … • ‹€ „ Š „ ‚ ‹€ … • •Œ • ˆ † „ € ’ … € • Š† „ ‹€ Œ Š Ž• ” ‚ˆ… • ‚ˆ Š €‘ Œ Ž … Ž …€ Š … • ‚ˆ ” ž••Œ†„ € •† † Ž• „ ‹ Œ Œ „‚ … • … „ € ˆ •„ Ž• ‹ œ‚ ‚ˆ… ‹’’“ •Ÿ € ‹ Ÿ‹ Ž• € „† € … † ” 3 „ … 1. Ž• „‡ ƒ ‹ • Š €‘ Ž• Œ † ›… • Š €‘ Ž … € ‚ˆ †† Š € … 2. Ž• „ Ž ‹ Ž• „‡ Ž• „ • ” Š„˜ Š €‘ Ž• Œ Ž … „ ‡ ††• Ž• „ • €Š Ž • Œ Ž• „‡ Š €‘ • ‹ †† Š ‘‹ 3. Ž• ˆ • Š €‘• Œ … ˆ • Œ … •„ „… … • (Isohyet) Š €‘€ Ž … „ ˆ • Ž• ‡ ††• ŠŽ ‘ Tank Model ” ” Š ŽŠ … ‚ˆ • ” Š €‘ Œ … ‡Š ‚„¡ € … • 4. Ž• ˆ † ” • ‚ˆ ‹ Š €‘ • † ƒ • •„ „… … • (Isohyetal map) ” Ž… ” Š €‘ Ž … † Ž•Œ „… Š ‘ ‚ˆ † € •„ … Š Ž‘ ƒ Ž‘ … “ „ † ž ˜€ „ ž ••Œ †„ € „… ƒ „ … ‚ˆ •„ Ž … ˆ† Œ Œ … „ „‚ … ‹’’“ •Ÿ € ‹ ” • … Ž … •ƒ •„ Š ‘ • Ž … ‹€ •† … Ž … ‹€ • Ž … ‹€ Š ” Ž … Ž … Ž … Œ € „† ††‡Š ‚„¡ € … 4 ‹ Ž … „‡ „ ˆ ˆ „… ‰… „† „ –Ž ‡Š „ … 2

2-9

†’

†’

†

†

www.yotathai.com

1.

2.

3.

4. WR 23:07

WR 23:08 ‚ˆ 1.

2

Ž … „‡ ‹ • • „ „† … • ‹ „† (Staff Gauge) ƒ „ … … • ” „‡ ” Ž … ‡ Rating Curve ƒ „ … „… • € ˆ •• ‹ • •„Š • … ‚ˆ Š Ž „ ‹€ •Œ „… • Ž … „‡ Œ „… • ƒ †„ ‰ ” „ …€ Œ œ„†‚ „ (Momentary Peak) „… • Ž … „ • Š €‘ Œ … ‚ˆ Ž … € „† †† Š • Š €‘ FlowDuration Curve Ž •Œ „… Š ‘ ‚ˆ € • „ … … †† Š • •„ … „ –Ž ” œ‚ ‡ ‹ •† „ … …• …‹ ‡ ‡ ‹ •† „ … ‰ – † ‚ … ‹ „ ˆ • Œ– ‘ ” Ž… ˆ • Š €‘ Œ … ‚ˆ Š ‚ ‚ Ž … •Œ • … Š €‘ Ž … Œ € „† Š €‘ • „ … … Ž … € „† †† Š •Œ •† … •„ •† … € „† •† … €ˆ €˜ „ –Ž •† „ … ” Ž … • ‚„¡ € … Ž … •Œ • … ” Ž …€ ” Š €‘ Ž … € † ›… • ‚ˆ †† Š ‘ Š Ž‘ ƒ Ž‘ … Œ „ Š €‘ ˆ “ „ † Œ „ ž••Œ†„ € •„ Ž …€ ˆ† Œ Œ … „ „‚ … ‹’’“ •Ÿ € ‹ ” Ž …€ Š €‘ … € Œ † ›… • †† Š ‘ „ –Ž …€ 3 ‹ „ …€ Œ œ„ † ‚ „ ‹ • •„ „† … • ‹ „ † (Staff Gauge) ƒ „ … … • ž••Œ†„ ™ • „ Š „† … „ € • Š „… „ …€ Œ ‡ Rating Curve ƒ „ … „… • € ˆ •• ‹ • •„ Š • … ‚ˆ Š Ž „ ‹€ •Œ „… • Ž …€ Œ „… • ƒ †„ ‰ ” „ … € Œ œ„†‚ „ (Momentary Peak) „… • …• Š €‘ €Š „ …€ Œ † ›… •

2-10

†

www.yotathai.com

2. „

…€ Œ ” „ ‹€ „ …€ Œ … Š €‘ Ž …€ † ›… • Ž ‹ „ …€ Œ œ„†‚ „ 3. ’ … € ” •† …€ ‰… • …€ ‚ˆ •„ ’ … € „… • ƒ •„ ’ € ‰€ … (Unit Hydrograph) ‚ˆ † Š €‘ ’ … € • Ž …• Œ † ›… € € „† †† Š ‘ • ‡ œ‚ ‡Š € … €˜ WR24 : WR24:01

‹ Š

† €‘ Ž … Œ … ƒ „ … Ž … ƒ „ … • Œ … • ” Š„˜ Š €‘ Ž … † Ž „… Š ‘‡ Ž … € € „† Š €‘ Š 20 ‰… ‹ € ˆ ‹ 10 WR24:02 • † Ž … Ž … ƒ „ … • ƒ • †Š ˆ ƒˆ ‹ • ‚• Ž Š ’Š ‘ Š„˜ ‹ „ ™¢ … (Runoff Coefficient) „ ‚ … (Specific Yield) ‡ „ ‹ Œ … „ €ˆ Œ … Š Š Š Š‰ „ Œ • Š ’Š ‘ „ Š „ € ‚† ƒ Š ’Š ‘ € ˆ • • † ‚ ž••Œ†„ ƒ „… ‰ … ‹ € ˆ … ” Ž ‹ „† † … (Backwater Effect) • • € ˆ •† … … ” € ‚† „ –Ž … •‹ Š • ƒ „… WR24:03 Ž … Ž ƒ „ … ‹ ƒ •† „ ‹ ” ˆ • €Œ • Š ˆ „ Œ ˆ •† €ˆ ƒ ‹ ” € ˆ „ • ” ‚ˆ € ‹ ›‰ € ™ „ „… ††• „ (Regression Model) ††• ŠŽ ‘ (Mathematical Model) ‡ HEC-4 ” WR24:04 Š €‘ Ž … Œ … ‹ ƒ „ … € „† Œ … „ • ” „ Ž … • ƒ „ … „… Œ … Š ›‰ Š Š Š ‰ „ Œ Ž … •Œ „… Š ‘ ‹ • Š ‚• Ž ƒ‰ ‚Š ” • … ž••Œ†„ … Ž … „… € ˆ ‹ ƒ „ … • Œ … … € ˆ Œ … Š €ˆ‹ ” • …Š „… ‹ „ „† … (Staff Gauge) „ Ž … ‚ˆ ‹ • † „† Š Ž … Š Ž‹ ›‰ • € ƒ Ž … ‹ Š „†Š ” • ‰… 2

Ž

2-11

‹ †

Ž

ˆ “

€• „

… †

„ „ †

‹ † ˆ “

Ž ”

€•

www.yotathai.com

WR24:05

Š

€‘ Ž … Š ‘‡ „ ‹ † Ž•Œ „… Š ‹ Ž ‘ „‹ †„ ‰ Ž … ‹ • ” Ž † … Ž •Œ „… Š ƒ ‹ 2 „ –Ž Šˆ Š €‘ Ž … ‡ ‹ Ž …• Š €‘‡ Ž … „Ž WR24:06 Š €‘ Ž … ‡ Ž• ƒ Š €‘‹ „… †† ‹ Ž • „ ††• ŠŽ ‘ ‡ Tank Model ›‰ ƒ † Š €‘ Ž … • Ž• „ ‹ • Š €‘ Ž ••‡ … ‡ ††• ŠŽ ‘• „† † • „† †’ ƒ „ … ‚ˆ € Ž … Š €‘‹ Š Š Š ˆ • Š ”• € Œ ‹ Ž WR24:07 Š €‘ Ž … ‡ Ž … „… Š €‘ „ … † 1) Š €‘Š „ ‚„ ™‘ € Ž … œ ‚ˆ… „† … • ‡ Ž … œ ƒ „ … … „ € ˆ ƒ ••‡ † Š Š Š‰ „ Œ †† „ … ˆ

ŠŠ Š Š • Š 2) Š„ „† 3)

ƒ

2

Q = aAb Q = Ž … œ †. . A = ‚ˆ… „† … • . . a,b = Š Š b=1 Ž … œ € ‚ˆ… • Š „ „… Œ … b<1 Ž … œ € ‚ˆ… Œ … •• Œ … €˜ b>1 Ž … œ € ‚ˆ… Œ … •• Œ … €˜ Š „ ‚„ ™‘ „ • ƒ Ž … œ ‹‘ ‡ ‚• Ž • ‚ˆ… „† … • •Œ „… Š ˆ ƒ „ € „† ” „ Š €‘ Ž … Š ‘ ‡ ‚• Ž • Š † Ž‘ € „… ‚ˆ… …• Š Ž Ž … ˆ • Ž … ƒ „ ŠŽ ’Š ‘ †„ Š ›‰ ‹ • Š „ ‚„ ™‘ € Ž… œ ‚ˆ… „† … • € ˆ Š Ž• „ ‚ˆ… Œ … •Œ „… Š „ • ‹ Ž … ˆ Š ‘ ›‰ ƒ Œ ” Ž… ˆ œ ‹

2-12

www.yotathai.com

WR24:08 Flow Duration Curve € •‚ ƒ „ …

… „ … † 2518-2547 ‡ • 0.44 ‚. ./ 90 ˆ „ ‰ ‡‚• „… Flow Duration Curve „ ˆ Š … ‚‚ ‚• € ‹ŒŒ• Ž • • „ ‚• ˆ ˆ

Flow Duration Curve

WR 25 : WR 25:01

WR 25:02

…• ˆ‘ … 1) € Ž€ • ‡ •„ 2) ‚ 3) 4) ‚ ‚

‚‚„

’ ‚

‚

‡

‹ ‘ ‚

“• € •‘ •‚‹ –‡ – ‚

ˆ

‚‚„ Ž€ „

‚ †

‚ ‹

ƒ

• •‚ — “• ˆ

“• •‚

“ ˆ ˆ

”

• … €

•

€

•‚

‚‚ ‚

—ƒ „… € ˆ•

ˆ WR 25:03

˜ Ž€ ‚‚ Œ ˜ -… ’ — (Intensity-Duration-Frequency Curve, IDF) „ ‚ Ž€ Œ• • Œ ˜ ˆ € • ˆˆ • Š † ˆ € ‡ ˆ• ˆ Œ „ ‡ • ‹ ™ˆ ˜ • ‡ • ‚ˆ ˆ• ’ „… • ˜ • • ˆ • WR 25:04 ˆ ‚ …€ ’€ • ˜ „… š Double Mass Analysis Ž ™ ˆ ‚ ‚ ˜ † ’ ˆ ‚ •‚ ˜ – † ’ • …€ ’€ Œ Ž ™ ˆ‹ ˆ ˆ ˆ• Double mass curve . € . ‡š „ • ‚ƒ€ 2-2 —ƒ Ž‚ Œ Ž › ˆ„ † Ž.•. 2532 „ ƒ ’ • ˜ … ˆ• ’ “ Ž š ™‚ • ˆ • • ˆ •‚ • „ … † Ž.•. 2532 „ •‚ ‰ ‡‚• • •ˆ • † Ž.•. 2532 2

2-13

€

„… „ † €‡ ˆ •

www.yotathai.com

, .

30,000 25,000

†

15,000

˜

20,000 10,000

† 2532

•ˆ

5,000 0

0

5,000

10,000 ˜ ’

15,000

= 0.75/1.14

–

20,000 †

• ‚ƒ€ 2-2 ‰„ † Double Mass Curve ‚ƒ€ . WR 25:05

25,000

30,000

, ./ †

…. ‚Š ‹ ƒ

ˆ ˆ

• ˜ „… •‚ ’ ‹ ’ ™‚ • ˆ ˆ • ‹ € ˆ‡ˆ Š … € • … ‡ € ™‚ • € ’ ‹ ˆ € „… • • ˆ Ž€ ˆ ˆ • ‹ 3 š‹ 1. š – ˆ• ˆ ‘ – • ˜ „ … • ’ „ 3 ’ š ‡ —ƒ •‚Ž€ ‡ ‚ ‚ ’ • ˜ ˆ ˆ• • Ž€ ‡ – ˜ † ˆ ’ ˆˆ • ‹ 10% ’ • ‹ 2. š • …• ˜ (Isohyet) € …• ˜ € ” ‚ ƒ ˜ Š • „ ” Ž •‚ ˆ• ’ • ˜ š ƒ š ‡ Ž ˆ …• ˜ „ ‡ • € • „ ‰ ‡ ‚• ’ ‹ „… • “• • ˆ ‘ (GIS) … „ ” ” ‚‚ GIS 3. š • ˆ (Normal Ratio Method) š •‚ – ˜ † ˆ ’ ˆˆ • 10% ’ • ‹ WR 25:06 ˜ ‡ ‘ – • ˜ ’ ˆ Š ˆ• •„ ‡ ‚ „ ’• ˆ ƒ • •‚ ’ • ˜ Ž „ ˆ• ’ • ˜ •‚ “ Ž“• •Ž „ –Ž “ Ž“• • “• ‚ˆ ‡‚ —ƒ „ ‘ ˜ ‡ ˆ ƒ ’ƒ “ Ž“• • ‚ Ž € ’ • ˜ „ € •‚ ˜ „ ’• ˆ ˜ ‡ ‹ 4 š‹

2

2-14

Š†

†

ˆ •

www.yotathai.com

1.

š–

ˆ• ˆ ‘ š • – • „ – ’ ™ ‹ ˜ ‡ € ‹ ’ ‡‚ 2. š – š (Thiessen Average) Ž€ ‚ ˆ ˜ ˆ ˆ ‚ ƒ ˆ• – • ‚ ‚• • ’ Ž€ ‡ • š ƒ ’ƒ ’ • š ‡

• ‚ƒ€ 2-3 ‰„ † 3.

2

š–

•

š “ Ž“•

ˆ

’ ‡ ’ •

“•

•œ ˜

‚

š „… • – •• • ’ • š …€ 2 ’ „ • “ „ ‡ Ž€ • ˆ Weighting Factor ‚• ’ • •„ • ˆ• ‚ ˆ „ • ‚ƒ€ 2-3

ƒ€ ‹ƒ

…•

ˆ ˜

Š†

˜ …• ˜ ‚ ” ‡ – ƒ ˜ …• ˜ ˆ …• • • – ƒ ˜ Ž€ ‡ …• ˜ Ž€ „ ‹ ˆ ˜ ˜ ‡ ” ˆ ˜ „ ˆ … …• Ž€ • ‡ š •‚ š „ ’• ˆ 2 š € „… …• ˜ • —ƒ •‚ ˆ‡ ” „ ‘ ˆ ƒ ’ƒ “ Ž“• • —ƒ “• šŽ ˆ ˜ —ƒ …• ˜ ˆ …• • “• • ˆ• …• ˜ ‡ „ • ‚ƒ€ 2-4

2-15

www.yotathai.com

• ‚ƒ€ 2-4 ‰„ † 4.

ˆ ‰

Š†

‘ „… Œ ˆ ‘ ƒ ˜ ˆ Ž€ (Areal Reduction Factor) „… • ˜ Ž ’ ˜ ‡ „ ˜ ‹ • Ž ˆ • – ‡ Ž€ Š • • • ˜ –Ž •‚Ž€ „ œ ˆ • Œ ˆ ‘ ƒ ˜ ˆ Ž€ ˜ ‡ ˜ • ‡ • ˜ ‡ • • ‡ „ ˆ ‘ ’ š • ‚ ‹ ˜ • ‡ ‚ † •‚ ‡ Ž Ž „… • ˜ • ‡ (Time of Concentration, Tc) —ƒ ‹

WR 25:07

ˆ‹ Tc = (0.87 L3/H)0.385 €

Tc = L = H =

2

… . ˆ „ œ ‡ ‹ ‡‚ • ‰ • ‡ —ƒ „ œ • •‚ 2-16

‡

’ƒ . …• – .

Rainfall ˜ ‡ ‹ „… Ž€ † —ˆ Š • • „ •ˆ

• Š

www.yotathai.com

WR 25:08

‹

Ž€ š

‚‚ ’ ‚‚ ‡

‘

š …

‘ •ˆ ‘ •ˆ ‹ • ‡ ‹ ‹ (Probably

• ‡ € š Œ ƒ • ‡ Maximum Flood) • ’ ‚‚ ‡ • ˆ „ ‘ • WR 25:09 š „‹ƒ … … 1. ‘ • Ž• š‘ •ˆ ‹ • ‡ †– Ž€ •‚ ˜ „ ‡ƒ€ †Š Ž€ „…„ •ˆ ‹ • ‡ ˆ• • € ’ • „ • ˆ• ˆ 10 † ƒ ‹ ‘ • Ž• š‘ •ˆ ‹ 2 • ‡ †– Ž€ •‚ ˜ • š• • Ž• š‘ (R ) 0.6 ’ • • € • Ž• š‘ • ‹ „… •ˆ ‹ • ‡ ˆ• 2. • € ’ •… • € ’ •… •‚„… ˆ• „ ‡ Ž Ž ‚• ‘ • ˆ ˆ• Ž€ •‚ ˜ 3. ‘ ’ •ˆ ‹ • ‡ † • •ˆ ‹ • ‡ † ’ • •… ‘ ’ š • ‚ Ž€ •ˆ ‹ • ‡ ‚ † —ˆ Š „ • • Ž• š‘ •ˆ •ˆ ‹ • ‡ ‚ † —ˆ Š ˆ •ˆ ‹ • ‡ †– 4. ‘ •ˆ ‹ • ‡ ‚ † —ˆ Š •ˆ ‹ • ‡ †– ˆ ˆ• €ˆ ˆ • Ž• š‘ •ˆ ‹ • ‡ †– Ž€ •‚ ˜ € ‚• Ž€ •‚ ˜ ‹ •ˆ ‹ • ‡ †– ˆ• • ‡ ˆ‘ •‚ – • Ž• š‘ •ˆ •ˆ ‹ • ‡ ‚ † — ˆ Š ˆ •ˆ ‹ • ‡ – † ’ •… ‹ •ˆ ‹ • ‡ ‚ † — ˆ Š ˆ• €ˆ ˆ WR 25:10 Œ ƒ Ž ˆ ‘ ‡ •ž “Ž ‡ „‹ƒ Œ €• • ’ • • ™‚ • …• †„ ‚† ‚ ˆ• € ˆ • ‹ ‚• ƒ • ‹ ˆ •• • Ž• š‘ Ž ˆ ‘ ‡ •ž “Ž ‡ •‚ ‡ ’ • ƒ • ‡ „… ˆ• „ Ž ˆ ‘ Œ ƒ •‚ ˆ• Œ ƒ ‚‚‹ (Dimensionless Unit Hydrograph) • ˆ• „ • ‚ƒ€ 2-5 • Ž• š‘ Ž ˆ ‘ Œ ƒ 2

2-17

www.yotathai.com

•‚Ž

ˆ ‘ ‡ • ž ‡ ˆ Š„

“Ž‡ •‹ (

—ƒ …

‚

‹ , 2552)

Œ ƒ

1 0.9 0.8 0.7

q/qp

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

t/tp

• ‚ƒ€ 2-5 ‰„ † •‚… S-Curve S-Curve WR 25:11

Œ •€

†„

‚†

Ž † ƒ †„

Œ ƒ … ‚ ‚ ‡ ‚‚Ž ‡˜ ” ‚ ˜

Š†

(Duration) • Œ ƒ € ‘

˜ ‡ „ …

’

• ‡

‚ † •‚… ˜ …• • Ž• š‘

‹ š Ž€ „ ‹ —

ˆ Š … Œ ƒ „… • ‚‚ Ž ’ • ˜ „• —ƒ ’ ‚ ” •ƒ ž ˜ -… - ’˜ ‘ —™ ˆ‘ ” ˜ • ‡ „ … 24 …• •‚“ ˆ Š „ •‹ ( … , 2544) • ˆ• • ‚‚ Ž ˜ …• ’ kgt.27 . Ž . ‹ „ • ‚ƒ€ 2-6 • „ Ž€ „ • ‡ ‹ ‹ •‚ • •‚ Œ ˆ ‘ •œ ˜ •• • • ‡ ‚ † — 2 ’ƒ 50 † „ •‚ • ‡ ‹ š ’ˆ • • ’ •œ ˜ ‚ † — • ‹ Ž • Ž• š‘ •œ ˜ •‚ ‚ † — ™ ’ •œ ˜ ‚ † — 50 † ‹ € Œ ˆ ‘ •œ ˜ „… •‚ ˜ • ‡ ‹ ˜ • ‡ (Effective Rainfall) ‚ † —ˆ Š

2

2-18

Š

www.yotathai.com

100 ˜ 24 … . (%)

90 80 70 60 50 40 Ž

30 20 10

† 2527 (100.8

.)

† 2532 (119.6

.)

† 2526 (127.7

.)

† 2531 (137.6

.)

0 (… .)

• ‚ƒ€ 2-6 • ….

†

…

‰€„• ‚ƒ€ ‡ ƒ Kgt.27 .

WR 25:12

‹ Ž€ Ÿ (Base Flow) „… •‚ •ˆ ‹ Ž€ Ÿ ’ …• € ’ ‡ •‚Ž€ WR 25:13 ‘ Œ „ ‚ † —ˆ •‚ Œ ƒ •‚ • ‡ ‚ † —ˆ Š ˆ• ˆ• Œ • ‡ € ‡

• Ž• š‘ • €

•ˆ

ƒ

‹

• ‡ ƒ •

Š ‡ ˆ‘ ˜ „… ‹ Ž€ Ÿ ‹ Œ € ˆ ˆ • … ‹ „ • ‚ƒ€ 2-7

2,000 1,800

PMF

1,600

(1,748 ‚. ./

)

10,000 † (1,644 ‚. ./

)

1,200

1,000 † (1,185 ‚. ./

)

1,000

500 † (1,056 ‚. ./

)

•ˆ

‹

( ‚. ./

)

1,400

800 600 400 200

100 † (796 ‚. ./ 50 † (689 ‚. ./

) )

25 10 5 † 2 †

) ) ) )

† (568 † (476 (389 (281

‚. ./ ‚. ./ ‚. ./ ‚. ./

0 0

10

• ‚ƒ€ 2-7

2

20

30

Œ

40

• Š 2-19

50

€

60

70

Š †

80

90

100

Ž

•

„ Œ ‘ ’ † “

www.yotathai.com

WR 25:14

2000000

•

• 1 2 3

• ˜ ( .) 459.2 517.2 544.6

(Probable Maximum Flood, PMF) ‘ ‹ (Probable Maximum Precipitation, PMP) ‹ • PMP „… š € Ž ‡˜ ‡ˆ‡ € „…Ž ‡˜ „ ˜ ˆ• Ž ‡˜ • ‡ ƒ . Ž • ‚ƒ€ 2-8 Ž ˜

˜ ( .) 459.2 58.0 27.4

• ‡ ‹ ‹ • ˜ • ‡ ‹ ƒ ‚ ‡ „ ‚ ƒ • • ‡ •‚Ž€ • • 16-18 ’‡ Ž.•. 2505 „ •

I

__

1950000

2000000

2

2-20

• ‚ƒ€ 2-8 ‰„ † Š • Š ‚ƒ€ • ‚ƒ€ …. „‰ ‚ƒ€ 16-18 ‡Š . . 2505 „ € Ž ‡˜ • • Ž • Ž€ ˆ• „… Œ ˆ ‘ •‚ —ƒ …€ „ • (Moisture Content, W) • ˆ ‚ • 1) ‡ “• ‡ ˆ € 12 …• 1000 ‚ ‘ ( •‚ ) •‚ Ž ‡˜ ‡ •• ‘ • . Ž 2) ‡ “• ‡ ˆ € 12 …• 1000 ‚ ‘ ( •‚ ) ƒ • ‡ Ž€ 3) ‡ “• ‡ ˆ € 12 …• 1000 ‚ ‘ ( •‚ ) •‚ Ž ˜‡ … • 16-18 ’‡ 2505

1900000

_

1950000 1900000

• Š ‚ƒ€ … ” Ž Ž ˆ

www.yotathai.com

4)

•

Œ ˆ ‘ •‚

Ž€

‡

ˆ• •‚

Œ ˆ ‘ •‚

€

Ž ‡˜ =

W W

€ Ž€ Ž ‡˜

.

Ž

•

˜ • ‡ ‹ ‹ „… ‘ • ‡ ‹ ‹ (Probable Maximum Flood ,PMF) š Œ ƒ … •‚ ‘ • ‡ Ž ‡˜ „… Œ ˆ ‘ ˆ Š… •‚ • ‡ ‚ 10,000 † ‹ Œ • ‡ ‹ ‹ •‚ Ž€ • ˆ• Œ • ‡ ‹ ‹ (PMF) € ‡ … ‹ „ • ‚ƒ€ 2-7 ‚‚ ‚ ˜ ˆ• ‚ € € WR 25:15 „ • ˆ ˆ Ž ’ƒ ˆ• • ˜ “ € € 1) € •‚ • 30 ˆ ˜ € „… ‚‚„ ‚ — 100 † 500 † 1,000 † ƒ • ‚ ˆ• € Ž€ …‡ … € ˆ• € 2) € • 30 ˆ ‚‚„ ‚ — 1,000 , 10,000 † ƒ •‚ • ˆ• € Ž€ …‡ … € ˆ• € „ € • ‡ ™‚ 100 ‚. . Ž ˆ ‚ (Checked Flood) € • ‡ ‹ ‹ (Probable Maximum Flood, PMF) € ‚ ” ‚ •‚ • ‡ ˆ •‚ • € „ •‘ ˆ• € “• WR 25:16 ‚‚ ‚ ™ •ž “ „ œ • Ž€ ‡ ™‹ 25 ˆ . . •‚ • •‹ „… š Rational Formula (Q = 0.278 CIA) Ž ‹ ” Ž ‹ • ˜ Ž Œ • Ž• š‘ ˜ -… - ’ — ‚ Ž€ • ˆ• Œ ˜ -… - ’ — . € . ‡Ž ‚‡ ‹ „ • ‚ƒ€ 2-9 • ‚… ˜ „…„ ˜ „ •‚ Time of Concentration (Tc) • š•

2

2-21

† •

www.yotathai.com

WR 25:17

‚‚ ‚ „ œ • ‹ Ž€ ‡ 25 ˆ . . ‹ „… • ˆ Rational Formula Ž „ ‚‚ ‚ … ’ ‘ •ˆ ‹ • ‡ ‚‚ š ’ ’„… Œ ƒ Snyder ‹ • ‡ „… •

„ œ € Ž ‚‚ ‡ 1,000

200 Yr

Rainfall Intensity (mm/hr)

10

‚ƒ€ :

1

…

, 2544

0.1

• ‚ƒ€ 2-9 „‰ † …. Š

1

Œ „ Šƒ

ˆ

Time (hr)

‘ ˆ ˆ

€

ˆ

100

’ ‚ƒ€ .

ˆ ˆ ˆ ‚• ™‚ • ˆ ‰ ‡‚• •‚ ™‚

„

‹ ” ™‚ „ … •‚ •‚ ™‚ ‚

•

•

(Qs) • • Ž• š‘‚ Œ Logarithmic

•

2

10

- „† „ - „ ‡ƒ€

ˆ • •œ„ ‚• •‚ ˆ Š € ‡ „… ‚™ Ž€ ‚ ” ‹ŒŒ• € ‚ • ˆ „ ˆ Š …

WR 26:02

–†

1,000 Yr 500 Yr

100

WR 26 WR 26:01

†

• ’

„

• • Ž• š‘

•„ •

„ ˆ • ‚†

2-22

…

www.yotathai.com

Qs = aQb Qs = Q = a,b = ‚

/ . ./ €•

Regression

ƒ

•„ … † † ‡ … ƒ ˆ † ‡ ƒ •„ … ‰• ƒ ƒ ƒ …†• ‡ … a b † WR 26:03 Š ƒ • ‰ ‹ ‚ „ … Œƒ ‰ † ˆ ƒ •… ‚Ž† † ‡ ƒ (Qs) …‰ „ ‚ „ … † ‰ Š • Logarithmic ( 2-10) … Qs = aAb Qs = A = ‰ a,b = ‚

ƒ

‹

. . €•

Regression

ƒ •„… † ‚ ‡ …

ƒ

ˆ b †

a

…‰

‹

Drainage Area (Sq.Km.)

2-10

ƒ Š ’“ Š

2

ƒ †

• † •…

‚

ƒ„

… € ‡ ˆƒ

… • ‘ …† …‚ †

ƒ 2-23

‰„ ƒ ƒ

†

ƒ 30

€

www.yotathai.com

WR 26:04

‚ ƒ

• 3

1. ƒ efficiency) ‚ “ 25:19) •… ‚Ž† 100

1

1

“

(Volume of deposited sediment)

… ”‰ … ”‰ … ˆ• ƒ … Brune (1953) … … ‚ —1

1 1 1 1 II -1

“

2-11

—

Mini' —

ร�pen

90

777 —

80 70

// / // / // / // / ___ X_X_I-X

Envelope

40 30

20 10

111 1 rig

1

Medium Curve For Norrr al Ponded Reservoirs

yv

60 50

(Reservoir trap ƒ “ (‚ † WR

•• ‡ ƒ„ Š

1-1..1-1.1

0.01

1

1

c urves

For Normal Ponded Reservoirs

Note

ะ

Reproduced

" Trap

Published

1 .1- l-l-LL,

___ 1

1

0.1

Capacity

— Inflow

เท

Brune Article,

For Gunnar

Efficiency

of

Reservoirs

"

Tra กร A.G.U. June 1953

__

_1

1 1 11 I.L. 1.0

1

1

L..L.I.LL

10

Ratio

2-11 TRAP EFFICIENCY CURVE BY BRUNE 2. ƒ ‚ “ (Unit weight of deposited sediment) ƒ ‚ “ † ƒ • • ƒ “• ‰ • ƒ ‚ •• † ƒ ƒ – ’• …‡ … ‡ ‚Ž† ƒ ‚ ‚ Ž ‚Ž† –• † (10) (12) 3. ƒ ‚ “ • ƒ † “ ‡ƒ…† ”‰ … ƒ ƒ ‚ Ž – “ ˆ ƒ ‚ “ • .. … 50 —, 100 —, 200 —, 300 — 1,000 — • † WR 26:05 ƒ ‘ • ‚ “ (Sediment distribution in the reservoir) ‰ ‚Ž† … … Intake Penstock Sill ‹ƒ „ ‚ †‡ … † „ ‚Ž† ƒ •• ‚Ž† ‰ Increment Area Method • ƒ … ˜‡ Š ‡ ƒ „ Š 2

2-24

www.yotathai.com

‚ (New zero elevation) • ‰• ƒ Ž • •… „ ‰ • S = Ao (H ™ Yo) + Vo S =

ƒ

‚Ž Ao = • H =

0

50

• ƒ …†•

ˆ

•

‡ … †

..

†‰

. .

…•

… ˜‡ ‚Š † …

.

‚Ž

.

“ Ž ‰• ƒ …• … † … ˜‡ Š‚

… … †

…

35

30

40

…

‚ “ † WR 25:21)

•

ˆ

45

50

‚

Š ’• “ ‰

Vo = •… ‚

‚

… ‰• ƒ (•

• ˆ• … Yo = •

Yo “ Yo 2-12

“

… †

‚Ž …

…†

25

20

15

..

‰• ƒ …† … ˜‡ Š‚ … … 10

5

0

100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

ปรมาตรความจุ .ลาน ลบ ม

2-12 WR 26:06

Œ „ƒ„ Š … ‚

„

• Ž„

•

‚ Ž

ƒ„

“

•

‹ 100 … … ƒ

ˆ ˆ

…†

– …† 1. š 2

• Ž † …

ƒ

…’

2-25

†

” ‰‰

‰Ž

„

• ƒ„ Š

‡

www.yotathai.com

2.

…

• ‡

…

† ‚ • ‰ …

“

… “

” ‹

„… …

‘ 3. ›…‡ 4.

‰ ‚Ž†

†‹

†

„ ” ‰… “ •… š ‰ … ‚ … 5. • ‚ “ • … • ˆ 10 — ‰ … ‰ … š „ … ‚Ž†

2

‚ Ž

2-26

‡ †

• ƒ •

† ‰Ž „ … • … “ † “•‚ „ 5 — ‚ Ž “ •

www.yotathai.com

3 WR 31 : WR 31:01 ‹

‚ Š

„Œ

ƒ‹ ‚ ‹ ’Š Š

€

•

‚ ƒ €Œ • Š ƒ €Œ • ‚ ‘

„… „… † ‚ • Ž Šˆ ‹

‡ ˆƒ ƒ ‰Š„… „ • •

ˆ ‚ ƒ ‚ Š €Œ • … …Š • ƒ „… „… † ˆƒ … … ’…

Š WR 31:02 † € •ˆƒ ’… ‚ Š ‡ Š ‚•Ž • • ‚ ‰ ‹ …Š • † ˆƒ ’… ‰ ‰ ƒ HEC-3 Š ‚ • ‰ HEC-5 ’…„… † Š ‚ • ‰ ‰Š MIKE BASIN ’…„… † Š ‚ • ‰ ‰Š “Œ ’… † ‡ Š„… … • ‚ … „ „ Š ‚ • ˆƒ ‚ ƒ† € • ‰ ˆƒ ” „Œ ’… ‚ ‚ ˆ€ˆƒ ’… … WR 31:03 „… † ˆƒ ’… •… ƒ ˆ ˆƒ ‡ ‰ ‰ • ‰Š – ‚ ‚ ‰ ‚ ˆ—˜ ‚ ‰ ‰ „ • - Š —• ‚ Š ‚ Š ‚ ˆƒ‘Š„ ˆƒ ƒ ‰† • ‚‹ ˆƒ‰ ‰† „ €Œ • Š - Š —• ‚ Š ‚ ‚ ˆƒ Š ’ ‹‰ „ ‚ ’ Š ’ „ ˆ ‹ ’ ‚ˆ - Š … „ ‡ • ‚ ‹ ‹ ‚ ˆ ˆƒ‰Š • ‚ ˆƒ‹ ’ ‚ˆ „ ™„ „ • …Š‰•šš› ˆ • ‚ • „ ‹ „ ™„ ‚„ „ ‹ •šš› ˆ • ‚ “Œ ‚ Š † Š ‚ ˆ— ‚ •šš› - ‚ ˆ… ‰‹ •šš› … 3

3-1

•

„… „… † •Ž ’…„… † ‰ ‰ ’… … Šˆ

ˆƒ

‘ ‡

• ‚ • ‚ ‚ ƒ

„ ‹ ‚„… † „

’ Š€ ‚‹ •

…

…Š‰

• ‚ƒ„… „ † •

‚

• † ‘

€

www.yotathai.com

WR 32 WR 32:01

‚ ‚€

‡ˆ ‚ • (Reservoir Water Level) ‚ Š „ • ˆƒ • 3-1 • … ƒ 1) ‚ • (Normal Water Level) ‚ ˆƒ …‚ „ • ‰†ˆƒ ‚ Š Š‚ œ †– 2) ‚ • (Low Water Level) ‚ ˆƒ …‚ • • Š ‚ Š Š‚ … Š • ‚ Š ‚ • ‚‚ • ‰ƒ Š Š • ’… (Active Storage) 3) ‚ • † (Maximum Water Level) ‚ † ˆƒ …‚ • ‰†ˆƒ ‚ ƒ• … ƒ‚ ‰ † Š • ‚ Š ‚ • ‚‚ • † ƒ‰ Š Š • ˆ ˆ ‰ (Flood Storage Capacity) 4) ‚ Š ‚ ‚ ˆƒ … ‚ ‚ ŽŒ ‚ Š ’Š ‚‰‚ Š ’… „ „ Š „ • …‚ Š ‚ ƒ‰ Š Š • ‚ (Dead Storage)

• 3-1 WR 32:02

‡ˆ

‚ Š (Rule Curve) ƒ‚ Š ‚ Š (Lower Rule Curve) 1) ‚ Š (Upper Rule Curve) ˆƒ •Š… • „ • Š •šš› ’… • ‚ ‡ …‚ • Š ˆ ‚ Š „Œ ‰† • „… • ž ‡ 2) ‚ Š (Lower Rule Curve) • ˆƒ •Š… • • …‚ ‚ ‚ ƒ‘ ‚ˆ ’… ž • ‚ ‚ˆ 3

‡ˆ

3-2

‚ ‚€ (Upper Rule Curve) ‚ ‚ ˆ ’… • … ƒ (Rule Curve) ‚ † „ ‚ ‚ ‰ ‘ … ‚‹‰’ • † ‹ ‰ ‚ ˆƒ •Š… ˆ ƒ ‚ •

•

‚ Š ‚ ƒ ‚‰‚‰ Š

www.yotathai.com

3)

‚ …

Š

(Flood Rule Curve)

• ˆƒ

Ž • •Š… …

WR 33

‡ˆ

WR 33:01

•

Š

ƒ‰ ‰

ˆ ‰

‚ ‚ ƒ

ˆƒ Š ’Š œ †– ‚ ‰ ˆƒˆ… ‰ … ‰ˆƒ

Š ‘ „ Š ‚ ‹ ‚ ‚ Š ‡ ˆƒ ™ ’ • „… „ ˆ „ ‹ •šš› ˆƒ ’… ˆ ‹ ‹ • … „… „… † ‡ Š ’… „… † ˆƒ ƒ • Š Š Š 20 ž ‚„… † ˆƒ ƒ ‚‰‚ Š ‰ ž‚ ˆ ž ž … ‰ • … Ž…Š Š ‚ • Ž • • ‚ ƒ‹ ‹ ‰ ‘ Š ‚ • … ‡ •… ƒ 1) „… ’… ‚ ‚ ‰„ Š ‡ ’ „ –‰ … 2) ’… ‚ ˆƒ ‚„ ˆƒ • 3) „ (Water Shortage) 4) ‚ • 5) ‘ •šš› ‚ ‘ •šš› ( ƒ ƒ‹ •šš› ) … WR 33:02 Š ™ ’… ‡ … ˆ ‹ ‰ ‚ Š ™„ ’… ƒ ˆƒ 1 ‚ ‚’ ’ Š ˆ ‹ ‹ „ ‚’ ’ ˆƒ ‰† €‰ Š ˆ ˆƒ 2 ˆ • ˆƒ ’… … ‰ ˆƒ 3 • ‚ Š€Šˆ‰ ˆ ˆƒ 4 ˆ ˆƒ 5 ˆ • Š ™„ •… Š ™ ƒ ˆƒ 1 ƒ‰ Š• ( ) ˆƒ 2 ’… „ Š ‘ ‚‘ • … ˆƒ 3 † ’• ˆƒ 4 ˆ WR 33:03 • ‚ ˆ€•ˆ‰ Š ™‚ • Š … ‰ ‚ 80 ‹ ‹ ˆ ˆƒ ‰Š ‚ • ‚ Š€Šˆ‰ ˆ… ‰ ‹ ‰ ˆƒ ‚ ‰ˆ… ‰ ‚‘ ‘ ‚ •šš› ( ƒ ƒ‹ •šš› ) • ’… 3

3-3

‡ˆ

‚‰

www.yotathai.com

Š

…

’…

‡ Š ‘ ’… ‡ … … ™ Š ‘ ˆƒ ‚ † ’œ † … ‰ ƒ ‚ ˆ— ‚ ‚‹‰’ • † ˆ ‚ Š (Upper Rule Curve) ‚ Curve) Š ‰ Rule Curves „ • „ Rule Curves „

•

ˆƒ ƒ ‚ ˆ— … ƒ … ˆ ‚ ž ’Š ˆƒ … ‚ … ’… • … ‚ Š • ‚ Š (Lower Rule † ‚„ ˜ • 3-2

„

†

270

€

•

= 13,462 ‚

. . , 260

.

250

- .

.

260

2545

240

2549 2538

230 2554

220 Dead Storage = 3,800 ‚

. . ( 28% ), 213

.

210 . .

. .

. .

..

. .

..

Rule Curves „

•

. .

„

. .

. .

. .

..

. .

. .

..

. .

. .

. .

˜

170

165 €

•

= 9,510 ‚

. . , 162

.

- .

.

160

155 2538

150 2545

145 2554

140

135

130 Dead Storage = 2,850 ‚

. . 30%, 128

.

125 . .

• 3-2 3

. .

. .

‚ ‚€

. .

. .

. .

‡ Š 3-4

. .

‡ Š

„‹

•Œ

www.yotathai.com

• Š ˆƒ ‚ ˆ— 1) ˆƒ ƒ

‚

‚

…

•

… ƒ

ƒ

€Œ •

‚

’…

‚ ‰ ƒ •

Š …

‚ ž

ˆ ˆ ‰„ ‚ Š

‚

„

™

ž

2) 3) 4)

ƒ Š… ‰ … ˆ ’Š œ † … ˆ … ƒ ‚ ‰ •™ „ œ † … ‹ ‰Ÿ ‚ ž … ‰ ˆƒ ‚ † œ † … ‚‘ •šš›

•

WR 34 WR 34:01

œ† …

„Œ

„Œ

– …‰Š œ †– ‚ ˆ— 1) 2)

ƒ†„ • ˆ ‰ … ž …‰ – ˆƒ ’Š œ † • Ÿ ƒ‰ ‚ • „… • Š • ’Š ‰ œ€ ‰ … ƒ • ‰ ƒ … ƒ ƒ‰ ’… ’Š œ † … Š ™ ’… ‡ Š„… WR33:02 ˆƒ ‚ † ‚’ „ ’œ † … „ ˆƒ’ ‚ˆ ˆƒ … ’…

‡

‡ Š Ž

• 3)

‚ ’…

…

… ˆ

•

œ† … … ƒ ‚ ‰ • … • ‚ Š … ‰† •‰ • … ž • Ž… ž … ‰ˆƒ ˆ ˆŠ ƒ ƒ • ’Š ‚‚ Š ˆ ‰ ›

‚ Š ˆƒ ‚• • Šœ ™ Šˆ WR 34:02 1) ‰ • Ž ‚ ˆ ‰ ˆŠ 2) • ‚ ‚ ‰ ‚– ˆ ’Š ‚Š ’Š ‚ƒ ‚ ‰ ‘ ‚ ‰ WR 34:03 ‰ • ‚ ‰ ˆŠ ƒ ˆŠ Š Š… … ˆ … Š †™ ƒ‰ˆ € •• › ˆ ˆ ‰ Š ‚ ƒ

3

…

‡ Š … … …• • Š

3-5

ƒ

Š ‘ ‚ ‰ ’Š ‚ … • •… ˆƒ ‹‰ • ˆƒ ˆŠ ‚ †ˆ‚ ‹ ˆ ‰ ˆƒ ‡ ‰ ƒ‰ ‰ ’ƒŠ ‚ˆ ‰• •Ž • ˆŠ „ ‡ ƒ

… œ †– ˆƒ ‰ •Š „Œ ‚ Š

‘

‡

Ž ‡„Š

ƒ† Ž

www.yotathai.com

1) „… † ˆƒ ƒ ‰Š„…

– ‚ ‚ • ˆƒ Ž ƒ Š Š „ Š‰ ‡ ‚ Ž ƒ ˆƒ ƒ Š ™ –› ‚Š ‚ ’… Š ‚ • ‰ • – ‚ • ˆŠ 2) „… † – „… † ™ ‰ • ˆŠ Œ Š ƒ ‰ • – ƒ (1) ’…„… † ˆ Ž „ – ƒ „ Ž ƒ ŠŠ ‡ Š ‚ • • Š‹ … – (2) ‘ ‰ • – Š‰ ‡ˆ ‚ ‚ ˆ€ ˆƒˆ ‰ – Š … 24 ’Š‹ (3) Ž ‰ Š ˆƒ‰ „ Š‰ ‚ ˆ€ “Œ Ž Š Š „… † • …ˆ Website ‚ ˆ Internet ‡ 3) ‰ • – Š … • …• Š 24 ’ . ‹ ‰Š—ƒ ˆ Ž 4) • ˆŠ ‹ ‰Š—ƒ ˆ Ž ’… Š —• ‚ Š ‚ ‚ ˆƒ Ž ƒŠ ‡ ˆ ˆƒ Ž ƒŠ ˆ … • ‚ ˆ ‚‚ Š … ˆƒ Ž ƒŠ ‡ ˆ ˆ… ‰ 5) • Ž • ˆŠ ‹ ‰ ’… € • ˆ ‰ ‚‚ ˆƒ ‡‹ ‰ „… † – ˆƒ „… „… † ‚ ’…„… † – ƒ ŽŒ • ˆƒ Ž ƒ ‡ ‰ • „… † „… † Š ‚‚ ‡ ˆ …ˆ ‚ ˆŠ ‚ … 6) Š ‚ •Ž • ˆŠ ˆƒ Š ‚ „Œ ‚ Šˆ ¡ Š œ ˆŠ Š ˆ ƒ Šˆ ˆŠ ˆƒ• …ˆ €Œ • Š ‚ • „… † ˆƒ „Œ ƒ Šˆ ¡ Ž • ˆŠ ‡ ˆƒ •Š ‚ „Œ ‹ ‰ ’…Š—ƒ ˆ ˆ ‰ˆƒ Ž • … ‰ Š •Š ’…‹ … ‡ ˆƒ ƒ ‰† …Š • … ‚‹‰’ • ˆƒ 7) –› ‚Š ‚ ‰ „… † ‚ • Ž • ˆŠ ‚ ‘ Šˆ ˆ ˆ ‰ ‚ ƒ Šˆ ˆ ˆ ‰ Ž • ˆŠ ˆƒ „Œ Š ˆƒ ƒ • ‚ Š ˆ ‰ Š ˆ ƒ –› ‚Š ‚ ‰• ‰ ˆƒ ‚ ‰ ˆŠ

3

3-6

www.yotathai.com

WR 34:04

ˆ ˆ ‰ • • “Œ Š œ †– ‚ ‰ ’… ‡ ’Š œ † … • ‚ ‡ Š ‡ • ‚ Œ ˆ ˆ ‰ ˆƒ „ ‚ˆƒ • € Ž „ ™ ‰ ’ „ † ‚„ ˜ ’Š‰ ˆ ˆ ‰ ˆƒ • … Š ‚ •„… † Š • „ † ‚„ ˜ ‰ • …• … ‰ Š 1,000 . . Š ˆƒ ‚ • • … ‰ Š 8,000 … .. ™ • ˆ ˆ ‰ 1) ‚ Š … ƒ Š ‘ ’… œ †– • … ‰ ƒ ‚ ˆ— 2) • „… † ‚ – ƒ 3) Š ‰ ‚ – • ˆƒ ‚• „… • 4) Š ‘ ‚ ‰ • ’Š œ †– ‰ ƒ ‚ ˆ— • • Ž … •„ • ™ ˆ ‰• …ˆ ƒ ˆƒ ‚ˆ… ‰ • … ƒ …•„ •™ ˆ ‰ ’ • ˆƒ ‚ ‰ ‘ ˆ ‘ ‚ ‰ ‘ †ˆ‚ › ˆƒ’ ’ ‚ ˆƒ € •• …

3

3-7

www.yotathai.com

4 WR 41 : WR 41:01 „ ƒ

„‚

‡‚

ƒ

ƒ • Œƒ ‰ ‰ ƒ •

€ … ƒ •

•‚ • † ‡‚ ˆ ‰ „ •„ Ž ‡

ƒ

ŠŠ ‹ • ‹ „ ‹Œ † • •

‹ • ( ) ‘ ƒ Š • 1) ˆ ‘ ’ •‚Ž• „ 2) ˆ ‘• €• „ ‹ … • ƒ 3) Š „ †ƒ • ƒ 4) ’ ‡“  •‚  † Š  Š „ † ƒ • •‚ •‚‹ ƒ  €  „ †ƒ … †  •‚ † Š •‚ ƒ „ „‚ ƒ … „‘ 5) ŠŠ Š ƒ 6) € 7) ’ ƒ 8) „ ’ ‹Œ † 9) „ †ƒ … † „ WR 41:02 •‚ •‚ ’ ‡“ ˆ ƒ • •‚ ‚ ”‹ Š Š ˆ ‡‚ •‚ •‚ • ƒ „ ’ Š ƒ „‚ ƒ ƒ‹ • •ƒ … „ ‘ ‹‰ ƒ ˆ €•† Š ƒ ˆ ‚ ‡‚ ‡„ ‘ € •‚ •‚ ‘ ƒ ˆ • 1) ˆ ‘• –Š ˆ ƒ • Š „ € ƒ ˆ‘ • Ž Š„Ž • •‚‹ • „ „ ‹ ƒ‹ ˆ ’ „ ‰——˜ ‡ ˆ ƒ 2) ˆ ‘• –Š ˆ ƒ • Š „ € ˆ ™ •‚‹ 1.2 „ € ˆ ™ •‚‹ 3) ˆ ‘• –Š ˆ ‘ Œƒ „ € ˆ ‹ š ™ •‚‹ „ € ˆ ‹ ‡‚ Double Mass Curve ‘• Œƒ 4

4-1

www.yotathai.com

4) ˆ • ‚ ‘ Ž ‡ • €• „‹ ‡ ‚ –Š ˆ Œ ‡ •‚ „ • Šˆ • ‚ ’ Š ƒ „‚ ƒ Œ ‡ •‚ ˆ ‚• Š ˆ • • –Š ˆ ˆ ƒ „ ‡‹‡ › ‘ˆ –‘ ƒ ‘ˆ • ‚ •‚ •‚ ‘‘ ‡„‘ € ‘ ƒ • •‚ • ‹• Œ ’ ‚• 1:50,000 1:10,000 ˆ ‘ ‘ Šƒ • Ž ƒ Ž• „ Ž‡ ˆ ˆ „ € ˆ Š ˆ •‚ ‹ „ • • • €• „ ‹ • ƒ ƒ … „‘„‚ ƒ ƒ ‘‘ • ‘ ˆ ’ •‚ • ˆ ˆ ‘ ˆ ‘ Š ƒ ‡‚ ˆ •‹Š •‹Š ƒ „ „‚ ƒ ŠŠ ƒ € „ ’ ‹Œ † „ † ƒ … † •‚ •‚ • ƒ „ „‚ ƒ … † WR 42 : WR 42:01

€ ‡„‘ €

†

• Š

1. Œ „ ‚ • ‚ 2. ŠŠ’ ˆ 3. ˆ ’ „ „ ‚ 4. † Š •‚ • €• „ ‹ … ŠŠ Š ƒ ’ ƒ ‡“ WR 42:02 Œ „ œ’ ‹Œ † • • Š – Š •‚ • ˆ „ 1) ˆ ‘‘ ˆ ’ •‚Š „ •‚ ˆ 2) ˆ „ ‘ • ˆ ‘• ƒ ƒ • •‹Š 3) ˆ ‘ ƒ • €• „ ‹ 4

•

ƒ

„

„‚

ƒ

†

Š •‚

…

‘ ƒ † ‹ •

‚• ŠŠ ˆ ˆ „ ‰——˜ ‡ ˆ •‚ ŠŠŒ ‚• ƒ ‘ ˆ‰ ˆ ‘ ƒ • Ž ƒ ’ •‚ • ƒ … „‘ „‚ ƒ ‡‚ ˆ ‰ „ †’ Š „‚ ƒ € „ † ƒ … „‘ „ • ‰ • ‚ •‚ ’ ‡“ ‘ ƒ ‡‚ ˆ • ‚ ‡‚ ƒ „ ‹Œ † • • • • • • € –Š ˆ ƒ Š • Š •‹Š •‹Š œƒ ˆ ‘ ƒ •‚ 1 ‹ ˆ ˆ „ ‹• ˆ ˆŠ„ € Š „ € ˆ ˆ ƒ ƒ –‘ ‡‚ Œƒ •‹Š • ‚ Š ƒ • ƒ Š „ €‡ •‚ Š 4-2

€

•

‚ ƒ „

www.yotathai.com

4) ˆ ‘‘ ˆ ’ •‚‡ •‚Œ 5) ˆ ‘ ƒ • Ž ƒ Œ ƒ „ ƒ ƒ Œƒ •‚ „ ƒ … „‘ ƒ „‚ ƒ ƒ 6) Š –Š ”‹ ‚ ‡‚ Š –Š „ •‚ ‹‰ ƒ ˆ €•† Š ƒ • (1) ” ‹ ‚ ˆ Œƒ Š „‚ Š –Š Š •‚ 1 • ˆ ‡„‚ 3-5 ‹ˆ Š ˆ –Š • ‚ˆ Š –Š •‚ 1 •Œ • Š –Š € 0.5 1.0 • ‡„ ‘ € ‹• Š’ Š ’ Š … „‘ •‚‰ ƒ Š‘ • ” ‹ •‚ ‡„‚ ‘• ˆ ˆ ‡ •‚ •‚ ‡„‚ Š –Š ƒ ‡„‘ € „ ’ ‘ ƒ • ‡„‘ € Š ƒ ƒ Š •‚ ƒ ‹• Š – Š •‚ ‰ ƒ •‚ ƒ ‰ Š –Š •‚ ˆ ‰ƒ • • ‚ˆ • ‡ ‘ ˆ ƒ ƒ Š –Š ‡„‚ „ ‡‚ Š • Š •‚ „™ • ƒ ‘ˆ •‚ Š•‰ ƒŒ ‘ Š‘ • ‚ˆ ‰ ‰ ƒ‡ • ‚ •‚ • • 50 ‚ ‘ Ž ‡Ž• „ ƒ ‚ • „ € ˆ „ € „’ Š ƒ „‚ ƒ ƒ‹ • ‹Œ † •‚‰ ƒ Š‘ Œƒ ˆ ‘ ‚ ƒ ‹ ‚ Ž • ‚ † ˆ • Š – Š ‘ •Œ 5 10 • Š ‡„ ‘ € Š ƒ ƒ „ „‚ ƒ ƒ (2) ‚ Š –Š •‚ ‚ •‚ • • 15-50 ˆ • Š ‘ •Œ 1, 2.5 5 • ‹• Š ƒ „ ’ Š „‚ ƒ •‚ ‚ ‘ • Š –Š ’ ‹Œ † Š –Š ƒ ‰——˜ ‡ ˆ • Ž Š „Ž ƒ (3) „ † ŠŠ ˆ „ † • •‚ ‘ • € ’ ‹Œ † „ † ‰ ‰ƒ ƒ … † „ † ŠŠ ˆ ‘ ƒ Šƒ‹ • ƒ • ‡“ ˆ •‚ • ‹• ž‘‘•Š ‡ •‚ • ˆ •‚ •‚‹ ƒ Š •‚ ˆ „ • ƒ • „ † ƒ • • „‹ „ ‹ • „ ‹ ‡“ ˆ •‚ •‚‹ ƒ •‚ ˆ „

4

4-3

www.yotathai.com

• •

•

(4) •

•

•

(5) •

4

ƒ • € Œ ‘• – Š ˆ ‡ •‚ –Š ˆ ˆ ’ „ „ ‰——˜ ‡ •‚Œ „ € ƒ ˆ ƒ Œ ƒ ˆ ƒ • Ž Š„Ž • •‚‹ ’ „ ‰——˜ ‡ ˆ • „ „ ‹ ƒ‹ ˆ ƒ ƒ • ‡“ ˆ ž‘‘•Š ƒ „ € ˆ Š‹ ƒ‹ ˆ ‡ ‰——˜ •‚’ „ ‰ ƒ „ € ˆ Š ‹ ˆ Š ˆ –Š ˆ ƒ ƒ • ƒ ƒ Š ‡‚ ˆ •‹Š •‹Š Š’ „ † ŠŠ ˆ „ † ŠŠ ˆ „ † ‹Ž ‡ Š –Š ‹•ƒ ˆ „ † ‡ •‚ Œ ‡ •‚ Š –Š ‹ ˆ ‹ Š ˆ (Shortage) •‚‹ Š‰ ƒ ˆ Š • ƒ ‰ ‰ „ 20 † •– † Œ ‡ • Ÿ • ‡ •‚ ‡ • ’ ‰ ƒ‘ ‰ ‹ ƒ • ˆ Š €•‹ ƒ „ ‰ „ 10 † •– † ƒ ‰——˜ ‡ ˆ €• ‰•‚ œ’ „ ˆ ‰——˜ ‚ (Firm power) – ƒ‡„‘ € ™‡ ‡ ‰——˜ (Energy) ‡•‹ ‹ •‹ • ‚ ‘ ƒ ˆ ‡‚ ƒ ‚ • „ €• „ € ˆ ‘• • ƒ ‘ˆ • Š‹ ˆ‰ƒ ˆ ƒ ‰ ƒ ƒ‹ ˆ €• •‚ • „ € ˆ ‡•‹ ‡ • ‘• ‡ •‚‘ ’ „ ‡ ‰——˜ ‚ (Firm power) ‹‰ Š „ € ƒ ˆ ƒ ‹ ˆ –‘ ‹ Š ’ „ ‰——˜ ‚ •‚ ƒ „ Ž (Firm Power Shortage) ‡ ‰——˜ ‰ ƒ‰ „ 3 † •– † (Energy Shortage 3 † •– †) Š ‹ ˆ ‡‚ ƒ ˆ ‡‚ • Ž Š „Ž • •‚‹ • „ „ ‹ ƒ ‹ ˆ ‹ ‡•‹ ‡ ƒ Š –Š •‚ • ˆ „ • ŠŠ ‡‚ € ‹‡„‘ € œ ’ Š ƒ „‚ ƒ Š ‡‹‡ › Œ Œ‹ ‡‹† „ Ž ˆ ‚ ‘ ƒ ”‹ ‚ ˆ ‚

4-4

www.yotathai.com

• ’ •

• •

‹Œ † „

’

’

Š

‘ˆ

ƒ

Š– ‚• • (6) ‡“ ‡“ •• ”‹ ‘ ƒ ‡“ ‡ ‚• ˆ WR 42:03

‰——˜ ƒ •‚‹ †’ Š ƒ ‹Œ † • •„’ ‹Œ † • Š –Š •‚ ƒ „ „‚ Š •‚ ƒ’ Š •ƒ • ˆ ‡“ „‘ • ‡“ ” ‹ •‚ • •‚

• •‚

Œ ƒ ƒ • Ž Š„Ž • „ „ ‹ ƒ‹ ˆ † •‚ Š –Š ‡‚

•‚

‘

ˆ •

’ „ „

‰ ƒ

–

‘ „ € ˆ ŠŠ ‚ ˆ •‚ 15, 20, 25, 30, „ (Percent of Time Exceedance) ‘ Flow Duration Curve ˆ Œ ˆ • †Œ ˆ 1.5-2.5 „ • ‡‚

–

ˆ

ˆ 3.5

„

•

‹• Š

‚• „ ‡ ‰——˜ ‚’• „ ‰ ƒ ™ •‚‹ š ’ ‹Œ † ƒ ‡ ‰——˜ ’„ „ •‚ ‘ ‚• ƒ’ ‹Œ † • •„ WR 42:04 Œ ˆ • †Œ ˆ ˆ •‚ ‚ ˆ ŠŠ •‚ ‘ ƒ • ˆ ƒ ’ • ‹† • † ‹ ‡‚ ˆ € • •‹ ˆ ˆ ’ „ „ ‰——˜ •‚’ „ ‰ ƒ € ’ ‹Œ † •‚‰ ƒ‘ • ‡‚ „ †’ Š • † • † •‚ ƒ’ Š • • WR 42:05 † Š •‚ Š ƒ‹ † • Œ Š –Š Ž ‚ Š Œ ˆ ˆ ˆ ’„ „ ƒ

4

ˆ

•‚

…

ƒ

Š –Š •‚ • ƒ … † •‚ ‰ ƒ … „‘ • • Š •’ Š €•†‹ Š‰ ƒ ‡‚ ’ ‹Œ † ‰ ‰ ƒ ƒ ˆ Œ ƒ ‘ ‡“ ‹ ‹ ƒ ‡“ ˆ •‚ ‘‘ • ‡“ ‡ •‚ ‡ •‚

ˆ ’ „ „ €•† Š ƒ

ˆ 1) ‡„‘ € 35 † •– † 2) ˆ ˆ 3) ˆ „ € ˆ ‡‚ 4) ˆ ’„ 5) € „ † ˆ

ƒ ‡

Š –Š

4-5

…

‚ ‚

„ † …

‹ ‡‚

• • ‰ ƒ „ € †

‡

Šˆ •

•‚ †

€

„

…

•

www.yotathai.com

WR 42:06 1) ” 2) 3) „‚ WR 43 : WR 43:01 1. Š 2. ƒ 3. WR 43:02 1. 2. 3. 4. 5. WR 44 : WR 44:10

„ € ˆ Ÿ• ƒ „ ƒ

ƒ

ŠŠŒ ƒ • ‚• • ‹ ‘ € ˆ •‚ ˆ •‚ • ‹

‘ ƒ ‡„‘ € ƒ ‡•‹ ‡ ˆ ƒ‡ •‚Œ • ˆ Reservoir Simulation Model ‡‚ ŠŠ ˆ ƒ „ •’ Š ƒ

•• • ‡ ˆ ‘ ƒ • ‡„‚ „ ‘ † Š •‚ ‡„‚ „ ƒ ‘ ˆ ’ •‚Ž• „ ‡ •‹ Œ 1:1,000, 1:2,000 ƒ „ „ € ‡‚ € ‰ƒ‹ ‘ ˆ ‘• €• „ ‹ … • ƒ • ƒ ‹ • ‘ ˆ ‘ ‚ ƒ ‡‚ ˆ ’ ‘ … • ŠŠ Š ƒ ˆ ‘ ƒ ‚ •‚ • ‘ˆ Œ • ˆ ˆ ƒ ŠŠ ‘ ƒ • •‚ ˆ „ ŠŠ Š ƒ † Š •‚ ‹• Š ƒ‹ ’ ˆ ‚ ”‹ ˆ ‰ ‰——˜ ƒ • €†Œ † Œ • Š‹ ˆ ƒ ‚ ‘ ‰——˜ ‡ ˆ Œ ‚ ˆ ‚ ŠŠ ‹ ‰——˜ ŠŠŒ Œ Š Š ˆ ˆ €

Š

‹• Š

1) € 2) ‹ ƒ 3) œ •‚ 4) ‹ ‹• ƒ ˆ 5) „•• ƒ

4

•‚

†

Š

‡

•‚‹ Š

€

4-6

•

ˆ

Š •‚ ˆ Š •€ Š „

•‚ •

ˆ

‘ ‡„‚

•

Š‹ ˆ

‚

•

– Š ˆ ’ •‚ „ ‘ ˆ

Š‹ ˆ ˆ „ ‰——˜

„‡ ƒ ‰‚

ˆ

ŠŠ

Š •€ Š „

ˆ ’ •‚

…

‘ƒ •

Š

ƒ ‡‚ Œƒ œ• ƒ

•• €

Ÿ •

Š ˆ ƒ ƒ

„

••

www.yotathai.com

WR 44:11 1. 2.

ŠŠ Š

€

ƒ

ƒ

†

Ž

Š ‘ ˆ

•

•‚

• ‹ œ • •‚ ‡‚ ˆ ƒ Šƒ ‡ Œ‚ œ ƒ ‡ Š„ € ‡ •‚ ƒ ƒ ŠŠ ˆ ŠŠ –Š • ƒ „‚ ˆ ‹ ˆ Œ•‡ 3. ‹• Š ƒ ‹ ‚ ” ‹ Š ˆ ŠŠ ˆ ‰——˜ Š‹ ƒ‹ ˆ ‰ ‰——˜ ƒ 4. • €†Œ † Šƒ‹ • Š‹ ˆ • Š‹ • Š‹ ƒ‹ ˆ Š ˆ ˆ ƒ ‰——˜ ƒ 5. ‚ ‘ ‰——˜ ‡ ˆ ‰ ƒ ˆ ‚ ˆ „ ‰——˜ • €† ‚ ‰——˜ • €† Š • ƒ 6. ŠŠ ‹ ‰——˜ 7. ˆ ’‚ ‹• • €†Œ † • €†‰——˜ ‚ 8. ˜ ƒ‰ „ ‘ Š’ Š „‚ ƒ 9. ŠŠŒ Œ Š• ˆ Š • ‡ Š‹ ƒ‹ ƒ 10. Š „ ˆ „ „ † •– † ‹• • €†Œ † • €†‰——˜ ‚ ‹ ‰——˜ ƒ‰ ’ Š „‚ ƒ 11. „ •‚ „ † •– † ‹• • €†Œ † • €†‰——˜ ‚ ‹ ‰——˜ WR 44:12 ’ ƒ ’ ƒ ‘ ƒ ‡„‘ € ’ ƒ ƒ• ƒ ‚ ‹ ˆ œŸ • š ‡ •’ ˆ ‹• ‘ ’ ƒ € • 1) ŠŠ ‹ •‹ ‘ •‹ • • 2) ƒ‰ ’ Š „‚ ƒ ‡‹‡ Œ Œ‹ ‡‹† „ Œƒ ‘ ‹ ƒ‰ „ ‘ Š’ Š ƒ 3) •‹ ƒ •‚‡ ˆ Š •œ ƒ Ž ‹ ‡ •‚ ƒ 4) ’ ˆ Š•‚‹ ˆ ‡‚ ˆ … ƒ ‚ Š 5) ‹• Šƒ‹ Š •… ‚ Š‹ ˆ ƒ ˆ Š ‹ ƒ ‹ ˆ ‰——˜ ‰ ‰——˜ ƒ 6) • €†Œ † • ‘ Š „ ’•ƒ’ „ ’„ „ • Š‹ ˆ – ˆ † ƒ 4

•‹

ƒ

„ ‘ „ € ‹ (Unit Cost) ‹ Š ŠŠ ‹ • ‹

€

‘

Š

4-7

‡

www.yotathai.com

7)

‰——˜ ‡ ˆ Š ƒ‹ • ‘ Š „ ’•ƒ’ „ ’„ Š „ 8) ŠŠ ‹ ‰——˜ 9) ŠŠŒ Š ƒ‹ Š Š ˆ Š Š ˆ ‹ ƒ WR 45 : WR 45:11

‚ ‘

‚ ƒ • 1) ‹ 2)

WR 45:12 ’

„

… …

‡ ƒ

•‹ †

† Œƒ ‘ ‹ ‚• „ ‹• ‹Œ † ˆ ƒ

‹ Š ƒ‹

•

•‚ Œƒ •

3) 4) 5)

1) 2) 3) 4) 5)

4

‰——˜ •‚‘ ’ „ ‰ ƒ ‰ƒ • … „‘ •‚‘ Œ ‘ Š „ €‡ •‚ ‘ˆ ƒ ƒ ‚ –Š ˆ ’’„‘ ƒ Œƒ ˆ „‘ Œ • Ž Š „Ž • •‚‹ ƒ ‘ƒ

•‚‹

• €• Œ ‹ ‡„‚ ‚ ŠŠ‰——˜ ‹Œ †‘ ‡„‚ š •‚ • ƒ

‡ †

Œƒ ‘ ‹ •‚ „ ‹Š Ž ƒ „ ‡‚ ˆ š

„

1)

2)

€•

ˆ

‚„ ƒ „

†

Šˆ • „ †ƒ … † „ „ ’ ‹Œ † ƒ • •‚‘ „ ‘

€ Œ 1) 2)

‡

‚

ƒ „

ˆ

„

‚

‡ †

ƒ • •‚ „ ‘ ƒ ˆ „ Šˆ • Š •‹ ‹ ƒ „‚ ƒ ‚•‘ „ •‚ Œ Œ‹ •‚ „ ‘ Šƒ• ‡‹‡ •‹ •‚ „ ‘ ‚• •‚ „ œ• Œƒ ƒ ƒ

Ž ‡ €• „• ‡ 1) 2) • 3) • €• ƒ

•‚ • ˆ Œƒ ƒ

4-8

•‚‹

ŠŠ ƒ ƒ •‚ € Œ „

www.yotathai.com

• •Ž ‡ €• ‡ •‚ 1) ’ „ ‰——˜ • ŠŠ ‚ 2) Œ‹ ƒ „ Š„ ‡‹ ˆ ‡ •‚ • ˆ 3) ‹Œ † •‚ ‘‘ ‰ ƒ Š‘ •‚ ˆ ‘‡Š 4) ‹Œ † •‚ ‘‘ ‰ ƒ Š 5) ƒ Š € • ŠŠ „ ƒ ‹ ˆ ƒ

1) 2) 3) 4) 5)

WR 45:13

•‹Š •‹Š

1)

WR 45:14

‡‹

2)

’ 

3)

’   

„

„

„

‹ ˆ‚ ‹œ • ‚• ‘ƒ „

†

†

„• ‡ (Ž ‡ ’ ‹• ‡ •€ •‚ œ ƒ ˆ ƒ „ ƒ • ƒ ‘ ƒ ƒ • •‚ • ƒ • •‚ • ƒ

… … †

†

• Œ Œ) ••†‰ ƒ ‡ ••† † •‚ ‹ ¡ ‰ ƒ• Œ „ • •‚‘ Œƒ‡ •‚ –Š ‹Œ † ‚ (Irreversibility) ’ Š‘ „ ’ „‰ ‚ •‹‘ •‹ ƒ Š € •

„

„

• ƒ

‡„‘ € •

• ‹Š • ‹Š ‚

‹

‚ Œƒ

‹Œ † •‹Š •‹Š Š • ‚ •‚‘ ‹• Ž Œƒ ƒ‹ „ † ’ ‹Œ † ƒ • ’ ‹Œ † • •„ ’ Š ƒ … „‘ (EIRR.)

1)

Œƒ ‡‹ „ —˜ 2) ’ ‹Œ †  ‹‰ ƒ

‹œ • Š Ž •,

‚

3) ’ „ 

† ’ Š (FIRR.)  ‘ „  „ •  Š „  Šˆ‰ •  Š•

ƒ

Š•‹,

„

•

… † ‰ƒ ˆ ‡„‘ € ‘ •‹ • •‚ ˆ ‡“ ‘ ‹• 8-15 † •– † ‘ (Discount rate) 8, 10 12 † •– † €•† •‚ Œƒ „ … † ‹ ‚ ‰ ‘ ‡„‘ € ‘ Œ• 3 Ž ƒ ‹ Š ƒ … „‘ (EIRR) - • ž‘‘•Š • •„ (NPV) ’ ‹Œ † „ • (B/C Ratio) • ž‘‘•Š • •„ NPV ’ ’ Š • •„ •‚‰ ƒ Š ƒ •‚ • ‡‚ •‚ ˆ ‡„ ‘ € ‹• ‘ ƒ 4

€ Œ• Œ•

‚

† ƒ

4-9

‡

‹

www.yotathai.com

’

Š

ƒ• •ˆ‰ 0 Š – 0 • „ ‘ •‚‘ Š ¢„ •

• ‚ˆ Œ‹ •‚ •

•

’ 0

NPV

=

Bt Ct t i

= = = =

Š

‰

œƒ NPV •‚‰ ƒ • ‚• •ƒ œƒ NPV •‚‰ ƒ Š ‘ ‰ •ƒ €•† •‘ ˆ Œƒ ‡‚ •‚ œˆ € ‰ƒ • n B C  t tt t 1 (1  i) ’ Š š •‚ t Œƒ‘ ‹ š •‚ t š • 1,2 £..n Š•‹ •‚ IRR •‚ – i( ) •‚‘ ˆ ƒ NPV

Bt  Ct t =0 t 1 (1  i) ’ Š Œƒ‘ ‹ • ž‘‘•Š ’ Š Š • ž‘‘•Š Œƒ‘ ‹ ‹• n B  t t t 1 (1  i) B/C ratio = n C  t t t 1 (1  i) œƒ ‰ œˆ € ’ Š ‰ ƒ •‚ ‘ ‚ ƒ ‹ •’ – – œ ˆ €•† „ ‘ €•† ‚ Œƒ Œ •‚ •‹ Œƒ‘ ‹ ‚ˆ • ‘ Š ’‚ •‚ • •‚ ‘ ˆ „ ‰ ƒ ‹ • ž‘‘•Š Œƒ‘ ‹ Œƒ‘ ‹ š •‚ ƒ •‚ •‹ Œƒ‘ ‹ ‚ˆ • WR 45:15 „ † ƒ „ • ‹ • „ † ƒ (1) ƒ •‚ „ —˜ Ž • ˆ ƒ Š• ‹ ƒ • •‹ •ƒ‹ ƒ (2) • „ •ƒ (3) ’ Š ƒ „ (Return on Investment, ROI) (4) ’ Š ƒ „ ’•ƒ • (Return on Equity, ROE) (5) • ž‘‘•Š • •„ ’ ‹Œ † • (6) ƒ • (7) ‹ • n



4

4-10

‡

‚ ‚

www.yotathai.com

5 WR 51 : WR 51:01 1. … €

‰

ˆ

(Fill Dam) (Homogeneous Type) •‚ † „ ‡

€ ˆ

•

…

• ‚ ƒ „ †

2. … (Zoned Type) € • •‚ … (Zones) •‚ Š‹ Œƒ „ ‰ ‰ (Different Permeability) • • ‚ ƒ „ (impervious Core) Œƒ Central Core Type ƒ „ (Inclined Impervious Zone) Inclined Core Type 3. … ƒ „ Ž „ (Impermeable Membrane Facing Type or Diaphragm Type) •‚ „ ‡ • † • (Pervious Material) … € • • ‚ ƒ „ (Impervious) Ž … ••‘ ’ˆ ‰ ˆ ‰ • € “ ” † (Core) „ „ Œƒ ‡ ” € ••‘ ’ˆ ‰ • ‚† † „ ‡ WR 51:02 € (Earthfill Dam) ˆ • ƒ • € ‹ • ‚ ƒ „ (Impervious Fill) 50% ‰ ‰ • • †… • ‚ (Earthfill dam) • Œƒ ” € ‹† ˆ ”„ ‰ • “ ˆ ƒ „ (Water Tightness) ˆ ˆ “ (Stability) ‰ ƒ – € ‰ ‰ ” – ‰ (Section) … € •‚ • •„ • € € • 1. Homogeneous Earthfill € • ” € ˆ‚‹• ‰€ † ˆ ‰ – ‰ ‰ • ‚ †…† • ” • ˆ ˆ ƒ „ ˆ Slope „ „• ˆ ƒ – ˆ‚‹• ‰€ € „ 2. Zoned Earthfill € •Œ •‚ ƒ „ – † ‰ Ž •‚ ˆ ƒ „ ‰ ˆ “ • † € ‹† ˆ „ „ Œƒ ” „ • ˆ ˆ “ ‰ • € ‰‰ Homogeneous Earthfill † ‘””‚ € † • ” … •€ € €‰€— WR 51:03 € (Rockfill Dam) ˆ • ƒ • € ‰ • ‚ ƒ „ (Rockfill dam) (Pervious Fill) € 50% € ‰‰ € ˆ’ ‰ •„ ˆ• 2• ˆ Zoned Earthfill Dam ˆ •Œ ƒ „ € ‡ ˆ ‰ ‰ •Œ 5

5-1

www.yotathai.com

•

„ Œƒ ‡ •Œ ƒ „ • ‰ „ € € • ‰ Š‹ ˆ’ ‰ 1. € € (Clay Core Rockfill Dam) ˆ € € •Œ ƒ „ € ‚ – „ „ • ‰ Š‹ ‰ € ˆ (1) Central Clay Core ˆ € € – ƒ – ‰‰ … ˜ ˆ € ’ (2) Inclined Clay Core ˆ € € – „ … Cofferdam …… 2. € ˆ • ‚ ƒ „ (Upstream Membrane Rockfill Dam) ˆ € • ‚ ƒ „ ˆ ‰ Asphaltic Concrete ‡ ‡ “ Ž – „ † ‘””‚ • ‚ € †… •‚ –2 ˆ ˆ ‰ Asphaltic Concrete … ‰ • ‚†… ‡€ 1) € ˆ ‰ (Concrete Face Rockfill Dam, CFRD) ˆ € ‡ ˆ ‰ Ž – „ … …€ ‹ ‘ ” ”‚ • ™€ ƒ • ” € ƒ 2) € Asphaltic Concrete (Asphaltic Concrete Face Rockfill dam) ˆ € – Asphaltic Concrete € • š™ † ‚• • š™ † ˜ ‰ ‰ 3) € Asphaltic Concrete € •Œ ƒ „ Asphaltic Concrete ˆ ƒ „ Asphaltic Concrete ˆ 0.8-2.5 ‰ ƒ ˆ •– ” ƒ „ ˆ ˆ š •– € „† • ™€ ˆ … ˆ ‡€ „ „ € ‰‰ € € € † ˜ ‚• Œƒ ˆ Asphalt – WR 51:04 (Fill Dam) ” ‰ ™€” ‹ ˆ •– ˆ‚‹ ™ € ‹ • ‚ € ‹™ •ˆ • ™ – € ˜ ›‹€ • ‚‰‚ € € ‚ € ” „† “ „ • 1) ˆ •– ‰ •„ ˆ•† ”„ † ‰ (Low dam) Homogeneous Type •„ ˆ •– 40 ‰ ™ • †• •– (High Dam) Zoned Type ” ˆ • † ‹ Impervious Face Membrane ” ‡ ” ‚‰ˆ † ‹ ˆ •– € 70 ‰

5

•€ˆ

ˆ •–

“

•

5-2

(Fill dam)

www.yotathai.com

2) ˆ‚‹ ™ € ‹ • ‚ ‰ ˆ‚‹ ™ ‰ ‚ ‰„ † ” • ˆ • ‚ –† ‰ † ˜ € 8 €• ‰ ” ”” „ • ‚ ‚ ” € ‹ ‰ ˆ „ ˆ’ ™€” ‹ †…† • 3) • ™ – € ˜ † ‹ œ‘• Œ œ‘• „ „ ˆ … •– Impervious Membrane Facing Type ” • ™ ‚‰ ‰‰ ‰ ”• ‡ ‰ ‡€ (Facing Membrane) 4) › ‹ € • … € “ ”ƒ ” ˆ • † • ‰ ‰ • • € (Fine-grained Soil Foundation) • •– “” ˆ • 5) ‚ € ‚‰‚ € € ‡‰ 1) € ‹ „ ‡‰ ‡ (Freeboard) ˆ ˆ •– ” “ ‰€ ƒ • ˆ •– ™ † „ • • š™ € ‰ ˆ ™€ ˜Š ‰ † „ •– Core € 2) • † ˜ ˜ ˜ … œ ‰ …‚ • ™ ˜ ”” ‚ • ˆ‰ ”„ † „ € ” ˆ • Œƒ Homogeneous Type ” ˆ • 6) “ „ „† “ „ “ ˆ ‰ ‰ „ •– † ‰ • ‚ ƒ „ (Central Core) ‡€ • ‚ ƒ „ (Impervious Face Membrane Type) ˆ • € Homogeneous Type ™ ˆ •– ‰ ‡€ 7) • Homogeneous Type • • € “ ™ ‰ † € Pore Pressure † •– • ‹ Zoned Type Impermeable Membrane Facing Type ” • “ WR 51:05 ˆ ž€ ‰€ (Fill Dam) ™€” ‹ ‰ ˆ„ ƒ ƒ ˆ • ™ ˆ • ‰„ ‰ ™€” ‹ ˆ „ ‚ Š •– € ”‰ •… ’ ˆ ‰„ „ ‚ Š ™ € ‰ ˆ ˆ† • †… “ „ ‚ ™ † ‚‡ ” ‰ ™€ ” ‹ ‰ † ‹Ÿ’‰ ˆ

5

5-3

€ •‚ ƒ •

www.yotathai.com

(1) (Fill Dam) • ‚ †…† • ˆ‚‹• ‰€ • ‰ €˜ (2) ‰ (Embankment) ” ‰ ˆ ” € „ • (Overtopping) (3) ‰ (Embankment) ” ‰ ˆ ˆ† • †‰• ™‰ † ‹ †… “ „ (4) ” ‰ ‰ (Embankment) • † „ • ‚ ‰ „ € • ” (5) ” ‰ ˆ ˆ‚ Œƒ ‡ ‰ (Embankment) • ‰ ‰ ™ Œ † (6) ‰ (Embankment) ” ‰ ˆ † „ • ” ˆ (7) „”‰ €† Œ ” ˆ • „”‰ €† Œ ” œ Œƒ ™€” ‹ ‰ ‹Ÿ’ ‰ ” ˆ ‰ ˆ ˆ‚ • €› – ‰ WR 51:06 • (Foundation) • ˆ •„ ˆ• € ˆ • „ ” ‰ „ ‰ ˆ “ †‰ ‚ • ™ (Foundation) €‰ ‚ „ ‰ ‰ ™ ™‰ Œƒ ™ •–• • „ € • ‚• •‚ „ ‡ • ‚ †… „ ‰ (Embankment) † † • “ ”„ ‰ ‚• ™€” ‹ ˆ ˆ • 2 ˆ ˆ • „ Bearing Capacity ˆ ƒ „ Š‹ • 2 ˆ 1) • € ˆ ƒ „ •† • • ‰ š „ – (Grouting) ” € ‡‚ (Weathered Rock) “‰ † • € – ‰ „ ‘• •™ ‚• ˆ’‰ ‚† ™€ ˜Š ™ € – –•™ † ‹ € ‰ ‡‚™ ”‰ ‚ ‰ ‚ ƒ” ƒ € ˆ ‡‚ ‰ € ‰ – “ ” „ š „ – ™ † Bearing ƒ † ƒ „ (Consolidation Grout) ” ”‰ „ š „ – ‰ ˆ ˆ ‰ € • ™† ƒ „ … (Contact Grout) † „ ˆ • † ˆ ƒ „ • ” Œƒ € † ‚ ” • • Lugeon (1 Lugeon ƒ „ Œƒ 1 €‰ ‰ ‰ ‰ ” ‚ ” †‰ „ 1 ™ •ˆ•, MPa)

5

5-4

www.yotathai.com

•„ ‰€

•– „ 30 ‰ Œƒ (Leakage) † 1 Lugeon † • ˆ •– 30 ‰ ”” ˆ Œƒ ƒ 3 Lugeon 2) • € (Soil Foundation) † ™ • € ‰ Ž € • € ’• …™… – • € (Silt) € (Clay) ˆ ƒ „ ™ • • ‚ € ‰ (Core) ” ƒ … € (Cut-off Trench) ™ … ƒ • „ Œƒ ‡ ‰ (Impervious Zone) ˆ (Trench) ˆ ”‰ • ˆ (Core) ™ ™ ™† „ • € ‰ ™€” ‹ 2 ˆ Bearing Capacity Seepage ‚ € † • ›€ ‰ … Dynamic Compaction ( „ € ” •– ‚ € † ) Vibroflotation ( ‰ † • †… Vibrator ™€ ˜Š) ‰ € • „ Œƒ ‡ ” ‘• Seepage “‰ • „ € † •€ ‰ ˆ Cut-off, Diaphragm Wall, Slurry Trench Cut-off, Sheet Piling, „ Impervious Blanket ‰ ” Core Zone ‰ ‰” • Œƒ ” ‰ ™€” ‹ „ ™ ƒ „ (Cut-off Wall) š „ – (Curtain Grouting) ™ Œƒ † • Cut-off Wall •„ € “ ™ „† ˆ • ™ € † ‰ ‰ € † ” ™ ™ WR 51:07 „ – ˆ’ … € ƒ – • ™ – € ˜› ‹ € • • ‚ ˆ •– ˆ … ˆ „ ‚ Š ‰ ˆ’ •„ ˆ• „ – … „ Freeboard ˆ • „ Camber „ Zoning ‰ ‰ • † … 5-1 ™ • ‚ “ •„ ˆ•‰ 1. „ Freeboard • ‰‚ ƒ ™ € ” Overtopping ” „ Freeboard ™ ™ € - € ‰ Freeboard ™ ™ • ˆ •– ” “ •– •‚ € ” „ € ‹ „ ƒ• ‰ ‡ ˆ •– ˆ ” ‡ € ˆ •– ‡ ‰ … €

5

ˆ

5-5

†

www.yotathai.com

9

Top of dam /

/

— F 2.0 -+10/10/ 2 0ÿ/1.0/l0)h2 0 —/— 3 0

Top of core _

i

Normal water level

(?) Impervious core (D Filter (ÿTransition © Slope protection (ร) Protection of the upper part

…

5-1 ‚• ƒ

© Shoulder

•

Zone

• ‡ˆ ˆ

•–

ˆ € ” Fetch Length † “ „ œ‘• ‰ ™ € (Freeboard) ˆ„ ‹” •

2. ˆ

”

• ‡

† ‰ ‡ €

5

Hf

>

hw + he/2 + ha + hi

Hf hw he ha

= = = =

hi

=

Freeboard ˆ •– ˆ ” ˆ •– ˆ ” ‡ € ˆ •– „ ”” € ˆ ‡€ ™ ˆ ˆ‚ Spillway (~ 0.5 ‰ ) ˆ •– ‡ ‰ … € ˆ ‰ hi = 0 € - € hi = 1.0

• ‰

•

•

ˆ

‰ “

„

ˆ

‰” ‰ ˆ •– ‡

‰ ‰ ‰

‰ ‰

• ” ™€” ‹ ” ˆ • ” • … ’ †… • ˆ ‡ ‰ˆ ˆ (Stability) • ‰ † ™ ” ‡ € ‚ ” „ ˆ • ‰€ ™ ‰ ”” € ƒ ” Œƒ „‡ Œƒ • • € ƒ ” ‡ ˆ • • ”

5-6

www.yotathai.com

• ‰Š ‚ ( ‚) ™ˆ • † • 6-8 ™ †… • ••” >8 •– € 100 ‰ –† ‰ 12-15 ™ ‡ € 3. „ Camber • ‰€ ‚ ‰” € ƒ ‰ † • € - € … ˆ Š‹ • • ‚ ‰ ‰ • ” ‡ ‰ ‚ ‰ ˆ ” ” ‚ ‰ 1.0 ¡ 1.5% ˆ •– ‰ •„ € 0.5 ¡ 1.0% •„ € ˆ ‰ • ” „” ˆ ‹ˆ ƒ ƒ ‚‰ € - € ”„ ‰ ‡ (Camber) ™ Š Freeboard † ˆ €† • Š‹ „ Camber € ‚‰ ” ‡ € ‰” ˜ƒ Š – ™¢‰€ € ™ € • • • •– • € ™ ‰” € ‚‰ • • ˆ •– ˆ † € ‹ ” ‡ ” ‡ € ‚ ”ƒ ˆ ” ™€” ‹ ™€ ˆ •– Camber ” ‡ 4. „ Zoning ‰ ”‚ • ˆ’ ˆ ‰ • “ „ ˆ ˆ “ † ‚ • ‹’ ‡ ” ”‰ ˆ ˆ‚ „ Œƒ ‡ ‰ • ™ €† • ‚ ‰ • – „ Œƒ ‡ ™ ™ ” € ‰ ‰‰ € € ”„ ” ‰ • ‚ ™ „ ‰ ‰ - •Œ ƒ „ (Impervious Core) ™ “ „ - •Œ • ‚ (Filter) ™ ˆ ˆ‚ Œƒ ‡ „ •– „ Œƒ • Œ (Internal Erosion) ™ ™ • ‚ ” ‰ - •Œ Transition „ Œ • •€ ˆ “ - •Œ • € • ˆ “ ‰ (Shell) - •‚ Œ € ‹‡€ WR 51:08 • ‚ € (Soil Material) ˆ •„ ˆ••„ ˆ ˆ ‰ ‰ • ‡ ™€” ‹ ˆ‚‹• ‰€ € „ †… (Soil material) . ˆ ” • „ • ‰ ‰ “ ” ƒ “ . € ‹• ‚ “ ‰ ‰• ’ 200 (Fines Content)

5

5-7

www.yotathai.com

– ‹ 15-20 % ˆ € 35 % • “ € Œƒ “ 0.005 . ‹5% ˆ. ˆ € •’ (Organic Matter) ” –™ ” „ † € • • ™ • †… † ˆ‰ ˆ ˆ‚ € •’ † € 5%• „ . … ˆ ™ •‰€ (Plasticity Index, PI) ‹ 10-20 % ™ ” ‰ € ‚ ‰ ‰‰ ” ‘• † ‰ (Swelling) ‰ (Shrinkage) Œƒ ” „ † ˆ ˆ ‰„ € ˆ ” ˆ‚‹• ‰€ €˜ (Engineering Property) ˆ ˆ ˆ Œ Œƒ (Permeability) ‰„ • ‰ Œƒ „ „ Œƒ ‡ • ™ € “ † ‰ „ „ ‰ š (Shear strength) •– ˆ ˆ ‚ ‰ (Compressibility) ” ˆ † „ • … ‡• „ ˆ „ (Good Workability) „ ˆ ‰ Œ “ € ‰ „ ‡ – “ “ € ‰ (Piping Resistance) ‰ ˆ

‰ Œ

•– •‚

… € „

€

ˆ ‰ PI>15 % PI>15 % ˆ PI>6 %

1. € 2. € 3. € 4.

‰

‡• ˆ

€

‡•

PI>6 %

5 ‰„

„

(Silt) PI<6 %

6. 7.

PI<6 % “ • „ •

(Uniform)

PI<6 % 8.

“ • „ • PI<6 %

„ ˆ “ Permeability Dry Density Moisture Content ‰ ” •„ ˆ• •„ € € “€

5

5-8

€

€

„

€ ˆ

“

” ƒ – Moisture Content ƒ • † ‹

www.yotathai.com

€ Dry Density € •– † 100% Standard Proctor Compaction (Std. Proctor) „ ˆ “ ” ƒ ‰ Dry Density … 98% € Moisture •– ” ˆ K ‰„ € Moisture Content ‰„ ˆ Dry Density € £ Optimum Moisture Content ” ƒ „ € Optimum Moisture Content • € £ Optimum Moisture Content -

: € Strength •– € £ : ‚ ‰ (Consolidation Settlement) £ £ : ˆ ƒ „ (ˆ Permeability ‰„ ) £ : • • ” € Crack € € † Core Zone ”ƒ ˆ † Dry Density •– … 98% Std. Proctor • † Moisture Content Optimum Moisture Content ™ † € † „ ƒ „ € Crack • € † Shell Random Zone ” † Dry Density 95% Std. Proctor Moisture Content Optimum “” € „ ‰ˆ ƒ „ € † ‚‰ † ‹ € † Random Zone € ” ( ‰ € ) ˆ †… ‰ • Standard Proctor Compaction ‰ˆ †…ˆ Relative Density (DR) ” ‰ ˆ DR ‰„ 75% WR 51:09 • ‚ (Filter Materials) •‚ € ” € € • ‡ (Filter materials) (Blasted Rock) Crushed Material • ‚ ˆ ” † € ‹™ • •ˆ € ‹† ˆ ™ ” ˆ ˆ • ™ € †… • ‚ ‰ ˆ † • ‚ • „ • • ‚ „ • ”ƒ ˆ Š‹ ˆ ˆ • ™ ›’ • ‚ € 1. (D15 •‚ „ / d15 • ‚ € )>5 2. (D15 •‚ „ / d85 • ‚ € )<5 D15, d15 ƒ “ • ‚ € Œƒ € ‹ • ‚ “ – ”„ 15 % •‚ • „ ‰ „ d85 ƒ “ • ‚ € Œƒ € ‹ € “ “ – ”„ 85 % € • „ 3. • •ˆ • ˆ (Gradation Curve) • ‚ „ ˆ ” ˆ • •ˆ • ˆ •‚€ –

5

5-9

www.yotathai.com

4. • ‚ € † 1 2 • ‚ “ – ˆ d15 d85 •‚ ž† •–‰ 1 2 ” ˆ€ ” • • ‚ € š™ “ 25 . 5. • ‚ „ ˆ • ‚ ˆ‚‹• ‰€ … (Cohesive) € ‹ •‚ “ (‡ ‰ No. 200) ˆ € 5%• „ † ‹ •‚€ • ‚ ˆ‚‹• ‰€ … •– ‹Ÿ’ †… ” ‡ ˆ ‹Ÿ’ (Criteria) „ † 1 2 D15, d15 d85 ˆ ” „ †… ™ • ‚ „ ‚ Š‹ • … USBR ”ƒ ‹Ÿ’ ” †… • ‚ „ ‚ ‰ † … ƒ 1) • ‚ „ • „ • (Uniform Size) = 5-10 ˆ †… ‹Ÿ’ D50/d50 2) • ‚ „ ˆ (Well graded) (Round Shape) ˆ †… ‹Ÿ’ D50/d50 = 12-58 D15/d15 = 12-40 3) • ‚ „ ˆ ‰ “ (Rough Shape) ˆ †… ‹Ÿ’ D50/d50 = 9-30 D50/d15 = 6-18 D50 d50 ƒ “ •‚ „ •‚ € ” ‰ „ Œƒ € ‹ • ‚ “ “ – ”„ 50 % • ‚• „ • ‡ WR 51:10 • ‚ € € (Rockfill Material) € ” € € • † •Œƒ – (Rockfill •‚ ” †• “ ‰ ‚ ” € material) € †… … € € € • †• € ” ˆ ˆ € †• ” •„ †… … (Outer Zone) ‰ • € “ ” †… … † ‰ ‰ „ Œƒ ”” … ƒ Œƒ „ (Semipervious) • ‚ € € ˆ „ ‰ š ˆ • † „ •– • •‰•‚ ” – 10-50 Œ . ˆ “” „ ‰ š ‰ ˆ‚‹• ‰€ • ‚ € € 1) •‚ “ ‰ 2) • ‰ ˆ … ‰ ‡‚™ ‰ › … ‰€ • ˆ‚‹• ‰€ 3) „ ‰ š (Ø > 40 ˜ ) Œƒ „ ‰ š ” ƒ – ˆ €” ƒ € (Interlocking)

5

5-10

www.yotathai.com

‰ 2 •€ “ • † „† „ ‰ š Œƒ ˆ‚‹• ‰€ •„ ˆ• •‚ € •– ƒ ˆ– 4) • „ k > 5x10-3 Œ ./ € 5) „ †… € ‚ ‰ (Settlement) •– ” € € “ ‚‰ ” ‚ ‰† ‰ † •‚ ˆ ™ ‡• € € † ˆ ‰ ‰† • ƒ “ ˆ •„ • WR 51:11 ˆ‚‹• ‰€ • ‚ € € •„ ˆ• ˆ „ ‰ š ˆ’ ‡‰ „ ‰ š •‚ 1) ˆ‚‹ ™ € € ˆ “ •– – Œƒ „ ‡‚™ ‰ › … ‰€ “” ‡ † € „ ‰ š •– ‰ 2) – Š‹ € € – Š‹ ˆ – – ˜’ – ” „ ‰ š •– € ˆ 3) ‡€ € • € ‡€ (Rough Surface) ” „ ‰ š •– € ‡€ (Smooth Surface) 4) •‰•‚ € ‡” † ž€ ‰€ ™ ” Triaxial Test „ ‰ š ” ™€ ƒ •‰•‚ € “ ‰ €› Direct Shear Test ™ „ ‰ š ” ™€ ƒ •‰•‚ € †•ƒ 5) ˆ ˆ’ •„ ˆ• •‚ € ›€™ ‰ „ ‰ š € † ‹ € ˆ‚‹ ™ˆ ‰„ ˆ‚‹ ™ “ • ‚† ƒ † € ˆ ™€ ƒ • ™€” ‹ ” ˆ ˆ • ™ ›’ € ”• ™€ ƒ † 6) ˆ •€ € ›€ ™ €‰ † ˆ •– ‰„ ˆ ”ƒ € ›€™ • ‰ ‰ „ ‰ š € 7) ˆ € „† € (Degree of Saturation) † ‹ € € • ™ „ ‰ š ‰‰ † € € € ‰ „ ‰ • € € ‰ „ ” „ ‰ š ‰„ “ Œƒ ”” ” „ –† … € € • ‰ † †… • ‚ € € •„ • †‰

5

5-11

‡Š

•‚

• ‡ •‹

www.yotathai.com

€ €

ˆ • ‰€ (Granite)

Basalt / andesite Quartzite € – (Limestone) € ‚ˆ Premesozoic WR 51:12

€ €

€ ‰

†… (Shale) (Slate)

€ € € … Tuff € ‚ˆ Cenozoic Gneiss, Schist

€ ˆ ’ˆ ˆ (Stability Analysis) € ˆ ’† – Factor of Safety (F.S.) F.S. = Resisting force (Moment) Driving force (Moment) † ‰ ˆ„ ƒ ƒ ˆ ˆ † ‚• ™ ˆ 1. ˆ † • (During Construction) ™ † • ˆ ‹ † € ˆ • ‰ … €‰ ™ ’•€ ” “ „ ˆ Pore Pressure € ƒ • †‰ • ” •„ ˆ• „ † Effective Stress Shear Strength ” ‡ • ‰ ‰ˆ ˆ ‰ • š™ € • ™• € … € • – ˆ ‚ • Œ Œ „† € ™ 2. ˆ “ (Full Reservoir or Steady Seepage) ” ™ † “ „” † € ˆ • ‰ ™€ ” ‹ „ ˆ ”ƒ ”„ ‰ † ˆ 2 ‹ ™ † ‹ ” € „ • „ ”” € € ‰ ‰ ˆ ¤ ” ƒ ‘””‚ ˆ Pore Pressure †…† ˆ„ ‹ ” Phreatic Line Œƒ € ” Œƒ ‡ „†‰ † ‹ „ – “ •– •‚ 3. ˆ ‰„ „ “ (Reservoir Drawdown) ˆ ˆ Slope „ ” ˆ ‰„ •‚ „† “ „ “ Slide „ ” € ” ‰„ „ “ ” €† € “ (Very Fine) Plasticity •– ˆ • † • Slide ” € ƒ † … 1-2 £ “ „ 4. ˆ ” ‡ € € ‡ € † ™ ‰ € ‹ † ˆ ”• ‡ ‰ ˆ ˆ ‰ ”„ ‰ €ˆ ’ ˆ ˆ †‰‡ ” € ‡ € 5

5-12

† • •ƒ

www.yotathai.com

„ • ‰ Žˆ

Š „

„

„ „ …„ ƒ†

•‚ ƒ

‡ ˆ†

‡ Šƒ „ ˆŠ Minimum Factor of Safety Œ ‹Š ˆˆ Š

1.5 ‚ Š ˆŠ 1.25 Rapid Drawdown ‡ ‚ˆ ‡ ƒ 1.1 ‡ ‚ˆ ‡ ƒ ‰ ‚ Slopes ‡Œ ˆ Ž ˆŠ ˆ • Š ‹ ƒ Š Œ ‡ ‚ ‡ˆ Œ ‡ ˆ …„ ˆ (CFRD) • Žˆ Š ŠŠ Œ‡ Œ Œ‡ Š Š ˆŒ 5-2 „ Š Œ Š€ Œ ˆ Š‹ Žˆ Š

WR 51:13

€ ‰ ‚

ˆ ˆ‡ Œ‡

—16.01—

5-2 • „Œˆ Žƒ ’…ˆ‰ ‡ ‘ 1. Impervious Membrane ‡ • “ “ Plinth • Œ ƒ… 1) Toe Slab “ ˆ … „ (Grout Curtain) •Œ •ˆ Face slab Toe Slab •ˆ „ ’…ˆ‰ Žˆ ‡ 2) Concrete Face Slab ‡ Face Slab Parapet Wall • Œ 3) Wave Wall „‚‡ ‡ …„ ‡Œ ˆ Ž Š • ƒ Face Slab … ˆ ‚ ‡Ž… Œ ” ƒŒ ˆ Ž Œ ‡ Š ˆˆ Š Face Slab ‡ 2. Žˆ (Compacted Rockfill) • 3 ”’ €• Š ˆ ‡ Face Slab ‡ Face Slab (Face Supporting Zone) • ”’ Ž 1) ”’ – ˆ Face Slab • ƒ „ ƒ „ ‡ • ƒ —Zone 2˜

5

5-13

(CFRD)

www.yotathai.com

2) Transition Zone • ”’ ƒ†Ž Zone 2 ˆ € …„ ‡ • Œ ‘ ˆ ‡ „ ’…ˆ ‰ ƒ Face Slab Œ Zone 2 ‚ ‡ • •„ ƒ „ (Free Draining Zone) ‚ 3) Stabilizing Zone Š ”’ ƒ† „ ˆ ‡ Œ ˆŒ ‡ Š ˆˆ Š ” ƒˆ ‡ • ˆ – ƒ† • Transition Zone ˆ € …„ ‡ ‡ƒ „ ”ƒ ƒˆ ‡ Žˆ ˆ € Œ ‚ˆ 1.50 ˆ Žˆ ‡ ƒŠ ˆ •„ 2 ˆ 3. Žˆ ‡ „ (Upstream Impervious Zone) • ”’ ˆ ˆ …„ ” ƒˆ Œ Š‹ ‡ • ˆ Œ ˆŠ ˆˆ ‘ ’…ˆ ƒ Toe Slab Face Slab ‰ ˆˆ ‡ •‡ ˆŠ ˆ … „ Œ† ˆ ” ‡ˆ ‡ ”’ • • Silty fine sand ‡ „ ‰ ƒ Š ‚ ‡ ƒ‚ ‡ ƒ ’… Silty Fine Sand ‚ „ Ž† ƒ† Zone 2 ‡ ƒ • ‡ ˆ”’ Žˆ ‡ „ …„ ƒ† ƒ • ‰†‡ • ˆ • • ”’ • ‡ ‡ˆ Œˆ ‚ ƒ ‚ – ˆ ˆ Š ˆŒ† 100 ˆ ˆ ‡ˆ”’ Žˆ ™ …„ ˆ Ž… „Œˆ Ž ‚ ’ ˆ ’ˆ‚ ‡ • WR 51:14 Concrete Face Slab ‘ ‚ˆ ‡ „ ’…ˆ‰ Žˆ‚ ‡ Concrete Face Slab ‡Œ Š ˆ ‡ 2 Š Face Slab 1. Š ˆ … „ (Water Tightness) 2. Š ˆ ƒ ƒ (Long Term Durability) ˆ „ Žˆ Face Slab ˆ ƒ ‡Œ ˆ Ž „ ‚ ‡Œˆ Œˆ „ „ … ‚ˆ ‡ Bending Moment Face Slab - Š ˆ Face Slab ‡ ƒ Œ ˆ ŽŒ – Œ ˆ ‰ „ „ (Waterstop) ƒŠ Œˆ Ž ‚‡ ‡‚ ‡Š – … „ - Perimetric Joint ‡ Œ ˆ Ž Š Œ‡ – „ ” ƒ‚ˆ ‡ Š ˆ Œƒ ƒ ‘ ’…ˆ ˆ Tensile Strain Œ† ‡ ‡ˆ Vertical Contraction Joint ƒ ƒ ˆ Š ˆ Face Slab Œ† „ T = 0.30 + 0.002 H ˆ H = Š ˆŒ† „ Face Slab

5

5-14

www.yotathai.com

‡ ˆ† Š ƒ…

‡ ‡ ˆ „

Š ˆŒ†

” ‡ˆ

Š ˆ

(ˆ.)

Š ˆ

75.00 75.00 š 100.00 100.00

Face Slab

Face slab, t (ˆ.) 0.25 0.30 0.30 š 0.001 H

‡ˆ Zone 2 –ˆ „ ‡Š Coefficient of Compressibility Œ† …„ ‚ˆ • ‡Š ˆ • ‡ ‡Š Bending Moment ˆ ‚ Œ – Œˆ… ‡ ‘ ƒ ƒ •†ˆ Œ – Œˆ … Š ˆ Slab ” ƒ ‚ ˆ – Œˆ 0.35 š 0.40% ‡ Š ”ƒ ‡ ‡ Face Slab • „ Concrete Œ ˆ Ž ‚ ‡ˆ Œ —The more flexible, the better is the face slab˜ „ „ ‡ Œˆ Ž ˆŒ• „ „ ‚ ‡” ƒ‚ˆ ‡ 2. Toe Slab Plinth Toe Slab ‡ • “ Face Slab • ˆ “ ‡ˆ „ ‡ • › (Grout Cap) Œ › „ † “ ‡Š ˆ … „ ˆŠ ˆ Ž… •„ “ Š ˆ ‡ Toe Slab …„ ƒ† Š • “ ‡ ‚ˆ ‡ ƒ 3 ˆ Š • Sound non-erodible rock Slightly weathered rock ˆƒ

H = Š ˆŒ†

„

Š ˆ ‡ 1/20 Ž… 1/25 H 1/10 H

Toe Slab

Toe slab

Š ˆ

Toe Slab ˆ ‡‚ˆ ‡ ƒ 30 Ž… 40 ’ ˆ Œ €ˆ ‡ Toe Slab ‚ˆ ‡ ƒ 40 Ž… 60 ’ ˆ Œ ˆ – Œ ˆ› ‰ ‡ˆŠ ‡ˆ‚ˆ ‡ ƒ 10 ’ ˆ ‡ ƒ ˆ – Œ ˆ 0.3% ‡ Š WR 51:15 Joints Žˆ Š Joints • 3 • Š Joints Perimetric Joint, Vertical Joint and Horizontal Joint 1. Perimetric Joint Š ƒ Š Toe Slab Face Slab ƒ „ 5

5-15

www.yotathai.com

ˆ

Œ „ Œ‡ – „ ”ƒ – „ ˆ …„ ‡ Face Slab ƒ ™ ‰ ˆ ˆ ’… ˆ ˆ ˆ ƒ „ • Œ € ’… Š„ • ‡ „ ’ ˆ ’ˆ ‡ ƒ ˆŠ ˆ … „ … •Œ • ‚ ‡ˆ œ ˆ”ƒ 2. Vertical Joints • 1) Vertical Contraction Joint Š ƒ ’… – Œ ˆ Slab ‡ˆ‚ ‡ Abutment „Œ ‡ ˆ ƒ Œ• •† ˆ • ƒ • „ „ ‡ ‚ˆ (Differential Movement) Œ ˆ Ž …„ ‚ ‡” ƒ‚ˆ ‡ Face Slab ”ƒ ‚ ‡ˆ ‰ „ „ 2 •„ Joint • ƒ Perimetric Joint 2) Vertical Construction Joint Š ƒ ’… – Œ ˆ ‰ ˆ ƒ Copper Waterstop ƒ •„ ƒ ‡ Slab „ „ ‡ Š ˆ Š ˆŒˆ Œˆ Face Slab ’… ‡ • ‰ „ (Impervious Membrane) 3. Horizontal Joint • 1) Horizontal Contraction Joint Š ƒ Face Slab ƒ† Perimetric Joint (Starter Slab) Face Slab Œ (Main Slab) ’… – Œ ˆ ‚ˆ ˆ ˆ Filter ‡ ‰ Slap Š ‚ ‡” ƒ‚ˆ (Spalling) Š ‡ˆ Waterstop 2 •„ • ƒ Vertical Contraction Joint ˆ ‚ˆ ‡ˆ ƒ ”ƒ ‡ • Horizontal Construction Joint ” ƒ ‡ Perimetric Joint • • 2) Horizontal Construction Joint Š ƒ • ‡ ƒ Š ‡ ƒŒ • – ˆˆ ‡ „› Face Slab Œ ƒ† – Œˆ ‡‰ Š ƒ† WR 51:16 Zoning Žˆ Žˆ Š Zoning Žˆ • Œ ˆ Ž – „‚ ‡ƒ •ƒ ” ƒ‚ˆˆ Zoning Concrete slab „ ’…ˆ‰ Žˆ Ž† ƒ Œ† ‡ ƒ „ ƒ •ƒ‚ˆ ’ Œ Žˆ ‚ (Piping) 1. Zone 2 Zoning CFRD ˆ ‡ ƒ•„ ‡ Face Slab ˆ• ƒŒ Zone 2 ’… • Š (Well Graded) – ˆ €Œ ‚ˆ 7.60 ’ˆ. (3") J.L. Sherard [15] ‚ ‡ •… • ˆ ‡ ˆ† Œ‡ Œ (Gradation) ˆ Œˆ Œ Zone 2 „

5

Š

ˆ

5-16

www.yotathai.com

% 7.6 ’ˆ. (3") 3.8 ’ˆ. (1.5") 1.9 ’ˆ. (3/4") Sieve No. 4 Sieve No. 30 Sieve No. 200

90-100 75-95 55-80 35-55 8-30 2-12

Œ Š Permeability Œ Zone 2 ˆ Š ˆŠ Permeability ˆ 10-8 cm/sec ’… • Œ • Semipervious Œˆ Ž € ƒ (Sagregation) Œ Œ ‡ ‚ ‡Š ˆ Zone 2 ƒ† 4-5 ˆ Œ ƒ ƒ ‡ …„ “ Œ € ” ƒˆ ƒ ƒ ‡ • •• ƒ ˆ (Abutment Contact) • ‡ Š Šˆ Œ Zone 2 ‡ • ‚ ˆ ‚‡‡ ‡ 2. Zone 3 ” ƒ ‚ ”’ 3 ƒ ƒ • ZONE 3A, 3B 3C Zone 3A Š ”’ ƒ†Ž Zone 2 • Š ˆ € …„ ˆ ƒ • … Transition zone Š Šˆ (Gradation) ‚ˆ ‡ˆ ˆ Zone 2 ˆ •‡ ž Š ˆ •„ ‡ Zone 2 Š – (Quarry) ” ƒ‚ˆ ‡ ‰ ƒƒ Zone 3B 3C • Žˆ ˆ ‡ˆ•„ Š ˆ 0.80-1.00 ˆ 1.50-2.00 ˆ ˆ ˆ ‡ ‡ƒŽ ŒŒ 10 4 ƒ Š ˆ‡ Œ ‡ƒ ˆ ƒ Œ† ‡ ƒ „ ‡ ƒ ‰ Œ† Œ • ƒ – • „ ˆ 1/3 Š ˆŒ† “ Š „ „Œ € Š… … † ‡ „ Š ˆ Žˆ Š „ ‡ „ ‡ ƒ „ ˆ ‡ˆŠ ˆ ƒ† 1V:1.3H Ž… 1V:1.4H ˆŠ • ‚ˆ• 1V:1.5H •‡ • Œ Žˆ WR 51:17 Š (Concrete Dam) • • •‚ ‡ „ 1. Gravity Dam Š Š ‡ˆŠ ˆˆ Š – ” ƒ •ƒ „ • ‚ ‡ˆ Œ‡ • „ ” ƒ •‡ Š •‡ ˆ ’ ˆ ‹ ‡ ƒ ˆ Flyash ‡ƒŽ Œ Œ Œ ˆ Ž Œ ‡ ‚ ‡ – ƒ Roller Compacted Concrete Dam (RCC Dam) Œ ˆ Ž 5

5-17

www.yotathai.com

Œ‡ ‚‡ –

‡ Š •‡ ƒ Œ‡ € Š Šˆ •†ˆ Œ‡ 2. Š ‰ ”Š‡ (Arch Dam) Š Š ˆ† • † ”Š‡ Žƒ „ Œ†‚ (Abutment) „ Œ ‡ 3. Buttress Dam Š ˆŒ … „ Œ … „ • Š Š„ ƒ • • • ‡ ‡ ƒ „ ˆ‡ • „ Œˆ Ž ˆ Š ‚‡ ˆ ƒ Gravity Dam ‡ ˆ Œˆ –ˆ ‡ •‡ (Form Work) • ˆ Œ† Œ ˆ …„ ƒ† Œ ‹ Œ ‰†‡ •ƒ • € › „ • „ … ‚ˆŠ ƒ‚ ‡ Š ˆ ƒˆ Š (Roller Compaction Concrete, RCC Dam) • ˆ WR 51:18 Œ‡ • ƒ ˆˆ …„ „ „ Œ •‡ˆ Š ˆ Flyash ˆ • Œ ‰Œˆ „ ˆ ‡ ‡ • „ 1. Œ ‡ “ •„ – „ •„ Slightly Weathered Rock ‚ ‡ 2. Œ ‡ ‚ ‡ – Œˆ Ž ‡ „ ‡ Œ‡ ‚‡ ‡ Š ‰ „ 3. RCC ˆ Œ• •†ˆ • Š ˆŠ ˆ • Œ† Œˆ Ž Œ‡ Š ƒ „ ‡ Š Œ‡ Š ƒ „ ‡ Ÿ ’‡ ƒ Ÿ • Žˆ ‰ Š Žˆ ƒ WR 51:19 RCC RCC 1) • „ ‡ ”ƒ• ‹‚ ‡ˆ Ž‡ Œ‡ „ „ „ ˆŠ ˆ Œƒ Flood Œ† • Œ„ • RCC Overtopping Ž‡ ˆ …„ ˆŠ ˆ Œƒ ƒ ” ƒ ˆ ‡ ƒ •‡ • •‡ RCC … • ƒ ƒ Œ‡ Temporary Coffer Dam ‡ˆ – ƒ • • Œ ‡ ” ƒ‚ˆ ‡ ‰‚‡ • 2) RCC •‡ Œ Œ ‡ ƒ † ’ˆ ‹ ‹ ‹ • Œ „… ‡ ˆ ˆ ƒ ƒ† Economic Distance ” ƒ › ‚ˆˆ Œ ˆ Œˆ ƒ ƒ Œ‡ –ƒ ‡ RCC ˆ ‡ ‚ ‡ ƒ • ƒ …„ 3) ˆ ƒ Œ‡ Š (• •‡ Conventional Concrete) ‰ ƒ …„ ‰ Š ƒ‡ ‚ ‚ ‡ˆ RCC (” ƒ › ƒ ƒ ˆ •‡ Ž‡ ƒ ‚ ‹ • Œ Œ Š€ Œ • ˆ Œ )

5

5-18

www.yotathai.com

Œˆ Ž

ƒ

‚ ‚ ‡ Œƒ … ƒ ˆ ‡ ‡ Š WR 51:20 “ RCC Weathered Rock …„ ‚ ƒ ƒ† •„ “

‚ „ ” ƒ‚ˆ ‡ ƒ Š Œ … ‡ Œ •„ “ Ž‡ ƒ ‚ ‡ ‚ˆŠ ‡ Grout ‡

WR 51:21

„Š ‡Š

‡‚ ‡ „

Š Œ ‚ ‡ – ƒ† „ ‚ ‚ ‡ • ‡ ” ƒ ˆ Œ – – …„ ‚ ‡ˆ Š • •„ – „ •„ Slightly „ ƒ† Major Fault Ž‡ ˆ ƒ ƒ Cement Milk ‰ Lugon Test

RCC

Œ Œ Š€ Œ‡ RCC Š ƒ „Œ ”•Š‚ ‡ € • ‚ƒ † ’ˆ ‹ ‹ ‹ Œ ˆ Ž •‡Œ Pozzolan • Ž‡ ƒ Ž „ ‡ ‚ • Œ ‰Œˆ † ’ ˆ ‹‚ ‡ ‡ ƒ ƒ ‡Œ ˆ Ž Œ ‡ ‚ ‡‰ RCC …„ Š Š Š‡ ‚ ‡ ƒ …„ ‰Œ •„ ˆ ‚ ‡ …„ ‰Œˆ „ ‡ † ’ ˆ ‹Ž† ƒ ‚ ‚ ‡ˆ …„ … Ž… Œ Š ‡ Š ˆ ‡ Œ Œˆ …„ ‡ ƒˆ … • ‰Œˆ „ – „ ‰ŒˆŠ • „ ƒŠ ˆ ‡ – ‡ ‚ ‚‡ „ ˆ ƒ •‡ Š ˆŠ Œˆ „ • ‚ ˆ WR 51:22 Š ˆ ˆ Œˆ Œ •‡ Š Œˆ „ “ • •‡ •‡‰ŒˆŠ ‚ • ˆ‡ € ƒ…„ ˆ “ Œ Œ ‡ Œ ”Š Œ ‡ Š .Œ. . 1014-40 „ ‡ Š ( ” Œ ‡ Ž… 2 „ • •‡ ˆ† ) ‡ Š ˆŠ Œ ‡ Š ˆ Œ ƒ’ ¡ Š ˆ ¢£ ƒ‹ Œ ” ƒ› ƒ ƒ ‡ Œ Š Œˆ ‚ ¤ ƒ Š AAR (Alkali Aggregate Reaction) „ ƒ ‡ ƒ Œ Ž‡ ƒ Ž – Š ˆŠ Œˆ ˆˆ “ (ˆ .2135-2545) Œ ˆ “ Œ ˆ „ WR 51:23 ‡ Š Š (RCC) 1) Š ‰Œˆ ˆ• • No-slump Concrete ƒ ˆŠ ˆ • Œ ƒ† Š ˆŠ ˆŒ ˆ Ž • ‡ ‚ ‡ – ‡ ƒ … •‡ Œ Š ˆ ˆ Œˆ ‡ ƒ (RCC) Slump Test • Š ‚ˆ‚ ‡ „ Š ˆ ˆ Œˆ Š Œ ” ƒ Loaded VeBe Time ’… Š ‚ ‡ ˆ 1525 Š … ƒ† Œ• ‚‡ ƒ Œ ˆ 2) ˆ Œ – •„ … (ˆ ‡ ‚ ‡Š ˆ ˆ 30 ’ˆ.) Œ – ‡ •„ ‚ ” ƒ ‡ •ˆ Œ •„ ˆ ˆ RCC ˆ ‚ 24 • ”ˆ ” ƒ • ¤ • 3•

5

5-19

www.yotathai.com

•

8 • ”ˆ ‡‚ ‡ „ Œˆ Œˆ Œ– – 3) Œ Š ˆ Š ‚ ‡ ‚ˆ •‡ Sand Cone Method Rubber Balloon Method • •‡ ‚ •‡ Š Nuclear Densiometer WR 51:24 ˆ† ‚¡¡‘ Ÿ¥ ƒ‰ •‚ ƒ ( ¡‰.) ‚ ‡ Š” ” ƒŠ ‚ •‡ Œ‡ • Š„ ”Š Œ‡ ˆ† ’… • •‡ Š” ” ƒŠ • •ƒ Š ƒ‹ ” Š ”Š „ˆ ˆ 52,000 .ˆ. ’… •‡ Ž‡ ƒ ‚ ‹ ˆ ˆ ˆ 6,450 Š Œˆ Š ˆ‡ „Š 1) ƒ „ ” ƒ› ƒ Š ‡ ‚ˆ 2,300 ./ .ˆ. 2) ƒ Š ƒ 28 91 ‡ ‚ˆ 61 / .’ˆ. 102 / .’ˆ. ˆ 3) Œˆ Œ ž¦Š ˆ’ ’…ˆ‚ ‡ „ (Coefficient of Permeability) ’… ‚ ‰ Š Œ ˆ ‡ 1 x 10-5 ’ˆ./ WR 51:25 ‰ Œ ƒ Š ˆ† ƒˆ …„ ‡ ¤ Œ Œ ‰Œˆ ‚ ‡ ‚ •‡ Œ ‡ RCC ˆ† – ƒ 91 182 Œ† Ž… 169 / .’ˆ. 196 / .’ˆ. ˆ „ ƒ 91 ƒ Š ’… – ‡ Œ† 150 / .’ˆ. ’… Œ† ˆ 50% Œ Š Œˆ Œ ž¦ ’…ˆ „ ’… ‚ ‡ Œ ˆ RCC ŠŠ ˆ ƒ Š – ‚‡‡ ‡ WR 52 : WR 52:01

•

† ‡• „ (Spillway) † Š ƒ „ ‡ • Š‹ Œ Š€ ƒ „ Š ˆ Œˆ Ž – „ ˆ Š ƒ „ ‡ ‡ ƒ ‡• „ „ ” ƒˆ „ – „ Œ† Œ Œ ‡ ˆŠ ˆ •ƒ ˆ „ Š ƒ „ ‡ ˆ Š‹ Œ Š€ Š Š Š „ (Control Structure) ƒ „ (Discharge Carrier) Š Œ ƒ (Energy Dissipator) WR 52:02 • • Š ƒ „ ‡ • • Š ƒ „ ‡ … …„ ƒ† ˆ „ Œ• •†ˆ • Œ• ž ƒ • ˆ • Š‹ Š ƒ „ ‡ ˆ „ † •‡ „

5

5-20

www.yotathai.com

•‡ ‡• ‰ †Š (Control Structure) (Discharge Carrier) (Energy Dissipator) 1. Overflow Type 1. ™ 1. Hydraulic Jump Type - Center Overflow Type (Chute Type) - Horizontal Apron Type - Side Overflow Type 2. ”ˆ Š‹ - Inclined Apron Type - Semi-circular Overflow (Tunnel Type or Conduit - Bucket Type Type Type) 2. Ski Jump Type - Morning Glory Type 3. „ ‰ 3. Free Fall Type 2. Orifice Type (Dam Surface Type) 3. Siphon Type

WR 52:03

† Š ˆ – Œ

Š

Š „

™

‚ „ Š ˆŒ† Œ 5-3 ” ƒˆ ‡ •Š

V

‡ Š Š

ƒ „ ‡ ‡ Š … Ž… Š ˆŒ† „ Œ Š

† ‡• „

P> 1 ho 5 V< 4 m/sec

ho P

1

5-3 1) Š ˆ – 4 ˆ 2) Š ˆ … Š „

‚

‡•

‡

„

™

‡•

Š

‡

Š „ ’… ˆ‰

Š

Š „ Œ ž•

‡

‡ƒ ‚

P/ho ≥ 1/5 „ P = Š ˆŒ† Œ Š Š „ (Ogee) ho = Š ˆ … „ Œ Š Š „ Ž… ‰ „ WR 52:04 Š ƒ „ ‡ † Š ƒ „ ‡ (Shape for Uncontrolled Ogee Crest) Œ 5-4 ” ƒ •ƒŒˆ „ “ „ n Y/Ho = -K (X/Ho) Š K n • Š Š ’… …„ ƒ† Š Š ˆ ƒ „ Š ƒ „ ‡ Œ 5-5 5-6

5

5-21

† ‡• „

www.yotathai.com

Energy level ( 911II water level In the reservoir ]

5-4 STANDARD OGEE CREST PROFILE DEFINITION SKETCH

SOURCE : U.S. Bureau of Reclamation, 1987

5-5 VALUES OF K AS A FUNCTION OF THE VELOCITY HEAD


5-6 VALUES OF N AS A FUNCTION OF THE SLOPE OF THE UPSTREAM FACE AND THE VELOCITY HEAD

SOURCE : U.S. Bureau of Reclamation, 1987 5

5-22

www.yotathai.com

† • Š Waterways Experiment Station ‚ ‡ Œ 5-7

ƒ „ ‡ U.S. Army Engineers † ˆ “ Š ƒ „ ‡

5-7 THE WES STANDARD SPILLWAY SHAPES (U.S.ARMY ENGINEERING WATERWAY EXPERIMENT STATION) WR 52:05 ƒ „ Œ† Œ ˆ „ ƒ‰ Š ƒ „ ‡ Š Œ† Q = Co LHo 3/2 Q = ˆ „‚ ‰ Š Š „ .ˆ. Co = Œˆ Œ ž¦ ‚ „ L = Š ˆƒ Œ ž‰ ˆ 2 Ho = „ ˆ = Hd + (V /2g) ˆ Hd = Š ˆŒ† „ Œ Š Š „ ˆ V = Š ˆ – ‚ ‡ „ Š Š „ ˆ WR 52:06 Š Œˆ Œ ž¦ ‚ C …„ ƒ† Š‹ • „ 1) Š ˆ … ‚ ‡ Š ƒ „ ‡ 2) † Š ƒ „ ‡ ’… ‡ ˆ† ˆ “ 3) Š ˆ ƒ ‡ „ Œ Š ƒ „ ‡ 4) ‰ „ ‡ ƒ „ (Downstream Apron Interference) 5

5-23

www.yotathai.com

5) ‰

„ ‡ ƒ „ (Downstream Submergences) Œ ž¦ ‚ ‚ ˆ† Š ƒ „ ‡ Š †Š Šˆ (Free Overflow Type) †Š Šˆ (Orifice Type) ‚ ‰ Š ƒ „ ‡ ‚ˆˆ †Š Šˆ Š ˆŒ ˆ Ž Š ƒ „ ‡ Š Œ† ‚ ‡ „

Š Œˆ ‚ˆˆ WR 52:07 Œˆ Œ ž¦ ƒ „ Q „ C L H Š Œˆ C ” ƒ Co

= = = = Œ = =

k1 = k2 = k3 = k4 =

CLH3/2 Œˆ Œ ž¦ ‚ Š ˆŒ† „ • Š ˆ ‡ Œ ž‰ • ƒ „ ‡ Š ˆŒ† „ • Œ Š ƒ „ ž¦ ‚ ‰ • Š k1 . k2 . k3 . k4 . Co Œˆ Œ ž¦ ‚ ’… Œˆ ž‹ Š ˆŒ† „ (Ho) Š ˆŒ† Œ Š Š „ (P) Œ 5-8 Š Š ˆŒ† „ Š ˆŒ† „ (Ha < Ho Œ 5-9) Š Š ˆ ƒ ‡ ‡ (Œ 5-10) Š ‰ „ ‡ƒ „ (Œ 5-11) Š ‰ „ ‡ƒ „ (Œ 5-12)

i 5-8 DISCHARGE COEFFICIENTS FOR HEADS EQUAL TO THE DESIGN HEAD AS A FUNCTION OF THE APPROACH DEPTH P

5

5-24

•

€

www.yotathai.com

Ho

5-9 CORRECTION FOR HEADS OTHER THAN THE DESIGN HEAD


Ho

5-10 COEFFICIENT OF DISCHARGE OF SLOPING UPSTREAM FACE


5-11 CORRECTION FOR TAILWATER EFFECT


5

5-25

www.yotathai.com

hd+* H

5-12 CORRECTION DUE TO DOWNSTREAM APRON EFFECT SOURCE : U.S. Bureau of Reclamation, 1987

WR 52:08 Œˆ Š 1.

Œ ž¦ ‚ ‰ Š ƒ „ Š Šˆ ‡ ƒ † ”Š‡ (Radial Gate) ˆ „‚ ‰ Š ƒ „ ‡ ˆ2 Š 1 ™ † ”Š‡ Œ Š ˆ „ ‚ ‰ Š ‚ ‡ Œ† Q = CDL Ö2 gH D = Š ˆŒ† Œ ž • ™ ƒ (Net Gate Opening) L = Š ˆ ‡ Œ Š ƒ „ ‡ (Crest Width) H = Š ˆŒ† „ Ž… center • ™ ƒ (Head to center of gate opening) „ C = Œˆ Œ ž¦ ‚ Œ 5-13 (Dashed line when gate seats on crest and soild line when gate seats below crest) 2. 2 ™ † ”Š‡ „ ˆ Š ˆ „‚ ‰ Š – • ˆ Š ƒ „ ‡ ‚ˆˆ †Š Šˆ ‡ WR 52:07 Š Œ† Q = CLH3/2 „ „‡ Ž… Š ˆŒ† „ ‡ ƒ „ ˆ‰ ‚ ˆ „ ‚ˆ ‡ ‚ ‰ Œ (Free Flow) ‚ Submergences Flow

5

5-26

€ ‚

•‚ ƒ •

www.yotathai.com

110

DISCHARGE COEFFICIENT (c)

REFERENCE U.S. Army Corps Of Engineers Hydraulic Design Criteria Design Chart 311-1

5-13 DISCHARGE COEFFICIENT FOR FLOW UNDER GATES. 103-D-1875

WR 52:09 Œˆ ˆ

‚

Œ ž¦ ‚

Š „‰

† ƒ „ Š Šˆ ‡ ƒ ƒ „ ‡ ”ƒ ˆ Š

(Vertical Gate) †Š Šˆ ‡

Œ† 3/2 3/2 Q = C L (H1 š H2 )

„ C = Œˆ ˆ ™ 5-14 –Œ ˆ Ž •‡Œˆ

Œ ž¦ ‚ ˆ ˆ † Š Šˆ 2/3 Š ˆ …

Q = CLH3/2

5

5-27

†Š Šˆ Œ Œ Š „

„ ‡

‚

•‚

www.yotathai.com

5-14 DISCHARGE COEFFICIENTS FOR FLOW UNDER GATES

WR 52:10

WR025 ‚ €

ƒ ƒ„ ƒ… ‡ €ˆ† 1) € † „ ƒ… ‚ ƒ €Š ‡ 2) € † ‹ ‰ ‡€ Š Œ €•ˆ 100 .. Ž ‚ ‡ ƒ• •ƒ • €ˆ† Flood Routing) WR 52:11

‡

€†

†

€

• ‡ ‡ ‰ ‡

‡ ‡• ‚ ˆ ‚ •…‡•‰ ( . . ƒ ) ƒ €Š ƒ ‡• ‚ ‰ ‡€ Š Š ƒ‡ … ‡ ‡€ Š (Reservoir •…‡•‰

‡€ † ‘ .•‰ ’“ •” € • € † € •‡ • ‡ ‚––— „˜ ƒ ‡ € •‚ ( – .) ‰ ‡€ Š 5,638.9 .. ‡‡ €Š ƒ 95.00 . . ƒ‡ … ‡„™š‡ ‡€ † € • ƒ€• € Š ‰ ƒ… Œ ‡ 4 ‡ 10.00 € ƒ •…‡ 8.477 € ƒ • › Probable Maximum Flood (PMF) ƒ •…‡•‰ 5,300 . .ƒ •…‡•‰ € 2,858 . .ƒ € Š •…‡•‰ 98.00 . . ‡ • ‡ 5-15 •‰ €• (Fuse Dike) ƒ‡ … ‡„™š‡ ‡ • 97.70 . . 106 € ƒ €ˆ† PMF ƒ 3,470 . .ƒ ‚ € œ 98.95 . . Fuse Dike ˆ‡ ‡ • 92.00 . . 5

5-28

„ € •

…† ˆ

www.yotathai.com

6,000

100.00

5,000

99.00

. ./

98.00 .

98.00

.

3,000

97.00

2,000

96.00 2,858

1,000

.)

4,000

(.

( . ./

)

5,300

. ./

95.00

0

94.00 0

24

48

72

96

120

144

168

192

216

240

( .)

5-15 WR 52:12

‰Š ‹ Reservoir Routing „ PMF

… †

‡‡

ˆ

‚ ‡ € œ (Open Channel Flows) ‚ ‡ ‡ € ‡ ‚ •‘ ƒ •ƒ (Subcritical Flow) € • ‚ •‘ € † •ƒ (Supercritical Flow) Œ ‚ Ž •ƒ (Critical Depth, yc) ‡ Ž •ƒ• … ‡•€ ( 5-16) • › ‚

5-16

ˆ Œ•ˆ‚‚•€ 3 2 yc = Ö Q /gB2

yc Q B g

= Ž •ƒ €ƒ = ƒ ‚ . .ƒ = ‡ ‡ ‡ € œ €ƒ 2 = ƒ € ‡€ † ‡ › ‡ = 9.81 €ƒ ƒ ‚ ‡ €œ ‡ •‘ ‚ € † •ƒ (Supercritical Flow) Ž ‡ ‡ € œ ‡… ” ƒ Œ ƒ ‡ (Direct Step Method) žŽ‡€ • ” ‚ Œ ‚ ‡ ‡ € œ € • ‡• Ÿ ‡€ • ƒ ‚ Œ • ‡ˆ ‡‡ ‚ (Energy Equation) ƒ ‡ ˆ € ‡ ‡ ‡ € œ

5

5-29

Œ … Ž

www.yotathai.com

WR 52:13

• ‚ ‡

• ”

€

(n)

Ž

‡ ‡ € œ ˆ•‰ ‚

‡•‰ ƒ ƒ

‡€ œ ‰Œ ‡ • ‰Œ ‡ • ‚

‰

Manning¡s Coefficient (n) 0.013 0.013 0.012

€ Š

‡ € œ ‰Œ ‡ • (Free Flow in Tunnel Spillway) • ‡ ‰Œ ‡ • ‚ ‡ € œ ƒ ‡ˆ ›Ž‡ˆ† •› € ‚ ‡€ • žŽ‡ ƒ ‡ Ž‡›Ž‡ “€ ¢•€ † ‡ƒ ‡

Fr2 = V2/gd Wf/W

< 10 0.92

10-20 0.8

> 20 0.75

Fr = Froude Number Wf = ˆ† ‚ W = ˆ† ƒ ‰Œ ‡ • WR 52:14

• ˆ ‡‡ (Energy Dissipator) ˆ ‡ • ˆ ‡‡ ƒ ‡ Ž ‡›Ž ‡ ’ ‡ƒ € † •‘ ˆ ‡ ‰ ” ’ ‘… • €• ‡ ƒ •‘ ˆ WR 52:15 ˆ ‡ • ‚ •• „ 1. —‡ € Negative Pressure Overflow Section ƒ ‡ Œ ‘ … ‡ ‡ Overflow Section Œ ‡ … • ‡ ‚ ‡ ƒ Negative Pressure Œ €•ˆ € • ‚ Partial Opening Gate Operation € Negative Pressure ‚ • 2. … ‡ Overflow Section • • ” Orifice ‚ ‡ • •ƒ • 3. ‚ ‡ Orifice ˆ ƒ • ‡ Ž •…‡ ‡ ‡ Orifice › ‚ € 1.3 ‚ € • Free Flow › 1.8 ‚ € • Pressure Flow 4. ‡Œ ‡• ‡ ‰ • ‰ …•…‡ •…‡•‰ 1.5 € ƒ 5. ‡ € Š ‚ •…‡ € ‡ Horizontal Curvature €ˆ† — ‡ Shock Wave Vertical Convex Curvature € Ž ƒ ‡ ˆ† ‡‚

5

5-30

www.yotathai.com

6.

— ‡ Shock Wave •

›

‰ ‚ ‡

tan Øc =

2V2 2gr

€ † Øc = ‰ ƒ ‡ • Œ‡ ‡ r = • ‡Œ ‡ v = €Š g = ‡Œ › ‡ ‡Œ WR 52:16 • ˆ ‡‡ ˆ … ‡ • ˆ ‡‡ ƒ ‡ Ž‡›Ž‡ ‡ €† •‘ ˆ” •‘ ˆ‘… € • • • ˆ ‡‡ ‡‚ 3 €‘ ‡ 1) Hydraulic Jump Type 2) Bucket Type - Ski Jump or Free Flip Bucket - Submerged Bucket 3) Free Fall Type WR 52:17 Hydraulic Jump Type € • • ˆ ‡‡ ‡€ ‡ € œ ‡ Hydraulic ƒ ‡ € ‡ ‚ ‡Œ ‡ Jump Type •…‡•‰ €Š ‡ • Hydraulic Jump Type ƒ ‡‚ € ‚ €ˆ • ‡ ˆ‡ € † • ˆ ‡‡ ‚ ˆ Froude¡s Number (F) Œ › F 9.0 • ˆ ‡‡ Hydraulic Jump ‚ € • • ‡•…‡€ˆ ‡ ‡ ‡ ƒ ‡•…‡ƒ ‡ˆ • ˆ ‡‡ ’ † Hydraulic Jump Type 1) Froude Number (F) F = V1/Ögy1 V1 = €Š ‡ ‚ Ž y1 Hydraulic Jump › F = 1.7 £ 2.5 Prejump Stage F = 2.5 £ 4.5 Jump Transition F = 4.5 £ 9.0 Well £ balanced jump F > 9.0 Choppy Jump 2) •…‡ ‡ ‡ Hydraulic Jump ˆ ‡‡ •…‹€• ‡ Hydraulic Jump

5

5-31

www.yotathai.com

3) (Tailwater Depth) ƒ (Stilling Basin Floor) ƒ ‡• ‡ • ‡ • ˆ ‡‡ ›… ‡€ † ‡ Froster Skrinde ‚ ‡ ƒ • ‡ Hydraulic Jump 5-17 € † - ƒ • ‡ (h/d1) € † h= Ž ‡ˆ† • ˆ ‡‡ d1 = Ž Hydraulic Jump - Froude Number (F) - d3/d1 ‚ – 5-17 € † d3 = d2 = Ž ‡ Hydraulic Jump ‡ • ˆ ‡‡ ‚

ˆ† ‡ • ˆ ‡‡ •…‡ ‡ Hydraulic Jump €ˆ† ‡ ‰ ‡ ƒ • ˆ ”• ‡ Frude Number Œ •‰ ‡•‡

ˆ†

‡

•…ƒ 5 (h+d3)

LEGEND

F| =

dc= CRITICAL

DEPTH

DEFINITION SKETCH

5-17 SPILLWAY STILLING BASING END SILL TAILWATER REDUCTION SOURE : U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS, HYDRUALIC DESIGN CRITERIA VOLUME I, 1988

5

5-32

www.yotathai.com

WR 52:18

• ˆ ‡‡ Hydraulic Jump USBR (United Stated Bureau of Reclamation) •Ž ’ ‡ … ƒ ‡Ÿ € • • • ˆ ‡‡ Hydraulic Jump ‡ USBR Œ • ‰ ‚ † Hydraulic jump 1. USBR Stilling Basin I € • ˆ Hydraulic Jump ˆ† Œ • › Œ ƒ ‡Ÿ ‚ ‡  Ž ‡ Hydraulic Jump • ƒ ‡Ÿ ‡ Froude Number €† ƒ‡ ‡•‡ 5-18  ‡ • ˆ ‡‡ Ž Hydraulic Jump ‡ Hydraulic Jump ‡ • ‡ 5-19

5-18

MINIMUM TAILWATER DEPTHS (BASINS I, II, AND III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25

2. USBR Stilling Basin II and III €† … Basin II III ƒ ‡ Ž‡›Ž‡ ƒ ‡Ÿ ‡ 5

5-33

€

•

‡ Stilling

www.yotathai.com

‡ USBR Stilling Basin II and III -

‚

/€ ƒ

USBR Stilling Basin III 18.6

61 >4 3.5 £ 4.5 d2

15-18 >4.5 2.0 £ 3.0 d2

ƒ -

‡ €Š ‡ ‚ •…‡ ‡€ † Froude Number ‡ • ˆ ‡‡

. ./

USBR Stilling Basin II 46.5

€ƒ/ €ƒ €ƒ

5-19 LENGTH OF JUMP ON HORIZONTAL FLOOR (BASINS I, II, AND III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25

- USBR Stilling Basin II ƒ •‡ 5-20 • › Ž ‡ Œ ‡ Œ 5-18 5-19 - USBR Stilling Basin III ƒ • ‡ •…‡ ‡ Baffle Pier € † € ‡ Froude Number ƒ 5-21 •…‡ ‡ Baffle Piers ‡ • ‡ 5-22 • › Ž ‡ Hydraulic Jump 5-18 5-19 ƒ

5

5-34

www.yotathai.com

5-20 RECOMMENDED PROPORTIONS (BASIN II) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25

'a

A

5-21 HEIGHT OF BAFFLE PIERS AND END SILL (BASIN III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25

5-22 RECOMMENDED PROPORTIONS (BASIN III) SOURCE : USBR, ENGINEERING MONOGRAPH No.25 5

5-35

www.yotathai.com

WR 52:19

‡ƒ ƒ

ƒ‡ 1. €• 2.

‡ Ski Jump ƒ ‡ˆ

›Ž‡ ’ ‡ ‚ ƒƒ€† ‚ ƒ‡ ‰ƒ ‡ … ‡ ƒ€† •‰ € ‚ ƒ‡ € € • ‚ ‚ ‡ • ˆ ‡‡ ‡ ˆ €ˆ† ‡ €ž ‡ ‡ ‡ ˆ‰‡ Bucket Ž … ˆ ‡‡ ‚ ‰ ‡ Bucket ‰ •‰ ‡ Bucket ‰ … ‡ 20o ›Ž‡ 45o €• ‡ ‡ ˆ‰‡ ‡ Bucket ‚ •…ƒ

Ski Jump

y = x tan Ø £ gx2/(2Vo2cos2Ø) 3. • ‡• Œ ‡ Bucket ƒ • Œ‡ ˆ‰‡

€ • ‡ Bucket žŽ‡

‚

‡ ‚

•…ƒ

P = γd｛V2/(gR) + 1｝ R = • ‡• Œ ‡ € • € ƒ WR 52:20 Free Fall Type Œ • ‹ Arch Dam Free Fall Type ‡ ‡ €ˆ ‡ˆ € • ƒ€ƒ •€ • ‡ ‡ € Ž ˆ† Œ ƒ ‡ ˆ† • ˆ ‡‡ ƒ ‡ ‡ ˆ‚ € €ž ƒ ‡ • ‡€ † ˆ† • ˆ ‡‡ ‡ ˆ •‘ ˆ ” Œ Ž ‚ ‡ € Hydraulic Jump ‡ Ž WR 52:21 €ž (Scour Holes) •‘ ˆ €ž € ‡ • ˆ ‡‡ (Energy Dissipator) • € ƒ‰€ Ž •‘ ˆ ‚ ‡ 2 ’ † - •‘ ˆˆ† ›… €ž € ‡ ‚ ‡ • ˆ ‡‡ Hydraulic Jump Submerge Bucket - •‘ ˆˆ† ›… €ž ‡€ ‡ ‚ ‡ • ˆ ‡‡ Flip Bucket Free Fall €ž •‡ • ‹2 † . • •ƒ • (Hydraulic Structure) €ž ƒ ‡ˆ ‚ ƒ ‡ ‡ • •ƒ • . ‡ • ˆ ‡‡ ƒ ‡ˆ € €ž •Ž ’ ƒ ‡Ÿ ‚ ‡ 5

‡•‘ ˆ

€ž

5-36

‡

•

ˆ ‡‡

…

www.yotathai.com

WR 52:22

WR 52:23

WR 52:24

WR 52:25

1. Scour by horizontal jets - Scour following a horizontal apron - Scour following a stilling basin 2. Scour by ski jump spillway 3. Scour by free overfall fets (Plunging jet) ‡ • •ƒ • ‡ ‘ ˆ ƒ‡ ‡ ‡ ‘ˆ ‡ €ˆ† •Ž ’ ƒ • ‡ ‡Œ ‡• ‡ € • •‘ ˆ ‚ ‡ •‘ ˆ ‚ €ž ˆ† ” ‡ ‡ ‘ ˆ Law of Froude €ˆ† ƒ • ‡ ƒ ‡•‘ ˆ ‚ ‰ € † ƒ ‡ ‡ … ‡ € • † 1) ƒ… ƒ… •‡ ƒ‡ 10 €ž ƒ€ ƒ 2) Ž ‡ ‚ ‚ 8 €ž ƒ€ ƒ ƒ ƒ‡€ † ‡ † ƒ ‡ ƒ‡ • ”‘ ˆ ›… ƒ ‡•…‡ ƒ ‡ € • • ‡ ˆ •‘ ˆ ‚ € ‚ ƒ ‡ • ‚ • ˆ ‡‡ … ƒ ‡Ÿ •‘ ˆ €ž „ € † ƒ ‡ ‡ Œ ƒ ‡ • ‡ ‡€ˆ† € € € ‡ €ˆ† ‰ ‡•‘ ˆ ‚ ‡ €• ‡… € €ˆ† • ‡ƒ ‚ ‡ (Design of Weir of Control Section) ƒ ‡ˆ ›Ž‡ - ‡ ƒ ‡ … - €•› ‘ ˆƒ € † (Stability against Sliding) - €•› ‘ ˆƒ (Stability against Overturning) ˆ ›Ž‡ ‡ ƒ ‡ €•› ‘ ˆƒ € † €•› ‘ ˆ ƒ ‡ 1. ‡ ƒ ‡ 1) ‡ ‡ ƒ ‡ ‡ ‡ ‡ • ‚‚ (Non-overflow Section) • ‚ (Overflow Section) ‡ ‡ ‡ € Š •…‡•‰ ›Ž‡ˆ† ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ‡ ›Ž‡ ˆ† ‡ ‡ 5

5-37

www.yotathai.com

2)

(Uplift Force) 3 € (1) 1 Uplift on Rock Foundation •€• ‚ ƒ„ (Grouting) … (Cut-off Wall) † • ‡ € ˆ •‰Š • € Š •‰ € (2) 2 Rock Foundation with a Grout Curtain and Supplemented by series of drains parallel ‰ ‡‰ †€ Š ‹‰ ‡„ • Œ€ ‚ ƒ„ (Grout Curtain) € • € Š (3) • .

3 Uplift on Earth Foundation ‹‰ •• Š Š‰ • Š † ‹‰• (Seepage) •€•

… ƒ

Piping Š‰ Š. Š‰

• -

ƒ ƒŽ Š Š Seepage Clay Blanket Cutoff Wall Upstream Apron Š•• Downstream Apron • Š • • € Uplift Pressure ƒ ƒŽ Š • € € Upstream Apron Downstream

apron • ‘ Š•• € •€ ‘ ƒ’ - Reversed Tilter Percolation Path † • ‡ “ . ˆ † † (Flow Net) Š. ˆ Model Test (Electric Analysis) . ˆ Creep Line Percolation Path Creep Line • „€ 2 “ - Bligh”s Method - Lane”s Method

5

5-38

• Uplift

www.yotathai.com

3)

Š

(Dynamic force of flowing water)

Œ ˆ ‹‰ ƒ 2. †‡ • € (Stability against overturning) † • •„ – Š “– „€• ‰ † •Š ‘€ • Š … - V = Vertical Stress at upstream edge U = Uplift pressure at upstream edge V/U > Factor of Safety 3. †‡ • € (Stability against Sliding) åV/(åW-U)
Œ

…

‹‰

f 0.8 0.7 0.4 0.3 0.5 0.3

•€

1) Œ Œ Š Š (Approach „ channel) ƒš (Spillway Chute) Stilling Basin ˆ ƒ ƒ’ € • - Anchored Wall ƒ’ Œ • ‰ Š• - Gravity or Cantilever Wall • †• •€ ƒ’ • € Š † Š 2) Stilling Basin Dividing Wall ˆ • ˆ ƒ • 50 ƒ – ‹• –Š

5

5-39

†

www.yotathai.com

-

•†„ Š Œ (Wall Height) †„ hw = 1.5d + 0.05V hw = •†„ Š Œ • d = •‰Š • v = • •Š • / 3) •€ • Š •€ †€ • € Š € ‘€ •€ •†„ Š ƒ „ t = KBÖHg B = • € Š € ‘€ •€ • K = 0.03-0.05 Hg = •†„ Š ƒ „ (Gate Height) • WR 52:27 ƒ 1. Š (Approach Channel Floor) ŠŽ Š ƒ € • ˆ ƒ •€ ƒ› ‹ 2. ƒš (Spillway Chute Floor) Š‰ „€ œ Š … • • Š - • (Drainage) Š‰ • •€

†Ž Š € 30 ‹•. •

† †•

Š

• €

‡ ƒ ˆ ‘ –Š † Žƒ • € • ‘ - Anchor Bars ‹‰ ‘ • € € ƒ› Š - Reinforcement • † • ‘€ - Anchorage •ƒ † “Œ € - A Grid of Underdrains ƒ’ ƒ› - Metal or Rubber Waterstop ƒ’ †Ž

5

5-40

‡…

• ‘€

… ‰

€

Š•

€ ‘€

ƒ›

€

€ Š ‹‰•Š

Œ€

€ •

www.yotathai.com

3. „ƒ € Š • Contraction Joints, Transverse Joint Longitudinal Joint • 1) Contraction Joint Construction Joint • € Joints 7.5 -10 • Œ ‡ „€ … Š• Waterstops • •€ ƒ’ † Contraction Joints ‘ (Rubber) Polyvinylchoride Waterstop Contraction Joints Contraction Joints • € ‡‰ 15 • • Key Joint Contraction joints • Contraction Joints „€‘€ ‰ Š € Contraction Joints Š Key Contraction Joints •€ ƒ’ ‘ Waterstops 2) Transverse Joint Š • • • †„ †„ •Š € Š € €† € •Š € Š ƒ • 1.25 ‹ • • €Š € •€†„ € ‘€ ‹‰ •€ ‹ •€ †„ • 3) Longitudinal Joint Stilling Basin ‹‰ Permeable Base ƒ› Š Š‰ • € Š Œ Stilling Basin 4. Stilling Basin Floor ƒ 1) • (Width) • Š Stilling Basin ‡ • • •Š - Š •Ž • •Ž Š •Ž Š ˆ • Š Stilling Basin •†„ Š ˆ (Hydraulic Jump) • †• •†„ Š •‚ ‡ • Š Stilling Basin • ŠŽ € • • • • †•Š 2) •†„ Š Œ (Stilling Basin Wall Height, hw • hw = 1.05 d2 d2 = •†„ Š • 3) (Uplift Pressure) € Stilling Basin Floor ‹‰ € •†„ Š Stilling Basin Š Stilling Basin Š „€ Stilling Basin

5

5-41

www.yotathai.com

• “– ˆ• • – • ƒ’ •„ – ‹‰

€ •€

†‡ •

•

‹‰

ˆ• • – Ž •Ž • € Š ˆ • Key Š

… •

• •Š

Š

‹‰

€

Dynamic Force ‹‰ •€ • ƒ ‰ • • (Drainage System) • †• WR:52:28 ƒ „ Žƒ – Ž• • ƒ „ Ž• †€ • € • € • †„ †Ž „€ • †• Š ƒ „ Ž• • • †• ƒ ˆ‘ – ‘ 1. ƒ • ƒ „ Ž•Š • ‘ • • • • †• ‹‰ ƒ „ Ž••ƒ • € • 1) Flashboards 2) Stoplogs and Needles 3) Bear-trap Gate 4) Vertical-lift Gate - Stoney Gate - Fixed-wheel Gate 5) Tainter or Radial Gate 6) Rolling Gate (or Roller Gate) 7) Drum Gate 8) Flap Gate 9) Ring Gate 2. Žƒ – Ž• ƒ „ Ž• ƒ „ ‘€ Œ€ -

Ž•ˆ (Manually Operated) ˆ ‘ Žƒ – • • † ƒ „ • € 2,500 ˆ • Ž•ˆ ••› (Power-driven) † ƒ „ •Š ž€ • • Ž• • € ‘ ˆ ƒ‘ ƒ „ • € 2,500 ˆ • • • Žƒ – Ž• ƒ „ ‘ ‘ †‡ • • (Hoist Speed) ‹‰ † ƒ „Š ž€ • • • 0.3-0.6 • €

5

5-42

ˆ

‰•

†ˆ

www.yotathai.com

• 3.

Š

ƒ

„

‘ Cable Chain † Žƒ – Ž• Š‰ „€

‘ ƒ „ 4. Hoist capacity •† • ‡

ƒ

Žƒ

–

ƒ

„

•

•†„ Žƒ

„ † Ž

–ƒ

Š ƒ „ Žƒ –ƒ •˜™ - Hydraulic Down Thrust or Unbalance 5. Š Hoist ƒ - Tainter-gate Hoist - Fixed-type Hoist WR 53 : WR 53:01

Žˆ• – € ƒ’ 2 ƒ • - Žˆ• – Š ˆ •‡€ Gravity •€ „€• (Free Glow) Žˆ• – Free Flow †„ †Ž Žˆ• – •€ 0.8 € Š •†„ Žˆ• – - Žˆ• – ƒ’ • (Pressure Flow) Žˆ• –ƒ • • • • †„ ˆ • Œ • „€• WR 53:02 • •Š Žˆ• – Š Žˆ• – ˆ •‡€ (Free Flow) • • •• •€ Žˆ• – € ƒŸž ƒ † “• Š Ž œ • • Š Ž ˆ• – • Š Ž ˆ• – ‹‰ • • ˆ ƒ • 1:1,000 ‡‰ 1:2,000 • œ • • †•Š †• •„•ƒ •Š ƒ Š Žˆ• – Š Žˆ• – • • Š Žˆ• – (Pressure Flow) • • • • € ‹‰ ƒ’ Žˆ• – Free Flow WR 53:03 Žˆ• –Œ (Diversion Tunnel) • †• †• •„•ƒ • ƒ’ •„ Š †„ ‘ Žˆ• –Œ (Circular Tunnel) „ ƒ • (Horseshoe tunnel) Žˆ• –Œ ‘ € € † † • ‡ƒ ‘ Žˆ• –Œ ƒ’ Žˆ• – (Tunnel Outlet) ˆ ƒ ƒ’ Žˆ• – • ˆŽ • – ‘ †„ (Inclined Shaft) • ‘ • Žˆ• –Œ • Œ †• • ƒš ‘ Žˆ• – Š Žˆ• –Œ € ‘ • Žˆ• – ƒš Žˆ • – Œ ƒ Ž ˆ • –Œ ƒ „ Slide

5

5-43

www.yotathai.com

WR 53:04

WR 53:05

WR 53:06

WR 53:07 WR 53:08 WR 53:09 WR 53:10

Gate Stoplogs ƒš Š ƒ• Š †„€ Žˆ• –Œ ƒ ƒ’ Žˆ• – (Tunnel Outlet) Žˆ• –†€ ƒ’ Žˆ• – Pressure Flow ‘€ Žˆ• –†€ ƒ ƒ Žˆ• –†€ Š ˆ ••› • • • Š Žˆ• –†„ € • • Š Free Flow ˆ ‚ Žˆ• †– € Š ˆ ••› • • • € Žˆ• – ƒ’ 1) Headrace Tunnel ƒ’ Žˆ• – 2) Penstock ƒ’ Žˆ• – †„ ƒ’ Žˆ• – • • • • †„ ƒ’ Žˆ• – € † € (Surge Tank) ƒ ˆ ••› • † •€ € †• Water Hammer • ƒš ƒš ˆ ‚ • ƒ’ Žˆ• – € • • ˆ ••› Žˆ • – ƒ € • • „ •Š “ € ˆ † ‘ †Ž Š ƒ’ • • “ •‘ •€ • † Ž • Žœ – † Š‰ • Ž †• • • € Š € • ‰ ‡‰ “ € † ‘ † –• … † Ž ˆ• – ‘ Ž •€ • • • • †•Š †• • ‡Žƒ † –Š ‘ Š € ˆ Žˆ• – ŠŽ ƒš ƒ • †€ • ŠŽ ‰ • ƒ • € €† •†• Š ŠŽ •€• ƒ’ Žˆ• – ŠŽ ƒš ƒ ŠŽ Žˆ• –• 2 “ ŠŽ (Drill and Blast) ŠŽ ‚ (Boring Machine) ‹‰ •Š € Š € „ ƒ Š Ž ˆ • – •€ „€ • • ‘ Žˆ• – • (Horseshoe „ƒ Section) ‡ ŠŽ “ € ƒ’ Žˆ• – • (Circular Section) ‡ ŠŽ †€ Žˆ• –• ƒ’ Žˆ• – • Š Š Žˆ• – ( ) Š‰ „€ ƒ • € € † ‚ € †„ž † Š‰ € Š Š Žˆ• – „ƒ • „ƒ €Š • † † • • •€ • € 2 ¡ 2.5 •

WR 53:11

WR 53:12

ƒ Ž ƒ € ƒ ƒ’ 5

• • †•Š Ž ˆ • – Š‰ Žˆ• – Ž Š € Š € † ‡ Ž œ € • † ŽŠŽ (Disposal Area) Š Žˆ• – (Portal) €Š ƒ ƒ € • • Š ‘ 5-44

€

€„ Š ‡‰ Š € „ Žˆ• – ƒ’ ‘ …†‡ †• “ ƒŸ ž Š Žˆ• – (Portal) Žˆ• – (Coverage) •€ €

„ ˆ

‰ (Portal)

www.yotathai.com

2 € Š † Œ€ •„ – •†„ Š Žˆ• – •€ € 3 € † ƒ’ ŒŽ ŠŽ ƒ Žˆ• – • •• • •€ ‘€ ƒ’ € •“ •‘ ƒ’ Žˆ• – ŠŽ - ‡• (Cut and Cover Section) • •• ‘€ € ƒš ƒ ƒ’ Žˆ• –• ƒ’ 2 ƒ ƒš ƒ ƒ’ Žˆ• – „ƒ • ŠŽ - ‡• € ‰ ‘ • Žˆ• – WR 53:13 †„ž † ˆ ƒ € †„ž † Žˆ• – ƒŠ ‹Œ Š †Š Œ Œ Žˆ• – •‡‰ •†„ž † ƒ ‚ Š „ƒ Ž Š Š Ž ˆ Š Žˆ• – • ƒ ƒ • • ‹ Žˆ• – • • † Š Žˆ• – Free Flow •€ 3 • / † † • • †„ †Ž € • • ¢ ƒ • WR 53:14 ˆ ƒ Žˆ • – †€ †€ ‰Š Žˆ• – Œ Œ Žˆ• –• •• ‰ „ƒ “ € † Š‰ „€ Ž œ Š • Œ€ Š Š Žˆ• – €ˆ •€ Ž „ƒ € € ŠŽ Žˆ• – • ‰ Žž • ƒ ƒ •†• ˆ ƒ’ ƒ • ƒ• ‘ • ƒ’ • †Ž •€•Š •„ •ƒ • Œ ŒŠ Š •„ ƒ’ †Ž – Žˆ• – †• “ Žˆ• – Ž œ Š • ŠŽ †• “ Š Œ Žˆ• – WR 53:15 Š Š Š † † ˆ † “ Žˆ • – Œ€ ‡ •• Š • Œ • Žˆ• – †• † Š •„ ˆ‚ “ “ ‰ Ž• Žˆ• – ˆ Ž• ƒ’ ••ˆ Œ Žˆ• – •€ € 2 ‡‰ 3 € Š Š Š Žˆ• – Ž† Žˆ• – –ƒ € • Š Žˆ• – Š •„ • †Ž † “ † † ‘ • †• †• “ ƒ • Š Š •„ ƒ‰œ €• “ • “ • •‘ ‘ ž Žˆ• – € ‘ WR 53:16 £A¤ and £B¤ Line Š ŠŠ ŠŽ • †Ž € ƒ’ ƒ› ŠŽ • ƒ’ Š Š ŠŽ £A¤ and £B¤ Line ˆ £A¤ Line • ‡‰ „ƒ Žˆ• – •€ Žž • † Ž Š• ˆ • Š Žˆ• –ŠŽ Žˆ• – € 5

5-45

“A” and “B” Line

www.yotathai.com

£B¤ Line • ‡‰ † € WR 53:17 Grouting and Draining †•

„ƒ ‚

•

ƒ’

ƒ•

ƒ„ •

†„ (High Pressure Grouting) ‘ Grouting and • € Š‰ • •• • draining Ž ˆ• – Ž ƒš ˆ • †„ Š • Œ Žˆ• – ˆ • € • ‚ ƒ„ (Low Pressure Grouting) ‘ Ž ƒš ‘€ € Š • Œ Žˆ• – ‰ Žˆ• – Free Flow ‘ ‚ ƒ„ † • •• Š • • Œ Š Žˆ• – •„ (Weep Hole) Œ WR 53:18 ƒ› • ƒ Š • ƒ› Š • „• ƒ Š Žˆ • –‡ Ž• Ž ‘ Š Žˆ• – • † ˆ‹Ž ƒ› € • Š Žˆ• – „ ˆ ‰ WR 54 : ••• … WR 54:01 ˆ ••› ˆ ••› (Powerhouse) ƒ’ † Žƒ –Œ ••› € (Turbine) ••› (Generator) Žƒ – ƒ € • ˆ ••› ˆ • • Š †€ Š ˆ ••› € (Intake Structure) (Waterway) ˆ ••› ‹‰ •Š 1. ‘€ Žˆ• – € †€ Š ˆ ••› † †Ž †„ž † Š (Head Loss) ‹‰ •Œ Œ Œ †‡ • (Stability) 2. ˆ ••› „€ … • Š• „€ ‘ ƒ› ƒŸ ž Ž •€ € € •€• ‘ • „€ † Š•• ‘ 3. † • ‡ƒ› € • Š ƒ ˆ ••› • ƒ¥ • †• Š Œ Š ˆ ••› 4. Š Š ˆ ••› ‰ ‡‰ Š Žƒ – † • ‡ Ž œ ˆ † 5. ˆ ••› • • • † € † Žƒ – Ž œ

5

5-46

••• • ˆ‹Ž

www.yotathai.com

WR 54:02 ‘ WR 54:03 ˆ †

Š ˆ ••› € ƒ’ 2 ƒ • ž€• € • ‚† ˆ ••› ••• ˆ ••› ••› (Onground Powerhouse) ƒ’ ˆ ••› ‘ • „€ ••• • ‡ € ƒ’ 3 ƒ • € 1) ˆ ••› €• (Indoor Powerhouse) ƒ’ ˆ ••› ‘ ••› Žƒ – € • † Žƒ – (Overhead Travelling Crane) „€• • •†„ Š Š‰ Š Š Žƒ – †„ †Ž Žƒ –‡‰ •†„ Š • †„ Š ˆ † ˆ ••› • ƒ ƒ’ ‘ 2) ˆ ••› ‰ (Semi-outdoor Powerhouse) ƒ’ ˆ ••› ‘ ••› Žƒ – € • „€• ˆ ••› € ‘ Ž ƒ – ƒ’ ‘ Gantry Crane ‹‰ „€• ˆ ••› ‡ ƒ Žƒ –• ˆ ••› Ž•‘€ ƒš Š ˆ ••› ˆ ••› ‘ •Š ƒ € €† ˆ † †€ „€ †€ Š † •€ † Ž œ ˆ ‚ ¢ „˜ 3) ˆ ••› (Outdoor Powerhouse) ƒ’ ˆ ••› ‘ ••› „€ •€• ˆ ••› Ž• ƒ „ †€ Ž ƒ – Ž• € • „€ • „ Container ‹‰ • ‘ ˆ ••› Š • • ˆ ••› ‘ •Š ƒ € € † ˆ † †€ Š † •€ † Ž œ œ •ƒ • ••• WR 54:04 ˆ ••› (Underground Powerhouse) ƒ’ ˆ ••› ‘ • ˆ ••› „€ ‹‰ • • • • †• € ƒ 1) €† ˆ ••› •€ƒ ƒŸž †• “ †• •„•ƒ • 2) †• “ • • • †• € † ˆ ••› 3) • ˆ •Š ˆ Œ • œ…• † – Š ˆ ••› € ˆ ••› 4) • • • • †•† ˆ ••› †„ (Pumped Storage) €Š „€ ‰ • ‰ •€ € • • • †• € † ˆ ••› ‹‰ • ŠŽ ‰ • • ƒ• ŠŽ • • ƒ

5

5-47

‚†

‚‰ †

www.yotathai.com

WR 54:05

(Discharge) € • ‚ƒ ƒ „ (Kaplan Turbine) †‡ … ƒ € € (Discharge)

1. ˆ‰

…… † …… € €‚… Š† … ‹ ‚ ƒ „ … ŒŒ• ‚ ƒ …Ž (Head) † 15 – 70 2. …… † (Bulb Turbine Pit Turbine) †‡ …… € €‚… ˆ‰ Š† … ‹ ‚ ƒ … ƒ „ € „ … ŒŒ• •„‚ ŒŒ• •„‚ † Ž • € •„ … † ‚ ƒ …Ž € (Discharge) (Head) † 2 – 30 3. ……Œ ˆ (Francis Turbine) †‡ …… € €‚… ˆ‰ „ Š† … ‹ ƒ € „ … ŒŒ• € ‚ ƒ …Ž € (Discharge) ƒ • (Head) † 30 – 400 4. …… (Pelton Turbine) †‡ …… €‚… „ Š† … ‹ ƒˆ‰ • Š ‘€ € „ … ŒŒ• ‚ ƒ …Ž € (Discharge) „ (Head) † 70 - 700 WR 54:06 …… Ž ŒŒ• ƒ ‰ Š‰ ’† … „ † € 1. •† ’ 2. •† ’ ƒ Š … • “ •† ’ ƒŽ • 3. … †‡ … ˆ‰ € ”’ … … ƒ •Ž ŒŒ• Ž • ƒ € Draft Head … € †‡ … ƒ € … „ • Ž ŒŒ• 4. … Erection Bay Ž • … Ž ŒŒ• ƒ …… †• ‚ ƒ ƒ ƒ „ Ž ŒŒ• ˆ‰ † …… (Design Flood) Ž ŒŒ• € 1) Ž ŒŒ• ‚ —„ ‚ ƒ† ‚ …†˜ ˆ (Return Period) † 1,000 †˜ 2) Ž ŒŒ• ™ ‚ ƒ† ‚ …†˜ ˆ (Return Period) † 100 †˜ WR 54:07

š’ 1.

5

1)

†

…… (Design Criteria) € € … † ›• (Factor of Safety) … (Bearing) 5-48

Ž

ƒ

€ € ³ 2.0

• • ‚† •Ž

‚

•••

www.yotathai.com

2) 3) 4)

(Sliding and Overturning) ³ 1.5 • (Uplift) ³ 1.2 Š€• › €• (Slope Stability) ³ 1.5 2. … • •† ’ ƒ „ 1) „ € • 2) „ • •’ ‹ ’ (Unbalanced Hydraulic Downthrust) 3) ‰ „ • •’ ‹ ’ (Unbalanced Hydraulic Upthrust) 4) ‚ € Runaway speed, no load, at net effective head 5) ŒŒ• „ € • (Rotor) „ € •„ … € (Stator) 6) … • ŒŒ• (Maximum Generator Torque) 3. … • (Live Loads) € € 1) Metal Sheet 100 Ž „ 2) ƒ ŒŒ• (Electrical Room) 1,000 Ž „ 3) ƒ … • (Control Room) 1,000 Ž „ 4) ŒŒ• (Generator Floor) 3,000 Ž „ 5) €† … (Erection Bay) 3,000 Ž „ 6) ƒ 200 Ž „ 7) … • … 1,000 Ž „ 8) … • „ ƒ 1,500 Ž „ 9) € • 500 Ž „ 4. (Crane Loads) 1) … • • „ ƒ € ‰ 2) 25 % 3) ƒ ƒ 20 % 4) • 5% 5. …… œ • 6. •„ …… œ • 7. … • (Gutter) ‚ „ ……‚ ƒ € …• … € ˆ‰ • ƒ … ••„ „ •„ †‡ …… 8. …„ (Oil Water Separator) ƒ ……‚ ƒ € •„ €…„ … • (Drain Sump Pit) • „ € … • †€ ‹ † †•ž „ ”

5

5-49

www.yotathai.com

WR 55 : WR 55 :01

„

™… Š € … „ •„ …… „ € † € ƒ ‚ ƒ Ž •† €„ • „ ˆ … ƒ € † € ƒ ‚ƒ …… „ €‚ ƒ …„ • ƒ †‡ 2 † › …… „ € †‡ †Ÿ „ …… „ € †‡ „ WR 55 :02 …… „ †‡ …… „ € †‡ €• ‰ Š ‰ … „ †• € † Ž • ‹• ‰ Ž „ …„ • “ ƒ € ƒ †‡ „ •‚ —„ (Main Canal) ˆ • (Lateral) „ (Farm Ditch) 1. „ •‚ —„ (Main Canal) •Š‰ • €• ‰ … „ „ †• € † € „ ‚ —„ Ž Ž • • †Ž † € ƒ ‰ Š „ ‚ ƒ „ € ¡¢ ” €• „ „ •‚ —„ ¡¢ ˆƒ • „ •‚ —„ ¡¢ 2. ˆ • (Lateral) †‡ €• • •‚ —„ … † „ •‚ ƒ € † ˆ • • ˆ • •„… € ‚ ƒ † „ € † Ž • Ž ƒ Š„ Ž „• ˆ •† „ € † Ž • „ •„ „ „ ƒ (Farm Turnout) ‚ ƒ „ †… † Ž • •„ „ „ ƒ ƒ † ƒ „ ™ ƒ „ „ ƒ ¡ •„ ˆ• • •† 200 Š‰ 400 ‰ •„ … € ‘ „ 3. • ˆ • (Sub - lateral) †‡ ™ €• • ˆ• € € ‰ … ˆ • † „ •‚ ƒ „ € † ƒ •„ Š‰ 4. „ (Farm Ditch) †‡ †Ÿ ™ €• ‰ … „ „ ƒ †‚ ƒ „ € † € •„ „ „ † „ ‚ ƒ € … • ƒ •„ €† ”› • ‰ ˆ WR 55 :03 …… „ „ •„ „ „ †• • € ƒ ‚ ƒ Ž • ‹• €• „ „ €• … ……† † Ž •† ƒ „ „ ¡ ƒ‚ ƒ ƒ € „ Ž• „ ‰ … † † ƒ ‚ ƒ ™ †Ÿ ’ † ™ ƒ † ƒ „ „ • ‚ ƒ „ „ (Gate Pipe) …… „ € †‡ „ € †‡ …… € €† ”› „ € — €• Ž • • ˆ‰ „ ¡ •„‚ ƒ ‰ „ € — €• € † † …… „ „ „„ • …… „ „ ƒ •† ’ ‹“ • •„ ‰ ‚ ƒ … €‚ ƒ• … „

5

†

•Š‰ †•

„

5-50

„

„

www.yotathai.com

WR 55 :04

”€

„

„

Š …„ 1. „ 2. „ 3. „ …… 1. „ € 24 „‚ „ € € …… „ (Gross Water …… „ • ƒ †˜

ƒ „ •€

2. ‚ƒ „

„

ƒ

€ “

3. † „

ƒ

‚ ƒ „ € † ƒ • ”€ ƒ †‡ 3 ”€ (Continuous Flow Method) ƒ •ƒ‚ ƒ (Demand Method) • €• (Rotation Method) †‡ „ ‚ ƒ „ € † Ž „ † Š‰ ™… €• € ‚ † € „ Ž • ”€ € Ž • ƒ Requirement) ƒ ƒ • •• €† ‰ € „ „ … „ ƒ ‘ €• £ ƒ • € ‚ ƒ •„ Œ• „ Ž „ € ƒ… „ … ƒ Ž •‘ ˆ‰ †‡ › ‚ „ £ (Critical Period) € † ‚ ƒ … ƒ

†

…… •

• † ƒ

• † •• „

ƒ• ™‘

…… £ † „ € „ ™ ƒ „‚ ™ € € ‚ƒ ‚ › „ …… ƒ •„

•ƒ‚ ƒ (Demand Method) †‡ „ €•ƒ‚ ƒ ”€ € †‡ ”€ € € € • ‚ „ •ƒ‚ ƒ † ‚ ƒ „ ‚ † €

€• (Rotation Method) • € ƒ ƒ„ ƒ Ž ‚ ƒ… „ … „ „ • †

† ‚ … ‚ ƒ… ”€ € € •„ 3 † 1) …„ € € ƒ „ † € „ ‚ ƒ 2) † € ƒ „ ƒ † 3) • € „ † ‰ •„ … € „ „ …… • €• …„ • €• Ž • •‚ —„ • •€

5

€

„

Š

† •

„Ž •

†‡ „ ‚ ƒ „ € • †‡ • „ ƒ †‡ • „ € — „ Ž •

†‡ † •„ • •

ƒ

‚ ƒ … † •„ • € ƒ …„ ƒ ‚ ƒ — €• „ ‚ ƒ •„ • ƒ … • “ Ž •

5-51

• €• ˆ•

€•

…

„

… €

ƒ †‡ 3 † › • €• Ž • „

†‘‹

www.yotathai.com

WR 55 :05

…… „ † ƒ ‚ ƒ • €› † ‹ „ 1:10,000 1:20,000 ƒ Contour 1 …… † € € •„ ˆ 1. ƒ …… … • „ Ž ••‰ ” †‡ …• •‚ —„ •ˆ • € … •„ „ • ‚ ƒ …† ‚ƒ 2. …… „ ƒ „ •‚ —„ „ „ •‚ —„ †‡ … ‚ ƒ† … € € • ˆ‰ ƒ … …• •„ … • „ „ „ •• „ „ •‚ —„ † Š † • €‚ € Ž •‚ ƒ 3. …… …… „ Longitudinal Slope … • †‡ Ž ƒ … €ˆ • — €• (Head Loss) •„ ” € €• • ‚ƒ €• €†¡— ‚ ƒ ‚ „ ƒ „ … • “ †‡ Š ˆ‰ †‡ • „ • „ …… …… „ „ Š‰ ‚ „ „• ƒ „ „ •‚ —„ Š‰ „ • ‚ ƒ € ‚ƒ „ „ 2 WR 55 :06 š’ …… „ „ ƒ …… „ ƒ …… … ƒ € 1. Plot … „ „ 2. … • ƒ ƒ … ‚ ƒ ƒ … “ › ˆ † ‹ Ž • ‰ Š‰ Head Loss „ • ƒ € ‚ „ ƒ … € •„ 3. …„ ‘ „ ˆ‰ •„‚ …• „ „ ƒ 4. † „ „ „ „ ƒ „ › (Water Duty) … €‘ „ ƒ „ „ € ‚ —„ Š‰ † • „ „ „ › (Water Duty) •Š‰ † € „ †‚ ƒ ‚ † † „ „• ‚ƒ † ‚ ‰ † € € ƒ † ”› „ ‚ ‚ † ƒ• ‚ € € € „ • †‡ / /€ „ 5. † „ „ …… „ „ Freeboard … „ „ † „ „ † €•†„• • „ „ €ƒ „ „ € Š„ ƒ Š‰ „• „ „ 6. • † Plot Profile ˆ‰ … ” … … ‚ … … …… „ „ … ” … ƒ „ … „ 5

5-52

www.yotathai.com

WR 55 :07

WR 55 :08

1. 2. 3. 1)

•

‰

2)

(1) … • • ‹

WR 55 :09

(2) (3) • 3) ˆ

ƒƒ )

ƒ

•

ˆ

„

…

†

‡ ƒ

‡ ‡ˆ

Š

‹

ˆŠ • Ž ˆ 4.00-6.00 ‰ƒ ƒ ƒ Š ‹ (Berm)

‹

1:1.5 (

1

‹

€ ˆˆ

‹‘’ • • ‚ Š … 1) ƒ… Š ‚ƒ ‰ ‚ ‹ ‹ˆ ‹ ‚ 2) Š ‚‹‡ •ƒ ‚ … ƒ‹ (Full Supply Level, F.S.L) Š • ‹‡ƒ “ ˆŠ • • • Š ‹‡ƒ… ˆ ‰ • ˆ 15 Ž . Ž”‡ Š ‚Œ ‹ • ‹ ‹ •‡ Š • ‹‡ • ‹ • ‚Œ 3) Š • ƒ ‚ Manning 4) (B) ” 5) •‡ Š Š ” – … • “ ˆ• ‹ ‹Š ‡ ‹ ƒƒ • Š ˆ 0.30 ” • ˆ 0.30 6) ƒ Š ‹‡ ˆ ˆ 10 Ž . ‹… ‹‡ƒ ‹‡ 5

5-53

„

•‚

„ ƒ„ ‚

1:1.5 (

Š ‚Œ ‹‡ „ † ˆ Š

‹ 2% „ 2.00 •

) •‡ Š • ’

• ‹‡ … Š

ˆ “ † “ ˆ‹ Ž”‡ • • ˆ Head • •ƒ ‚ ‹… ˆ “ ˆŠ (D) ‹

‰

1 †” 2 ‹

ƒ… ˆ “ ˆ Š

‚ ‚ • † †

www.yotathai.com

7)

ˆ • (Freeboard) ‹‡ „ ƒ Š • Š ( F.S.L) ” • ˆ ”‡ Ž”‡ ƒ ˆ ˆ — ˆ• ˜ Š ‹‡ ˆ F.S.L ƒ ˆ — ˆ• ˜ Ž”‡ ˆ • ” ˆ ‚ Š •Š “ ˆ • „ ‡ … (minimum) 3

‚

( . / ‹) ˆ 1 1.0-2.5 2.5-5.0 5.0-7.5 7.5-10.0 10.0-12.0

WR 55 :10

ˆ• ( ) 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.35

ˆ• ( ) 0.45 0.60 0.70 0.80 0.85 0.90

ˆ … : ˆ • ‹‡ • • ƒ U.S.B.R. (Design of Small Canal Structures Design Standard No. 3, Canals and Related Structures) 8) ˆ ˆ ‰ ƒ ” ˆ ” 9) ˆ … (Weepholes and Filters) Š ‚‹‡ ˆ‡ 60 Ž . ” • ƒ Weepholes Filter ™š • Š ‰ ‹‡ ‹… › ˆ • 3.00 Š ˆ ”‡ ˆ ‰ 10) ƒ ‹ • ‹‡ƒ ‹ “ œŽ”‡ „ Š • • ˆ “ † • (Open Channel) “ ˆƒ ‹ Š „ ’‹ •ƒ ‚ Š •‡ Š „ ‡ ˆŠ … ˆ ƒ… ˆ‹ ˆ ‹‘’ • • ‹ ˆ … • (Operation) • ˆ ˆ‹‡ … Ž”‡ › ˆ › 1. ‹ ˆ 2. 3. Š ‰ ‹ ˆ 4. • 5. ‹ 6. ‹ ˆ ˆ 5

5-54

“

„

ƒ

‹ • ‹‡ƒ

Š

„ƒ • ‚† „

‚

www.yotathai.com

WR 55 :11

‹ 1)

ˆ

‹…

(Head Regulator) „ ˆŠ • ‚ ‹‡

ˆ

‚ • •3

(Inlet Transition) ˆ Slide Gate • … • ‰ • ˆ ‚‹‡ 2) ‹ – ƒƒ „ ‹ ‹ ‡ˆ 3) ‹ • ‰ (Outlet Transition) ƒ ‹ ˆ‹ • ‹‡Š Š Š ‹ • … Š •‡ ” 10% Š ‚ ‹ • ‹ ˆ ‚Œ ‚ • (1) • ‰ ‹ Š ‹ Š ‚Œ – ‹‡• ‰ ‹• 1.50 ./ ‹ “ ˆŠ V = C42 gH Q = AV ‡ ƒ ‹ Inlet Transition •‚ „ Rectangular Suppressed Weir ‹‡Š Š ‚ • ‰ ‹ Q = CLH3/2 (2) ” ‹ ‹ • (Submergence) (Upstream) ƒ • ˆ 1.78 hvp+ 0.08 . ‹ ˆ (Downstream) ƒ • ˆ 0.05 . • D/6 (D = ‹ ‹ ‰ • ˆ ‹) ‡ hVP = Velocity Head Š ‹ (3) ‚ • ˆ Total Head Loss WR 55 :12 (Check Structure) Š ‚‹‡ • ˆ F.S.L. • †‹‡ƒ ƒ ˆ ˆƒ ˆ • –Š Š ” ˆ ˆ‹ F.S.L. “ ˆ‹‡ • Š Open Check Controlled by Overflow Weir and Gate Š ‹… ‚ (Q) •‡ Š Š ž • ‹ ˆ –ˆ • • “ ˆ • Gate Ž”‡ •‚ „ • „ • (Wing Wall) Ž”‡ ‹ • Gate ( ‡ • ) ƒ ‹ ‹‡ „ ™ ˆ‹ ˆ Š ƒ •Š • ‹ • Gate • ƒ ˆ …‚ • ••‹‡ † • ˆ• Š ˆ Ÿ… Ÿ ‡ ˆ ƒ • ‹ˆ ƒ •ƒ ‚ Š 2 1) Open Check 2) Check and Pipe Inlet 5

‹ • • - • Š

…

5-55

„

ˆ Œ

‚

www.yotathai.com

‚Œ

Š

Š

‚

•

‚

‹

•

(1) – ‹‡• ‰ • 1.50 (2) Head loss through check = 0.5 hV ‡ hV = Velocity Head ‹‡ ˆ „ (• ˆ 0.03 .) (3) •‡ • Š • Wing Wall Š “ ˆŠ • ‰ = 1.1 ‹

Open Check /

‹ ‹‡ •

…

‚ ‹‡ˆ Š • • Wing Wall Š ‹ 0.25 3/2 ‹ • “ ˆ ‚ƒ Q = CLH (5) ˆ ƒ †” ‹‡ „ ‹ˆ ˆ Length of Jump ‹‡ ” ‡ Š • ‰ Partial Flow Š ‚ ‹ • Check and Pipe inlet ƒ Š Š ‚‹‡ † ‰ ˆ ‚ŒŠ ‚ inlet Š ‚Œ ˆ Open Check ‡ˆ ƒ Wing wall „ • (Overflow Wall) ‚ • ‰ ‹ Š Š ‚Œ ‚ Orifice Flow Š ‰ ‹ ˆ † ƒ WR 55 :13 ‰ ‹ ˆ † Ž”‡ ’ • •‚ ƒ • › Ÿ ƒ” ‚Œ Š ’• •‚ ƒ • ›“ ˆ ‹ ˆ› • ˆ 1) ‹ ‡ (Siphon) ‹ ‡ Š ‹‡ „ ‹ ”‡ Ž”‡ Š • – ‹ ’ ˆŠ (Under Pressure) ‹ ˆ‹ ƒ “ ‡ Š Ž”‡ ˆ Ÿ• Inverted Siphon Š Š ‹ ˆ † Š ‡ ƒ • () † ‚ Š ˆ ‚ Š ˆ Š Š ˆ • ˆ ˆ () † ‚ Š ˆ ˆ ‚ Š Š ˆ Š ( ) Š ‚‹‡ • ‰ † Š •ƒ ‚ †” … Š (F.S.L.) † „ ‚Œ • - † … (F.S.L.) Š ‡ † 0.50 Š‹ (Culvert) • ˆ’ ˆŠ Š Š†

5

(4)

5-56

‰ Œ

‚ • ˆ

www.yotathai.com

- † … (F.S.L.) Š ‡ † ˆ 0.50 Š ‹ ‡ (Siphon) Š † “ ˆ Š ‹ ‡ † 0.60 „ ˆ ˆ () ƒ ‹ ‡ – Š ‹ … • ƒ • ˆ 0.60 ˆ • 20 ƒ • ˆ 0.80 ˆ 20 – Š ‹ • ˆ 1.50 / ‹ • 3.00 / ‹ - † ˆ ‹ ‡ 100 ƒ •ƒ ‚ Š Blow off ˆ Š ‹ ‡ (Siphon) ‚ŒŠ ‚ ‹ • • (1) Š • Š‹ „ Under Pressure Full Flow (2) Conveyance Loss ‹‡ Inlet Transition (hi) = 0.4  hV . ‡  hV = Difference in velocity heads at pipe and canal, . (3) Š ‚‹‡ Loss ‹‡ Check (hck) = 0.5  hV . ‡  hV = Difference in velocity heads at check opening and upstream canal section, . (4) Loss ‹‡ (hg) = 1.0  hV . ‡  hV = Difference in velocity heads at the gate opening and the upstream canal section, . (5) Friction Loss Š ‹ (hf) = L x Sf . ‡ L = ˆ ‹, . Sf =

/

n = 0.014 V = Full velocity in pipe, ./ ‹ (6) Divergence Loss ‹‡ Outlet Transition (ho) = 0.7  hV . ‡  hV = Difference in velocity heads at pipe and canal, . (7) Transition Friction Losses • (8) •‡ „ Safety Factor ‰ Losses › Š •‡ ” 10% 5

5-57

www.yotathai.com

(9)

– …Š ‹ • = 1.50 ./ ‹ ‹ ‹‡• ˆ = 3.0 ./ ‹ ‹ˆ (10) … ‹‡ Inlet Outlet Transition =1:4 (max) ( : ), Inlet Transition = 1:6 (max) ( : ), Outlet Transition (11) … ‹‡ ‹ ¡ ‹ = 1:2 (max) ( : ) (12) ‹ • ˆ 1:200 (13) ‹ ‹ ‹ ˆ ˆ = 1.5  hV • ˆ 0.08 . (14) ” ‹ ‹‹ (Outlet Submergence)  (Depth of outlet opening) 15) ˆ • ›Š „ • ‚Œ‹‡Š ‹ † 2) ‹ † (Road Crossing) “ ˆ‹‡ • ‹ „ ‹ ’ ˆŠ ˆ • ˆ • Free Flow Ž”‡ ƒƒ „ ‹ ‹ ‡ˆ ”‡ † ” • Š ‹ † (Road Crossing) ‚ŒŠ ‹ • • (1) Š • „ • – ‹ (Full Flow) Transition ‹‡ ‡ „ Broken Back Type ‚‹‡ Š „ Check and Pipe Inlet (2) Conveyance loss ‹‡ Inlet Transition = 0.4  hV . (3) … • Inlet Outlet Transition = 1:4 (max) ( : ), Inlet Transition = 1:6 (max) ( : ), Outlet Transition (4) ‹ ‹ ‹ ˆ ˆ = 1.5  hV • ˆ 0.08 . (5) – …Š ‹• = 1.5 ./ ‹ (6) Friction Loss Š ‹ ‚ƒ hf = L x Sf ‡ L = ˆ ‹, .

5

5-58

. • ‹ ‚ Š

www.yotathai.com

V2 n 2 R 4/3 (7) Divergence Loss ‹‡ Outlet Transition = 0.7  hV . (8) ‹‘¢ … Manning£s Coefficient (n) = 0.014 (9) • ‹‡ Inlet = Š … , F.S.L.- (Pipe Opening + 1.5  hV) “ ˆ‹‡ 1.5  hV • ˆ 0.08 . (10) ˆ • (Freeboard) ‚Œ ˆ • ‹‡ Cut-off = ˆ • ‹‡ Cut-off ˆ • ‹‡ • ‹ (Headwall) =1.20 ‹ ˆ• ‹‡ Cut-off (11) ” ‹ ‹‹ Sf =

(12) (13)

(Outlet Submergence)  (Depth of Outlet Opening) . ‰• ˆ ‹• – 0.60 . ” Cut-off Š ‚Œ ”

(

” )

Cut-off Walls ( ) 0.50 1.00 1.50 ˆ ˆ 2.00

0 ¡ 1.00 1.01 ¡ 2.00 2.01 ¡ 3.00 3.00 3) ‹

‹ (1)

(Drain Culvert)

•

‹ • ‚

„

Cut-off Walls ( ) 0.20 0.30 0.40 0.50

‹‡Š Š

(Drain Culvert)

ˆ ‘ ‚Œ

Š • Š

‚

„ 2 ‘ • ‹‡ … ‚Œ ‚ ‚ • ‹‡• 20 . . Š Rational Formula “ ˆŠ ™ (Rainfall Intensity) ‹‡ †‡ Ž 10 ¤ (2) ‚• ‹‡ … 20 “ Š ‚• ‹‡ … “ 20 “ • Š Rational Formula Drainage Formula 5

5-59

www.yotathai.com

• ƒ ‡ • ‹‡ … Š • …‹ ‹ˆ ˆ Š Unit Hydrograph “ ˆ ‘ Snyder Š ‚ Design Discharge … ‹‡ • ‹‡ 20 “ (3) Inlet invert ‹ Š ‡ ‹ ˆ ˆ ‡ ˆ (4) ‹ ˆ ˆ‹‡ … Š ‹ 1 : 200 ‹‡ … • Critical Slope † ƒ Š ‹ „ 2 “ ˆ ‹ ‹ ˆ Inlet Š Critical Slope •‡ Š • ‹ Free Flow „ Inlet Control, ‹ †” Outlet Š • †” 1 : 200 (5) – Š ‹ Š ˆŠ ‚Œ • V £ 3.00 ./ ‹ ‡ Concrete Outlet Transition V £ 3.66 ./ ‹ ‡ Energy Dissipator ‹‡ Outlet V £ 1.00 ./ ‹ ‡ Inlet Outlet transition „ (6) ‰ • ˆ ‹ D = 1.13 ÖQ/V (7) Hydraulic Control . Inlet Control ‡ ‹‹ ‹ • „ • –‹ ‹ˆ ˆ‡• ‹ ‹ ƒ ˆ ‹ ‹ ˆ Inlet ˆ Critical Slope ‹‡ Inlet ‚ƒ Orifice Equation . Outlet Control ‡ ‹ˆ ˆ ƒ ‹‡ ‹ ‹ • Š‹ ‚ •‡ Losses › (Bridge) Š … •ƒ „ ‹ ƒ WR 55 :14 • ™š¥ ”‡ • ˆ ™š¥ ‹ ƒ Š ‹ •Š “ „ ‹‡ˆ ’• ‹ ’ ˆŠ “ “ ˆ ƒ † ‚Œ ‹ • 1) • (Walkway Bridge) Š • ‹‡ … ‹‡ ƒ „ Š • • Š „ – 2.10 . Š • ˆ ‹‡ • 10 . 2) • †ˆ (Roadway Bridge) ‹… ‹‡ † ‘ ‚ Ž”‡ ƒƒ „ † † ƒ † ‹ œ Ž”‡ • ƒƒ ‹ ˆ ‡ Š ‰ • • ƒ” ƒ „ ‹ • € ˆ ‰ ‰ † ˆ ˆ ƒ ˆ ˆ Š € • †ˆ 4.00 . † ˆ • H20-S16-44 •

5

5-60

…

‰

www.yotathai.com

WR 55 :15 ‹ ˆ

(Farm Turnout) ‹ „ •‡ ƒ • ˆ • Š • ‚• Š • • ˆ • ƒ ˆ‹ ˆ Slide Gate ˆ Š ‚ ‹ ƒ “ ˆŠ ‘ ‚ ˆ ‹ ˆ WR 55 :16 ‹ ˆ ˆ (Tail Regulator) ˆ • … • •‡ ‹ ‹‡ „ Š F.T.O. ‡ ‹ ˆ „ ˆ ƒ ‡ Ž Ž … • ˆ Ž”‡ • ˆ ˆ Slide Gate ˆ ‹ ˆ • ˆ Ž”‡ ƒ … • ƒ †” ˆ‘ Š ‚ ‹ ˆ ˆ ‚Œ ‚ ˆ ‹ † ‹‡ „ Check and Pipe Inlet “ ˆ ‚ ‹‡Š Š „ ‚ (Check) … ‹ˆ ƒ †” ˆ ˆ ‹ ‹ ˆ ˆ ‰ • ˆ • ˆ 0.60 WR 56 : WR 56:01

WR 56:02

Œ ˆ Š • ‹‡ • (Drainage in Agricultural Land) ˆ Š • ‹‡ • ˆ ‹‡ • ƒ • ƒ ™ ‹ ‹‡• ƒ ‘ ‹ Š ‹‡• Ž” ƒ • ‹‡Š ˆ ˆ Š • ‹‡ • • „ 2 ’‹ 1) ˆ ‰ (Surface Drainage) ˆ ‰ Š ‹‡ • ƒ • ‹‡ • Š ˆ • “ ˆ• ‹ Š ˆ • Ž”‡ ‹ • “ ˆ … ˆ •Š • •‡ ˆ ‰ Ž”‡ ƒ ™ ‹‡ Š ƒ ‹ ˆ ˆŽ ˆ (Lateral Drain) ˆ ˆŠ • (Main Drain) 2) ˆ Š (Subsurface Drainage) … Š Š ˆ‹‡ ˆ Š ‚ • ‹ Š ‚ • ”‡ ˆ ‚ŒŠ ˆ ‰ (Design Criteria for Surface Drainage System) ˆ ‰ ƒ „ • ˆ •ˆ ˆ ˆ „ ‹ •‡ ‚ Š • Š ‚ ˆ Š • “ ˆ ˆ 5

5-61

‰

ˆ Œ„ Œ

Œ …• ˆ‹Ž ’

Œ

† ‚†

www.yotathai.com

WR 56:03

WR 56:04

‹‡ • ƒ • ‹‡“ ˆ ” “ (Gravity) ƒ ˆ •ƒ ‚ ˆ ‹’ˆ “ Ž”‡ ‘ ƒ • ‰ • ‹‡“ ˆ “ˆ ˆ Š • ‹‡ ‹ ‹• “ ˆ … ˆ •‡ Š ‹‡ • ˆ • ƒ • ‹‡“ “ ˆ‘ ›’ ˆ • ‹‡ ‹ •‡ ‰ • ‹‡ ‡ • Š • Š • ‹‡ “ • ƒ „ ‘ ˆ Š Š – ˆ † ‹‡• 3 ˆ 1) (Collector System) „ ˆ Š “ ˆ ˆ ‰ ƒ • 2) ƒ (Disposal System) „ ˆ ‰ Š Š • “ “ ˆ ˆ ˆŽ ˆ ˆ ˆŠ • ƒ ˆ ‹ ˆ ƒ… … ‹ ˆ 3) ‹ ˆ (Outlet Channel) „ ƒ… … ‹ ˆŠ ˆ “ Ž”‡ „ ‹ ˆ ‘ ‹‡ƒ… ‹ ˆ Š ž™ † Š ‹ ˆ ‘ Š ˆŠ • • † ˆ “ ˆ Gravity • – ƒ•ƒ ‚ Š ‹‡ ˆ ˆ ˆŠ • •‡ Š • • Š ˆ ‹ •ƒ ‚ ‡ • ‹‡ ˆ ˆ ˆŠ • ˆ Š (Design Data) •Š ˆ ‰ ƒ ‰ ˆ 1. ‚ Š 2. – • 3. ‹‘¢ (Manning£s Coefficient) 4. – … • Š 5. – ‡ … • Š 6. – • 7. ‹ ˆ 8. ‹ 9. ˆ ‚ Š (Design Capacity) Š ‚ ‹‡ƒ • Š „† ˆ ˆ • „ 2 ˆ ˆ Š • ‹‡ “ ˆ • ‹‡ “ ‘ ‚ ‹ 2 ’‹ ‚Œ 1) ˆ ’ ˆŠ • ‹‡“ „ ˆ ‹‡ ƒ ™

5

5-62

www.yotathai.com

WR 56:05 WR 56:06

WR 56:07

€• ‚ ƒ „ …† ‚ ‡ƒ ‡ ˆ‰ (Drainage Modulus) ‚ Reduction Factor 2) „ Š ‹‚ € ˆ Œ € • ‹Ž ‚ „ Š €• ‚ • Flood flow • Ž •• Ž ‚ „‡ Ž „ • • • Ž‡• ƒ ‡•Ž • ƒ (Outlet) ‹ƒ • ‡•Ž • Ž •„ • • ‚ €• ‚ˆ ƒ (1) •Ž • ‚Ž 20 € „ € Design Discharge Œ• Empirical Formula Rational Formula (2) •Ž ‚Ž 20 € „ € •Ž € ‚Ž 20 € „ € • Ž ‚ Œ•‡•€ Rational Formula Drainage Formula „ ‚ „ ‡ ƒ •Ž ‘Ž ƒ • ‚ Œ• Unit Hydrograph ‚ˆ Snyder ‚ Design Discharge ‡ ƒ •Ž ‚Ž 20 € „€ ‡•€ ‚ „ ’‚ • (Velocity Formula) ‡•€ Œ• ƒ ‚ ‚ „ ’‚ • Œ• Manning“s Formula ‡ƒ ‡ ˆ‰ Manning (Manning“s Coefficient) Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ Œ• „ †ˆ‘†• ‚ ‚ „ ‚’ • „ Š ƒ Soil Conservation Manning Service Ž ‚ „ ”€ ‡ ƒ• „ • •„‡ •‚• ƒ ƒ ‚ ‚ „ ’‚‡• ‡• • (Maximum Permissible Velocity) €• €‚‡ – ƒ„ •‚ ƒ ƒ €• ‚ „ ’‚‡• ‡• • • Ž„ ƒ „ ‚ „ • €• • „ • Ž •Œƒ „ • U.S. Bureau of Reclamation • • — ” „ ‚ ƒ „ • • • • „‡ ‚Ž Maximum Permissible Velocity •Ž ƒ „ (Soil Texture) ƒ „

(Soil Texture) „ ‚ (Clay) Ž‚ (Sandy Loam) (Fine Sands)

WR 56:08

Maximum Permissible Velocity, ./‚ 1.22 0.76 0.46

Maximum Permissible Velocity ’ ‚ „ ’‚‡• ‡• ƒ • Ž •„ ƒ„ Œ „ ‚Ž Non-Erodible Velocity ƒ „ ‚ „ ’‚€ ‡• • (Minimum Permissible Velocity) „ ƒ „ • ‚ ƒ €• 5

5-63

Ž ‚

www.yotathai.com

„ „

WR 56:09

€ € •‚ ƒ ƒ „ ‡˜ ˜• „ — ƒ ” Steady Flow €• • • ƒ ‚ „ ‹‚ • ‚ „ ’‚ € „ŒŽ €• ‚ „ • •„ ‡ ‚ „ ’‚ • Ž •„ € € U.S. Bureau of Reclamation • •„‡ ‚ „ ’‚ • ƒ • Ž •„ €€ ™ ƒ „ ‘„€ € ‚ƒŒ Œ ƒ - ‚ „ ’‚ 0.30 ./‚ ‡ ƒ ™ ƒ € € Silt Sand - ‚ „ ’‚ 0.46-0.60 ./‚ ‡ ƒ ™ ƒ „ ‘„€ € ‚ƒŒ Œ ƒ •‚•‚Ž Minimum Permissible Velocity • Ž ‚ € ‚Ž 0.30 ./‚ „ „ Š „ŒŽ š ƒ€–• – Maximum Permissible Velocity „ Š ƒ •‚ ‡ ƒ Minimum Permissible Velocity ’• Ž€• – €Ž Ž ‚ „ ’‚ • ƒ ‚ • (Velocity and Side Slopes) €• – ƒ „ ƒ ƒ ‚ „ ’‚ • ‚ ‡ƒ ƒ ˆ† ƒ Side Slope ƒ ” ‚Ž •‚ Œ Ž „ — €† • •— ” ‚ ‚ „ •‚• Country Report ICID € ˆ‹Ž 5-1 ˆ‹Ž 5-1

€

‚ ‰ Safe Velocity („ € / ‚ ) 1.22 0.80 0.30 0.15 0.20

Stiff Clay Cohesive Heavy Soil Cohesive Sandy Soil and Sandy Clay Fine Sand Coarse Sand

WR 56:10

• • €ƒ : • 1:1 1:2 1:1.5 1:2 1:3

ˆ‹Ž 5-1 „ ’ • •‚Ž –• „ Š Fine Sand Coarse Sand ‚ „ ’‚ • •‚• „ • Ž• •€• • € € • „ ‚ „ ’‚ • € ‚Ž 0.30 ./‚ ‚ „ € ‚ (Longitudinal Channel Slope) ‚ „ € ‚ € ƒ •‡ • ƒ ‚ „ ‹‚ • Ž ƒ „ …† Ž ‡ ƒ – „ Š ƒ š ƒ€ •Ž ƒ ‡ † €ƒ ‡ ‹•• Ž • ’€ U.S. Bureau of Reclamation • • • • „‡ „ ‚ ƒ Minimum Gradient •‚• „ ƒ ” ‚ „ ’‚ • • Ž •„ € € „ ‘„€ € ‚ƒ Œ Œ€ ˆ‹Ž 5-2 5

‚ ‰

5-64

‚ˆ Œ

www.yotathai.com

ˆ‹Ž 5-2 ‚ „ ’‚ („ € /‚ 0.23 › 0.30 0.46 › 0.61 0.76 ‚Ž ™ WR 56:11

ƒ

€€

Œ

) ™ ™ ™

€€ ƒ ‚ƒŒ Œ ‘• ƒ „ ‘„€ €

‚ƒŒ Œ

€ ‚ ‡ ‚ „ ’‚ Fine Sand „ Ž ƒ

Silt

Sand

•

‡Ž‚

•

(Berms & Spoil Banks) Œ •‚• •‚ Œ •‚•„ ‚ƒ€–• ‡ † ™ ƒ ƒ € ƒ „ ƒ •Ž • € „€ •‚•„ „ Š ‡ ƒ „ – • ‚ • € Œ „ • • ƒ” €ƒ œ‘ ‚ €• „ • • (Spoil Banks) € ƒ „€ „ •‡ ‚ – • ™ ƒ • • Ž •• ƒ –• • Œ • Œ •‚• ƒ ‡ •œž •Ž ƒ ‚• ‡ ‚ –• „•• •œž „ Š €• • ‚• •‚•„ €• Œ € ˆ‹Ž 5-3

€• . . . . . ‚ Œ

ˆ‹Ž 5-3 • ‚• („ € ) • ‚Ž 8.00 „ € 8 › 16 „ € ‚Ž 16.00 „ €

Œ

‚

„ €•

• „ „‚• •‚• „ „ Ÿ ™

5

ƒ

„ €• Silt

ƒ

–•„••

Œ

•œž • („ € )

Œ

•

2.00 3.00 7.00 ‡ ‚

•œž ‚ („ € ) 6.00 6.00 7.00

•

•„‚• Œ

‚• •‚•

•œž ƒ

(Spoil Banks) ‡ ƒ • Ž ƒ (Embankment) ‡Ž • Ž ‡• €• – €Ž Œ ‚Ž • (Spoil Banks Waste Banks) € • – •‚• ƒ 2 •œž – € €Ž ƒ 400 „ € •‚„‚• ŒŽ (Drain Opening) ‚• 10.00 „ € € •Ž ‡• „ • ‹‚ –• € ŒŽ „ Ÿ ƒ „ ’ „ ‚•‚• •‚

5-65

• ƒ ‚† ˆ†

www.yotathai.com

WR 56:12

• €ƒ ‚

(Cross Section of Drainage Canal) „ƒ ‚ € •‚ „ Š • ‡„ • Œ €• „ Š €ƒ‚ Hydraulic Properties ‚ ‹ • ‡ƒ ‡ ˆ‰ •‚ „ € (Right of Way) ‚ ‚• ‚ ‚ • ƒ ‡• ‡• ‚ ‚• Œ •œž • •œž ‚ • ƒ • •œž • •œž ‚ „ € •œž • •œž ‚ „ Š €• WR 56:13 ‡ƒ ‡ ˆ‰ (Drainage Modulus) €• „ †ˆ‘†• „ • „€ €Ž Ž‚ „‚ €Ž Ž‚ Ž‚ Œ Œ• „ € € /‚ /• Ž • — †„ € /‚ /• Ž ‡ „ Š ‚ €• €Ž Ž‚ „‚ ’• • Ž‚ „ Š „ € /‚ƒ Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ •Ž ƒ Design Rainfall Œ Œ • ƒ ‚ • ™ ƒ ƒ” Œ• „ • „ Ž‚ Œ• 1 „ € /‚ƒ = 0.0185 € /‚ /• Ž WR 56:14 ƒ „ …† ‡ƒ ‡ ˆ‰ €ƒ‚ (Drainage Modulus Adopted and Reduction Factor) Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ „ „ ˆ† ‘†• ƒ ‡ €• „ ‚Ž Œ •‚ Œ Ž „ — ‡„€ „ • • • • „‡ •‚• ‚ ‚ Country Report ICID ‡ • • • ƒ 1. Design Rainfall & Frequency „ • • • „ ‡ƒ ‡ ˆ‰ ƒ œ‘ ‚Ž „ • € ƒ € €Ž ƒ ‚ƒ „ Š • „ (Return Period) „ Rainfall Frequency ‡ ƒ „ ”€ € „ • „ 5 10 •Ž ƒ ‚ „ ‡ ƒ •Ž • ‹•• „ • € € €Ž ƒ ‚ƒ ƒ •Ž ƒ €• „ • ˜ ‚ƒ „ Š €• –Œ Œ „ • –• „ Š „ ‚ • ƒ • • ‚ €• • ‚ €Ž ‡˜ Ž‚ • • 5 ‚ƒ Œ• Ž (Field Crops) • •€Ž ‡˜ Ž‚ 3 ‚ƒ ƒ ƒ „ • € ƒ € €Ž ƒ 3 5 ‚ƒ 3 Day 5 Day Maximum Rainfall •Ž ƒ Œ „ • 2. „‚ (Time to be Drained) „ • „‚ ‚ƒ • • Ž„ Š ƒ € €Ž „ ‘„€ € Œ •Ž ƒ Œ Œ „ • „ŒŽ • • ‚ • ˜ 5 ‚ƒ ‡Ž‚ • Œ• Ž €• • ˜ 3 ‚ƒ

5

5-66

www.yotathai.com

3.

„

(Evaporation and Percolation) ‡ ƒ „ ‡ƒ ‡ ˆ‰ •‚ ƒ Design €• ‡Ž‚ (Percolation) ƒ Percolation • ƒ ƒ

Rainfall „ Š – ‚Ž €ƒ‚ •‚ €ƒ • • Ž 4. ‚ • Ž‚ (Allowable Flooding Depth) ƒ‚• •‚ Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ Percolation • „ ƒ €• ‡• „ • • Ž‚ „ € Œ • Œ‡ ƒ „ Ž € „ • •Ž ˜• ˜ • € Œ• € „ŒŽ 5 Day Maximum Rainfall Depth „ 5 ‚Ž 350 € • Allowable Flooding Depth • •Ž ‚Ž 50-100 „ € Ž „¡ ‚ • Ž‚ „ • 75 „ € • ƒ Design Rainfall €• „ • Ž‡• • Ž‡• • ƒ • Ž‚ ƒ „ • • Ž„ Š ƒ € €Ž • Œ 5. • ƒ • (Limitation of Design Rainfall) ‚ • € – „ Š Point Rainfall Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ ‚ •• Œ• ƒ • Ž„ 2,000 • Ž „ Š Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ Œ• Collector System ƒ (On-Farm Level) Design Discharge ‚Ž 2,000• Ž Q • •‚ Reduction Factors ‚ ‚ Reduction Factors „ „ „ •• Ž ‚ „• • ‘Ž• Ž„ Ž ƒ Soil Conservation Service Ž ‚ „ ”€ ‡ ƒ• „ • • • • „‡ ‚Ž Ž Reduction Factors Œ• ƒ Ž ‡ƒ ‡ ˆ‰ ‚Ž 2,000 • Ž ƒ „ Š ‡ƒ ‡Ž‚ ƒ ƒ 5/6 „ •Ž ‡ Ž Reduction Factors ˆ‹Ž 5-4 • •‚„ – „ Š ƒ š ƒ€

5

5-67

www.yotathai.com

5-4

Reduction Factors

2,000

,• Ž

Ž Reduction Factors (R) 1.00 0.95 0.90 0.86 0.76 0.72 0.68 0.64 0.60 0.58

0-2,000 2,000-5,000 5,000-10,000 10,000-20,000 20,000-50,000 50,000-100,000 100,000-200,000 200,000-500,000 500,000-1,000,000 > 1,000,000

WR 56:15

‚

(Depth of Open Drains) ‚ Hydraulic Depth ¢D£ ƒ ƒ Total Depth = D + Freeboard ‚ ¢D£ • • ‚ Hydraulic Properties •Ž ƒ ‡• ‡• €• € ƒ „ …† ‚ •‚• ‚ – Minimum ¢D£ Maximum ¢D£ ƒ 1. ‚ ‚ (Collector System) „ Š „ • ƒ „ Minor Drains • (Drainage Ditches) „ „ • ‡ ƒ • ƒ ‡• ‡• • •Ž€ ‚Ž ‹‚ 0.10 „ € Minimum ¢D£ „ Š 0.50 „ € „ ¡ € ’ ¢D£ „ • 0.10 „ € „ŒŽ D = 0.50 . 0.60 . 0.70 . € ƒ ƒ ƒ ‚ • •Ž ƒ €Ž ¡ ‡ ƒ Freeboard • = 0.10 „ € „ •‚ ‡Ž‚ Minimum ¢D£ • • Ž ‚ „ 1.20 „ € 2. ƒ (Disposal System) „ Š ‘Ž ‡ ‡ ‘Ž ƒ Collector System ‡•Ž Outlet „ Š • ‡• • Minimum ¢D£ ‡ ‡ ‘Ž „ Š 1.00 „ € „ € ¢D£ „ • 0.20 „ € „ŒŽ „ €• D = 1.00 „ € , 1.20 „ € , 1.40 „ € , 1.60 „ € € ƒ ‡Ž ‚ Freeboard ‡ ‡ ‘Ž •‚• Ž • ‡• „ Š 0.30 „ € ‡ ƒ Maximum ¢D£ „‡ ‚Ž • Ž ‚ ‚Ž 4.00 „ € Hydraulic Properties 5

5-68

www.yotathai.com

–•

š‚Ž D Ž • • €ƒ‚€ƒ ‚ ƒ „ ‡ ‚ Gravity • ƒ

WR 56:16

- Outlet - Outlet - Outlet Outlet €• € ƒ ‡• ‡• ƒ ‡• ‡• ‡ ƒ „ ƒ ‡• ‡• ‡• ‡• ¤ •• ŒŽ‚ ƒ •• ƒ ƒ €• ŒŽ‚ WR 56:17 ‹‚

•

‚Ž 4.00 „ € ’ ‚ ƒ ” Ž ¢D£ •‚•„ Š 4.00 „ € €Ž • ‚ ‚• ƒ „ Š €• ‡ ‘Ž ‡•Ž Outlet Channel

(Outlet of Open Drains) • ƒ Outlet Ž€ ƒ € • • ƒ • ‡ (Lateral Drain) ‡ ‡ ‘Ž (Main Drain) ‡ ‘Ž Ž ‡•Ž „ ‡• €Ž ƒ €• Outlet ‡ • † ƒ ‡• ‡• ‚Ž ƒ ‡• ‡• ƒ ƒ €• ‡ •Ž€ ‚Ž ƒ ‡• ‡• • ‡ ‘Ž €• € ‚Ž ƒ ‡• ‡• • ‡ – „ • • Gravity „ŒŽ „ ‚ ƒ Ž ƒ „ ‡• ‡• €• •Ž ƒ € ‚Ž ƒ ‡ ‘Ž ‡ „ ‚ • ƒ ‡• ‡• Ž ŒŽ‚ „ • • ƒ € ‚Ž ƒ ‡• ‡• ‡ ‘Ž ‡ ‘Ž – ‚Ž „ Š Outlet ‡• • ƒ ƒ •‚• ‡– ‡• € €ƒ •‚• •‚ „ ‡• ‡ ‘Ž ŒŽ‚ „‚ ƒ Ž ‚ •‚ (Structures In Drainage Systems) Ž‚Ž Collector System Disposal System „ Š €• „ŒŽ „ ‚ ƒ ‡Ž ¥ • Ž ƒ ‚ ‚ •‚•• • ƒ

– ‚Ž ‚ „ Š 1. ŒŽ „ Ÿ 2. Ž „• 3. Ž 4. ‡ • €ƒ ‚Ž – 5. € „ 6. . €. 7. ‡– ‡• 8. €ƒ ‹Ž WR 56:18 ŒŽ „ Ÿ (Drain Openings) „ Š ŒŽ‚ ‚• ‚ 10.00 „ € „ Ÿ •‚• • ƒ •Ž ‡• „ Ÿ •‚•€ ‚ ˆ Œ €• „ Š

5

5-69

€

•

‚ ƒ„…€

www.yotathai.com

ŒŽ

WR 56:19

WR 56:20

WR 56:21

WR 56:22

–• ŒŽ „ Ÿ ™ ƒ • „ ‚•‚• ŒŽ „ Ÿ „ „ ‚ „ „‡ • Ž • ‡• • Ž „ Š €• • Ž „‚• ŒŽ „ Ÿ €• „ ‚ ™ ƒ ƒ „ ‹‚ • • Ž ƒ Ž ƒ „• (Surface Water Inlets) ŒŽ „ Ÿ € ƒ • Œ• Ž •œ „ ‚Ž Surface Water Inlets Drain Inlets „ ƒ ‹‚ ƒ † • • Ž ‚ • ‹Ž € • „ ƒ ƒ „ Œ• ‚ˆ•œ Ž • „ Š Drain Inlets „ ‡ ‚Ž Ž Drain Inlets €„ Š Ž ‡. ‚ Ž 1.00 „ € ‡‚ € €Ž ƒ „ ‡ ‚ Operation • ƒ” Ž Drain Inlets „‡• ‹Ž —• † • Ž • ‚Ž 50 „ €„ € ‚ „ ’‚ • Ž • Ž„ 3 „ € /‚ ‚ „ Ž „• Ž • ‡• „ Š 1 : 100 Ž Drain Inlets Ž € • Ž • ‚Ž 30 „ €„ € Ž Drain Inlets •Ž‡• ‚Ž ƒ ‡• ‡• • Ž • ‚Ž 20 „ €„ € „ Drain Inlets ‚ ‚ •‚• •Ž (Design Manual) ‹‚ Ž (Drain Culverts) Ž ‚ •‚• • €ƒ ‚Ž € – Ž • „ Š ‹Ž – ƒ • „ Š ‹Ž – ƒ • ‡ •‚ „ ‚ ’ ‡‚ Ž ‚ • Ž • Ž •‚• •‚ ‡ (Bridges) • €ƒ ‚Ž – –• ‚ ‡ ‚• ‚Ž 10.00 „ € – ‚ ƒ –‡ • ‹Ž • € € €• ‡ • ‡ • •‚• •‚ „ ‚ Œ † •„ ”€ ˆ ‰ ‹‹€ „ ”€ ‡•Ž€ • • ‡ ‚ ‰ ƒ € „ (Drops and Chutes) € „ „ŒŽ „ ‚ ƒ ‡Ž „ ƒ ‡• • ‡•Ž ƒ € ‚Ž ŒŽ‚ Longitudinal Slope •‡ • ƒ ‚ „ ƒ „ ƒ ” Steady Flow € „ „ŒŽ „ ‚ ƒ ‡Ž „ ƒ ‡• • ‡•Ž ƒ € ‚Ž ŒŽ‚ Longitudinal Slope • ƒ U.S. Bureau of Reclamation • • • • „‡ •‚• 5-5

5

„€ •‚• • ‹‚ ƒ „ ’ € Ž Ž ‡ • €Ž •‚•

„

• •

5-70

www.yotathai.com

5-5

€ €

Differential Drop ( ) 0 0.60 0.60 1.50 1.50

WR 56:23

.

• No Structures required but some riprap Rock Cascade Drops with Sheet Piling Inclined Drops with Ruffled Apron. 0.60 € • ‚ ƒ

€.

(Drainage Sluices and Drainage Regulators) .‰ „ . 3 € € ‡ ‘Ž • ‚Ž 5.0 . / „ ‚ • . (Drainage Sluices) 3 ‚Ž 5.0 . /‚ •„ Š € . (Drainage Regulators) ƒ ƒ •‚• ‡ ‘Ž Outlet Channel „ Š Ž „ „ ™ ƒ • • Ž ¤ •• ƒ ‡• ƒ „ ‡• ‡• • Ž •• • „ • ‡ ‘Ž ƒ „ WR 56:24 ‡– ‡• (Pumping Stations) ‡ ‘Ž ¤ •• ƒ ˆ Š Ž ‡• • € Œ• ˆ „ • ’€ ‡ ‘Ž• Ž‡ – ‡•Ž Outlet Channel Gravity • • ƒ ƒ –• ‡ ‘Ž €• ‡– ‡• € €ƒ •‚• € . ‡ ‘Ž •‚ „ ŒŽ‚ ‡• ŒŽ‚ ƒ Ž ‡• ‚Ž ƒ ‡ ‘Ž ŒŽ‚ „ • WR 56:25 €ƒ ‹Ž (Crossing Structures) „ ¦ Flood flow €‹ • ¦„• ƒ ƒ €• €ƒ ‹Ž „ ‡•Ž Outlet „ŒŽ „ ‚ ƒ • Ž • ƒ € Ž „ • „ € €ƒ ‹Ž „ Š Ž • § – Design Capacity €ƒ ‹Ž WR 57 WR 57:01 €ƒ‚

‰

„ „ „ ‚ €•

••

‚ €•

4 •Ž 1. 2. 3. 4.

5

ƒ ƒ ‚ Œ Ž‚ €Ž ¥ •€‡ ‚ ‡•‘„‡

Œ• Œ• Œ

ˆ• „

‡– ƒ

„ ‚• ƒ

5-71

‡– ‡ „ €• ¥

¨¨

Œ•

‰„ „ ƒ Œ † •‚† „ „

www.yotathai.com

WR 57:02

Œ „ Š œ ƒ ‡ ƒ‘ ‚ ‹ €Ž ¥ „ „ ‚ Œ „ Š ƒ ‹•• Œ•‡ ˆ • ˜ ‹•• €Ž ¥ ƒ ƒ ‚ ‹ €• – ‚ Œ €ƒ‚ ‚ Ž €ƒ‚ •Ž —ƒ „ €Ž ¥ „ „€ • ƒ Œ• ‚Ž „ € • • „ ‚• ƒ ‚ Œ •• Ž 1. • ‹ƒ „ 5. ‡ ˆ • ˜ 2. ƒ ” Œ• Œ œ • ƒ € 6. ‚ Ž Œ 3. ƒ© „— ”• Œ• Œ 7. „•4. „€ WR 57:03 † ‚ Œ ‚ˆ •‚ ƒ €Ž ‚ˆ ƒ ” „¡ „ŒŽ 1. ‚ˆ „ €( „ •‚ ‚ €Ž ) 2. ‚ˆ „ € (Geometrical Method) „ ‚ Pn = Po (1+r)n

‡•

Geometrical Method

Pn Po r n

WR 57:04

ƒ€ ƒ 1. 2. 3. 4. ƒ€

WR 57:05

1) 2) 3) 4)

5

= Œ €• = Œ „ €• = ‡ƒ ‡Ž‚ Œ „ €Ž = ŒŽ‚ „‚ Po – Pn ‡Ž‚ Œ ƒ ‚ Œ ƒ • ƒ€ ‡Ž‚ Œ ƒ ‚ ‡ – ‚ „ ‡ • ƒ€ • € œ • ƒ † • ‡˜ ‚ • „— ”• ƒ œ • ƒ € ‚ ‡ • ƒ „ ‚ ‚ ŒŒ Œ• Œ• Œ €Ž ¥ Ž € €Ž ƒ • € ƒ ” „ ƒ€ Œ• €• – œ ƒ €Ž ¥ „ŒŽ • • Œ• € œ • ƒ „˜ ‹•• Œ• ƒ” Œ• ‡˜ „— ”• ‡ƒ ‡˜ — Ž ƒ€ Œ• „ €Ž ‚ Œ €Ž ‚ ‹•• Œ• €Ž ‚ƒ ( . ./ /‚ƒ )

5-72

€Ž Ž Œ–

‚

Œ „ ‚ Œ €

‹•• Œ•

„ •‚†

€Ž ‚ ‚

€Ž ‚ƒ ( € / /‚ƒ )

Ž

www.yotathai.com

WR 57:06

€• …€

‚ ƒ „ • †‡ƒ ‡ˆ ‚

€

Š•ƒ

• †‡ƒ • ‡ • •… … ‚ • 2 ‰Š 1) Physical Loss ‡ ‹Œ • Œ ‡„ ‰ 1.1) ‡ „ • • ‚ …€ „ • Ž• • ƒ…•‚ ‡ „• † ƒ • €Š • ‚ • ‚‡ • Š • •‚ ƒ ‚ • •‚ ƒ ‘ ‚ †‡ ‚… …€ƒ • ‚ • €• ‚ 1.2) ‡ „ • • ƒ† ƒ ‡ „• † ƒ „ ‡ Š • ‚ ‡ Š ‚ • ‚• ƒ • ‚‹• ƒ ‡ Š • • ‚‹• ƒ 2) Non Physical Loss ‡ ‹Œ • • •• • ‡„ ‰ 2.1) • †‡ƒ • Ž ’ • ‚‰ ‚ •‚ “ € 2.2) † ƒ† • „ •” ‚ 2.3) • €•† ƒ • …•ƒ †ƒ ƒ 2.4) „ ‡ „• • •‚ ƒ ‹ ‚ ‚ •‡ Ž (Total Loss) • ‡ • ƒ 25% WR 57:07 ‰Ž • †ƒ „ (Peak Factor) † ƒ† • ‰ Ž • †ƒ Š‡ „ Š ƒ € • † ƒ • –€ Š • ‡ ‡ Š •… •‚† „ „ • € € …€ ’‰ ‚ ‚ †‡ƒ ‡ † • • ‡ ‰‚ ‰Ž• •‡ Š ƒ Š € Œ ‚• ƒ €€•”Ž • † ƒ •† Š — ’ ‰‚ ‚† ‚ 1.1-2.0 WR 57:08 • ‰ Ž‰ ƒ • † ƒ …€ •€• € ‰ Ž • ƒ ‡ ‰ ƒ • = MDD + ‡ …€ † (Raw Water Demand) ˜Œ •‚† ‰ € ‹ Œ Ž • ‡ ‚ (Water Sale) = ƒ† ƒ x • †ƒ •‡ ‚ ‰ ƒ • –€ ‚ (Average Daily Demand, ADD) ‰ ƒ • „ ‚ (Maximum Daily Demand, MDD) ‰ ƒ • „ ‚ ’ † … ‚€ (Peak Hourly Demand, PHD)

5

=

ƒ† ƒ x (1-

• †ƒ )

= 1.3 x ADD = 1.5 x MDD = 1.95 x ADD 5-73

€ •€• € ‚

www.yotathai.com

WR 57:09

WR 57:10

WR 57:11

WR 57:12

WR 57:13

Peak factor • Ž † ƒ† • Ž• ‚ ƒ €€•”Ž • † ƒ ‡ • ƒ € • • €•”Ž • †ƒ • • ‰ Ž‡ Peak factor €•”Ž ‚ — • • ƒ €• † ƒ … ‚€ Š ‡€• ˜Œ • ‰‚ Ž 1.1-2.0 ‚ • † ƒ –€ † ™ …‡€‚ ••• • ƒ • †ƒ • • 2 …‡€‚ • ƒ…•‚ 1. (Surface Water) • ƒ…•‚ … ‚ ‰€ ‚ •ˆ ‰€ € • …€ € ƒ 2. † ƒ (Ground Water) • …ƒ •‚ € •Žš•• €Š •…‡€‚ ’ • •Žš•• €Š •…‡€‚ ‡ • ƒ…•‚ 1. Ž ƒ „ ‡ • € ’ • ‚•‚ †‡ƒ • €• ‚‰ ƒ • †ƒ Š• †ƒ ƒ Š —… ‚ † • Ž Ž ƒ „ • ‚ •• • Ž ‹Œ • ƒ • ‡Š • • Ž… €Š • Š ƒ „ ‹•• ‚ 2. …‡€‚ ’ • ƒ • ›œ • • € ” ‚ — ‚ •• „ ’ … ‡Š’ „ ‡• ƒ 3. ‰„Ž ƒ • •Žš• ‘ ‹ € •ƒ •• • ‰„ Ž ‰ • ‰ … € ƒ Š € ‰ „‚ • ˜ ˜ƒ † • •… …€ ‰ ‰„ • • € 4. …‡€‚ ‹ € • ƒ’ † ƒ ƒ „ • € Ž …€ † ƒ• • € • ‚˜ ˜ƒ • ƒ ‰• • ‚ — 1. 2. € 3. ‚ …€ •‚ • ƒ 1. ’ … 2. ‰ Š … 3. ‚ ‚ ’ … • • Ž €Š •† ƒ 1. …‡€‚ „• Š ’ … • ‚ • • ‚• 6 ‰ † ƒ’ • 2. ’ … ‚ …‡ƒ ‡ Š ‚ ƒ (Intake) •€ …‡€‚ ‡ Š … Š „ - „ … • ‚ • •• ‚ 6 3. … ‡ Š €Š Š „ - „ … • ‚ • • …€ •‡€• ‚ • 4. ‚ …€ ‚ • Š• ‚ ‹•‚ ƒ ’ …‡€‚ • ƒ

5

5-74

‰ Œ

€Œ „ „

ƒ ‡•• ƒ ‰ €Œ

„ „

Š

€Œ

‰

www.yotathai.com

5. 6.

˜ Infiltration Gallery † • Ž † … ‚ Š …€ Š … ‚ …‡ ‚ • •‚ ƒ ’ … ‰ • ‚ €Œ• ‚† … ’ †‡ƒ‡€• € Ž‰„ƒ ’ • ˜ Ž • Ž•‚ …€ ‡€ ‚ ˜Œ • • 7. ƒ € „ † • …€ƒ ‡ ™ • • ˜ 50 ™ Š • Ž • ‡ • • • ‚ • •… ‰‚ ‹ …€ ‰• • ‚ — †‡ƒ ƒ „ ™• • ˜ 25 ™ ‘ •Žš•• •… • • ‚ 8. • (Design Intake Discharge) Š ‚ • ‹ € ‰‚ ‚ • 110% ‰ ƒ • † †ƒ „ (Maximum Daily Demand) Š † ƒ Š Ž ‡ • €ƒ ‹ • • Ž † ƒ Š —† • • € 9. • Ž • • ‚ •ˆ ‡ Š †‡ ‚ ‰ • Ž †‡ƒ ‚ ‹ •ƒ ‚ ‚ „‚ € Š••ƒ Ž ˜Œ ‰„Ž •‚ 10. • €Š • ’ … ‰ • Š ‡ • •€ € † ‡ ƒ ’ – ’ … ‚ …‡ƒ ˜Œ • ‚ ‹‚ Š •ƒ ‡ ’ … †‡ƒ Š “›œ ‡ • ‚ ƒ ƒ ƒ WR 57:14

‰Š

…

‡€•† •

• Ž €Š •† ƒ†‡ƒ ‡

•

„ ƒ‘ ƒ Š ‰

…‡€‚ 1. …‡€‚ • € … € •† ƒ‰ Š •• • ‡ Š ‰Š Submersible 2. …‡€‚ • € … € ƒ † ƒ‰ Š ‡ ’ ‚ 3. …‡€‚ † ƒ † ƒ ‰ Š •• • ‡ Š Submersible WR 57:15 • •… ‰ Š … ‡€•† • • Ž 1. • ‡ †‡ƒ ‰ Š … ‹ ‚ • ƒ† Ž 110% • € ƒ • € (Plant Capacity) ‰ • ‹ ƒ† ƒ † Š ƒ ƒ • • † • ‰ „ •” ‰ Š ‚ — • • €Š • ‰ Š ƒ 2. • • Ž ‰ Š … ƒ ‰Š • ˜€ ‡ Š • ‰Š • •““• †‡ƒ • • ƒ €•“ Š — • €Š •† ƒ „ ‡ Š ‚ Œ ‚• ‚ … †ƒ WR 57:16 ‚ ‚ Ž† • •‚ ƒ ž‰ • -‚ Ž — ž • •… • ƒ• ‡ „ ‚ †‡ƒ ‡ • • †ƒ ‡€•† • • Ž €Š •† ƒ 1. … ‚ ‚ ‰ • …€ „ ‰ ‚ • ‚ ƒ „ 2. • •‡€ (Flow) ‚ • 110% • € • € (Plant Capacity) 5

5-75

‰ Š

€Œ

www.yotathai.com

3. 4. 5. 6.

‰ ˆ • ‚ ƒ • ‚ 0.3 ./ ‰ ˆ –€ † ‚ Ž 0.50-1.50 ./ ‰ ˆ „ ‡ ‚ ‡€ˆ•…€ ‚ Š — 6 ./ ‡• Š ‚ ‰ …‰ ‡ Š „ ‰ • ‰ • Ž ‚ †‡ƒ Š•ƒ ‡ •€• € † ‡ ƒ ƒ WR 57:17 € • €Š •† ƒ • € • Œ ‚• …‡€‚ ‹Œ ˜Œ ‚ 2 ‰Š …€ † ƒ ’ • • € 1. …‡€‚ † ƒ• € Coagulation ( ƒ • ) ® Flocculation ( • ) ® Sedimentation ( • • ) ® Rapid Sand Filtration (• ˆ ) ® Disinfection (Ÿ‚ Š ’ ‰) 2. …‡€‚ † ƒ (‰„Ž • ‚ Fe …€ Mn ) † ƒ• € ’ Aeration ( • ž) ® Sedimentation ( • • ) ® Rapid Sand Filtration (• ˆ ) ® Disinfection (Ÿ‚ Š ’ ‰) 3. …‡€‚ † ƒ (‰„Ž ) † ƒ• € ’ Disinfection (Ÿ‚ Š ’ ‰) 4. €…€ • ‚ † ƒ • € … RO (Reverse Osmosis) • • € Š … •‰€ • • •• • WR 57:18 ‚ …€ •‚ ‡€ • • • ƒ € …€ƒ • ƒ• ‹• ‚ •‚ ‰ • Ž Š • ƒ ‚ ‡ €• ‚ — „ „ ‚ ‚ ‰ ‡ ‡ € Ž„ ƒ †ƒ „ ‚ ‡ • ‡ ƒ …€ Š † ƒ • ‡ Œ ‰ • • • ‚ ‚ † ‚ • • • •‡€ •• ‚ •„ „‚ ‡ •‚ • ƒ…•‚ 1. • ‰ ‰„ • •‡€ †‡ƒ ‰ 2. • ‚ “ • ž Œ † ‚ 3. • • • …€ • • •‡€ 4. Ž •‡€ † ‚ ƒ … ‡ ƒ • †ƒ „ 5. ‹• • Ž• •‚ ‡ Š ‡ „ •‚ • ƒ Š ‰ • 6. ‰ ‰„ • •‡€ † ‚ ‚ WR 57:19 • •‚ •‚ 3 •† ƒ † ‡ Œ ‡ Š ‡€ † ’Œ ‚ •‚ ‡ Œ — •ˆ• ƒ Œ ‚• Š — ‡ Š •• Š — ‚ •‚ „ „ • ƒ…•‚ 1. ž … ’ ƒ ‹‚ ’€• (Gravity) € ‚† …€ ƒ † ƒ ‚† Š • ‚ …€ Š •‚ €ˆ• 5

5-76

www.yotathai.com

2.

•‚ ’ ƒ ‰Š † ƒ• †‡ ‚ ƒ† ƒ • • …€ • •‚ ‚ ‡‹ • ‚ ‹ • •ƒ 3. •‚ ‚ • ž … ’ ƒ ‹‚ ’€• …€ •‚ ’ WR 57:20 •‚ ‰• • ‰ 1. ‹ † ‡ ‹Œ ‹ •ˆ •• • ƒ Š •‚ • ‹ † €ˆ•‡€ •„ Ž„ ‡Š • ‹ †‡ ‚ ‹ •ˆ• ƒ Œ ‚• ‰ ‡ Š — († • Ž • ƒ …€ † ƒ… ‡ ‹ • ƒ) -

‡

=¼

-½ ‚

MDD (

Ž 6-12 ’ )

2. ‡ ‹ ‡ ƒ •‚ ƒ … ’ ƒ ‹‚ ’€• • ‡ ‹ ‚‡€ •„ † „ Š †‡ƒ … ‡ • •‚ …•‚ „ 1) ‡ †‡ƒ ‡ ‚ ‰ •„ ‹•‚ † ‚ Peak Hourly Demand • ƒ Ž 1 . ‡ Š ‰ •„ ‹€ƒ ‡ ƒ • • ƒ ‚ Š ‚ ƒ 2‡ ƒ • ( Œ • ‡ ƒ • ) ’ ‰‚ •‡ •• ‚ †‡ƒ† ƒ‰‚ … ‚ ƒ • ‚• ‘ 2) ‘ ‰Š 120, 250, 300 …€ 500 € . . ‰ ‹ Ž 25-35 . ( • • Š ‹Œ •ƒ ‹ ) 3. ‰ Š … ‡ ƒ • •‹ † • ‹ ‡ Š • •‚ ‡ Š •‚ †‡ƒ• ƒ† ƒ ’ ‡€•† • •… 1) ‰ ’ Š •• ‰Š … ‰Š €ƒ • (‹ƒ ) ‰ Š €ƒ ‡ ƒ (‹ƒ ) …€ Š ‡ • † ‰ „ • Ž•† • ‚ ƒ ‰Š ‰ ‡ 2) ‰ Š … • • …€ ‡ • • † ‚ • † ƒ ƒ † ƒ –€ …€ † ƒ „ 3) • ‰Š … ‚• Ž‰ ƒ • „ ’ (Peak Hourly Demand) 4) ‰ Š •‚ •“• Ž •““• ‡ Š ‰ Š … † ƒ‰ Š • ˜€ • • Ž• ‰Š … • • • •‡€ • •‡€ (Flow Rate) (€ . ./ .) 125 125-500

•

•• ‚ 500 ‡

5

‡ „:

†‡ ‚ €ˆ•

= =

‰Š †ƒ (

2 (1) †‡ ‚ 1 (1) €ˆ• 1 †‡ ‚ 3 (1) €ˆ• 1 50% 25%

5-77

)

‰Š

•

3 … ‚3 Œ • … ‚4 Œ • Peak Hourly Demand Peak Hourly Demand

„ „

www.yotathai.com

• ‰

Ž

‰Š

… …€ … ¡ (Efficiency Pump)

† ƒ • ‰ Ž Pump €ˆ• ‚ • 0.6 †‡ ‚

’ †ƒ ‚ ‚ • 0.75-0.80 4. ’ … • €Š •† ƒ’ … … •Ž ƒ • •‹ † …€ • ‚ ‹‚ ’ • ƒ ‡ Š † ƒ• • • •‹ † € Š ’ •’ … ‚ …‡ƒ • † ƒ •• ‚ Š • • • ‚ ƒ €‚ ƒ ‰Š Positive Suction Head …€ • •… †‡ƒ • • ‹ † 5. ‚ •‚ • •… ‚ •‚ • •… …€ „ • Ž• ‚ — ‰ • ƒ † ƒ Š •‚ • •„ ‡ ƒ Ž …€ … ‡ … •‚ ’ • €•”Ž ‚ (Loop) …€ … •ƒ € (Branch) • WR 57:21 • €Š •† ƒ ‚ • Ž•• ƒ 1. … † ƒ ‚ €Œ 2. €•”Ž Š …€ • • • ‚ 3. • €Š • ‚ ‚ 4. • €Š • ‚ ‰ ‚ † ƒ† 1) ‚ PVC (Polyvinyl Chloride Pipe) • ‡ †‡ƒ† ƒ• Ž… † ‚ •‚ / ‚ • ‚ • 0.60 • ‰ ‡Š Ž 60 • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž PVC 13.5 ‡ ‚ ƒ ‚ ž • • € • ‚ • 100 . …€ • ‡ †‡ƒ † ƒ ‰ ‰„Ž PVC 8.5 ‡ ‚ ƒ ‚ ž ••€ … ‚ 100 . Œ • 2) ‚ PB (Polybuthylene Pipe) • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž SDR 13.5 ‡ ‚ ƒ ‚ ž ••€ • ‚ • 50 . …€ • ‡ †‡ƒ †ƒ ‰ ‰„Ž SDR 17 ‡ ‚ ƒ ‚ ž ••€ • 50 . † • Ž … † ‚ •‚ / ‚ ƒ • ‚• 0.60 • ‰ ‡Š Ž 60 3) ‚ HDPE (High Density Polyethylene Pipe) • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž PN 6.3 ‡ • Ž … † ‚ •‚ / ‚ • ‚ • 0.30 • ‰ ‡Š Ž 30 …€ • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž PN 10 ‡ • Ž … † ‚ •‚ / ‚ •• ‚ 0.30 • ‰ ‡Š Ž 30 …€ • ‚ • 0.60 • ‰ ‡Š Ž 60 4) ‚ ‡€ˆ• (Steel Pipe) • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž ‹ ‰ † ƒ Working Pressure „ • ‚• 1 • ‰ ‡Š Ž 100 5

5-78

•‚†

www.yotathai.com

5)

‚ ‡€ˆ• • (Galvanized Steel Pipe) • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž ‹ ‰ † ƒ Working Pressure • ‚ • 1 • ‰ ‡Š Ž 100 6) ‚ GRP ‡ Š ‚ † …•ƒ (Glassfiber Reinforce Pipe) • ‡ †‡ƒ† ƒ • Ž… † ‚ •‚ / ‚ • ‚ • 0.60 • ‰ ‡ Š Ž 60 • ‡ †‡ƒ† ƒ ‰ ‰„Ž PN 10 …€ ‰‚ STIS (Specific Tangential Stiffness) ‡ • † Š ‚ WR 57:22 ‡€• •Žš•† • •… ‚ •‚ 1. •… †‡ƒ … Network ˜Œ Loop Dead End †‡ƒ ƒ „ 2. ‚ (Main Pipe Line) … ‚ 100 . Œ • 3. ‚ (Sub main) … ‚ 50-80 . 4. ‰ ˆ † ‚ •‚ ‡€•• ‚‰ • 1.8 ./ 5. ‰ ˆ † ‚ ‚ Ž 0.8 ./ …€ • ‚‰ ƒ • ‚ 0.3 ./ 6. • •‡€ † ƒ† • •… (Q) 1) ‚ ‚ • ‚• ƒ ‚ • ’‰ ‚ ‚ •‚ Q = Maximum Daily Demand (MDD) = • € € 2) ’‰ ‚ ‚ •‚ …€ ‚ ‚ ‚ • ’‰ ‚ ‚ •‚ Q = Peak Hourly Demand (PHD) = 1.5 x • € € 7. ‰ ˆ † ‚ •‚ ‡ •• ‚ 8. • ‰ Ž Hydraulic † ƒ Hazen-William 9. ‰ † ’‰ ‚ ‚ •‚ 1) ‰ „ • ‚ • 60 2) ‰ „ Peak-Hour Condition • ‚ ƒ • ‚ 10 10. • ‰ † … ‚€ ƒ ‚ † • ‰ ‡• ’‰ ‚ ‚ •‚ 1) • ‚ • 10 ./• . ‡ ‚ Dia. 100-300 . 2) • ‚ • 3 ./• . ‡ ‚ Dia. 400 . Œ • 11. ‚ •‚ † ƒ • ƒ…•‚ ‚ ‡€ˆ• ‡ ‚ PVC ‚ PE ‡ Š ‚ PB 12. ‚ € ‹ † ƒ ‚ ‡€ˆ• † ƒ ‡ Š ‚ ‡€ˆ• • ‰ •Ž ƒ ‚€ ‹ • ‡€ †‡ƒ† ƒ ‚ € • ‚ ‡€ˆ• ‡ ƒ ‚ ž ••€ †‡ ‚• ‚ ‚ € † • ‚ ƒ • ‚ 20 ˜ ‰ ‚ €•ƒ ‰ •ƒ • ¢‹ • ‡ 13. ‚ ‡€ˆ• • †ƒ ƒ ‚ ž ••€ • ‚ • 150 . 14. ‰ • ‰ Ž Network ’ † ƒ … • € ‰Ž ž • ‚ LOOP, EPANET ƒ

5

5-79

ƒ ‡••• ‰ €

www.yotathai.com

• €Š •

‚ • • • •‚ ƒ ‚ ž ••€ ‰ ˆ † ‚ ( .) ( ./ ) 50-75 0.6-0.8 75-150 0.7-1.0 200-300 0.8-1.2 350-600 0.9-1.4 WR 57:23 … • € ‰Ž ž • EPANET £ ’ US EPA ’ …• •… …€ ‰ ‰ ‡• ’‰ ‚ (Network) ƒ ‚ ‚ •‚ † ƒ… ’ ‹ ‡Œ “ Epanet •€ •• €ž • (Hydraulic) …€ ‰„Ž (Water Quality) … Single Period …€ Extended Period ’ …• EPANET ƒ • Input Parameter Š • ‰ ‡• …€ Output Parameter • ƒ ‚ • ‚

• ‡€• Network Junction ‰Š Node • Pipe

Input Parameter •„

Reservoir ‰Š Node … …‡€‚ †‡ ‚ • ‚ ‚ •ˆ ‹ † Tank ‰Š Node ˜Œ … ‡ ‹ Pipe ‰Š Link ˜Œ … ‚ † † ƒ Š ‚ ‡ ‚ Node • Node Pump ‰Š Link ˜Œ … ‰ Š Valve ‰Š Link ˜Œ … €• ‡ ‚ Junction • Junction

‰‚ Pattern

‰ ‰

ƒ • †ƒ ƒ • †ƒ

Output Parameter ‰ ƒ • † ƒ • •„ … •„ Hydraulic Grade Line (‰‚ + … •„ )

‰‚

Ž ‚ •ˆ

•‡€ •• • (Reservoir) ƒ

‰‚ ‰‚ •ˆ •• „ Ž •‡€ •• • Tank ‰‚ •ƒ ‹ ƒ ‚ ž ••€ ‹ ƒ ‰ ‚ ƒ ‚ ž ••€ ‚ • •‡€† ‚ ‰ ˆ ‰‚ ‰ „ ‚ • •‡€† ‚ ¤ ‚ ‰‚ .• 1• . ‰ • ‡‚ • Pump …€ • ‚ (Q-H Pump) ¤ † Pump …€ €• …€ ‰ ˆ • •‡€ ‚ ‰‚ ƒ • ‰ ‰„ ‰‚ . €• ¤ † €• •

‚ • ‰ Ž‡ ‚ ‚ HDPE †‡ƒ Node € ‚ … • ‚ • ‚ 10 . • • •‹ † ƒ 300 € . ./ . ‚ 60 . ‚ ‚ … • 8,000 . ‰ ƒ • † ƒ € ‚ 200 € . ./ . …€ ‚ ‚ 4,000 . ‰ ƒ • † ƒ € ‚ 100 € . ./ . 5

5-80

•

www.yotathai.com

4 EPAXT 2 • til-N£T _ Ml Edit

View

Project Report

DafUd itaXN g

Window

?;.]

Help

น 3 •ร,

+

*t

K OS0HC?MT

Netwoit Map

C3

Pr*»»4i>« 25 DO

50 00

75 00

Q

100 00 m

-

L

200 KUAjm.

-

J

Q

-

I'

13

I S3

Day 1.12:00 AM

100 4

4 000 II.

''.1)0 00

Flew

25 00 50 00

75 00 100 00

CUH

cm Network Table - Nodes

Rlttlt-ar 1

ร

Be.

Demand

Elevation

No* ID Jieic 2

* 40 fc.

Head m

oil

m

Pies ore m

0.00

100 00

■lire 3

70

JCOOO

9213

??13

JKTKA

80

100 00

80 04

10 04

Rervr 1

40

-300 00

40 00

000

(25 Network Table - Links

Diameter

Length m

Ur*©

Floÿtwesi

mm

Flow

Vetoot,

๗!

CMH

£0.00

-

ra

UnHeadoss m/1;เท

Roe 2

0000

too

140

30000

066

088

Ppe3

4000

300

140

100 00

023

052

Puipl

BTir'A

BN'A

BN'A

300 00

000

-6000

WR 57:24 • • ž (Air Release Valves) …€ †‡ƒ •… Ž ‚ ‹• • Œ • ‚ • ‡Š • € … € Hydraulic Grade Line ‚ • ‡ (‰ ‹ (Static Pressure) € … €€ €) „ …€ … • €• „ ‚ ƒ ‚ ž ••€ • ‚ • ( .) 100 200 300 600

WR 57:25 • … ’‰ ‚ ‚ ‡ ‚

† 1) 2) WR 57:26 • 1. 1) 2) 5

€•

… •

„

… • €• ƒ ‚ ž ••€ • ‚ • • ‚ ( .)

Small orifice Small orifice Small orifice Double orifice or Combination

25 50 80 100

’ € • “ (Blow Off) †‡ƒ •… ‚ ‚ ‡ Š •„ Š ‡ † • ‚ ‚ •‚ • • Ž † ƒ‡ € ‚ • ‚ • Ø 100 . †‡ƒ ’ €• • Ø 100 . †‡ƒ ’ €• € (Fire Hydrant) † • ‚ • ‚ • Ø 200 . †‡ƒ ‚ • Ø 200 . †‡ƒ 5-81

‡ ‡

‚

ƒ ‚

€•

Š “

… •

•€ ‡ ƒ• ‡ ƒ• ‡ ƒ•

’ € •- “ •„ „ •• • ‚ ‡ ‚ †• •• • ‚ • ƒ “ Ø 100 . “ Ø 150 . • Ž € Ø 100 € Ø 150

Œ€ „

. .

Œ€

€ • ”

Œ€ € ƒ Œ

www.yotathai.com

2.

…‡ ‚ † • ’ • • ‡ €• ‚ ƒ ‚ ž ••€ 150 . ‡ Š †‡ ‚• ‚ … ‚‹ƒ ƒ ‰ ‰€„ Š • ‡ €• ‚ ƒ ‚ ž ••€ 100 . •ˆ• ƒ •• …‡ ‚ •„ ‹ ‡ ’‰ ‚ ‚ •‚ ‡‚ ‡ € … ‚€ •„ • • ‡ • ƒ … •ƒ Š • ‡‚ • „ 1) • ‰ƒ „ ‡ … ‚ „ ‡• 135 2) • ž 180 WR 57:27 • † • • Ž …‡ ‚ …€ 1. …‡ ‚ …€ „ 1) ‚ ‚ • …€ • ‚ • ‚ • ‚ Š • Ž ‰ ‡ …‚ƒ • ‚ • 2,000 2) ‡‚ ‡ ‚ •‚ †‡ƒ „•— • ‚• 1 •’€ 3) ’‰ ‚ ‚ •‚ …‡ ‚ …€ ‡‚ † • • Œ ‚ • Š ‡€•• ’ • • • Ž ‹Œ • … ‚ • ƒ† ƒ † … ‚ • ‰ ‰„ …€ • • • Š ‚ • • ƒ† ƒ †‡ƒ ƒ „ † • Ž • ˜‚ …˜ ‡ Š ‡ „ • •‚ ‡ Œ † • • ƒ ‰ ‰€„ Š †‡ƒ Š •• ‚ 20,000 † • Ž • ‡ „ •‚ † † •ˆ 2. …€ 1) ƒ ‚ ž ••€ 300 . ‡ Š €ˆ•• ‚ † ƒ € • (Gate Valve) 2) ƒ ‚ ž ••€ †‡ ‚• ‚ 300 . † ƒ ™• Š (Butterfly Valve)

5

5-82

Œ€ Š

www.yotathai.com

6 WR 61 WR 61:01

• €

(Contractor)

€ (Engineering) † † (Engineering)

‚ ƒ EPC € „ (Procurement) …‚€ € (Construction) ‡€€ …‚ ‚ ƒ EP € „ …‚€ (Procurement) ˆ‰€ ‡€ 2 ‡ ‚ € „ Š…‚ Š ‹ € ŒŠ Š€ € • € …‚ „ •€ „ ˆ‰€ Ž • ‚ „ • € • €€ (Owner Engineer) ‚ € ‹ • … …‚• Ž WR 61:02 € …‚ • ‘ € (Document Transmittal Form) ‹ ‚ …‚ Œ Š Š…‚ Š € ‡ 1. Š …• Ž ‡€ •• Ž 2. ’“ ‚ € ‘ - ‹ (For Review) - ‹ • … (For Information) - ‹ € ” “ Š (For Final) - ‹ € ” € € (For As-built) WR 61:03 Ž ’ ‚• € …‚ … ‹ Š • €• € …‚ ‡ ‚ ’ €• • ‹Š€ ‚ € ‚ …€ … Ž ’ ‚ € ‡ (1) • • ‚ (No Comment No Exception Note) ‡ ’ €• (2) •• € Š … (Amend and Resubmit Exception Note) ‡ ’ €• Š •• (3) € •• (Returned for Correction) ‡ • ’ €• WR 61:04 € ‚ € € ‡ 1. € •• (Design Criteria) …‚• Ž (Specification) Ž …‚ “ €• ‚ Ž € € …† –…– 2. €Œ € (Project Layout) ‚ • € ‡Ž ‡€ • ‚ Š ‡Ž … ‡Ž € ‡Ž Œ €•••— € ‡Ž ‚ … ‚ 3. € ŒŠ˜ € •••— …‚ € … Œ Š ”‹ ‚ € Œ €•••— ‚ € € € “ ™‘ƒ Š Œ €•••— …€ ‰€ 6

6-1

‚

€

•

www.yotathai.com

‚

4.

5.

6. 7.

6

’

€ ŒŠ˜ • ‹ • • … € • ‡ - ‡Ž “ € •• €• ‚ Ž • Œ € € ‡Ž “ € € € ‡Ž …‚ € Ž •••— ™ €• Œ Š ”‹ ‚ ™ € Š“ Š€ ‚ (Emergency Shut Down) ˆ‰€ ‚ Water Hammer •‰‡ Ž ‡Ž €•‡ (Pressure Rise) € ‡Ž • Œ €•••— …‚ † • € € € ‡Ž …‚ € Ž •••— ‚ €•‰‡ (Speed Rise) ˆ‰€ ‚ € ‹Š Š ‡Ž …‚ † • • Ž - • •€ …€ • •€ € “ ™‘ Œ Š ‚ € Ž ‰€’‰€ € ‚ • • Ž “€ š “ ™‘ Š - “ ™‘ ‚ €›œ€ (Embedded Part) Spiral Case, Anchor Bolt, Pipe Sleeve, Ž € •••— …‚€ € … –…– € • €Ž € …‚ Š•••— (Pipe Trench and Cable Trench) …‚ Block-out Ž …‚ “ ™‘ €• ‚ € …† ‹ „š (Design Drawing) • €€ ŒŠ˜ Š Ž ™ • Š Ž ™ † ‚• ’ ’ €• Œ Š Š € Š ‚ € Œ € € Ž • Š…‚ Š ‚ € (Shop Drawing) ˆ‰€ ‚ € •Š Š € • • €Œ € € † (Design Drawing) ’‰€ € …† (Bar List) • Š …‚ Ž • € …† € …‚ ‡€ € (As-built Drawings) • €€ … † ™‘ Ž € …‚ Ž “€ š “ ™‘ €• (Operation and Maintenance Manual)

6-2

www.yotathai.com

WR 62 • ƒ WR 62:01 Ž ‚ •‡ ‰€ ‹ • ‚ € € €Œ Š ˜ ‚ ‹ •€• Š € ˜ Œ Š• Ž Š…‚ Š (Specification) ‚ ‰€• € ‚ € €• €ƒ • ‚ € ‡ € ™‚ €• • € (Term of Reference TOR) …‚ ‚ …‚ ™‚ Ž …€ Š ‚ € ‚ƒ •• 2 ‚ƒ € ‡ 1. ‚ ƒ Š ‚ „ (Local Bid) Œ Š • € €• € ƒ • … 2,000,000 ‚ €Ž €Œ Š ˜ ‚ € Š˜ € …† ‘ ™‚ Š ‹ “ ( ‹.) Ž 2. ‚ ‚ € ‚ „ (International Bid) ‚ ‚ Œ € • € …€ “ € ˆ‡ “ ™‘ € ‚ „ Ž …‚ € … € ‚ „ • •€• Œ €•••— –…– € Š“€Š …‚ … ˆ ˆ • “ • € Ž €Œ Š ˜ ‚ € Š˜ € …† ‘ †• ™• • WR 62:02 €• • • €€ (Term of Reference TOR) Ž € €• €ƒ • ‚ € ‚ „ Š ‹ € † •ˆ ‘• € Š€ …‚ … €‹ ˜ ™‚ ‚ …‚ ™‘ • Š ‚ ˆ‰ € ‚ Š Š…‚ Š € • ‡ 1. 2. ’“ ‚ € ‘ 3. “™ • € 4. Š “™… š™‚ 5. Ž … † 6. € € …€ 7. … ‚ ˆ € 8. † …‚ ™‘ € TOR WR 62:03 ‚ ƒ Š ‚ „ Œ Š ”‹ ‚ ‚ € Š˜ € …† ‘ ‚ Š € • ‡ 1. Š ‚ € Š˜ € …† ‘ 1.1 …‚ Š …‚ Š 1.2 Š • ‚ € Š˜ € …† ‘ 1.3 € ™€ …‚

6

6-3

ƒ

•

• • (Term of Reference „ TOR)

ƒ … † ƒ

‡

www.yotathai.com

1.4 1.5 1.6

€

€ € •• ˆ‡ …‚ € Š ˜ € € ‡Ž ‚ … ‚ ˆ€ … ‚ … ‚ € €… € … ‚ € ‚ …€

1) 2) 3) 4) 1.7 1.8

€ …†

‘

Š 1) 2)

‚€‘‚ •• €

˜ •€•

Š€

… ‚ŒŠ ‘ ˜

1.9 1)

1 -

Š

/ “

/

Ž

“

2) 2 1.10 • ’ …‚ ‹ Š Š • •€ ‚ € ‘‚ ( ™ Ž ‡ ‡ ) 1.11 ‚ … ƒŠ Ž€ € ( ™ € ••Š ™‚ • € € žŸž / ¡¢ …€ Ÿ¡ ’“ Š Ÿ ¢£) 1.12 € €• € ‚ ‹„ “ 1.13 … ™¤‘ …‚ € •• Œ ˜ Š € € 1.14 € •• • • €€ € 1.15 € •• ”‹ ‚• €€ € 1.16 Š Š…‚ Š „ 1.17 Š…‚ Š Ž ™ … €€ € 2. “™ •€ ‚€‘‚ 3. … • 4. 5. … ‚ ˆ € 6. … ™¤‘ …‚ ˜ ‹ ™ 7. Ž € 8. € …‚ Š€ 9. 10. ‚ Ž “ ‹ €

6

6-4

www.yotathai.com

11. 12. 13. 14. 15. 16. WR 62:04 € 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Š€ … € € ‚ • € ˜

…€ …‚ € € § ‚

•

€

• ›¥ ¦ Š …‚ ‚ Š „ ˆ• •• ”‹ ‚€ Š ‰Š • • • €€ ’ € Ž … † “™ •€ … ‚ ˆ€ Š …• … ‚ ¦ …‚ ‚ ƒŠ€ € € € … ‚ …€ … ™¤‘ Š€ … ™¤‘ ‹ ™ … ™¤‘ ‡Ž •••— …‚ ŠŒ „‹ ‘ Ž € € 13. Š…‚ Š ”‹ ‚€ 14. Ž 15. € Ž (Survey) 16. Drawing 17. “ … (‹ ™ … … š™‚€ …‚ ‚ ) 18. • 19. — € •• …‚… … ‚ € … ( € € ¦ Š€ € ) 20. • € Š Š € WR 62:05 ‚ ‚ € ‚ „ (International Bid) ‚ € Ž ƒ š € ¨š ƒ € … Š… ‚ Š ƒ 1. ‹ ™ Š‘ (Commercial Document) 2. …‚• … (Price Schedule and Technical Schedule)

6

6-5

‡

www.yotathai.com

3. • Ž • €€ “ ™‘ (Technical Specification of Equipment Works) • Ž ‡€ •••— …‚ € …• € “ ™‘ 4. • Ž • €€ ŒŠ˜ (Technical Specification of Civil Works) 5. (Drawings) 6. • … ‹ (Supplementary Data) • … Ž ‡ ™ ‡Ž ™› “™ • € ‡Ž –…– WR 62:06 • Ž Š…‚ Š (Specification) ‚ € “ € ‚ ‚ ‡ • ‚ … ”‹ ‚• Ž Š…‚ Š € ŒŠ˜ (Technical Specifications of Civil Works) ˆ‰€ ‚ € • 3 € ‡ 1. € • (General Requirement) Ž ‚ Ž …‚ € ‚ Š 1.1 • 1.2 • … Š ’ ‡€ (Site Information) 1.3 €€Ž Š ‚ (Facility Arrangement) 1.4 … ™¤‘ (Design Criteria) 1.5 Š…‚ Š (Design Description) 1.6 • • € (Scope) 1.7 ‚ (Bid Drawings) 2. Ž Š (Definition) ˜Š Š Š• €€ €• ‚ Š 2.1 Ž€ € (Site Work) 2.2 • (Dam) 2.3 Œ €•••— (Powerhouse) 2.4 ‚ Š ‡Ž › (Stormwater Drainage) 2.5 ‚ ‡Ž ‚ ‡Ž ‡€ …‚ Ž ‡Ž Š (Plumbing and Water Treatment System) 2.6 ‡ ’ Œ € € (Removal of Existing Structure) –…– 3. • Ž Š…‚ Š (Technical Specification) € ‚ ƒ • €€ € ‡ 1€ Ž (Surveying) 2 Ž ‡ …‚ (Soil and Rock Investigation) 3 €Ž Š ‚ € (Construction Facility) 4 … € ‡Ž (Care of Water) 5 Ž “ …‚•“ … (Clearing, Grubbing and Stripping)

6

6-6

www.yotathai.com

6 •“ • (Open Excavation) 7 •“ Œ“ € ‘ (Tunnel Excavation) 8 € ’ (Embankment Fill, Miscellaneous Fill and Backfill) 9 ” ‡Ž …‚ “ • € (Cement Grout and Grout of Base for Equipment) 10 € ’ (Road Work) 11 (Concrete) 12 …† (Reinforcing Steel) 13 …† Œ € € (Structural Steel) 14 € Œ… ‚ (Metal Work) 15 € • (Masonry) 16 € ” (Plastering) 17 Š € ‡ ‡Ž “Ž Š (Waterstop, Joint Sealants and Fillers) 18 € ‚ ‡ € (Tiling) 19 € € (Finishing) 20 € ‚ € 21 € (Painting and Coating) 22 € …€ (Roofing) 23 ‚ ‡Ž ‚ …‚ ‡Ž €‡ (Plumbing) 24 € •† (Piling) 25 € † …† (Soundries) –…– …‚ ‚ ‚ Š 1. • (General) 1.1 • • (Scope) 1.2 Ž Š (Definition) 1.3 • “ (Submission) 1.4 • …‚ ‚ Š (Standards and Codes) 2. “ (Material) 3. Ž (Execution)

6

6-7

www.yotathai.com

WR 63 WR 63:01

“€ …

• ‚ Š “ € …‚ “ Ž Ž … ( ‹… ‹ ˜‘, 14 Š Š 2556) † … “ € Š’‰€ € Ž • Ž € Š € Š § Š …‚ ‚ • € ‚ Ž €•• € € …‚ † ‚ Ž • € € • Š § Š Š § Š • ‚ € Ž ‚Š … ‹ ’ •• …Š …€ ‚ Ž ‡ Š • ‡€ ‡ € Ž “ ‚ Ž• € € • Œ Š ‹… Œ Š• € €• € Š € ‡ “ € ‰€ ‚ ŠŽ 3 ‚ (1) Ž ‚ € € ¦ (2) Ž ‚ ’ •• …Š …€ ‚ Ž•€ € …‚ (3) Ž € ’ ‚ Ž € “ Ž … Ž … “ § Š Ž Œ Š‚Ž Ž Ž … …‚ Ž ˜ Ž … • Š Ž … ‰€ € Ž … € § Š ‚ Ž … § ŠŽ • • Ž … € Š § Š Ž … • Š § Š ‡ • € • Ž … €Š‰ … • Ž … • § Š …‚• Ž … …Š• § Š WR 63:02 Ž “ € € ‚ Š 1. 2. ™‚ € 3. “€ € WR 63:03 • € ‚ ™ Ž € Œ € Ž § Š …‚ ‚ Š ¦ • € € € € Œ € € € € Œ ŠŽ ‰€• € “€ € € Ž € ‡€ ™‚ € …‚ “€ € WR 63:04 ™‚ € ‚ Š Ž Š • Š ‹ “ ‹.„. • 2535 …‚ •• ‹ • 72 Ž ™‚ € € ‡ 1) Š€ ¦ € • € € …‚ “ ™‘ … “ € Š€ Œ Š Š …‚ Š …‚• Ž “ ‘ ‡€ ‹ ™ € Š“ € ‹€ •€ “ € … Š€ ‹‹ ™ € • 2) Ž (1) ™ • €Š ™ † … €• ‚ • • € €™ ’ Ž • …€ 6

ƒ

6-8

‹

www.yotathai.com

Ž€

€ ‡ •Œ Š † …‚

Ž

…

€ …Š

…€ •• ‹ € ‹

• Ž 3) Œ Š …€ € € ƒŠ 3 ‚˜ • € € …‚ † 4) † ’ € ’ • Š…‚ … ’ €€ € ’ €‡ Ž € … ¦ € ‡€ ”‹ ‚€ … … • Š € Š2” € 1 ” …‚ Ž Š€ ‚ Š Š Š€ …€

€

€• Š…‚ Š …‚ Ž

‡€

‡ •ŒŠ † “ Š …‚• Ž € €€ € ‡ …‚ ™ Œ Š…€ • ‹ “1” ‹ …‚ Š€

™ † …€ € ‡€ € † • • Š…‚ Š …‚• Ž Š€ ‹ “ ‹ € … ™ 5) ™ € € • Š € Œ Š Ž † Š€• ‹‹ ™ € ’ € € € ‡ • ‰€ ‚ Ž (4) WR 63:05 “ € € ‚ Š Ž Š • Š ‹ “ ‹.„. 2535 …‚ •• ‹ • 73 Ž “ € € ‡ 1) …‚ “ € ™ ’ Ž • …€ Ž € € ‡ • “ • Š…‚ Š …‚• Ž “ ‚ Œ Š € …Š …€ •• ‹ € €• † …‚ … €‹ • …‚ Š…‚ Š …‚• Ž ’ €• • • ¦ † € Š“ € ‡ ”‹ ‚ ‰€ ‡€ … ™• € ‚Š ¦ ’ € Ž € …‚ Š€ ™‚ € 2) ™ ¦ Š…‚ Š • Ž • • Š• ’‰€ € ‡ ‚• • Š…‚ Š …‚• Ž Ž † … ‚• € •†€ € • • … € • … ƒŠ €‹ € ‡ • … Š€ ™‚ €Œ Š † 3) ‰ ƒ‹ ¦ € •€ € …‚ “ ™‘ … Š ‹ ‡€ … ¦ € Š“ € …‚ “ Š“ € Š € Š 2 ” ‹ Š€ ™‚ € “ ‘ …‚ † š • ‹ ‹ “ †€ …‚€ Œ Š’ Ž •€ € ‹ ‚ •€ Œ Š ‰ ¦ € •€ 6

6-9

www.yotathai.com

€ ‚ “ Š…‚ Š •‡ ¦ € …‚ “ Š 4) Ž …€ Ž • € € …‚ ’‰€ Ž € € …‚€ Š€ … ¦ € • € € • • ™‚ € ƒŠ 3 Ž ’‰€ Ž ‡ • WR 63:06 “ € €Œ € …€ ‡Ž ‚ Ž … ¦ € € ‚ ¦ € … …Š “… •€ Œ € €‚ …‚ • ŠŒ Š …‚ €• ‡ ‚’ ŒŠ€ Š € ‘ … €• „ € Š ƒŠ “ € …‚ Ž …Œ Š — Š‹ … ¦ € Œ € € €• ‡ Ž † …“ ’“ ‚ € ‘ ƒ Š … € ‚ ™ …‚ “™ƒ ‹€ Ž ˆ‰€ “ € €Œ € € …€ ‡Ž ‚ € …“ ‚ € … €• ‡€ € € € ¦ € € …‚ “ “™ƒ ‹€ WR 63:07 € € € •‡ Ž € “ • € Ž € • …€ “ ›© Š € Ž • ¦ ‚ € € € Š•€ € € € 1. • … € € € 1) ‚Š‚ … Ž Œ € Ž 2) € 3) ™€ € € ‚ ™ 4) ƒ ‹ƒ ‚ „ 5) • … ’ ‡Ž › ’ ‡Ž 2. •‡ € € € 1) ‡Ž Ž ™ ™ ‡Ž • … € ‡Ž - Ž ˜ ‡Ž ‚ ‘ ‹ ˜‘• € ƒ ‹ ƒ ‚ „ ’ ‡Ž ’ ‡Ž › ™€ „ Šƒ ‹• € ‡Ž - Ž € … ‡Ž 2) ¦ € € „‰ š …‚ Š “ € Ž • €€ ‚ € …‚ € ‘ ‚ ‡€ Ž ™ ™€ …€ ‡Ž - Ž …Ž € …‚ € … € ¦ • € …‚ …€ ‡Ž - Ž ™€ …‚ ‚Š‚ … € € …‚ …€ ‡Ž 6

6-10

•

Ž

www.yotathai.com

3)

-

€ €

€ „ Šƒ ‹ …‚ ‚ ˜ƒ ‹• € € € … € “™ “ € …‚ “™ƒ ‹• €€

…‚ - Ž • …‚ Ž € € …€ …‚ … € ‚Š‚ €• € “ 4) “ “™ • € “ € “™ “ € - Ž …€ “ 5) Ž …€ 6) € ‚ ™ WR 63:08 ¦ € €€ ‚ Š … š™‚• €€ ‚ ƒ €• 1. € •“ 2. €… š™‚ ‡ …‚ ‡ 3. •“ • 4. € ’ 5. ’ “ € 6. ’ ‹ „š 7. ™¤‘ Ž 8. Ž Š ‡ ‰ ‡Ž WR 63:09 € •“ 1) €•“ • ‚ …‚• Ž •“ € Ž ‚ ‚ € ‹ „š € — € • ƒ ‹ ˜ …‚ € € • • •“ Š Š 2) ™ “ˆ‰€ Š • • •“ Ž (Loose Rock) Š Š “ … ˆ‰€ ‚ (Slide) … …€ •“ • € Ž •“ Š 3) ™ Ž •“ ‹ €€ • •€ Œ € € • Ž • €…‚ ‚ ™ 50 ˆ ‹ ‚ 4) ™ ‚ €‚ ‚€ •“ Œ Š‹Š Š š Ž •€ Š Ž • ‚ 5) ™ •“ ‹… • Ž • €… ‹€ … Š ‚ Œ‹ € €ˆ ˆ •• 6

6-11

™€ “€

€ ‡

ƒ•‚ ‚

•

Š Š … … • … €•“ ‡€• Š

•

Š Š

‚

www.yotathai.com

6)

™ •“ ’‰€ ‡ • ‚ … ‹ Š ŠŠ •€ ‚ € Ž —€ Š˜ “ Š Š Ž Slush Grouting Shotcrete ›œ€ Ž ” ‡Ž ˜ ˜ ‰€ …Š˜ WR 63:10 €… š™‚ ‡ …‚ ‡ ˜ •“ 1) ‡ •†€ (Sound Rock) Š’‰€ - ‡ € Ž •“ Œ Š ’“ ‚ - • ’ Ž … … Š ŠŒ Š Power Shovel • ¾… „ ‘ … - • ’ Ž … … Š ŠŒ Š ’ ‘ ‚• • 230 € Ripper Ž 1 •œ 2) ‡ •“ Š Š’‰€ (Boulder) ˆ‰€ • Œ ‡€ 1 … „ ‘ •‰‡ • “ ˆ‰ € € ’ ‘ ‚• • 230 € Ripper Ž 1 ’‰€ 3 •œ ‰€ ‚ Ž … … Š Š• - ‡ ˆ‰€ N > 30 •‰‡ • 3) ‡ •“ ˜ Š’‰€ ‡ ‚ “ • 2.1 …‚• 2.2 …‚ ’•“ • Š € € ˜ WR 63:11 •“ • 1) € •“ … (Striping) Š ’‰€ • „š•Š‚ „š €ˆ‰€• ‹‰€ ‚ € ‘ • Š‘ ’“ …‚ 2) ™• •“ … ‚ € Ž •“ …‰ ’‰€ ‚ Ž … Ž ‡Ž • € (Bearing Capacity of Soil) 3) ™• •“ ’‰€ ‡ ‚ €… € Ž ‚ Š ” ‡Ž € € Ž …€… ‹ € ‡€ …“ Š• ™ Ž ‚ …‹ Š Š Š • € ‚ € Ž — € Š ˜ “ Š Š Ž Slush Grouting Shotcrete ›œ€ Ž ” ‡Ž ˜ ˜ ‰€ …Š˜ 4) ™• Š •“ ’‰ € ‚ Ž …‚ ‹ Š † Ž • …‰ …€• 30 ˆ ‚ € … … … Š’ ‚ • Relative density • Š 70% WR 63:12 € ’ 1) ‚ Ž ’ € • … ’ € … š™‚€ … (Selected Material) ’ ‹ ‚ € Ž ‚ € ŒŠ ‡ Ž € ‡ ’ € Ž € Š€ Ž … ‹ ‡ Š … ’ ‹ ¦ € ‡ 6

6-12

‘• Œ• ‚ Œ• ‚

• ‹

€ ‚

www.yotathai.com

2) • ƒ‚ + 2 % • ‚ƒ OMC. (Optimum Moisture Content) 3) „… ‚ † ‡ ˆ •€ 15 ‰ ( Š ‹ ƒ) ˆ •€ 7.5 ‰ . ( ‹ ƒ) € 4) Œ Œ ƒ • † • • ‹ƒ Ž€ • ‚ Š Œ ˆ † Section) Š •• ƒ •€ ‚ • ƒ ‚ Š • Ž• ‰ Š‹ Š• • † € 5) ƒ € Œ • ƒ •† •† † • ‚ƒ † • • ‘‚ Š• ‚ ‚ƒ • ƒ € WR 63:13 Œ • • • € • ‚ † € • • € •† ’ 200 € 5 % Œ ‘‚ † € ˆ ƒ † • † • ƒ • • ‚ƒ Š •† • • Œ † • ‚ • † € WR 63:14 Œ ‘ „… •“ € Œ ‚ Š “’ • € •“ • •“‘‚ƒ • ‚ •“ • ••€ Œ ‘ „… ‚ ‚ • † ‘ „… € Vibratory Tampers WR 63:15 “—’ † € 1) •Š • † € † € † •ˆ 2)

Œ † € • ƒ • † € € •€ • ‚ ˜‘ • € Œ •€ “—’ Œ ƒ ƒ †• † € € 3) € • • • † € € •€ ‚ • ‚ ˜‘ • € “ † ‚ ‚ € € • † € • • ‡ “—’ Relative density • •€ • 70-85 WR 63:16 1)

ˆ 6

• •€ •

€ ƒ € ‚ƒ • • Optimum ƒ •† † € €

€ ‡ ƒ

€

Œ † • (Test † ƒ

† • €• •

”€ – – €

• ƒ

†

‚ € • ‚ƒ † ˜‘ • €

‹ ƒ ™

• “5 ‰ † •˜ ƒ (Spray) †€ € ƒ †• • ‚ ‰‹ ‹ ƒ ˆ • ƒ‚ Moisture Content ‰‹ † • € ‘ • • € ƒ • 10 ‰ ‹ƒ •€ € • 6-13

€

€

• €

www.yotathai.com

WR 63:17

WR 63:18

WR 63:19

WR 63:20

2) € “š Œ‹ ƒ ‚ Š• € ‡ Ž • Contact Clay ‰‹ ˆ • • € PI Ž ƒ € •Œ‹ ˆ • ƒ‚ Ž •€ OMC. • “ 4% Œ‹ 5% † • •† ‚ ‚ Š • • “3 ‰ Š • •“ € † • ™ •“ € • € • Contact Clay Š• † Š † • € •€ 10 ‰ • € • • …“• •› € • ƒ 1. €• 2. 3. “ ›Ž 4. • • 5. •Š “› ‘ 6. ‡ • € 7. 8. 9. † € 10. † € • 11. † € 12. € 13. Blockout 14. € € € €• Š• † …“• › ‘†• •“ ƒ € † •† € • €• Š• ‹ Œ‹ “› ‘ • • †‡† • †•• • • €• Š• € Ž €• † • €• ƒ Š• •Š † Ž€ ‘‚ Š• “› ‘ † • • † • “ ‡Š ‰‚ƒ Š ˆ €• † • €• •Š € ƒ ‚ € €• ( • ƒ) ‚ †• Š • € •€ 2 Š‹ ƒ †• ˆ • € •€ 3 Š • • “ ›Ž “• Š• €Ž 40 „ ‰ ‰ † •Œ “ ›Ž „ ˜ “ •“ € • Ž 35 „ ‰ ‰ “ ›Ž • ˆ •• • †• Š Ž• 6

6-14

…

‚ƒ „ †

‡ †

ˆ …

…

‡ †

‰Š ˆ … †

www.yotathai.com

WR 63:21

• ‚ƒ Ž€ • Š … ˆ„ ‹ † “ Š• † € • € • ˆ … † †€ Œ‘ € • †€ ƒ ˆ •• ‘ ƒ † • Ž ‰ ’ €• ˆ … € €• ƒ € Ž ‰ ’ (W/C) • € Ž •€ ‚ ƒ • Ž (Water-reducing, High Range Admixtures) € • ƒ €• ‘ € • ‘‚ ‘ € • †€ WR 63:22 •Š “› ‘ •Š • • Œ Œ ˆ • (Slump Test) † • † € • € … ‰ Ž „’ 6 x 6 x 6 ƒ• (150 x 150 x 150 ) Š €• … † € ƒ • WR 63:23 ‡ • € 1 • •† € 6 x 6 x 6 ƒ• • Š • 6 † € ‰‹ ‡ • • • • € ƒ Š• … † € • (Slump Test) • ƒ ‡ • € ‘‚ ‡ • •1 € ‚ ‡ “ •€ • ‡ • € ‘‚ € • (Slump Test) Š• ‡ € • •3 ƒ WR 63:24

•

•

‚ Š

• • (Slump Test) ˆ • • (Slump Cone) • • Œ ˆ € • … ˆ •• Slump Test ‡ • € ‘‚ € •Š• • š • • € •2 ƒ † • € ˜ † € • € 1 Š • 6 † € Š•† € ˆ Š • 3 † € ‘‚ 28 • Š • 3 † € ‚ 7• ‘‚ • € † € • € • š 6 x 12 ƒ• ‚ Ž „’ 6 x 6 x 6 ƒ• (150 x 150 x 150 ) 28 • Œ‚ “—’ • • •„• Œ 7 • •€ “—’ €• €ˆ †• Ž• † € ‘Š “ Š•‘Š “ 28 • “—’ € ˜ † € • € € 3† € € •€ † †• † € •† € € •€ • 85 †

6

6-15

ˆ †

www.yotathai.com

€•

WR 63:25

WR 63:26

WR 63:27

WR 63:28

€ Š † € • € •“ ƒ • † • Œ ••€ € € Œ‚ •€ €• ƒ € Š• €• ƒ ƒ ‚ • •„• Š• ƒ Š• ˆ ‹ Œ‹ • † ‘ † € • † € € •€ 95 % Standard Proctor Compaction Test ‚ † • ƒ Š• Š• ƒ‚ † • • • † † Š Œ‹ ‚ƒ †‡† ƒ € †• € Š ƒ Š‹ † €• • ’ ’ ‚ € † • “• • Š• Ž€ › ‘ ‚ƒ † € € ƒ † € Š• ‚ƒ † € € Š• ˆ € ˆ‘ ‚ƒ † • ‚ƒ † € • † … † •Š ‹ ‡ œ• •† € € ˆ € • ‚ € • …“• ‰‹ ƒ •Š€ (Immersion Type Vibrator) † • † (Form Vibrator) •Š€ Š• € 7,000 ƒ € ‚ Š€ Ž€ †• † Š• € 8,000 ƒ € • •• Š€ • • • • “ 10 • € Š • • € Œ ‚ ‚ † € ‚ƒ • • ‚ € † (Form Vibrator) † € • † € • ƒ Š• • Š • “› ‘ €• • ‘ „… ˆ € … † € • ƒ † ™ † € • •• • †•Ž † †

WR 63:29

† † ‡

† Œ •

‹ Œ‚ 6

€

€ •

• •†

Ž •

€ (Form Works) † € Š• ‹ †• € Ž € † •† • • € € ˆ †€ • • † € ‡†€ • ‘ ‘ • € ‚ † € Š †€ • †• • † € Š• Œ † € • • • •• † • € ‡• € Š• • € † •‰€ • Œ † € Š• • † ‡ † ‘ ‘ Š• € • € •• ˆ • “ Š•Œ † † • ƒ €• •„• 6-16

‹ €

Ž€

“•

† ˆ

‚

‡†€ ˆ € • ‘‚ € • ‡ € ‚

‡

…

†

…

†

„ †

‡

„

†

‹

www.yotathai.com

‰€ Š• Š ƒ Š‹ ‰€ † •† € Ž ž (Mortar) • • Ÿ • † •† € • ‘‚ Ÿ • Š• € • ƒ WR 63:30 € ‘‚ Ÿ

‡Š› 24 •ˆ Š Œ † € • † • • Ž † (Drypack), (Concrete) Epoxies ‚ Non-shrink Concrete • •€ €† ‡ € ƒ

‚

ŒŽ œ • ‚ ‚ •

Š• Š • Œ Š• Ÿ ˆ ˆ Š• Š

• ‘

™ • €

Š• Ÿ • „† •ˆ † † ˆ € • •• • ‘‚ “› ‘ •• • † • • •• € • • •„• ƒ • WR 63:31 Blockout “ ˆ •œ• Ž€ Š• Š Blockout •“ ƒ • ‘‚ Œ ƒ ˆ • ƒ † Š ƒ ˆ •† • Š• ‡ † WR 63:32 € € € (Construction Joints) € ŒŽ ‹ƒ € ‚ ŒŽ •› ‘‚ † • Œ € ‚ › € ‚ (Contraction Joints) ‚ Œ‹ • • € † †• † ‡ • † • Š‹ Œ † ‘ • • †• • ƒ ‚ • € Š• €• € ‘‚ Ÿ € ƒ Š • ‚ƒ • € ‚ (Expansion Joints) Š• ƒ † € ‰‹ † † • Š‹ Œ‹ • • € † ‚ † ‡ • † • Š‹ Œ † ‘ • • † • ƒ†€ € € (Elastic Filler) † € † •Š‹ € €• • € ‰‹ (Synthetic Rubber Waterstops) ‘•‰ ‰‹ (Polyvinyl Chloride Waterstop) † € € € (Preformed Elastic Filler) WR 63:33 •” • •€ • € • • † •” ‹ ‘‚ • † ‡ † • • ‡• • • † • ‘‚ • › • •€ • •” • •€ • € • € ƒ 1. •” • ƒ š € † € š Ž † •• † •” ƒ € € ƒ š 6

ƒ

œ

‡Š

6-17

Š

…

Blockout

†

…

† „

‚Ž• ‚ƒ „

•

www.yotathai.com

•”

ƒ

€ € •‰‹ Ž † •• †

•”

‘

2. ” • -

6

Ž Œ Ž

ƒ “ •” € € • • ’ Œ ›‘• † •• † •” † € ‘‚ƒ € ƒ “ † •• † •”

6-18

•

www.yotathai.com

7 WR 71 : WR 71:01 € ‚

ƒ

€

„

‚ …

†

• ‚

„†

‡ˆ ‰ Š „ Œ Œ

‹ ‡‹ • Š

‹

7

‹

(Liquefaction)

‚ Ž (Slide) ‹ ‚ (Fault) „ „ • „ € ƒ Ž € ‰ „ „

€ ‰

„• ƒ• ‹ ‰ „‹ „‹ Ž ‚ „ € Š€ ‡

•Š „ Š•„

‚

Š•„

‚ ‡

Š•„

‚ ‡ˆ ‹

‚ ‡•

•„ ‰

‚

•

€ ‰

„ • ƒ‘ Alkali ‹ (Leaching) (Uplift) • ••Žƒ ‚ •„

‡‹ • Š

‰Š ‰ ‡ ‡ˆ ‰ • Œ Ž€ ‡‹ • Š ’ ‰

•„

7-1

‹

•

‚

ƒ • „

www.yotathai.com

WR 71:02 Š“ „ ‚ €„ „ ‚ „ ‚ Š‚ „ …† „ 1. ‚ (Movements) € 2. Pore Pressure and Uplift Pressures 3. ƒ ‹ (Water Level and Flow) 4. Seepage Flow 5. • Š (Water Quality) 6. •ˆ (Temperature) 7. ‹ „ ‹ ‰‚ (Crack and Joint Size) 8. Seismic Activity 9. •ˆ ” ƒ • (Weather and Precipitation) 10. Stress and Strain WR 71:03 „ ‚„ ‚ ‰€„ Š‚ Š“ „ ‚ „ ‹„ „ U.S.Bureau of Reclamations (1986) • € „€ 1. „ €‹ 2. ‚ 3. Pore Pressure and Uplift Pressure 4. ƒ ‹ 5. Seepage Flow 6. • Š 7. •ˆ 8. ‹ ‹ ‰‚ 9. Seimic Activity 10. •ˆ ”ƒ • 11. Strees and Strain. WR 71:04 „ € ‹ (Visual Obseruations) ƒ‘ …‹ ‡ ‚ „ –ƒ — Š‚ ‹ ‹ ‚ ‹‹ ‚ Š‚ • ‹ € ‚ €‹ ‹ ‚ …Š „ Œ €‹ ‚ ‰Š‚‰ ‚ Š‚‰ … „ € „ • „˜ Š „ ƒ Œ ƒ‘ € WR 71:05 •€ ‚ (Movements) ‚ ‚„ „ (Movements) „ „† „‹ ƒ‘ € … ‹ ‚ • „˜ ‚ ‚ (Horizontal Movement) ‚ „ (Vertical Movement) Rational Movement Lateral Movement 1) ‚ (Horizontal Movement) ƒ‘ ‚ ‚ €‹ „ •„ ™ „ ‚„‚ „ 7

7-2

www.yotathai.com

(1)

(2)

2) ‚

‚† (1)

(2)

7

‚ ‚ ‡ (Embankment Dam) - Extensometers - Multi-point Extensometers - Inclinometers - Embankment Measuring Points - Shear Strips - Structural Measuring Points ‚ (Concrete Dam) - Crack Measuring Devices - Extensometers - Multi-point Extensometers - Inclinometers - Structural Measuring Points - Tape Gauges - Strain Meters - Plumblines - Foundation Deformation Gauges ‚ „ (Vertical Movement) „ ‚„ ‚ „ ‚ ‚ ‡ - Settlement Plates/Sensors - Extensometers - Piezometors - Vertical Internal Movement Devices - Embankment Measuring Points - Structural Measuring Points - Inclinometer Casing Measurements ‚ (Concrete Dam) - Settlement Sensors - Extensometers - Piezometers - Structural Measuring Points - Foundation Deformation Gauges

7-3

‚„

„

www.yotathai.com

3) Rotational Movement „ •„ ™ „ š‚

„ ‚ ‚

‚ ‚†

‡

‚ „ ‚„ ‚

„ - Extensometers - Inclinometers - Tiltmeters - Surface Measurement Points - Crack Measurement Devices - Piezometers - Foundation Deformation Gauges - Plumblines (concrete only) 4) Lateral Movement „ ‚ ƒ • Arch and Gravity Dams ‚„ „ „ •„ ™ ‡• ‹ „Žƒ‹„† ‹ (Abutment) •›œ„Œ€ ‹ •›œ„ „ ‚ … ‹ „ ‚„ ‚ „ - Structural Measurement Points - Tiltmeters - Extensometers - Crack Measurement Devices - Plumblines - Strainmeters - Stressmeters - Inclinometers - Jointmeters - Thermometers - Load cells WR 71:06 Pore Pressure and Uplift Pressure Ž „ ‚„ „ € ‚ Pore Pressure •• ˆŠ (Pore) •• ‹ ‹ • ƒ‘ € ƒ‘ Pore and Uplift Pressure ƒ‘ „‹ (Uplift Pressure) € „ „ ‚ „ Pressure ‹ (Drain) ‚ „ (Filters) Ž • ƒ ’• Š • ƒ‘ • € Œ • ‹ (Piping) ‚ „ ‚ Pore Pressure „ - Piezometers - Pressure Meters 2 Gauges - Load Cell

7

7-4

www.yotathai.com

WR 71:07

WR 71:08

WR 71:09

WR 71:10

WR 71:11

WR 71:12

ƒ

‹ (Water Level and Flow) „ „ •„ ™ € ‹ ‚ Š‚ ƒ ‹ ‹ € ‹ (Outlet) ‹ € (Spillway) ‹ … „Ž••ž … ‹ ƒ € €‹ Š‚ ƒ‘ Rating Curve ƒ ‹ … ‹ Rating Curve € „ ƒ ƒ „ Š ƒ ‹ ƒ „ ˆƒ € ‹ Œ ‡ Seepage Flow ƒ Œ ‚ €„ • ƒ Š ‚ „ Š ƒ ‹ ƒ „ „ƒ Œ ƒ‘ ‰‡„ƒ›— „ Clogged Drain, Piping or Internal Cracking of the Embankment Œ„ ‚ „ ‚ „ - Weir ƒ‘ ˆƒ • „ • „˜ ‰• V-notch, rectangular, trapezoidal, etc. - Flumes - Pipe Methods - Timed-bucket Methods - Flow Meters • Š (Water Quality) • Š „ƒ Œ (Seepage) ƒ ƒŸ € ‹ ‰• ‰• ƒˆ ‚ Œ Œ„ € „ ™ ‹• „ Žƒ Š‚ ‰€ –ƒ›— •ˆ (Temperature) •ˆ • ‹ „ ‚ € „ „ •„• €„ „• €„ •„• €„ € Hydration € Stress ˆ„ Œ„ ƒ‘ • € ‹ „ • € „ •ˆ ƒ‹ ƒ„ • Š•ˆ ” • “ˆ •ˆ „ •„ ™ € •ˆ • „ • „• € ‚ „ ‚ € ‹ Œ„ € „ „ ƒ‹ ƒ„ • “ˆ ‹ „ ‹ ‰‚ (Crack and Joint Size) •„ €„ ‹ „ ‹ ‚ ‹ ‰‚ • „˜ „ ‚ ‹ € ‚„ • „˜ Œ„ —Š ƒ‘ € Œ Š ‹‹ „ ‚ „ ‚ ‰€ „ - Tape - Dial Gauges - Complex Electronics to Gain Measurements Seismic Activity … ‹ ‚„ ‚ Seismic €„ •„ Large-scale Earth Movements ‰• •• Ž

7

7-5

‚„ƒ ‡

Seepage Flow

•ƒˆ …

ƒ ˆ‰„

‡ ‡ €„

Seismic Activity

www.yotathai.com

WR 71:13 •ˆ

”

ƒ • „ ‚„ ‚ •ˆ ” ƒ • ‰• ˆ‰„ Š – – ‚„ ‹ (Pan A) ‚ „ ‰‚ Š ’– ‚ „ ƒ‹ ‚ „ • ƒ‘ € WR 71:14 Stress and Strain Š‚ Stress Strain ‚ Stress and (Concrete Dam) ƒ‘ ‚ „ƒ €„ ‚ €„ ‚ ‚ ‡ Strain (Embankment Dam) WR 71:15 ‡ (Frequency of Monitoring) • ‚ „ ‚ • „Œ ‰• € „ • € ˆ ‹ ‚ ‹ƒ – ‹ ‚ „ ‚ „ –ƒ • „˜ „ 1) „ „•‹Š ‚ •‰ Š‹– 2) ˆ„ „ ‚ 3) ƒ ™ 4) ‹„ •• Ž „ ‚ 5) ‹ „ ‚ 6) ‡ ƒ‹ ƒ„ •„ ™ WR 72 : WR 72:01

• •„ • • „ „ •„ ƒ‘ ™ ‚ƒ ˆ „ ‹ˆ• • Š Ž „‰ ” – „ „ „ •„ — „ 1) ƒ ˆ ‹ƒ „ •„ (Head Regulator) € ‹ Š‚ € ƒ Ž „ „ •„ ƒ €„ 2) ƒ ˆ „ „ (Check Regulator) € ‹ Š‚ •„ € „ ‹‹• ‹ ˆ•Š‚ „ •„ 3) ƒ ˆ ‹ ƒ ‹ „ (Tail Regulator) € ‹ Š‚ •„ € „ ‹‹• ‹ ™ „ •„ €‹ „ ‹ Š‚ Œ• Œ „ •„ 4) ƒ — „ „ •„ ‰• ‹ € „ „ (Side Channel Spillway) Š (Flume) • ‹ (Drain Culvert) • ‰‚ (Siphon) „ •„ ‰€ • • ‹ ƒ ‹ „ ‹ WR 72:02 ƒ¡ ƒ¡ „ € ƒ Š‚ • „˜ „ •„ €„ €‹ ƒ¡ ƒ¡ „ „ 7

7-6

€ ‹ƒ ˆ … „€ ‰€„ … ‹

• •

•

ƒ¡ -ƒ¡ ‰€ „ •„ „ „• ‹ „ ˆ• € ‹ ‹

„ •„

„ ˆ•

(Drop Structure) € „ Š ‹ ƒ ‹

„ •

‚• ‚• •

www.yotathai.com

1. • ‹ ƒ¡ ‹ Š€ ƒ‘ ˆ• Š‚ € Ž „ € Ž • Œ € € ‹ … ‹ ƒ¡ ‹ € Žƒ‹„ ‹ € „ „ „€„ 2. ‚ €‹ Š‚ ƒ – Œ™ – ƒ¡ ‹ … „€ ƒ ‹ € ƒ • €„ €‹ 3. ƒ¡ ‹ € „ •„ Ž • ƒ ‹ ƒ „… ‹ ™ ‰• … ‹ ™ (Sudden Drawdown) ƒ‘ € „ „ •„ ‚ Ž ‰ ‹ ‹Ž € WR 72:03 ƒ Ž •• ƒ ‹•• ‹ € • ƒ €„ • ‹ ‡ˆ € „ Š‚ € ‰€ ƒ …‹‰ – ˆ„ Ž • ‹ ‚„ƒ Ž Žƒ Ž „ € ‹ ƒ‘ ƒ ‚ € ‹ Žƒ • • ƒ Ž •• €„ € „ …‹ „ 1) „Ž € Š‚ ‚ €‹ „ „• ‹ •„ €‹ „ Ž 2) ƒ¡ ‹ „ • (Partial Gate Opening) ƒ¡ ‹ „ (Full Gate Opening) ‚ €‹ 3) ˆƒ „ •„ ˆƒ Š‚ ™ „ 0.2, 0.6 0.8 „ 4) ƒ ‹•• „ 5) … „€ ƒ ƒ¡ - ƒ¡ ‹ ‹ ƒ – Œ™ – ƒ¡ • „˜ • 6) … „€ ƒ ‰€ ƒ¡ -ƒ¡ ‹ 7) • ƒ ’¢ Ž „ ƒ¡ ‹ • „˜ 8) … €„ ƒ •• ‹ ƒ£ WR 72:04 ‹ (Calibrate) ƒ „ – Š‚ € ƒ Ž •• ‡ (Calibrate) ‡ˆ € „ „ ƒ Ž •• … ‹ ‰€ ‚ „ ‚ ‚˜ ‹ ‰• ‰€ Current Meters ‰€ Flow Measuring Flumes ‚ ‰€ • Broad-crest Weirs Š‚ ‰€ • ƒ ’¢ ¤C¥ ƒ •• ˜ WR 72:05 ‹Ž ƒ¡ - ƒ¡ „ „ • „˜ • •„ ‰ƒ ƒ› Ž€€‹ • „… ‹ • ‰€ Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) Œ„ ‡Ž ‡ •„ „Žƒ ƒ¡ ƒ¡ € ‹„ ‡ ‹„ • ‚ - €‹ ƒ Ž •• € Ž€ €‹ „ • ‰• ‹ €„ „ ƒ ‹ ƒ• ˆ€ € ‰€„ „ • „ —• 7

7-7

www.yotathai.com

WR 72:06

„ Š€ –

„ „ € „Ž € ˆ „ ‰€„ ‹ˆ• • •Ÿ „ ‹ – • „˜ ƒ¡ ƒ¡ „ Ž€ — Ž••ž „ •• ‹ „ Œ • „˜ ‰€ Ž € ‚„ˆ ‰• ƒž „ • €„ ‰€„ ƒ‘ ƒ ‚ ‹Š€ • „ ƒ ƒ– ‚ ˜ ‰• Breaker, etc. ‹

WR 73 : WR 73:01

€ •Š ‚ ‚ •„ —• „ˆ „ Ž € €Š €

•

•

• ƒ

Ž

‹

‡

„ „• Ž

Š‚ € „ƒ

„

‡„ƒ „• Š‚

‹ ‰ƒ

ƒ ˆ • ƒ … ‹€„ ‚„ƒ Ž •

1) ˆƒ „ •„ 2) Ž •• „ • „˜ 3) •„ ˆƒ „ Š‚ ™ „ 4) ™ „ … ‹ ‰€ ‚ „ ™ (Current Meter) … ‹ 0.2, 0.6 0.8 „ 5) ƒ Ž •• „ •„ ™ ƒ • „ Š‚ ‰ ƒ ƒ • „˜ Š‚ ƒ Manning¦s Formula 6) Rating Curve „ ƒ ‹ Š‚ ‹ 7) • Roughness Coefficient „ „ •„ WR 73:02 „ „ „ „ „• €„ ™ € ˆ • „˜ „ 1) ‹ … „ € „Š‚ † • „˜ Š € ‹ ƒ • 2) ‹ ƒ „ „ ƒ ƒ ƒ£ 3) • ‰€ • ‹ † 4) „ ƒ ƒ ƒ£ „ ƒ 5) † ‹ „ ‰• „ ƒ• • „ ƒ 6) † ’ „ 7) ‹ ‚„ ‚ „ 8) ƒ „ ‡ /„– 9) €„ • €„ 10) ‰ ƒ • € ˆ

7

7-8

www.yotathai.com

WR 73:03 ƒ • „„ „ Ž € •„ „ ƒ‘ 4 ƒ • ‚ ‚ ˆ „ „ ‰„ƒž „ „ „ ƒ „ „ š š „ ƒ ƒ„ 1) „ „ ‰„ƒž „ (Preventive Maintenance) „ ƒ ƒ£ …‹ € € „ „ € € „ Š‚ ‹ •„ „ „ • ƒ €‹ —€ „ ™ ‰Š‚‰ „ ‹ ‚„ € ‹ „ ƒž „ – ‹„ ‹‹ ‹ „ƒ ’• Š „ „ ‹ˆ• ‹ „• ‹ „„ ƒ –ƒ „ 2) „ „ ƒ (Regular Maintenance) •Ÿ •ˆ • Š • ƒ • „˜ „ ‰ ‹ ‹ • “ ˆ Š ƒ ˆ Š‚ € ‰ ƒ ƒ ’• Š • Œ• Œ „ „ ƒ €„ „ • ƒ‘ „ Ž€ • „ ƒ ƒ£ ‹• „ „ ƒ • Ž € • „ Œ• Œ „ ƒ ˆ ‹ Œ• Œ „§ § 3) „ „ š š (Emergency Maintenace) ƒ‘ Œ• Œ • „˜ ‰ ƒ‘ € „ … ‹ •„ • ‚ • • •„ ‚ ˜ • € ‹ ‹ ‹„ „ •‹ ’ ‰ ‰• • ‚ ‡• 4) „ ƒ ƒ „ (Improvement Maintenance) ƒ‘ ƒ ƒ „ƒ ‹ ƒ „ • • „ „ ‚ ƒ ƒ „Š € ˆ – Ž € Š‚ Š •„ ‡€ Š € ™ • Ž€ Ž • • Žƒ ‡ –ƒ› ‰• ‡€ ƒ ’• Š „ „ Ž€ Ž • Š‹„Š •„ Žƒ‹„ ‹ ‰• ™ € „ ‹‹ „ € —• ‚ „ ‹ € Š • ƒ ˆ„ ˆ„ • Ž € ™ ƒ‘ € „ƒ ƒ „ ‹ ‹ WR 73:04 „ „ „ ƒ ƒ£Ž € „ 4 „ 1) € ˆ • Š ƒ‘ „ „ ‰ƒ „ƒ € ˆ ‚ ™ • ƒ‘ 2) • „ • „˜ ‰• • „ • € „ • ‚ „ ‚„ ‚ • ‰€ • „ ƒ ‹•‹

7

7-9

www.yotathai.com

3) • ƒ• …‹ „ ‹ „ ˜ „ „ • €„ „ • Š „„ • ‰€ • ‹ „ • ‰€ ‚ „ ‚„‚ ‰ 4) € ‹ ƒ‘ ƒ • ƒ• „ ‰€ • ‹ „ „ „ Š‚ ƒ‘ € ˆ „„ ƒ • ˜ Žƒ WR 73:05 ‰€ „ •„ •‹ „ •„ Ž € „• Š‚ ‰ ƒ • ƒ „ € „ƒ ‹ „ „ „ ‹ € „ ƒ ‹ „ € „ ‹• „Ž ™ „ „• ™ ƒ‘ € „ ‰€ ‹ • Š‚ ˆ‡ • “ …‹ ‹ •• „ •„ €„ ƒ €ƒ ‹•• „ •„ …‹ • • Š‚ €‹ €‹ €„ ‰€ ‚ „ ˆ ˆ Š‚ ‰• ‹ •„ ‹ WR 73:06 „ „ •„ „ ‹ • 1) „ •„ „ ‹ ƒ • „˜ ‹ € „ • ‡ (1) Œ• Œ „ „ ƒ • (2) ˆ ƒ›— ‚ „ „ ‰ƒ (3) ˆ ‰Š‚‰ 2) „‰ ƒ (1) Œ• Œ „ „ (2) ƒ •„ ˆ ‹ €‹ 3) „ ‚„ Ž••ž (1) ˆ „ ‚„ˆ (2) ˆ „ ƒ ˆ „ • „˜ WR 73:07 ƒ ƒ ’• Š „ ‚ „ 1) ƒ ƒ ’• Š •„ ‹ ‚ •ˆ … 2) ƒ • • 3) ƒ ‰€ „ „ 4) ‹ • „ ƒ ƒ£ „ ƒ Š‚ Œ• Œ „ —• ( „‡ • „˜) 5) ‹ • Œ• Œ ƒ ƒ„ ‰ƒ WR 73:08 ƒ • Š‚ „ „ Š „ 1) ‹„ ‰€„ Ž € ‚ Ž • • …€ 2) ƒ‘ € € ‚ ‚ ˜ ‹ ‹ ‚Ž • 3) ‹„ • Š‹– ‚‰ ‚Ž • 4) „ ‚ • ƒ „ ‹ ƒ‘ € „ „ ‚Ž • 5) € „ ‹ ‹Š ‹ Š ‚Ž • 6) € ‹„ ‰€Ž € ‹ˆ• ‚ Ž • 7

7-10

www.yotathai.com

7) ƒ‘ € „ 8) „ ƒ „ WR 73:09 € „ •„ • Š ƒˆ 1) ƒ¡ ƒ¡ Ž 2) „Ž • € „ ‚ Š 3) ‹ „ „ WR 74: WR 74:01

– „” † ƒ • Ž

‚Ž • ‹ ••

€ „ ‰€ „ ‰€

Š‚ ‰ ƒ € „ ‹ • ‹˜ ƒ¡ ƒ¡ ‹„ Œ €‹ Sudden Drawdown „ „• €‹ „ € ‹ˆ•

• „˜ •„ ‹Š €

„

€ „ƒ …‹

Š‚ ‚

•„ Š‚

• € € • ‹˜ ƒ

ˆ

‚

•„ Š‚ ‰ ƒ €„ „ • “ ˆ ƒ ˆ Š‚‰ …€ 1) ™ € ˆ ‹ ‹ ‹ ‚ 2) € ˆ ƒ ˆ Š‚‰ ˆƒ ‰ „Š‚‰ Š‚ Š ƒ ˆ 3) ƒ € „ ‰€ „Š‚‰ 4) ƒ € •„ ™ 5) ƒ ‚ • •ˆ€ ‰€ ‚ •ˆ€ ‰€ 6) • •„ • ƒ – WR 74:02 €… „ ‰ ƒ “ ˆ €„ “ ˆ• „ 1) “ ˆ €„ ‰€ “ ˆ €„ „ • Ž € 5 ‚ ( ‚ ’ ‡„ ‚ ‘• ‹ ) ƒ € • … „ €„ ‚ „ • „•Ž€ ƒ € • … „ „ • 2) “ ˆ• € „ ‹ ‰€ Ž • € „ ‚ ‰• “ ˆ €„ Š ƒ • €ƒ ˆ Š‚‰Ž € ™ Š‚ • „‰• „ € ™ •„ ‹„Š‚ ‰ ƒ … ‹ ‰€ „’ ‰ • ‡€ ‹„ Ž • Š‹„Š ™ ƒ • ‹ •„ ™ Š ‹Žƒ ‰ ƒ „ • … „ … ‹ ‰€ ’ ‹ “ ˆ €„ WR 74:03 •„ … „ ‰ ƒ “ ˆ €„ “ ˆ• „ 1) “ ˆ €„ Š‚ Š ƒ ˆ Ž € •„ ™ “ ˆ € „ ‘• ‚ „ • ƒ£ Š‚ ƒž ‹ Š ƒ ˆ Š € „ €„ € • Š‚ „ „ •„ ‹ ƒ‘ Š‚ ƒž ‹ “ ˆ ˜ Œ„ ‹ • •„ € šŠ Š‚ ƒž ‹ • ‹• „Ž ™ Š‚ ƒž ‹ ™Ž € • ƒ € ‹ Š‚ ‰€ ‚ • •„ • „˜ • ‹ … „ ‰ƒ „

7

7-11

www.yotathai.com

(1)

… „ € ˆ Š‚ Š ƒ ˆ ƒ • Š‚ € „ ‰€ €„ ƒ‘ ‹ ƒ – • „ ‹ —• (2) „• „ ‹ —• • „ ‹ —• „ •„ ‚ • „ ‹ • … „ „ ‹ —• ‹ ‹ ‚ • € ˆ Š‚ Š ƒ ˆ ƒ • Š‚ €„ • „Œ ‹ (3) •„ „Œ ‹ ™ € ˆ Š‚ Š ƒ ˆ „ ƒ • ƒ € • „Œ ‹ ‹ ƒ – Š‚ ƒ •„Žƒ € • „Œ ‹ (4) •„ Ž• • ‚ • „•ˆ€ ‰€ € € •„ Š‚ „ •„ ƒ •„ € • „Œ ‹ 2) “ ˆ• … „ ‹ Ž€ • • „’ ‰ Š‹„Š Š ƒ ˆ ™ Š‚ … „ •„ ‰• ‹ ‚ šŠ ‹ • „‰• „ … ‹ „ •„ ‚ ‰• „“ ˆ €„ WR 74:04 •„ … „ ‰ ƒ ƒ • •„ € ‹ „… € ‡• „ •„ … „ ‰ ƒ šŠ ‰• „“ ˆ €„ … ‹• ƒ ‹ ƒ‘ ‹ƒ£ ‘• ƒž ‹Š‚ Š ƒ ˆ ƒ •„ ™ Š‚ ‚ ƒž ‹ Ž € ™ ƒ‘ Š‚ ƒž ‹ Ž€ šŠ ‰€ ‚ • ‹• „Ž ™ • ™ ˆ Š‚ ‰€ Š ƒ ˆ Š‚‰Œ„ƒ ˆ Ž €… ‹Ž • ƒ € • ™ ƒ‘ ‹ „ … „ €• €„ „ • ‚„ˆ • •™ ‹„ ‡Š ƒ ˆ Ž € “ ˆ WR 74:05 •„ ‹ … „ ‰ ƒ ƒ • „ Š‚ … „ ‰ ƒ „ Ž €ƒ ƒ ‹ • Š ƒˆ € €„ ‡ ‰€ Š‚ … ‹ ‚ ‰€ … „ Š‚ ‰€ • ‘• „ … „ „ ‡ƒ „ – ‰€„ 2 ‹• „ ‚ € ‚ ƒ‘ ‹ “ ˆ• ƒ‘ ‰ƒ “ ˆ €„ ‡ˆ ™ ‚ ˆ … ‹ ƒ¡ ƒ ˆ ‹ ƒ ‹ „ „ € „ „ ‰€ „ …‹ ˆ €‹ ‚„ˆ ™ ‚ • • ™ ‡ˆ ˆ € ™ Ž€ „ •„ 2 •„ ‚ „ •ˆ ƒ ” • —• „… „ „ ƒ‘ „ „ Š‚ „ € Š‹„Š • ‹ € ƒ „ Ž € € „ ƒ¡ ƒ¡ ƒ ˆ ‹ ƒ ‹ „ „ „ „ „ • „˜ ƒ› ‰€ … „ ƒ • • € „ ƒ ’• Š • Šƒ›

7

„• ƒ

7-12

www.yotathai.com

WR 74:06 1. ‚ 2. ˆ ‰ˆ€ Š

€•

- ‚ ƒ „ ˆ ‰ˆ€ Š ‚ ‹‚ ƒ Œ‹ ƒ ƒ ‡ /ƒ •ˆ ‚ˆ - • Œ ƒ Ž - ƒ ‹Œ Œ „ ‡ •ƒ Œ‹ ƒ - Š • † • ƒŠ • ’† - Š • ’ˆ - ˆ ƒ - ƒ ‘‚ † Œ „ ƒ• Œ ‹ƒ ƒ ‹„ ‡ ƒ ‚

3.

4. ƒ Œ‹

Œ ‡

5. 6. 7. ƒ ‘‚

•

8. † ‡

9.

WR 75 : WR 75:01

‹Œ

† Œ

‹ˆ

€

•‚ƒ„ ƒ ˆ Š• ƒ ˆ

… ‡† ƒ „ ‹ † … ‡† „† € ‹ ‹Œ Œ ‹ „† ‡ ‡

‘

•

•• Œ‹ ƒ „ ‘

‹ ƒ „ •

†

‡ †

Œ ‹ ƒ Ž ƒ•„ ‚ ‡“ ‚

ƒŠ‚ Ž ‹ „† ”„‡

ƒ ‚€„ ˆ ‚ˆ ƒŠŒ‹ (Dam Break) „ ƒ ‚ƒ ƒˆ ‡’ ˆ • ƒ ˆ ˆ – ƒ — ƒŠŒ‹ ƒ˜ Š ’ ‚•ƒŠŒ‹ Œ™ ƒ Œ‹ ‚•Š • ƒŠŒ‹ ™ ‡ •ˆ ” • ƒ ‚ ‹ 1) ƒ ˆ ‡’ ˆ • ‹ ‡ ƒˆ •• Œ ‹‚ ƒŠŒ‹ Œ ‹‚•ƒŠŒ‹ ƒ ˆ • ƒ „ „ ‡ ƒŠŒ‹ „ ‘• - ƒˆ ‚•Š ™ ‡ ƒŠŒ‹ Freeboard ƒ ˆ Overtop Š ƒŠŒ‹ - ƒˆ „Š ƒŠŒ‹ (Slope) ƒ Œ‹ ‚ ƒ Š ‹ ƒ Œ ‹ ‚ ‚•ƒŠŒ‹ - ‡ ‹ ƒ Œ ƒ ˆ „‡‚ ‚ Š• (Transverse Crack) ‹‚•ƒŠŒ‹ Œ • ‹ Fault ’ ™ ’ ‡’ ˆ • ƒˆ ‡„ ‚• Œ ƒ Œ‹ ‚•Š Fault • ’ ƒˆ ‹•˜• ‡ Š„ „ Š• ƒŠŒ‹ „

7

7-13

• €… •‚ƒ„

€

www.yotathai.com

2)

˜• ’ ‚•ƒŠŒ‹ Œ ™ (Seepage) ƒ Œ‹ ‡ † ƒŠŒ‹ Œ ƒ ˆ ƒ˜ Š ‹ ’ †ƒ — š ƒ • ƒˆ • ƒ„ „ ƒ˜ „ ‚ ƒ Œ‹ ‡ ƒ ˆ Piping ƒˆ „Š ƒŠŒ‹ 3) ƒ ˆ ƒŠŒ‹ (Overtopping) ƒ Œ‹ ƒˆ ˆ • † • ˆ • ‡ Œƒˆ ˆ – ƒ— ƒ ˆ Œ‹ † ƒŠŒ‹ ƒˆ ƒ˜ ƒŠŒ‹ ‡ „ ƒŠŒ‹ ƒ ˆ „Š ƒŠŒ‹ 4) Sliding Failure Š ƒŠŒ‹ ƒ ˆ ƒ Œ‹ ‚• • Š ƒŠŒ‹ ƒˆ ‹ ‚™ ƒˆ „ WR 75:02 ‡’ ˆ €„ ˆ ‚ˆ › ‡ ƒ‚ „ • ˆ † €„ ˆ ‚ˆ ‹ ƒ ˆ ƒŠŒ‹ ‡ ƒ Ž Š ‚ ‚ š 1. ‡’ ˆ ƒŠŒ‹ ‡ •ƒ — ƒ Ž ‡’ ‚ • • €„ƒŠŒ‹ „ ‹ ƒ • ‡’ ˆ €„ ˆ ‚ˆ 1) ‚• • €„ƒŠŒ‹ (Dam Safety) ‚ ‚• …‚ˆ Š ƒŠŒ‹ ‡ • ‚ š ‹ ƒ ‹ „ •Š ‚ • ’ ƒ ‹Œ Œ ‹‚ˆ ‚ ‚ š ‚ •Š WR61 2) ‚ › •ˆ ”€„ 3) ‡’ ƒ „ € • €„ ˆ ‚ˆ 4) Š † Œ ™ Š † Š • ƒ ”€† ˆ” ‚ • 5) ‡’ ‹ • €„ ˆ ‚ˆ‡ Œ ‹ „ Š 2. ˆ • ƒ ˆ €„ •„ 1) ƒ „ • ƒ — ‹ ƒ ˆ ƒ˜ ƒŠŒ‹ „ ‡ Š• 2) ƒ‚Œ €„ Œ ‹ ‡ • ‡ ‹ ƒ ˆ Š• 3) „ „ Œ ‹ ƒ‚ „ • 4) › Œ ‹ ‹ ƒ ˆ €„ • €„ ˆ ‚ˆŠ ƒŠŒ‹ 5) • •„ƒ Œ ƒ Œ‹ Œ‹ ‡ „ ‹ ƒ Ž ‚ •ˆ‚Š 3. ˆ ƒ ˆ €„ •„ 1) ƒ ˆ • ƒ „ „‡ ‚ˆ ‚ ‚ • • ƒ „ „ €„ ˆ ‚ˆ 2) œ•ž œ†‡ •„ƒ Œ ’† €„ 3) œ•ž œ† Œ ™ ‡ – ‹ €„ 4) œ•ž œ† ˆ‹ ‡• ‡ € • ƒ Ž ˆ‘ ‡€ WR 75:03 ‚ › •ˆ ”€„ ƒ Œ‹ •• ƒŠŒ‹ – „† ‚ „ Œ € • ƒ ‹ „ ‚ ‚ „ ‹ ƒ ˆ •ˆ ”€„Š ƒŠŒ‹ ƒ Ž ‚ ƒ‚ „ € • Ÿ ƒŸˆ ‡’ ˆ €„ ˆ ‚ˆ ‹ ƒ‚ „ • ƒ Œ‹ ˆ ‰ 7

7-14

€

www.yotathai.com

WR 75:04

WR 75:05

WR 75:06

WR 75:07

WR 75:08

• ƒ „ „Š •ˆ‚‡ „• ˆ ‹ ••ˆ ”€„Š ƒŠŒ‹ ƒ ˆ Š• ˆ ‚ ƒ ˆ ‚ ‚ š „ • 1. • Ÿ ƒŸˆ 2. Š ƒŠ‚ Œ ‹ ‚ „ ‹ ƒ ˆ ƒ „ „ • 3. ƒ‚Œ €„ 4. Œ‹ „ Ÿ ƒŸˆ 5. • ‚ ˆ 6. ¡ ˜ •ˆ ‚ˆ „ Ÿ ƒŸˆ 7. ƒ ‹„ „ • ‹ˆ • Ÿ ƒŸˆ ƒˆ – € • €„Š ƒŠŒ‹ ‡‚ ƒŠŒ‹ ˆ ‡Š… •Š ‚ ‡ • ƒ• Œ ‚ „ Šƒ ‡ ˜ ‡˜ ‡ Š „† € ‹ ‡‚– ƒŠŒ‹ – € • ‚ „ –‡ Š ‚ ‚ € • Ÿ ƒŸˆ ‚ • ƒ Ž ‚ ”€ • Ÿ ƒŸˆ ‹ ”„ „ƒŠŒ‹ Š ƒŠ‚ Œ ‹ ‚ „ ‹ • ƒ Œ‹ • •ˆ ‚ˆŠ ƒŠŒ‹ … „ ‚ Š ƒŠ‚ Œ ‹ €„ ˆ ‚ˆ • ‡ ‚ š ƒ ‚ •‚€ ƒ ‹„ ‡ „ „‚ • ‡ ‹ ƒ ˆ Š• ‡‚ Œ ‹ ƒ € ‹„ • ‚ ƒ‚ „ › ‡ Š € • Ÿ ƒŸˆ ” Œ • ‹ƒ ‹„•Š – ƒ Ž ˆ‡ ƒ‚Œ €„ Œ ‹ –† ” € • Ÿ ƒŸˆ ‚ ‚ˆ ‚ ƒ‚Œ €„ ƒ •€ƒ • •† ‡‚ ˜ƒ ¢ ¢ ˜•‹ – „ˆ ” „ • 500 ƒ ‚ ƒ Ž • š‚ „ ƒŠ‚ Œ ‹ ‚ „ ƒ‚Œ €„’ Œ‹ ‰ • ‡ on-line ‹ƒ –• Œ ‹ „ Œ‹ „ Ÿ ƒŸˆ ƒ‚ „ ‡ ƒ ‚Ÿ ƒŸˆ ƒŠŒ‹ ‹ ” ƒ„ € • Ÿ ƒŸˆ ƒ Ž Œ‹ • ƒ ‹ ƒŠŒ‹ ‹‚ „† Œ ‹ ‡Š… •Š ƒŠ‚ ‚ „ „ƒŠŒ‹ ’ ƒ ‹ ’† ƒ Œ‹ •ƒ‚Œ €„ †‚• ƒ Ž Œ‹ ‹ ‚ˆ „ • ƒ —• €• ” ƒ •ˆ „ ” • Œ –Œ Œ‹ On-line ” • ƒ Œ £• ‹ ˜˜ • ƒ Ž ‚ ˆ • ‚ ˆ ”ƒ‚Œ €„ €„Ÿ ƒŸˆ ‡ ‚ ’ • ‚ ˆ ‹ ƒ‚ „ • ‚• ƒ ˆ • Š ƒŠŒ‹ € ‚ˆ ‚ ‚ • ‚ •• ‹ • • Š •ˆ …‚ˆ – € Š • ‹ ‹ ‚ ˆ ‡ Š – •• ƒ Œ‹ – ••–• ˆ ‚ „ ‹ ‡ • „Œ „ • –† ‚ Š ƒ ‹Œ „ ƒ ƒ Œ‹ •’ –† ‚ ‡ ‚ ‚ ˆ • ‚ „’ Œ‹ ‡ „ 7

7-15

www.yotathai.com

WR 75:09

WR 75:10

WR 75:11

WR 75:12

WR 75:13

¡˜

•ˆ ‚ˆ „ Ÿ ƒŸˆ ƒ‚ „ ‡’ ¡ ˜ •ˆ ‚ˆ Š ‡ Ž• •• ‡ ‚ š ƒ ‹Œ ƒ‚ „ • ƒ Œ‹ ƒ ˆ – ••Ÿ ƒŸˆ ƒ ƒ ‹ ‘ € ‡ ƒŠŒ‹ ƒ ‹ ’† ‡ Œ ‹ „ƒŠŒ‹ ¡ Š… •Š • ƒŠ € ˆ ‹ ’ˆ • ƒŠ • • ƒ ‹ ’† ‡ • ¡˜ • „ „ Œ ‹ „ ƒ ‹„ „ • ‹ ˆ Œ ‹ƒŠ‚ ‚ „ „ƒŠŒ‹ ‹ƒ ‹„ ‚ • † ƒ „ • ‹„ ‡ ƒ ƒ ‹„ „ • ‹ ˆ • ƒ ‹„ ‚ • • ’ † ƒ„ „ ‹ ‹„ ‡’ › €„Ÿ ƒŸˆ •ˆƒ •’ €„ ˆ ‚ˆ ƒŠŒ‹ •‚ š † ƒ Œ‹ ‡’ ‹ • Œ ‹ „ ‚ • ‡ ‡ ‡’ Š… •Š › €„Ÿ ƒŸˆ ‡… 1) • Œ ‹ ƒŠ‚ ‚ „ ƒ Œ‹ ‚ • € Œ ‹‡ • • Š † ‚ š 2) • ƒŠ Œ ‹ 3) ƒ‚Œ €„‡’ › €„ 4) Œ ‹ „ ‡ ƒ „ „ Œ ‹ „ 5) ‡’ •ˆ ‚ˆ •„ ‚ š Œ ‹ • •‡ ƒ ˆ • ƒ „ „ ƒ ˆ €„ ˆ ‚ˆ ƒŠŒ‹ ‚ ƒ ˆ • ƒ „ „ ƒ Œ‹ ‡’ ‹œ•ž œ† ‡ ‡’ ‚ˆ ‚ ‚ • „ ƒ ˆ • ƒ „ „ ˆ ‡• ‹ • € ‚ š •‚ƒ„ 1. ƒˆ • ƒ„ „ •ˆ‚‡ „• ˆ 1) Œ ‹ƒ ‹„ €„‡ 2) ˆ ‡ „ • ‹ˆ 3) ’ ƒ Œ ‡ ‰ •† € 2. ƒˆ • ƒ„ „ ˆ‹ ‡• 1) ˆƒ•”‡ € • ƒ Ž ˆ‘ 2) ‰ • Š‡ • 3) • 3. ƒ ˆ • ƒ „ „ ƒ” ‘™ ˆ ‡ 4. ƒ ˆ • ƒ „ „Š •„ ‚ š ‡ ‚ˆ ‚ ‚ • 5. „ ‚• GIS ƒ ˆ • ƒ„ „ ‡’ œ•ž œ† Œ ‹ƒ „ „ ƒ ˆ €„ ˆ ‚ˆ ‚ ƒ ˆ œ•ž œ† † “”• “– Œ ‹ƒ „ „ ƒ ‹„• ‹ 1) ‚ ƒ • œ•ž œ†‡ •„ƒ Œ ’† €„ „ Œ ™ ‹ ƒ Ž ‚ •ˆ‚ 2) ƒ ˆ • ƒ „ „ƒ Œ‹ ‡’ œ•ž œ† 7

7-16

www.yotathai.com

3)

7

(1) (2) (3) (4)

‡’ œ•ž œ† ƒ • œ•ž œ†‡ •„ƒ Œ ’† œ•ž œ† Œ ™ ‡ œ•ž œ† ˆ‹ ‡• ‡ €

•„ƒ Œ œ•ž œ†’† €„ €„ •ˆ‚Š Œ ™ – ‹ €„ • ƒ Ž ˆ‘

7-17

www.yotathai.com

1.

“

Design Standards Surface Drainage

Systems”

2530

2.

“ €• ‚

ƒ„

… † ‡ˆˆ‰ Š † ” „‹ .

Š ŠˆŒ

ƒ•Ž ƒ

2532 3.

„† “ ™˜

”ƒ

4.

“ ‹

• 5.

6.

• •ƒ • •„•‘ †„ ƒ › ™ 2539

‡

‘ƒ

ƒ ’ ‘

†€ €• ‚

. ƒ„

•• † ‘ • †ƒ–—˜ ‹ š 2537 †ƒ Š 2537 … †

Šœ

„ ‘† ”

™ ‚

• ••

… † €• ‚ † ‹ • ‘ ƒ‹• Š “Thailand Natural Resources Management Project Irrigation Management Modernization Component”, Š— ™˜ ‘ ƒ‹• Š ‘ †, ‚ ••• • ‹ , Gersar-Societe Du Canal De Provence, Bureau De Recherches Geologiques Et Minieres, ž Š 2544 ‚

••• †–

•

‹ “„ ƒ › ‘ ž ž ” ŠŸ€‹

™ 2556

(Design Criteria) … †

‘

•†

7.

Japanese National Committee on Large Dams, “Design Criteria for Dams”, April 1976.

8.

Norwegian University Press, “The Norwegian Regulations for Planning, Construction and Operation of Dams”, Printed in Norway by : Ant. Anderssens Trykkeri A.s., Larvik 1986

9.

Se´curite´ Des Barrages, “Dam Safety Guidelines”, Bulletin 59, 1987

10.

International Commission on Large Dams “Guideline on Sedimentation of Reservoirs”, December 1986.

11.

Federal Emergency Management Agency, Dam Safety: An Owner s Guidance Manual, The Colorado Division of Disaster Emergency Services (DODES), July 1987

12.

United States Department of the Interior Bureau of Reclamation, Design of Small Dams, Third Edition, 1987.

13.

Choolit Vatcharasinthu, “Design Criteria of Spillways of Dams”, March 1988

www.yotathai.com


หมวดวิชาวิศวกรรมก่อสร้าง


www.yotathai.com


www.yotathai.com

หมวดวิชาวิศวกรรมก่อสร้าง


นายทศพร ศรีเอี่ยม นายชัชวาลย์ ชาครียวณิชย์ นายไชยงค์ จงอาสาชาติ นายกมล สิงโตแก้ว นายยศศิริ พร้อมเชื้อแก้ว นายประยูร ศิรธนาสวัสดิ์ นายชูเลิศ จิตเจือจุน

www.yotathai.com

1

งานก่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

1.1 งานคอนกรีต ประเภทของคอนกรีต วัตถุดิบในการผลิตคอนกรีต ขั้นตอนในการเทคอนกรีต ความเสียหายของคอนกรีต การบ่อ คอนกรีต รอยต่อคอนกรีต ค่ายุบตัวของคอนกรีต ความชื้นใน คอนกรีต การควบคุมคุณภาพคอนกรีต การควบคุมงาน คอนกรีตขนาดใหญ่ การตรวจสอบคุณภาพคอนกรีตภายหลังเท

1.2 งานไม้แบบ วัสดุที่ใช้ทําแบบหล่อคอนกรีต น้ําหนักและแรงกระทําต่อ แบบหล่อ การคํานวณแรงดันด้านข้างของคอนกรีต ข้อพิจารณา ในการควบคุมงานแบบท่อ

1.3 งานเหล็กเสริม ชนิดของเหล็กเสริม การตรวจสอบงานเหล็กเสริมหน้าสนาม การกองเก็บเหล็กเส้น การดัดงอวงเหล็กเสริม การจัดวาง เหล็กเสริม คอนกรีตหุ้มเหล็ก การต่อเหล็กเสริม

www.yotathai.com

งานคอนกรีตเสริมเหล็ก

บทที่ 1 หน้า 1

1.1 งานคอนกรีต คอนกรีต คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายโดยการนําซีเมนต์ผสมกับทรายหินและน้ํา จนเป็นเนื้อเดียวกันแล้วเทลงแบบหล่อที่มีรูปร่างหน้าตัดตามต้องการจากนั้นจะแปรสภาพจากของเหลว เป็นของแข็งมีความความทนทานสูงเมื่อนํามาใช้เป็นวัสดุก่อสร้างมีข้อได้เปรียบกว่าวัสดุชนิดอื่นดังนี้ มีราคาถูก ทนไฟ มีความทนทานสูง การบํารุงรักษาต่ํา สามารถตกแต่งผิวได้ง่าย ในงานก่อสร้างงานคอนกรีต มีมาตรฐานที่อ้างอิงมากมาย โดยผู้ปฏิบัติงานจะต้องปฏิบัติงาน ตามข้อกําหนดของสัญญาในโครงการนั้นๆ ซึ่งหากไม่มีกําหนด อาจยึดถือมาตรฐานการก่อสร้างที่เป็น ที่ยอมรับ เช่น มาตรฐาน วสท., มาตรฐานโยธาธิการและผังเมือง, ข้อบัญญัติกรุงเทพมหานคร หรือ มาตรฐานสากล เช่น ACI, AASHTO เป็นต้น

ประเภทของคอนกรีต คอนกรีตที่ใช้ในงานก่อสร้างแบ่งได้ 5 ประเภทได้แก่ 1. คอนกรีตล้วน (Plain concrete) เป็นคอนกรีตที่ปราศจากวัสดุอื่นใดเหมาะกับงานที่รับแรงอัด เพียงอย่างเดียว เช่น เขื่อน 2. คอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforce concrete) เพื่อเพิ่มความสามรถในการรับแรงดึงและแรงดัด ดีขึ้น 3. คอนกรีตอัดแรง (Pre-stress concrete) เป็นคอนกรีตที่ถ่ายแรงค้างไว้ในชิ้นงานทําให้รับแรง ดัดได้ดีขึ้น 4. คอนกรี ต มวลเบา (Lightweight Concrete) เป็ น คอนกรี ต ที่ มี ค วามหนาแน่ น น้ อ ยกว่ า 1800 kg/cu.m. โดยใช้วัสดุมวลรวมน้ําหนักเบาหรือเติมอากาศเข้าไป 5. คอนกรีตหล่อสําเร็จรูป (Precast concrete) เป็นคอนกรีตที่หล่อสําเร็จมาจากโรงงานและ นํามาติกตั้งที่หน้างาน วัตถุดิบในการผลิตคอนกรีต •

ปูนซีเมนต์ (Cement) เป็นส่วนผสมที่ได้จากการเผาหินปูนดินยิปซั่มและอื่นๆ แล้วนํามา บดละเอียดเมือผสมน้ําจะเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น (Hydration) และเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็ง ซึ่งตามมาตรฐาน มอก. 15 ของไทยได้แบ่งปูนซีเมนต์ออกเป็น 5 ประเภท คือ ประเภท 1 (Normal Portland Cement) เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา เหมาะกับ งานก่อสร้างคอนกรีตทั่วๆ ไปที่ไม่ต้องการคุณสมบัติพิเศษเพิ่มเติม เช่น คาน เสา พื้น ถนน ค.ส.ล. เป็นต้น แต่ไม่เหมาะกับงานที่ต้องสัมผัสกับเกลือซัลเฟตผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ ที่มีจําหน่ายได้แก่ ตราช้าง เพชร (เม็ดเดียว) พญานาคเขียว TPI (แดง) ภูเขา และ ดาวเทียม


www.yotathai.com



ประเภท 2 (Modified Portland Cement) เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ดัดแปลงเพื่อให้ สามารถต้านทานเกลือซัลเฟตได้ปานกลาง และจะเกิดความร้อนปานกลางในช่วงหล่อ เหมาะ กับงานโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น ตอม่อ สะพาน ท่าเทียบเรือ เขื่อน เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ที่เคยมีจําหน่ายได้แก่ ตราพญานาคเจ็ดเศียร (ปัจจุบันเลิกผลิตแล้ว) ประเภท 3 (High-early Strength Portland Cement) เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ที่สามารถให้กําลังได้รวดเร็วในเวลาอันสั้น หลังจากเทแล้วสามารถใช้งานได้ภายใน 3-7 วัน เหมาะกั บ งานที่ เ ร่ ง ด่ ว น เช่ น คอนกรี ต อั ด แรง เสาเข็ ม พื้ น ถนนที่ จ ราจรคั บ คั่ ง เป็ น ต้ น ผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ที่มีจําหน่ายได้แก่ ตราเอราวัณ สามเพชร TPI (ดํา) และ พญานาคแดง ประเภท 4 (Low-heat Portland Cement) เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ชนิดพิเศษที่มี อัตราความร้อนต่ํากําลังของคอนกรีตจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ซึ่งส่งผลดีทําให้การขยายตัวน้อย ช่วยลดการแตกร้าว เหมาะกับงานสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ ปูนซีเมนต์ประเภทนี้ในประเทศไทย ยังไม่มีการผลิตจําหน่าย ประเภท 5 (Sulfate-resistant Portland Cement) เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ที่ทนต่อ เกลือซัลเฟตได้สูงเหมาะกับงานก่อสร้างบริเวณดินเค็ม หรือใกล้กับทะเล ผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ ประเภทนี้ที่มีจําหน่ายได้แก่ ตราปลาฉลาม TPI (ฟ้า) และตราช้างฟ้า (ปัจจุบันเลิกผลิตแล้ว) • วัสดุผสม (Aggregate) โดยมีทรายและหินแบ่งโดยตะแกรงNo.4 • น้ํา (Water) น้ําที่ใช้ต้องสะอาด • สารเคมีผสมเพิ่ม (Concrete Admixture) เป็นสารที่ผสมเพิ่มเพื่อให้ได้คอนกรีตที่มีคุณสมบัติ เพิ่มบางประการวัตถุดิบในการผลิตคอนกรีต ขั้นตอนในการเทคอนกรีต การเทคอนกรี ต คื อ การนํ า คอนกรี ต จากเครื่ อ งมื อ ลํ า เลี ย งไปเทให้ ใ กล้ จุ ด ที่ ต้ อ งการจะเท มากที่สุดใน แบบหล่อ โดยต้องทําอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการแยกตัว และคอนกรีตสามารถถูกอัดแน่นในแบบหล่อได้อย่างเต็มที่ การเทและการอัดแน่นคอนกรีต เป็นขั้นตอนการทําคอนกรีตที่ดําเนินไปพร้อมๆ กัน แต่เป็นอิสระ ต่อกัน โดยควรถือว่า การเทและอัดแน่นเป็นขั้นตอนเดียวกันเท่านั้น แต่อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้ จะแยกพิจารณาเป็นสองขั้นตอนเพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจมากขึ้น การเทคอนกรีตในแนวดิ่งให้ใกล้จุดที่ต้องการจะเทมากที่สุดในแบบหล่อ โดยระยะตกอิสระของ คอนกรีต ไม่ควรเกิน 1.5 เมตร เพื่อให้มั่นใจว่าเทคอนกรีตได้ถูกต้องตามตําแหน่งที่ต้องการ เพื่อลด การแยกตัวของคอนกรีต


www.yotathai.com



การเทคอนกรีต การเทคอนกรีตที่ถูกต้องขั้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้ 1. คอนกรีต : คอนกรีตมีคุณภาพสม่ําเสมอและมีปริมาณเพียงพอ, และมีอัตราการลําเลียง ที่เหมาะกับอัตราการเท 2. เครื่องมือ : เครื่องมือที่เทมีเพียงพอ, สะอาด และพร้อมใช้งาน, มีอัตราการเทที่เหมาะสม, สามารถเข้าใกล้จุดที่ต้องการเทมากที่สุด, และไม่ทําให้คอนกรีตแยกตัว 3. การเตรียมการอื่น ๆ : มีคนงานเพียงพอ, ถ้าเทกลางคืน ควรมีแสงไฟเพียงพอ, และ ตรวจสอบรายละเอียดต่ าง ๆ เช่น รอยต่อ แบบหล่อ เหล็กเสริม และสิ่ง ที่จ ะฝังติดใน คอนกรีต ให้พร้อมก่อนการเท 4. ตําแหน่งและการทิศทางการเท : การเทคอนกรีตให้เคลื่อนที่ลงในแนวดิ่งให้ใกล้จุดที่ ต้องการจะเทมากที่สุดใน แบบหล่อ และหลีกเลี่ยงการทําให้คอนกรีตเคลื่อนที่ในแนวราบ เพื่อป้องกันการแยกตัวของคอนกรีต 5. ระยะห่างในการเท : ระยะตกอิสระของคอนกรีต ไม่ควรเกิน 1.5 เมตร เพื่อให้มั่นใจว่าเท คอนกรีตได้ถูกตําแหน่งที่ต้องการ และเพื่อลดการแยกตัวของคอนกรีต 6. อัตราการเท : ควรเหมาะสมกับอัตราการอัดแน่นคอนกรีต 7. ความหนาของชั้นคอนกรีตที่เท : ควรเทคอนกรีตเป็นชั้น ๆ อย่างสม่ําเสมอ ไม่ควรเทเป็น กองสูง ความหนาของการแต่ละชั้น ควรเหมาะสมกับวิธีการอัดแน่น เพื่อให้สามารถไล่ ฟองอากาศออกจากคอนกรีตได้มากที่สุด โดยทั่วไป ไม่ควรหนาเกินชั้นละ 45 เซนติเมตร 8. รอยต่อระหว่างชั้นการเท คอนกรีต : คอนกรีตในแต่ละชั้น ควรได้รับการอัดแน่นก่อนที่จะเท ชั้นต่อไป และควรเทชั้นต่อไปในขณะที่ชั้นล่างยังเหลวอยู่ เพื่อให้คอนกรีตทุกชั้นเชื่อมต่อเป็น เนื้อเดียวกัน และหลีกเลี่ยงการเกิดรอยแยกระหว่างชั้นการเท (Cold Joint) ข้อควรระวัง - ถ้าตรวจพบการเยิ้มของน้ําขึ้นมาบนผิวคอนกรีตชั้นที่เทก่อนแล้ว ควรหยุดเทและกําจัดน้ําที่ เยิ้มออกให้หมด ก่อนที่จะเทคอนกรีตชั้นถัดไป - เมื่อไม่สามารถเทคอนกรีตส่วนใดให้แล้วเสร็จได้ ให้หยุดเทตามตําแหน่งทําให้โครงสร้างเสีย ความแข็งแรงน้อยที่สุด - ไม่ควรเทคอนกรีตตกระทบกับแบบหล่อเหล็กเสริม หรือสิ่งที่จะฝังติดในคอนกรีต เพราะอาจ ทําให้คอนกรีตแยกตัวได้ การเทคอนกรีตในแนวดิ่งให้ใกล้จุดที่ต้องการจะเทมากที่สุดในแบบ หล่อ โดยระยะตกอิสระของคอนกรีต ไม่ควรเกิน 1.5 เมตร เพื่อให้มั่นใจว่าเทคอนกรีตได้ ถูกต้องตามตําแหน่งที่ต้องการ เพื่อลดการแยกตัวของคอนกรีต


www.yotathai.com



วิธีการเทคอนกรีต ต้องเลือกวิธีที่เหมาะสมกับสภาพหน้างาน ทั่วไปมีวิธีการเทหลายวิธีดังนี้ • การเทโดยแรงงานคนลําเลียง โดยการใช้ ร ถเข็ น คนโยนกระป๋ อ ง มี อั ต ราในการเทต่ํ า ใช้ แ รงงานมาก ศู น ย์ เ สี ย คอนกรีต มากทั้ งในขั้นตอนการผสม ลํา เลี ยง และเท เหมาะกับงานขนาดเล็ ก งานที่ ไ ม่ สะดวกในการขนส่งด้วยรถ • การเทโดยการปล่อยเทโดยตรง เป็นการเทคอนกรีต ที่มีอัตราในการเทเร็วที่สุด ประมาณ 60 ลบ.ม./ชม. ค่าใช้จ่ายถูก ใช้แรงงานน้อย แต่บริเวณที่เทรถปูนจะต้องเข้าถึง และงานในแนวราบ เช่นงานถนน • การเทโดยใช้รถ Mobile Crane การเทโดยใช้รถ Mobile Crane มีอัตรางานการเทประมาณ 20 ลบ.ม./ชม. มีข้อจํากัด ตามความยาว Boom น้ํ า หนั ก ที่ ย ก จุ ด ยื น เครน ซึ่ ง การใช้ Crane ทํ า งานควรศึ ก ษา ความสามารถในการทํางาน Chart Crane ก่อนเสมอ 21 20 19

13 17 16 15 14

13 12

11 10 9 3 7 6 5

4 3

2 1 0

ภาพแสดง ตัวอย่าง Crane Chart • การเทโดยใช้ Tower Crane การเทคอนกรีตโดย Tower crane มีอัตราในการเทประมาณ 20 ลบ.ม./ชม. แต่จะ ลดลงเมื่อยิ่งทํางานสูงขึ้น แต่จะตัดปัญหาเรื่องระยะทํางานในแนวดิ่ง ไม่มีพื้นที่ยืนรถเครน เหมาะกับงานอาคารสูง


www.yotathai.com

งานคออนกรีตเสริมเหหล็ก


การใ รใช้เครนทํางาานต้องทําการศึกษาการให้สัญญาณใหห้ดีทั้งผู้ขับ แและผู้สั่งการ และควร มีวิทยุสอสารด้ อื่ วย

ภาพ พแสดง ตัวอยย่างสัญญาณ ณมือในการสอสารกั อื่ บคนบังั คับเครน • การเทโดดยใช้รถปั้มคอนกรีตยิงคออนกรีต การรเทโดยใช้รถปั ถ ้มยิงคอนกกรีต มีอัตราใในการเทปรระมาณ 40 ลลบ.ม./ชม. มีมทั้งแบบ รถปั้ม และปั แ ้มลาก ต้ตองระวังเรื่องคนแต่หน้าปูนทํางานไม่ทัทน การอัดแน่นคอนก น รีต ผลของการอัอัดแน่นคอนกรีตที่ดี จะทําให้ า คอนกรีตทีท่มีเนื้อแน่นสม่ ส ําเสมอ ไม่แยกตัว ไม่เป็นรูโพรง รวมถึงการป้ ก องกันไม่มให้แบบหล่อ เหล็กเสริม และสิ่งที่จะฝฝังติดเคลื่อนที น ่ การยึดเหหนี่ยวที่ดีระหวว่างเหล็ก เสริมกับคอนกรีต แลละระหว่างคออนกรีตชั้นต่างๆ, า มีรอยร้ร้าวน้อยที่สุด, มีผิวเรียบบสม่ําเสมอ, ไม่มีรอย ตําหนิ, มีกําลัง ความมคงทน และมีมีอายุใช้งานไได้นาน การใช้เครื่องเขย่าคอนกกรีตแบบภายในอย่างถูกต้ ก อง ตําแหน่งและะระยะห่างในนการจุ่มหัวจี้ควรกําหนดรระยะห่างการรจี้ที่เหมาะสม เพื่อให้คอนกรีตทุก บริเวณในนแบบหล่อได้ด้รับการอัดแนน่น ระยะห่างในการจ ง ุ่มหัวจี ว ้ ขึ้นอยู่กับขนาดของหัววจี้ และรัศมี


www.yotathai.com



- จุ่ ม หั ว จี้ ล งไปในแนวดิ่ ง ตลอดความลึ ก ของคอนกรี ต สด และทะลุ ผ่ า นถึ ง ชั้ น ข้ า งใต้ - จี้เขย่าให้ทั่วทั้งบริเวณด้วยระยะจี้ที่เหมาะสม ถ้าจี้นานเกินไปคอนกรีตจะเกิดการแยกตัว - เมื่อจี้เขย่าเสร็จแล้วควรดึงหัวจี้ขึ้นอย่างช้าๆ เพื่อไม่ให้มีฟองอากาศขังอยู่ในเนื้อคอนกรีต (ประมาณ 7.5 ซม./วินาที )

ความเสียหายของคอนกรีต การกร่อนหรือการหลุดร่อน (Scaling)

การกร่อนหรือหลุดร่อนของคอนกรีตเป็นเรื่องที่พบเห็นกันบ่อย สามารถเกิดขึ้นได้กับคอนกรีต ที่พึ่งเทใหม่หรือคอนกรีตที่ได้มีการใช้งานมาระยะหนึ่งแล้ว โดยมีสาเหตุ การป้องกันและวิธีการแก้ไข ดังต่อไปนี้ สาเหตุของการกร่อนหรือหลุดร่อนของคอนกรีตได้แก่ - การเลือกใช้คอนกรีตไม่ถูกกับประเภทของงาน เช่น เลือกใช้คอนกรีตที่มีกําลังอัดต่ําเกินไปและ มีความสามารถรับการขัดสีได้น้อย - มีปริมาณน้ําในส่วนผสมคอนกรีตที่มากเกินไปหรือมีการเติมน้ําที่หน้างาน เป็นสาเหตุที่ทําให้ เกิดการเยิ้มขึ้นที่ผิวหน้าคอนกรีต ซึ่งการเยิ้มของน้ําที่มากไปนั้นจะนําน้ําและส่วนละเอียดต่างๆ ลอย ขึ้นมาอยู่ที่ผิวหน้าของพื้นคอนกรีต ส่งผลให้ผิวหน้าไม่แข็งแกร่ง - อัตราส่วนผสมของคอนกรีตไม่ถูกต้อง มีส่วนผสมที่เป็นวัสดุเชื่อมประสานน้อยเกินไป การแต่ง ผิวหน้าคอนกรีตที่เร็วเกิน ก่อนที่น้ําจะเยิ้มขึ้นมาที่ผิวหน้าเต็มที่ การแต่งผิวหน้าในช่วงเวลาดังกล่าวจะทํา ให้น้ําที่กําลังเยิ้มขึ้นมา ถูกดันกลับเข้าไปในเนื้อคอนกรีต ดังนั้นผิวหน้าคอนกรีตจึงมีอัตราส่วนน้ําต่อ ซีเมนต์สูงกว่าที่ออกแบบ ส่งผลให้ผิวหน้าคอนกรีตขาดความแข็งแกร่ง - น้ําส่วนเกินจากในระหว่างการแต่งผิวหน้าคอนกรีต เช่น การสลัดน้ําเพื่อที่จะได้ขัดหน้าได้ สะดวกขึ้น หรือจากการแต่งผิวหน้าคอนกรีตเร็วเกินไป - การสาดปูนซีเมนต์ผงในขณะที่ทําการแต่งผิวหน้าคอนกรีต เป็นการเพิ่มปริมาณส่วนละเอียด ให้กับผิวหน้าคอนกรีตให้มากขึ้น ซึ่งทําให้ชั้นของผิวหน้าคอนกรีตไม่แข็งแรง - ไม่มีการป้องกันผิวหน้าคอนกรีตที่ยังไม่แข็งตัว ขณะเกิดฝนตก


www.yotathai.com



ข้อแนะนํา เพื่อป้องกันมิให้เกิดปัญหาคอนกรีตหลุดร่อน 1. ควบคุมค่ายุบตัวคอนกรีตที่เทพื้น ไม่ควรเกิน 10 ซม. ไม่ทําการเพิ่มค่ายุบตัวของคอนกรีต โดยการเติมน้ําเพิ่มลงในคอนกรีตที่หน้างานอีก โดยหากต้องการเพิ่มค่ายุบตัวให้มากกว่า 10 ซม. ควรใช้ น้ํายาลดน้ําประเภท Superplasticizer 2. ไม่ควรทําการแต่งผิวหน้าในขณะที่ยังมีการเยิ้มที่ผิวหน้าของคอนกรีต เพราะจะเป็นการทําให้ น้ําที่กําลังจะลอยขึ้นมาที่ผิวหน้าถูกกักกลับไปใต้ผิวคอนกรีตอีก ยิ่งกว่านั้นยังเป็นการดึงฝุ่นและทราย ขึ้นมาอยู่ที่ผิวหน้าอีกด้วย 3. ห้ามสาดปูนซีเมนต์ผง เพื่อดูดซับน้ําที่เยิ้มบนผิวหน้าคอนกรีต แต่ถ้าต้องการเอาน้ําที่เยิ้ม ออกไปจากผิวหน้าคอนกรีตก็ให้ใช้สายยางดูดออก หรือใช้ที่ปาดน้ําทําการปาดน้ําที่อยู่ที่ผิวหน้าคอนกรีต แทนการสาดปูนซีเมนต์ผง 4. ทําการบ่มคอนกรีตทันทีหลังจากเสร็จสิ้นการแต่งผิวหน้าและคอนกรีตเริ่มแข็งตัว โดยทํา การบ่มอย่างน้อย 7 วัน ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของคอนกรีตและโครงสร้าง อาจใช้ได้หลายวิธี เช่น การบ่ม โดยใช้วัสดุอุ้มน้ําคลุมแล้วฉีดน้ําให้ชุ่ม, ฉีดน้ําให้เปียกชื้น หรือใช้แผ่นพลาสติกคลุม เป็นต้น สําหรับงานที่ ต้องการความสวยงามของพื้นผิวควรหลีกเลี่ยงการบ่มโดยการคลุมด้วยกระสอบหรือทราย เนื่องจาก อาจจะทิ้งคราบตกค้างอยู่บนพื้นผิวคอนกรีตหลังจากการบ่มได้ การเกิดการโก่งงอของพื้นคอนกรีต (Curling of Concrete Slabs) การโก่งงอของพื้นคอนกรีตเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแผ่นพื้นคอนกรีตที่เทบนพื้น ไม่ว่าจะ เป็นการเทคอนกรีตใหม่บนดินหรือเทคอนกรีตใหม่ทับพื้นเดิม โดยจะส่งผลทําให้ปลายหรือส่วนกลางของ แผ่นพื้น โก่งขึ้น สาเหตุ เนื่องมาจากการที่แผ่นพื้ นคอนกรีตมีความชื้นและอุณหภูมิที่แตกต่างกันมาก ระหว่างผิวหน้าด้านบนและด้านล่างคอนกรีต การโก่งงอนี้อาจจะเกิดการยกตัวขึ้นจากพื้นที่รองรับบริเวณ ปลายแผ่นหรือบริเวณกลางแผ่นก็ได้ ซึ่งจะส่งผลให้พื้นคอนกรีตบริเวณช่องว่างนั้นเกิดการแตกร้าวเมื่อ ต้องรับน้ําหนักบรรทุกในสภาวะดังกล่าว โดยทั่วไปการเกิดการโก่งงอจะพบเห็นได้หลังเทคอนกรีตได้ไม่ นานอย่างไรก็ตาม บางกรณีอาจเกิดขึ้นในภายหลังจากการใช้งานไปซักระยะก็เป็นไปได้

Compressive force induced in saturated concrete layer resisting shrinkage

รบ

AI

nalnnisfiiuuDUDUiuunDunsn


www.yotathai.com



สาเหตุของการเกิดการโก่งงอของพื้นคอนกรีต การเกิ ด การโก่ ง งอของพื้ น คอนกรี ต นี้ มี ส าเหตุ ม าจากการหดตั ว ของคอนกรี ต ที่ ไ ม่ เ ท่ า กั น (Differential Drying Shrinkage) ระหว่างผิวบนและผิวล่างของพื้นคอนกรีต ซึ่งขึ้นอยู่กับความชื้นและ ความแตกต่างของอุณหภูมิในแผ่นพื้นเป็นหลัก การโก่งงอนี้สามารถสังเกตเห็นได้อย่างเด่นชัดจากบริเวณ ด้านข้างและตรงบริเวณมุมของแผ่นพื้น โดยที่ความรุนแรงในการโก่งงอของคอนกรีตจะมีความสัมพันธ์ กับการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) นั่นคือหากคอนกรีตเกิดการหดตัวแบบแห้งมากขึ้นเท่าใด การโก่งงอก็มีแนวโน้มมากขึ้นตามไปด้วย กรณีส่วนใหญ่การเกิดการโก่งงอจะเกิดขึ้นเมื่อผิวหน้าคอนกรีตแห้งและหดตัวมากกว่าด้านล่าง จะทําให้เกิดการโก่งบริเวณปลายของแผ่นพื้นโดยจะงอขึ้นด้านบน (ดังรูป A) โดยอาจเกิดขึ้นภายหลัง จากการเทคอนกรีต ส่วนใหญ่มักพบในกรณีที่ไม่มีการบ่มคอนกรีตที่ดีเพียงพอ ปล่อยให้ผิวหน้าคอนกรีต สูญเสียความชื้นเร็วเกินไป มีการเยิ้มบริเวณผิวหน้าคอนกรีตมากจนเกินไปเนื่องจากในส่วนผสมใช้น้ํามาก หรือมีการสลัดน้ําจนมากเกินไป เพื่อให้ง่ายในการแต่งผิวหน้าคอนกรีต ซึ่งการบ่มคอนกรีตที่ไม่ถูกต้อง และเพียงพอนั้นเป็นสาเหตุของการเกิดการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) บริเวณผิวหน้าคอนกรีต สาเหตุของการเกิดการเยิ้มที่มากเกินบางครั้งอาจเกิดจากการเทคอนกรีตบนแผ่นกันความชื้น ประเภทพลาสติก (Polyethylene Sheet) หรือการเทคอนกรีตทับหน้าคอนกรีตเก่า สําหรับกรณีนี้ ถ้าพื้นดินที่รองรับมีลักษณะเป็นดินที่มีความอุ้มน้ําสูง การหดตัวของผิวคอนกรีตด้านบนก็จะยิ่งแตกต่าง กับด้านล่างมาก สําหรับสาเหตุอีกประการก็คือ อุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างผิวด้านบนกับด้านล่างของ คอนกรีต โดยเกิดจากความร้อนจากการที่ผิวหน้าของคอนกรีตสัมผัสกับแสงแดดโดยตรง แต่พื้นดินที่ รองรับตรงบริเวณนั้นมีอุณหภูมิที่ต่ํากว่ามาก สภาพเช่นนี้ก็จะทําให้พื้นคอนกรีตเกิดการโก่งแบบคว่ํา (ดังรูป B) ในบางกรณีอุณหภูมิที่หนาวเย็นในช่วงเวลากลางคืน อาจทําให้พื้นคอนกรีตมีอุณหภูมิลดต่ําลง ขณะที่ ผิ ว ด้ า นล่ า งของแผ่ น พื้ น คอนกรี ต กลั บ ต้ อ งสั ม ผั ส กั บ พื้ น ดิ น ที่ ร องรั บ ที่ มี อุ ณ หภู มิ อ บอุ่ น กว่ า ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมินี้เป็นอีกสาเหตุหนึ่งของการโก่งงอแบบยกตัวบริเวณส่วนปลายของแผ่น พื้นได้


www.yotathai.com



Slab Surface is Cooler and Drier than Base

Slab Surface at a Higher Temperature and Moisture than Base

วิธีการป้องกันการเกิดการโก่งงอบริเวณปลายพื้นคอนกรีต สาเหตุเบื้องต้นที่ทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดของแผ่นพื้นซึ่งส่งผลให้เกิดการโก่งงอบริเวณ ปลายแผ่นพื้น ได้แก่ การเกิดการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) วิธีการทํางาน ความชื้นหรือ น้ําใต้ดินของชั้นดินที่รองรับ และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืน ส่วนวิธีการ ต่อไปนี้คือวิธีที่จะช่วยทําให้เกิดการโก่งงอบริเวณปลายแผ่นพื้นลดลงได้ - ใช้ปริมาณน้ําในส่วนผสมคอนกรีตให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ - มวลรวมที่ใช้ควรเลือกใช้ที่มีขนาดโตสุดเท่าที่เป็นไปได้ และ/หรือออกแบบให้คอนกรีตมีปริมาณ มวลรวมให้มากที่สุดเพื่อลดปัญหาการเกิดการหดตัวแบบแห้ง (Drying Shrinkage) ในคอนกรีต - ระมัดระวังไม่ให้คอนกรีตเกิดการเยิ้มมากจนเกินไป - หลีกเลี่ยงส่วนผสมคอนกรีตที่ใช้ปริมาณปูนซีเมนต์มากจนเกินไป ถ้าจําเป็นอาจเลือกใช้วัสดุ ประเภทปอซโซลานทดแทน - ควรบ่มคอนกรีตอย่างทั่วถึง โดยเฉพาะรอยต่อและบริเวณปลายแผ่นพื้น ในกรณีที่ใช้สารเคมี บ่มคอนกรีต (Curing Compound) อาจฉีดพ่นซ้ําบริเวณมุมและขอบของแผ่นพื้นซ้ําอีกครั้ง - ในกรณี ที่ ต้ อ งการให้ เ กิ ด การโก่ ง งอน้ อ ยที่ สุ ด ระยะในการทํ า รอยต่ อ คอนกรี ต ไม่ ค วรเกิ น 24 เท่าของความหนาของแผ่นพื้น


www.yotathai.com


งาานคอนกรีตเสสริมเหล็ก

- ในกรณีเทคคอนกรีตทับหน้ ห าที่มีความมหนาน้อยๆ อาจเพิ อ ่มการยึยึดเกาะและเเชื่อมประสานนระหว่าง คอนกรีตเก่ ต ากับคอนกกรีตใหม่บริเวณมุ ว มแผ่นพืน้ ด้วยการทําความสะอา า ดให้เรียบร้อยและใช้ตะปูคอนกรีต ตอกให้ทัท่วั บริเวณแล้วจึ ว งใช้ลวดพันสลั น บไปมาระะหว่างตะปูให้หรอบ - เลือกใช้ความหนาของพืพื้นให้มากขึ้นกว่ ก าเดิม หรือเพิ อ ่มความหนนาเฉพาะบริเเวณปลายแผ่นพื้น - ควรออกแบบบเสริมเหล็กอย่างเหมาะสม การใส่อุปกรณ์ถ่ายแรง (Load Transfer) บริเวณ รอยต่อก่กอสร้าง (Construction Joint) J จะช่วยลดการเคลืลื่อนตัวในแนววดิ่งระหว่างแแผ่นพื้นได้ ใในกรณีที่ไม่สามารถยอมใ ส ให้เกิดการโก่ก่งงอบริเวณปปลายแผ่นพื้นเลย น อาจทําาได้ ไ โดยการใชช้สารเคมี ลดการหหดตัวในคอนกกรีต, การใช้คอนกรี ค ตที่ออกแบบใช้ อ มีการชดเชยการ า รหดตัว, การใใช้พื้นคอนกรีรีตอัดแรง หรือการใ รใช้สุญญากาศดูดเอาน้ําสวนเกิ ส่ นในคอนนกรีตออกไป ซึ่งวิธีการเหหล่านี้ล้วนแต่เป็นวิธีที่มีค่าใช้ ใ จ่ายใน การก่อสร้ ส างสูง สํ า หรั บ วิ ธี การซ่ ก อ มแซ มการโก่ ง ง อบริ เ วณปลลายแผ่ น พื้ นอาจทํ น า ได้ โโดยการทํ ารอยต่ า อ (Contraction Jointt) ด้วยวิธีการใช้ า เลื่อยตัด (Saw cutt) เพิ่มเติม จากนั จ ้นขัดพื้นนบริเวณที่โก่งขึ ง ้นมาให้ เรียบเสมมอกันแล้วจึงทําการอุดช่องว่ อ างด้วยซีเมนต์ ม เพสต์ หรื ห อ Epoxy บริเวณช่องว่างใต้แผ่นพืนให้ ้น เต็ม

(4

c

t

3»(ทเ40ทฌ1โ||บผ)

การเกิดฝุ่นที่ผิวหน้าคอนกกรีต (Dustinng Concretee Surfaces)) การเกิดฝุ่นที่ผิวหน้าคอนนกรีตเป็นการรสะสมของวัวัสดุที่มีลักษณ ณะเป็นผงหรืรือเป็นฝุ่นอยู่ที่บริเวณ ผิวหน้าของคอนกรี ข ต ่แข็งตัวแล้ว ซึ่งส่วนใหญ ตที ญ่จะเกิดขึ้นกักบโครงสร้างคอนกรี ง ตปรระเภทพื้นและผิวถนน โดยจะเกิกิดภายหลังจากการใช้งานนหรือถูกขัดสีไปแล้วระยะะเวลาหนึ่ง

อนุกรรรมการมาตรฐาานการประกออบวิชาชีพ

www.yotathai.com



สาเหตุที่ทําให้ผิวหน้าของคอนกรีตเป็นฝุน่ ฝุ่นที่ผิวหน้าคอนกรีตมีสาเหตุมาจากการที่ผิวหน้าคอนกรีตมีความอ่อนแอไม่สามารถต้านทาน การขัดสีซึ่งเกิดขึ้นโดยปกติ หรืออาจถูกขีดข่วนด้วยวัตถุที่มีความแข็งหรือการกวาดพื้น อนุภาคของส่วน ละเอียดไม่มีแรงยึดเหนี่ยวกับเนื้อคอนกรีตทําให้อนุภาคของส่วนละเอียดนี้หลุดร่อนออกมา โดยมีสาเหตุ หลักจะเหมือนกับการกร่อนหรือหลุนร่อนของคอนกรีต และตามรายละเอียดต่อไปนี้ - ขาดการบ่มที่เพียงพอ โดยผิวหน้าของคอนกรีตถูกปล่อยให้สูญเสียน้ําออกไปอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในสภาวะที่อากาศร้อน ความชื้นในอากาศต่ําและมีลมพัดแรง ทําให้ความแข็งแรงของผิวหน้า คอนกรีตลดลง ดังนั้นการบ่มคอนกรีตอย่างถูกต้องจึงเป็นสิ่งที่จําเป็นเพื่อที่จะได้คอนกรีตที่มีคุณภาพและ มีผิวหน้าที่ทนทาน - การอัดแน่นหรือการจี้เขย่าที่ไม่ถูกต้องและเพียงพอ - การเทคอนกรีตบนพื้ นดิน ที่มีการดูดซับต่ําหรือมี การปู แผ่นพลาสติกหรือใช้น้ํายากันการ ระเหยของไอน้ําประเภท Polyethylene - การเกิด Carbonation ที่ผิวหน้าเนื่องจากไม่มีอากาศถ่ายเทและมีก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์สูง วิธีการลดความเสี่ยงต่อการเกิดปัญหาผิวหน้าคอนกรีตเป็นฝุ่น 1. เลือกใช้คอนกรีตให้เหมาะสมกับงานประเภทต่างๆ อย่างถูกต้อง โดยต้องคํานึงถึงกําลังอัด และความสามารถในการต้านทานต่อการขัดสี ซึ่งยิ่งคอนกรีตมีอัตราส่วนของน้ําต่อวัสดุประสานต่ําก็จะ ยิ่งทนการขัดสีได้ดี 2. ไม่เติมน้ําเพิ่มลงในคอนกรีตที่หน้างานอีก 3. ในการเทคอนกรีตในหน้าหนาว ควรเลือกใช้คอนกรีตที่มีค่ายุบตัวที่ไม่สูงมาก (ไม่ควรเกิน 8 ซม.) เนื่องจากระยะเวลาการก่อตัวที่นานขึ้น จะทําให้เกิดการเยิ้มที่ผิวหน้าคอนกรีตมากกว่าเดิม ดังนั้นจึงไม่ควรใช้คอนกรีตที่มีค่ายุบตัวสูง ส่วนการเทคอนกรีตในหน้าร้อนสามารถเลือกใช้คอนกรีตที่มีค่า ยุบตัวสูงขึ้น ตราบที่ระยะเวลาการก่อตัวและการเยิ้มยังอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ โดยที่ส่วนผสมคอนกรีต จะต้องไม่เกิดการเยิ้มที่มากเกินไปหรือเกิดการแยกตัวเมื่อเทคอนกรีต 4. ไม่ควรทําการแต่งผิวหน้าในขณะที่ยังมีการเยิ้มที่ผิวหน้าของคอนกรีต เพราะจะเป็นการทําให้ น้ําที่กําลังจะลอยขึ้นมาที่ผิวหน้าถูกกักกลับไปใต้ผิวคอนกรีตอีก ยิ่งกว่านั้นยังเป็นการดึงฝุ่นและทราย ขึ้นมาอยู่ที่ผิวหน้าอีกด้วย การเกิดผิวหน้าคอนกรีตปูดพอง (Concrete Blisters) การเกิดการปูดพอง (Blisters) บริเวณผิวหน้าคอนกรีตจริงๆ แล้วคือโพรงอากาศที่ถูกกักไว้ ภายใต้ผิ ว หน้า ของคอนกรีต ซึ่ ง จะทํ า ให้บ ริเ วณผิวหน้าคอนกรีต มี ลัก ษณะตะปุ่ มตะป่ํ ามี ข นาดตั้ง แต่ เท่าเหรียญห้าสิบสตางค์ไปจนถึงขนาด 1 นิ้ว แต่บางครั้งอาจจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 2-3 นิ้ว ก็เป็นไปได้ ในขั้นตอนการแต่งผิวหน้าคอนกรีตถ้าใช้เกรียงปาดผิวหน้าคอนกรีตซ้ําไปซ้ํามามากๆ ชั้นของ มอร์ต้าบางๆ ซึ่งมีความหนาประมาณ 3 มิลลิเมตร ก็จะกักฟองอากาศให้อยู่ข้างใต้นั้น โดยการเกิด


www.yotathai.com



ผิวหน้าปูดพองมักจะเกิดขึ้นภายหลังการแต่งผิวหน้าคอนกรีตไม่นานนัก เป็นการยากมากที่จะสังเกตเห็น การเกิดผิวหน้าปูดพองที่มีขนาดเล็กๆ ในการเทคอนกรีตในสถานที่ที่มีแสงสว่างไม่เพียงพอ ซึ่งส่วนใหญ่ จะทราบก็ต่อเมื่อพบว่าผิวหน้าคอนกรีตเกิดความเสียหายแล้ว

สาเหตุของการเกิดผิวหน้าคอนกรีตปูดพอง 1. การจี้เขย่าคอนกรีตที่น้อยเกินไปหรือมากจนเกินไป โดยการจี้เขย่าที่น้อยเกินไปนั้นจะทําให้ ฟองอากาศยังคงอยู่ภายในเนื้อคอนกรีต ส่วนการจี้เขย่าที่มากจนเกินไปนั้นอาจเกิดขึ้นจากการใช้เครื่อง เขย่าชนิดวางบนผิวคอนกรีต (vibrating screeds) ถ้าเขย่ามากเกินไปจะทําให้มอร์ต้าลอยขึ้นมาอยู่ บริเวณผิวหน้าของคอนกรีตเป็นจํานวนมาก 2. การใช้เครื่องมือที่ไม่เหมาะสมกับการแต่งผิวหน้าคอนกรีตให้เรียบ หรือการใช้อย่างไม่ถูกวิธี โดยควรมีการทดสอบปาดหน้าคอนกรีตด้วยเกรียงที่ทําจากวัสดุต่างๆ โดยเกรียงที่เลือกใช้ควรเรียบไม่ ขรุขระ 3. ในสภาวะอากาศที่ร้อน ลมแรง ความชื้นสัมพัทธ์ต่ํา จะทําให้ผิวหน้าของคอนกรีตสูญเสียน้ํา ออกไปอย่างรวดเร็วจนทําให้ผิวหน้าแข็งจนสามารถแต่งผิวหน้าคอนกรีตได้ (ขณะที่ในความเป็นจริงยัง ต้องรอ) แต่ภายในเนื้อคอนกรีตยังไม่แข็งตัวดี ลักษณะเช่นนี้จะเป็นการปิดกั้นน้ําและฟองอากาศที่จะ ลอยขึ้นสู่ผิวหน้าของคอนกรีต 4. การใช้คอนกรีตที่ผสมสารกักกระจายฟองอากาศหรือการใช้ปริมาณมากกว่าปกติ ซึ่งอัตรา การเยิ้ ม และปริม าณของน้ํ าที่ เ ยิ้ม จะลดลงอย่างมากเมื่ อ ใส่ส ารกัก กระจายฟองอากาศในคอนกรี ต จึงอาจเป็นสาเหตุของการแต่งผิวหน้าคอนกรีตก่อนเวลาอันควร 5. ชั้นของดินที่รองรับมีอุณหภูมิต่ํากว่าอุณหภูมิอากาศมาก สภาพเช่นนี้จะทําให้ผิวหน้าของ คอนกรีตแข็งตัวเร็วกว่าด้านล่างจึงทําให้เกิดการแต่งผิวหน้าคอนกรีตก่อนเวลาอันควร


www.yotathai.com



6. ความหนาของพื้ น จะเป็ น ตัว กําหนดช่ว งเวลาของการเยิ้ม น้ํ า และฟองอากาศที่ จ ะขึ้น มาที่ ผิวหน้า ฉะนั้นพื้นที่หนาๆ ก็จะใช้เวลาที่นานกว่าระยะเวลาที่เคยทํางานตามปกติ 7. คอนกรีตที่มีความข้นเหลว (Slump) ต่ําๆ เนื่องจากมีปริมาณวัสดุประสานหรือใช้ทรายที่ ละเอียดมากๆ จะทําให้มีอัตราการเยิ้มน้อยหรือเกิดขึ้นช้า กลับกันถ้าส่วนผสมคอนกรีตที่ใช้ปริมาณวัสดุ ประสานต่ําจะทําให้เกิดการเยิ้มอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาที่สั้นกว่า สําหรับคอนกรีตที่มีแนวโน้มที่จะมี อัตราการเยิ้มช้าจะต้องยืดเวลาการแต่งผิวหน้าออกไป 8. การสาดปู น ซี เ มนต์ ผ งลงบนผิ ว หน้ า คอนกรี ต เพื่ อ ทํ า การขั ด หน้ า นั้ น เป็ น การแต่ ง ผิ ว หน้ า คอนกรีตโดยทําเร็วกว่าเวลาอันสมควร โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ควรทําในคอนกรีตที่ผสมสารกักกระจาย ฟองอากาศ 9. การเทคอนกรีตโดยตรงบนวัสดุกันน้ําหรือที่รองรับที่น้ําไม่สามารถซึมผ่านได้นั้น จะทําให้น้ํา ที่เยิ้มขึ้นมาบนผิวหน้าคอนกรีตมากขึ้น เนื่องจากชั้นดินที่รองรับไม่สามารถดูดซึมน้ําในคอนกรีตบางส่วน ไว้ได้ วิธีการป้องกันการเกิดผิวหน้าคอนกรีตปูดพอง 1. ควรใช้ความระมัดระวังในการแต่งผิวหน้าคอนกรีตเพิ่มมากขึ้น เพราะบางครั้งผิวหน้าของ คอนกรีตอาจดูเหมือนพร้อมสําหรับการแต่งผิวหน้าได้ก่อนเวลาปกติที่สามารถทําได้ อีกทั้งไม่ควรปาด หน้าคอนกรีตซ้ําไปซ้ํามาจนมอร์ต้าลอยขึ้นมาอยู่บริเวณผิวหน้ามากเกินไป 2. ในสภาวะอากาศที่มีอัตราการระเหยสูงถ้ายังไม่สามารถแต่งผิวหน้าคอนกรีตได้ภายหลังจาก ที่เทคอนกรีตเสร็จแล้ว ให้คลุมผิวหน้าด้วยพลาสติกหรือวัสดุกันน้ําอื่นๆ ไว้ในช่วงระหว่างที่รอ เพื่อ ป้องกันน้ําที่ผิวหน้าระเหยออกเร็วเกินไป โดยเหลือเปิดไว้เฉพาะส่วนที่คาดว่ายังเกิดการเยิ้มอยู่ 3. ในการปาดผิวหน้าให้เรียบด้วยแปรงปาด ควรเลือกใช้ใบปาดที่มีความเรียบไม่ขรุขระ เพื่อ หลีกเลี่ยงการกระจายน้ําหนักที่ไม่เท่ากันลงบนผิวหน้าคอนกรีต 4. ใช้น้ํายาเร่งการก่อตัวหรือใช้คอนกรีตที่มีความร้อนสูงกว่าปกติ เพื่อป้องกันการเกิดผิวหน้า คอนกรีตปูดพองเนื่องจากอากาศที่หนาวเย็น 5. ควรหลีกเลี่ยงการใช้คอนกรีตที่ผสมสารกักกระจายฟองอากาศในการเทพื้นภายในอาคาร และไม่ควรใช้เกรียงเหล็กในการแต่งผิวหน้าของคอนกรีตที่ผสมสารกักกระจายฟองอากาศ 6. ในขณะการแต่งผิวหน้าคอนกรีตถ้าเกิดการปูดพองขึ้นให้พยายามใช้เกรียงขัดซ้ําบริเวณที่เกิด ให้เรียบหรือใช้เกรียงฉีกรอยที่ปูดออกแล้วขัดซ้ําด้วยเกรียงที่ทําจากไม้ รวมทั้งยืดเวลาการแต่งผิวหน้า ให้นานออกไป 7. ในการเทคอนกรีตในสภาวะที่มีอัตราการระเหยสูงควรจะต้องมีการป้องกัน โดยการทําที่กั้น ลม (wind breaks) เพื่อไม่ให้ลมสัมผัสกับผิวหน้าคอนกรีตโดยตรง รวมทั้งทําการฉีดพ่นน้ําให้เป็นละออง ฝอยทันทีหลังการแต่งผิวหน้าเสร็จและคลุมด้วยกระสอบเปียกหรือใช้แผ่นพลาสติกคลุมทันทีที่ทําได้


www.yotathai.com



รูตามดบนผิวคอนกรีต งานก่อสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กในปัจจุบัน มีแนวโน้มที่จะเน้นความสวยงามของผิวโครงสร้าง คอนกรีต โดยที่ไม่จําเป็นต้องมาตกแต่งภายหลัง ดังนั้นเพื่อความสวยงาม ผิวคอนกรีตจึงต้องเรียบเนียน สวย ไร้รอยตําหนิ แต่ปัจจุบันปัญหาสําคัญที่เกิดขึ้นและกระทบต่อคุณภาพการผลิตสําหรับอุตสาหกรรม การก่อสร้างนั่นก็คือ ปัญหาผิวคอนกรีตเป็นรูตามด

รูตามด คือ ฟองอากาศขนาดเล็กปรากฏที่ผิวคอนกรีต ฟองอากาศเหล่านี้เกิดจากการเคลื่อนที่ ของฟองอากาศในคอนกรีตไปสู่ส่วนที่ติดกับไม้แบบซึ่งมักจะเกิดในแบบแนวดิ่ง ในขณะทําการจี้คอนกรีต แรงสั่นสะเทือนทําให้ปริมาตรคอนกรีตลดลง อากาศและน้ําส่วนเกินในคอนกรีตจะแยกออกมาจากส่วนที่ เป็นวัสดุประสาน น้ําจะเคลื่อนตัวไปสู่ด้านบนเนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันและกลายเป็นน้ําเยิ้ม (Bleed water) ที่ผิวด้านบน ส่วนฟองอากาศจะเคลื่อนตัวไปหาจุดสมดุลที่ใกล้ที่สุดที่มีแรงดันอากาศ เท่ากัน สําหรับคอนกรีตหล่อในแนวดิ่ง ระยะทางใกล้สุดที่ฟองอากาศจะเคลื่อนตัวไปคือผิวแบบด้านใน รูตามด พบส่วนมากที่ตําแหน่งส่วนบนของโครงสร้าง หรือตําแหน่งที่เป็นมุมฉาก เนื่องจากเป็นตําแหน่ง ที่ ส ะสมของฟองอากาศตามแนวสู ง ของโครงสร้ า งที่ เ กิ ด จากการจี้ ค อนกรี ต โพรงเหล่ า นี้ ส่ ง ผลต่ อ ความสวยงามของโครงสร้างประเภทคอนกรีตเปลือย (ไม่ฉาบผิว) สาเหตุของการเกิดรูตามด ปั จ จั ยที่ มีผ ลมากที่สุ ดที่ เ กิ ดรู ต ามด มาจากการจี้ เ ขย่ า คอนกรี ต ไม่เ พี ย งพอ โดยทั่ ว ไปการจี้ คอนกรีตด้วยแรงสั่นสะเทือนจะทําให้อากาศและน้ําเคลื่อนตัวไปยังผิวคอนกรีตทั้งในทิศทางแนวดิ่งสู่ ด้านบนหรือ ทิศ ทางแนวขวางสู่ผิว คอนกรีต ด้านข้ างที่สัมผัสกับแบบหล่อ การจี้เ ขย่าที่ไม่เพี ยงพอไม่ สามารถขจัดโพรงอากาศเหล่านี้ได้ แต่ถ้าจี้เขย่ามากเกินไปจะทําให้คอนกรีตเกิดการแยกตัวและเกิดการ เยิ้มน้ําที่ผิวคอนกรีตได้ อีกปัจจัยที่ก่อให้เกิดรูตามดบนผิวคอนกรีต คือ แบบที่ใช้หล่อคอนกรีต การใช้แบบหล่อที่ไม่ซึมน้ํา (แบบเหล็ก แบบไม้เคลือบโพลิเมอร์) และสารทาผิวแบบ (Form-release agent) ทําให้เกิดรูตามดได้ เนื่องจากทําให้ฟองอากาศเคลื่อ นตัวที่ผิ วแบบได้ยาก ดังนั้นการใช้สารทาผิวแบบจะต้องปฏิ บัติตาม ข้อแนะนําของผู้ผลิต และใช้แบบหล่อที่ทําด้วยวัสดุที่บริษัทผลิตน้ํายาระบุเท่านั้น


www.yotathai.com



ส่วนผสมคอนกรีตก็เป็นอีกปัจจัยที่ก่อให้เกิดรูตามดได้ ส่วนผสมที่เหนียวหรือแข็งกระด้าง ที่จี้ เขย่ายากจะส่งผลกระทบโดยตรงต่อการเกิดรูตามดที่ผิวคอนกรีต การป้องกันการเกิดรูตามด 1. การจี้เขย่าคอนกรีตให้เพียงพอ ในการเทคอนกรีตแต่ละชั้นจะต้องจี้เขย่าคอนกรีตให้เสร็จ สมบูรณ์ เมื่อเทชั้นต่อไปการจี้คอนกรีตต้องให้หัวจี้ทะลุไปยังชั้นก่อนหน้านั้น และเขย่าให้ฟองอากาศ เคลื่อนออกสู่แบบด้านข้างและผิวคอนกรีตด้านบน 2. การใช้แบบหล่อที่น้ําซึมได้ เมื่อใช้แบบหล่อที่น้ําไม่ซึม เช่น แบบหล่อเหล็กจะต้องจี้เขย่า คอนกรีตมากกว่าปกติเพื่อไล่ฟองอากาศให้หลุดสู่ผิวคอนกรีต การใช้แบบหล่อที่น้ําซึมได้ สามารถลด จํานวนรูตามดที่ผิวคอนกรีตได้อย่างชัดเจน เนื่องจากฟองอากาศสามารถซึมผ่านแบบสู่บรรยากาศได้ การเลือกใช้ประเภทของน้ํามันทาแบบ (Form-releasing agent) และใช้ปริมาณที่เหมาะสม สามารถ ช่วยปรับปรุงคุณภาพผิวคอนกรีตได้ 3. ส่วนผสมคอนกรีต การใช้คอนกรีตที่สามารถไหลตัวได้ดีทําให้เทลงแบบได้ง่าย จี้คอนกรีต ได้ง่าย ทําให้ลดโอกาสการเกิดรูตามดที่ผิวคอนกรีตได้ คอนกรีตที่ใช้มวลรวมที่มีขนาดคละดีทําให้ลด ปริมาณมวลรวมละเอียดในส่วนผสม การใช้ปริมาณปูนซีเมนต์ที่พอเหมาะ การใช้น้ํายาผสมคอนกรีต ที่เพิ่มความสามารถการไหลของคอนกรีต ทําให้การจี้เขย่าคอนกรีตทําได้ง่ายขึ้น เหล่านี้ล้วนส่งผลต่อ การเกิดรูตามดที่ผิวคอนกรีตน้อยลง ในอุตสาหกรรมคอนกรีต (โดยเฉพาะการหล่อชิ้นส่วนสําเร็จรูป) การใช้ Self-Compacting Concrete (SCC) ทําให้คุณภาพผิวคอนกรีตดีขึ้นอย่างชัดเจน

การบ่มคอนกรีต การบ่มคอนกรีตเป็นการควบคุมและป้องกันมิให้น้ําในคอนกรีตระเหยออกจากคอนกรีตที่แข็งตัว แล้วเร็วเกินไป เนื่องจากน้ําเป็นองค์ประกอบสําคัญที่สุดสําหรับปฏิกิริยาไฮเดรชั่น ซึ่งจะส่งผลต่อกําลัง ของคอนกรีตโดยตรง ดังนั้น หลังจากที่ผิวหน้าคอนกรีตแข็งตัวแล้ว จะต้องบ่มคอนกรีตให้มีความชื้น อยู่เสมอ เป็นเวลาอย่างน้อย 7 วัน กําลังของคอนกรีตจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตราบเท่าที่ยังมีความชื้น ให้ปูนซีเมนต์ได้ทําปฏิกิริยากับน้ํา วิธีการบ่มคอนกรีต วิ ธี ก ารบ่ ม คอนกรี ต จะขึ้ น อยู่ กั บ สภาพของงานคอนกรี ต นั้ น ๆ เป็ น หลั ก ลั ก ษณะของการบ่ ม คอนกรีตสามารถแบ่งได้ 3 ลักษณะ คือการเพิ่มความชื้นให้คอนกรีต การป้องกันการเสียน้ําของคอนกรีต และการเร่งกําลัง 1. การบ่มโดยการเพิ่มความชื้นให้คอนกรีต การบ่มลักษณะนี้จะเพิ่มความชื้นให้กับผิวคอนกรีต โดยตรง เพื่ อ ทดแทนการระเหยของน้ํ า ออกจากคอนกรี ต การบ่ ม ลั ก ษณะนี้ ส ามารทํ า ได้ ห ลายวิ ธี ดังต่อไปนี้


www.yotathai.com



1.1 การขังหรือหล่อน้ํา เป็นการทํานบกั้นน้ําไม้ให้น้ําไหลออกมักจะใช้กับงานทางระดับ เช่น พื้น หรือถนน เป็นต้น วัสดุที่ใช้ทําทํานบอาจจะเป็นดินเหนียว หรืออิฐก็ได้ ข้อควรระวัง สําหรับวิธีนี้ คือ ต้องระวังอย่าให้ทํานบกั้นน้ําพัง และหลังจากบ่มเสร็จแล้ว อาจจะต้องทําความ สะอาดผิวหน้าคอนกรีต 1.2 การฉีดน้ําหรือรดน้ํา เป็นการฉีดน้ําให้ผิวคอนกรีตเปียกอยู่เสมอวิธีนี้ใช้ได้กับงาน คอนกรีต ทั้งในแนวดิ่ง แนวระดับ หรือแนวเอียง ข้อควรระวัง คือต้องฉีดน้ําให้ทั่วถึงทุกส่วนของ คอนกรีต และแรงดันน้ําต้องไม่แรงเกินไปจนชะเอาผิวหน้าคอนกรีตที่ยังไม่แข็งตีวดีออก วิธีนี้ต้อง สิ้นเปลืองน้ํามาก และต้องอาศัยที่ที่มีแรงดันน้ํามากพอ 1.3 การคลุมด้วยวัสดุเปียกชื้น เป็นวิธีที่ใช้กันมาก เพราะสะดวก ประหยัด และสามารถ ใช้ได้กับงานทั้งแนวระดับ แนวดิ่ง และแนวเอียง วัสดุที่ใช้คลุมอาจจะใช้ ผ้าใบ กระสอบ หรือ วัสดุอื่นที่อมน้ํา ข้อควรระวัง คือวัสดุที่คลุมต้องเปียกชุ่มอยู่เสมอ การคลุมต้องคลุมให้วัสดุคลุม เหลื่อมกัน วัสดุที่ใช้คลุมต้องปราศจากสารที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีต หรือทําให้คอนกรีตด่าง สํ าหรับการคลุ ม งานคอนกรี ต ในแนวดิ่ง ต้อ งยึ ดวัสดุคลุ ม ให้ แน่นหนา ไม่ เ ลื่อนหล่ น ลงมาได้ โดยเฉพาะเวลาที่ราดน้ํา ซึ่งจะต้องทําเป็นประจํา 2. การบ่มโดยการป้องกันการเสียน้ําจากเนื้อคอนกรีต วิธีการนี้ใช้การผนึกผิวของคอนกรีต เพื่อป้องกันมิให้ความชื้นจากคอนกรีตระเหยออกจากเนื้อคอนกรีต การบ่มลักษณะนี้สามารถกระทําได้ หลายวิธีดังนี้ 2.1 การบ่ ม ในแบบหล่ อ แบบหล่ อ ไม้ ที่ เ ปี ย ก และแบบหล่ อ เหล็ ก สามารถป้ อ งกั น การสูญเสียความชื้นได้ดี วิธีนี้จัดได้ว่าง่ายที่สุด เพียงแค่ทิ้งแบบหล่อให้อยู่กับคอนกรีตที่หล่อไว้ ให้นานที่สุดเท่าที่จะทําได้ และคอยดูแลให้ผิวด้านบนคอนกรีตมีน้ําอยู่ โดยน้ํานั้นสามารถไหลซึม ลงมาระหว่างแบบหล่อกับคอนกรีตได้ 2.2 การใช้กระดาษกันน้ําซึม เป็นการใช้กระดาษกันน้ําซึม ปิดทับผิวคอนกรีตให้สนิท เป็นเวลาอย่างน้อย 3 วัน วิธีนี้มักนิยมใช้กับงานคอนกรีตแนวระดับ กระดาษกันน้ําซึมนี้ เป็น กระดาษเหนียวสองชั้นยึดติดกันด้วยยางมะตอย และเสริมความเหนียวด้วยใยแก้ว มีคุณสมบัติ ในการยึดหดตั ว ไม่มากนัก เวลาที่เ ปียกและแห้ง ข้อควรระวั งในการใช้ กระดาษ คือ บริ เ วณ รอยต่อระหว่างแผ่นจะต้องผนึกให้แน่นด้วยกาว หรือเทป และกระดาษต้องไม่มีร่อยรอยฉีกขาด หรือชํารุด 2.3 การใช้แผ่นผ้าพลาสติกคลุม วิธีการนี้จะเหมือนกับการใช้กระดาษกันน้ํา แต่แผ่นผ้า พลาสติ กจะเบากว่ ามาก จึ งสะดวกในการใช้มากกว่ า สามารถใช้กับ งานโครงสร้า งทุกชนิด ข้ อ ควรระวั ง ก็ เ ช่ น เดี ย วกั บ กระดาษกั น น้ํ า คื อ รอยต่ อ และการชํ า รุ ด ฉี ก ขาด และเนื่ อ งจาก มีน้ําหนักเบา จึงต้องระวังเรื่องการผูกยึด ป้องกันลมพัดปลิวด้วย 2.4 การใช้สารเคมีเคลือบผิวคอนกรีต เป็นการพ่นสารเคมีลงบนผิวคอนกรีตซึ่งสารเคมี ที่ พ่ น นี้จ ะกลายเป็ น เยื่ อ บางๆ คลุม ผิ ว คอนกรี ต ป้ อ งกัน การระเหยออกของน้ํ า ในคอนกรี ต ได้ การบ่มวิธีนี้ทั้งสะดวกและรวดเร็วแต่ค่าใช้จ่ายจะสูง จึงมักใช้กับงานที่บ่มด้วยวิธีอื่นได้ลําบาก


www.yotathai.com



การพ่นสารเคมีนี้ต้องกระทําในขณะที่ผิวคอนกรีตยังชื้นอยู่ และต้องพ่นให้ทั่วถึง ข้อที่ควรทราบ คือสารเคมีประเภทนี้จะทําให้การยึดเหนี่ยวระหว่างคอนกรีตเดิมกับคอนกรีตที่จะเทใหม่เสียไป จึงไม่ควรใช้กับงานคอนกรีตที่ต้องต่อเติม หรือฉาบปูนในภายหลัง และหากใช้สารเคมีฉีดพ่นแล้ว ไม่ควรฉีดน้ําซ้ํา เพราะน้ําจะไปชะล้างสารเคมีออก ควรชี้แจงให้คนที่ทํางานทราบถึงประเด็นนี้ เพื่อจะได้ไม่ฉีดชะล้างสารเคมีออกโดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์ 3. การบ่มด้วยการเร่งกําลัง เป็นการบ่มคอนกรีตด้วยไอน้ํา โดยให้ความชื้น และความร้อน กับคอนกรีตที่หล่อเสร็จใหม่ๆ วิธีนี้จะทําให้คอนกรีตมีกําลังสูงขึ้นโดยรวดเร็วช่วยลดการหดตัว และเพิ่ม ความต้านทานต่อสารเคมีที่เป็นอันตรายต่อคอนกรีต การบ่มคอนกรีตด้วยวิธีนี้สามารถทําได้สองวิธี คือ การบ่มด้วยไอน้ําที่มีความดันต่ํา และการบ่มด้วยไอน้ําที่มีความดันสูง การบ่มด้วยการเร่งกําลัง นิยม ใช้กันในงานอุตสาหกรรมคอนกรีตสําเร็จรูป ได้มีงานวิจัยเปรียบเทียบผลของการบ่มคอนกรีตด้วยวิธีการต่างๆ ด้วยการหล่อพื้นคอนกรีตและ บ่มตามวิธีที่กําหนด จากนั้นเจาะคอนกรีตออกมาและทดสอบหากําลังอัดคอนกรีตโดยเปรียบเทียบกับ กําลังอัดคอนกรีตของตัวอย่างทรงกระบอกมาตรฐานที่บ่มชื้น (Moist cured) จนมีอายุ 28 วัน สรุปได้ดังนี้ ปัจจัยสําคัญที่สุดต่อกําลังคอนกรีตคือ สภาพการบ่มคอนกรีตในระยะต้น ผลด้าน กําลังอัดเรียงจากดีสุดเป็นดังนี้ -

การบ่มแบบขังน้ํา (Ponding) การบ่มแบบพรมน้ําเป็นระยะๆ การใช้แผ่นพลาสติกคลุม การฉีดด้วยสารเคมีบ่มคอนกรีต

รอยต่อคอนกรีต (Concrete Joints) โครงสร้าง คอนกรีตเสริมเหล็กโดยเฉพาะ พื้นประเภทที่วางบนดิน (Slab on grade) ต้องมี การทํ า รอยต่ อ ในการก่ อ สร้ า งเป็ น ระยะๆ เพื่ อ ป้ อ งกั น ปั ญ หาการแตกร้ า วของคอนกรี ต เนื่ อ งจาก การเปลี่ยนแปลงปริมาตรของคอนกรีตปริมาตรของคอนกรีตที่เปลี่ยนแปลง มีสาเหตุจาก การหดตัวของ คอนกรีต (Drying shrinkage) การเปลี่ยนแปลงปริมาตรจากอุณหภูมิ

Campoeted Granular Sudtwat


www.yotathai.com



รอยต่อเพื่อการหดตัว (Contraction joint หรือ Control Joint) มีไว้เพื่อให้เกิดการเคลื่อน ตั ว ของคอนกรี ต เนื่ อ งจากคอนกรี ต เกิ ด การหดตั ว แบบแห้ ง จากการที่ น้ํ า ในคอนกรี ต ระเหยไปใน อากาศ การหดตัวนี้ทําให้เกิดการแตกร้าวของคอนกรีตได้ การทํา Contraction joint เป็นการบังคับให้ การแตกร้าว เกิดในตําแหน่งที่กําหนด โดยทั่วไป ควรทํา contraction joint ที่ระยะห่างทุกๆ 24-35 เท่าของความหน้าแผ่นพื้น และแบ่งพื้นเป็นสี่เหลี่ยมชิ้นเล็กๆ โดยให้อัตราส่วน ด้านยาวต่อด้านสั้น ไม่เกิน 1.5:1.0 ถ้าเป็นไปได้ ควรกําหนดเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส การทํ า รอยต่ อ แบบ Contraction joint เพื่ อ เป็ น การบั ง คั บ ให้ ร อยแตกอยู่ ใ นแนวที่ กํ า หนด ไว้ เนื่องจากคอนกรี ตหลั งจากแห้ง ตัว แล้ว จะมี การหดตั วเพิ่ม ขึ้นตามระยะเวลาที่ผ่านไปหากไม่ทํา Contraction joint รอยแตกจะเกิดขึ้นกระจายทั่วไป การทํา Contraction joint ด้วยการใช้เลื่อยตัด (Sawed cut) มีข้อควรปฏิบัติดังนี้ ระยะเวลาในการตัด ควรทําให้เร็วที่สุดเท่าที่เป็นไปได้หลังจากคอนกรีตแข็งตัวแล้ว เนื่องจาก ถ้าทิ้งไว้ คอนกรีตจะเริ่มหดตัว การยึดรั้งจะเกิดขึ้น คอนกรีตจะเกิดรอยแตกร้าวขึ้นก่อนที่จะทําการตัด ด้วยเลื่อย การตัดคอนกรีตเร็วเกินไป ในสภาพที่ยังไม่แห้งพอ จะทําให้รอยตัดไม่เรียบ หินบริเวณรอยตัด จะหลุ ด ตามแรงใบเลื่ อ ยที่ ตั ด ดั ง นั้น ให้ พิจ ารณาตั ด เมื่ อ คอนกรี ต แข็ ง ตั ว ดี การแข็ง ตั ว คอนกรี ต จะ แตกต่างกันตามส่วนผสมคอนกรีต สภาพความชื้นอากาศ อุณหภูมิ ควรพิจาณาองค์ประกอบที่แตกต่าง นี้ด้วย รอยตัดจะต้องให้มีความลึกมากพอ เพื่อบังคับให้การแตกเกิดในแนวรอยตัด ACI 302.1R แนะนําให้ความลึกรอยตัด เท่ากับ ¼ ของความหนาพื้น หากรอยตัดตื้นเกินไป รอยแตกจะเกิดแบบ กระจายทั่วไป (Random crack)

SAWED CONTRACTION JOINT รอยต่อเพื่อการขยายตัว (Expansion or Isolated Joint) เป็นรอยต่อที่ทําขึ้น เพื่อให้ โครงสร้างคอนกรีตส่วนแนวดิ่ง เช่น เสา ผนัง สามารถเลื่อนตัวอย่างอิสระจาก โครงสร้างคอนกรีตใน แนวราบ เช่น พื้น เพื่อไม่ให้เกิดการยึดรั้ง อันเป็นสาเหตุให้เกิดการแตกร้าวของโครงสร้างในระยะยาว


www.yotathai.com



รอยต่อเพื่อการก่อสร้าง หรือรอยต่อระหว่างงาน (Construction Joint) เป็นรอยต่อที่ทํา ที่ผิวคอนกรีต โดยการกําหนดร่วมกันระหว่างสถาปนิก และวิศวกร เมื่อเป็นรอยต่อที่มิได้ระบุในแบบ รอยต่อในพื้นอาจอยู่กลางพื้นหรือคานซอยได้ ที่ผิวรอยต่อนั้นต้องสะอาด พรมน้ําให้เปียก ราดด้วยน้ํา ปูนซีเมนต์ข้น ก่อนเททับรอยต่อนั้น นอกจากนี้ มีรอยต่ออีกประเภทหนึ่ง ซึ่งมักจะพบเห็นได้ในงานปรับปรุงอาคาร หรือแม้แต่ใน อาคารใหม่ ซึ่ ง เทคอนกรี ต ไม่ พ ร้ อ มกั น เป็ น รอยต่ อ ระหว่ า งคอนกรี ต สด กั บ คอนกรี ต ที่ แ ข็ ง ตั ว แล้ ว เรียกว่า Cold Joint รวมถึงคอนกรีตสดที่เลยเวลาการเริ่มก่อตัว (Stiffening Time) ไปแล้ว ตามทฤษฏี แล้วเราจะพยายามหลีกเลี่ยงการทําให้เกิด Cold Joint โดยการเทคอนกรีตให้เสร็จอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ ต้นจนจบโดยไม่ต้องแบ่งเท เนื่องจาก Cold Joint จะทําให้เกิดระนาบที่อ่อนแอ ความต้านทานต่อแรง เฉือนลดลงอีกทั้งน้ํายังมีโอกาสที่จะซึมผ่านทําให้ความทนทานของคอนกรีตในระยะยาวลดลง หากมี ความจําเป็นที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงการเกิด Cold Joint ควรเสียบเหล็กเดือย (Dowel) ที่รอยต่อของ คอนกรีตที่จะหยุดเท เพื่อที่จะได้ช่วยเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวและเพิ่มความต้านทานต่อแรงเฉือนระหว่าง คอนกรีตเก่ากับคอนกรีตใหม่ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นรวมทั้งยังควรพิถีพิถันในขั้นตอนการจี้เขย่า คอนกรีตบริเวณรอยต่อ ระหว่างคอนกรีตเก่ากับคอนกรีตใหม่ให้เพิ่มมากขึ้น เพื่อป้องกันการเกิดรูโพรง (Honeycomb) และช่องว่างอากาศ (Entrapped Air) บริเวณรอยต่อภายหลังจากที่คอนกรีตแข็งตัว ไปแล้ว


www.yotathai.com



ค่ายุบตัวของคอนกรีต (Slump) ความเหนียวของคอนกรีตวัดได้จากการทดสอบค่ายุบตัวของคอนกรีตมีหน่วยเป็นเซนติเมตร (ซม.) ซึ่งจะบ่งบอกว่าคอนกรีตนั้นแข็งเหนียว หรือเหลว โดยทั่วไปเราจะใช้ความรู้สึกในการทํางาน เช่น การเท การแต่งหน้า ประเมินว่าคอนกรีตนั้นแข็งหรือเหนียวจึงเป็นการยากที่จะบอกว่าคอนกรีตที่เราใช้ งานนั้นอยู่มีคุณสมบัติหรือมีความเหมาะสมกับการใช้งานหรือไม่ ดังนั้นควรจะต้องมีการทดสอบค่ายุบตัว ของคอนกรีต หรือ ผู้ ที่มีความชํานาญเช่น เจ้าหน้ าที่ข องผู้ผ ลิ ตคอนกรีต สามารถบอกค่ายุบ ตัว ของ คอนกรีตด้วยสายตาโดยไม่ต้องทดสอบค่ายุบตัวได้ โครงสร้างทั่วไปปกติใช้ค่ายุบตัวของคอนกรีตดังนี้ฐานราก,พื้น ค่ายุบตัว 5 - 10 ซม. เนื่องจาก เป็นโครงสร้างที่ค่อนข้างใหญ่มีเหล็กน้อยเสา, คาน ค่ายุบตัว 7.5 - 12.5 ซม. เนื่องจากเป็นโครงสร้างที่ แคบมีเหล็กมาก ถ้าใช้คอนกรีตที่ค่ายุบตัวน้อยอาจจะทําให้โครงสร้างเป็นโพรงได้ (ต้องทําให้คอนกรีตอัด แน่นที่ดีด้วยนะครับ เช่น ใช้เครื่องจี้เขย่า, เคาะข้างแบบ, อื่นๆ) โครงสร้างฐานราก พื้น ใช้คอนกรีต ค่ายุบตัว 7.5 - 12.5 ซม.ก็ได้ แต่คงจะมีข้อคิดคือคอนกรีตโดยทั่วไปราคาคิดตามกําลังอัดแต่กําลังอัด คอนกรีตที่เท่ากัน ค่ายุบตัว 7.5-12.5 ซม.จะมีราคาแพงกว่า ค่ายุบตัว 5-10 ซม.แต่ถ้าเรามีการสั่งซื้อ คอนกรีตที่มีค่ายุบตัว 5-10 ซม.เมื่อมาถึงหน้างานขณะเทลงแบบ ไม่ว่าจะเป็น คานหรือเสา ช่างปูน อาจจะบอกว่าคอนกรีตเหนียวแต่เมื่อมีการทดสอบค่ายุบตัวแล้วปรากฏว่าค่ายุบตัว เท่ากับ 10 ซม.แล้วมี การเติมน้ําให้คอนกรีตเหลวเพื่อที่จะเทเข้าแบบได้ง่ายๆ โดยหลีกเลี่ยงการอัดแน่นคอนกรีต ในกรณีนี้เมื่อ คอนกรีตแข็งตัวแล้วจะทําให้กําลังอัด (ความแข็ง) ลดลง ยิ่งเติมมากยิ่งลดมาก ซึ่งจะมีผลต่อโครงสร้าง คือ ความสามารถในการรับน้ําหนักลดน้อยลง แต่ในการทํางานการที่เราจะควบคุมค่ายุบตัวให้อยู่ได้จนเทเสร็จเป็นเรื่องค่อนข้างยาก แต่ถ้าเรา มีการวางแผนการเทที่ดีไม่ว่าจะเป็นการเลือกค่ายุบตัวให้เหมาะกับลักษณะโครงสร้าง เวลาในการเท (คอนกรีตค่ายุบตัวจะลดลงตามเวลาที่นานขึ้น) รวมถึงจํานวนคนงานและเครื่องมือที่ใช้จะต้องเพียงพอ ด้วย และสิ่งที่สําคัญอีกเรื่องหนึ่งคือ การสื่อสารกับผู้ผลิตคอนกรีต เช่น ค่ายุบตัวเมื่อถึงหน้างานให้เป็น ค่ายุบตัวสูงสุดที่กําหนดไว้ ในการจัดส่งถ้ามีการเทต่อเนื่อง ไม่ควรให้รถคอนกรีตมารอหน้างานนาน จนเกินไปจนทําให้คอนกรีตมีค่ายุบตัวน้อยลง (คอนกรีตแข็ง)


www.yotathai.com



วัด Slump คอนกรืฅเท Mat Slump 20 cm.ASTM C 172

การเก็บตัวอย่างเพี่อทดสอบ กําลัง

อัด ทรงกระบอก ASTM C 73

ความชื้นในคอนกรีต ระดับความชื้นในคอนกรีตที่เหมาะสมสําหรับงาน Finishing ที่ต้องมีการปิดคลุมผิวคอนกรีต (Coverings) จะขึ้นอยู่กับการใช้งานและการตกแต่งพื้นในภายหลัง ในพื้นคอนกรีตที่เปิดโล่งอาทิเช่น พื้นโรงงานและพื้นโกดัง ความชื้นจากใต้พื้นดินจะสามารถส่งผ่านขึ้นมาสู่ผิวบนของคอนกรีตได้ง่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากไม่ได้ใช้วัสดุกั้น (Barrier) หรือวัสดุหน่วงการระเหยของไอน้ํา (Vapor Retarders) ก่อนการเท คอนกรีต ความชื้นในคอนกรีตจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไออย่างช้าๆ โดยจะเกิดขึ้นบริเวณ ผิวหน้าของพื้นคอนกรีตโดยมากมักไม่มีผลทําให้เกิดความเสียหายใดๆ อย่างไรก็ตามหากอุณหภูมิและ ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศเหมาะสม ความชื้นจากคอนกรีตที่ระเหยขึ้นมาจะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ําบน ผิวหน้าของคอนกรีตได้ ทําให้วัสดุปิดผิวบวมหรือถึงกับหลุดร่อนออกมา วิธีการลดโอกาสการเกิดการกลั่นตัว (Condense) ของความชื้นภายในคอนกรีตจนกลายเป็น หยดน้ํา สามารถทําได้หลายวิธีตั้งแต่การพยายามรักษาระดับความชื้นสัมพัทธ์บริเวณผิวบนของคอนกรีต ให้ต่ํากว่า 85% ในกรณีที่พื้นมีการขัดมันหรือมีการเคลือบวัสดุประเภทปรับปรุงคุณสมบัติของผิวหน้าคอนกรีต โดยไม่ได้ใช้วัสดุกั้นหรือหน่วงการระเหยของไอน้ํา สามารถยินยอมให้มีระดับความชื้นสัมพัทธ์บริเวณผิว บนของคอนกรีตได้ไม่เกิน 95% การขัดผิวหน้าของพื้น เช่น การพ่นเม็ดเหล็ก (Shotblasting) จะช่วย ทําให้ความชื้นจากภายในคอนกรีตสามารถระบายอากาศได้อย่างสะดวก ทําให้ความชื้นสัมพัทธ์บริเวณ ผิวบนของคอนกรีตลดต่ําลงได้ แต่อย่างไรก็ดีการขัดผิวหน้าออกจะทําให้ความสามารถในการรับแรงขัดสี ลดน้อยลง


www.yotathai.com

บทที่ 1 หน้า 22 งานคอนกรีตเสริมเหล็ก

การวัดระดับความชื้นในคอนกรีตสามารถวัดได้โดยอุปกรณ์ที่ใช้วัดความชื้นโดยเฉพาะซึ่งใช้กัน อย่างแพร่หลายในต่างประเทศด้วยการเจาะรูเข้าไปในพื้นคอนกรีตที่ความลึก 1/3 ของความหนาของพื้น และหย่อนหัววัด (Probe) ลงไปแล้วปิดรูด้วยวัสดุกั้นความชื้น ทิ้งเอาไว้เป็นเวลา 3 วันแล้วจึงอ่านค่า ความชื้นในพื้นคอนกรีต โดยระดับความชื้นสูงสุดในคอนกรีตที่เหมาะสมสําหรับงาน Finishings แสดง ตามตารางต่อไปนี้ ๓รา') แฝิคงค่าคา,าฆสันใพannfaa.iiT>mtn««ftiffl )นิ1ดที1ธ้0คtn fQover Material) ชนิด'ของารดฺทใี ช่ปิด'ท คาาน&นที บอน ใน รุ') รุด'ในคอนก5เด ภร!:[มอง บาง 85% พรม'ไ')นิล (เ พ่นไม่กิอกปุบนแ ผ่นฟ้มล่พลารฅํก พรมส์ง[ดร าะพํทีพ่า จากยางพรอ PVC พรมทีทอจาก!สันใบ6รรมชาติ 90% กรร:บิองพการติก พรมพการติก กรนบิองกิ,โน1รขม dnoเอน โท) 60% ฟ้นไม่ปารํเกํทีปฺโดะมีม่ไดํร องแ พ่นทีfcj สํพรารติก 80% กระ [บิองโม!รคั The Finnish YL 2000 Code ofBuildingPractice. SisaR *

ตา■ท'พ รพใ) กเราพนค!บ การพร;!ด11iKVTfrwsthjt)านรนงาน ก่เา รร้า'! * ชนิดของารดฺทใี ช่ปิดผ่า

คาานซนิทีบอมใม่ สูง สุล'ในคอนกรีด 80% 80% 90% 85% 80% 85%

ไม่รรีงน่รีอไม่ลาน[นท

ร!;นบพนไวนิล

าลดฺทมี ีนลายช่นิอดั สัารามทัน (layered Products) Vinyl sheet แ พ่นไม่กิอกทีปใดนบการพา[รชํนที'ช'นิ ร่าง แ ผ่น ไม่ก๊อกทีปใดรมีมมี ่ การพาเร'รนทีฟ้นิ ร่าง

แผ่น่พน

* Swedish HUSAMA83,

ภาพแสดง ตารางความชื้นที่เหมาะสมกับวัสดุปิดผิว และอุปกรณ์ในการวัดความชื้อคอนกรีต

การควบคุมคุณภาพคอนกรีต คอนกรีตจะมีคุณภาพดีจะต้องประกอบด้วยปัจจัยหลายอย่างประกอบกัน เช่น วัสดุดี ผสมได้ ถูกส่วน เทได้ถูกวิธี มีการควบคุมการสูญเสียน้ําได้ดี เป็นต้น สิ่งที่ควรทําการตรวจสอบสําหรับงาน คอนกรีตได้แก่ ตรวจสอบคุณภาพทราย ทรายที่ใช้ผสมคอนกรีต มักจะถูกระบุไว้ในรายการประกอบแบบว่า ต้องเป็นทรายแม่น้ํา สะอาด และเม็ดคมแข็งแกร่ง หรือบางโครงการอาจจะไม่ได้ระบุไว้ในรายการประกอบแบบก็ตาม ผู้ควบคุมงาน พึงเข้าใจว่า ข้อกําหนดดังกล่าว เป็นหลักวิชาการที่จะทําให้คอนกรีตมีคุณภาพที่ดี ตรวจสอบคุณสมบัติของหินที่ใช้ผสมคอนกรีต ผู้ควบคุมงานต้องตรวจให้เป็นไปตามข้อกําหนดของรายการ ประกอบแบบก่อสร้าง ซึ่งส่วนใหญ่ จะเป็นในเรื่องขนาด ผู้ควบคุมงานควรมีความรู้พื้นฐานว่า หินเบอร์ 1 จะมีขนาด 3/16" - 3/4" หินเบอร์ 2 จะมีขนาด 3/4" - 1.5" และหินเบอร์ 3 จะมีขนาด 1.5" - 3" โดยมากใช้ตรวจสอบด้วยสายตา หินที่


www.yotathai.com



ใช้ในงานก่อสร้างโดยเฉพาะที่ใช้ผสมคอนกรีตจะเป็นหินแกรนิต (Granite) และหินปูน (Limestone) ซึ่งสี ของหินทั้งสองชนิดนี้จะมีสีเทาและขาวแทรกกันอยู่ในแต่ละก้อน ผู้ควบคุมงานอาจใช้วิธีเทียบสี หินที่ดี ควรมีก้อนเป็นเหลี่ยมคม ไม่เป็นก้อนกลมปราศจากเหลี่ยมคม แต่ในปัจจุบันลักษณะของหินจะเปลี่ยนไป จากเดิม เนื่องจากหินถูกย่อยด้วยเครื่องโม่ ไม่ใช้ย่อยด้วยแรงคนเหมือน แต่ก่อน ทําให้หินมีความเหลี่ยม คมลดลง แต่ก็ไม่เป็นอุปสรรคในงานคอนกรีตแต่อย่างใด ตรวจสอบปูนซิเมนต์ การตรวจสอบปูนซิเมนต์ ควรคํานึงถึง ประเภทของปูนซิเมนต์ นําไปใช้ให้ถูกต้องตาม ที่ระบุไว้ใน แบบ ลักษณะของเนื้อปูนที่บรรจุอยู่ในถุง จะต้องไม่จับตัวกันเป็นเม็ดหรือเป็นก้อน ตรวจสอบน้ําที่ใช้สําหรับผสมคอนกรีต คุณ ภาพของน้ํ า มี ส่ ว นสํ าคั ญ อย่ า งยิ่ ง ต่ อ กํ า ลั ง ของคอนกรี ต ไม่ ค วรใช้ น้ํ า ที่ มี ค วามขุ่ น และ มีสารอินทรีย์ผสมอยู่ ควรเป็นน้ําที่สะอาดเช่น น้ําประปา ตรวจสารที่ใช้ผสมร่วมในคอนกรีต ปกติสารผสม ใส่ไว้เพื่อช่วยปรับปรุงคุณภาพของคอนกรีตเพื่อให้ได้คุณสมบัติของคอนกรีตที่ ต้องการ โดยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายจะมี 4 ชนิด ได้แก่ - สารทําให้เกิดฟองอากาศ (Air-Entraining Agent) เป็นสารที่ทําให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็กมากในเนื้อคอนกรีต ซึ่งเมื่ออากาศเย็นจนน้ําเป็นน้ําแข็ง น้ําที่อยู่ในเนื้อคอนกรีตจะขยายตัว ฟองอากาศเล็กๆ เหล่านี้จะเป็นช่องว่างให้น้ําที่ขยายตัวแทรกเข้าไปได้ ทําให้ไม่ดันให้เนื้อคอนกรีตแตกร้าว - สารลดปริมาณน้ํา (Water-Reducing Agent) สารนี้จะช่วยเพิ่มความเหลวและการยุบตัวของคอนกรีต เมื่อใช้น้ําในส่วนผสมที่น้อยลง จึงมีผลใน การเพิ่ ม กํ าลัง ของคอนกรี ต รอการแยกตัว และสู ญเสี ยน้ํา เพิ่มความแน่นและแรงยึ ดหน่วงระหว่าง คอนกรีตและเหล็กเสริม - สารหน่วงการก่อตัว (Slow-Setting Agent) สารชนิดนี้จะช่วยให้คอนกรีตก่อตัวช้ากว่าปกติ ช่วยเพิ่มเวลาในการเทคอนกรีต ช่วยในงานเท คอนกรีตที่ต้องการให้ต่อเนื่อง เพื่อลดปริมาณรอยต่อในการเท และช่วยลดการแตกร้าวในคอนกรีต ขณะที่แข็งตัวด้วย - สารเร่งการก่อตัว (Rapid-Setting Agent) เป็นสารทําให้คอนกรีตก่อตัวเร็วกว่าปรกติ ใช้กับงานที่ต้องการถอดแบบได้เร็วหรือให้รับกําลังได้ เร็วขึ้น ใช้อุดรูรั่วในเนื้อคอนกรีต ตรวจการผสมคอนกรีต ให้อยู่ในสัดส่วนที่กําหนดโดยเราสามารถตรวจดูความข้นเหลวของคอนกรีตได้จากการทดสอบ การยุบตัวของคอนกรีต (Slump Test)


www.yotathai.com


ควบคุมการเทให้มีเนื้อสม่ําเสมอ ไม่เกิดการแยกตัว ควรที่จะเทคอนกรีตให้ใกล้จุดท้ายที่สุด ไม่ควรเทคอนกรีตในระยะสูงควรใช้ หากจําเป็นควรใช้รางเทคอนกรีตไม่ควรเทคอนกรีตตกลงเป็นมุม ไม่ควรเทคอนกรีตเป็นกองสูงๆ ควรเท เป็นชั้นๆ ให้หนาไม่เกิน 45 เซนติเมตร ไม่ควรหยุดเทคอนกรีต เป็นทางลาดเอียง ควรที่จะหาไม้กั้นเป็น แนวตั้งฉากจะดีกว่า เพื่อที่จะลดปัญหาที่เกิดได้ ควบคุมการอัดแน่นคอนกรีต โดยใช้ไม้กระทุ้งหรือเครื่องสั่นคอนกรีต การใช้เครื่องสั่นคอนกรีตจะได้ผลดีกว่าวิธีอื่น การจุ่ม เครื่องสั่นคอนกรีตควรตั้งแท่งสั่นให้ตรงไม่ควรเอียงแท่งสั่นไปถูกเหล็ก และไม่ควรจี้คอนกรีตนาน เพราะ อาจทําให้เกิดการเยิ้มได้ ควบคุมการบ่มคอนกรีต เป็นอีกกระบวนการหนึ่งที่จะทําให้คอนกรีตมีคุณภาพดี โดยมีหลักปฏิบัติดังนี้ - ควรบ่ ม คอนกรี ต โดยควบคุ ม อุ ณ หภู มิ แ ละความชื้ น โดยให้ ค อนกรี ต มี อุ ณ หภู มิ ป ระมาณ 22 องศาเซลเซียส เป็นเวลาอย่างน้อย 3 วัน - ควรให้ความชื้นแก่คอนกรีตอย่างน้อย 7 วัน ด้วยการขังน้ําให้ทั่วผิวหน้าคอนกรีต หรือใช้กระสอบชุบน้ําให้เปียกคลุมผิวหน้าให้ตลอด หมั่นลดน้ําบน ผิวหน้าคอนกรีตบ่อยๆ หรือใช้ น้ํายาบ่มคอนกรีตพ่นผิวหน้าตลอด - อย่าปล่อยให้คอนกรีตเสียน้ําไปโดยเร็ว เพราะจะทําให้คอนกรีตกําลังตกและเกิดรอยร้าวขึ้นได้ - ไม่ควรใช้น้ําที่มีสารละลายเจือปนบ่มคอนกรีตเพราะอาจทําให้เนื้อคอนกรีตผุกร่อน และอาจทํา ให้มีรอยเปื้อนหรือสีที่ไม่ต้องการขึ้นได้

การควบคุมงานคอนกรีตขนาดใหญ่ งานคอนกรีตขนาดใหญ่ เช่น การเท Mat Foundation ขนาดใหญ่ ที่มีการเทคอนกรีตในปริมาณ มากๆ ต้องการการเตรียมการที่แตกต่างจากงานก่อสร้างทั่วไป เนื่องจากต้องเทต่อเนื่องเป็นเวลานาน ใช้ วัสดุป ริม าณมาก และเกิด ความร้อ นมา โดยการเตรี ยมงานก่อ น และหลังเทคอนกรีต ขนาดใหญ่ ควรต้องมีการเตรียมการดังต่อไปนี้ - การจองปริมาณคอนกรีต และกําหนดชนิดคอนกรีต ความข้นเหลว อัตราการเท จํานวนหน่วย ผลิตคอนกรีต และรถลําเลียงคอนกรีต - การเก็บก้อนตัวอย่าง การกําหนดการทดสอบ ข้อกําหนดการเทคอนกรีต - ทางเข้าออกหน่วยงานและตําแหน่งจุดจอดรถคอนกรีต และเครื่องจักร - การกําหนดจุดตรวจคุณภาพคอนกรีตและตรวจรับปริมาณคอนกรีต - การปรับส่วนผสมคอนกรีตหน้าสนาม - ตรวจสอบปริมาณคอนกรีตตามแบบและปริมาณใช้จริงตามหน้าสนาม


www.yotathai.com



-

พยากรณ์อากาศ และปัญหาจราจร รายการคํานวณการหยุดการเทคอนกรีต ฉุกเฉิน การตรวจสอบความแข็งแรงแบบหล่อ ขนาด ตําแหน่ง และระดับ การตรวจสอบเหล็กเสริม เหล็ก Dowel และงานระบบต่างๆ การเตรียมพื้นที่สําหรับยืนเท แต่งหน้าคอนกรีต การเตรียมอุปกรณ์ในการเท การเตรียม แนวหยุดคอนกรีต จํานวนแรงงานที่ใช้ในการเทคอนกรีตและสํารองกรณีฉุกเฉิน ตรวจสอบชนิดคอนกรีตที่มาส่งการเทคอนกรีต และการจี้คอนกรีต การแต่งหน้าคอนกรีต และบ่มคอนกรีต การตรวจวัดอุณหภูมิภายในคอนกรีต

การตรวจสอบคุณภาพคอนกรีตภายหลังเท กรณีต้องการตรวจสอบกําลังในที่ อาจทําได้โดยใช้เครื่องมือต่อไปนี้ 1. Rebound Hammer Test ในการทดสอบกําลัง การทดสอบกํ า ลั ง อั ด ของคอนกรี ต ด้ ว ยวิ ธี Rebound Hammer Test (Schmidt Hammer Test) เป็นการทดสอบ เพื่อประเมินค่ากําลังอัดของคอนกรีตในโครงสร้างแบบไม่ ทํ า ลาย Non-Destructive Test) ตามมาตรฐาน ASTM C805 โดยประเมิ น ค่ า กํ า ลั ง อั ด ประลั ย หรื อ ค่ า Fc' ของคอนกรี ต โดยอาศั ย หลั ก การวั ด ค่ า ดั ช นี ส ะท้ อ นกลั บ (Rebound Number) ที่เกิดจากการกดแกนทดสอบ (Plunger) และกระบอกทดสอบ (Housing) ให้ตั้งฉาก กับผิวคอนกรีต แรงกระแทกจากสปริงภายในจะทําให้แกนทดสอบเกิดการสะท้อนกลับมีค่าดัชนี ตั้งแต่ 10 ถึง 100 ขึ้นอยู่กับความสามารถในการดูดซับพลังงานของผิวคอนกรีต ผิวคอนกรีตที่มี ความแข็งมากกว่า จะมีค่าดัชนีสะท้อนกลับสูงกว่า

ภาพแสดงการทดสอบกําลังด้วยวิธี Rebound Hammer test


www.yotathai.com


2. Coring Test การทดสอบกําลังรับแรงอัดของคอนกรีตด้วยวิธี Coring Test นี้เป็นวิธีการทดสอบแบบ กึ่ ง ทํ า ลาย (Semi Destructive Test) แต่ เ ป็ น วิ ธี ก ารที่ ใ ห้ ผ ลการทดสอบที่ ถู ก ต้ อ ง แม่ น ยํ า เนื่องจากมีการเก็บตัวอย่างของโครงสร้างจากสภาพใช้งานจริง แล้วทดสอบกําลังรับแรงอัดตาม มาตรฐาน ASTM C42

ภาพแสดง การทํา Coring ตัวอย่างลูกปูน

1.2 งานไม้แบบ ไม้แบบ แบบหล่อ (Form Work) เป็นโครงสร้างชั่วคราวสําหรับรองรับน้ําหนักขณะปฏิบัติงาน และ น้ําหนักของคอนกรีตเพื่อให้คงรูปร่างและขนาดให้ได้ชิ้นงานคอนกรีตตามต้องการ คุณสมบัติของแบบหล่อที่ดี - มีความแข็งแรงเพียงพอไม่แอ่นตัวเสียรูปในขณะเทคอนกรีตและสามารถต้านทานน้ําหนัก กระทําต่างๆ ได้ - สามารถถอดประกอบติดตั้งได้ง่าย - วัสดุค้ํายันแข็งแรงไม่เสียรูปในช่วงเวลาระหว่างรองรับน้ําหนักคอนกรีต - รอยต่อมีความแข็งแรงไม่รั่วซึม - มีผิวเรียบไม่ดูดซึมน้ําปูน - สามารถทนต่อ ปฏิกิริยาทางเคมีของคอนกรีตได้ - ราคาถูกหาซื้อได้ง่าย


www.yotathai.com

วัสดุที่ใช้ทําแบบหล่อคอนกรีต

งานคอนกรีตเสริมเหล็ก บทที่ 1 หน้า 27

แบบหล่อไม้ ไม้ แ บบแปรรู ป (Lumber) เป็ น แบบที่ นิ ย มใช้ ใ นอดี ต และปั จ จุ บั น ตั ด ต่ อ ประกอบง่ า ย มีน้ําหนักเบา แข็งแรงพอสมควร และช่างส่วนมากมีความชํานาญในการทํางาน ไม้ที่นิยมนํามาทําแบบ หล่อมากที่สุดคือไม้กระบากโดยมีความหนา 1” หน้ากว้าง 4”, 6”, 8” ความยาวเป็นเมตรโดยใช้ไม้ยาง เสริมเป็นเคร่าและค้ํายัน โดยทั่วไปหมุนเวียนใช้ได้ 3-4 ครั้งในระยะหลังนิยมใช้ไม้อัดแทนไม้กระดาน เนื่องจากราคาถูกกว่า แบบเหล็ก เหล็ก (Steel) เป็นแบบหล่อที่นิยมใช้กันกว้างขวางในระยะหลัง มีความแข็งแรงและผิวที่ เรียบสวยงาม (ในระยะแรก) แต่มีน้ําหนักมากตัดแก้ไม่ได้ การเข้าแบบต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะ แบบพลาสติก พลาสติ ก (Plastic) แบบหล่ อ ชนิ ด นี้ ร วมถึ ง แบบหล่ อ ประเภทไพเบอร์ ก ล๊ า ส แบบหล่ อ พลาสติกนํามาใช้งานที่ต้องการคุณภาพผิว ที่สวยงามและต้องการใช้งานซ้ํากันหลายๆ ครั้ง มีราคาแพง มากเมื่อเทียบกับแบบชนิดอื่นๆ แบบหล่อชนิดอื่นๆ นอกจาก ไม้ เหล็ก และพลาสติกแล้ว ยังมีการนําวัสดุ อุปกรณ์อื่น และการติดตั้งแบบต่างๆ มาทําแบบหล่อคอนกรีต ที่นอกเหลือจาก ข้างต้นเช่นการใช้กระดาษทําแบบหล่อเสากลม, การใช้ยางทํา แบบหล่อ งานตกแต่ง, การใช้อิฐก่อหรือแผ่นคอนกรีตในการทําแบบหล่อฐานราก ในบางกรณีที่ไม่สามารถรื้อแบบออก หลังจากที่หล่อเสร็จแล้วก็อาจมีการนําวัสดุอื่นๆ มาเป็น แบบหล่อ เช่น ใช้ตะแกรงเหล็กพิเศษชนิด Hi-rib เป็นต้น


ภาพแสดง ตัวอย่างการใช้แบบหล่อ ตะแกรงพิเศษชนิด Hi-rib

Yfi

www.yotathai.com


น้ําหนักและแรงกระทําต่อแบบหล่อ น้ําหนักและแรงกระทําต่อแบบหล่อแบ่งออกได้ 4 ประเภทคือ 1. น้ําหนักบรรทุกคงที่ (Dead load) หมายถึง น้ําหนักแบบหล่อ คอนกรีต เหล็กเสริม 2. น้ําหนักจร (Imposed load) หมายถึง น้ําหนักกระทํานอกเหนือน้ําหนักคงที่ ได้แก่ คนงาน เครื่องมืออุปกรณ์ เหล็กเสริมรอเคลื่อนย้าย 3. น้ําหนักจากสภาวะแวดล้อม (Environmental load) หมายถึง แรงที่กระทําโดยธรรมชาติ เช่น แรงลม 4. แรงดันคอนกรีต (Hydrostatic Pressure) หมายถึง แรงดันของคอนกรีต ที่กระทําต่อแบบ หล่อขณะคอนกรีตยังอยู่ในสถานะเหลว ปัจจัยที่มีผลต่อแรงดันคอนกรีต ได้แก่ o ค่า ความข้นเหลว (Slump) ของคอนกรีตที่มีค่า Slump สูงจะมีแรงดันมาก o อัตราการเท (Rate of pouring) การเทคอนกรีตเร็วแรงดันที่เกิดขึ้นกับแบบหล่อ จะมากกว่าการเทคอนกรีตที่ช้ากว่า o ความหนาแน่นของคอนกรีต (Concrete density) ยิ่งความหนาแน่นมากแรงดัน ยิ่งมาก o อุ ณ หภู มิ (Concrete temperature) อากาศร้ อ นแรงดั น คอนกรี ต จะน้ อ ยอากาศ หนาว o การจี้คอนกรีต (Vibration) เนื่องจากการสั่นคอนกรีตจะทําให้คอนกรีตแน่นตัวทํา ให้แรงดันมากขึ้น o ความสู ง ของคอนกรีต (Height of concrete) ยิ่ งเทคอนกรีต สู ง แรงดันยิ่ง มาก ตามสูตร P = gH o ความกว้างของแบบหล่อคอนกรีต (Dimension of concrete) แบบหล่อที่มีหน้า กว้างจะมีแรงดันมาก กว่าคอนกรีตที่มีหน้าแคบ o ปริมาณเหล็กเสริม (Quantity of rebar) เหล็กเสริมจะช่วยพยุงเนื้อคอนกรีตทําให้ แรงลดลงดันยิ่งเหล็กเสริมแน่นแรงดันจะต่ํา

การคํานวณแรงดันด้านข้างของคอนกรีต เนื่องจากปัจจัยที่มีผลต่อแรงดันด้านข้างของคอนกรีตมีจํานวนมาก จึงมีสูตรในการคํานวณที่ แตกต่างกันไปแล้วแต่จะพิจารณาถึงปัจจัยใดบ้างซึ่งแต่ละสูตรจะให้ค่าแรงดันของคอนกรีตที่แตกต่างกัน ไป ตามแต่ปัจจัยที่นํามาพิจารณา โดยปัจจัยหลักๆ ในการพิจารณา ได้แก่ - อัตราการเทคอนกรีต - ความหนาแน่นของคอนกรีต และ - ความสูงในการเทคอนกรีต


www.yotathai.com



สูตรแรงดันของเหลว (Hydrostatic Pressure) P = H P  H

= แรงดันของของคอนกรีตเหลว kg./m.2 = ความหนาแน่นของคอนกรีตเหลว ทั่วไปใช้ 2400 kg./m.2 = ความสูงของคอนกรีตที่เท (ม.)

สูตรจากการทดลอง สูตรจากการทดลอง โดยพิจารณาปัจจัยคือ อัตราการเท อุณหภูมิ Slump เป็นปัจจัยหลักที่ กระทบต่อแรงดันโดยแยกสูตรตามลักษณะของโครงสร้าง กรณีแบบหล่อเสาโดยมีเงื่อนไขดังนี้ แรงดันคอนกรีตไม่เกิน 15,000 kg/m.2 p = 800 +80.000R

T + 20

แบบหล่อกําแพงโดยมีเงื่อนไขดังนี้ แรงดันคอนกรีตไม่เกิน 10,000 kg/m2 กรณี อัตราเทช้ากว่า 2 ม./ชม. p = 800 +80.000R

T + 20

กรณีอัตราการเทเร็วกว่า 2 เมตร/ ชั่วโมง p = 800 + ( 12,000 + 25,000 R ) T + 20

เมื่อ

P R T H

= แรงดันของคอนกรีตเหลว kg./m.2 = อัตราการเท (วัดเป็นความสูงในการเท/ชั่วโมง)(ม./ชม.) = อุณหภูมิของคอนกรีต (C) = ความสูงของคอนกรีตสดภายในแบบ (ม.)

ข้อพิจารณาในการควบคุมงานแบบหล่อ การพิจารณาในการควบคุมงานแบบหล่อ ขั้นอยู่กับชนิดขององค์อาคารต่าง ๆ ดังนี้ 1. แบบหล่อฐานราก เป็นแบบหล่อที่ ต้องรับแรงดันด้านข้าง เป็นแบบหล่อที่จะวางบนคอนกรี ตหยาบ หรือ พื้นดิน ทําการค้ํายันกับดินรอบฐานราก ในกรณีฐานรากขนาดใหญ่มักนําระบบ form tie มาใช้ร่วม เนื่องจากดิน โดยรอบไม่แข็งแรงเพียงพอสําหรับการค้ํายันแบบ การควบคุมงานแบบฐานราก - ตรวจสอบระดับ ระดับหัวเสาเข็ม (Pile cutoff)


www.yotathai.com



-

เตรียมการเรื่อง การระบายน้ํา งานคอนกรีตหยาบ ควรทําบ่อ Sump สําหรับดูดน้ํา ส่วนล่างสุดของแบบหล่อ ควรเปิดไว้สําหรับล้างทําความสะอาดเป็นจุด ตรวจสอบเหล็กเสริม ตําแหน่งเสาตอม่อ ตรวจสอบงานระบบ ความแข็งแรงของแบบหล่อ ค้ํายัน ระดับปากแบบหล่อเหนือหลังฐานราก

2. แบบหล่อคาน แบบหล่อคานจําต้องคํานึงถึงการรับแรงทั้งทางแนวดิ่งและแรงด้านข้าง นิยมใช้แบบเหล็กใน การเข้าแบบ ต้องระมัดระวัง เรื่องความแข็งแรงของแบบท้องคาน และนั่งร้านในการเทคอนกรีตคาน ขนาดใหญ่การเข้าแบบมีทั้งแบบวางบนดินจะเทคอนกรีตหยาบเป็นแบบท้องคาน ต้องระมัดระวังเรื่องการ ทรุดตัวของดินใต้คอนกรีตหยาบในวันฝนตกให้มาก และการเข้าแบบหล่อบนนั่งร้าน จําเป็นต้องคํานวณ การรับน้ําหนักนั่งร้านและพื้นที่เป็นชั้นถ่ายน้ําหนักทุกชั้น การควบคุมงานแบบคาน - ควรให้ระดับ Offset ไว้ข้างเสาเพื่อไว้ตรวจสอบระดับท้องคาน - ตรวจสอบระดับท้องคาน กับระดับเทคอนกรีต หลังคาน - ตรวจสอบระดับเทคอนกรีตจาก ความหนาพื้นว่าต้องเทลดระดับไว้เท่าไร - ตรวจสอบขนาดมิติต่างของแบบ และเหล็กเสริม - ตรวจสอบการวางท่อผ่านคานและงานช่องเปิดต่างๆ งานระบบ - ตรวจสอบความแข็งแรงของนั่งร้าน และค้ํายันแบบ

ภาพแสดงการถ่ายแรงในไม้แบบคาน


www.yotathai.com



ภาพแสดง ตัวอย่างการเข้าแบบไม้เทคานพร้อมพื้น

INCORRECT:

at AM FORM

พน

•Of All พ HU p NAIMIM OH «f vot ANO ■พ AC IMG r% HOT PRO*1010

COR FIECT: IIACmo RUN PORN PROM •OTATIMO AITHOVOM uu PRANK* m

Mt OPH.V OArl iiot

Wlto 0*

INCORRECT:

POflM II

TO AIITIIL MAT KNWT MOVtMCMT

CORRECT: PORN

IN TO PORN OR NT

TNI THROUGH ROTH RMt

ภาพแสดงตัวอย่างรูปแบบการวางไว้แบบหล่อคานแบบต่างๆ


www.yotathai.com


3. แบบหล่อพื้น เป็นแบบหล่อพื้นคอนกรีตที่ต้องรับแรงกระทําในแนวดิ่งเป็นหลัก และน้ําหนักจร เนื่องจาก มักจะมีการนําวัสดุ อุปกรณ์มากองเก็บ การคํานวณแบบหล่อพื้นต้องเผื่อการเทคอนกรีตกองเป็นจุด ทีละมากเพราะอาจทําให้นั่งร้านและแบบหล่อพังทลายได้ กรณี ใ นอาคารไม่ มี ฝ้ า ต้ อ งหาวั ส ดุ ปู ท้ อ งแบบที่ ใ หม่ สภาพดี แ ละวางรู ป แบบการเรี ย ง แบบหล่อ และต้องทาน้ํายาทาแบบก่อนลงเหล็กเสริม จะทําให้ได้ท้องพื้นที่สวยงาม การควบคุมงานแบบพื้น - ตรวจสอบระดับท้องพื้น ระดับเทหลังพื้น การออกแบบนั่งร้านต้องสามรถปรับระดับได้ - ตรวจสอบเหล็กเสริมโดยเฉพาะเหล็กเสริมล่าง บล็อก ช่องเปิดต่างๆ - ตรวจสอบงานระบบ - ตรวจสอบคุณภาพผิวแบบ การทาน้ํายาทาแบบ - ตรวจสอบความแข็งแรงของนั่งร้านแบบหล่อ และคํายันข้างแบบ ท้องแบบ

ภาพแสดงการถ่ายแรงในไม้แบบพื้น นอกจากนี้การตั้งแบบหล่อพืน้ ควรพิจารณาถึงน้ําหนักตายและน้ําหนักจร อายุโครงสร้างชั้น ล่างลงมาน้ําหนักจรที่พื้นชั้นลางลงมารับได้และน้ําหนักตายที่ยังไม่เกิดขึ้นดังรูปด้านล่าง


www.yotathai.com



FL thk= 0.20 m+ LL=100+50 Kg/sqm Total load- 630 Kg.sqm

4 FL

0 days LL=40C
•

7 days

LL;:400 kg/sc

14 days LL=! 00 kg/sqr

21 days

Load resisting each floor

วแ =120 Kg sqm

1-

3 FL

2 FL =ร- G

FL

3 FL =(400+120)*7/28=130 Kg/sqm •

2 FL =400*14/28= 200 Kg/sqm

•

1 FL = 400*21/28= 300 Kg/sqm

4. แบบหล่อเสา แบบหล่อเสาเป็นแบบหล่อที่ต้องรับแรงดันด้านข้างวางบนพื้นคอนกรีต ต้องมีการยึดรั้ง 2 แกน ให้ได้ดิ่ง ควรทําการเปิดช่องบริเวณโคนเสา เพื่อสําหรับล้างทําความสะอาดแบบ และในกรณีเท สูงกว่า 2 เมตร ต้องทําการเปิดช่องสําหรับเทคอนกรีต เพื่อลดการแยกตัวของคอนกรีต หรือใช้วิธีการ ต่อท่อสําหรับเทคอนกรีต แบบหล่อที่ดีต้องมีการปรับดิ่งแบบหล่อเสาได้ง่าย การควบคุมงานแบบเสา -

ตรวจสอบแนวเสา ขนาดและตําแหน่งเหล็กเสริมเสา ตรวจสอบเหล็กเสริม ระยะทาบ และลูกปูน ระยะหุ้มเหล็ก การฝากเหล็กเสริม ตรวจสอบงานระบบต่างๆ ส่วนล่างแบบหล่อ ควรเปิดไว้สําหรับทําความสะอาด เข้าแบบและตรวจสอบดิ่งเสา กําหนดระดับหยุดเทอยู่ใต้ท้องคานตัวต่ําสุด ของเสาแต่ละด้าน ตรวจสอบแบบ ตัวรัดแบบ ตัวค้ํายัน


www.yotathai.com


? ภาพแสดงการถ่ายแรงในไม้แบบเสา (แปลน) 5. แบบหล่อผนัง แบบหล่อผนังคอนกรีต โดยมากใช้แผ่นไม้อัดเป็นแผ่นแบบหรือใช้แบบเหล็กมาต่อเรียงกัน ต้องระมัดระวังเรื่องการโก่งตัวของแผ่นแบบ ซึ่งจะทําให้ผิวคอนกรีตเป็นคลื่น ต้องมีการยึดโยงลงพื้นเพื่อ ป้องกันแบบหล่อลอยขณะทําการเทคอนกรีตแบบชนิดนี้รับแรงดันของคอนกรีตเป็นหลัก (Push and Pull) โดยทั่ว ไปมั ก จะใช้ระบบ form tie ร่วมในการเข้ าแบบ เพื่อ ป้องกั น แบบหล่ อ แตก และควรทํา การออกแบบให้เป็นแผ่นขนาดใหญ่เพื่อความรวดเร็วในการเข้าแบบหล่อ และการขนย้าย การควบคุมงานแบบผนัง -

ตรวจสอบแนวผนัง ขนาดผนัง ตรวจสอบเหล็กเสริม ระยะทาบ และลูกปูน ระยะหุ้มเหล็ก ตรวจสอบงานระบบต่าง ท่อ บล็อก ช่องเปิด ควรเปิดแบบหล่อส่วนล่างสุดไว้สําหรับทําความสะอาด ตรวจสอบดิ่งผนังทั้งสองด้าน ระดับหยุดเทอยู่ใต้ท้องพื้น และเหล็กเสียบคาน ตรวจคุณภาพผิวแบบหล่อและ ระบบForm tie ค้ํายัน


www.yotathai.com



•

แรงด้น ตอน กรีต

•

ถ่ายเข้าแบบผนัง

•

ถ่ายเข้าเคร่าตั้ง

•

ถ่ายเข้าเคร่านอน

•

ถ่าย Form Tie

Balance แรง สอง

ด้าน

•

ใช้!] อบคา ประคอง

ภาพแสดงการถ่ายแรงในไม้แบบผนัง ระบบ Form tie

Drawing ภาพแสดงตัวอย่างการเข้าแบบหล่อผนัง และค้ํายัน นอกจากนี้ แ ล้ ว เพื่ อ ความสะดวกรวดเร็ ว กรณี ผ นั ง สู ง ต่ อ เนื่ อ งที่ มี ห น้ า ตั ด คงที่ เช่ น โครงสร้างที่มีลักษณะเป็นปล่องทรงกระบอก ผนังถังเก็บน้ําที่มีความสูงมาก เป็นต้น มักจะใช้แบบหล่อ ผนังชนิดที่เรียกว่า แบบหล่อเลื่อน (Slip Form) เป็นแบบหล่อที่มีขนาดคงที่ เมื่อคอนกรีตที่เทเริ่มก่อตัว แบบหล่อนี้สามารถเลื่อนตัวไปในแนวดิ่ง โดยใช้แม่แรงไฮโดรลิก (Hydraulic Jack) นิยมใช้กับงานหน้า ตัดคงที่ขนาดใหญ่ที่ เช่น ปล่องลิฟต์ ถังน้ํา ปล่องไฟ โดยมีอัตราการเลื่อนประมาณ 30 ซ.ม./ชม. การที่แบบหล่อจะทรงตัวหรือเลื่อนตัวขึ้นได้ต้องอาศัยเหล็กตรงแกนกลางแบบ (Jack Rod) ทําหน้าที่ รองรับแบบ คอนกรีตที่ใช้ควรมีค่า Slum ไม่เกิน 7.5 cm. ผนังควรหนาไม่น้อยกว่า 15 cm.


www.yotathai.com


1.3 งานเหล็กเสริม เหล็กเสริมคอนกรีต เหล็ กเสริม ตามนิยามในกฎกระทรวง ฉบั บที่ 6 (2527) (พรบ. ควบคุ มอาคาร) หมายถึง เหล็กที่ใช้ฝังในเนื้อคอนกรีตเพื่อเสริมกําลังขึ้น โดยทั่วไปคอนกรีตมีคุณสมบัติรับแรงอัดได้ดี ขณะเดียวกัน คอนกรีตสามารถในรับแรงดึงได้น้อยมากเมื่อเทียบกันแรงอัด เมื่อถูกแรงดึงจะทําให้คอนกรีตเปราะแตก ได้ง่าย ด้วยสาเหตุนี้คอนกรีตเสริมเหล็กจึงถูกนํามาใช้ เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับแรง โดยวิศวกร จึง นิ ย มออกแบบให้ ค อนกรี ต รั บ แรงอัด อย่ า งเดีย ว และเหล็ กเสริม เพื่ อ ต้ า นทานแรงดึง อาจกล่า วว่ า คอนกรีตรับแรงอัด เหล็กรับแรงดึง ซึ่งเหล็กมีค่าสัมประสิทธิ์การยึดหดใกล้เคียงกับคอนกรีต เป็นวัสดุที่ ประหยัดและมีกําลังสูง สามารถป้องกันการเสียหาย และแตกร้าวได้ เหล็กเสริมที่ใช้เป็นองค์อาคารคอนกรีตเหล็กเสริม เป็นเหล็กกล้าละมุน (Mild Steel) มีปริมาณ คาร์บอนผสมอยู่ต่ําประมาณ 0-0.3% ได้จากกระบวนการรีดร้อน (Hot-rolled process) โดยการหลอม เหล็กแท่งแล้วรีดออกมาด้วยลูกกลิ้งให้มีขนาดและรูปร่างตามต้องการ ในการก่ อ สร้ า งผู้ อ อกแบบ มั ก แสดงรายละเอี ย ดการเสริ ม เหล็ ก ไว้ ใ นแบบก่ อ สร้ า ง และ รายละเอียดประกอบแบบ ในการทํางานให้ยึดถือตามแบบและข้อกําหนดเป็นหลัก แต่หากกรณีไม่ได้ กําหนดในแบบ หรือรายละเอี ยดประกอบแบบแล้ว ควรปฏิบัติตามกฎหมาย หรือมาตรฐานที่เป็นที่ ยอมรับ เช่น ข้อบัญญัติกรุงเทพมหานคร, มาตรฐานอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กของ วิศวกรรมสถานแห่ง ประเทศไทย (ในพระบรมราชูปถัมภ์) หรือมาตรฐานสากล เช่น ACI , ASSHTO เป็นต้น

ชนิดของเหล็กเสริม เหล็กเสริมคอนกรีตหล่อในที่ มักนิยมใช้เหล็ก 3 ชนิด ดังต่อไปนี้ 1. เหล็กเส้นกลมเรียบ (Round Bar : RB) เหล็กเส้นกลมในประเทศไทยนิยมใช้สําหรับเหล็กปลอกเกลียว เหล็กปลอก และเหล็กลูกตั้ง ผลิต ตามมาตรฐาน มอก.20-2543 ชั้นคุณภาพ SR สัญลักษณ์ของเหล็ก RB หรือ ø ใช้เป็นสัญลักษณ์และ บอกขนาด ความยาว 10 เมตร และ 12 เมตรมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 6 มม. - 25 มม.

ต้ญสักษณ์

การทคสอบต้วยการต้คโต้งเยิน

ความตานแรงคง

ความต้านแรงรง

ทจุดคราก

ฐงชุ ค

ความซาว 5 เท่า

ไม่นอยกว่า

ไม่น้อซ กว่า

ชองเต้น น่านคูน ซ-

ผมการดัด

(กก./ดร.ซม)

(กก./ ตร.ชม.)

กสางไม่นอยกว่า

(องศา)

ความซิคในๆเวง

เต้น น่าน คูน ซกสางวงคัค

(ร่อซสะ)

SR 24

2400

3900

21

180

1.5 เท่าชองเต้นผ่าน-

คนย์กสางระบุ

ตารางแสดงคุณสมบัติทางกลเหล็กเส้นกลม


www.yotathai.com



มวล ต,อเมตร

4อขนาด

๓ณราความคลาดเคลอนสําหรับมวลต่อเมตร

กโลกรม

เฉลย รอยละ

RB6

0.222

±5.0

±10.0

RB9

0.499

±3.5

±6.0

RB12

0.888

±3.5

±6.0

RB 15

1.387

RB19

2.226

±3.5

±6.0

RB 22

2.984

±3.5

±6.0

RB 25

3.853

±3.5

±6.0

RB 28

4.834

±3.5

±6.0

RB 34

7.127

±3.5

±6.0

±3.5

±6.0

แต่ละเสน

รัอยละ

ตารางแสดง เกณฑ์ความคาดเคลื่อนสําหรับมวลต่อเมตร ของเหล็กเส้นกลม ชื่อขนาด

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)

มวลระบุ (กก./ม.)

พื้นที่หน้าตัด (ตร.มม.)

RB6

6

0.222

28.3

RB8

8

0.395

50.3

RB9

9

0.499

63.3

RB10

10

0.616

78.5

RB12

12

0.888

113.1

RB15

15

1.387

176.7

RB19

19

2.226

283.5

RB22

22

2.984

380.1

RB25

25

3.853

490.9

ตารางแสดง ขนาดและน้ําหนักของเหล็กเส้นกลม 2. เหล็กเส้นข้ออ้อย (Defromed Bar : DB) เหล็กเส้นข้ออ้อย ตามนิยามในกฎกระทรวง ฉบับที่ 6 (2527) (พรบ.ควบคุมอาคาร) หมายถึง เหล็กเสริมที่มีบั้งหรือมีคีบที่ผิว เป็นเหล็กที่มีแรงยึดเกาะที่ผิวสูง เหมาะสําหรับงานคอนกรีตเสริมเหล็ก ที่ มี ค วามแข็ ง แรงสู ง ในประเทศไทยเหล็ ก ข้ อ อ้ อ ยใช้ สั ญ ลั ก ษณ์ DB บอกขนาดเส้ น ผ่ า ศู น ย์ ก ลาง มีคุณภาพตามมาตรฐาน มอก. 24-2548 ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 6 mm. ถึง 32 mm ขนาดความยาว 10 เมตร และ 12 เมตรในมาตรฐานอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก (วสท. 1008-38) กําหนดว่าเหล็กเสริม ต้องเป็นเหล็กแบบข้ออ้อย


www.yotathai.com


สัญลักษณ์

ความต้านแรง

ความต้านแรง

ดิงทีจุดคราก

ดิงสูงชุด

ไม่ป้ออกว่า

ไม่น้อยกว่า

(กก./ ดร.ชม.)

(กก./ดร.ชม)

การทดสอบด้วย การดัดโต้งเย็น

ความอิดในช่วง ความอาว 5 เท่า ชองเส้นผ่าน คูนย์กลางไม่น้อย

มมการดัด

กว่า

เส้น ผ่าน ศูนย์กสางวงดัด

(องศา)

(ร้อยละ)

SD 30

3000

4900

17

180

4 เท่าเต้นผ่านศูนย์กรางระบุ

SD 40

4000

5700

15

180

5 เท่าเต้นผ่านศูนย์กลางระบุ

SD 50

5000

6300

13

90

5 เท่าเต้นผ่านศูนย์กลางระบุ

ตารางแสดงคุณสมบัติทางกลเหล็กเส้นกลม เกณฑ์ความคลาดเคลีอนต้าทรับ มวลต่อเมตร

มวลต่อเมตร

ทีอช นาด

กิโลกรัม เฉลึ๋ย ร้อยละ

แต่ละ เส้น ร้อยละ

DB 10

0.617

±3.5

±6

DB 12

0.888

±3.5

±6

DB 16

1.578

±3.5

±6

DB20

2.466

DB22

2.984

±3.5

±6

DB 25

3.853

±3.5

±6

DB28

4.834

±3.5

±6

DB32

6.313

±3.5

±6

±3.5

±6

ตารางแสดง เกณฑ์ความคาดเคลื่อนสําหรับมวลต่อเมตร ของเหล็กข้ออ้อย ชื่อขนาด

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)

มวลระบุ (กก./ม.)

พื้นที่หน้าตัด (ตร.มม.)

DB6 DB8 DB10 DB12 DB16 DB20 DB22 DB25 DB28 DB32 DB36 DB40

6 8 10 12 16 20 22 25 28 32 36 40

0.222 0.395 0.616 0.888 1.578 2.466 2.984 3.853 4.843 6.313 7.990 9.865

28.3 50.3 78.5 113.1 201.1 314.2 380.1 490.9 615.8 804.2 1,017.9 1,256.6

ตารางแสดง ขนาดและน้ําหนักของเหล็กข้ออ้อย


www.yotathai.com



3. เหล็กลวดตะแกรง (Wire Mesh) Wire Mesh คือตะแกรงเหล็กกล้าเชื่อมกัน ผลิตจากเหล็กรีดเย็น ทอติดกันเป็นผืนเหล็ก Wire Mesh รับแรงดึงสูงได้ไม่น้อยกว่า 5,500 ksc. โดยการต่อทาบเหล็กเหล็ก Wire Mesh ควรปฏิบัติดังนี้ 1. หลีกเลี่ยงการต่อทาบบริเวณที่มีหน่วยแรงสูงสุด หากจําเป็นให้ตอ่ ทีร่ ะยะทาบ ของระยะห่าง ของเส้นลวด บวกอีก 5 ซม. 2. การต่อเหล็กที่รับแรงไม่เกินครึ่งหนึ่งของหน่วยแรงที่ยอมให้ต้องมีระยะทาบไม่น้อยกว่า 5 ซม. 3. การต่ อ ทาบเหล็ ก ลวดตะแกรงที่ รั บ แรงหลั ก ขององค์ อ าคาร การทาบต่ อ เหล็ ก เสริ ม ควรเป็นไปตามที่กําหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบ

การตรวจสอบงานเหล็กเสริมหน้าสนาม 1. ตรวจสอบระยะ Covering ของเหล็กเสริมให้ถูกต้องตามแบบ 2. ตรวจสอบขนาดของเหล็กเสริม 3. ตรวจสอบจํานวนการใส่เหล็ก 4. ตรวจสอบตําแหน่งและระยะการต่อทาบของเหล็กเสริมให้เป็นไปตามแบบและหลักข้อกําหนด ตามแบบและตามหลักวิศวกรรม 5. ตรวจสอบความสะอาดของเหล็กเสริม 6. ตรวจสอบการกองเก็บเหล็กเสริม ไม่ควรให้ติดกับดิน และไม่ควรอยู่ใกล้คราบน้ํามัน ไม่ควร สัมผัสน้ําน้ํา

การกองเก็บเหล็กเส้น • • • •

เหล็กเส้นที่นํามาใช้ในงานก่อสร้างต้องมีหลังคาคลุม หรือต้องมีที่กาํ บังฝน เหล็กเส้นต้องกองเก็บไม่ให้โดนพื้นดิน ต้องไม่น้อยกว่า 20 ซม. เหล็กเส้นที่นํามาใช้งาน ต้องทําการแยกไว้เป็นพวกๆ มีป้ายบอกชนิดและขนาดอย่างชัดเจน ห้ามวางกองเหล็กใกล้บริเวณที่มีน้ํามัน

การดัดงอเหล็กเสริม กรณีที่ผู้ออกแบบกําหนดขนาด รายละเอียดการงอขอสําหรับเหล็กเส้นไว้แล้ว ให้ดัดงอขอตามที่ ผู้ออกแบบกําหนดแต่ในกรณีที่ ไม่ได้กําหนดในแบบอาจยึดถือตาม มาตรฐานอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ของ วสท. ได้ดังนี้ ของอมาตรฐาน หมายถึง ส่วนปลายของเหล็กที่มลี ักษณะตรงตามข้อใดข้อหนึ่งดังต่อไปนี้ (ก) ส่วนที่ดังเป็นครึ่งวงกลมและมีส่วนปลายย่นต่อไปอีกอย่างน้อย 4 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็ก แต่ต้องไม่ต่ํากว่า 6 ซม.เช่นดัดเหล็กเป็นวงกลม ขนาด RB 9 มม. = 4 x 0.9 ซม. = 3.6 ซม. แต่ต้องไม่ต่ํากว่า 6 cm.


www.yotathai.com



(ข) ส่วนที่ดัดเป็นมุมฉากและส่วนที่ปลายยึดออกไป อย่างน้อย 12 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็ก เช่น ดัดเหล็กฉาก ขนาด DB 12 มม. = 12 x 1.2 ซม.= 14.4 ซม. (ค) สําหรับเหล็กลูกตัง้ และเหล็กปลอกเดีย่ ว 1. ส่วนที่ดัดเป็นมุมฉากและมีส่วนปลายยื่นต่อออกไปอีกอย่างน้อย 6 เท่าของขนาดเส้นผ่าน ศู น ย์ ก ลางของเหล็ ก เส้ น นั้ น สํ า หรั บ เหล็ ก เส้ น ขนาดเส้ น ผ่ า นศู น ย์ ก ลางตั้ ง แต่ 6 มม. ถึ ง 16 มม. หรือ 2. ส่วนดัดเป็นมุมฉากและมีส่วนปลายยื่นต่อออกไปอีกอย่างน้อย 12 เท่าของขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลางของเหล็ กเส้นนั้น สํ าหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20 มม. ถึง 25 มม. หรือ 3. ส่วนที่ดัดเป็นมุม 135 องศา และมีส่วนปลายยื่นต่ออกไปอีกอย่างน้อย 6 เท่าขนาดเส้นผ่าน ศูนย์ ก ลางของเหล็ กนั้ น สํ า หรับ เหล็ ก เส้น ขนาดเส้ นผ่ า นศู นย์ กลาง ของเหล่ านั้น ตั้ ง แต่ 6 มม. ถึง 25 มม. ของอมาตรฐานที่รับแรงดึง อาจถือว่ารับแรงดึงได้ 700 กก/ซม. หรืออาจนํามาเป็นส่วนของเหล็ก เสริมยื่นต่อออกไปเพื่อให้ได้แรงยึดหน่วงที่ต้องการและของอเหล็กเสริมต้องไม่นํามาใช้เป็นส่วนช่วยเพิ่ม ความต้านทานแรงอัด เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สดุ ของวงโค้งทีด่ ัด เส้นผ่านศูนย์กลางของวงโค้งที่ดัดของเหล็กเส้นวัดภายในของเหล็กเส้นที่ดัดต้องไม่เหล็กกว่าค่าที่ ให้ไว้ในตามรางด้านล่างนี้ ทั้งนี้ยกเว้นเหล็กลูกตั้งและเหล็กปลอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 6 มม. ถึง 16 มม. ให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของวงโค้งที่ดัดไม่น้อยกว่า 4 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็กนั้น ขนาดของเหล็กเส้น

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สดุ

6 มม. ถึง 25 มม.

6 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นนั้น





การดัดเหล็กเสริม (ก) ในการดัดเหล็กเสริมต้องใช้วิธีดัดเย็น นอกจากวิศวกรจะกําหนดให้ เป็นอย่างอื่นได้ (ข) เหล็ ก เสริ ม ซึ่ ง มี บ างส่ ว นที่ ฝั ง อยู่ ใ นคอนกรี ต ห้ ามดั ด ปลายข้ า งที่ โ ผล่ จ ากคอนกรี ต ในที่ นอกจากจะแสดงไว้ในแบบหรือวิศวกรจะอนุญาตเป็นกรณีพิเศษ


www.yotathai.com



Hook A or G

Detailing Dimension

i1 1

db A or G

i__

12dt i

900

RECOMMENDED END HOOKS. ALL GRADES Diameter

Bar Size (ASTM)

if 5 it 6

#7

#8 #9

no ff 11 ท4

6

13

8 10

57

61

A or G (cm)

8

15

20

13

25

15

30

18

36

30 34

56

55 72

79 104

20

28 38 43 48 69 91

24 27 30 46

J (cm)

10

15 18 20 25

11 14 15

43

ท8

A or G (cm)

D

10 13 16 19 22 25 29 32 36

#3

90-deg hooks

180-deg hooks

(cm)

(mm.)

if 4

Finished

bend dia.

41 48

37

61

RECOMMENDED STIRRUP AND TIE HOOKS

STIRRUP AND TIE HOOK

Bar Size (ASTM)

#3 #4

«5 16 17 #8

Diameter

Finished bend dia.

(mm.)

(cm)

D

A or G (cm)

4

10

10 13 16 19

22 25

5

6 11

13 15

90deg hook

14

15 30 36 41

SEISMIC STIRRUP AND TIE HOOK

180-deg hook A or G (cm)

10

11 14

20 23 26

1: 6 8 10 11

13 15

135-de- hook

AorG (cm)

13 17 20 27 32 36

1: 9 14 14 17 20

23

NOTE Grade 40. 50 and 60

ภาพแสดงตัวอย่างมาตรฐานการดัดของอ ของต่างประเทศ


www.yotathai.com


สภาพผิวของเหล็กเสริม ในขณะเทคอนกรีต เหล็กเสริมต้องไม่มีสนิมขุม โคลน น้ํามัน หรือสารอื่นๆ เกาะผิวซึ่งจะทําให้ เสียแรงยึดหน่วง ในทางปฏิบัติ ไม่ควรทิ้งระยะเวลานานจนกระทั่งเหล็กเกิดสนิมขุม ซึ่งหากเกิดสนิม เพียงเล็กน้อยไม่กินไปยังเนื้อเหล็ก ให้ทําความสะอาดโดยใช้แปรงโลหะขัดก่อนการเทคอนกรีต

ภาพแสดง การขัดสนิมเหล็กคานหน้าสนาม ด้วยแปรงโลหะ

การจัดวางเหล็กเสริม ในการก่ อ สร้ า งทั่ ว ไปแล้ ว ผู้ อ อกแบบจะแสดงรู ป แบบการวางเหล็ ก เสริ ม ในโครงสร้ า ง โดยคํานึงถึงแรงภายในต่างๆ ที่เกิดขึ้น ระยะฝัง หรือการดัดงอที่ทําให้เกิดแรงในเหล็กเสริมและคอนกรีต ซึ่งหากผู้อ อกแบบไม่ไ ด้ ระบุ ใ นแบบหรื อ ข้ อ กํ าหนดใดๆ อาจถือ ปฏิ บั ติตามมาตรฐานอาคารคอนกรี ต เสริมเหล็ก ของ ว.ส.ท. หรือ มาตรฐานสากลอื่นๆ ซึ่งก่อนเทคอนกรีต เหล็กเสริมต้องจัดวางในตําแหน่ง ที่ถูกต้องโดยมีที่รองรับที่แข็งแรง โดยมีความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ (วสท.1008-38) ดังตารางต่อไปนี้ 1. ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สําหรับความลึก d และระยะหุ้มคอนกรีตต่ําสุดในองค์อาคารที่รับ แรงดัด แรงอัด และกําแพง ดังนี้ ระยะ d

ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ของ d

ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ของระยะ หุ้มคอนกรีตต่าํ สุด

d <= 20 ซม.

+- 0.5 ซม.

-0.5 ซม.

d> 20 ซม.

+- 1.0 ซม.

-1.5 ซม.

2. ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สําหรับตําแหน่งจุดดัดและปลายของเหล็กเสริม ตามยาวที่มีค่า เท่ า กั บ +-5 ซม. ยกเว้ น ปลายด้ า นที่ ไ ม่ ต่ อ เนื่ อ งขององค์ อ าคาร ยอมให้ ค ลาดเคลื่ อ นได้ +-1.0 ซม.


www.yotathai.com



ระยะห่างระหว่างเหล็กเสริม (ก) ระยะช่องว่างต่ําสุดของเหล็กเส้น ที่วางขนานกันในแต่ละชิ้น ต้องไม่แคบกว่าขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลางของเหล็กเส้นนั้นๆ และต้องไม่น้อยกว่า 2.5 ซม. (ข) การเสริมเหล็กในคานที่มีเหล็กเส้นตัง้ แต่สองชั้นขึ้นไป ระยะช่อว่างระหว่างชั้นของเหล็กเส้น ต้องไม่แคบกว่า 2.5 ซม. และเหล็กเส้นที่อยู่ชั้นบนต้องจัดเรียงให้อยูใ่ นแนวเดียวกับ เหล็กเส้นที่อยูช่ ั้นกลาง ในทางปฏิบัติมักจะใส่เหล็ก Ø 25 มม. คั้นระหว่างเหล็กเสริม เรียกว่า เหล็กลูกคัก (Spacer) วางห่างเป็นช่วงๆ ประมาณ 1.00-1.50 เมตร

2.50 ๆ{น.

(ค) ระยะช่องว่างของเหล็กเสริมตามยาวในองค์อาคารรับแรงอัดที่ใช้เหล็กปลอกเกลียวหรือ เหล็กปลอกเดี่ยว ต้องไม่น้องกว่า 1 ½ เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นนั้นๆ และ ต้องไม่น้อยกว่า 4 ซม. (ง) ระยะช่องว่างระหว่างเหล็กต่อทาบกับเหล็กต่อทาบด้วยกัน หรือระหว่างเหล็กต่อทาบกับ เหล็กเส้นอื่น ให้ใช้เช่นเดียวกันกับที่กําหนดไว้สําหรับระยะช่องว่างระหว่างเหล็กเส้น (จ) ในกําแพงและแผ่นพื้น ยกเว้นแผ่นพื้นระบบตงคอนกรีต เหล็กเสริมเอกรับแรงดัดต้องมีระยะ เรียงไม่ไม่มากกว่า 3 เท่าของความหนาของกําแพงหรือแผ่นพื้นนั้น และต้องไม่เกิน 40 ซม. (ฉ) เหล็กเส้นมัดรวมกันเป็นกํา a. เหล็กเส้นหลายเส้นที่ขนานกัน และมัดรวมกันเป็นกํา เพื่อให้รับแรงเสมือนเป็นหน่วย เดียวกันนั้น ต้องเป็นเหล็กข้ออ้อยทุกเส้น มีจํานวนไม่เกินกําละ 4 เส้น b. เหล็กเส้นมัดรวมกันเป็นกําต้องถูกล้มอรอบให้อยู่ภายในเหล็กลูกตั้งหรือเหล็กปลอก เดี่ยว c. เหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 36 มม. ไม่อนุญาตให้มัดรวมกันในคาน d. ในเหล็กเส้นที่มัดรวมเป็นกํา เหล็กเส้นแต่ละเส้นที่สิ้นสุดในช่วงขององค์อาคารรับ แรงดัด ต้องสิ้นสุดในตําแหน่งที่เหลื่อมกัน โดยมีตําแหน่งสิ้นสุดห่างกันอย่างน้อย 40 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นนั้น e. หากใช้วิธีกําหนดระยะเรียงของเหล็กเส้นและระยะหุ้มคอนกรีตต่ําสุดโดยการถือเอา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเส้นเป็นหลัก ให้ถือว่าเหล็กแต่ละกําเป็นเสมือน เหล็กเส้นเดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่หามาจากเนื้อที่หน้าตัดเทียบเท่ากับเหล็กเส้น ทั้งกํารวมกัน


www.yotathai.com


ตัวอย่างการจัดเหล็กเสริมที่องค์อาคารและจุดต่อต่าง ๆ -

การจัดเหล็กเสริมในเสาเหล็กเสริมในเสามักใช้เพื่อรับกําลังอัด ซึ่งขนาดและความยาวการฝังต่างๆ เพื่อให้เกิดแรงอัดได้ วิศวกรผู้ออกแบบควรต้องกําหนดให้ในแบบก่อสร้าง ในกรณีที่ไม่ได้กําหนดใน แบบก่อสร้างอาจยืดถือระยะต่าง ๆ ข้อกําหนดต่อไปนี้ ซึ่งเป็นการจัดเรียงเหล็กตามมาตรฐาน วสท. (วสท.1008-38) รายละเอียดพิเศษสําหรับเหล็กเสริมในเสา (การดุ้งเหล็กเสา) (ก) ความลาดเอียงของเหล็กเส้นส่วนที่ตัดเยื้อง เมือ่ เทียบกับแกนของเสาต้องไม่เกิน 1 ต่อ 6 (ข) เหล็กเส้นส่วนบนและล่างของส่วนที่ดุ้นต้องขนาดกับแกนของเสา (ค) ตําแหน่งที่ดุ้งเหล็กนั้น ต้องมีการยึดตามแนวนอนอย่างเพียงพอ ด้วยเหล็กปลอกเดี่ยว เหล็ก ปลอกเกลียว หรือส่วนของแผ่นพื้นก็ได้ ที่ยึดตามแนวนอนต้องออกแบบให้สามารถรับแรงได้ เท่ากับ 1 ½ เท่าของแขนงแรงในแนวราบของแรงในเหล็กเส้นส่วนที่เอียงนั้น เหล็กปลอก เดี่ยวหรือเหล็กปลอกเกลียวที่ใช้ต้องอยู่ห่างจากจุดที่ดุ้งเหล็กนั้นไม่เกิน 15 ซม. (ง) เหล็กที่ดุ้งต้องดัดให้ได้รูปก่อนที่จะจัดวางในแบบหล่อ (จ) หากหน้าด้านใดด้านหนึ่งของเสาเยื้องกันตั้งแต่ 7.5 ซม. ขึ้นไป การต่อเหล็กเส้นที่หน้าเสา นั้นห้ามใช้วิธีการดุ้ง แต่ให้ใช้ต่อทาบด้วยการเสริมเหล็กเดือย

๏-๏

ปี ๏-๏

๏—๏

๏-๑

monbu

เหรทนน

เหรทเห(เท

เทรกบน

ภาพแสดง การดุ้งเหล็กเสา


www.yotathai.com



วธที่

1.1

วธีที่

1.2

วธฑ 1.3

ภาพแสดง การทาบเหล็กเสา ในจุดต่อระหว่างชั้น

ภาพแสดง เหล็กปลอกกรณีเสาแบบต่าง ๆ


www.yotathai.com


ACI STANDARD CLOSED COLUMN TIES*

MUL

{"ป้� น*'พุ

f&-

tz*

„HJ*

I?* CdOftra fO-t/MMS

Sue*, ■？＊＂＇iUL ■เ. Jp\l

ภาพแสดง รูปแบบการเสริมเหล็กปลอกในเสา ตามมาตรฐาน ACI


www.yotathai.com



-

การจัดเหล็กเสริมในคาน ในกรณีที่ไม่ได้กําหนดในแบบก่อสร้างอาจยืดถือระยะต่างๆ ตามภาพ แสดงด้านล่าง ซึ่งเป็นการจัดเรียงเหล็กตามมาตรฐาน ACI

ENO SPAN OF SIMPLY SUPPORTED BEAM

TYPICAL DETAILS FOR BEAMS

การเสริ ม เหล็ ก คานที่ ต่ า งระดั บ กั น หากทํ า การดุ้ ง เหล็ ก ให้ เ อี ย ง (SLOPE) ไปตามระดั บ ที่ เปลี่ยนแปลง จะทําให้เกิดหน่วยแรงที่ไม่พึงประสงค์ขึ้นได้ คอนกรีตจะเสียหายแตกร้าวได้ เนื่องจาก แรงลัพธ์ (R) ทําการป้องกันได้ด้วยการเสริมเหล็กให้ถูกต้อง ตามรูปด้านล่าง (รูป b)


www.yotathai.com


ภาพแสดง การเสริมเหล็กคานที่ต่างระดับกัน

ภาพแสดง ตัวอย่างการวางเหล็กคานผ่านเสา -

การจัดเหล็กเสริมในแผ่นพื้นพื้นในกรณีที่ไม่ได้กําหนดในแบบก่อสร้างอาจยืดถือระยะต่าง ๆ ตาม ภาพแสดงด้านล่าง ซึ่งเป็นการจัดเรียงเหล็กตามมาตรฐาน ACI 0.3 L หฺร้อ 0.3 L|J 0.25 L |0.3Lyi?0 0.3ÿ1 1 ส่าr มากกว่า ศ่าทํ่มากกว่า 1 r

/.

. 0 25 L

L

ะ

Clear

span

. . 025 Ll

-

L|: Clear 1

.เ Span

ภาพแสดง ระยะดัดคอม้า และการเสริมพิเศษตามมาตรฐาน ACI


www.yotathai.com



พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กทีม่ คี วามหนาต่างระดับกัน การดุ้งเหล็กเอียงตามระดับพืน้ ที่ต่างระดับกัน ทําให้เกิดหน่วยแรงไม่พงึ ประสงค์เกิดขึ้นได้ เนื่องจากแรงลัพธ์ (R) ทําให้พื้นร้าว 1

—

“*}

r

0rt

ภาพแสดง การเสริมเหล็กสําหรับพื้นที่ต่างระดับกัน -

การจัดเหล็กเสริมในแผ่นพื้นไร้คานในกรณีที่ไม่ได้กําหนดในแบบก่อสร้างอาจยืดถือระยะต่าง ๆ ตามภาพแสดงด้านล่าง ซึ่งเป็นการจัดเรียงเหล็กตามมาตรฐาน ACI

1

0.30 Ln

1

0.30 Ln

1

0.20 Ln

0.20 Ln

\*

-

ALTEPNATE BAAS STA«£P6D. REfEP FIW« N.:o.a>

» BAP OfAM.

AlTCAulE BARS STAWERED.-

IF

SPWCflCL. HOr LESS THA* REQUIRED COYER พ)

MIDDLE STRIP SECTION

0.1 บ' 1 MAX.

1

1

0.1 บเ2 MAX.

ภาพแสดงรายละเอียดการเสริมเหล็กแผ่นพื้นไร้คานมีความหนาเท่ากันตลอด


www.yotathai.com

บทที่ 1 หน้า 50 งานคอนกรีตเสริมเหล็ก I

I

ภาพแสดงรายละเอียดการเสริมเหล็กแผ่นพื้นไร้คานที่มีแป้นหัวเสารองรับ -

การจัดเหล็กเสริมในบันไดในกรณีที่ไม่ได้กําหนดในแบบก่อสร้างอาจยืดถือระยะต่างๆ ตามภาพ แสดงด้านล่าง

ภาพแสดง รายละเอียดการเสริมเหล็กที่ถูกต้องในโครงสร้างบันได


www.yotathai.com



ภาพแสดง รายละะเอียดการเสริริมเหล็กที่ไม่ถูถกต้องจะทําให้ ใ คอนกรีตแแตกร้าว -

การรเสริมเหล็กเสริ ก มพิเศษษในช่องเปิดแผ่ แ นพื้นหรือผนั อ ง บริเวณ ณช่องเปิดพื้น ต้องมีการออกแบบ ขนาาดของช่องเปิปิดให้มีขนาดด สอดคล้องกั ง บช่องเปิด ต้องมีการเสริมเหล็กเพืพื่อป้องกันการฉีกขาด ขนาาดเหล็กเสริมต้ ม องไม่น้อยกกว่า 12 มม. ทั้งเหล็กบนแและเหล็กล่าง มีหลักพิจารณาดังนี้ 1. ช่องเปิดมีขนาดเล็ น กกว่า 30 3 x 30 ซมม. ควรจัดเหล็ล็กดุ้งหลบช่องเปิด ไม่ควรรตัดทิ้ง 2. ช่องเปิดที่เล็กกว่ ก า 30 x 30 ซม. แต่ไม่ ไ เกิน 100 x100 x ซม. ให้ห้ใส่เหล็กตามมรูป 11.20 3. ช่องเปิดมีขนาดใหญ่ น กว่า 100 x 100 ซม. ต้องให้วิวศิ วกรเป็นคนนกําหนดรายละเอียด


www.yotathai.com

บทที่ 1 หน้า 52 งานคอนกรีตเสริมเหล็ก I

60

1

ภาพแสดง ตัวอย่างการดัดเหล็กเสริมพิเศษในช่องเปิดแผ่นพื้น - การจั ด เหล็ ก เสริ ม ในคานหู ช้ า ง (Corbel) เป็ น คานที่ ยื่ น ออกมารั บ เครนยกของในโรงงาน อุตสาหกรรมรับโครงหลังคารับคานหลัก คานต้องมีความหนา (h) อย่างพอเพียงที่จะต้านทานแรง เฉือนส่วนเหล็กเสริมต้องล้วงยาวล้วงเข้าไปในเสาอย่างพอเพียงเพื่อต้านทานแรงดึงจากโมเมนต์ดัด ส่วนเหล็กปลอกเสริมในแนวนอนเพื่อป้องกันการฉีดขาดจากแรงเฉือน

ภาพแสดง รายละเอียดการเสริมเหล็กในคานหูช้าง

คอนกรีตหุ้มเหล็ก ระยะหุ้มคอนกรีต หมายถึง ระยะที่วัดจากผิดคอนกรีตถึงผิวนอกสุดของเหล็ก ปลอกเดี่ยว เหล็ก ปลอกเกลียวหรือเหล็กลูกตั้ง ในกรณีที่ไม่มีเหล็กดังกล่าว ให้วัดถึงผิวนอกของเหล็กเส้นที่อยู่นอกสุด ซึ่งหากผู้ออกแบบมิได้กําหนดไว้ในแบบหรือข้อกําหนด ให้ยึดถือมาตรฐานวิศวกรรม ที่เป็นที่ยอมรับสากล เช่น มาตรฐาน วสท. ซึ่งได้กําหนดไว้ดังนี้ (ก) คอนกรีตหล่อในที่ ระยะหุ้มคอนกรีตต่ําสุดสําหรับเหล็กเสริมให้เป็นไปตามข้อกําหนดดังนี้


www.yotathai.com



ระยะหุ้ม ต่ําสุด (ซม.) 7.5

1. คอนกรีตหล่อติดกับดิน และผิวคอนกรีตสัมผัสดินตลอดเวลา 2. คอนกรีตที่สัมผัสดินหรือถูกแดดฝน - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 16 มม. 5.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. และเล็กกว่า 4.0 3. คอนกรีตที่ไม่สัมผัสกับดินหรือไม่ถูกแดดฝน ในแผ่นพื้น กําแพง และตง - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 44 มม. ขึ้นไป 4.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 36 มม. และเล็กกว่า 2.0 - เหล็กเสริมหลัก เหล็กลูกตัง้ ในคาน 3.0 - เหล็กปลอกเดีย่ วหรือเหล็กปลอกเกลียวในเสา ในหลังคาเปลือก บางแผ่นพื้นพับจีบ 3.5 - สําหรับเหล็กส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 16 มม. 2.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. และเล็กว่า 1.5 (ข) คอนกรีตหล่อสําเร็จ (มีการควบคมคุมคุณภาพและหล่อคอนกรีตจากโรงงาน) ระยะหุ้ม คอนกรีตต่ําสุดสําหรับเหล็กเสริมให้เป็นไปตามข้อกําหนดดังนี้ (ค) ระยะหุ้ม ต่ําสุด (ซม.) 1. คอนกรีตที่สัมผัสดินหรือถูกแดดฝน ในแผงกําแพง - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 44 มม. ขึ้นไป 4.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 36 มม. และเล็กกว่า 2.0 ในองค์อาคารชนิดอื่น - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 44 มม. ขึ้นไป 5.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20 มม. ถึง 36 มม. 4.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. และเล็กกว่า 3.0 2. คอนกรีตที่ไม่สัมผัสดินหรือไม่ถูกแดดฝน ในแผ่นพื้น กําแพง และตง - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 44 มม. ขึ้นไป 3.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 36 มม. และเล็กกว่า 1.5 - เหล็กเสริมหลัก เหล็กลูกตั้งในคาน 2.5 - เหล็กปลอกเดี่ยวและเหล็กปลอกเกลียว 3.0 ในหลังคาเปลือกบางและแผ่นพื้นพับจีบ 4.0 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 20 มม. ขึ้นไป 1.5 - สําหรับเหล็กเส้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. และเล็กกว่า 1.0


www.yotathai.com

บทที่ 1 หน้า 54 งาานคอนกรีตเสสริมเหล็ก

(ง) เหล็กเส้นมั น ดรวมกันเป็ป็นกํา ระยะหุ้มต่ ม ําสุดของคอนกรีตต้องเเท่ากับเส้นผ่านศู า นย์กลางงของเหล็กเส้ส้นเดี่ยวซึ่งมีเนื้อที่หน้า ตัดเทียบเท่ บ าเหล็กเส้นทั น ้งกํารวมกััน แต่ไม่จําเป็ป็นต้องมากกวว่า 5.0 ซม. กรณีคอนนกรีตที่หล่อติดกับดิน แลละผิวคอนกรีตสั ต มผัสดินตลอดเวลา ระะยะหุ้มต่ําสุดต้ ด องกว่า น้อยกว่า 7.5 ซม. (จ) ในสภาวะะแวดล้อมทีมี่มกี ารกัดกร่อน ในสภาวะแวดล้อมที่มีมีการกัดกร่อน อ หรือที่ต้องสัมผัสกับสภาวะรุ ส นแรงงอื่น ๆ ต้องเเพิ่มระยะ หุ้มคอนกกรีตให้เหมาะะสม และให้พิพจิ ารณาถึงการป้องกันคออนกรีตโดยกาารเพิ่มความแแน่นและลดคความพรุน ของคอนนกรีต หรือหาาวิธีป้องกันอืน่ ๆ (ฉ) การเตรียมการเพื ย ่อกาารต่อเติมในออนาคต เหล็กเสริริมส่วนที่เปลืลือย หัวยึดที่ฝังในคอนกรีรต และแผ่นเหล็ เ กที่เตรียมมไว้สําหรับยึดกับส่วน ที่จะต่อเติมในอนาคตต ต้องมีการป้ป้องกันการกัดกร่ ด อน (ช) การป้องกันจากอัคคีภัภย หากมีบทบั ท ญญัติเกี่ยวกั ย บอาคาร ได้กําหนดระะยะหุ้มเพื่อการป้ ก องกันจาากอัคคีภัยไว้ว้หนากว่า ระยะหุมต่ ม้ ําสุดที่กําหนดไว้นั้น ให้ใช้ ใ ระยะหุ้มทีกํ่กาหนดไว้หนากว่ น า ในทางปฏิบัติมีวิธีที่จะรั ะ กษาระยะะหุ้มเหล็ก ด้วยการหนุ ว นด้วยลูกปูนก่อนทําการเข้าแบบหล่ แ อ โครงสร้ร้าง เช่น เสาา คาน ฐานรราก และผนััง ควรทํากาารหนุนเหล็กด้วยลูกปูน ใให้ได้ระยะ Covering C ตามกําหนด ห

ภาพแแสดง ตัวอย่ย่างการหนุนเหล็กเสาด้วยลู ย กปูน


www.yotathai.com

งา

รีตเส นคอนก

็ก ริมเหล

มแบบ า ต ้ ห ใ ที่ยอม

\

หน้า บทที่ 1

ก่อร้า

55

กําหนด อ ้ ข น ใ งหรือ

ือ เ ป็ น ห ร า ํ จ ม า ะ ร ะ บุ มี ค ว ล อ ่ ื แ ม ม ิ เ ๆ ร อ ่ ง ล ็ กเส ทําได้ต ะยะต่า 6 เท่าของ ห ะ ร เ ร ณ า อ ่ ว ก ต น ิม การ ล็กเสร วิศวกร ต้องคํา ม่น้อยกว่า 3 ูนย์กลาง ก ั ห เ ม อ ่ ต บ การ อกแบ บน้อยกว่าไ งเส้นผ่านศ ุมัติจาก อ ้ ู น ผ อ ญ ั ย ค ด รือโ ที่สํา ้วยระยะทา 48 เท่าขอ ป ไ ห ร ว ่ ั า บ ท ค อ น ้ า ก ประ เหล็กเส หล็ก ในองค์อ วรต่อทาบด ไม่น้อยกว่า บ า ท อ ่ การต ารต่อทาบเ บบแปลน ค ้ออ้อย และ ล็ ก ข การก ําหนดในแ ห เ บ ั ร ้ก ําห ากไม่ได ล็กเส้นนั้น ส ห ง ่ ึ ซ ในแบบ ศูนย์กลางเห ็กเส้นกลม ล น เส้นผ่า นั้น สําหรับเห ้น เหล็กเส

ว้ น เ ป ็ น เ ก ย . 36 มม า ่ ว ่ ญ ลางให ก ์ ปนี้ ไ ย อ ่ น ู ต ศ ง ั น ้ด หนดไว ขนาดเส้นผ่า า ํ กัน ของ ก ้ ว า ้ ด ย ี ห ไ ด น น ้ เ . ใ ส ท ง นบริเวณ กันไม่เกินหนึ่ าน วส ําหรับเหล็กเ ใ ฐ อ ่ ร ต ่ ต ม า ไ าบส กนี้ม กําต้อง ต้องวางห่าง น ็ ป นอกจา ม่ใช้การต่อท เ ม ี่มัดรว งไ ัติ รงดัด 1. ต้อ ีที่วิศวกรอนุม องเหลก็ เส้นท ์อาคารรับแ . กรณ ารต่อทาบข ัสกันในองค ่เกิน 15 ซม ม่น้อย ไ ผ ก ม ง ไ ม ั อ ้ บ ั ง ร ส ่ ต อ ้ ห ม บ ยะทา ้องรับแรง 2. สํา ่อทาบที่ผิวไ าบ และทั้งนี้ต ะ ร ย อ ้ ท รต ล็กข้ออ ากการเชื่อมต ้นบริเวณ ห 3. กา ยาวระยะต่อ เ อ ื ร ก ล ม ห ม . ร อ ย ต่ อ จ ล ็ ก ห ล า ย เ ส ึ ง ต า ม ความ น ้ ส เ ก ็ ล ่อเห เห ื่อม 5ซ 1 ต ี ช บ ั เ ร ณ ร า ับแรงถ การ ่ ห า ร ว ร า ํ ก ี ร ก ก ธ ิ ส า น ย ว ใ ม ค อ ้ ย อ า ่ ื ล็กดว้ ้วยวิธีการเช ทั้งนี้ต้องไม่น ากของเหล็ก ม. ในองค์อ อกแบบต้อง ห เ อ ่ ต ร กา ล็ ก ด ล า ง เ ห ล็ ก ุดคร หรือ 75 ซ ั่วไปหากผู้อ มไว้ด้วย จ ห ่ ี เ ท อ ่ ง ั ต ล ร กา ่าศูนย์ก 5 เท่าของกํา ้อย 60 ซม. บบ ซึ่งโดยท านวิธีการเชื่อ ผ น ้ ส เ ง ท่า ขอ ่น้อยกว่า 1.2 ื่อมกันอย่างน ียดประกอบแ ําหนดมาตรฐ เ 5 1 ก ว่ า ัดได้ไม ล็กต้องเหล ามรายละเอ ปลน พร้อมก อ ง ร แ ารตอ่ ก ดึงหรือ อยต่อของเห มให้เป็นไปต นไว้ในแบบแ น ็ ป เ ว เจ ันร ชื่อ ่อเกลีย เสา วิธีนี้ ต อ ้ ข เดียวก โดยวิธีการเ มักจะระบุชัด ย กันด้ว กันตลอดทั้ง น ม อ ่ ก อ ่ ื ต แ ช เ บ ว ร ก น า ะ แ ้วยก เนื่อง ะปร อ ด ่ ล แ ต บ ว า ว า ย ี ท 2558 าย กล เ กล ส น ็ ร เ ง ให้ต่อ า ป ก น เ ้ ว ท ี ก ห ธ ิ ศ ิ แ ใ สภาว ็กดว้ ยว กนเสา ะทําให้เหล็ก แ ล ก ็ ห เ ล อ ่ ห การต ปลายเ พมาก เพรา า ํ ท ร า ก า วิธีนี้คือ มีประสิทธิภ รงและ แ ง ็ ข แ ม ที่มีควา


เหมาะกัับงานก่อสร้างที า ่ต้องการคุณภาพสูง เช่น งานก่อสร้างอาคารสูง ข้อกําหนนดต่างๆ ใกล้ล้เคียงกับ การต่อด้วยการเชื่อม

ภาพแสดดง ตัวอย่างออุปกรณ์การตต่อเหล็กด้วยวิวิธีทางกล การผูกเหล็กเสริ ก มด้วยลววด การรต่อทาบเหล็กด้ ก วยลวดต้องมี อ ความแข็ข็งแรงทุกจุด และผูกครบบทุกเส้น ใช้ลวดเบอร์ ล 18 S.W W.G. ซึ่งมีขนาดเส้นผ่าศูนย์ น กลาง 1.24 มม. โดยททั่วไปลวดผูกเหล็ ก กสามารรถต้านทานแแรงดึงได้ ประมาณ ณ 3,000 kssc.

ตัวอย่างข้ า อผิดพลลาดทีพ ่ บบ่อยในงานกก่อสร้าง - เหล็กเสาาเอียงเนื่องจาก สูงมากเกิกินไปและไม่มีมโี ครงสร้างชัชัว่ คราวค้ําไว้

ภาพแสดดง เหล็กเสาที่เอียงเนื่องจจากไม่มีการคํค้ํายันชั่วคราวว


www.yotathai.com

www.yotathai.com



ภาาพแสดง การรค้ํายันชั่วครราวสําหรับเหหล็กเสา - การวางาเหล็กคานผผ่านหัวเสา ผิดวิธีเนื่องจากการก่อสร้ร้างไม่ได้รับกการวางแผนที่ดี หรือ การก่อสร้ ส างที่ไม่ได้มาตรฐาน


www.yotathai.com


ภาาพแสดง กาารวางเหล็กคานผ่ ค านเสาทีที่ผดิ วิธี


www.yotathai.com



ภาพแสดดง ตัวอย่างกการดุ้งเหล็กคาน ค และเหล็ล็กเสาที่ผดิ วิธธีี - การตัดเหหล็กเสริมทีผิ่ผดิ วิธี โดยใช้ไฟเป่ ไ าให้ขาดดอาจทําให้เหล็กเสียกําลังเนื่องจากควาามร้อน

ภาพแสดง การรตัดเหล็กโดยยใช้ไฟเป่าให้ขาด ข


www.yotathai.com


- การต่อเหหล็กเสริม โดดยต่อที่เดียวกกันทุกเส้น

ภาาพแสดง กาารต่อเหล็กคาาน ที่จุดเดียวกั วน - การเจาะะเสียบเหล็ก หรือฝังเหล็กฝากโครงสร้ ก ร้างได้ไม่ตรงรระดับ หรือตตรงแนวกับเหล็กเสริม

ภาาพแสดง กาารต่อเหล็กคาาน ที่จุดเดียวกั วน


www.yotathai.com



- การจัดระยะเหล็กเสริมที่ไม่เหมาะสม ทําให้ขวางมวลรวมหยาบขณะเทคอนกรีตทําให้มวล รวมไหลได้ไม่ทั่วถึง เมื่อแห้งแล้วจะเกิดเป็นโพรง

ภาพแสดง โพรงของโครงสร้างเนื่องจาก เหล็กเสริมแน่นเกินไป


www.yotathai.com

2

การก่อสร้างโครงสร้างสําเร็จรูป (Precast Concrete Structure) 2.1 ชิ้นส่วนสําเร็จรูป รูปแบบของชิ้นส่วนสําเร็จรูป ข้อดี ข้อเสียของชิ้นส่วนสําเร็จรูป

2.2 การผลิตชิ้นส่วนสําเร็จรูป กรรมวิธีการผลิตผนังรับแรงสําเร็จรูป

2.3 การขนส่งชิ้นส่วนสําเร็จรูป การจัดวางผลิตภัณฑ์บนรถขนส่ง

2.4 การติดตั้งชิ้นส่วนสําเร็จรูป ขั้นตอนการติดตั้งชิ้นส่วนสําเร็จรูป

2.5 เอกสารอ้างอิง

www.yotathai.com

การก่อสร้างโครรงสร้างสําเร็จรูป บทที่ 2 หน้า 1

2.1 ชินส่ ้น วนสําเร็ร็จรูป ชิ้นส่วนสําเร็ร็จรูปเป็นโครรงสร้างมีใช้ตัต้ังแต่สมัยสงครามโลกครัรั้งที่ 1 คือ กการก่อสร้างททางรถไฟ โดยใช้ช้ินส่วนสําเร็จรู จ ปแต่ชิ้นส่วนของโครง ว สร้างมีขนาดดใหญ่ ทําให้ห้ต้องใช้เครนนขนาดใหญ่มาติ ม ดตั้ง ไม่สะดววกในการก่อสร้ ส างจึงได้ไม่มนิยมใช้ แต่ต่หลังสงครามโลกครั้งที่ 1 ก็ได้มีการรนําชิ้นส่วนสสําเร็จรูป กลับมาใใช้อีกครั้งเพรราะแรงงานกก่อสร้างขาดดแคลน แต่มุ่งเน้นที่ชิ้นส่วนขนาดเล็ ว ก สามารถขนนส่ง และ ติดตั้งด้วยแรงงานคน ว น 2.1.1 รูปแบบบของชิ้นส่วนสํ น าเร็จรูป ในปัจจุบันมีการกก่อสร้างด้วยชิ้นส่วนสําเร็จรูปมากมายยโดยมีรูปแบบเพื่อการใช้งานให้ ง ได้ สะดวกและรรวดเร็วในการรก่อสร้างโดยยในประเทศไทยพอที่จะจําแนกได้ า ดังนี้ 2.1.11.1 ชิ้นส่วนสําเร็จรูปที่เป็นโครงสร้ น างขของอาคาร แบบ แ เสา, คาาน, พื้น, ผนัง


www.yotathai.com


การก่อสร้างโครงสร้างสําเร็จรูป

2.1.1.2 ชิ้นส่วนสําเร็จรูปที่เป็นโครงสร้างของอาคาร แบบพื้นและผนังรับน้ําหนัก

2.1.1.3 ชิ้นส่วนสําเร็จรูปที่เป็นโครงสร้างของอาคาร แบบ Module


www.yotathai.com

การก่อสร้างโครงสร้างสําเร็จรูป บทที่ 2 หน้า 3

2.1.1.4 ท่อระบายน้ําอัดแรง

2.1.15 คานสะพานแบบ Plank Girder และ Box Girder

2.1.1.6 เสาเข็ม, เสาไฟฟ้า

2.1.1.7 รั้วสําเร็จรูป


www.yotathai.com



2.1.2 ข้อดี ข้อเสียของชิ้นส่วนสําเร็จรูป 2.1.2.1 ข้อดีของการใช้ชิ้นส่วนสําเร็จรูป - ลดระยะเวลาการก่อสร้าง - คุณภาพได้มาตรฐานเพราะควบคุมการผลิตจากโรงงาน - ลดมลพิษที่เกิดจากการก่อสร้าง - ลดปัญหาเนื่องจากการขาดแรงงานโดยเฉพาะแรงงานฝีมอื - ลดต้นทุนค่าก่อสร้าง โดยค่าใช้จ่ายโดยรวมทัง้ หมดจะต่ํากว่า - ลดปัญหาการก่อสร้างหยุดชะงักหรือล่าช้าเนื่องจากสภาพดินฟ้าอากาศ 2.1.2.2 ข้อเสียของการใช้ชิ้นส่วนสําเร็จรูป - มีข้อจํากัดเรื่องขนาดของชิ้นส่วนด้วยกฎหมายจราจร - บุคคลที่จะทําต้องมีความรู้และประสบการณ์ - ข้อจํากัดในด้านการออกแบบไม่สามารถทําได้ทุกชิ้นส่วน - ต้องมีการลงทุนในเบื้องต้นสูง - การแก้ไขเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการก่อเติมอาคารมีขีดจํากัด - ต้องใช้เครื่องจักรช่วยในการติดตั้งเพราะบางชิ้นส่วนหนักเกินที่คนจะยกได้ - ปริมาณก่อสร้างต้องมีจํานวนมากพอและต้องเป็นรูปแบบเดียวกันถึงคุ้มค่า

2.2 การผลิตชิ้นส่วนสําเร็จรูป ชื้นส่วนสําเร็จรูปในท้องตลาดมีการทํามากมาย ไม่ว่าจะเป็น ฐานราก, เสา, คาน, แผ่นพื้นและ ผนังรับแรง การผลิตชิ้นส่วนสําเร็จรูปนั้นมีทั้งแบบที่ทําที่หน่วยงานเพื่อความรวดเร็วในการก่อสร้างหรือ ทําที่โรงงานแล้วยกมาติดตั้งที่หน่วยงาน แต่การจัดทําที่โรงงานนั้นก็ต้องมีปัจจัยหลายต่อหลายอย่าง ในการที่จะผลิตที่โรงงาน เช่น ราคา ระยะทางในการขนส่ง ขนาดและรูปร่าง รูปแบบของชิ้นส่วน เวลา ในการผลิตและติดตั้ง จํานวนของชิ้นส่วนที่ทําได้ เพราะฉะนั้นถ้าจะสั่งผลิตจะต้องคํานึงถึงปัจจัยเหล่านี้ ก่อนเพราะถ้าไม่คุ้มค่าก็ไม่ควรที่จะใช้ระบบสําเร็จรูป ส่ วนในที่นี้จะยกตัวอย่างการผลิตชื้นส่วนผนัง สําเร็จรูป ว่ามีขั้นตอนการผลิตอย่างไร 2.2.1 กรรมวิธีการผลิตผนังสําเร็จรูป 2.2.1.1 งานออกแบบและจัดทํา Shop Drawing - งานออกแบบ - มาตรฐานในการออกแบบใช้ 1. พรบ. ควบคุมอาคาร และกฎหมายท้องถิ่น 2. มาตราฐานการออกแบบโครงสร้างเหล็กของ วสท. ASD, LRFD 3. มาตราฐาน วสท. 1007-34, 1008-38, 1014-40, 1009-34 4. มาตราฐานสําหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กโดยวิธีกําลัง พ.ศ. 2545 ของ วสท.


www.yotathai.com


5. มาตราฐาน PCI,ACI,ASTM,JIS 6. มาตราฐานอุตสาหกรรม มอก. - น้ําหนักที่ต้องใช้ในงานออกแบบโครงสร้าง - Live load, Dead load, Win load, Earthquake, Vibration, Accident, Unforeseen, Temperature, - Manufacturing load, Demould load - Handing and Transportation load - งานทําแบบ Shop Drawing เพื่อเสนอขออนุมัติดําเนินการ - จัดทําแบบ Production Shop Drawing เพื่อใช้ในการผลิตในโรงงาน - การออกแบบจุดยก

แรงภายใน พี่กิดขึ้น ระหว่างการยกขึ้นติดตั้ง

(A) TWO POINT PICK-UP

MAXIMUM MOMENTS

- nr - -

พ = WEIGHT PER UNIT AREA

M.

-My

ฟ (PER UNIT OF WIDTH)

+MV

00107 wab*

(RESISTED BY A SECTION OF WIDTH a/2)

(B) FOUR POINT PICK-UP

MAXIMUM MOMENTS

M. My

- ร!? (PER UNIT OF WIDTH) ะ*

+ My = 0 0027 wab2

(RESISTED BY A SECTION OF WIDTH a.2)


www.yotathai.com



- รอยต่อของ เสา คาน พื้น ฅิวอยางรอยตอระทวางเสากับฐาน ราก

ตัวอย่างรอยต่อระหว่างเสากับคาน


ตัวอย่างรอยต่อระหว่างผนัง

www.yotathai.com


2.2.1.2 ขั้นตอนในการผลิตผนังคอนกรีตสําเร็จรูป - มาตราฐานข้อกําหนดวัสดุใช้ผลิตผนังสําเร็จรูป - คอนกรีตที่ใช้ผลิตต้องมี Strength Concrete > 280 ksc cylinder ขณะถอดแบบและเคลื่อนย้ายควรมี Strength Concrete > 150 ksc Cylinder - เหล็กเสริมใช้ Fy = 2400 ksc สําหรับเหล็กเส้นกลมและ Fy = 4000 ksc สําหรับเหล็กข้ออ้อยและ Fy = 5,500 ksc สําหรับ Wire mesh - วั ส ดุ อุ ด รอยต่ อ ใช้ Polyurethane สํ า หรั บ ภายนอกและ Acrylic สําหรับภายใน - ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ในการผลิตแบบหล่อคอนกรีต - ความเรียบร้อยของพื้นแบบหล่อ + - ระดับของพื้นแบบหล่อ + - ความยาว + - ความกว้าง + - เส้นทะแยงมุม + - ความยาวเส้นทะแยงมุมที่ต่างกัน + - ระดับของแบบข้าง + - ตําแหน่งของชื้นส่วนติดตั้ง + - ความฉากของแบบข้าง + - ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ของแผ่นผนังสําเร็จรูป - ความยาว - ความกว้าง - เส้นทะแยงมุม - ความหนา - ตําแหน่งชิ้นส่วนยึดติดตั้ง - การบิดตัว - การแอ่นตัว - การผิดรูป - ความฉากของแผ่นวัดที่ความหนา - ความเรียบของแผ่น - ตําแหน่งช่องเปิด

3 มม. 3 มม. 3 มม. 3 มม. 3 มม. 3 มม. 3 มม. 5 มม. 2 มม.

+ 4 มม. + 4 มม. + 4 มม. + 3 มม. + 5 มม. + 3 มม. L/360 มม. + 3 มม. + 2 มม. + 3 มม. + 3 มม.


www.yotathai.com



- ขั้นตอนในการผลิตแผ่นผนังคอนกรีตสําเร็จรูป REBAR & WIRE MESH

PRODUCTION

DELIVERY

CLEAN MOULD

CONCRETE CEMENT

COARES AGGREGATE >

c

>f

1 SETUP SIDEFORM 1

>f

>t

STORE

TILES LAYING

FINE AGGREGATE

ADMIXTURE

CTCHECIO

> CUT & BEND

> CH

LAY STEEL

f

EClT>

T

REINFORCEMENT

f.

FABRICATED

CTCMECO-

I

CASTING

เ�

OVERNIGHT

CURING

(ÿTESTING CUBEÿ)< \

t

WASH

- แบบหล่อ (Mould) 1. ควรใช้แบบเหล็ก เพื่อรักษาคุณภาพและมาตราฐาน 2. แบบหล่อต้องถอดประกอบง่าย 3. แบบหล่อแต่ละชุดต้องสามารถใช้ได้ 80 ครั้งถึงคุ้มค่า 4. การตรวจสอบแบบหล่อตามค่าคาดเคลื่อนที่กล่าวมาแล้ว - เหล็กเสริม (Reinforcement) 1. เหล็กเสริมควรใช้ Wire mesh และเสริมด้วย เหล็กกลม 2. การตรวจสอบ ให้ตรวจสอบขนาด ระยะต่างๆ ให้ถูกต้องตามหลัก วิชาการ - การเทคอนกรีต (Concrete Casting) 1. การเทคอนกรีตใน strength ที่ออกแบบไว้ - การถอดแบบหล่อ (Demould) 1. หลังจากเทคอนกรีต 16 ชั่วโมงสามารถถอดแบบหล่อได้


www.yotathai.com


- การตรวจสอบชิ้นงานคอนกรีตสําเร็จรูป 1. เมื่ อ เทและทํ า การถอดแบบแล้ ว จะทํ า การตรวจสอบให้ ไ ด้ ต าม มาตรฐานที่ตั้งไว้และต้องรออีก 7 วันถึงทําการขนส่งชิ้นงานออก จากโรงงานได้

2.3 การขนส่งชิ้นส่วนสําเร็จรูป การขนส่ ง ชิ้ น ส่ ว นสํ า เร็ จ รู ป ถื อ เป็ น สาระสํ า คั ญ ไม่ น้ อ ยไปกว่ า การผลิ ต เพราะถ้ า ขนส่ ง ไม่ ดี มีการแตกหักหรือการวาง ทําให้โครงสร้างไม่ได้ตามที่ออกแบบไว้ ทําให้เกิดความเสียหายก็จะใช้งาน ไม่ได้ 2.3.1 การจัดวางบนรถขนส่ง การขน ส่งชิ้นส่วนสําร็!จรูป


www.yotathai.com



2.4 การติดตั้งชิ้นส่วนสําเร็จรูป การติดตั้งชิ้นส่วนสําเร็จรูปจะต้องติดตั้งให้ได้ตามที่ออกแบบไว้และควรระมัดระวังในการติดตั้ง เป็นอย่างมาก ต้องทําตามขั้นตอนเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหาย 2.4.1 ขั้นตอนติดตั้งผนังสําเร็จรูป i=4

๐

ขนตอนการตดตงผนงคอนกรต?ฑเรจ
�

I

»1 -\

PLANNING

1

SEALAMTCAULKINC

1

f iMAL INSPECTION

1

Yfl*->rKAWQQVER~1

PAINTING A FINISHING


(o

www.yotathai.com

การก่อสร้างโครงสร้างสําเร็จรูป บทที่ 2 หน้า 11 ฃํ่นทรนท'าาพิ ท-a H พง ด D นทา*) ฟ้าเร,รรูป

ขั๋น«0นทาาคั แ ผั๋ผ)+ง� ขน ทา#

I mhrJlTUBOFlllllMTiaijFl «รเปีน£[|0ทแ1111 not เ5าาเนฟ้ ฟ้าเแาni-tTJ Ml Inb Rite FI V Jri� ใบ Rhnp Eÿnwing.

J*ร นฑฟ้ IIโพ1!lJti-i if ทาบ 11linif VH ฟ้วa แา Trai If r (Ldiiiuti la-ij! นเนน่ งา1(5)1111*11)1emaifllp

J, rm-1ท B1J ท-ใ a สั น;1ii

บ

1

พTatret Cmtt/ Mobile CPW [)ทพบง(เ0าเฟ้ร้ท1ร1ฑ«|ฟ่ ทน llแวน ท้น Job Sale Fixing #mi(น™น่เillium ft

รรย,**พปั!1

}. แพเทโท่ทรปร้บนแวาน แพ:ป้!ฃ!

1ft บ ฟ้า-ia lain KoiiiTiiLC.-; Lir.cx ที๋ดูาฟ้า ไฟ้,ใด ท่าใ ใ!if

4

พแท�บแพรเนพเรนทพฬฬฟ่�ปทัน Hounil BM แแ ในฟ้ดทบ Job Silo Fixing นี๋|1-(1ทบแบ¥บฟ้แ*บใฟ่

(ญ

NHRflHlT-l สัน) น 1ป(( าJJ1 ๅข

l

iMTIliil1-1ท!พ่

6. ฌํ่)!ท่าทา)า)ร้น แน วทงแเนะปร้U1Sfl'

แรฺเรบดฺทแ เาทงไใไน Simp

LUawtllg ท!ท่าบนน แทะ พาน) ขํ่น ร)ฟิพฦ«)ฑน1ท่!ด้แ าาา โ"'1ทุโาจุน:I (ใ Hjft แฟ้ฟ้ Jirjuil ไเ าโ.นาท!!! บ

2.5 เอกสารอ้างอิง 1. เอกสารการอบรมสัมมนาเรื่อง ครบเครื่องเรื่องพรีแฟบโดยสมาคมวิศวกรรมสถานแห่ง ประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์ 2. เอกสารการอบรมสัมมนาเรื่อง การออกแบบโครงสร้างขนาดใหญ่โดยสมาคมวิศวกรรม สถานแห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์


www.yotathai.com

3 การก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก (Steel Structure) 3.1 การตัดประกอบ ชั้นคุณภาพและมาตรฐานของเหล็กขั้นตอนการตัดประกอบ

3.2 การเชื่อมต่อ ชนิดของการเชื่อมต่อ

3.3 การติดตั้ง ขั้นตอนการติดตั้ง

3.4 การตรวจสอบโครงสร้างเหล็ก รายการตรวจสอบ

3.5 เอกสารอ้างอิง

www.yotathai.com

การก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก บทที่ 3 หน้า 1

3.1 การตัดประกอบ โครงสร้างเหล็กรูปพรรณนั้นเป็นที่นิยมกันมานานมากแล้ว ในประเทศไทยนั้นเหล็กรูปพรรณ นํามาใช้ในงานก่อสร้างโดยมีขบวนการผลิตทั้งแบบรีดร้อนและรีดเย็น และมีรูปแบบมากมายให้เลือกใช้ ตามความเหมาะสมของแต่ละงาน 3.1.1 รูปแบบของเหล็กรูปพรรณในท้องตลาด 3.1.1.1 Wide Flange Shapes 3.1.1.2 I Shapes, H Shapes 3.1.1.3 Steel Pipe, Steel Tube 3.1.1.4 Channel, Lip Channel Shapes 3.1.1.5 Angle, Plate ect.


www.yotathai.com


การก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก

3.1.2 มาตรฐานของเหล็กรูปพรรณ ลําดับ 1

รายการ

Fy (Mpa) A36 ( Structural Steel ) 250

ใช้งาน เป็นเหล็กที่เหมาะสมมาก ที่สุดสําหรับงานก่อสร้าง ทั่วไป เพราะเชื่อมและใส่ สลักเกลียวทําได้ง่าย

รูปแบบ - เหล็กฉาก - เหล็กราง - เหล็กตัวไอ

2

A245 ( flat-Rolled Carbon Steel Sheet of Structural Quality)

170-230 สําหรับทําเหล็ก ไลท์เกจ

3

A283 ( Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plate

230

ใช้สําหรับงานเครื่องจักร - Plate เป็นภาชนะเก็บของเหลว มี ความหนา มากที่สุด375 มม.

4

A501 ( Hot-Form Welded and Seamless Carbon Steel Structural Tubing)

250

คล้าย A36

- เหล็กท่อ

5

A53 (Structural Carbon Steel Plate of Improved Toughness )

240-260 ใช้กับงานที่ตอ้ งการความ เหนียวเป็นพิเศษเช่น ถัง เก็บน้ํา

- Plate

6

A307 (Low-Carbon Steel Externally and Internally Threaded Standard Fasteners)

380-620 สําหรับทํา Machine Bolt และใช้ยึดข้อต่อของปีกท่อ ทั้งสอง

- Machine Bolt

7

A529 ( Structural Steel with 290 minimum yield ponit )

300

- Plate

8

A325 ( High -Strength Bolts for structural Steel Joints Incuding Suitable Nutand Plain Hardened Washers)

720-830 สําหรับทํา Bolt high strength dia12-36 mm


สําหรับเหล็กโครงสร้างที่ ต้องการกําลังสูงเป็นพิเศษ แต่เปราะ

- เหล็กตัว C - เหล็ก Tube

- Bolt high strength - สลักเกลียว

www.yotathai.com


9

A242 ( High-Strength Low 290-345 สําหรับงานที่ต้องการเหล็ก - เหล็กแผ่น –AlloyStructural Steel ที่ทนต่อการผุกร่อน ท่าเรือ

10

A440 ( high -Strength Structural Steel )

290-345 เป็นเหล็กกล้ากําลังสูงที่มี - Plate ราคาถูกกว่า A242ใช้กับ งานสลักเกลียวไม่ควรเชื่อม

11

A514 ( High-Yield Strength, Quenched andTempered Alloy Steel Plate,Suitablefor Welding

620-690 ทําสะพาน,หอคอย,ถังน้ํา, - Plate เครื่องจักรสําหรับก่อสร้าง, อาคารสูง,รถบรรทุก

3.1.3 ขั้นตอนการตัดประกอบ 1. หลังจากได้ ORIGINAL DRAWING มาแล้วต้องทําการศึกษาและทําความเข้าใจใน แบบทั้งหมดให้รู้ทั้ง SPECIFICATION และรูปแบบให้ทั้งหมดก่อนจะลงมือ FABRICATION 2. การเริ่มทํา Shop Drawing ต้องพิจารณาหลายๆอย่าง ดังนี้ 2.1 พื้นที่ที่ใช้ประกอบนั้นขนาดของโครงสร้างเหล็กพัยงพอกับพื้นที่หรือไม่ 2.2 ขนาดต้องไม่ใหญ่มากจนไม่สามารถขนส่งได้ การขนส่งมีหลายประเทศก็จริง แต่ ต้องคํานึงถึงค่าใช้จ่ายด้วยว่าคุ้มค่าหรือเกมาะสมกันแค่ไหน 2.3 เส้ น ทางการขนส่ ง รถที่ เ ลื อ กใช้ ข นส่ ง นั้ น สามารถ ขนส่ ง ผ่ า นเส้ น ทางต่ า งๆ ได้หรือไม่ 2.4 รอยต่อของโครงสร้ างจะต้องถู กต้อ งตามหลั กวิศวกรรม พิ จารณาเรื่องแรง ที่เกิดขึ้นทั้งขณะประกอบและขนส่งให้เป็นอย่างดี 2.5 เรื่องการยกพลิกเรื่อง stock ชิ้นส่วนที่ประกอบ 2.6 ระยะเวลาการผลิต 3. เมื่อจัดทํา shop Drawing เรียบร้อยแล้ว ก็ทําการทาสีน้ํามันกันสนิม ตาม spec บาง spec ระบุให้ทาทั้งข้างนอกข้างใน จะต้องพิจารณาเรื่อง cost ด้วยว่าใช้วิธีไหนให้ประหยัดสุด 4. เรื่มตัดประกอบตาม shop Drawing และตามความต้องการชิ้นส่วนไหนติดตั้งก่อน ของหน้างาน การStock สินค้าที่มากเกินไปไม่เป็นผลดีกับโรงผลิต 5. หลังจากประกอบและตรวจสอบรอยเชื่อมเรียบร้อยแล้วให้จัดวางชิ้นส่วนให้เรียง ตามลําดับการขนส่งไปหน่วยงาน 6. ถ้าต้องทาสีสีจริงจะต้องระวังให้เป็นอย่างดีเพราะถ้าเสียหายมากจะมีค่าใช้จ่ายใน การเก็บสีมาก ทําให้ budget ไม่ได้ตามที่ตั้งไว้ 7. ขนส่งชิ้นส่วน ขึ้นรถจัดวางให้ไปได้มากที่สุด แต่ต้องไม่เกินมาตราฐานจราจร


www.yotathai.com



3.2 การเชื่อมต่อ 3.2.1 การเชื่อมต่อโดยการเชื่อม การเชื่อมมีวัตถุประสงค์ เพื่อ “ยึดต่ อชิ้นงานอย่างถาวร” การเชื่อมโลหะที่ พบได้ โดยทั่วไป ประกอบด้วย 6 ประเภทใหญ่ๆ การเชื่อมโลหะที่พบได้โดยทั่วไปประกอบด้วย 6 ประเภทใหญ่ๆ 1. การเชื่อมแก็ส (Gas Welding) การเชื่อ มแก็ สอาศั ยความร้อนจากการเผาไหม้ระหว่างแก็สเชื้อเพลิงอะเซทิลีนกับออกซิเ จน หลอมละลายโลหะให้ติดกันด้วยการเติมลวดเชื่อม (Filler Metal or Welding rod) หรืออาจให้เนื้อโลหะ หลอมละลายติดกันเองโดยไม่เติมลวดเชื่อมก็ได้ 2. การเชื่อมไฟฟ้า (Arc Welding) การเชื่อมไฟฟ้าหรืออาจเรียกว่าการเชื่อมอาร์ค (Arc Welding) เกิดจากการนําความร้อนที่ใช้ใน การเชื่อมจากการเกิดประกายอาร์คระหว่างชิ้นงานและลวดเชื่อม จะทําให้ลวดเชื่อมหลอมละลายเสมือน เป็นการป้อนเนื้อโลหะให้แก่รอยเชื่อม 3. การเชื่อมอัด (Press Welding, Resistance Welding) การเชื่อมอัดเป็นการอาศัยความร้อนจากความต้านทานไฟฟ้าและอัดให้ชิ้นงานติดกัน เนื่องจาก หลักการเชื่อมนี้ทําให้มีชื่อเรียกหลายชื่อ คือ Press Welding, Resistance Welding, Spot Welding เป็นต้น 4. การเชื่อม TIG (Tungsten Inert Gas Welding) การเชื่อม TIG อาศัยความร้อนที่เกิดจากการอาร์คระหว่างลวดทังสเตนกับชิ้นงานเชื่อม โดยมี แก็สเฉื่อยปกคลุมบริเวณรอยเชื่อมทั้งหมดเพื่อไม่ให้อากาศภายนอกเข้ามาทําปฏิกริยาในบริเวณรอยเชื่อม 5. การเชื่อม MIG (Metal Inert Gas Welding) การเชื่อม MIG อาศัยความร้อนที่เกิดจากการอาร์คระหว่างลวดเชื่อมกับชิ้นงาน ลวดเชื่อมที่ใช้ เป็นโลหะเปลือยที่ส่งป้อนอย่างต่อเนื่อง โดยมีแก็สเฉื่อยปกคลุมบริเวณรอยเชื่อมทั้งหมดเพื่อไม่ให้อากาศ ภายนอกเข้ามาทําปฏิกิริยาในบริเวณรอยเชื่อม 6. การเชื่อมใต้ฟลักซ์ (Submerged Arc Welding) การเชื่อมใต้ฟลักซ์จะอาศัยความร้อนจากการอาร์คระหว่างลวดเชื่อมเปลือยกับชิ้นงาน โดยมี ฟลักซ์ชนิดเม็ด (Granular Flux) ปกคลุมบริเวณอาร์ค ฟลักซ์ชนิดเม็ดที่อยู่ใกล้รอยเชื่อมจะหลอมละลาย ปกคลุมบริเวณที่ทําการเชื่อมเพื่อป้องกันอากาศภายนอกทําปฏิกิริยาชนิดของรอยต่อของเหล็กรูปพรรณ


www.yotathai.com


การดูสัญลักษณ์ของรอยเชื่อมในแบบ

เชื่อมมม

ปลก หรือ

เชื่อม จุด

(Fillet)

สล็อต

โปร เจคชื่น

N □๐

ต่อ ตะเข็บ

รอง หลัง

เชื่อมรอบ

เชื่อม ใน สนาม

รอยต่อปีก

(Surfacin (Flange) CX า ขอบ มุม ะD' (Edge (Com

การดูสัญลักษณ์ของรอยเชื่อมในแบบ

1

เชื่อม พอกผิว

ะ©:

�37

—

)

JL

er)

11

รูปร่างผิวหน้าแนวเชื่อม

หลอมละลาย

ทะลุ

(A J-

/

เรืยบ

นูน

เว้า

3- 3


*

www.yotathai.com



ความหนาคอประสิทธิผลต่ําสุด ความหนาวัสดุของส่วนที่น่ามา

ความหนาคอประสิทธิผลตํ๋าสุด

เชิ้อมต่อชินทีห ่ นากว่า มม.

มม.

<6

3

>6-12

5

>12-19

6

>19-38 >38-56

00 CD

> 56- 150

12 CD

> 150

3.2.2 การเชื่อมต่อโดยระบบน๊อต ระบบการต่อโดย BOLT ทางงานก่อสร้างที่ใช้ส่วนใหญ่จะใช้กับงานที่ไม่ต้องการเชื่อม งานแบบ น็อกดาวน์ งานที่ใช้เหล็กกําลังสูง งานโครงการขนาดใหญ่ที่มีความละเอียดสูงๆ แรงดึงต่ําสุดในสลัก เกลียวเมื่อขันแน่น (กก.) ขนาดของสลักเกลียว(มม.)

12 16 19

22 25 28 32 35 38

สลัก!คลีย!ตามมาตร!ฐ าน A325

5,440 8,600 12,700 17,700 23,100 25,400 32,200 38,500 46,700


สลัก!กลีย!คามมาตราฐาน A490

6,800 10,900 15,900 22,200 29,000 36,300 46,300 54,900 67,200

www.yotathai.com


3.3 การติดตั้ง โครงสร้างเหล็กนั้นโครงสร้างจะต้องทําการตรวจสอบเพื่อให้ไม่ให้มีผลกระทบในการติดตั้ง โครงสร้างเหล็ก โดยมีรายการดังนี้ 3.3.1 ก่อนที่จะทําการติดตั้งจะต้องศึกษาและตรวจสอบโดยมีรายการดังนี้ 3.3.1.1 ตรวจสอบหน่วยงานว่ามีความพร้อมที่จะทําการติดตั้งโครงสร้างเหล็กหรือไม่ 3.3.1.2 ตรวจสอบว่าจุดรองรับต่างๆ มีความพร้อมในการตืดตั้งหรือไม่ 3.3.1.3 บางชิ้นส่วนเมื่อนํามาประกอบที่หน่วยงานเพื่อให้ได้รูปร่างตามที่ออกแบบก่อนยก ติดตั้งจะต้องเตรียมที่ประกอบให้ใกล้ที่ติดตั้งมากที่สุดเพื่อป้องกันความเสียหาย และค่าใช้จ่ายของเครื่องจักรที่เพิ่มขึ้น 3.3.1.4 เรื่อง SAEFTY เป็นสาระสําคัญมากกับการติดตั้งโครงสร้างเหล็ก จะต้องมี MSM, JSA, RA และจะต้องทําตามขั้นตอนรวมถึงเตรียมเครื่องมือให้พร้อม การขึ้นที่สูงจะต้องมี SAFETY NET, LIFE LINE ฯลฯ 3.3.1.5 การติดตั้งเมื่อเตรียมทุกอย่างพร้อมแล้ว ก็เริ่มติดตั้งโครงสร้างเหล็ก โดยเมื่อ เชื่อมจุดรองรับเรียบร้อยแล้ว จะต้องทําการตรวจสอบอย่างละเอียด เพราะถ้า ผิดพลาดจะทําให้เกิดความเสียหายมากมายทั้งชีวิตและทรัพย์สิน 3.3.1.6 การติ ด ตั้ ง โครงสร้ า งเหล็ ก เช่ น โครงหลั ง คา จะต้อ งทํา การยึ ด ตามรู ป แบบที่ ออกแบบไว้ โดยจะต้ อ งมี โ ครงสร้ า งที่ เ ป็ น TEMPORARY ติ ด ตั้ ง ไว้ จ นกว่ า โครงสร้างจริงจะติดตั้งแล้วเสร็จจึงปลดออก

3.4 การตรวจสอบโครงสร้างเหล็ก โครงสร้างเหล็กนั้นโครงสร้างจะต้องทําการตรวจสอบเพื่อให้ไม่ให้มีผลกระทบในการติดตั้ง โครงสร้างเหล็ก โดยมีรายการดังนี้ 1. ตรวจสอบลักษณะของวัสดุ เช่น ตรง ,สนิม, โก่ง, การโค้งงอ 2. ตรวจสอบขนาดความหนาและพื้นที่หน้าตัดของเหล็ก 3. ตรวจสอบค่าความคาดเคลื่อนของขนาดที่กําหนดให้ 4. ตรวจสอบชนิดของเหล็ก โดยนําชิ้นตัวอย่างไปทดสอบ 5. ตรวจสอบหมุดย้ํา (RIVET) ทั้งรูปร่างและชนิดใช้ 6. ตรวจสอบระยะห่างระหว่างหมุดย้ํา 7. ตรวจสอบสลักเกลียว BOLT รูปร่างและชนิดที่ใช้ 8. ตรวจสอบแป้นเกลียว (NUT) และวงแหวน (WASHER) 9. ตรวจสอบเครื่องมือขันสลักและหมุดย้ํา 10. ตรวจสอบวิธีการขันสลักเกลียวที่รับแรงพิเศษ


www.yotathai.com



11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.

ตรวจสอบการเจาะรูทั้งถาวรและชั่วคราว ตรวจสอบตําแหน่ง,การจัดระยะ และความยาวของเหล็ก ตรวจสอบประเภทของธูปเชื่อม ตรวจสอบคุณสมบัติของช่างเชื่อม ควรมีการทดสอบก่อน ตรวจสอบผิวที่เชื่อมการเชื่อมทับผิวเดิม ตรวจสอบการเชื่อมแบบต่าง ๆ เช่นทาบโลหะ,ตรึงและแนวสั้น ๆ ตรวจสอบการเผื่อระยะ สําหรับการหดตัว การผิดรูปหรือการยึดเหนี่ยวในการเชื่อม ตรวจสอบการเชื่อมภายหลังของปลายสุดของรอยต่อ,ที่ขอบของมุมจุดเริ่มและจุดจบ ตรวจสอบนั่งร้าน สําหรับการเชื่อม ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าและการลัดวงจรไฟฟ้าขณะเชื่อม (เครื่องป้องกันไฟไหม้) ตรวจสอบความหนาของรอยเชื่อม ตรวจสอบการตัดเหล็ก ตรวจสอบความสะอาดของผิวเหล็กก่อนเชื่อม ตรวจสอบการประกอบ PLATE @ GUSSET- PLATE รูปโครงสร้างต่างๆ ในโรงงาน ประกอบ ตรวจสอบการขนย้ายและการขนส่ง ตรวจสอบการประกอบและติดตั้งจริงในสถานที่ก่อสร้าง ตรวจสอบการทาสีรองพื้นป้องกันสนิม ตรวจสอบการป้องกันความเสียหาย อันเกิดจากสะเก็ดไฟเชื่อม โดยเฉพาะอาจทําให้เกิด ไฟไหม้ และสะเก็ดไฟถูก กระจกเสียหาย ตรวจสอบระดับ แนวราบ แนวดิ่ง ตําแหน่ง ระยะห่างของโครงเหล็กต่างๆ ให้ตรงตามระบุ ในแบบ ตรวจสอบระยะห่ า งของชิ้ น งานที่ จ ะเชื่อ มติ ดกั นให้ เ ป็ น ไปตามแบบโดยเฉพาะกรณี ไ ม่ มี GASSET PLATE สายดินใช้เหล็กเสริมโครงสร้างมาต่อแทนสายดินเด็ดขาดให้ใช้สายไฟ

3.5 เอกสารอ้างอิง 1. 2. 3. 4.

หนังสือการออกแบบเหล็กรูปพรรณ ของอาจารย์ วินิต ช่อวิเชียร หนังสือการออกแบบอาคารเหล็กรูปพรรณ ของ วสท. หนังสือกฎหมายอาคาร มาตรฐานเหล็กรูปพรรณของ วสท.


www.yotathai.com

4

งานก่อสร้างระบบประปา (Waterworks Construction) 4.1 ความหมายและความสําคัญของวิศวกรรมการประปา 4.2 งานวิศวกรรมควบคุม ที่เกี่ยวข้องกับงานประปา 4.3 ความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับระบบประปา การจัดหาน้ําดิบการผลิตน้ําประปาการส่งจ่ายน้ําประปา

4.4 ความรูพ ้ ื้นฐานทางวิศวกรรมโยธาที่สําคัญ ในการ ก่อสร้างงานประปา ระบบสูบน้ําการไหลในท่อแรงดันการไหลในรางเปิดวิศวกรรมการ ประปา

4.5 การควบคุมงานก่อสร้างระบบประปา การก่ อ สร้ า งงานอาคารระบบผลิ ต การก่ อ สร้ า งวางท่ อ ประปา ภายนอกอาคารการก่อสร้างวางท่อประปาภายในอาคาร

www.yotathai.com

องค์อาคารรับแรงอัด บทที่ 4 หน้า 1

4.1 ความหมายและความสําคัญของวิศวกรรมการประปา งานก่อสร้างระบบประปา เป็นงานระบบสาธารณูปโภคที่สําคัญสําหรับการดํารงชีวิต และเป็น องค์ประกอบที่จําเป็นสําหรับการก่อสร้างอาคารประเภทอื่นๆ ด้วย ไม่ว่าจะเป็นระบบประปาภายใน อาคาร และระบบประปาภายนอกอาคาร ซึ่งปัจจุบันประเทศไทยมีหน่วยงานที่ให้บริการน้ําประปาทั้งที่ ดําเนินงานโดยภาครัฐ ซึ่งได้แก่ การประปานครหลวง การประปาส่วนภูมิภาค องค์กรปกครองส่วน ท้องถิ่น และที่ดําเนินงานโดยเอกชน เช่น บริษัท น้ําประปาไทย จํากัด (มหาชน), บริษัท อีสวอร์เตอร์ จํากัด (มหาชน) ฯลฯ ดังนั้นแนวทางการทํางานของวิศวกรที่ทํางานด้านการประปาทั้งสองกรณี จึงอาจ แตกต่างกันบ้างตามข้อบังคับของกฎหมายที่เกี่ยวข้อง เช่น พรบ.การประปาส่วนภูมิภาค ปี 2522, พรบ. การประปานครหลวง ปี 2510 หรือ กฎหมายที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่จะต้องวางท่อผ่าน เช่น กฎหมาย ปกครองส่วนท้องถิ่น, พรบ.ทางหลวง ฯลฯ และที่เกี่ยวข้องกับระบบผลิตน้ํา เช่น พรบ.โรงงาน ปี 2535, พรบ.ควบคุมอาคาร ปี 2522 เป็นต้น งานวิศวกรรมการประปา หากพิจารณาตามลักษณะงานก่อสร้างแล้วอาจแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ ใหญ่ๆ คือ งานระบบผลิ ตน้ําประปา และงานระบบส่งจ่ายน้ําประปา งานระบบผลิตน้ํ าประปาเป็น การก่อสร้างในลักษณะของอาคารโรงงาน หรือโรงปรับปรุงคุณภาพน้ํา ใช้ความรู้ทางด้านวิศวกรรมโยธา สิ่ ง แวดล้ อ มและสุ ข าภิ บ าลเป็ น ส่ ว นใหญ่ เพื่ อ ให้ ส ามารถผลิ ต น้ํ า ประปาที่ มี คุ ณ ภาพตามมาตรฐาน ซึ่งปัจจุบันนิยมอ้างอิงมาตรฐาน องค์การอนามัยโลก, มาตรฐานการประปานครหลวง หรือมาตรฐาน การประปาส่วนภูมิภาค ส่วนงานก่อสร้างระบบส่งจ่ายน้ําประปาส่วนใหญ่ เป็นงานวางท่อ และงานที่ เกี่ยวข้องกันงานวางท่อเช่น งานสะพานรับท่อ งานดันท่อลอดถนน เป็นต้น ซึ่งจําเป็นต้องใช้ความเข้าใจ ด้านวิศวกรรมชลศาสตร์ เกี่ยวกับการไหลในเส้นท่อ และงานเกี่ยวกับเครื่องสูบน้ํา เป็นต้น

4.2 งานวิศวกรรมควบคุม ที่เกี่ยวข้องกับงานประปา วิศวกรจําเป็นที่จะต้องศึกษาขอบเขต อํานาจ หน้าที่ ต่าง ๆ ของงานวิศวกรรมที่ตนเองได้ทํา ซึ่งกฎหมายที่เกี่ยวข้องในเรื่องดังกล่าว ได้แก่ พรบ.วิศวกร พ.ศ. 2542 และกฎกระทรวงที่เกี่ยวข้อง โดยงานวิศวกรรมควบคุม ได้ถูกกําหนดโดยกฎกระทรวง กําหนดสาขาวิชาชีพวิศวกรรมและวิศวกรรม ควบคุม พ.ศ.2550 ได้กําหนดงานตามประเภท และขนาดของวิศวกรรมโยธาไว้ ซึ่งงานวิศวกรรมควบคุม ที่เกี่ยวข้องกับระบบประปา และวิศวกรที่ทํางานด้านการประปามีโอกาสที่จะได้รับประสบการณ์ เช่น งานก่อสร้างถังกักเก็บน้ําประปา ที่มีขนาดความจุตั้งแต่ 50 ลบ.ม. ขึ้นไป, งานวางท่อส่งน้ําประปาที่มี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.80 ม. หรือมีหน้าตัดตั้งแต่ 0.50 ลบ.ม. ขึ้นไป และมีโครงสร้างรองรับ หรือมีความยาวตั้งแต่ 100 เมตรขึ้นไป, โครงสร้างเขื่อน ฝาย ระบบชลประทานที่มีความสูง ตั้งแต่ 1.50 ม. ขึ้นไป หรือมีความจุตั้งแต่ 50 ลบ.ม.ขึ้นไป หรือที่มีอัตราการไหลของน้ําตั้งแต่ 1 ลบ.ม./วินาที นอกจากนี้อ าจยั ง มี ง านประเภทอื่ นๆ ตามรายละเอี ย ดที่ ก ฎกระทรวงฯ ได้ กํา หนดไว้ ซึ่ง วิ ศ วกรเอง


www.yotathai.com


วิศวกรรมก่อสร้าง งานวิศวกรรการประปา

จําเป็นต้องเรียนรู้และเข้าใจว่างานประเภทใด เป็นงานวิศวกรรมควบคุม เพื่อที่จะสามารถดําเนินการได้ โดยไม่ขัดกับกฎหมายที่เกี่ยวข้อง

4.3 ความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับระบบประปา กระบวนการของวิศวกรรมการประปา เริ่มตั้งแต่การจัดหาน้ําดิบ ผ่านการกระบวนการบําบัด จนได้มาตรฐานน้ําประปา ส่งผ่านท่อประปาไปยังผู้ใช้น้ํา เพื่อใช้ในการอุปโภคและบริโภค ซึ่งสามารถ สรุปขั้นตอนการดําเนินงานได้ดังนี้ 4.3.1 การจัดหาน้ําดิบ ในประเทศไทยแหล่งน้ําดิบหลักอาศัยแหล่งน้ําผิวดินเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีทั้งแหล่งน้ําจืดและแหล่ง น้ําเค็ม แต่ปัจจุบันแหล่งน้ําดิบที่เป็นน้ําจืดของประเทศไทย เริ่มไม่เพียงพอต่อปริมาณความต้องการ ใช้น้ําประปาของประชากรที่เพิ่มขึ้นทุกๆ ปี อย่างไรก็ตามประเทศไทยอุดมสมบูรณ์ด้วยทรัพยากรน้ํา มีปริมาณน้ําผิวดินมากมายในช่วงฤดูฝน แต่บางส่วนไหลลงทะเลไม่สามารถนํามาเป็นน้ําดิบเพื่อผลิต น้ําประปาได้ ซึ่งหากได้รับการบริหารจัดการน้ําที่ดีปริมาณน้ําผิวดินดังกล่าวย่อมสามารถจัดหาน้ําดิบมา ผลิตน้ําประปาได้เพิ่มขึ้นนอกจากนี้ยังมีการจัดหาน้ําดิบจากแหล่งอื่นๆ มากขึ้น เช่น น้ําทะเล น้ํากร่อย เป็นต้น ซึ่งวิศวกรมีความจําเป็นต้องใช้ความรู้เกี่ยวกับการบริหารจัดการทรัพยากรน้ํา เพื่อให้สามารถ จัดสรรน้ําดิบได้เพียงพอต่อความต้องการของชุมชน โดยน้ําดิบที่นําไปผลิตน้ําประปาควรจะมีมาตรฐาน ขั้นต่ํา เป็นไปตามที่องค์กรอนามัยโลก (WHO) กําหนด ในบางแหล่งน้ําจึงอาจต้องมีการบําบัดเบื้องต้น ในขั้นตอนการจัดหาน้ําดิบนี้ด้วย เมื่ อสามารถสรรหาแหล่ง น้ํ าดิ บ ได้แล้ ว ต้อ งลํ า เลี ยงน้ําดิ บ จากแหล่ง น้ํ าดิ บ ไปยัง สถานี ผ ลิ ต น้ําประปา ด้วยการลําเลียงผ่านเส้นท่อโดยใช้แรงดัน หรือ โดยแรงโน้มถ่วง หรือ การไหลในลํารางเปิด วิศวกรการจึงต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับระบบสูบน้ํา ระบบการไหลในท่อแรงดัน และการไหลใน รางน้ํ าเปิ ด รวมถึ ง รู้ จั ก อุ ป กรณ์ ค วบคุ ม การไหลของน้ํ า เช่ น ประตู น้ํ า ควบคุ ม ประเภทต่ า งๆ เป็ น ต้ น งานก่อสร้างทางด้านวิศวกรรมโยธาที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนนี้ เช่น การขุดสระพักน้ําดิบ, การสร้าง เขื่อน ฝายต่างๆ, โครงสร้างกักเก็บน้ํา รวมถึงงานปฐพีกลศาสตร์ เช่น งานป้องกันตลิ่ง, งานเกี่ยวกับ เสถียรภาพเชิงลาด, การไหลซึมของน้ําในดิน, โรงสูบน้ําประเภทต่างๆ, โครงสร้างแพลอย, การก่อสร้าง วางท่อส่งน้ํา เป็นต้น 4.3.2 การผลิตน้ําประปา เมื่อน้ําดิบถูกลําเลียงมายังสถานีผลิตน้ําประปา เข้าสู่ขั้นตอนการผลิตน้ําประปา ซึ่งระบบผลิต น้ําประปามีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลาย ๆ อย่าง เช่น คุณภาพน้ําดิบ, ปริมาณการใช้น้ํา, วัตถุ ประสงค์ ของการใช้ น้ํา, งบประมาณ รวมถึงต้องสอดคล้องความรู้ความเข้าใจของผู้ปฏิ บัติงาน (Operator) ด้วย ทั้งนี้กระบวนการผลิตน้ําประปา โดยทั่วไปจะต้องมีการกําจัดตะกอน เพื่อให้ลักษณะ ทางกายภาพของน้ําดูใสสะอาดขึ้น ซึ่งควรจะมีขั้นตอนการผลิตอย่างเบื้องต้นดังต่อไปนี้


www.yotathai.com


1. 2. 3. 4. 5.

ขั้นตอนการทําลายประจุ (Coagulation) ขั้นตอนการรวมตะกอน (Flocculation) ขั้นตอนการตกตะกอน (Sedimentation) ขั้นตอนการกรอง (Filtation) ขั้นตอนการฆ่าเชื้อโรค (Disinflection)

นอกจากนี้อาจมีกระบวนการอื่น ๆ เช่น การกําจัดเหล็ก , แมงกานีส , สาหร่าย ,กลิ่น เป็นต้น ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ําดิบที่น้ํามาเข้าสู่การผลิตซึ่งหลังจากน้ําดิบได้ผ่านกระบวนการดังกล่าวข้างต้นจนได้ คุณภาพมาตรฐานน้ําประปาแล้ว จะถูกลําเลียงกักเก็บไว้ในถังเก็บน้ําในเพื่อเตรียมพร้อมส่งจ่ายให้แก่ผู้ใช้ น้ําในขั้นตอนต่อไป อาคารที่เกี่ยวข้องกับระบบผลิตน้ําประปา เช่น อาคารถังกวน, ถังตกตะกอน, ถังกรอง, อาคาร เก็บจ่ายสารเคมี และถังเก็บน้ํา เป็นต้น อาคารถังตกตะกอน จะมีความหลากหลาย และซับซ้อนในการ ก่อสร้างมากที่สุด ตามแต่ความเหมาะสม แต่ส่วนใหญ่ในภูมิภาค (ยกเว้นกรุงเทพฯ และปริมณฑล) ยังคงใช้การตกตะกอนแบบดั้งเดิม (CONVENTIONAL) ซึ่งอาศัยหลักการไหลโดยแรงโน้มถ่วงเป็นหลัก และไม่มีกลไกลเครื่องจักรกลที่ซับซ้อน ง่ายต่อการกํากับดูแล นอกจากนี้ยังมีอาคารตกตะกอนแบบอื่นๆ เช่น อาคารตกตะกอนประเภทหมุนเวียนตะกอน (SOLID CONTACT TANK), ประเภทมีชั้นตะกอน (PULSATOR TANK, SLUGDE BLANKET) ซึ่งมีการใช้งานมากในการประปานครหลวงและงาน เอกชน เนื่องจากประหยั ดพื้ นที่มากกว่า แต่ ต้อ งอาศั ยการบํารุง รักษา และความรู้ ความเข้า ใจของ ผู้ปฏิบัติงาน (Operator) มากกว่าแบบดั้งเดิม (CONVENTIONAL) ส่วนอาคารถังกรองหากพิจารณาลักษณะการใช้งานแล้วจะแยกได้เป็น 2 ลักษณะหลักๆ คือ กรองแบบใช้แรงโน้มถ่วง ลักษณะเป็นบ่อเปิด และกรองแบบใช้แรงดันซึ่งทั่วไปจะเป็นถังปิดรูปทรงต่างๆ เช่น ทรงกระบอก, ทรงแคปซูล เป็นต้น ในกระบวนการผลิตน้ําประปา จําเป็นต้องใช้วิศวกรที่มีความรู้หลากหลายสาขา ประกอบกัน โดยวิศวกรรมด้านโยธาที่เกี่ยวข้อง เช่น ความรู้เกี่ยวกับวิศวกรรมสุขาภิบาลและสิ่งแวดล้อม, วิศวกรรม ชลศาสตร์ เกี่ยวกับการไหล และระบบสูบน้ํา รวมถึงวิศวกรรมโครงสร้างโดยเฉพาะโครงสร้างที่ใช้กัก เก็บน้ํา งานก่อสร้างทางวิศวกรรมโยธาที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนนี้ เช่น อาคารผลิตน้ําประเภทต่างๆ ซึ่ง โดยทั่วไปเป็นอาคาร ค.ส.ล. หรือเหล็ก แต่โครงสร้างต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้นจะมีงานระบบอื่นๆ เข้ามา เกี่ยวข้องค่อนข้างมาก เช่น ระบบเครื่องจักรกล เครื่องสูบน้ํา, ระบบไฟฟ้า, ระบบจ่ายสารเคมี ดังนั้น วิ ศ วกรที่ จ ะดํ า เนิ น การก่ อ สร้ า งอาคารดั ง กล่ า วได้ ดี จํ า เป็ น ต้ อ งมี ค วามรู้ ค วามเข้ า ใจในระบบอื่ น ๆ ประกอบกัน เพื่อที่จะสามารถสร้างผลงานออกมาได้อย่างถูกต้อง มีคุณภาพและมีมาตรฐานมากที่สุด 4.3.3 การส่งจ่ายน้ําประปา เมื่อน้ําผ่านกระบวนการผลิตเป็นน้ําประปาที่มีคุณภาพที่ได้มาตรฐานแล้ว จะถูกกักเก็บไว้ในถัง เก็บน้ําใส และถูกส่งจ่ายให้กับผู้ใช้น้ํา ผ่านระบบท่อ ซึ่งอาจมีทั้งระบบท่อแรงดัน หรือการจ่ายโดยอาศัย


www.yotathai.com



แรงโน้มถ่วง ซึ่งระบบท่อจ่ายน้ําโดยทั่วไปมักจะเป็นลักษณะของโครงข่ายท่อจ่ายน้ํา ความซับซ้อนของ ระบบจ่ายน้ําจะขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิประเทศของพื้นที่จ่ายน้ํา เช่น การส่งจ่ายน้ําในพื้นที่ที่ห่างไกลจาก แหล่งผลิตมาก จําเป็นต้องมีสถานีจ่ายน้ําเพื่อเพิ่มแรงดันระหว่างทาง หรือกรณีที่มีค่าระดับแตกต่างของ ภูมิประเทศมาก ก็จําเป็นต้องมีระบบควบคุมแรงดัน หรือจัดโซนการจ่ายน้ําให้เหมาะสม วิศวกรประปา จึงต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับวิศวกรรมชลศาสตร์ การไหลในเส้นท่อ การสูบน้ํา อุปกรณ์ควบคุม การไหล และควบคุมแรงดันในเส้นท่อ งานก่อสร้างทางวิศวกรรมโยธา ในขั้นตอนนี้ เช่น ถังเก็บน้ําใส, หอถังสูง, โรงสูบน้ํา, งานวาง ท่อ, และอุปกรณ์ประกอบการวางท่อ เช่น เสารับท่อ โครงถักรับท่อ การดันท่อลอด ดึงท่อลอด (HDD) เป็ นต้ น ซึ่งในการวางท่อ ส่ง จ่ายน้ํานั้ น เป็นส่วนที่มั กจะมี กระทบต่อ บุคคลอื่ น มากกว่าขั้นตอนอื่น ๆ เนื่องจากท่อประปา มักถูกวางในทางสาธารณะประโยชน์ ซึ่งผ่านอาจกระทบกับโครงสร้างถนนผ่านหน้า บ้านคน หรืออาคารส่วนบุคคล ดังนั้นการก่อสร้างในขั้นตอนนี้จึงมีผลกระทบต่อสังคม และบุคคลอื่น ๆ ได้มากกว่าขั้นตอนอื่น ๆ นอกจากงานทางด้ า นวิ ศ วกรรมเกี่ ย วกั บ การก่ อ สร้ า งแล้ ว วิ ศ วกรประปาบางท่ า นอาจได้ มี ประสบการณ์ ทํ า งานเกี่ ย วกั บ ด้ า นการจั ด การระบบประปา เช่ น การบริ ห ารระบบท่ อ จ่ า ยน้ํ า , การควบคุมน้ําสูญเสียในระบบท่อประปา เป็นต้น

4.4 ความรู้พื้นฐานทางวิศวกรรมโยธาที่สําคัญ ในการก่อสร้างงานประปา กระบวนการของวิศวกรรมการประปา เริ่มตั้งแต่การจัดหาน้ําดิบ ผ่านการกระบวนการบําบัด จนได้มาตรฐานน้ําประปา ส่งผ่านท่อประปาไปยังผู้ใช้น้ํา เพื่อใช้ในการอุปโภคและบริโภค ซึ่งสามารถ สรุปขั้นตอนการดําเนินงานได้ดังนี้ 4.4.1 ระบบสูบน้ํา ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบสูบน้ํา เป็นสิ่งจําเป็นในทุกๆ ขั้นตอนของระบบประปา ตั้งแต่ระบบ สูบน้ําดิบ ระบบผลิต ระบบส่งจ่ายต่างๆ เนื่องจากระบบประปาเป็นระบบที่ต้องลําเลียงน้ําจากที่หนึ่งไป ยังอีกที่หนึ่ง ซึ่งน้ํามีคุณสมบัติไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ํา ซึ่งเครื่องสูบน้ําเป็นอุปกรณ์ที่สามารถช่วยให้น้ําไหล จากที่ต่ําขึ้นสู่ที่สูงได้ อีกทั้งยังสามารถควบคุมอัตราการไหลได้เป็นอย่างดี เครื่องสูบน้ําจึงเป็นอุปกรณ์ หลักอย่างหนึ่งในระบบประปา วิ ศ วกรโยธา ได้ มี โ อกาสเรี ย นรู้ เ กี่ ย วกั บ เครื่ อ งสู บ น้ํ า ผ่ า นวิ ช าพื้ น ฐานทางวิ ศ วกรรม เช่ น กลศาสตร์ของไหล วิศวกรรมชลศาสตร์ เป็นต้น วิศวกรผู้ออกแบบ และผู้ควบคุมงานก่อสร้าง จึงควรมี ความเข้าใจในระบบการทํางานของเครื่องสูบน้ํา เข้าใจในความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหล และเฮดที่ เครื่องสูบน้ําจะสูบได้ เข้าใจความสัมพันธ์ของ System Head Curve และ Pump Charecteristic Curve รวมถึงรู้จักเครื่องสูบน้ําประเภทต่างๆ


www.yotathai.com


คํานิยามและความหมายที่สําคัญ เครื่องสูบน้ํา (PUMP) คือเครื่องจักรกล ที่ทําหน้าที่เคลื่อนของเหลวจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยการเพิ่มพลังงานให้กับของเหลวในรูปของความดันเพื่อที่จะชนะ พลังงานจลน์ แรงเสียดทานของท่อ และอุปกรณ์ และความดันที่ต้องการของระบบ ลักษณะเฉพาะที่สําคัญของระบบสูบน้ํา คือ ความดัน (PRESSURE), แรงเสียดทาน (FRICTION) และอัตราการไหล (FLOW) ซึ่งสามารถอธิบายสรุปได้ ดังนี้ ความดัน (PRESSURE)หรือบางครั้งอาจเรียกว่า “แรงดัน” คือแรงขับเคลื่อนที่ทําให้เกิด การเคลื่อนที่ของน้ําในระบบ มีหน่วยเป็นแรงต่อพื้นที่ เช่น PSI, Bar, kPA, ksc เป็นต้น “ความดัน สูญเสีย (PRESSURE DROP)” คือ ความดันที่ถูกทําให้ลดลงเนื่องจากความเสียดทานของท่อและ อุปกรณ์ที่ของเหลวไหลผ่าน ในทางวิ ศวกรรม เรานิยมพิจารณาความดันของน้ําในรูป แบบของความสูงน้ํา เรียกว่า เฮด (HEAD) หรือบางครั้งเรียกว่า “หัวน้ํา” ในทํานองเดียวกัน เราอาจพิจารณา “PRESSURE LOSS” ได้ในรูปแบบของ “HEAD LOSS” เช่นกัน แรงเสียดทาน (FRICTION) คือ แรงต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นกับ ของเหลวได้เ ช่นเดียวกัน ซึ่งแรงเสี ยดทานในเส้นท่ อจะมากหรื อน้อยขึ้นอยู่ กับ คุณสมบัติ ความหนืด (VISCOSITY), ความขรุขระหรือความหยาบของผิวท่อ (PIPE ROUGHNESS) และ ความเร็วเฉลี่ยใน การไหลในเส้นท่อ (VELOSITY) อัตราการไหล (FLOW) คือ ปริมาณการเคลื่อนย้ายของเหลวจากที่หนึ่ง ไปยังอีกที่หนึ่งในช่วงเวลาใดๆ มีหน่วยเป็น ปริมาตรต่อเวลา เช่น ลบ.ม./ชม, ลิตร/วินาที, แกลลอน/นาที เป็นต้น การไหลก่อให้เกิด แรงเสียดทานในเส้นท่อ และการไหลมีความสัมพันธ์กับขนาดพื้นที่หน้าตัด และความเร็วในการไหล โดย สมการพื้นฐานที่สําคัญคือ อัตราการไหล (Q) = ความเร็วในการไหล (V) x ขนาดพื้นที่หน้าตัด (A) การแยกประเภทเครื่องสูบน้ํา การจัดหมวดหมู่ของเครื่องสูบน้ํา อาจพิจารณาแยกตามลักษณะต่าง ๆ ได้ดังนี้ 1. แยกตามลักษณะการเพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลว หรือการไหลของของเหลวในเครื่องสูบน้ํา ได้แก่ ก. ประเภทแรงเหวี่ยง (Centrifugal) เป็นการเพิ่มพลังงานโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลาง ข. ประเภทโรตารี่ (Rotary) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการหมุนของฟันเฟืองรอบแกนกลาง ค. ประเภทลูกสูบชัก (Reciprocating) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการอัดโดยตรงในกระบอกสูบ ง. นอกแบบ(Special) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยกลไกอื่น ๆ นอกเหนือจากสามแบบข้างต้น 2. การแยกประเภทตามลักษณะการขับดันของเหลวในเครื่องสูบ ซึ่งแบ่งได้เป็นสองลักษณะ คือ ก. ทํางานโดยไม่อาศัยหลักการแทนที่ของเหลว (Non-Positive Displacement) ซึ่งปั๊มประเภท อาศัยแรงเหวี่ยงอาจจัดอยู่ในประเภทนี้


www.yotathai.com



ข. ทํางานโดยอาศัยหลักการแทนที่ของเหลวในห้องสูบโดยการขับเคลื่อนชิ้นส่วนของเครื่องสูบ ประเภทนี้รวม Rotary และ Reciprocal อยู่ในกลุ่มเดียวกัน การใช้แผนภูมิอาจทําให้้เห็นการ จําแนกประเภทปั๊มชัดเจนขึ้น Volute

Diffuser

เชนดรฟกอล

Regenerative-turbine

Single-stage

(Centrifugal)

Vertical-turbine

Multistage

Mixed-flow Axial-flow (propeller)

Gear Vane

โรตารี่

Lobe

(Rotary)

Screw etc.

Direct-acting -

ลูกสูบ'รก

Diaphragm

(Reciprocating)

Rotary-piston etc.

—• Simplex —• Duplex • Triplex —• Quadruplex —• etc.

--

Jet

นอกแบบ

Gas lift

(Special)

Hydraulic ram etc.

รูปที่ 4.4-1 การแยกประเภทเครื่องสูบน้ํา กราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) กราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) คือกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตรา การไหลผ่านระบบกับเฮดรวม (TOTAL DYNAMIC HEAD: TDH) หรือพลังงานที่เครื่องสูบน้ําจะต้อง เพิ่มให้แก่ของเหลวเพื่อก่อให้เกิดการไหลนั้น พลังงานที่เครื่องสูบน้ําจะต้องให้ซึ่งแสดงในรูปของ HEAD มีค่าเท่ากับผลรวมของพลังงานสองอย่างด้วยกันคือ (1) ความต่างระดับของของเหลวที่ปลายของท่อดูดและท่อจ่าย หรือ STATIC HEADและ (2) พลั ง งานที่ สู ญ เสี ย ไปในการไหลผ่ า นระบบเนื่ อ งมาจากความฝื ด ในเส้ น ท่ อ (FRICTION HEAD LOSS) รวมถึงการสูญเสียในอุปกรณ์ของระบบท่อ และการสูญเสียอื่นๆ (MINOR HEAD LOSS) เช่น การสูญเสียที่ปากทางเข้าและทางออก การสูญเสียที่ช่วงต่อที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดท่อ เป็นต้น การสูญเสียพลังงานส่วนนี้ รวมเรียกว่า เฮดความฝืด (FRICTION HEAD) การเขียนกราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) อาจจะแยกเขียนพลังงานที่เครื่อง สูบน้ําจะต้องเพิ่มให้แก่ของเหลวตามข้อ (1) และ (2) ข้างต้น ในกรณีที่ความต่างระดับของของเหลวมี


www.yotathai.com


ค่าคงที่ กราฟของพลังงานส่วนนี้ก็จะเป็นเส้นราบขนาดไปกับแกน X ซึ่งแทนอัตราการไหล สําหรับการ สูญเสียพลังงานหรือเฮดในข้อ (2) นั้น จะเป็นสัดส่วนกับกําลังของอัตราการไหล ดังนั้นลักษณะของ กราฟจะเป็นเส้นโค้งพาราโบลา เมื่อมีการเขียนแยกกัน กราฟของข้อ (1) เรียกว่า STATIC HEAD CURVE และกราฟข้อ (2) เรียกว่า FRICTION HEAD CURVE หรือ DYNAMIC HEAD CURVE เมื่อรวมกราฟทั้งสองเข้าด้วยกันก็จะได้เป็นกราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) ดังรูป

(H)

if fl

รูปที่ 4.4-2 รูปแสดงการสร้าง กราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) กราฟ H-Q HEAD CAPACITY CURVE กราฟ H-Q HEAD CAPACITY CURVE ของเครื่ อ งสู บ น้ํ า คื อ กราฟแสดงความสั ม พั น ธ์ ระหว่างอัตราการสูบกับเฮดที่เครื่องสูบน้ําสามารถทํางานได้ โดยปกติบริษัทผู้ผลิตจะมีข้อมูลกราฟ H-Q HEAD CAPACITY CURVE สําหรับเครื่องสูบน้ําแต่ละรุ่น เพื่อให้ผู้ใช้ได้พิจารณาขนาดที่เหมาะสม ในการพิจารณาเลือกใช้ง าน ควรจะเลือกเครื่ องสูบน้ําให้เฮดและอั ตราการสูบที่ ต้องการ (DESIGN OPERATING POINT) โดยค่ า ทั้ ง สองตรงกั บ จุ ด ที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพ (EFFECIENCY) สู ง สุ ด หรื อ ใกล้เคียง จุดที่เครื่องสูบน้ําทํางาน (DESIGN OPERATING POINT)หรืออัตราการสูบและเฮดที่จะได้ จากเครื่องสูบน้ําจําเป็นต้องดูจากจุดตัดระหว่างกราฟ H – Q (H-Q CURVE) และกราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) โดยปกติแล้วบริษัทผู้ผลิตจะไม่แสดงกราฟ H – Q เพียงอย่างเดียวแต่ จะให้ ก ราฟแสดงรายละเอี ย ดอย่ า งอื่ น มาด้ ว ย เช่ น ประสิ ท ธิ ภ าพการทํ า งาน พลั ง งานที่ ต้ อ งการ ต้องการ NPSH R และกราฟ H – Q เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงรอบการหมุน หรือเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของใบพัด เป็นต้น กราฟเหล่านี้จะรวมเสนอในแค๊ตตาล๊อกที่เรียกว่า PUMP CHARACTERISTIC CURVES หรือ PERFORMANCE CURVES


www.yotathai.com



. BHP

10-W/2 MAX. DIA. 100

_

100

400

600

800

GALLONS PER MINUTE

BHP SHOWN IS FOR SPECIFIC GRAVITY 1.0

9-1/2 DIA.

1000

50

RPM

3550

รูปที่ 4.4-3 รูปแสดงตัวอย่าง PUMP CHARACTERISTIC CURVES การเลือกใช้เครื่องสูบน้ํา (Pump) การเลือกใช้โดยพิจารณาจาก CHARACTERISTIC CURVES และกราฟเฮดของระบบ (SYSTEM HEAD CURVE) มีหลักเกณฑ์อย่างกว้างๆ ดังนี้ คือ 1. ถ้าต้อ งการควบคุม เฮดให้สม่ํา เสมอตลอดช่วงการทํางานให้เ ลือกเครื่องสูบ น้ําที่มีกราฟ H-Q ในลักษณะแบน หรือมีความชั้นน้อย 2. ถ้าต้องการควบคุมอัตราการสูบให้สม่ําเสมอเมื่อระดับน้ํามีการเปลี่ยนแปลงให้เลือกเครื่องสูบ น้ําที่มีกราฟ H-Q ชันมาก 3. เลื อ กเครื่ อ งสู บ น้ํ า ที่ ใ ห้ ป ระสิ ท ธิ ภ าพที่ จุ ด ทํ า งาน (OPERATING POINT) สู ง จะทํ า ให้ ประหยัดพลังงานมากขึ้น 4. จุ ด ทํ า งาน (OPERATING POINT) ควรจะอยู่ ใ กล้ แ ละถั ด ไปทางขวามื อ ของจุ ด ที่ มี ประสิทธิภาพสูงสุดของเครื่องสูบน้ํานั้น เนื่องจากเมื่อใช้งานไปนานๆ เครื่องสูบน้ําและระบบท่อจะมีความ ฝืดมากขึ้น อัตราการสูบลดลง (OPERATING POINT) จะเลื่อนมาทางด้านซ้ายดังนั้นการเลือกจุดที่ เครื่องสูบน้ําทํางานอยู่ทางขวามือจะไม่ทําให้ประสิทธิภาพการทํางานของเครื่องสูบน้ําลดลงเร็วเหมือนกับ เลือกจุดทางซ้ายมือ 5. เครื่องสูบน้ําที่มี NPSH R น้อยจะมีปญ ั หาในการออกแบบติดตั้งน้อย 6. ในกรณีที่ต้องให้เครื่องสูบน้ําทํางานร่วมกันแบบขนาน ควรจะเลือกเครื่องสูบน้ําชนิดเดียวกัน ทํางานร่วมกัน ไม่ใช้เครื่องสูบน้ําที่มีกราฟ H-Q แบนและไม่มั่นคง (UNSTABLE)


www.yotathai.com


4.4.2 การไหลในท่อแรงดัน เนื่อ งจากงานประปา จํ าเป็ นต้อ งลํา เลีย งน้ํ า ผ่า นเส้น ท่อ เป็ นส่ ว นใหญ่ ดั ง นั้ น ความรู้ พื้ น ฐาน เกี่ยวกับการไหลในเส้นท่อจึงมีความจําเป็นปาก ที่วิศวกรจะต้องมีความรู้ความเข้าใจเป็นอย่างดี ผู้ที่จะ ออกแบบ หรื อ ก่ อ สร้ า งจึ ง ต้ อ งเลื อ กใช้ ข นาด และชนิ ด ท่ อ ให้ เ หมาะสมกั บ งานและสถานี ที่ ก่ อ สร้ า ง ซึ่งการวิเคราะห์การไหลในเส้นท่อ เป็นสิ่งจําเป็นที่จะทําให้ได้ SYSTEM HEAD CURVE เนื่องจาก การที่มีของเหลวไหลผ่านเส้นท่อจะทําให้เกิดแรงดันสูญเสียขึ้นในระบบ เกิดจากแรงเสียดทานของผิว อันเนื่องมาจากความขรุขระของผิวท่อและอุปกรณ์ต่าง ๆ อัตราการไหล และแรงดันที่ใช้ในการออกแบบ และวิเคราะห์โครงข่ายท่อจ่ายน้ํา ในการออกแบบ วิเคราะห์ และควบคุมระบบจ่ายน้ําประปา จําเป็นจะต้องคาดคะเนการปริมาณ การใช้น้ําประปา ของพื้นที่จ่ายน้ําต่างๆ ตามสถิติการใช้น้ําเฉลี่ย (AVERAGE DAILY DEMAND) ของกิจกรรมการใช้น้ําต่างๆ จากสถิติข้อมูลที่ผ่าน โดยในการออกแบบ และวิเคราะห์มักจะใช้ค่าความ ต้องการการใช้น้ําสูงสุดรายวัน (MAXIMUM DAILY DEMAND) ซึ่งหาค่าได้จากการนําข้อมูลสถิติการ ใช้น้ําเฉลี่ยรายวันมาพิจารณาหาค่าการใช้น้ําในวันที่มีการใช้น้ําสูงสุด ซึ่งมีค่าประมาณ 1.5 เท่าของอัตรา การใช้น้ําเฉลี่ย เป็นค่าในการออกแบบระบบผลิตน้ําประปา และส่วนในการออกแบบท่อที่จ่ายน้ําให้แก่ ผู้ใช้น้ําโดยตรง มักจะใช้ค่าอัตราการใช้น้ําสูงสุดรายชั่วโมง (MAXIMUM HOURLY DEMAND) ซึ่งหา ค่าได้จากการพิจารณาสถิติการใช้น้ํารายชั่วโมงในชั่วโมงที่มีการใช้น้ําสูงสุดในรอบปี มีค่าประมาณ 2.25 เท่าของอัตราการใช้น้ําเฉลี่ยเพื่อให้สามารถจ่ายน้ําได้ต่อเนื่องตลอดทั้งปี ทั้งนี้ต้องคํานึงถึงอัตราการ ขยายตัวของชุมชนในช่วงเวลาที่พิจารณาออกแบบด้วย นอกจากการใช้ น้ํ า ที่ เ กิ ด จากกิ จ กรรมในชี วิ ต ประจํ า วั น ของครั ว เรื อ นแล้ ว ผู้ อ อกแบบ หรื อ วิ เ คราะห์ จํ า เป็ น ต้ อ งคํ า นึ ง ถึ ง ปริ ม าณน้ํ า สํ า หรั บ ดั บ เพลิ ง และปริ ม าณน้ํ า สู ญ เสี ย ในระบบท่ อ ด้ ว ย ซึ่งปริมาณน้ําสูญเสียอาจประมาณได้โดยใช้ค่าประมาณ 20-30 เปอร์เซ็นต์ ของปริมาณการใช้น้ําทั้งหมด ทฤษฏีที่ใช้ในการวิเคราะห์การไหลในเส้นท่อที่ เช่น ทฤษฏีการไหลแบบต่างๆ, ค่าREYNOLDS NUMBER, สมการพลังงานการไหลต่อเนื่อง ของ BERNOULLI, ทฤษฏีการคํานวณแรงดันสูญเสียแบบ ต่างๆ เป็นต้น การสูญเสียแรงดันระหว่างการไหลในระบบท่อและอุปกรณ์แบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ ก) การสูญเสียเหลัก (MAJOR LOSS) เกิดจากความเสียดทานของผิวท่อความยาวท่อและ ความเร็วในการไหลค่าการสูญเสียหลัก ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ คุณสมบัติของของเหลว, อัตรา การไหล, ขนาดหน้าตัดการไหล, ความยาวของท่อ และความขรุขระของท่อ ทฤษฎีที่ใช้ในการวิเคราะห์ หาแรงดั นสูญเสี ยที่นิยม เช่น ทฤษฏีข อง HAZEN WILLIAM, DARCY-WEISBACH, MANNING เป็นต้น ข) การสูญเสียรอง (MINOR LOSS) เกิดจากการสูญเสียเมื่อของไหลไหลผ่านอุปกรณ์เช่นข้อ ต่อวาล์วซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงพื้นที่หน้าตัดในระหว่างการไหลผ่าน ค่าการสูญเสียรองแปรผันกันความเร็ว ในการไหลของน้ํ า และค่ า สั ม ประสิ ท ธิ์ ก ารสู ญ เสี ย ของอุ ป กรณ์ ซึ่ ง โดยทั่ ว ไปหาได้ จ ากสถิ ติ หรื อ


www.yotathai.com



การทดลองในห้องปฏิบัติการ ซึ่งมักจะแสดงไว้ในแคตตาล็อกของผู้ผลิตจําหน่าย อุปกรณ์ประกอบท่อ แบบต่างๆ การเลือกใช้ท่อชนิดต่าง ๆ การเลือกใช้ท่อในระบบส่ง จ่ายน้ําประปาขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น งบประมาณ, อายุการใช้งานที่ออกแบบ, คุณภาพการก่อสร้าง, แรงดันที่ออกแบบ, ลักษณะของดิน และพื้นที่ทํางาน โดยท่อประปาที่นิยมใช้เป็นท่อเมนจ่ายน้ํา ได้แก่ ท่อ PVC (POLY VINYL CHLORIDE : HDPE), ท่ อ เ ห ล็ ก เ ห นี ย ว ( STEEL PIPE : ST), ท่ อ HDPE (HIGH DENSITY POLYETHYLENE), ท่อ GRP (GLASSFIBER REINFORCE POLYESTER : GRP), ท่อซีเมนต์ใยหิน (ASBESTOS CEMENT : AC) เป็นต้น ส่วนท่อขนาดเล็กที่ใช้เป็นท่อรองเมน หรือท่อบริการ หรือท่อภายในอาคาร มักจะใช้เป็นท่อชนิด ท่อ PB (POLYBUTYLENE : PB), ท่อเหล็กอาบสังกะสี (GALVANIZES STEEL : GS), ท่อ PPR (POLYPROPYLENE COPOLYMER RANDOM : PPR) เป็นต้น ดังนั้น การเลือกใช้ชนิดท่อ จึงต้องพิจารณาคุณสมบัติของท่อชนิดต่าง ๆ โดยสรุปดังต่อไปนี้ 1. ลักษณะทั่วไป ร ไย ละเอียด

ท่อ ST

ท่อ PVC

ท่อ AC

(Steel Pipe)

(Polyvinyl Chloride Pipe)

(Asbestos Cement Pipe)

ท่อ HDPE

ท่อ GRP

(High Density Polyethylene

(Glass fiber Reinforce Polyester

Pipe)

Pipe)

1. ลักบผะ ฑวไป

น ชนิลของ ฑ่อ

Rigid Pipe

Rigid Pipe

Rigid Pipe

Flexible Pipe

Rigid Pipe

น ส่วน ประ กอบหลัก

แผ่นเหล็ก

PC Resin. Stabilizer, ลิ

ใยหิน & ปูน ชิเมนต์

PE Resin, Stabilizer

Resin, Stabilizer, ทราย

ผลิต ป็ากเหล็กเพนิยวแผ่นนํามา

ผล ตป็าก Thermoplastic (PVC)

ผลิต ป็าก ชิเมน ลไส?มล้วยใยหิน

หลอมและตึงผ่านแบบ

พ้นล้วยเล้นใย ห?อ

1J กรรมวิ? การ ผลิศ

ม้วน ขึ้น รปแล้วเขึ้อมเป็น รปท่อ

หลอมและตึงผ่านแบบ

ม้วน วัตชุลิบบนแกนเหล็ก

1.4 แหล่ง ของ วักชุลิบ

ต่างประเทศ

ทั้งในและ ต่างประเทศ




1.5 ขนาด ระบุทผลิตใน ประเทก (มม.)

150 - 3000

18-600

100- 1000

18 - 1200

300 - 3000

1.6 กวามยาว ท ผลิต ใน ประ เทศ (เมตร.)

6,9

4,6

4,5

พ้น บนแบบเหล็ก

6,12

ห?อ

ขลเป็นม้วน ส์าห?บท1อขน าลเล็ก

6,9, 12 และ ตามล้อ งการ

- Flange 1.7 ขนิลของ ข้อ ต่อ

1.8 อุปกรณ์ท่อ

1.9 มาตรฐาน การ ผลิต

-Mechanical Coupling

-Rubber Ring Socket

-Rubber Ring Joint

-Flange ,Nipple

-Rubber Ring Joint

-Spigot and Socket End

-Solvent cement

- Gibault Joint

-Butt Welding

-Bell and Spigot Joint

0 ปกรอเท่อ เหล็กเหนิยว

อปกรณ์ท่อเหล็กหล่อ

อุปกรณ์ท่อเหล็กหล่อ

อุปกรณ์ท่อเหล็กหล่อ

มอก.17-2532

มอกร!-2548

มอก.427-2531 ISO. ASTM. JIS, AWWA


อุปกรณ์ท, อหิอ

อุปกรณ์ท่อไฟเบอรกลาสล้ อุปกรณ์ท่อเหล็กหล่อ

มอ ก582-2548

มอ ก.!483-2540

SFS, DIN

ASTM, AWWA,DIN

www.yotathai.com


2. คุณสมบัติทางวิศวกรรม เย

ร ไยละ! ล

ท่อ HDPE

ท่อ GRP



Pipe)

Pipe)

2.1

0.95

2.0

5,6,10,12,15,18,20,24,25

3.2,4, 6,6.3, ร,10,12.5, 16,

,30,35,36

20,25

2 เท่าของ ความค้น ใช้งาน

1.5 เท่าของ ความค้น ใช้งาน

ท่อ ST

ท่อ PVC

ท่อ AC

(Steel Pipe)



7.8

1.43

10-50

5 , 8.5 , 13.5


3 เท่าของ กวามค้น ใช้งาน

2. คุล!สมพ)

2.1 ความทนาแน่น (กรัม/ลบ.ชม) 22 ความค้น ใช้งาน (กก.•คร.ชม.)

(Working Pressure)

ความค้น ทคสอบ

2.3

(Factor}- Test Pressure)

ความทนแรงกระแทก >7.50กก.

ทวามค้าน ทานแรงดึง >310MPa

(คาม มอ ก.427)

2.4 ความแข็งแรงของ ฑํอ

ความเค้น คราก >165MPa

(strength)

(คาม มอ ก.427)

ความยึด >23% (คาม มอ ก.427)

2.6 ความผิด รูปของท่อ

(Stiffness) 2.7 ความแข็งแรงคามแนวยาว

(Longitudinal Compression) 2.3 การ ปรับมุมระหว่าง ท่อแค่ละ ท่อน

(Allowable Joint Deflection)

2.9 การ คานทาน การ ก้คกร่อน

ผิวกายใน ท่อ

2.10

2.11 การ ค้าน ทาน สาร เคมิ 2.12 อุฌฬ

2.13

ภูมกิ าร ใช้งาน

การ ทน ต่อแสง UV

2.14 การ ขยายค้วคามอล!ห 2.15 ความค้น ใช้งาน

ภูมิ

เมึออ ล!หภูมิ

สูงขึ้น 2.16 ค่าสัมประ กิทธความเสิยด ทาน

(Hazen Williams) 2.17 ประมาล!การ อายุการ ใช้งาน


ความค้าน ทานแรงดึงลามแนวแกน

(คาม มอก.!?)

กวามค้นแคก >22 MPa

ความเค้น คามแนวเค้น รอบวง

(คาม มอก.ร!)

ในป็ที่ 50>1ร.54MPa

ความค้านแรงอดแคก

ความค้าน ทานแรงดึง22MPa

(คาม มอก.!?)

คามขวาง >44MPa

(ISO DIS 6259)

(ลารางท 7 มอก.!483)

ความค้าน ทานแรงดึง


ความยึด >600%

50-55MPa(ASTM D638-60T)

ความค้านแรงค้ลโค้ง

(ISO DIS 6259)

ความค้าน ทานแร งกค

คามยาว >24.5MPa

S0-100MPa(ASTM D790-59T)


ความค้าน ทานแรงดึงลามแนวเค้น

รอบวง (ลาราง ท 8 มอก.!483)

ความค้าน ทานแรงกลลามแนวแกน (ลารางที่ 9 มอก.!483)

ความแข็งดึงที่ความผิด รูป5% (ลาราง ที่ 5 มอก.!483)

ความยึด 100-170% (ASTMD747) 2.5 การ รับนํ'้ พนักบ5 รทุก พลัง ฑ่อ

6,10,16

สูงมาก

ปานกลาง

สูง


สูง

สูงมาก

คา

สูง

คํ่า

สูง

สูง

คํ่า


คา

ปานกลาง(สามารถ Pipe Jacking)

1-4 องคา

1-12 องคา

1-12 องคา

ท่อยึด หยุ่น

1-5 องคา

คํา(ค้อ งมิ cathodic protection)

สูง

คํ่า

สูง

สูง

เมิน สนิท

ไม่เมิน สนิมและ ไม่จํบค ราบหิน ปูน

ค่า WATER ABSORBTION 20%

ไม่เมิน สนิมและ,ไม่ จํบคราบหินปูน

ไม่เมิน สนิมและ ไม่จํบค ราบหิน ปูน

คา

สูง (ทน ต่อ สารเคมิไค้มากชนิล)

คา (ทน ต่อ สาร เคมิ มิขอ จํากัด)

สูง (ทน ต่อ สาร เคมิไค้มากชนิด)

สูง

ไม่ควร!กิน ๙C

ไม่ควร!กิน 60’c

ไม่ควรเกิน ๙C

ไม่ควร!กิน ๙C

ไม่ควร เกิน ๙C

ทน,ไคค

ทน ไค้น้อยมาก

ทน ไ ลด

ทน ไค้ใน ระค้บหนึง

ทน ไค้


สูง


สูง

คา

สูงขึ้น

คํ่าลง

สูงขึ้น

คํ่าลง


C (ท่อใหม่) =110

C (ท่อใหม่) =140

C (ท่อ ใหม่) =110

C (ท่อใหม่) =140-150

C (ท่อใหม่) =140-150

C (ท่อเก่า) =100

C (ท่อเก่า) =130

C (ท่อเก่า) =100

C (ท่อเก่า) =130

C (ท่อเก่า) =130

50 ปี

น้อยกว่า 50 ปี

50 ปี

50 ปี

40 ปี

50ป็ (ม cathodic protection)


www.yotathai.com



3. ลักษณะการนําไปใช้งาน ท่อ ST

ท่อ PVC

ท่อ AC

(Steel Pipe)



เหมาะส่าหรับใช้ทงบน ดิน

เหมาะ ส่าห?บใช้ใค้ดิน

เหมาะ ส่าหรบใช้ใค้ดิน

และใด,ดิน

ห?อบ?เวน ทีไ่ ม่ถูกแสงแดด

และบน ดิน

ร ไยละเอียด

ท่อ HDPE

ท่อ GRP



Pipe)

Pipe)

3. ลักษณะ ก ไร น่าไป!ช้งใพ 3.1 การ ใช้งาน

และบน ดิน

รการทรุดลั1

รอยเชึอมของท่ออาจร'ว ห?อร้าว

แนวท่อเปลยน ระลับห!อ ทิศทาง

ไม่สามารถ โค้งงอ ได้

ไม่สามารถ โค้งงอ ไค้

ไม่สามารถ โค้งงอ ไค้

ค้อ งเชึอมต่อ มาก

ค้อ ง ใช้ข้อ ต่อ มาก

ค้อ ง ใช้ข้อ ต่อ มาก

หนักมาก ไม่สะดวกเหราะนํา

สะดวกเพราะ น้าห นักเบา

สะดวก (แด' ค้อ งระวังชํารุด)

สะดวกและ ไม่ชํารุด

สะดวก (แด'ค้อ งระวังชํารุด)

แพง เพราะนาหนักมาก

ถูก เพราะ น้าหนักเบา

แพง เพราะน้าพนักมาก

ถูก เพราะ นาหนักเบา

ถูก เพราะน้าหนักเบา

กองเก็บกลางแจ้ง ไค้

ค้อ งเก็บใน ทีร่ ่ม

กองเก็บกลางแจ้ง ไค้

ค้อ งเก็บใน ทีร่ ่ม

กองเก็บกลางแจ้งไค้

วางไค้ง่าย

วาง ไค้ง่าย

และเก?องมือ พิเศษ

3 2 สภาYเดิน 3.3

เหมาะ ส่าหรับใช้ใค้ดิน

เหมาะ ส่าหรับใช้ใค้ดิน

ปอย 3.4 การ ขน ส่งและ

เกลือนย้าย

3.5 ค่าใช้ จ่าย ใน การ ขน ส่ง 3.6 การ กองเก็บ

ห?อช้อ ต่ออาจแดก ร้าว

วางยาก ค้อ ง ชํานาญ และ

3.7 การ วางท่อ ใก้ดิน

เก?องมือพิเศษ

-เชึอมต่อชน -ต่อ โดยหน้าจาน

-ต่อ โดย Mechanical Coupling

3.8 เทคทิกการ ต่อ ท่อ

3.9 การ ลัดต่อ

ท่อ

- ต่อ ปลายปากระ ขังก้บปลาย

เ?ยบ •โดยใช้แหวนยางก้น ชึม

ท่อ

ห?อข้อ ต่ออาจแดกร้าว

ทําไค้ยาก ใช้ผู้ชํานาญ และเก?องเช้อม

ทําไค้ยาก ค้อ งใช้ผชู้ ํานาญ

3.10 การ ช่อ มแชบท่อ

ท่อ

สามารถ โค้ง งอ ไค้

ค้อ งใช้ข้อ ต่อ มาก

วาง ง่าย ค้อ งชํานาญ

วางไค้ง่าย

- เชึอมต่อชนแบบ Butt Welding •ต่อ โดยหน้าจาน

- ต่อปลายปากระ ขังก้บปลายเ!ยบ

•ห?อข้อล่อเหล็ก Gibault

•ต่อ ค้วย Stub end

•

- สะดวกแด'ค้อ งใช้ความชํานาญ

- สะดวกสามารถสอด ท่อ ไค้เลย

และเก?องมือเชึอม

- เชึอมต่อท่อบน ดินแค้ว วางในร่อง

•

•

ห?อ ใช้ข้อ ต่อและแหวนยาง ไม'ค้อ ง ใช้เก?องมือพิเศษ

ต่อ ท่อ ใน ร่องดิน

ทําไค้ง่าย


ทําไค้ยาก ใช้ผู้ชํานาญ และเก?องเชึอม




ทําไค้ยาก ค้อ งใช้ผชู้ ํานาญ และเก?องมือพิเศษ


ข้อดีและข้อเสียของท่อชนิดต่าง ๆ vffcrao เท่อ ท่อเหล็ก (Steel Pipe)

มิค วามสามารถ ทน แรงคัน ได สูงสด

1. มิ การกัดกร่อน จากสนิมและ ไฟฟ้า

กว่า ท่อ ชนิด อน

2.

การด้าน ทาน สารเคมิ ตํ่า

3.

ปรับมุม ระหว่าง ท่อแต่ ละ ท่อน ได้น้อย

4.

รอยต่อไม่ ยดห ย่น จาก การเชื่อม

2. เหมาะ สมกับการ รับ ความ คัน ภายนอก

และ ภายใน สูง 3. แข ง แรง ทน ต่อแรง ดึง และ แรง บิด งอ

5. ค่าสัมประสื ทธิการ ไหล ตํ่า

4. แข็ง แรง ต่อ การกระแทก

6.

ใชืเ่ วลาเชื่อม ต่อ ท่อมาก

โอกาสเกิด รั่วไหลน้อย จากการ

7.

มินาหนักมาก

เชื่อม ต่อท่อ

8.

การคัด บรรจบ ต่อท่อแยกยาก

ความ รอน และ แสงแดดมิแลก ระ ทบ

9.

การ ซ่อมแชมยาก

5.

6.

ต่อ ท่อน้อย

ฟ้อ<1เอย

ฟ้อภ

1.


ห?อ ข้อ ล่ออาจแดก ร้าว

ไม’สามารถ โค้งงอ ไค้

•ต่อ โดยแหวนยางก้น ชึม

- สะดวกสามารถสอดท่อ ไค้เลย - ไม่สะดวกค้อ งใช้ความชํานาญ - สะดวกสามารถสอดท่อ ไค้เลย •ไม่ค้อ ง ใช้เก?องมือพิเศษ •ไม่ค้อ งใช้เก!องมือพิเศษ -ใช้เก?องมือ พิเศษ •ล่อท่อ ใน ร่องดิน -เชึอมต่อท่อใน ร่องดิน •ต่อท่อ ใน ร่องดิน

ห?อการค่อท่อแยก

ไม่มืผลกระทบ

www.yotathai.com


tfoS

ชใาภขอ1ท่อ

ท่อ PVC

'บอกัอย

1. ไม่ มิการ กัด กร่อน จาก สนิมและ ไฟฟ้า

1.

2. การตาน ทาน สารเคมิสูง 3.

4.

ความ รอน และ แสงแดดมิแลก ระ ทบ ต่อ ท่อมาก

มิค วามยืดหย่น เลกน้อย จาก ข็อ ต่อ

กัง รับแรง ลดลงเมออุณหภูมส 2. กํา ิ ูงขึ้น

แหวนยาง

3. ขยาย ตัว ตาม อุณหภูมม ิ าก

นื่าห นักเบา

4. ต้อง ควบคมการ วาง ท่อ อย่างเข็ม งวด

5. ค่าสัมประสื ทธิการ ไหล สูง

5.

มิ โอกาสเกิด การ รั่วไหล จากข็อต่ อและ แหวนยาง กัน ซึม

6. ผิวภาย ใน ไม่ จับ คราบ หิน ปูน

6. ต้องป้องกัน เป็น พิเศษ ต่อแรง

7.

ติดตั้ง ง่าย

8.

การตัด บรรจบ ต่อท่อแยกง่าย

9.

การ ช่อ มแชม ง่าย

THRUST

7.

ปรับมม ระหว่าง ท่อแต่ ละ ท่อน ไต้น้อย

8.

บิดงอไต้ง่าย

9. เป็น เชอเพลิง

ท่อ AC

1. ไน่มิ การกัด กร่อน จากสนิมและ ไฟฟ้า

1. รับแรงกระแทกไต้น้อย จาก การ ขน ส่ง

2. ความ รอน และ แสงแดด มิผลกระทบ ต่อ ท่อ

3.

นิอย

2. ผิวภาย ใน ท่อมิการ ขยายตัวเนื่อง จาก

บิดงอ ได ยาก

ความ ชื้น

อุณหภูมสิ ูง ขึ้น 5. มิค วามยืดหย่น เลิกน้อย จาก ข็อ ต่อ

กัง รับแรง สูง ขึ้นเ มอ 4. กํา

แหวนยาง 6.

และ การ วาง ท่อ

3. มิโอกาสเกิด รั่วไหล จากข็อต่ อและ

แหวนยาง กัน ซึม 4.

ติดตั้ง ง่าย

ตอง มิการ ป้องกัน เป็น นิเศษ ฅ่อแ รง THRUST

5. ปรับมุม ระหว่าง ท่อแต่ ละ ท่อน ไต้น้อย

7. การ ช่อมแชม ง่าย

6. การต้าน สารเคมิ จํากัด

7. ค่าสัมประสื ทธิการ ไหล ตํ่า

ท่อ HDPE

1. ไม่ มิการ กัด กร่อน จาก สนิมและ ไฟฟ้า

1. ความ รอน และ แสง แดดมิผล กระทบต่อ

2. การตาน ทาน ต่อสารเคมิสูง 3.

มิความยืดหย่น สูง (ประมาณ

ท่อ มาก 25-40

2.

แรง ภายใน จะ ลดลง

เท่าของขนาดท่อ)

4. ทน ทาน ต่อการกระแทก 5.

โอกาสเกิด รั่วไหล น้อย จากการ

3.

7.

บิด งอ ไต้ง่าย

4. ท่อขนาด ใหญ่ มินํ้าหนักมาก ขึ้น ตาม

เชื้อม ต่อท่อ 6. ค่าสัมประสื ทธิการ ไหล สูง

เมออุณหภูมส ิ ูง ขึ้น ความ สามารถ รับ

ความหนา 5. ไม่เหมาะ กับสภาพการ วาง ท่อ ทิ่มิ ท่อ

แยกและ ใชข็อ ต่อมาก

ผิวภายใน ไม่ จับ คราบหิน ปูน

6. เป็น เชื้อเพลิง 7.

การตัด บรรจบ ต่อท่อแยกยาก

8. การ ช่อมเเ ชมยาก


www.yotathai.com



ฟ้อสิ

ช!ๆ*ทเอ1ท่อ

ท่อ GRP

1. ไม,ปีการ กัด กร่อน จากสนิมและ ไฟฟ้า

ฟ้อฟ้อย 1. รับแรงกระแทกได้ น้อยกว่า ท่อเหล็ก

2. ความ รอน และ แสงแดด ปีแลกระทบ ต่อท่อ

นิอย

และ 2.

HDPE

ปีโอกาสเกิด รั่วไหล จากข็อต่ อและ แหวนยาง กัน ซึม

3. การ ด้าน ทาน สารเคปีสูง 4.

ความแข็งแรง ของ ท่อ สูง

5.

ปี ความยืด หยํน เล็กน้อย จาก ข็อต่อ

แรง ของ ท่อ จะ ไม’ ได้ ตาม ที่ กําหนดทํา

แหวน ยาง

ให ท่อเกิดเสิยหาย รั่ว? แตก

3. เม อถูกแรง กด จน รูป ทรงเสิย

6.

การขยาย ตัว ดาม อุณหภูมน ิ ้อย

4.

7.

นาห นักเบา

5. ตัว ท่อ ปี โอกาสโ ด้ง

8. ค่าสัมประสิทธิการ ไหล สูง 9.

การ ตัด บรรจบ

10.

ต่อ ท่อแยกง่าย

6.

การ รับ

ปรับมมระหว่าง ท่อแต่ ละ ท่อน ได้น้อย

บิด งอ

การ ช่อมแชม ท่อ ตอง ทําทั้ง ช่วง ไม’ สามารถ ทําเป็น จด ๆ ได้

ติด ตั้ง ง่าย

ประตูน้ําและอุปกรณ์ประกอบการวางท่อ ประตูน้ํา เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมการไหลของน้ํา รวมถึงสามารถควบคุมแรงดัน หรือ ป้ อ งกั น ความเสี ย หายจากการเปลี่ ย นแปลงของแรงดั น เช่ น WATER HAMMER ได้ ซึ่ ง ปั จ จุ บั น มีประตูน้ําและอุปกรณ์หลากหลายชนิด ตัวอย่างประตูน้ําและอุปกรณ์ที่จําเป็นและนิยมใช้เพื่อจุดประสงค์ ต่างๆ เช่น 1. ใช้เพื่อการปิดเปิด หรืออาศัยการควบคุมพื้นที่ในการไหลผ่านประตูน้ํา เช่น GATE VALVE, BUTTERFLY VALVE, DIAPHAME VALVE, GROBE VALVE, PLUG VALVE, BALL VALVE เป็นต้น 2. ใช้เพื่อการควบคุมทิศทางการไหล เช่น CHECK VALVE, FOOT VALVE ชนิดต่าง ๆ 3. ใช้เพื่อระบายแรงดัน เช่น PRESSURE RELIVE VALVE, SURGE VALVE เป็นต้น 4. ใช้เพื่อระบายอากาศในเส้นท่อ เช่น AIR VALVE 5. ใช้เพื่อระบายตะกอนในเส้นท่อ เช่น BLOW OFF, STAINER 6. ใช้เพื่อควบคุมแรงดันอัตโนมัติ เช่น PRESURE REDUCING VALVE, PRESSURE SUSTAINING VALVE เป็นต้น 7. ใช้เพื่อควบคุมอัตราการไหลในเส้นท่ออัตโนมัติ เช่น FLOW CONTROL VALVE, FLOAT VALVE ซึ่งประตูน้ําและอุปกรณ์ต่างๆ มีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน ดังนั้นในการเลือกใช้งานอุปกรณ์ ประเภทใด วิศวกรจําเป็นต้องศึกษาข้อมูลด้านเทคนิค และวิธีการติดตั้งให้ถูกต้องและเหมาะสมกับ วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ชนิดนั้นด้วย


www.yotathai.com


4.4.3 การไหลในรางเปิด (OPEN CHANNEL FLOW) การไหลในรางเปิดคือการไหลที่ผิวของของเหลวนั้นเปิดสู่บรรยากาศ ไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันเหมือน การไหลในท่อ แต่ขั้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง ความลาดชัน ความรู้เกี่ยวกับการไหลในรางเปิด ส่วนใหญ่จะใช้ ในการออกแบบและก่อสร้าง รางส่งน้ําดิบ รางระบายตะกอน หรือส่วนประกอบในอาคารระบบผลิต น้ําประปา หรือการไหลในท่อที่เป็นการไหลแบบไม่เต็มท่อ เป็นต้น การแบ่งประเภทการไหลในรางน้ําเปิด อาจแบ่งได้ดังนี้ 1. แบ่งตามเกณฑ์เวลา I. การไหลแบบคงตัว (STEADY FLOW) คือ การไหลที่มีความเร็วของการไหล ไม่ เ ปลี่ ย นแปลงตามเวลา ซึ่ ง เป็ น การไหลของน้ํ า นิ่ ง ซึ่ ง ความลึ ก น้ํ า ก็ จ ะไม่ เปลี่ยนแปลงตามเวลาด้วย II. การไหลแบบไม่คงตัว (UNSTEADY FLOW) คือ การไหลที่มีความเร็วของ การไหลเปลี่ยนแปลงตามเวลา 2. แบ่งตามเกณฑ์ของระยะทาง I. การไหลสม่ําเสมอ (UNIFORM FLOW) คือ การไหลที่มีความเร็วการไหลไม่ เปลี่ยนแปลงตามระยะทาง II. การไหลไม่สม่าํ เสมอ (NON-UNIFORM FLOW) การไหลที่มีความเร็วการไหล เปลี่ยนแปลงตามระยะทาง การประเมินการไหลในรางน้ําเปิด นิยมใช้สูตรของ MANNING ซึ่งเป็นการใช้หลักการพลังงาน ในการประมวลค่าความเร็วเฉลี่ยของการไหล ซึ่งสัมพันธ์กับความขรุขระของรางน้ํา รูปร่างของการไหล และความลาดชันของผิวน้ํา นอกจากนี้มักมีการใช้สมการพลังงานในการวิเคราะห์การไหลที่หน้าตัดต่างๆ ประกอบด้วย การวัดอัตราการไหลของรางน้ําเปิด อาจทําได้ยุ่งยากกว่าการไหลในเส้นท่อเนื่องจากมีปัจจัย ต่างๆ มีความแปรผันมากกว่า ซึ่งวิธีการวัดที่มีความน่าเชื่อถือและเป็นที่นิยมใช้มักจะเป็นการวัดผ่านการ ไหลข้ามฝาย นอกจากนี้ความรู้เกี่ยวกับการไหลในรางน้ําเปิด ไม่ได้ใช้เฉพาะในการออกแบบ ราง หรือ ท่อส่งน้ําเท่านั้น แต่มักจะประยุกต์ใช้ในการออกแบบ ก่อสร้างโครงสร้างทางชลศาสตร์ อื่นๆ เช่น ฝาย น้ําล้น, การไหลลอดต่างๆ เป็นต้น 4.4.4 วิศวกรรมการประปา โดยทั่ ว ไปลั ก ษณะคุ ณ ภาพของน้ําดิ บ ที่ จ ะใช้ ใ นการผลิ ต น้ํา ประปา จะเป็ นตัว กํ าหนดขั้ นตอน การผลิต และวิธีการผลิตน้ําประปา เพื่อให้น้ําประปาได้คุณภาพตามมาตรฐาน ซึ่งโดยทั่วไประบบผลิต น้ําประปาจะประกอบด้วยขั้นตอนการกําจัดตะกอนในน้ํา ซึ่งสรุปขั้นตอนหลักๆ ต่อไปนี้


www.yotathai.com



Coagulation Tank

0°

?

Flocculation Basin Slow Mix

I

Clear Water Well

Sedimentation Basin Floe Settling

Filtration Basin

1. ขั้นตอนการทําลายประจุ (COAGULATION) เนื่องจากตะกอนในน้ํา มีทั้งส่วนที่เป็นสายแขวนลอย และคอลลอยด์ ซึ่งคอลลอยด์มีขนาดเล็ก และน้ําหนักเบา ไม่สามารถตกตะกอนด้วยน้ําหนักของตัวเอง นอกจากนี้คอลลอยด์เมื่ออยู่ในน้ําจะมีประจุ ประจําตัว โดยพวกที่ชอบน้ํา (HYDROPHILIC) จะมีประจุบวก เช่น สารอินทรีย์ในน้ํา ส่วนพวกที่ไม่ชอบ น้ํา (HYDROPHOBIC) จะมีประจุลบ เช่น อนุภาคของดินเหนียว ดังนั้นอนุภาคคอลลอยด์ที่มีประจุชนิด เดียวกันจะมีแรงผลักระหว่างกัน ทําให้ไม่สามารถรวมตัวกันและไม่สามารถตกตะกอนได้ ดังนั้นจึงต้องมี การทํ า ลายเสถี ย รภาพของคอลลอยด์ (DESTABILIZATION) โดยวิ ธี ก ารเติ ม สาร COAGULANT ที่นิยม คือ สารส้ม, โพลีอลูมินัมคลอไรด์ (PAC) เป็นต้น ทําให้อนุภาคสามารถจับตัวกันเป็นก้อนตะกอน ได้ โดยระบบผลิตน้ําประปามักจะใช้อุปกรณ์ท่อกวนเร็ว (STATIX MIXER) หรือถังกวนเร็ว (RAPID MIXER) ในการกวนสารเคมีเข้ากันน้ํา โดยปริมาณสารเคมีที่ต้องการสามารถหาได้จากการทดลอง JAR TEST ในห้องปฏิบัติการ 2. ขั้นตอนการรวมตะกอน (FLOCCULATION) ขั้นตอนนี้เป็นการทําให้อนุภาคคอลลอยด์ ที่ได้ทําลายประจุแล้ว เคลื่อนที่มาสัมผัสกันและรวมกัน เป็นกลุ่มก้อน โดยให้อนุภาคไหลวนในน้ําหรือการกวน เพื่อให้เกิดการสัมผัสและดูดติดกัน ซึ่งความเร็วใน การกวน จะต้องไม่เร็วเกินไปซึ่งจะทําให้ตะกอนแตกตัวออกจากกัน โดยระบบผลิตน้ําประปานิยมใช้ถัง กวนช้า ในระบบผลิตแบบดังเดิม (CONVENTIONAL) หรือบางครั้งอาจรวมอยู่ด้วยกันกับถังตกตะกอน เช่น ระบบหมุนเวียนตะกอน หรืออาคารตกตะกอนประเภทหมุนเวียนตะกอน (SOLID CONTACT TANK), ประเภทมีชั้นตะกอน (PULSATOR TANK, SLUGDE BLANKET) 3. ขั้นตอนการตกตะกอน (SEDIMENTATION) หลั ง จากเกิ ด กระบวนการ FLOCCULATION ซึ่ ง ทํ า ให้ ต ะกอนรวมตั ว ใหญ่ ขึ้ น และมี น้ํ า หนั ก มากขึ้ นแล้ ว ตะกอนจะสามารถตกลงสู่เบื้องล่างด้วยแรงโน้ม ถ่ วงของโลก ถั งตกตะกอนที่นิยมใช้ ใ น หน่ ว ยงานภู มิ ภ าค เช่ น การประปาส่ ว นภู มิ ภ าค องค์ ก รปกครองส่ ว นท้ อ งถิ่ น โดยทั่ ว ไปมั ก เป็ น


www.yotathai.com


ถังตกตะกอนแบบดั้งเดิม (CONVENTIONAL) ซึ่งเป็นการไหลตามแนบราบ เนื่องจากระบบไม่ซับซ้อน และไม่ต้องการการบํารุงรักษามาก ค่าใช้จ่ายในการดําเนินการน้อย เหมาะสําหรับระบบที่มีกําลังผลิตไม่ มากนัก และมีพื้นที่ในการก่อสร้างมาก แต่ปัจจุบันชุมชนมีขนาดใหญ่มักใช้ถังตกตะกอนแบบ อาคาร ตกตะกอนประเภทหมุนเวียนตะกอน (SOLID CONTACT TANK), ประเภทมีชั้นตะกอน (PULSATOR TANK, SLUGDE BLANKET) มากขึ้น เนื่องจากตกตะกอนได้ดีกว่า จึงใช้พื้นที่น้อยกว่าแบบดังเดิม แต่ระบบดังกล่าวจะมีค่าใช้จ่ายในการดําเนินการและดูแลรักษา มากกว่าแบบดั้งเดิม ตะกอนที่เกิดจาก ขั้นตอนการตกตะกอนตะตกลงสู่ด้านล่าง ส่วนน้ําใสเข้าสูกระบวนการกรองต่อไป และตะกอนที่เกิดขึ้นจะ ถูกลําเลียงไปยังสระพักตะกอน ซึ่งจะเข้าสู่กระบวนการการกําจัดตะกอนต่อไป เช่น การตากตะกอนแห้ง หรือการบีบอัดตะกอน และนําตะกอนที่ได้ไปใช้ประโยชน์อื่นๆ หรือกําจัดทิ้งต่อไป 4. ขั้นตอนการกรอง (FILTATION) หลั งจากน้ํ าผ่านกระบวนการตะกอนแล้ว อาจยั งมีตะกอนสารแขวนลอย จุลิ นทรี ย์ในน้ําดิบ บางส่วนที่ยังเหลือ หรือไม่สามารถตกตะกอนได้ จึงจําเป็นต้องมีการกําจัดออกโดยวิธีการกรองโดยผ่าน น้ําไปยังชั้นกรองที่มีรูพรุน วัสดุกรองที่ใช้โดยทั่วไป ได้แก่ ทราย และ แอนทาไซต์ ซึ่งถังกรองแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ ได้แก่ถังกรองด้วยแรงดัน และถังกรองด้วยแรงโน้มถ่วง 5. ขั้นตอนการฆ่าเชื้อโรค (DISINFLECTION) กระบวนการขั้นสุดท้ายในการผลิตน้ําประปา คือ การฆ่าเชื้อโรค แบ่งได้เป็น 2 วิธี คือ 1. DISINFECTION หมายถึง การฆ่าจุลลินทรีย์ที่เป็นต้นเหตุของโรคต่าง ๆ 2. STERILIZATION DISINFECTIONหมายถึง การทําลายจุลินทรีย์ทุกชนิดที่อยู่ในน้ํา การฆ่าเชื้อโรค แบบ STERILIZATION DISINFECTION ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูง และเกินความจําเป็น ในการผลิตน้ําประปาทั่วไปนิยม ฆ่าเชื้อแบบ DISINFECTION ซึ่งสารเคมีที่ใช้ใน การฆ่าเชื้อโรคในน้ําประปา อาจใช้คลอรีน โอโซน แสงอัลตร้าไวโอเล็ต (UV) คลอรีนเป็นสารฆ่าเชื้อโรคที่มีอํานาจออกซิไดซ์ (OXIDIZING POWER) สูงมาก ทําให้สามารถ หยุดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียส่วนใหญ่ได้ โอโซนและแสงอัลตราไวโอเลต (UV) มีราคาแพงกว่าจึง ไม่เป็นที่นิยม แต่สารทั้งสองชนิดหลังนี้มีข้อดีซึ่งคลอรีนไม่อาจทําได้ คือ สามารถทําลายไวรัสได้ด้วย เมื่อเติมสารเคมีลงไปในน้ําด้วยปริมาณที่พอเหมาะแล้ว จะมีคลอรีนคงเหลือ ที่สามารถฆ่าเชื้อโรคในเส้น ท่อได้ โดยคลอรีนมีใช้ในหลายรูปแบบ เช่น คลอรีนผลหรือน้ํา, ก๊าชคลอรีน, ก๊าซคลอรีนไดออกโซด์ เป็นต้น


www.yotathai.com



4.5 การควบคุมงานก่อสร้างระบบประปา 4.5.1 การก่อสร้างงานอาคารระบบผลิต ในการก่อสร้างอาคารระบบผลิตน้ํา มักจะประกอบด้วยโครงสร้างที่กักเก็บน้ํา และเป็นทางไหล ของน้ํา ดังนั้นสิ่งที่วิศวกร จะต้องให้ความสําคัญ นอกเหนือไปโครงสร้างอาคารทั่วไป คือ การป้องกัน การรั่ว ซึมของน้ํา ซึ่งอาจทําอันตรายต่อโครงสร้างเหล็กเสริมได้ กรณีที่อาจเกิดขึ้นได้ คือ น้ําที่กักเก็บอยู่ ในโครงสร้าง รั่ว ซึม ออกมาภายนอก ทําให้เกิดสนิมในเหล็กโครงสร้าง และเกิดคราบหินปูน และคราบ สกปรกภายนอกอาคารอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้โครงสร้างอาจต้องคํานึงถึงการที่น้ําภายนอกไหลซึม เข้ าสู่ ภ ายใน จนเกิ ด การปนเปื้ อ นของน้ํ าประปา เช่ น โครงสร้า งถั ง น้ํา ใสมี ก ารซึม ของน้ํา ขั ง บริเ วณ ฝาถังเข้าสู่ภายในถั ง หรือการซึม ของน้ําใต้ดินเข้าสู งโตรงสร้างถังเก็ บน้ําใต้ดินเป็นต้นดัง นั้นสํ าหรับ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก จึงมักจะต้องมีการผสมสารกันซึมเพิ่มเติม หรือใช้การฉาบผิวเรียบขัดมัน ผสมน้ํายากันซึม นอกจากนี้อาจมีการใช้การกันซึมรูปแบบอื่นๆ เช่น ปูแผ่นกันซึมเช่นโพลีเอทีลีน (PE) หรือการเคลือบผิวภายใน เป็นต้น การรั่วซึม ส่วนใหญ่เกิดจากรอยต่อก่อสร้าง ที่มีการเทปูนไม่ต่อเนื่อง ดังนั้นในการก่อสร้าง โครงสร้างเก็บน้ํา จําเป็นต้องมีแผนการเทคอนกรีตไว้ เป็นอย่างดี หากจําเป็นต้องมีการหยุดการเท ควรฝังแผ่นยางกันซึม (WATER STOP) ไว้ทุกครั้ง นอกจากนี้หากโครงสร้างมีการเทคอนกรีตต่อเนื่อง ขนาดใหญ่จึงควรจัดทํารอยต่อป้องกันการยืด หดหัวจากอุณหภูมิของคอนกรีตยืด ดังนั้นรอยต่อดังกล่าว จึงจะต้องมีแผ่นกันซึมด้วย ซึ่งหากไม่ได้จัดทํารอยต่อดังกล่าวแล้ว อาจทําให้คอนกรีตร้าวเนื่องจาก การยืดหดตัว และทําให้น้ํารั่วซึมได้ โครงสร้างกักเก็บน้ําที่เป็นเหล็ก ควรจะต้องมีการเคลือบเพื่อป้องกันสนิม หรือ มีการจัดทําระบบ ป้อ งกันสนิม ส่วนชิ้ นส่ วนประกอบอื่ นๆ ที่ เ ป็ นโลหะ ซึ่งควรหลีก เสี่ ยงการให้ เหล็กสัม ผั สน้ําโดยตรง แต่ควรใช้เหล็กเคลือบกันสนิม เช่น HOT DIP GALVANIZE หรือใช้เป็นโลหะไม่ขึ้นสนิม เช่น สแตนเลส เป็นต้น นอกจากการระมัดระวังการรั่วซึมของน้ําแล้ว ค่าระดับของการก่อสร้างมีความสําคัญมากใน งานระบบผลิตประปา เนื่องจากส่วนใหญ่ กําหนดให้การไหลในระบบเป็นการไหลโดยแรงโน้มถ่วง ดังนั้น ระดับของการก่อสร้างจึงมีผลต่อปริมาณการไหล ซึ่งโดยทั่วไปในการก่อสร้างระบบผลิต มักจะแสดง ระดับชลศาสตร์ (HYDRUALIC PROFILE) ซึ่งจะแสดงระดับที่สําคัญต่อการผลิต เช่นระดับพื้นอาคาร พื้นราง ระดับสันฝายน้ําล้น ระดับท่อต่างๆ ล้วนมีนัยสําคัญต่อการไหล และบางครั้งมีผลต่อคุณภาพ การผลิต เช่น การก่อสร้างระดับสันฝายรับน้ําจากถังตกตะกอน ไม่สม่ําเสมอ ทําให้น้ําไหลไม่เท่ากัน หรือไม่ตลอดความยาวฝายจะทําให้ค่าการออกแบบเปลี่ยนไป ไม่เป็นไปตามที่ออกแบบ หรือการวาง ระดับอาคารไม่เหมาะสมอาจทําให้ปริมาณการไหลน้อยกว่าที่ออกแบบ เป็นต้น ดังนั้นผู้ควบคุมงานจึงมี ความจําเป็นที่จะต้องติดตั้ง ท่อ อุปกรณ์ รวมถึงก่อสร้างส่วนของอาคารต่างๆ ให้ได้ระดับตามที่แบบ กําหนด เพื่อให้ปัจจัยต่างๆ เป็นไปตามที่ผู้ออกแบบต้องการ


www.yotathai.com


อาคารอีกประเภทหนึ่งที่สําคัญ และควรให้ความสําคัญมากในการควบคุมงาน ได้แก่ งานอาคาร หอถังสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะก่อสร้างได้ยาก เนื่องจากลักษณะเป็นหอคอยสูง อาจพบเห็นลักษณะเป็นถังเก็บ น้ํา และมีขารองรับสูงประมาณ 15 –30 ม. หรือบางครั้งอาจพบว่าเป็นรูปทรงกระบอก หอถังสูงเป็น โครงสร้างที่จําเป็นต้องก่อสร้างในระดับที่สูง ดังนั้น ความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานจึงเป็นสิ่งสําคัญ ที่ต้องใส่ใจเป็นพิเศษ โครงสร้างชั่วคราวเช่น นั่งร้านต่างๆ ต้องมั่นคงแข็งแรง และมีระบบความปลอดภัย ที่ดี 4.5.2 การก่อสร้างวางท่อประปา ภายนอกอาคาร ในการก่อสร้างวางท่อภายนอกอาคารนั้น บางครั้งแนวท่อที่วางอาจอยู่ในพื้นที่ที่โครงการเป็น เจ้ า ของกรรมสิ ท ธิ์เ อง หรื อ อาจอยู่ ใ นพื้ น ที่ดิ นที่ ไ ม่ ใ ช่ กรรมสิ ทธิ์ ข องโครงการ เช่ น ที่ ดิ น สาธารณะ ประโยชน์ ซึ่งอยู่ในการดูแลขององค์การบริหารปกครองส่วนท้องถิ่น กรมทางหลวง กรมชลประทาน เป็นต้น โดยขนาดท่อที่วางภายนอกอาคาร มักจะเป็นท่อที่มีขนาดตั้งแต่ 40 มม. ขึ้นไป โดยมีการแยก ประเภทของการใช้งานท่อ เป็นท่อเมนประปา ซึ่งมักจะเป็นท่อที่มีขนาดตั้งแต่ 100 มม. และท่อบริการ ซึ่งจะมีขนาดเล็กกว่า 100 มม. ท่อเมนประปา ใช้ในการส่งน้ําเป็นหลัก จะมีการประสานกับท่อบริการท่อเป็นช่วงๆ เพื่อจ่ายน้ํา ให้แก่ ชุมชน ส่วนท่อ บริการจะเป็นท่ อที่ใ ช้ในการประสานมาตรวัดน้ํา เพื่ อจ่ายน้ํ าให้กับให้กับผู้ใช้น้ํา โดยตรง แต่ในบางครั้ง ในชุมชนที่มีความหนาแน่นของประชากรน้อย และมีผู้ใช้น้ําอยู่กระจัดกระจาย อาจมีการประสานมาตรวัดน้ําเข้ากับท่อเมนประปาได้เช่นกัน ขั้นตอนการก่อสร้างวางท่อประปา 1. ขั้นตอนการเตรียมการ ในขั้ น ตอนนี้ เ ป็ น สิ่ ง ที่ โ ครงการจะต้ อ งจั ด เตรี ย มให้ เ รี ย บร้ อ ยก่ อ นการลงมื อ ทํ า งาน เช่ น การขออนุญาตวางท่อในพื้นที่ที่เกี่ยวข้อง เช่น องค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น กรมทางหลวงฯ เป็นต้น ซึ่งในการขออนุญาตวางท่อนั้น เป็นอํานาจของเจ้าของของโครงการจะต้องเป็นผู้ขออนุญาต โดยเอกสาร และขั้นตอนการขออนุญาตจะแตกต่างกันตามกฎหมาย และข้อบังคับที่เกี่ยวข้อง ในการวางท่อในที่ดินที่ ไม่ใช่กรรมสิทธิ์ของโครงการจึงจําเป็นต้องประสานงานกับเจ้าของพื้นที่อย่างใกล้ชิดเพื่อไม่ให้เกิดข้อ ขัดแย้งในการทํางานได้ ซึ่งแนวการวางท่อควรให้มีผู้ที่เป็นตัวแทนเจ้าของพื้นที่ มาร่วมเป็นผู้ชี้แนวให้ และจะเป็นการดีหากผู้รับเหมามีหลักฐานรูปถ่ายผิวทาง ทางเท้า หรือโครงสร้างก่อนที่จะขุดวางท่อผ่าน เพื่อป้องกันความขัดแย้งที่อ้างความไม่สมบูรณ์ในการคืนสภาพภายหลังก่อสร้างเสร็จ นอกจากนี้ โครงการ จํ าเป็ นต้องมีการประชาสัมพั นธ์ ให้กับผู้ที่อ าจได้รับ ผลกระทบจากการ ก่อสร้างวางท่อ เช่น อาคาร บ้านเรือน ที่ต้องวางท่อผ่านอาจต้องมีการขุดถนน ทางเท้า ซึ่งกระทบต่อ การค้าขาย หรือการเข้า - ออก อาคารได้ รวมถึงการป้องกันอุบัติเหตุจากการก่อสร้าง ผู้รับเหมา ควรจัดทําป้าย แสดง เตือน การก่อสร้าง วางในระยะที่เหมาะสม ตลอดช่วงที่ทํางานยังไม่แล้วเสร็จ


www.yotathai.com



2. ขั้นตอนการทํางาน ขั้นตอนการก่อสร้างวางท่อประปาภายนอกอาคารทั่วไป อาจแบ่งเป็น 4 ขั้นตอนดังนี้ 2.1 ขั้นตอนการยก และขนส่งและเก็บรักษาท่อ ในการขนส่งท่อประปา อาจแตกต่างกันตามคุณลักษณะของท่อ เช่น ท่อที่มีความอ่อนตัวมาก มัก ขนส่ง โดยการม้ ว นเป็ นมั ดๆ เช่ น ท่ อ PB ขนาดเล็ ก ส่ ว นท่ อ ที่ อ่อ นตั ว ได้ น้อ ยจะขนส่ง เป็ น ท่อ นๆ ความยาวแตกต่างกันไป ดังนั้นการกองท่อบนรถบรรทุก ควรมีการป้องกันไม่ให้เกิดการบิดเบี้ยวของท่อ โดยการค้ํายันภายใน (INTERNAL BRACING) โดยนิยมใช้เป็นไม้ค้ํายัน ในการยกท่อขึ้นลงจากรถต้อง ระมัดระวังไม่ให้ผิวท่อเสียหายจากการเสียดสี อุปกรณ์ที่ใช้ในการยกท่อ ได้แก่ ผ้าใบผืนกว้าง แถบผ้า ไนล่อน และลวดสลิงที่มีสิ่งห่อหุ้ม เป็นต้น ไม่ควรใช้โซ่เปลือย ลวดสลิงเปลือย หรือโลหะอื่นๆ ที่อาจ ทําลายผิวท่อได้ และไม่ควรใช้การกลิ้งท่อลงจากรถ หรือการลากท่อกับพื้น ในกรณีที่จําเป็นต้องวางกอง ท่อในไหล่ทาง ควรใช้แท่นไม้ ถุงทราย หรือกองทรายรองรับที่ปลายทั้งสองข้าง ท่อจะต้องไม่ว่างติดกับ ผิวดิน การกองท่อต้องมีไม้หมอนรองหนุนท่อที่กองแต่ละชั้น และมีลิ่มไม้หนุน เพื่อป้องกันการลื่นไถลของ ท่อที่กอง โดยขนาดของไม้หมอนไม่ควรเล็กกว่า 0.10 X 0.10 ม. โดยการกองท่อจะต้องไม่สูงเกินไปตาม คําแนะนําของผู้ผลิตและระยะของไม้หมอนหนุนจะต้องไม่เกินค่าที่ผู้ผลิตแนะนํา เพื่อป้องกันการโก่งตัว ที่มากเกินไป ในกรณี ท่อพลาสติก ที่ต้องต่อด้ว ยการข้ อต่อแบบหัวสวมกันรั่วด้ว ยแหวนยาง ควรต้ องมีสิ่ง ห่อหุ้มที่ปลายท่อ เพื่อป้องกันความเสียหาย อีกทั้งหากต้องกองเก็บท่อพลาสติกไว้กลางแจ้ง ควรมีสิ่ง ห่อหุ้มปกคลุมเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อสัมผัสแสงแดดโดยตรง อุปกรณ์ประตูน้ํา ต่าง ๆ ควรจะมีสิ่งห่อหุ้ม เพื่อไม่ให้สิ่งสกปรกเข้าไปติดค้างกันกลไกล หรือ ชิ้นส่วน ซึ่งอาจทําให้ปิดไม่สนิทและเกิดการสึกหรอได้ง่าย 2.2 ขั้นตอนการขุดเปิดหลุม ในการขุดเปิดร่องดิน ผู้รับเหมาควรกองดินไว้บริเวณใกล้เคียงกับหลุม โดยมีระยะห่างจากหลุม เล็กน้อยเพื่อป้องกันดินร่วงหล่นลงในหลุม โดยที่ไม่กีดขวางทางจราจรและทางเข้าออกของอาคาร หาก จําเป็นต้องกีดขวางควรมีสะพานชั่วคราวเพื่อบรรเทาความเดือดร้อน กรณีที่ต้องวางท่อผ่านผิวทางที่เป็น ถนนลาดยาง หรือ ค.ส.ล. ควรใช้เครื่องมือในการกรีดตัดถนนก่อนที่จะสกัด เพื่อให้ได้แนวการวางท่อ และไม่ก่อให้เกิดความเสียหายกับส่วนอื่น โดยควรจะต้องเก็บเหล็กเสริมผิวทางเดิมไว้ เท่าที่ทําได้ เพื่อ ต่อคืนในภายหลัง เมื่อขุดดินได้ระยะความลึกที่ต้องการแล้ว ควรรองด้วยทรายก่อนวางท่อลงในหลุม ในการขุดดิน บริเวณที่เป็นข้อต่อของท่อควรขุดลึกกว่าบริเวณอื่นเล็กน้อยเพื่อสะดวกในการทํางาน และป้องกันไม่ให้ข้อ ต่อค้ําดินและกลายเป็นจุดถ่ายน้ําหนักลงพื้น ซึ่งอาจทําให้ข้อต่อเสียหายได้และในบางกรณีที่ความลึกท่อ มาก หรือดินที่ขุดมีความเสี่ยงที่จะพังหรือเสียหาย ผู้รับเหมาต้องป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ โดยการใช้ค้ํายัน หรือ SHEET PILE ป้องกันระหว่างก่อสร้าง


www.yotathai.com


2.3 ขั้นตอนการวางท่อและประกอบอุปกรณ์ หลังจากที่ขุดเปิดหลุมแล้ว ท่อที่จะวางควรนํามาวางใกล้เคียงกับหลุมที่เปิด และใช้วิธีการยกวาง หลีกเลี่ยงการกลิ้งหรือลากลงหลุม โดยท่อที่นํามาวางควรมีมาตรการตรวจสอบคุณภาพ เช่น ตรวจสอบ ใบรับ รองคุณภาพ เมื่อวางท่ อได้รับดั บแล้วการประสานท่อเข้ากับ อุป กรณ์ ควรเป็นไปตามที่แบบ กําหนด เนื่องจากท่อแต่ละชนิดใช้อุปกรณ์ข้อต่อต่างกัน หรือบางชนิดใช้วิธีเชื่อมด้วยความร้อน ซึ่งหาก แบบไม่ได้กําหนดควรปฏิบัติตามคําแนะนําของผู้ผลิตท่อ และควรใช้ข้อต่อยี่ห้อเดียวกันกับท่อที่วาง การวางท่อผ่านผิวจราจร ซึ่งบางครั้งเจ้าของพื้นที่ไม่ให้ขุดวางท่อ เราสามารถทําได้โดยการดัน ท่ อ ลอด (PIPE JACKING) หรื อ ดึ ง ท่ อ ลอด (HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING) และ การวางท่อใต้ผิวจราจรควรวางท่อปลอกก่อน หลังจากนั้นวางท่อประปาสวมเข้าในปลอก เพื่อป้องกัน หากท่อประปาแตกรั่วจะได้ไม่ทําให้โครงสร้างทางเสียหายและภายหลังที่ได้วางท่อและอุปกรณ์เรียบร้อย แล้ว ควรมีการทดสอบแรงดันท่อจนกระทั้งพบว่าไม่มีท่อรั่ว (แรงดันไม่ตก) จึงทําความสะอาดท่อด้วยน้ํา สะอาดและคลอรีนฆ่าเชื่อก่อนที่จะใช้งานทุกครั้ง 2.4 ขั้นตอนการกลบหลังท่อและซ่อมผิว เมื่อวางท่อ และประสานอุปกรณ์เรียบร้อยแล้ว ควรเทหุ้มและกลบหลังท่อด้วยทรายเพื่อป้องกัน ความเสียหายจากเศษหิน หรือสิ่งที่แข็ง แหลมคม ทําลายผิวท่อและบดอัดให้เรียบร้อย พร้อมคืนสภาพ ผิวทางให้ใกล้เคียงของเดิมมากที่สุด พร้อมทําความสะอาดเศษดินและวัสดุบริเวณใกล้เคียงให้เรียบร้อย 4.5.3 การก่อสร้างวางท่อประปา ภายในอาคาร ระบบประปาภายในอาคาร เริ่มต้นหลังจากน้ําผ่านมาตรวัดน้ําเป็นต้นไป ซึ่งควรมีถังเก็บน้ําเพื่อ สํารองน้ํา และเพื่อให้สามารถควบคุมแรงดันให้สม่ําเสมอได้ ลดความเสี่ยงจากกรณีน้ําไม่ไหล หรือ แรงดันที่ไม่สม่ําเสมอของแหล่งจ่ายน้ําประปาภายนอก ถังเก็บน้ํามีทั้งเป็นชนิดถังน้ําใต้ดิน วางบนดิน หรือวางบนอาคาร (ส่วนใหญ่เป็นชั้นดาดฟ้า) แต่ถังเก็บน้ําชนิดบนอาคารนั้นมักจะต้องมีถังเก็บน้ําชั้นล่าง ประกอบด้วยเนื่องจาก แรงดันน้ําจากภายนอกอาจไม่สามารถจ่ายขึ้นถังบนดาดฟ้าอาคารได้โดยตรง แต่ถังเก็บน้ําบนอาคารสามารถจ่ายน้ําได้โดยแรงโน้มถ่วง จึงประหยัดพลังงานกว่าจ่ายด้วยเครื่องสูบน้ํา โดยตรง อีกทั้งทําให้เครื่องสูบน้ําไม่ต้องทํางานบ่อยจนเกินไป ระบบประปาภายในอาคารเป็ น งานระบบที่ เ กี่ ย วข้ อ งกั น วิ ศ วกรรมเครื่ อ งกลค่ อ นข้ า งมาก อย่างไรก็ตามผลของการวางท่อประปาภายในอาคารที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลกระทบต่อโครงสร้างอาคาร ได้เช่นกัน ผู้ควบคุมงานจึงต้องวางแผน งานฝัง SLEEVE, BLOCK OUT และตําแหน่งอุปกรณ์ประปา ไว้ล่วงหน้าในตําแหน่งที่เหมาะสม และถูกวิธี หลีกเลี่ยงการเจาะโครงสร้างในภายหลัง โดยการทํา SHOP DRAWING ซึ่ ง โดยทั่ ว ไปควรหลี ก เลี่ ย งการฝั ง SLEEVE ไว้ ใ นโครงสร้ า งเนื่ อ งจากพื้ น ที่ คอนกรีตจะหายไปและอาจจะทําให้ตําแหน่งของเหล็กเส้นผิดไปด้วย ซึ่งหากหลีกเลี่ยงไม่ได้จําเป็นต้องมี การเสริมความแข็งแรงด้วยการเสริมเหล็กพิเศษบริเวณที่ฝัง SLEEVE นอกจากนี้การฝังท่อประปา


www.yotathai.com



ในโครงสร้ า งอาคาร ทํ า ให้ ซ่ อ มบํ า รุ ง ยาก และหากมี ก ารั่ ว ซึ ม อาจทํ า ให้ เ หล็ ก โครสร้ า งเป็ น สนิ ม ได้ การวางตําแหน่งท่อประปาจึงควรเลือกตําแหน่งที่ไม่กระทบต่อความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างอาคาร ท่อที่ฝังหรือวางตําแหน่งไว้ระหว่างก่อสร้าง ควรมีการอุดปลายทุกครั้ง เพื่อป้องกันวัสดุก่อสร้าง หลุดร่วงลงในไปท่อ และป้องกันสัตว์เลื้อยคลานเข้าไปในท่อ หากจําเป็นต้องมีการฝังควรฝังในผนัง และ ควรเดินท่อก่อนการก่ออิฐ และข้อต่อเกลียวที่ฝังควรแข็งแรง เช่น เกลียวทองเหลือง ซึ่งหากเกลียวไม่ แข็งแรงเกลียวมักเสียหายได้ง่ายและจําเป็นต้องสกัดผิวผนัง เพื่อติดตั้งข้อต่อเกลียวใหม่ จะสร้างความ เสียหายและความยุ่งยากในการซ่อมบํารุง หลังจากที่วางท่อประปาแล้วเสร็จควรมีการทดสอบแรงดัน ตรวจสอบรอยรั่วก่อนที่จะทําการปิด ผิวทุกครั้ง และควรล้างทําความสะอาดเส้นท่อด้วยน้ําสะอาดและคลอรีนฆ่าเชื้อหลังจากที่งานแล้วเสร็จ และหลังจากที่ปิดผิวแล้ว สําหรับห้องที่อาจมีการติดเฟอร์นิเจอร์ หรือ สุขภัณฑ์ ควรทําเครื่องหมาย แสดงตําแหน่งของท่อที่ฝังในผนัง เพื่อป้องกันช่างเจาะสกรูโดนท่อประปาเสียหาย 4.5.4 เอกสารอ้างอิง 1. นายกฤษฎา โภคากร (2553), การกําหนดเกณฑ์คัดเลือกใช้วัสดุท่อในโครงการพัฒนาระบบ ส่งน้ําแบบท่อส่งน้ํา (ปี พ.ศ.2553),เอกสารประกอบการบรรยาย กรมชลประทาน กระทรวง เกษตรและสหกรณ์ 2. การประปาส่วนภูมิภาค (2550), มาตรฐานการก่อสร้าง กปภ.02-2550, การประปาส่วน ภูมิภาค 3. พรศักดิ์ สมรไกรสรกิจ, การออกแบบระบบผลิตน้ําประปา, เอกสารประกอบการบรรยาย การประปานครหลวง


www.yotathai.com

งานอาคารชลประทาน (Irrigation Structures) 5.1 เขื่อนและอ่างเก็บน้ํา ……………………………………………

5.2 ฝายและเขือ่ นระบายน้ํา .....................................................................

5.3 ระบบส่งน้ํา ......................................................................

5.4 ระบบระบายน้ํา ......................................................................

นายวิฑูรย์ ฐิติธนภัค วิศวกรชลประทานชํานาญการพิเศษ ผู้อํานวยการส่วนวิศวกรรมบริหาร สํานักชลประทานที่ 2

www.yotathai.com

งานวิศวกรรมชลประทาน

หมวดที่ 5 หน้า 1

หมวดที่ 5 งานวิศวกรรมชลประทาน งานวิศวกรรมชลประทานมีความจําเป็นที่ต้องมีอาคารชลประทานต่างๆ ที่เหมาะสมมาใช้เป็น เครื่องมือ อุป กรณ์ เพื่อบริ หารจั ดการและควบคุมน้ําชลประทานให้ไ ด้ป ริมาณน้ําที่เพียงพอ ในช่ว ง ระยะเวลาที่เหมาะสม เมื่อก่อสร้างอาคารเสร็จแล้วจําเป็นต้องมีการตรวจสภาพความมั่นคงแข็งแรง ปลอดภัยทุกปีตามรอบการตรวจสอบ ซึ่งเป็นมาตรการป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายร้ายแรงจนเป็น อั น ตรายต่ อ ชี วิ ต และทรั พ ย์ สิ น และเพื่ อ ให้ อ าคารชลประทานต่ า งๆ มี ส ถานภาพที่ พ ร้ อ มใช้ ง านได้ ตลอดเวลา จึงต้องมีการดูแล ซ่อมแซม บํารุงรักษาตามรอบเวลา เนื่อ งจากอาคารชลประทานจะทํา หน้า ที่แ ตกต่า งกัน ดัง นั้น ในคู่มือ เล่ม นี้ จึง ขอยึด ชนิดของอาคารเป็นหลัก ได้แก่ 1. เขื่อนและอ่างเก็บน้ํา 2. ฝายทดน้ํา/เขื่อนระบายน้ํา 3. ระบบส่งน้ํา 4. ระบบระบายน้ํา โดยในแต่ละอาคารจะมีหัวข้อย่อยครอบคลุมในประเด็นต่าง ๆ ดังนี้ ก. บทบาทหน้าที่ของอาคารชลประทาน ข. การก่อสร้าง ค. การตรวจสอบสภาพอาคาร ง. การบํารุงรักษาซ่อมแซม 5.1 เขื่อนและอ่างเก็บน้ํา ก. บทบาทหน้าที่ของอาคารชลประทาน เขื่อน เป็นอาคารที่สร้างขวางทางน้ํา บริเวณที่เป็นช่องเขา สามารถก่อสร้างด้วยวัสดุต่างๆ ที่เหมาะสม เช่น เขื่อนภูมิพลเป็นเขื่อนคอนกรีต เขื่อนสิริกิตติ์เป็นเขื่อนดิน เขื่อนเขาแหลมเป็นเขื่อนหินทิ้ง เขื่อนขุนด่านปราการชลเป็นเขื่อนคอนกรีตผสมเถ้าลิกไนต์บดอัด เป็นต้น เมื่อก่อสร้างเขื่อนเสร็จแล้ว น้ําที่เคยไหลตามธรรมชาติจะถูกกักเก็บไว้ในหุบเขาเหนือจุดสร้างเขื่อน เกิดเป็นอ่างเก็บน้ํา ในตัวอาคารเขื่อน จะมีประตูน้ําควบคุมการระบายน้ําที่อยู่ในอ่างเก็บน้ํา เขื่อนมีหน้าที่หลักดังนี้ - เก็บ กัก น้ําที่มีป ริม าณมากในฤดูฝ น เพื่อ สํา รองไว้ใ ช้ป ระโยชน์ต ามวัต ถุป ระสงค์ เช่น เพื่อการชลประทาน การผลิตไฟฟ้าพลังน้ํา การอุตสาหกรรม การประปา เป็นต้น - บริหารจัดการน้ําในฤดูฝน เพื่อบรรเทาและ/หรือป้องกันการเกิดอุทกภัย โดยควบคุม ให้มีปริมาณน้ําไหลในลําน้ําเหมาะสมกับศักยภาพของลําน้ําที่อยู่ท้ายจุดที่ตั้งเขื่อน - ระบายน้ําออกจากอ่างเก็บน้ําไปใช้ ตามปริมาณและระยะเวลาที่ต้องการ สามารถ บรรเทาความเดือดร้อนจากการขาดแคลนน้ํา


www.yotathai.com



ข. การก่อสร้างเขื่อน มีงานตามขั้นตอนและข้อควรเอาใจใส่ดังนี้ ข.1 งานสํารวจและวางแนว เป็นการวางผังงานก่อสร้างให้ถูกต้องตามแบบ ต้องกําหนด ตําแหน่งของงานทั้งทางราบและทางระดับ สิ่งสําคัญคือ การตรวจสอบหมุดหลักฐาน ในพื้นที่ก่อสร้าง ไม่ให้กีดขวางการทํางาน อยู่ในตําแหน่งและฐานหมุดที่มั่นคงตรงตามแบบสํารวจ ข.2 งานขุดลอกหน้าดินฐานราก ต้องตัด ถาง ขุดตอต้นไม้บริเวณที่ก่อสร้าง และกําจัดออก ให้พ้นบริเวณความกว้างของฐานเขื่อน แล้วจึงขุดลอกหน้าดินออกตามความลึกที่กําหนดในแบบ สิ่งสําคัญ หากทําการขุดลอกหน้าดินแล้วพบว่ามีบางบริเวณของพื้นฐานรากเขื่อนมีดินไม่ดีพอที่จะรับน้ําหนักตัวเขือ่ น ให้ขุดลอกจนถึงชั้นดินที่รับน้ําหนักเขื่อนได้ หากฐานรากเป็นหินให้กําจัดหินผุ หรือดินทรายที่ปิดทับชั้นหินออก แล้วทําความสะอาดด้วยการฉีดน้ําล้างผิวหน้าหินก่อนเริ่มถมบดอัดตัวทํานบเขื่อน ข.3 งานผันน้ําระหว่างก่อสร้าง ผู้ควบคุมงานก่อสร้างก่อสร้างจะต้องศึกษาข้อมูลอุตุ และ ข้อมูลอุทกของลําน้ําที่จะสร้างเขื่อนปิดกั้น เพื่อวางแผนการผันน้ําระหว่างก่อสร้าง ซึ่งมีปัจจัยที่เกี่ยวข้อง กับการพิจารณาได้แก่ - ปริมาณน้ําหลากสูงสุด และระดับน้ําหลากลึกที่สุดในแต่ละเดือน ในรอบปี พร้อมทั้ง ค่าเฉลี่ย เพื่อพิจารณาขนาดของอาคารระบายน้ําระหว่างก่อสร้าง - พิจารณาอาคารระบายน้ําตามแบบก่อสร้าง หากสามารถใช้ผันน้ําระหว่างก่อสร้างได้ ควรพิจารณาวางแผนก่อสร้างให้ใช้งานได้ก่อนปิดกั้นลําน้ํา หรือต้องทําอาคารผันน้ํา ชั่วคราวเพิ่มเติมบางส่วน หรือทั้งหมด ข.4 งานลํา เลี ย งวั ส ดุ ก่ อ สร้ า ง จากแหล่ ง วั ส ดุ ม าลงจุ ด ก่ อ สร้ า ง ซึ่ ง มี อ งค์ ป ระกอบ ที่ ต้ อ งพิจารณาด้วย ได้แก่ - การจัดการและวางแผนการใช้เครื่องจักรกล เช่น แหล่งดินประมาณ 2 กิโลเมตร สัด ส่ว นรถบรรทุ ก ดิ น กับ รถตัก ดิน เป็ น 5:1 เพื่ อ ให้ ว งรอบการทํา งานต่ อ เนื่อ ง ไม่จอดรอนานเกินควร - การซ่อ มแซมและบํารุง รัก ษาเครื่อ งจัก รกล ควรมีเ ครื่อ งจัก รกลสํา รองและมีทีม ช่างซ่อมไว้คอยบริการ - ถนนที่ใช้ลําเลียงวัสดุก่อสร้าง ควรมีความกว้างมีระดับและลาดถนนเหมาะสมกับ ขนาดรถบรรทุก วัสดุที่ใช้ มีผิวทางที่แข็งแรง มีรถบรรทุกน้ําฉีดลดฝุ่นละออง และ มีแผนซ่อมบํารุงถนนไว้ ข.5 งานขุดร่องแกน วางแผนขุดร่องแกนเริ่มจาก Abutment ทั้งสองฝั่งเข้ามาหาลําน้ําเดิม โดยเว้นบริเวณลําน้ําเดิมไว้ให้ระบายน้ําได้จนกว่างานทางผันน้ําระหว่างก่อสร้างจะเสร็จ การขุดร่องแกน ให้ มี ข นาดความกว้ า งความลึ ก ตามแบบ แต่ ห ากขุ ด ลึ ก ถึ ง ระดั บ ที่ กํา หนดแล้ ว ยั ง มี ชั้ น ดิ น หรื อ หิ น ที่ ไ ม่ สามารถรับน้ําหนักเขื่อนได้ปนอยู่อีกก็ต้องขุดลงไปจนถึงชั้นดินและหินที่เหมาะสม และถ้ายังไม่แน่ใจ ก็ควรทําการทดลอง Bearing Test ปัญหาที่มักจะพบก็เป็นเรื่องน้ําใต้ดินซึมเข้ามาในร่องแกนที่ขุด จึงต้องสูบน้ําออก อาจเลือกใช้ วิธ ีต ่า งๆ เช่น Well Point เจาะบ่อ น้ํ า ตื ้น ๆ หลายบ่อ หรือ Deep Well หรือ ขุด Cutoff Trench ดักน้ําแล้วให้ไหลมารวมที่ Sump Pumping


www.yotathai.com



ข.6 งานปรับปรุงฐานรากเขื่อน กรณีที่มีความจําเป็นต้องปรับปรุงฐานรากของเขื่อนควร มอบให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการปรับปรุงฐานรากเขื่อนเป็นผู้ดําเนินการ โดยผู้ควบคุมงานก่อสร้างควรเอา ใจใส่และร่วมพิจารณาอย่างต่อเนื่อง พร้อมทั้งเก็บบันทึกข้อมูลก่อน-ระหว่าง-หลังการดําเนินการปรับปรุง ฐานรากเขื่อน เพื่อเป็นหลักฐานอ้างอิงต่อไป โดยเฉพาะรายงานผลการทดสอบความรั่วซึมของน้ํา ภายหลัง การทําการปรับปรุงฐานรากเขื่อน ข.7 การถมดินตัวเขื่อน ก่อนเริ่มงานถมดิน ควรมีการเตรียมงานเบื้องต้นในสนามให้พร้อมก่อน ในเรื่องดังต่อไปนี้ - การทดสอบคุณภาพของดินในห้องทดสอบสนาม เพื่อทดสอบดินในบ่อยืมดิน ได้แก่ 1. Unified Soil Classification 2. Grain Size Analysis 3. Standard Proctor Compaction Test เพื่อหาค่า Optimum Moisture Content และค่า Maximum Dry Density ก่อน และควรส่งตัวอย่างดินของบ่อยืมดินไปทดสอบในห้องทดสอบที่มีมาตรฐานด้วย โดย ทดสอบทั้ง 3 การทดสอบดังกล่าวข้างต้น และเพิ่มเติมการทดสอบที่จะใช้เปรียบเทียบค่าที่ใช้ในการ ออกแบบ ได้แก่ 1. Specific Gravity 2. Direct Shear Test 3. Permeability Test 4. Triaxial Test-UU 5. Triaxial Test-CU 6. Consolidation Test 7. Dispersive Soil Test (กรณีที่สงสัย) - การเตรียมบ่อยืมดิน เพื่อกําหนดดินในบ่อยืมดินต่าง ๆ ว่า บ่อไหนใช้ถมเขื่อนบริเวณใด และต้องขุดลอกหน้าดินจนถึงชั้นดินที่จะนําไปใช้ ก่อนขุดตักไปใช้ควรใช้เครื่องจักรกลปรับดิน และให้น้ํา กับดินจนความชื้น ±2% ของจุด Optimum Moisture Content แล้วจึงขุดไปใช้ถมตัวเขื่อนต่อไป - การทดสอบการบดอัดในแปลงทดสอบสนาม เพื่อหาข้อมูลจํานวนเที่ยวของการบดอัด ความหนาของดินที่เกลี่ยแต่ละชั้นก่อนบดอัด โดยใช้เครื่องจักรที่ใช้ทํางานจริงในการทดสอบ - การเตรียมงานที่ Abutment เพื่อแต่งความลาดชันของดินเดิม ให้เครื่องจักรสามารถ เข้าบดอัดดินทับรอยต่อระหว่าง Abutment ได้ ถ้า Abutment เป็นหินต้องขุดเจาะแต่งให้ความลาดชัน ของหินไม่เกิน 2: 1 (ตั้ง : ราบ) และปรับปรุงรอยแตกร้าวให้มีความแข็งแรง และล้างผิวหน้าหินก่อนถมดิน - การเตรียมงานฐานรากก่อนบดอัดดินชั้นแรก ควรตรวจสอบดูว่าดินเดิมที่ก้นร่องแกน และฐานรากทั่วไปมีความแน่นและความชื้นได้ตามที่กําหนดหรือไม่ ถ้ายังไม่ได้ต้องปรับปรุงโดยการพรมน้ํา แล้วบดอัดดินเดิมด้วย Sheepsfoot ถ้าฐานรากเป็นหินต้องล้างทําความสะอาดผิวหน้าหินด้วยการฉีดน้ํา แรงดันสูง หรือใช้กําลังลมพ่นให้เศษกิน กรวด ทรายและเศษวัสดุต่าง ๆ หมดไปจากร่องแกน


www.yotathai.com



เมื่อเตรียมงานเบื้องต้นไว้พร้อมแล้ว จึงมาถึงการถมดินทํานบเขื่อนดังนี้ - การถมดินบดอัดแน่น ควรให้ดินที่จะถมใหม่มีความชื้นที่ ±2% จากจุด Optimum Moisture Content เกลี่ยดินให้หนาไม่เกิน 30 ซม. และใช้เครื่องจักรบดอัดตามจํานวนเที่ยวตามที่ได้ ทดลองมาก่อนแล้ว และมีการทดสอบความแน่นในสนามก่อนถมบดอัดดินชั้นต่อไป ซึ่งต้องคราดผิวหน้าดิน ให้มีความขรุขระก่อนทุกครั้ง เพื่อให้ดินชั้นใหม่และชั้นเก่าจับตัวประสานเป็นเนื้อเดียวกัน - การปูวัสดุกรอง สําหรับ Horizontal Drainage Blabket ปูวัสดุกรองหนาไม่เกิน 30 ซม. แล้ว ควรใช้ Vibratory Roller ให้ ไ ด้ ค วามแน่ น Relative Density ไม่ ต่ํ า กว่ า 70% ของการทดลอง Relative Density Cohesionless Soils (ASTM Designation : D2049) จนได้ความหนาตามแบบที่กําหนด สําหรับ Vertical Drain ให้ถมดินบดอัดแน่นแต่ละชั้นจนได้ความหนาเพิ่มขึ้นประมาณ 1.50 ม. แล้วจึงใช้ Backhoe ขุดจนพบชั้นวัสดุกรองเดิม หากมีดินร่วงลงไปต้องเอาออกให้หมดก่อนใส่วัสดุ กรองลงไปจนเต็มร่องแล้วใช้น้ําฉีดใช้ Vibrator แหย่ให้แน่นแล้วใช้ Vibratory Roller บดทับ - การสร้างลาดตัวเขื่อน ต้องถมดินบดอัดแน่น เผื่อความกว้างของฐานแต่ละชั้นไม่น้อยกว่า 0.50 เมตร ซึ่งเมื่อตัดลาดแล้ว ขอบนอกจะต้องมีความแน่นได้ตามที่กําหนด - การสร้าง Toe Drain เพื่อให้น้ําที่ผ่านตัวเขื่อนไหลออกไปได้ โดยไม่ทําอันตรายต่อตัวเขื่อน ให้ทําตามแบบโดยให้พิจารณาให้สามารถทํางานได้ตามหน้าที่ - การปู Bedding และหิน Riprap ควรปูทับทันทีภายหลังที่ตัดดินลาดเขื่อนแต่ละครั้ง เพื่อป้องกันลาดเขื่อนจากการกัดเซาะของน้ําฝน - การปลูกหญ้าต้องปูด้วย Top Soil ให้หนา 20-30 ซม. แล้วปลูกหญ้า โดยในระยะแรก ต้องรดน้ําเช้า-เย็น ให้ชุ่มจนหญ้าเติบโตจึงลดการให้น้ํา - การติ ด ตั้ ง Dam Instrument เช่ น Piezometer และ Inclinometer ต้ อ งรี บ ดําเนินการติดตั้งอุปกรณ์ ตรงจุดและระดับที่กําหนดทันที โดยวางแผนการติดตั้งที่ไม่ทําให้งานก่อสร้าง ส่วนอื่นๆ ต้องเสียเวลารอคอย ต้องเอาใจใส่โดยทํางานอย่างประณีตและระมัดระวัง และตรวจสอบ ตําแหน่งระดับและการใช้งานทุกครั้ง เมื่อติดตั้งเสร็จแต่ละครั้ง พร้อมบันทึกข้อมูลต่างๆ อย่างต่อเนื่อง - การทํางานคอนกรีตอาคารประกอบต่างๆ ต้องควบคุมการก่อสร้างให้เป็นไปตามแบบที่ กําหนด และต้องมีการตรวจสอบคุณภาพของงานในขณะทํางานอย่างสม่ําเสมอ พร้อมบันทึกข้อมูล ควร บ่มคอนกรีตหลังจากการเทคอนกรีตเสร็จแล้ว - การติดตั้ง Staff Gauge ให้ติดตั้งตามแบบ ควรตรวจสอบระดับให้ถูกต้องทุกแผ่น ค. การตรวจสอบสภาพเขื่อนดิน วัตถุประสงค์ 1. เพื่อเฝ้าระวังการชํารุดเสียหายอย่างร้ายแรงของอาคารชลประทาน 2. เพื่อสืบหาสาเหตุของการชํารุดเสียหาย เมื่อตรวจพบ 3. เพื่อซ่อมแซม บํารุงรักษา หรือปรับปรุงให้อาคารชลประทานมั่นคง แข็งแรง และ ทําหน้าที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ


www.yotathai.com



วิธีการตรวจสภาพอาคาร มี 2 วิธี 1. การตรวจด้วยสายตา เป็นการสังเกตสภาพภายนอกโดยทั่วไปของอาคารว่ามีสิ่งผิด ไปจากปกติหรือไม่ หากตรวจพบควรรายงานให้ผู้รับผิดชอบทราบ และแจ้งให้วิศวกรเข้าตรวจสอบ ตามปกติจะต้องทําเครื่องหมายไว้ที่บริเวณจุดที่พบความผิดปกติให้ชัดเจน บันทึกภาพ จดวันที่ เวลาไว้ แล้วติดตามดูพฤติกรรมความผิดปกติ แล้วถ่ายภาพจดบันทึกทุกครั้ง การตรวจด้วยสายตาสามารถทําได้ทุกวัน โดยเจ้าหน้าที่ผู้ปฏิบัติงานประจําที่อาคารชลประทาน สําหรับการตรวจสอบตามรอบการตรวจสอบ ควรเป็น หน้าที่ของเจ้าหน้าที่เทคนิคหรือวิศวกรซึ่งดําเนินการตามรายการตรวจสอบ 2. การตรวจโดยอ่านค่าจากเครื่องมือตรวจวัด ที่ได้ติดตั้งไว้ เช่น 2.1 เครื่องมือวัดที่ใช้ควบคุมการปฏิบัติงาน 2.2 เครื่องมือวัดหรืออุปกรณ์ที่ใช้เก็บข้อมูล 2.3 เครื่องมือวัดหรืออุปกรณ์ที่ใช้ติดตามพฤติกรรมของตัวเขื่อน แต่โดยทั่วไปเขื่อนดินขนาดเล็ก จะติดตั้งเสาวัดระดับน้ําหน้าเขื่อน และเครื่องมือวัดข้อมูลอุตุ เช่น ปริมาณน้ําฝน อุณหภูมิ การระเหย ความชื้น ความเร็วลม แต่อาจไม่ครบขึ้นอยู่กับความต้องการข้อมูลที่ นําไปใช้ ระยะเวลาการตรวจสอบ - การตรวจประจําวัน - การตรวจประจําเดือน - การตรวจประจําปี - การตรวจกรณีพิเศษ การตรวจประจําวัน เป็นการตรวจสอบด้วยสายตา และเครื่องมือวัดต่างๆ ที่ติดตั้งที่ตัวอาคาร กระทํา โดยเจ้าหน้าที่ประจําอาคารที่ทําหน้าที่ดูแลบํารุงรักษาอาคาร โดยดําเนินการ - ตรวจสอบสภาพทั่วไปรอบๆ อาคาร เมื่อพบสิ่งผิดปกติให้ทําเครื่องหมายให้ชัดเจน บันทึกภาพ รายงานให้ช่างเทคนิคหรือวิศวกรทราบ เพื่อตรวจสอบหาสาเหตุและวิธีแก้ไขต่อไป - ตรวจวัด ค่า ระดับ น้ํา ในอ่า งเก็บ น้ํา ตรวจวัด ข้อ มูล อุตุนิยมวิท ยา นํา ข้อ มูล บัน ทึก ลงในสมุดรายงานประจําวัน ตรวจวัดระดับน้ําที่ล้นผ่านทางระบายน้ําล้น การตรวจสอบประจําเดือน เป็นการตรวจสอบด้วยสายตา และเครื่องมือวัดต่างๆ ที่ติดตั้งที่ตัว อาคารเช่น กัน แต่ค วรกระทํา โดยช่า งเทคนิค ที่ดูแ ลอาคาร ทั้ง นี้เ พราะไม่ใ ช่เ ป็น การสัง เกตสภาพ ทั่ว ไปเท่า นั้น แต่เ ป็น การตรวจสอบด้ว ยผู้ที่มีค วามรู้ เพื่อ ตรวจดูส ภาพความมั่น คงแข็ง แรง สภาพ การใช้งานว่าควรต้องมีการซ่อมแซมหรือไม่ การตรวจสอบประจําปี เป็นการตรวจสอบด้วยสายตา และเครื่องมือวัดต่างๆ ที่ติดตั้งที่ตัว อาคาร เป็ น การตรวจสอบด้ ว ยที ม งานผู้รั บ ผิ ด ชอบคื อ วิ ศ วกร ช่ า งเทคนิ คและผู้ ป ฏิบั ติ ง านประจํ า ระยะเวลาการตรวจสอบมักจะเป็นช่วงหลังฤดูฝน ซึ่งอยู่ในราวเดือนพฤศจิกายนหรือต้นเดือนธันวาคม ทั้งนี้เพราะหลังฤดูฝนอาคารมักได้รับความเสียหายจากน้ําฝนกัดเซาะ การตรวจสอบจะมีคู่มือรายการ ตรวจสอบเพื่อตรวจดูสภาพความมั่นคงแข็งแรง สภาพการใช้งานอย่างละเอียด นําข้อมูลที่ตรวจสอบได้


www.yotathai.com



ไปประเมิน หาทางซ่ อ มแซมบํา รุ ง รัก ษา รับ ทราบสภาพปั ญ หาอุป สรรคการทํา งาน ชี้ แ นะอบรม การปฏิบัติงานการบํารุงรักษาและการซ่อมแซมปกติให้แก่ผู้ปฏิบัติงานประจํา การตรวจสอบโดยกรณีพิเ ศษ เป็น การตรวจสอบเมื่อ มีเ หตุก ารณ์ผิดปกติ หรือ ความเสียหายเกิดขึ้น เช่น เมื่อเกิดแผ่นดินไหว เมื่อสังเกตปริมาณน้ําในอ่างเก็บน้ําลดลงอย่างรวดเร็ว เมื่อ เกิด อุท กภัย น้ํา ล้น อาคารทํา ความเสีย หาย เมื่อ เกิด เหตุก ารณ์เ หล่า นี้ขึ้น ผู้ป ฏิบัติง านประจํา ควรรีบ รายงานให้วิศวกรทราบ เพื่อออกไปตรวจสอบโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทําได้ เนื่องจากพฤติกรรม บางอย่างอาจแสดงว่าเกิดการสูญเสียความมั่นคงแข็งแรงของอาคาร และจะพังลงในเวลาอันสั้น การเตรียมการก่อนการตรวจสอบ การเตรียมการก่อนการตรวจสอบประจําเดือนประจําปีและกรณีพิเศษ ควรจัดเตรียม ข้อมูลและอุปกรณ์ต่าง ๆ เหล่านี้ให้ครบหรือให้มีมากที่สุด 1. ทราบข้อมูลลักษณะทั่วไป คุณสมบัติของอาคาร การใช้ประโยชน์ แผนที่สังเขป สิ่งเหล่านี้ จะเป็นข้อมูลที่ไม่ค่อยแปรผัน จะเป็นข้อมูลที่ได้มาจากการคํานวณเพื่อการออกแบบ จากแบบที่ใช้ในการ ก่ อ สร้ า ง และจากรายงานของโครงการ สิ่ ง ต่ า งๆ เหล่ า นี้ จ ะต้ อ งจั ด เตรี ย มและศึ ก ษาก่ อ นออกไป ตรวจสอบ 2. จัดเตรียมเอกสารรายงานที่จะต้องตรวจสอบ ให้เสร็จเรียบร้อยก่อนออกตรวจสอบ กล้องถ่ายรูป ซึ่งควรมีคุณสมบัติที่สามารถถ่ายภาพได้ชัดในระยะ 0.50 เมตร มีไฟแฟลต มีเลนซ์ดึงภาพได้ (ZOOM) สามารถถ่ายภาพได้จากระยะไกล มีเลนซ์ที่สามารถ่ายภาพมุมกว้างได้ ช่วยให้ถ่ายภาพในพื้นที่จํากัดได้ 3. กล้องส่องทางไกลที่มีขนาดกําลังขยาย 8 ถึง 10 เท่า เอาไว้ส่องดูในสถานที่เข้าไม่ถึง แต่ถ้ า หากกล้ อ งถ่ า ยรู ป มี เ ลนส์ ZOOM ที่ ส ามารถขยายภาพได้ถึ ง 8 เท่ า แล้ ว กล้ อ งส่อ งทางไกล ก็ไ ม่ จําเป็น 4. ตลับเทปขนาดยาว 3 เมตร เพื่อใช้วัดตรวจสอบระยะ ขนาด ของสิ่งผิดปกติต่าง ๆ 5. ปากกา ดินสอ สมุดบันทึก 6. มีดพกเดินป่า เพื่อฟันถางสิ่งกีดขวางต่าง ๆ 7. เทปบันทึกเสียงขนาดพกพา หรือบันทึกคําพูดแสดงคิดเห็นต่อสิ่งที่ได้พบเห็น เพื่อใช้ เตือนความจําและประกอบการพิจารณาในที่ทํางาน 8. วิทยุติดต่อสื่อสารขนาดพกพา หรือวิทยุสื่อสารติดรถยนต์ ง. การบํารุงรักษาการซ่อมแซมและปรับปรุงเขื่อนดิน การซ่อมแซมและปรับปรุงเขื่อนดิน เมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งชํารุดเสียหาย เพื่อให้มีสภาพดีดังเดิม หรื อ การก่ อ สร้ า งเพิ่ ม เติ ม เพื่ อ ปรั บ ปรุ ง สภาพให้ มั่ น คงแข็ ง แรงยิ่ ง ขึ้ น อย่ า งได้ ผ ลดี นั้ น ผู้ ป ฏิ บั ติ ง าน จําเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจในงานด้านนี้พอสมควร ทั้งสาเหตุของการชํารุดเสียหายดังที่ได้กล่าวมาแล้ว วิธีการ แก้ไข ตลอดจนวิธีการทํางานในสนามที่ถูกต้องและเหมาะสมกับเหตุการณ์ ในบทความนี้จะกล่าวถึง วิธีการซ่อมและปรับปรุงสภาพชํารุดเสียหาย ซึ่งมักพบเสมอ กับ เขื่อนดินต่าง ๆ ที่สร้างเสร็จแล้ว เพื่อเป็นแนวทางสําหรับผู้เกี่ยวข้องจะได้นําไปพิจารณาเป็นหลัก ปฏิบัติต่อไป


www.yotathai.com



การซ่อมปรับปรุงกรณีพื้นดินท้ายเขื่อนมีน้ําไหลพุออกมา เมื่อตรวจพบให้รีบดําเนินการ ซ่อมแซมฉุกเฉินทันที หลังจากนั้นจึงวางแผนและซ่อมปรับปรุงทั้งหมดโดยด่วนต่อไป โดยดําเนินการ ตามลําดับดังนี้ 1. จั ด หาทรายหยาบและกรวด(หรื อ หิ น เกล็ ด ) มี ส่ ว นผสมในอั ต ราส่ ว นเท่ า กั น โดยปริมาตรนํามาปูทับคลุมบริเวณที่น้ําไหลพุออกให้ทั่ว รวมความหนาประมาณ 30 เซนติเมตร 2. จัดหาหินย่อยและหินใหญ่ที่มีขนาดต่าง ๆ คละกัน นํามาปูปิดทับชั้นทรายและกรวด ให้ทั่วบริเวณนั้นอีก ความหนาประมาณ 30 เซนติเมตร ซึ่งจะสามารถป้องกันดิน และตะกอนทรายไม่ให้น้ําชะพาหลุดออกไปได้ ส่วนน้ําก็จะไหลซึมออกมา ตามปกติ และไม่เป็นอันตรายต่อตัวเขื่อน 3. การดํา เนิน การตามข้อ 1 และ 2 นั้น เป็น หลัก และวิธีก ารป้อ งกัน แบบฉุก เฉิน ซึ่ง สามารถลดและป้องกันอันตรายอันอาจจะเกิดขึ้นในปีนั้นและในปีต่อไปได้ตามสมควร ซึ่งการซ่อม ปรับปรุงให้มีความมั่นคงถาวรตลอดไป ควรดําเนินการต่ออีกดังนี้ ก. ตรวจสอบแรงดันของน้ําในชั้นดินที่ไม่ทึบน้ํา (ตะกอนทราย ทราย หรือกรวด) ซึ่งมี อยู่ ใ นแนวลึ ก ใต้ ผิว ดิ นว่ า จะมี จํ า นวนมากน้ อ ยเท่ า ใด ด้ ว ยการติ ดตั้ ง Standpipe Piezomenter ข. วัดระดับน้ําใน Standpipe Piezometer ทุกสัปดาห์เป็นอย่างน้อย พร้อมด้วยระดับน้ํา ในอ่างเก็บน้ํา จากนั้นจะทราบว่าที่ปลายท่อ Piezometer มีแรงดันของน้ํากระทําขึ้นคิดเป็นความสูง ของน้ําจํานวนเท่าใด (เท่ากับความสูงของระดับน้ําใน Piezometer) ซึ่งท้ายเขื่อนแห่งใดที่มีน้ําซึมไหลออก ระดั บ น้ํ า ในท่ อ Piezometer มั ก ปรากฏเหนื อ ผิ ว ดิ น สู ง มากเสมอ ตั ว อย่ า งเช่ น สมมุ ติ ว่ า ปลาย Piezometer ฝังในชั้นกรวดทรายที่ความลึก 6 เมตร จากผิวดิน ขณะที่ระดับน้ําในอ่างเก็บน้ําเสมอระดับ น้ําเก็บกักใน Standpipe Piezometer มีน้ําระดับสูงกว่าผิวดินบริเวณนั้น 1.50 เมตร ย่อมแสดงว่า - น้ําพยายามไหลซึมผ่านชั้นดินความหนา 6 เมตร ขึ้นมาด้วย Hydraulic Gradient = 0.25 - ตลอดแนวชั้นดินความหนา 6 เมตร ด้านล่างทั่วตลอดบริเวณนั้นจะมีแรงน้ําดันขึ้นเท่ากับ ความสูงของน้ํา 7.5 เมตร หรือเท่ากับ 7.5 ตันต่อตารางเมตร โดยมีน้ําหนักของดิน ความหนา 6 เมตร (น้ําหนักแบบ Submerged Weight) ร่วมกับแรงเกาะยึดระหว่าง อนุภาคของดินคอยต้านไว้ ค. จากข้อมูลเกี่ยวกับระดับน้ําในท่อ Piezometer ดังกล่าว จะสามารถวินิจฉัยหาขอบเขต การซ่อมแซมใหม่ได้ว่า ควรดําเนินการให้เหมาะสมในทุกด้านอย่างไรบ้าง ซึ่งตามตัวอย่าง ในข้อ ข) อาจกําหนดแผนและรูปแบบการซ่อมปรับปรุงให้ถาวรได้ดังนี้ - ปูทับคลุมบริเวณที่น้ําไหลพุออกด้วยทรายหยาบ ผสมกรวดให้ทั่ว ความหนา 30-50 เซนติเมตร ตามความเหมาะสม (ทําเพิ่มเติมจากการซ่อมฉุกเฉิน โดยนําหินใหญ่ออกแล้ว เพิ่มความหนาของกรวดและทราย) พร้อมกับเชื่อมชั้นกรวดและทรายที่ปู ให้น้ําที่ซึมผ่านดิน ออกมาไหลติดต่อถึงกันได้ แล้วนําออกยังบริเวณที่ต่ํา ด้วยร่องใส่กรวดและทราย ความกว้างประมาณ 1-2 เมตร เช่นกัน หลังจากนั้นจึงถมดินบดอัดแน่นที่บริเวณท้ายเขื่อน


www.yotathai.com



ตลอดความยาวเขื่อนบริเวณที่ลุ่ม ด้วยความหนาประมาณ 1.0 เมตร เป็นอย่างน้อย และ มีความยาวออกไปตามลําน้ําด้านท้ายเขื่อน จนพ้นเขตอันตรายหรืออีกวิธีหนึ่ง - ปู ทั บคลุ มบริ เวณที่ น้ํ าไหลออก ด้ วยทรายหยาบผสมกรวดให้ ทั่ ว ความหนา 30-50 เซนติเมตรเช่นกัน หลังจากนั้นจึงถมด้วยหินขนาดเล็กใหญ่คละกัน (มีส่วนผสมตามที่ระเบิดได้ โดยขนาดใหญ่ที่สุดไม่ควรโตกว่า 30 เซนติเมตร) ความหนาไม่น้อยกว่า 60 เซนติเมตร ให้ทั่วบริเวณท้ายเขื่อน ตลอดความยาวเขื่อนบริเวณที่ลุ่ม และมีความยาวออกไปตามลําน้ํา ด้านท้ายเขื่อนจนพ้นเขตอันตราย การซ่อมปรับปรุงกรณีพื้นดินท้ายเขื่อนอ่อนตัวและยุบไป-มา) เมื่อตรวจพบให้รีบดําเนินการ ซ่อมแซมฉุกเฉินทันที เช่นเดียวกับพื้นดินท้ายเขื่อนที่มีน้ําไหลพุออกมา ซึ่งการที่พื้นดินอ่อนตัวยุบไป-มานี้ จะเนื่องมาจากถูกแรงดันน้ําข้างใต้กระทํา และบริเวณดินอ่อนตัวมักเกิดร่วมกับการมีน้ําไหลพุด้านท้ายเขื่อน นั้นเสมอ หลังจากซ่อมป้องกันแบบฉุกเฉินแล้ว ก็ต้องวางแผนและกําหนดวิธีการซ่อมปรับปรุงทั้งหมดโดยด่วน ต่อไปด้วย ทั้งการซ่อ มแซมฉุกเฉิน และการซ่อ มปรับ ปรุงครั้งใหญ่ใ ห้มีสภาพมั่นคงตลอดไปนั้น ควรดําเนินการตามลําดับด้วยวิธีการเหมือนกับการซ่อมปรับปรุงกรณีพื้นดินท้ายเขื่อนที่มีน้ําหลออกมาในข้อ 1 การซ่อมแซมปรับปรุงกรณีพื้นดินท้ายเขื่อนทะลักอูดขึ้นเนื่องมาจากลาดของเขื่อนเลื่อนทลาย ควรซ่อมแซมควบคู่กับการซ่อมลาดเขื่อนเลื่อนทลาย โดยหลักการแล้ว ที่บริเวณด้านท้ายเขื่อนนี้ จะต้องมีการถมดินจนสูงขึ้นมา เพื่อให้มีน้ําหนักกดทับมาก เป็นการเพิ่มแรงต้านทานการเลื่อนทลาย จนสามารถ ต้านน้ําหนักดินลาดเขื่อนที่พยายามผลักลาดเขื่อนส่วนนั้น ลาดเขื่อนจึงไม่เลื่อนลงอีก การซ่อมปรับปรุงลักษณะนี้ จะต้องมีการวิเคราะห์และคํานวณให้ถูกต้อง เพื่อหาความหนาของดินที่จะกดทับให้เหมาะสม การซ่อมปรับปรุงลาดเขื่อนด้านท้ายน้ํากรณีมีน้ําซึมผ่านตัวเขื่อนจนดินที่ลาดเปียกแฉะมาก ควรรีบซ่อมและแก้ไขโดยดําเนินการตามลําดับ ดังนี้ 1. จัดหาทรายหยาบและกรวด (หรือหินเกล็ด) มีส่วนผสมในอัตราส่วนเท่ากันโดยปริมาตร นํามาปูทับคลุมลาดเขื่อนบริเวณที่มีน้ําซึม ไปจนถึงพื้นดินธรรมชาติ ให้มีความหนาประมาณ 30 เซนติเมตร 2. จัดหาหินย่อยและหินใหญ่ที่มีขนาดต่าง ๆ คละกัน นํามาปูทับชั้นทรายและกรวดอีก ความ หนาประมาณ 40 เซนติเมตร ซึ่งจะสามารถป้องกันดินที่ลาดเขื่อนไม่ให้เลื่อนไหล และไม่มีน้ําเปียกแฉะที่ลาดเขื่อนดังกล่าว ต่อไปอีก 3. ถ้าหากดินที่เปียกแฉะมีการเลื่อนทลาย เนื่องจากน้ํ าที่ไหลซึมออกมา อาจทําการซ่อม ปรับปรุงตามข้อ 1 และข้อ 2) ในขณะที่เขื่อนกําลังเก็บกักน้ําอยู่ในระดับสูงได้ไม่เรียบร้อยนัก ควรดําเนินการ ดังนี้ ก. ซ่อมป้องกันฉุกเฉิน โดยการนําทรายและกรวดบรรจุถุงจํานวนมากไปถมกดทับที่บริเวณดิน เลื่อนและมีน้ําไหลแฉะนั้นให้เต็ม จนเกินพ้นแนวลาดเขื่อนออกมาให้หนาพอสมควร เพื่อ ป้องกันไม่ให้ดินลาดเขื่อนเลื่อนทลายต่อไปอีก


www.yotathai.com



ข. สําหรับการซ่อมปรับปรุงตามแผนซ่อมปรับปรุงแบบถาวร ให้ดําเนินการตอนช่วงระดับน้ํา ในอ่างลดลงต่ําแล้ว และบริเวณที่ชํารุดเสียหายไม่มีน้ําซึมออกมาด้วยวิธีการต่อไปนี้ - ถากตัดดินบริเวณหลุมบ่อและดินอ่อนที่ถูกน้ํากัดเซาะจนหมดดินอ่อน เป็นแนวเอียงขนาน กับแนวลาดเขื่อน ตั้งแต่ระดับต่ํากว่าพื้นดินธรรมชาติเล็กน้อยขึ้นไป จนพ้นแนวดินที่ถูกกัด เซาะ - ถมดินบดอัดแน่นด้วยเครื่องจักร หรือด้วยแรงคน ให้มีความแน่นตามเกณฑ์มาตรฐานจน เสมอกับแนวลาดเขื่อนทั่วไป - ปูทับลาดเขื่อนด้วยชั้นกรวดทรายหนา 30 เซนติเมตร ตามลาดเขื่อนที่ปรับปรุงใหม่ หลังจากนั้นจึงปูปิดด้วยหินย่อย และหินขนาดใหญ่ที่มีขนาดต่างๆ คละกันอีกด้วยความ ความหนาประมาณ 40 เซนติเมตร ทั้งนี้จากระดับพื้นดินธรรมชาติท้ายเขื่อนขึ้นมาตามลาด ถึงระดับขอบบนที่เคยมีน้ําไหลซึมออกมา การซ่อมปรับปรุงลาดเขื่อนด้านท้ายน้ํากรณีที่ลาดเขื่อนถูกน้ําฝนกัดเซาะ ลาดเขื่อนด้านท้ายน้ํา ส่วนใหญ่มักถูกน้ําฝนกัดเซาะจนเป็นร่องหลุม ทั้งนี้เพราะขาดการดูแลทะนุบํารุงหญ้าที่ปลูกไว้ให้อยู่ในสภาพที่ดี และลาดเขื่อนด้านท้ายน้ําอีกหลายแห่งเช่นกัน ที่มีการป้องกันน้ําฝนกัดเซาะลาดเขื่อนไว้ด้วนหินทิ้ง แล้วปรากฏว่า ดินใต้หินทิ้งนั้นถูกน้ําฝน ซึ่งไหลลงตามลาดกัดเซาะเป็นร่องลึกจนหินที่ปูปิดทับยุบลงเป็นแห่ง ๆ ไป ซึ่งการซ่อม ปรับปรุงลาดเขื่อนที่ชํารุดเสียหาย ควรพิจารณาดําเนินการให้เหมาะสมแล้วแต่กรณีดังต่อไปนี้ 1. บริเวณที่เริ่มจะถูกน้ําฝนกัดเซาะเป็นบางแห่ง เนื่องจากหญ้าที่ปลูกไว้ตาย หรือปลูกไม่ขึ้น ควรรีบซ่อมเสริมให้ดีอยู่อย่างสม่ําเสมอ โดยไม่ปล่อยทิ้งไว้ เพราะอาจจะลุกลามมากขึ้น ก. จัดหาดินผิวหน้า (Top Soil) มาปูรองพื้น ด้วยความหนา 10-15 เซนติเมตร จนทั่วบริเวณ ที่ไม่มีหญ้า ข. นําหญ้ามาปลูกแบบเป็นแผ่นปิดทับให้ทั่วบริเวณที่ไม่มีหญ้า ค. หมั่นรดน้ําหญ้าที่ปลูกใหม่ จนต้นหญ้าเจริญงอกงามดี 2. บริเวณที่ถูกน้ํากัดเซาะเป็นร่องแล้ว เนื่องจากการละเลยไม่จัดการซ่อมตามข้อ 1 นั้น ให้รีบ ดําเนินการทันทีโดยไม่ปล่อยทิ้งไว้อีก เพราะร่องต่าง ๆ เหล่านั้นจะขยายมีขนาดใหญ่มากขึ้นอย่างรวดเร็วในฤดูฝน แล้วจะทําให้การซ่อมแซมต่อไปมีความยากลําบาก หรือต้องเสียค่าใช้จ่ายแพงขึ้นโดยไม่จําเป็น ก. ถมดินบดอัดแน่นกลบร่องให้เต็ม ข. ปูดินผิวหน้า (Top Soil) ด้วยความหนา 10-15 เซนติเมตร ค. นําหญ้ามาปลูกแบบเป็นแผ่นปิดทับให้ทั่วบริเวณ แล้วหมั่นรดน้ําหญ้าที่ปลูกจนเจริญงอกงามดี 3. สําหรับลาดเขื่อนด้านท้ายน้ํา ซึ่งปล่อยให้ดินถูกน้ําฝนกัดเซาะเป็นร่องหลุม ปรากฏกระจัด กระจายไปทั่วตลอดทั้งลาดเขื่อน เนื่องจากการไม่เคยดูแลและซ่อมแซมส่วนที่ถูกน้ํากัดเซาะเลยหลังจาก สร้างเขื่อนแล้ว ซึ่งๆ ได้แก่การซ่อมแซมปรับปรุงตามข้อ 1 และข้อ 2 ดังที่กล่าวไว้ข้างต้นนั้น จึงจําเป็นต้องมี การปรับปรุงลาดเขื่อนครั้งใหญ่ตามรูปแบบเดิม หรือมีการเปลี่ยนไปบ้างตามความเหมาะสมดังต่อไปนี้


www.yotathai.com



ก. ถากตัดดินลาดเขื่อนบริเวณร่องหลุมตลอดความยาวเขื่อน ให้เป็นแนวเอียงขนานกับแนว ลาดเขื่อน โดยมีความลึกของดินที่ถูกตัดถากจนพ้นจากก้นร่องหลุมนั้น ดินที่ถากตัดออก แล้วให้เกลี่ยทับลงมาเพื่อบดอัดแน่นใหม่ด้วยการราดน้ําให้มีความชื้นใกล้เคียงกับเกณฑ์ มาตรฐาน ข. ถากตัดดินออกแล้วนํามาบดอัดแน่นใหม่ ตั้งแต่ระดับฐานเขื่อนที่พื้นดินจนถึงส่วนบนของ ตัวเขื่อนที่พ้นบริเวณร่องหลุม ให้มีความลาดเทและสัดส่วนตามที่ออกแบบไว้แต่เดิมเป็น อย่างน้อย (อาจมีลาดและสัดส่วนเปลี่ยนแปลงได้ ตามผลการวิเคราะห์และออกแบบ ปรับปรุงครั้งใหม่) ค. หลังจากตัดและถมบดดินลาดเขื่อนเสร็จเรียบร้อยแล้ว ก่อนจะเริ่มงานปลูกหญ้าให้ถมดิน ผิวหน้า (Top Soil) ความหนา 10-15 เซนติเมตร แล้วจึงปลูกหญ้าแบบปูพรมปิดผิวดินทั้งหมด ห้ามการปลูกหญ้าไว้เป็นหย่อม ๆ อย่างเด็ดขาด เพราะดินลาดเขื่อนที่ปรับปรุงใหม่แล้วนี้ จะต้องถูกน้ํากัดเซาะให้เว้าแหว่งจนเป็นร่องลึกกลับไปเหมือนสภาพเดิม ก่อนปรับปรุงอีก ภายในเวลา 1-2 ปี ง. แผนงานปรับปรุงดังกล่าวข้างต้น ต้องวางแผนการทําให้เสร็จได้ภายในฤดูแล้งเดียว นั่น คือการปลูกหญ้าทั้งหมดจะต้องเสร็จเรียบร้อยก่อนย่างเข้าฤดูฝน จ. หญ้าที่ปลูกเสร็จเรียบร้อยแล้ว ให้จัดการรดน้ําหญ้าที่ปลูกใหม่นี้อย่างน้อยสัปดาห์ละ หนึ่งครั้ง เพื่อเลี้ยงหญ้าไม่ให้แห้งเฉามากจนกว่าจะได้รับฝนต้นฤดู 4. ดินลาดเขื่อนด้านท้ายน้ํา เมื่อถูกน้ําฝนอาจเกิดการกัดเซาะลักษณะที่เป็นรูโพรงลึกลงไป ในตัวเขื่อน ซึ่งเป็นลักษณะการถูกกัดเซาะของดิน Dispersive Soil ซึ่งหลังจากตรวจสภาพดินทางด้านกายภาพ และด้านเคมีแล้ว พบว่าดินบริเวณรูโพรงนั้นเป็น Dispersive Soil ให้ดําเนินการดังนี้ ก. เมื่อพบรูโพรงเพิ่งเกิดมีขึ้นจํานวนไม่กี่แห่งตามลาดเขื่อน ให้รีบจัดการซ่อมอุดทันที โดย การขุดตัดดินอ่อนที่ข้างและก้นหลุมให้เรียบร้อยทุกแห่ง แล้วใช้ดินซึ่งผสมปูนขาวจํานวน 2% โดยน้ําหนัก (ดินผสมปูนขาวดังกล่าวต้องให้มีความชื้นเท่ากับ Optimum Moisture Content แล้วบ่มไว้ 3-4 วันก่อน จึงจะนําไปใช้ได้) ถมอัดแน่นลงในหลุมจนเต็ม หลังจาก นั้นจึงปูดิน ผิวหน้า (Top Soil) ความหนา 10-15 เซนติเมตร ให้เรียบร้อย แล้วจึงปลูก หญ้าปิดแบบปูพรมเช่นเดียวกัน ข. สําหรับลาดเขื่อนซึ่งเป็นรูโพรงจํานวนมาก กระจัดกระจายไปตลอดทั้งความยาวเขื่อน ให้ถากตัดดินลาดเขื่อนส่วนที่เป็นรูโพรงให้หมด แล้วนํามาบดอัดแน่นใหม่ด้วยวิธีการ เช่นเดียวกับข้อ 3 หลังจากนั้นจึงถมดินซึ่งผสมปูนขาวจํานวน 2% โดยน้ําหนักความ หนาประมาณ 30 เซนติเมตร ปูปิดทับดิน Dispersive อีกชั้นหนึ่ง แล้วปูดินผิวหน้า (Top Soil) ความหนา 10-15 เซนติเมตร และปลูกหญ้าแบบปูพรมเป็นอันดับสุดท้าย การดําเนินงานปรับปรุงทั้งหมดจนถึงขั้นปลูกหญ้าให้เรียบร้อยดังกล่าว ต้องดําเนินการ ให้เสร็จก่อนย่างเข้าฤดูฝน และระหว่างที่ฝนยังไม่ตกก็ต้องมีการรดน้ําหญ้าที่ปลูกใหม่อย่างสม่ําเสมอไม่น้อยกว่า สัปดาห์ละหนึ่งครั้งด้วยเช่นกัน


www.yotathai.com

งานวิศวกรรมชลประทาน หมวดที่ 5 หน้า 11

5. ลาดเขื่อนซึ่งได้ป้องกันน้ําฝนกัดเซาะไว้ด้วยหินทิ้งแล้ว แต่ปรากฏว่าใต้หินทิ้งถูกน้ําฝน กัดเซาะเป็นร่อง ควรพิจารณาซ่อมแซมดังนี้ ก. หากใต้หินทิ้งไม่มี bedding หรือสร้างหินทิ้งไว้ด้วยหินที่มีขนาดใหญ่ใกล้เคียงเสมอกัน จะไม่สามารถยับยั้งไม่ให้น้ําฝนไหลกัดเซาะดินได้ ควรรื้อหินทั้งหมดออกแล้วแต่งดินที่ลาดเขื่อน ให้เรียบ หลังจากนั้นให้ปูชั้นทรายหยาบผสมกรวดความหนาประมาณ 20 เซนติเมตร เป็น bedding ส่วนหินใหญ่ที่มีขนาดค่อนข้างเสมอกันนั้น ให้เปลี่ยนเป็นหินมีขนาดเล็ก คละกัน (ตามสัดส่วนที่ระเบิดได้) ความหนาประมาณ 30 เซนติเมตร ข. หากร่องหรือโพรงใต้หินทิ้งมีจํานวนมากและลึก กระจัดกระจายไปทั่วบริเวณ ตามลาดเขื่อน ที่มีหินทิ้งนั้น ให้รื้อหินทิ้งออกแล้วดําเนินการถากตัดดินออก แล้วบดอัดแน่นเข้าไปใหม่ ตามวิธีการที่กล่าวในข้อ 3 เสียก่อน หลังจากนั้นจึงปู bedding ความหนา 20 เซนติเมตร แล้วทับด้วยหินทิ้งขนาดเล็กใหญ่คละกัน ความหนาประมาณ 30 เซนติเมตรเช่นเดียวกับที่ กล่าวมาแล้วข้างต้น การซ่อมปรับปรุงลาดเขื่อนด้านท้ายน้ํากรณีที่ดินลาดเขื่อนเลื่อนทลาย ควรซ่อมปรับปรุง ในช่วงฤดูแล้ง ขณะที่น้ําในอ่างลดลงต่ํา ซึ่งจําเป็นต้องมีการวิเคราะห์คํานวณหาความมั่นคงของลาดเขื่อนนี้ใหม่ด้วย เพื่อกําหนดรูปแบบการซ่อมปรับปรุงให้เหมาะสม 1. อาจต้องปรับปรุงลาดเขื่อนตั้งแต่แนวบนของลาดเขื่อนที่ดินเลื่อนนั้น ให้มีความลาดเท แบนราบกว่าเดิม หรือเสริมดินบดอัดแน่นเข้ากับลาดเขื่อนเป็น berm อย่างใดอย่างหนึ่งตามความเหมาะสม 2. ในการซ่อมปรับปรุงจะต้องขุดถากดินส่วนที่เลื่อนออกจนหมด แล้วถมดินบดอัดแน่น กลับเข้าไปใหม่ให้ได้ขนาดและสัดส่วนตามรูปแบบที่กําหนดในข้อ 1 นั้น การซ่อมปรับปรุงลาดเขื่อนด้านเหนือน้ํากรณีถูกคลื่นกัดเซาะจนเว้าแหว่ง ลาดเขื่อนด้านเหนือน้ํา จะมีหินทิ้งรองด้วย bedding ปูปิดดินลาดเขื่อนไว้เพื่อป้องกันคลื่นกัดเซาะ หากปรากฏว่าลาดเขื่อนตอนใด ถูกคลื่นกัดเซาะเว้าแหว่งไปควรดําเนินการซ่อมแซมดังนี้ 1. ลาดเขื่อนที่เป็นหินทิ้งแล้วถูกคลื่นกัดเซาะดินข้างใต้จนเป็นเว้าแหว่ง อาจจะเนื่องมาจาก สาเหตุที่หินทิ้งนั้นมีขนาดค่อนข้างสม่ําเสมอ จนไม่สามารถกรอง bedding ไม่ให้ไหลทะลักเลื่อนตามคลื่นออกไปได้ หรือใต้หินทิ้งดังกล่าวไม่มี bedding แล้วแต่กรณี ควรดําเนินการดังนี้ ก. ปีใดที่วางแผนจะซ่อมแซม ในปีนั้นควรตัดสินใจระบายน้ําออกจนระดับน้ําในอ่างลดลงต่ํา ให้มากที่สุด (ต้องคํานึงถึงการใช้น้ําในฤดูแล้ง ซึ่งจะต้องจัดการให้เหมาะให้ควร และการ ระบายน้ําออกจากอ่างนี้ก็พึงระวังเรื่องการเลื่อนทลายของลาดเขื่อนด้วย) ข. รื้อหินทิ้งทั้งหมดออกแล้วแต่งลาดเขื่อนให้เรียบร้อย ค. ปูชั้นทรายหยาบผสมกรวด ความหนาประมาณ 20 เซนติเมตร เป็น bedding ง. ปูทับ bedding ด้วยหินใหญ่คละหินเล็กขนาดต่าง ๆ ตามความหนาที่กําหนด ซึ่งการซ่อมลาดด้านเหนือน้ําที่มีการทิ้งหินป้องกันคลื่นกัดเซาะนี้ หากมีการดูแลและซ่อมส่วน ที่ถูกน้ํากัดเซาะอย่างสม่ําเสมอเป็นประจําทุกปีแล้ว จะสามารถรักษาลาดเขื่อนให้มีสภาพมั่นคงดีตลอดไปได้


www.yotathai.com



5.2 ฝายและเขื่อนระบายน้ํา ก. บทบาทหน้าที่ของอาคารชลประทาน ฝาย(Weir) มีลักษณะเป็นทํานบเตี้ยและทึบตัน สร้างขวางกั้นทางน้ําไหลตลอดความกว้างของ ลําน้ํา เพื่อทดน้ําให้ระดับน้ําสูงขึ้นจากระดับน้ําปกติ สามารถไหลเข้าสู่คลองส่งน้ําชลประทานได้ และ สามารถให้ปริมาณน้ําหลากสูงสุดสามารถไหลล้นข้ามสันฝายไปได้โดยไม่ทําให้เกิดน้ําล้นตลิ่ง เขื่ อ นระบายน้ํ า (Barrage, Diversion Dam) เป็ น อาคารคอนกรี ต เสริ ม เหล็ ก มี ช่ อ ง ระบายน้ําพร้อมบานประตูระบายน้ํา สร้างขวางกั้นทางน้ําไหลไว้ตลอด ความกว้างของลําน้ํา เพื่อทดน้ํา ให้ระดับน้ําสูงขึ้นจากระดับน้ําปกติ สามารถไหลเข้าสู่คลองส่งน้ําชลประทานได้ และสามารถให้ปริมาณ น้ําหลากสูงสุดสามารถไหลผ่านช่องระบายน้ําของเขื่อนไปได้โดยไม่ทําให้เกิดน้ําล้นตลิ่ง ข. การก่อสร้าง การก่อสร้างฝายและเขื่อนระบายน้ํา มีขั้นตอนการก่อสร้าง ข.1 งานสํารวจและวางแนว มีแนวทางปฏิบัติงานคล้ายกับการก่อสร้างเขื่อน ข.2 งานผันน้ําระหว่างก่อสร้าง มีแนวทางปฏิบัติงานคล้ายกับการก่อสร้างเขื่อน ข.3 งานก่อสร้างทํานบดินชั่วคราว มีแนวทางปฏิบัติงานคล้ายกับการก่อสร้างเขื่อน หากเป็นการก่อสร้างฝายในลําน้ําเดิม ต้องทําทางผันน้ําระหว่าก่อสร้างให้เสร็จก่อน แล้วจึงก่อสร้างทํานบดินชั่วคราวปิดกั้นบริเวณด้านเหนือน้ําของจุดที่จะก่อสร้างฝาย และการถมดินบดอัดแน่น ทํานบดินชั่วคราวใช้วิธีเดียวกันกับการถมดินตัวเขื่อน แต่การบดอัดแน่นจะต่ํากว่า คือใช้ 85% Standard Proctor Compaction Test และขุดร่องดักน้ําไว้ด้านท้ายน้ําของทํานบดินชั่วคราว เพื่อสูบน้ําใต้ดิน และน้ําที่ซึมออกมาไม่ให้ล้นร่องดักน้ําขึ้นมารบกวนการก่อสร้างอาคารฝาย หากเป็นการก่อสร้างในช่องลัด เป็นการก่อสร้างในบ่อก่อสร้างบนดินตลิ่งลําน้ํา จนงาน ก่อสร้างพ้นระดับน้ําหลากหรือจนอาคารเสร็จ โดยปิดบ่อก่อสร้างให้เชื่อมด้านท้ายน้ําก่อน แล้วจึงเปิดบ่อ ก่อสร้างด้านเหนือน้ํา จนน้ําสามารถไหลผ่านอาคารฝายหรือเขื่อนระบายน้ําใหม่ได้ แล้วจึงสร้างทํานบดิน ปิดลําน้ําเดิม ข.4 งานขุดลอกหน้าดินฐานราก มีแนวทางปฏิบัติงานคล้ายกับการก่อสร้างเขื่อน ข.5 งานขุดร่องแกน ข.6 งานปรับปรุงฐานรากอาคาร มีแนวทางปฏิบัติงานคล้ายกับการก่อสร้างเขื่อน ข.7 การทํางานคอนกรีตและอาคารประกอบ มีแนวทางปฏิบัติคล้ายกับการก่อสร้างเขื่อน ค. การตรวจสอบสภาพอาคาร การตรวจสอบสภาพอาคารของฝายและเขื่อนระบายน้ํา ส่วนใหญ่จะเป็นการตรวจสอบ ด้วยสายตา สําหรับรอบของการตรวจสอบ และขั้นตอนการตรวจสอบได้กล่าวไว้แล้วในส่วนของการ ตรวจสอบเขื่อน สามารถนํามาใช้เป็นแนวทางได้ การตรวจสอบจะตรวจบริเวณส่วนต่างๆ ของฝายดังนี้ ตัวฝาย - ตรวจสอบสภาพผิวคอนกรีต - ตรวจสอบระดับสันฝาย มีชํารุด แตก ทรุดตัวหรือไม่


www.yotathai.com


- บริเวณคอนกรีตดาดลาดตลิ่งทั้งสองฝั่งของตัวฝาย มีรอยแตก มีการทรุดตัว มีน้ํารั่วซึมหรือไม่ พื้นฝายด้านเหนือน้ํา - ดูรอยแตก ดูการทรุดตัวของทั้งพื้นฝาย และคอนกรีตดาดลาดตลิ่ง - มีรูน้ํารั่ว สังเกตโดยจะมีจุดน้ําวน - ดูการทรุดตัวของหินเรียงท้องน้ํา - ดูสภาพการตกตะกอนในลําน้ําบริเวณหน้าฝาย(ด้านเหนือน้ํา) พื้นฝายด้านท้ายน้ํา - ดูรอยแตก ดูการทรุดตัวของทั้งพื้นฝาย และคอนกรีตดาดลาดตลิ่ง - ดูการทรุดตัวของหินเรียงท้องน้ํา - ดูการกัดเซาะของท้องน้ํา และการตกตะกอนในลําน้ํา คันกั้นน้ําบริเวณฝาย - ดูสภาพการกัดเซาะบริเวณลาดด้านข้างของคัน - ดูหลุม บ่อ และสภาพผิวด้านบนของคันกั้นน้ํา - ไม่ควรมีต้นไม้ยืนต้น เพราะรากแก้ว รากแขนงจะเป็นสาเหตุให้คันดินชํารุด สําหรับเขื่อนระบายน้ํา ตรวจสอบส่วนต่าง ๆ ดังนี้ ตัวอาคารเขื่อนที่เป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก - ดูการทรุดตัว รอยแตก ส่วนที่เป็นเหล็ก - ดูการบิดงอ สภาพการกัดกร่อนผิวเนื้อเหล็ก เครื่องกว้าน บานระบาย - ดูการบิดงอ สภาพการกัดกร่อนผิวเนื้อเหล็ก การเคลื่อนตัวขึ้นลงของ............ พื้นด้านเหนือน้ําและด้านท้ายน้ํา - ดูรอยแตก การทรุดตัวของพื้น และคอนกรีตลาดตลิ่ง - ดูการรั่วซึมของน้ํา - ดูการกัดเซาะท้องน้ํา และการตกตะกอนในลําน้ํา ง. การบํารุงรักษา ซ่อมแซม - ไม่ควรปล่อยให้มีต้นไม้ใหญ่ขึ้นบริเวณที่เป็นดินถมคันกั้นน้ํา เพื่อไม่ให้รากต้นไม้งอก ไปดันส่วนที่เป็นคอนกรีตดาด หรือหินเรียงยาแนว หรือหินก่อบริเวณลาดตลิ่งและ ลาดคันกั้นน้ํา - ส่วนที่เป็นเหล็ก ควรขัดสนิม ทาสีกันสนิมทุกปีหลังฤดูฝน เช่น โครงยกบานระบาย กรอบบาน ตัวบาน และร่องบาน เป็นต้น - ส่วนที่เคลื่อนที่ได้ เช่น แกนหมุนของเครื่องกว้าน ก้านเหล็กยกบาน ควรทาจารบี หล่อลื่น - ส่วนที่เป็นคอนกรีตดาด หินก่อ หรือหินเรียงยาแนว หากมีการทรุดตัว แตกหักเป็น รูโพรง ควรสืบหาสาเหตุของการชํารุด เพื่อแก้ไขแล้วซ่อมกลับคืนสภาพเดิม


www.yotathai.com



5.3 ระบบส่งน้ํา ก. บทบาทหน้าที่ของอาคารชลประทาน ระบบส่งน้ํา ทําหน้าที่นําน้ําจากอาคารหัวงานชลประทาน เช่น อ่างเก็บน้ํา ฝาย เขื่อนระบาย น้ํา เป็นต้น ไปแพร่กระจายให้ครอบคุลมพื้นที่ชลประทาน และเนื่องจากพื้นที่ชลประทานเป็นพื้นที่กว้าง และยาวมาก ผ่านสภาพภูมิประเทศที่เป็นเนินเขา พื้นที่ราบ พื้นที่ลุ่ม ตัดผ่านลําห้วย ถนน จึงต้องมี อาคารชลประทานต่างๆ ในระบบส่งน้ํา เพื่อช่วยให้การส่งน้ํากระจายไปสู่พื้นที่ชลประทานเป้าหมายได้ใน ปริมาณที่เพียงพอตามรอบระยะเวลาที่กําหนด อาคารในระบบชลประทาน มีหลายชนิด ทําหน้าที่ต่างกัน ดังนี้ ก.1 คลองส่งน้ําสายใหญ่, คลองส่งน้ําสายซอย, คลองส่งน้ําสายแยกซอย มีหน้าที่ลําเลียงน้ํา จากประตูระบายปากคลองส่งน้ําเข้าสู่พื้นที่ชลประทานเป้าหมาย โดยมีความจุของคลองลดลงจากมาก ไปหาน้อย ตามขนาดของคลองส่งน้ําสายใหญ่ สายซอยและสายแยกซอยตามลําดับ โดยคลองส่งน้ํา สายใหญ่จะแยกอกจากหัวงานชลประทาน (เขื่อน ฝาย เป็นต้น) คลองส่งน้ําสายซอยแยกออกจากคลอง ส่งน้ําสายใหญ่ และคลองส่งน้ําสายแยกซอยจะแยกออกจากคลองส่งน้ําสายซอย ก.2 ประตูระบายปากคลองส่งน้ําสายใหญ่, ประตูระบายปากคลองส่งน้ําสายซอย, ประตู ระบายปากคลองส่ง น้ํา สายแยกซอย มีห น้าที่ควบคุม ปริม าณน้ํา ให้ไ หลเข้าคลองส่ง น้ํา ตามปริม าณ ที่ต้องการ หรือปิดไม่ให้น้ําไหลเข้าคลองส่งน้ํา ก.3 รางน้ํา (Flumes) เป็นรางเปิดที่ลําเลียงน้ําผ่านบริเวณที่มีพื้นที่จํากัด เช่น กรณีที่ต้องลัด เลาะตามลาดเนินเขามีความกว้างจํากัด โดยวางบนดินเนินเขาที่ถูกตัดเป็นแนวจะเรียกรางน้ําชนิดนี้ว่า bench flumesแต่ถ้ากรณีที่คลองส่งน้ําตัดผ่านร่อน้ําที่ลาดท้องคลองอยู่สูงกว่าระดับน้ําหลากสูงสุดของลําน้ํา รางน้ําจะต้องวางบนฐานรองรับเพื่อรักษาระดับน้ําในคลองส่งน้ําชลประทาน จะเรียกรางน้ําชนิดนี้ว่า elevated flumes ก.4 ท่อ เชื่อ ม (Siphons) ในกรณีที่ค ลองส่ง น้ํา ชลประทานต้อ งตัด ผ่า นลํา น้ํา แต่ร ะดับ ลาดท้อ งคลองส่งน้ําอยู่ต่ํากว่าระดับน้ําหลากสูงสุดของลําน้ํา จะสร้างท่อส่งน้ําลอดใต้ลําน้ําโดยรับน้ํา จากตลิ่งลําน้ําด้านเหนือน้ําของคลองส่งน้ํา เชื่อมไปขึ้นตลิ่งลําน้ําอีกฝั่งหนึ่งเข้าสู่คลองส่งน้ําด้านท้ายน้ํา ตามปกติแล้วจะไม่พิจารณาสร้างอาคารให้ลําน้ําธรรมชาติลอดใต้คลองส่งน้ํา เพื่อป้องกันการอุดตัน ภายในท่อ ก.5 อาคารรับน้ําเข้าคลอง (Inlet) ในกรณีที่คลองส่งน้ําตัดผ่านลําห้วยขนาดต่างๆ ที่มีตาม ธรรมชาติ หรือคลองส่งน้ําชลประทานเป็นคลองถมสูงจากระดับดินเดิม (คลองลอย) จนกลายเป็นคันกั้น น้ําและการสร้างรางน้ําหรือท่อเชื่อมไม่เหมาะสม จะพิจารณารับน้ําหลากจากลําห้วยนั้นลงคลองส่งน้ํา ผ่านอาคารรับน้ําเข้าคลอง ก.6 อาคารระบายน้ําทิ้ง (Outlet) เมื่อคลองส่งน้ําผ่านเข้าไปในพื้นที่เป็นระยะทางยาวๆ จะตัดผ่าน ลําห้วยตามธรรมชาติ และต้องรับน้ําเข้าคลองส่งน้ํา ทําให้มีปริมาณน้ําในคลองส่งน้ําเพิ่มขึ้นตามระยะ ความยาวของคลองส่งน้ํา เมื่อคลองส่งน้ําผ่านบริเวณที่เป็นลําน้ําที่มีความจุมากพอ และสามารถไหลเชื่อม ไปสู่ลําน้ําสายใหญ่โดยไม่เกิดผลกระทบต่อประชาชนแล้ว จะพิจารณาระบายน้ําในคลองส่งน้ําทิ้งลงสู่ลําน้ํา ธรรมชาติผ่านอาคารทิ้งน้ํา เพื่อป้องกันไม่ให้ปริมาณน้ําในคลองส่งน้ําเกินความจุของคลองส่งน้ําจนล้นคันคลอง ซึ่งเป็นสาเหตุให้คลองส่งน้ําขาด ชํารุด


www.yotathai.com


ก.7 สะพาน (Bridges) กรณีคลองส่งน้ําตัดผ่านถนนหรือทางรถไฟ ซึ่งตามปกติแล้วระดับหลัง ถนนและหลัง ทางรถไฟ จะมีร ะดับ สูง กว่า ระดับ น้ํา ในคลองส่ง น้ํา มากพอ อาคารชลประทานที่จ ะ สร้างจะพิจารณาเป็นสะพานต่อเชื่อมถนนและทางรถไฟ โดยให้คลองส่งน้ําลอดใต้สะพาน ก.8 ท่อลอด (Culverts) กรณีที่คลองส่งน้ําตัดผ่านถนนหรือทางรถไฟ ซึ่งมีระดับหลังถนน และหลั ง รถไฟอยู่ ใ กล้ เ คี ย งกั บ ระดั บ น้ํา ในคลองส่ ง น้ํา การยกระดั บ ถนนและสะพานมี ข้ อ จํา กั ด จะพิ จ ารณาก่ อ สร้ า งท่ อ ลอด เพื่ อ ให้ ค ลองส่ ง น้ํา ชลประทานสามารถลํา เลี ย งน้ํา ลอดผ่ า นถนน หรื อ ทางรถไฟได้ ก.9 ประตูระบายทดน้ํากลางคลอง (Check Regulators) คลองส่งน้ําที่ผ่านไปในพื้นที่จะมี ลาดท้องคลองลดระดับลงไปตามระยะทาง บางกรณีเช่นที่ราบกว้าง ๆ ระดับน้ําในคลองต่ํากว่าระดับน้ํา พื้นนามากเกิน 0.50 ม. จะทําให้ชาวนามีค่าใช้จ่ายเพิ่มในการนําน้ําเข้าสู่แปลงนา กรณีนี้จะพิจารณา สร้างอาคารประตูน้ํากลางคลองส่งน้ํา เพื่อทําหน้าที่ทดระดับน้ําในคลองส่งน้ําให้มีระดับที่เหมาะสม ส่วนมากแล้วจะพิจารณาสร้างประตูทดน้ํากลางคลองเพื่อทดน้ําเข้าคลองซอยและคลองแยกซอย อีก กรณีหนึ่งซึ่งหากกําหนดการส่งน้ําเป็นรอบเวร ประตูระบายน้ํากลางคลองจะมีบทบาทในการควบคุมการ ระบายน้ําผ่านประตูได้ตามที่กําหนด ก.10 น้ําตก (Drops) กรณีที่คลองน้ําจําเป็นต้องลดระดับไปตามสภาพภูมิประเทศที่มีการลด ระดับอย่างรวดเร็ว (มากกว่า 1:100) การลดระดับท้องคลองโดยกําหนดลาดท้องคลองขึ้น จะทําให้เกิด การกัดเซาะคลองส่งน้ําและทําให้กระแสน้ําด้านท้ายน้ําปั่นป่วน หรือกรณีที่ลาดท้องคลองราบกว่าลาด ตามสภาพภู มิ ป ระเทศ จนถึ ง ความยาวระยะท้ อ งระดั บ ท้ อ งคลองจะสู ง กว่ า ระดั บ พื้ น นา กรณี นี้ จ ะ พิจารณาสร้างเป็นอาคารน้ําตก เพื่อให้น้ําในคลองลดระดับลงได้มากตามที่ต้องการ ก.11 ประตูระบายปลายคลองส่งน้ํา (Tail Regulators) มีลักษณะและหน้าที่เหมือนกับประตู ระบายทดน้ํากลางคลอง (Check Regulators) แต่วัตถุประสงค์ต่างกันเพราะมีตําแหน่งที่ตั้งอยู่ปลาย คลองส่งน้ํา โดยน้ําที่จะผ่านประตูระบายปลายคลองจะต้องทิ้งลงสู่ลําน้ําธรรมชาติ หรือให้ไหลบ่าไปตาม ทุ่งนา ซึ่งต้องมีการควบคุมปริมาณน้ําที่ระบายเพื่อไม่ให้เกิดผลกระทบทั้งด้านในคลองส่งน้ํา และพื้นที่รับ น้ําด้านท้ายประตู ก.12 ท่อส่งน้ําเข้านา (Farm Turnouts) เป็นท่อส่งน้ําจากคลองส่งน้ําสายซอยหรือสายแยก ซอยเข้าสู่แฉกส่งน้ํา หรือพื้นที่นาโดยตรง อาคารท่อส่งน้ําเข้านาจะมีประตูน้ําประกอบอยู่ด้วย เพื่อให้ สามารถควบคุมปริมาณน้ํา และปิด-เปิดน้ําตามรอบเวรได้ ตามปกติจะไม่อนุญาตให้มีท่อส่งน้ําเข้านานํา น้ําออกจากคลองส่งน้ําสายใหญ่โดยตรง เพื่อให้สะดวกต่อการบริหารจัดการน้ําในระบบส่งน้ํา ข. การก่อสร้างระบบส่งน้ํา การก่ อ สร้ า งอาคารต่ า งๆ ในระบบส่ ง น้ํ า ส่ ว นใหญ่ จ ะเป็ น งานดิ น และงานคอนกรี ต หรื อ คอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งทําตามแบบก่อสร้าง สิ่งที่สําคัญที่สุดในการก่อสร้างระบบส่งน้ําและอาคาร ต่างๆ ในระบบส่งน้ําก็คือเรื่องระดับ และตําแหน่งพิกัดของอาคารต่างๆ ทั้งนี้เพราะคลองส่งน้ําจะต้อง ลําเลียงน้ําไปเป็นระยะทางยาวรวมๆ กันมากกว่า 100 กิโลเมตร และมีอาคารควบคุมหลายชนิดในระบบ โดยวัตถุประสงค์เพื่อให้น้ําชลประทานสามารถไหลผ่านอาคารต่างๆ ไปได้ตามอัตราการไหลที่ออกแบบไว้ และสามารถส่งเข้าสู่พื้นที่เพาะปลูกได้อย่างมีประสิทธิภาพ


www.yotathai.com



ค. การตรวจสอบสภาพอาคาร เนื่องจากคลองส่งน้ํารวมทั้งโครงการจะมีคลองส่ง น้ําหลายสาย คือคลองส่ง น้ําสายใหญ่ สายซอย สายแยกซอย แฉกส่งน้ํา รวมๆ แล้วอาจยาวมากกว่า 100 กิโลเมตร ดังนั้นการตรวจสอบ สภาพอาคารจึงควรต้องวางแผนการตรวจสอบเป็นสายๆ ตามโซนส่งน้ําต่างๆ และวิธีที่เหมาะสมที่สุด โดยการเดินตรวจสอบที่มีผู้แทนกลุ่มผู้ใช้น้ําร่วมตรวจสอบด้วย เพื่อให้ทราบข้อขัดข้องหรือปัญหาของ เกษตรกรผู้ใช้น้ําหากพบอาคารชํารุด ควรพิจารณาวิเคราะห์หาสาเหตุของการชํารุดของอาคารหรือ สาเหตุของปัญหาเรื่องการรับน้ํา การใช้น้ําของเกษตรกร แล้วจึงหาวิธีซ่อมแซมหรือปรับปรุงแก้ไขปัญหา ต่อไป ง. การบํารุงรักษา ซ่อมแซม เนื่องจากในระบบส่งน้ํา มีคลองส่งน้ําหลายสาย มีความยาวหลายกิโลเมตร มีอาคารควบคุม ต่างๆ หลายร้อยแห่ง วิธีที่ดีที่สุดเพื่อให้ระบบชลประทานทั้งระบบทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพก็คือ การดูแลบํารุงรักษาให้ต่อเนื่องเป็นประจําและทั่วถึง 5.4 ระบบระบายน้ํา ก. บทบาทหน้าที่ของอาคารชลประทาน ระบบระบายน้ํา ทําหน้าที่ระบายน้ําส่วนที่เกินความต้องการจากระบบส่งน้ําและจากพื้นที่ ชลประทาน เพื่อป้องกันไม่ให้ระบบส่งน้ําและอาคารในระบบเสียหาย รวมถึงการบรรเทา ป้องกันไม่ให้ ผลผลิตของเกษตรกรในพื้นที่ชลประทานได้รับความเสียหาย ส่วนใหญ่ระบบระบายน้ําจะมีคลองระบาย สายใหญ่ คลองระบายสายซอยซึ่งจะเลือกนําคลองธรรมชาติที่อยู่ในพื้นที่มาปรับปรุงให้สามารถรวบรวม ลําเลียงน้ําส่วนเกิน จากความต้องการระบายออกไปสู่ลําน้ําธรรมชาติสายหลัก คลองระบายไม่นิยมทํา การดาดคอนกรีต เนื่องจากปริมาณน้ําที่ระบายมีแนวโน้มสูงขึ้นจากความเจริญของชุมชน ซึ่งสามารถขุด ขยายได้ในอนาคต สําหรับอาคารในคลองระบายส่วนใหญ่จะไม่มีอาคารควบคุมน้ํา ยกเว้นที่ปากคลองระบายเพื่อ ควบคุมบริหารจัดการน้ําและมีสะพานข้ามคลองระบายในช่วงที่ตัดผ่านถนน ทั้งนี้เพื่อให้คลองระบายโล่ง สามารถทําหน้าที่ระบายน้ําได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากมีความจําเป็นต้องสร้างอาคารอื่นๆ ในคลอง ระบายน้ํา จะต้องหารือกับโครงการชลประทานที่ดูแลก่อนทุกครั้ง ข. การก่อสร้าง ระบบระบายน้ําส่วนใหญ่จะเป็นการขุดลอกคลองธรรมชาติ หรือถ้าจําเป็นจะมีการขุดคลอง ระบายขึ้นใหม่ในพื้นที่ เรื่องการวางระดับจึงมีความสําคัญสําหรับทุกอาคารในระบบระบายน้ํา ค. การตรวจสอบสภาพอาคาร ให้ตรวจสอบอาคารตามแนวทางการตรวจสอบที่กล่าวไปแล้วในการตรวจสอบเขื่อน และ อาคารประกอบ และที่สําคัญต้องไม่ให้มีการบุกรุก รุกล้ําของสิ่งปลูกสร้างเข้ามาในคลองระบาย และ ตรวจสอบสภาพการไหลของน้ํา


www.yotathai.com


ง. การบํารุงรักษา ซ่อมแซม ปรับปรุง สิ่งสําคัญ คือ ไม่ให้มีสิ่งกีดขวางการระบายน้ํา จึงเป็นเรื่องของการขุดลอก กําจัดวัชพืช เป็น ประจําทุกปี โดยเฉพาะก่อนฤดูน้ําหลาก

เอกสารอ้างอิง 1. คณะทํางานจัดทําคู่มือในการดําเนินการก่อสร้างโครงการขนาดกลาง (2551) คู่มือการก่อสร้าง โครงการชลประทานขนาดกลาง, ธันวาคม 2551, กรมชลประทาน 2. อาจารย์อรุณ อินทรปาลิต, การวางแผนและออกแบบระบบการส่งน้ํา ในชลกรฉบับพิเศษ 72 ปี อาจารย์อรุณ อินทรปาลิต 17 สิงหาคม 2534, โรงพิมพ์ บริษัทโอเอสพริ้นติ้ง กรุ๊ฟจํากัด, 2534 ป. 09342500 3. วิฑูรย์ ฐิติธนภัค, คู่มือการตรวจสอบสภาพ การบํารุงรักษาเขื่อนดินและอาคารประกอบ, กุมภาพันธ์ 2537


www.yotathai.com


หมวดวิชาบริหารงานก่อสร้าง


www.yotathai.com


www.yotathai.com

หมวดวิชาบริหารงานก่อสร้าง


ผศ.ดร. จิรวัฒน์ ดําริห์อนันต์ ดร. ปฐเมศ ผาณิตพจมาน ผศ. สมเกียรติ ขวัญพฤกษ์ นายสักกะพันธุ์ เมฆเลอสรวง

www.yotathai.com

1

กฎหมายสําคัญในการบริหารงานก่อสร้าง (Essential Laws in Construction Management) 1.1 กฎหมายวิศวกร พระราชบั ญ ญั ติ วิ ศ วกร พ.ศ. 2542 กฎกระทรวงกํ า หนดสาขาวิ ช าชี พ วิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม พ.ศ. 2550ข้อบังคับสภาวิศวกรว่า ด้วยหลักเกณฑ์และคุณสมบัติของผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมแต่ละ ระดั บ สาขาวิ ศ วกรรมโยธา พ.ศ. 2551 ข้ อ บั ง คั บ สภาวิ ศ วกรว่ า ด้ ว ย จรรยาบรรณแห่งวิชาชีพวิศวกรรมและการประพฤติผิดจรรยาบรรณอันจะ นํามาซึ่งความเสื่อมเสียเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพ พ.ศ. 2543

1.2 กฎหมายควบคุมอาคาร พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร: เจตนารมณ์ของพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร ฉบับต่างๆพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร: สาระสําคัญกฎกระทรวงที่ออก ตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร

1.3 กฎหมายความปลอดภัยในการทํางานก่อสร้าง พระราชบัญญัติเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานกฎกระทรวงเกี่ยวกับ ความปลอดภัยในการทํางานก่อสร้างประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครอง แรงงานเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานก่อสร้าง

1.4 พระราชบัญญัติว่าด้วยความผิดเกีย่ วกับการเสนอราคาต่อ หน่วยงานของรัฐ การกระทําที่เป็นความผิดของเอกชน การกระทําที่เป็นความผิดของผู้บริหาร นิติบุคคลการกระทําที่เป็นความผิดของเจ้าหน้าที่ของรัฐการกระทําที่เป็น ความผิดของผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมือง

1.5 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน จิรวัฒน์ ดําริห์อนันต์

พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2551พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2553

www.yotathai.com


กฎหมายสําคัญในงานวิศวกรรมโยธา

1.1 กฎหมายวิศวกร กฎหมายหลักที่ส่งเสริมและกํากับดูแลการประกอบวิชาชีพวิศวกรรมเพื่อประโยชน์แก่สาธารณะ ชนและเพื่อเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพวิศวกรรมคือ พระราชบัญญัติวิศวกร พ.ศ. 2542 นอกจากนั้นยังมี กฎหมายในลําดับรองลองไปในระดับกฎกระทรวงและข้อบังคับที่สําคัญ ประกอบด้วย กฎกระทรวง กําหนดสาขาวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม พ.ศ. 2550 ข้อบังคับสภาวิศวกรว่าด้วย หลักเกณฑ์และคุณสมบัติของผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมแต่ละระดับ สาขาวิศวกรรมโยธา พ.ศ. 2551 และข้ อ บั ง คั บ สภาวิ ศ วกรว่ า ด้ ว ยจรรยาบรรณแห่ ง วิ ช าชี พ วิ ศ วกรรมและการประพฤติ ผิ ด จรรยาบรรณอันจะนํามาซึ่งความเสื่อมเสียเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพ พ.ศ. 2543 1.1.1 พระราชบัญญัติวิศวกร พ.ศ. 2542 (ก) สภาวิศวกร พระราชบัญญัติวิศวกร พ.ศ. 2542 กําหนดให้ผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมทําการควบคุมกันเอง ในรูปแบบของสภา โดยมี “สภาวิศวกร” ซึ่งเป็นองค์กรที่จัดตั้งขึ้นตามกฎหายเพื่อทําหน้าที่ควบคุมและ พัฒนาการประกอบวิชาชีพวิศวกรรม รวมทั้งส่งเสริมและพัฒนาความรู้ความสามารถของมวลสมาชิก (ข) สมาชิก พระราชบัญญัติวิศวกร ได้กําหนดประเภทของสมาชิกสภาวิศวกรไว้ 3 ประเภท ประกอบด้วย สมาชิ ก สามั ญ สมาชิ ก วิ ส ามั ญ และสมาชิ ก กิ ต ติ ม ศั ก ดิ์ โดยสมาชิ ก สามั ญ เป็ น ผู้ มี สิ ท ธิ์ มี เ สี ย งใน การกําหนดทิศทางและอนาคตของสภาวิศวกรโดยตรง ในขณะที่สมาชิกวิสามัญไม่มีสิทธิ์ในการออกเสียง ลงคะแนนในการประชุมใหญ่สภาวิศวกร และไม่ มีสิทธิ์ ในการเลือ ก รับ เลือ กตั้ง หรือ รั บแต่ง ตั้ง เป็ น กรรมการ สําหรับ สมาชิกกิต ติ ม ศักดิ์จ ะเป็นสมาชิ กที่มีลํ าดับ ชั้นสู งสุด แต่ ไ ม่ มีสิทธิ์ใ นการออกเสี ยง ลงคะแนนในการประชุมใหญ่ สภาวิศวกร และไม่ มีสิทธิ์ ในการเลือ ก รับ เลือ กตั้ง หรือ รั บแต่ง ตั้ง เป็ น กรรมการเช่นเดียวกับสมาชิกวิสามัญ (ค) คณะกรรมการสภาวิศวกร ผู้ที่ดําเนินงานของสภาคือ คณะกรรมการสภาวิศวกร โดยมีกรรมการเป็นจํานวนทั้งสิ้น 20 คน เลือกตั้งจากสมาชิกสามัญซึ่งไม่ได้ดํารงตําแหน่งคณาจารย์ในสถาบันอุดมศึกษาระดับปริญญา จํานวน 10 คน จากสมาชิกสามัญซึ่งดํารงตําแหน่งคณาจารย์ในสถาบันอุดมศึกษาระดับปริญญา จํานวน 5 คน และจากการแต่งตั้งโดยคณะรัฐมนตรีอีกจํานวน 5 คน (ง) การดําเนินงานของคณะกรรมการ การดําเนินงานของคณะกรรมการจะกระทําโดยพละการมิได้ หากแต่คณะกรรมการต้องจัดทํา แผนการดําเนินงานและงบประมาณประจําปีเสนอต่อที่ประชุมใหญ่สภาวิศวกรเพื่อขอความเห็นชอบจาก สมาชิก เมื่อที่ประชุมใหญ่มีมติเห็นชอบแล้วจึงจะดําเนินงานได้ (มาตรา 37) (จ) ข้อบังคับสภาวิศวกร กฎระเบียบต่า งๆ ที่ จํา เป็นในการดําเนิ นงานของสภาวิ ศวกร จะออกเป็นกฎหมายในรูปของ “ข้อบังคับสภาวิศวกร”


www.yotathai.com

กฎหมายสําคัญในงานวิศวกรรมโยธา บทที่ 1 หน้า 3

(ฉ) การควบคุมการประกอบวิชาชีพวิศวกรรม การควบคุมการประกอบวิชาชีพวิศวกรรมตามพระราชบัญญัติวิศวกรนี้ ได้กระทําใน 2 ระดับ ในระดับแรกเป็นการควบคุมที่ใบอนุญาตประกอบวิชาชีพโดยมีการกําหนดคุณสมบัติของผู้ที่มีสิทธิ์ได้รับ ใบอนุญาตและกําหนดกฎเกณฑ์ที่เกี่ยวข้อง อีกระดับหนึ่งเป็นการควบคุมหลังจากที่ได้รับใบอนุญาตและ ปฏิบัติหน้าที่ในวิชาชีพแล้ว โดยพระราชบัญญัติวิศวกรได้กําหนดให้มีคณะกรรมการจรรยาบรรณขึ้นมา กํากับดูแลและควบคุมการประกอบวิชาชีพวิศวกรรม บุคคลใดที่ได้รับความเสียหายหรือพบการประพฤติผิดจรรยาบรรณของผู้ได้รับใบอนุญาต มีสิทธิ์ กล่าวหาผู้ได้รับใบอนุญาตนั้นต่อสภาวิศวกร (มาตรา 51) ซึ่งสภาวิศวกรจะต้องเสนอเรื่องดังกล่าวต่อ คณะกรรมการจรรยาบรรณโดยไม่ชักช้า หากคณะกรรมการจรรยาบรรณพิจารณาแล้วเห็นว่าผู้ถูก กล่าวหากระทําผิดจริงคณะกรรมการสามารถวินิจฉัยชี้ขาดอย่างหนึ่งอย่างใดดังต่อไปนี้ได้ (มาตรา 61) (1) ตักเตือน (2) ภาคทัณฑ์ (3) พักใช้ใบอนุญาตมีกําหนดเวลาตามที่เห็นสมควร แต่ไม่เกินห้าปี (4) เพิ ก ถอนใบอนุ ญ าต โดยที่ ผู้ ไ ด้ รั บ ใบอนุ ญ าตซึ่ ง ถู ก สั่ ง เพิ ก ถอนในอนุ ญ าตจะยื่ น ขอรั บ ใบอนุญาตอีกไม่ได้ จนกว่าจะพ้นห้าปีนับแต่วันที่ถูกสั่งเพิกถอนใบอนุญาต (มาตรา 65) 1.1.2 กฎกระทรวงกําหนดสาขาวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม พ.ศ. 2550 กฎกระทรวงฉบับนี้กําหนดงานที่ควบคุมไว้ตามลักษณะของงาน (มีอยู่ 6 งานหรือ 6 ลักษณะ ที่ควบคุม) ตามประเภทของงาน และตามขนาดของงาน โดยมีประเภทและขนาดของงานที่ควบคุมอยู่ 21 ประเภทและขนาดงานที่ควบคุมเหล่านี้เป็นงานที่มีขนาดพอสมควร ที่พิจารณาได้ว่าจําเป็นต้องมี วิศวกรเป็นผู้ดําเนินการมิเช่นนั้นอาจเกิดอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น งานออกแบบและคํานวณโครงสร้าง สําหรับบ้านที่มีความสูงตั้งแต่ 3 ชั้นขึ้นไป ถือว่าเป็นงานในวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม แต่หากเป็นกรณี บ้าน 2 ชั้น ที่ไม่มีโครงสร้างชั้นใดๆ สูงเกิน 4 เมตร และไม่มีคานที่มีช่วงคานยาวเกิน 5 เมตร แม้ว่าจะ เป็นงานในสาขาวิชาชีพวิศวกรรมแต่ก็ไม่เป็นงานในวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม เพราะยังมีขนาดเล็ก ยังอยู่ ในวิสัยที่ผู้ที่ไม่ใช่วิศวกรเช่นช่างที่มีประสบการณ์สามารถดําเนินการได้ ดังนั้นถึงแม้จะเป็นงานในสาขา วิชาชีพวิศวกรรมแต่ก็ไม่ได้ “ควบคุม” ให้วิศวกรเท่านั้นที่ทํางานเช่นนั้นได้ สําหรับงานในวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม 6 ลักษณะที่บัญญัติไว้ในกฎกระทรวงเรื่องกําหนดสาขา วิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม พ.ศ. 2550 นั้น งานในลักษณะที่ 1 คืองานให้คําปรึกษา หมายถึงงานที่ไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การคิดคํานวณเชิงตัวเลขหรือการใช้ข้อมูล แต่งานในลักษณะที่ 5 คืองาน พิจารณาตรวจสอบนั้น เป็นงานที่ใช้การคิดวิเคราะห์เชิงตัวเลขและใช้ข้อมูล เช่นข้อมูลที่สํารวจได้หรือ ข้ อ มู ล ทางสถิ ติ งานให้ คํ า ปรึ ก ษาจึ ง ถู ก บั ญ ญั ติ ใ ห้ เ ฉพาะวุ ฒิ วิ ศ วกรเท่ า นั้ น ที่ ทํ า ได้ เพราะต้ อ งใช้ ประสบการณ์และวิจารณญาณเป็นองค์ประกอบสําคัญ 1.1.3 ข้ อ บั ง คั บ สภาวิ ศ วกรว่ า ด้ ว ยหลั ก เกณฑ์ แ ละคุ ณ สมบั ติ ข องผู้ ป ระกอบวิ ช าชี พ วิ ศ วกรรม ควบคุมแต่ละระดับ สาขาวิศวกรรมโยธา พ.ศ. 2551 ตามข้อบังคับสภาวิศวกรว่าด้วยหลักเกณฑ์และคุณสมบัติของผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม แต่ละระดับ สาขาวิศวกรรมโยธา พ.ศ. 2551 ภาคีวิศวกรโยธาไม่สามารถทํางานให้คําปรึกษาและงาน


www.yotathai.com



วางโครงการได้ แต่สามารถทํางานงานออกแบบและคํานวณรวมถึงงานควบคุมการสร้างหรือการผลิต ได้บางประเภทและบางขนาด เช่น สามารถออกแบบและคํานวณอาคารที่มีความสูงได้ไม่เกิน 4 ชั้น และ ควบคุมการสร้างอาคารที่มีความสูงได้ไม่เกิน 8 ชั้น เป็นต้น และสามารถทํางานพิจารณาตรวจสอบ รวมถึงงานอํ านวยการใช้ ไ ด้ทุกประเภทและทุกขนาด ในขณะที่สามัญวิศวกรสามารถทํ างานได้ทุก ลักษณะ ทุกประเภท และทุกขนาด ยกเว้นงานให้คําปรึกษาเท่านั้น ที่อนุญาตให้เฉพาะวุฒิวิศวกรเท่านั้น ที่ทําได้ดังที่กล่าวแล้วข้างต้น 1.1.4 ข้ อ บั ง คั บ สภาวิ ศ วกรว่ า ด้ ว ยจรรยาบรรณแห่ ง วิ ช าชี พ วิ ศ วกรรมและการประพฤติ ผิ ด จรรยาบรรณอันจะนํามาซึ่งความเสื่อมเสียเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพ พ.ศ. 2543 จรรยาบรรณวิ ศวกรได้รับการบัญญัติไ ว้ใ น “ข้อ บัง คับสภาวิศวกร ว่าด้ว ยจรรยาบรรณแห่ง วิชาชีพวิศวกรรมและการประพฤติผิดจรรยาบรรณอันจะนํามาซึ่งความเสื่อมเสียเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพ พ.ศ. 2543” โดยมีจรรยาบรรณที่บัญญัติไว้ทั้งสิ้น 15 ข้อ ดังนี้ (1) “ไม่กระทําการใดๆ อันอาจนํามาซึ่งความเสื่อมเสียเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพ” บทบัญญัตินี้มี ความหมายที่กว้างและมุ่งเน้นให้วิศวกรมีความภาคภูมิในในเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพวิศวกรม และให้วิศวกร ประพฤติตนให้ถูกต้องตามธรรมนองครองธรรมอยู่ในศีลธรรมอันดีไม่ให้เกิดความเสื่อมเสีย (2) “ต้องปฏิบัติงานที่ได้รับทําอย่างถูกต้องตามหลักปฏิบัติและวิชาการ” บทบัญญัติในข้อนี้ม่งุ เน้น ให้วิศวกรปฏิบัติงานโดยใช้หลักวิชาและหลักปฏิบัติที่ถูกต้อง วิศวกรต้องปฏิบัติงานโดยใช้หลักเกณฑ์ทาง วิ ศ วกรรม ใช้ ข้ อ กํ า หนดในมาตรฐานต่ า งๆ และใช้ บ ทบั ญ ญั ติ ใ นกฎหมายที่ เ กี่ ย วข้ อ ง เป็ น หลั ก ใน การปฏิบัติงาน เช่น ใช้หลักเกณฑ์ มาตรฐาน และกฎหมายเกี่ยวกับการควบคุมอาคารและกฎหมาย เกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานในงานวิศวกรรมสาขาต่างๆ เป็นต้น (3) “ต้องประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมด้วยความซื่อสัตย์สุจริต” การปฏิบัติงานด้วยความ ซื่อสัตย์สุจริตของวิศวกรจะทําให้ไม่เกิดความเสียหายต่อผู้อื่น วิศวกรจึงต้องประกอบวิชาชีพวิศวกรรม ด้วยความซื่อสัตย์สุจ ริ ต ทั้งนี้ หากวิศวกรได้กระทําการใดๆ ที่มิ ใช่ ‘การประกอบวิชาชีพ วิศวกรรม’ โดยตรงและเป็นการกระทําที่ไม่ซื่อสัตย์สุจริตต่อผู้อื่น ก็อาจจะพิจารณาได้ว่าไม่ผิดจรรยาบรรณในข้อนี้ หากแต่อาจจะวินิจฉัยได้ว่าเป็นการผิดจรรยาบรรณตามบทบัญญัติในข้อที่ 1 กล่าวคือ เป็นการกระทํา การอันอาจนํามาซึ่งความเสื่อมเสียเกียรติศักดิ์แห่งวิชาชีพ (4) “ไม่ใช้อํานาจหน้าที่โดยไม่ชอบธรรม หรือใช้อิทธิพลหรือให้ผลประโยชน์แก่บุคคลใดเพื่อให้ ตนเองหรือผู้อื่นได้รับหรือไม่ได้รับงาน” การใช้อํานาจของวิศวกรที่อยู่ในตําแหน่งหน้าที่ที่มีอํานาจย่อมจะ มีผลกระทบต่อบุคคลอื่น หากการใช้อํานาจนั้นเป็นไปโดยไม่ชอบธรรมหรือเป็นการใช้อํานาจหรืออิทธิพล เพื่อให้ตนเองหรือผู้อื่นได้รับหรือไม่ได้รับงานก็จะเป็นการผิดจรรยาบรรณในข้อนี้ ตามนัยของบทบัญญัติ ในข้อนี้งานที่กล่าวถึงนั้นไม่จําเป็นจะต้องเป็นงานเกี่ยวกับการประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม ดังนั้น บุค คลใดก็ ต ามที่ เ สี ย ประโยชน์ห รื อ เสี ยสิ ท ธิ อั นพึ ง ได้โ ดยชอบจากการกระทํา ของผู้ ไ ด้ รั บ ใบอนุ ญ าต ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมดังกล่าวก็นับได้ว่าเป็นผู้เสียหาย สามารถร้องเรียนกล่าวโทษวิศวกรผู้นั้นต่อ สภาวิศวกรได้ (5) “ไม่เรียก รับ หรือยอมรับทรัพย์สินหรือผลประโยชน์อย่างใดสําหรับตนเองหรือผู้อื่นโดย มิชอบ จากผู้รับเหมาหรือบุคคลใดซึ่งเกี่ยวข้องในงานที่ทําอยู่กับผู้ว่าจ้าง” วิศวกรต้องรักษาผลประโยชน์ ของผู้ว่าจ้าง ไม่เรียก รับ หรือยอมรับทรัพย์สินหรือผลประโยชน์อื่นที่มิควรได้ นอกจากค่าจ้างที่ได้รับ


www.yotathai.com


จากผู้ว่าจ้าง บทบัญญัตินี้เป็นการคุ้มครองผู้ว่าจ้าง ในขณะเดียวกันก็เป็นการสร้างความเชื่อมั่นของ ผู้ว่าจ้างให้เกิดขึ้นต่อการให้บริการทางวิชาชีพวิศวกรรม (6) “ไม่โฆษณาหรือยอมให้ผู้อื่นโฆษณา ซึ่งการประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมเกินความเป็น จริง” บทบัญญัติข้อนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันมิให้วิศวกรโฆษณาความสามารถของตนหรือผลงานของ ตนเกินความเป็นจริงซึ่งเท่ากับเป็นการอวดอ้าง การโฆษณาเกินความจริงนั้นจะทําให้การได้มาซึ่งงานใน วิ ช าชี พ เป็ น ไปโดยมิ ช อบ ทํ า ให้ เ กิ ด ความเสี ย หายต่ อ เจ้ า ของงานและต่ อ สาธารณะชนเนื่ อ งจาก การอวดอ้ า งดั ง กล่ า วจะทํ า ให้ เ จ้ า ของงานเข้ า ใจผิ ด ไปได้ ว่ า วิ ศ วกรที่ ต นเองว่ า จ้ า งให้ ทํ า งานนั้ น มี ความสามารถทํางานได้ตามที่อวดอ้าง เมื่อเจ้าของงานว่าจ้างให้วิศวกรผู้นั้นทํางานดังกล่าวก็จะเกิด ความเสี ย หายต่ อ งานและเกิ ด ความไม่ ป ลอดภั ย ต่ อ สาธารณะชนที่ เ กี่ ย วข้ อ งกั บ งานที่ ทํ า ไปโดยไม่ มี ความสามารถเพียงพอของวิศวกรผู้นั้น นอกจากนั้นยังจะทําให้เกิดการแข่งขันในการรับงานอย่างไม่ ถูกต้องในหมู่วิศวกรกันเอง อันจะนํามาซึ่งความแตกแยกในมวลหมู่วิศวกรอีกด้วย (7) “ไม่ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมเกินความสามารถที่ตนเองจะกระทําได้” บทบัญญัติข้อนี้ เป็ น การห้ า มวิ ศ วกรทํ า งานที่ ต นเองไม่ มี ค วามรู้ ค วามสามารถเพี ย งพอที่ จ ะทํ า ได้ ซึ่ ง อาจก่ อ ให้ เ กิ ด ความเสียหายต่อผู้ว่าจ้างและต่อสังคม ตามนัยของบทบัญญัตินี้การประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม เกินความสามารถที่ตนเองจะทําได้นั้น หมายถึงการประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมเกินความสามารถ ตามที่กฎหมายบัญญัติไว้ เช่น ความสามารถตามลําดับขั้นภาคีวิศวกรและสามัญวิศวกร เป็นต้น รวมถึง ความสามารถที่ตนเองจะทําได้ตามความเป็นจริงด้วย (8) “ไม่ละทิ้งงานที่ได้รับทําโดยไม่มีเหตุอันสมควร” เมื่อวิศวกรรับทํางานในวิชาชีพแล้วจะต้อง ทํางานดังกล่าวให้เสร็จสิ้นนอกจากมีเหตุอันควร หากวิศวกรละทิ้งงานโดยไม่มีเหตุอันควรจะทําให้เกิด ความเสียหายต่อผู้ว่าจ้าง นอกจากนั้นยังอาจจะทําให้เกิดความเสียหายหรือเป็นอันตรายต่อชีวิตและ ทรัพย์สินของประชาชนที่เกี่ยวข้อง อีกทั้งยังอาจจะเป็นการทําให้เกิดความเสื่อมเสียชื่อเสียงของวิชาชีพ วิศวกรรมอีกประการหนึ่งด้วย (9) “ไม่ ล งลายมื อ ชื่ อ เป็ น ผู้ ป ระกอบวิ ช าชี พ วิ ศ วกรรมควบคุ ม ในงานที่ ต นเองไม่ ไ ด้ รั บ ทํ า ตรวจสอบหรือควบคุมด้วยตนเอง” การลงลายมือชื่อรับรองว่าตนเองเป็นผู้ทํางานทางวิศวกรรม เช่น เป็นผู้คํานวณออกแบบ วิเคราะห์ตรวจสอบ หรือควบคุมการก่อสร้าง เป็นต้นนั้น อาจก่อให้เกิดอันตราย หรือเกิดความเสียหายต่อเจ้าของงานและต่อสาธารณะชนได้ เนื่องจากงานที่ตนเองมิได้เป็นผู้ทําด้วย ตนเองย่อมไม่อาจมีข้อมูลเพียงพอที่จะใช้ความรู้ทางวิศวกรรมในการวิเคราะห์หรือพิจารณาเพื่อให้การ ดําเนินงานต่างๆ เป็นไปอย่างถูกต้องตามหลักวิชาและหลักปฏิบัติได้ นอกจากนั้นยังอาจจะทําให้เกิด ความเข้าใจผิดไปได้ว่ามีวิศวกรรับผิดชอบทํางานนั้นๆ อยู่ ทั้งที่ในความเป็นจริงมิได้มีวิศวกรรับผิดชอบ ทํางานนั้นอยู่เลย อันจะเป็นเหตุให้เกิดความเสียหายและเกิดอันตรายเป็นอย่างมากได้ (10) “ไม่เปิดเผยความลับของงานที่ตนได้รับทํา เว้นแต่ได้รับอนุญาตจากผู้ว่าจ้าง” การรักษา ข้อมูลของผู้ว่าจ้างในส่วนของงานที่วิศวกรรับทําให้กับผู้ว่าจ้าง เพื่อมิให้ผู้ว่าจ้างเสียประโยชน์ จะเป็น การทําให้วิชาชีพวิศวกรรมได้รับความไว้วางใจจากทั้งผู้ว่าจ้างและจากบุคคลทั่วไป ดังนั้นการเปิดเผย ข้อมูลในส่วนงานของผู้ว่าจ้างโดยประการที่น่าจะก่อให้เกิดความเสียหายแก่ผู้ว่าจ้างหรือผู้ว่าจ้างมิได้ อนุญาตจะเป็นการผิดจรรยาบรรณในข้อนี้


www.yotathai.com



(11) “ไม่แย่งงานจากผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมอื่น” เพื่อให้การรับงานในวิชาชีพ วิศวกรรมของวิศวกรเป็นไปอย่างสมานฉันท์ไม่แตกแยก อันจะเป็นการส่งเสริมภาพลักษณ์ที่ดีของวิชาชีพ วิศวกรรมและทําให้วิศวกรได้รับการยอมรับนับถือและไว้วางใจจากบุคคลทั่วไป บทบัญญัตินี้จึงบัญญัติให้ วิศวกรไม่แย่งงานกัน (12) “ไม่รับทํางานหรือตรวจสอบงานชิ้นเดียวกันกับที่ผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมอื่น ทําอยู่ เว้นแต่เป็นการทํางานหรือตรวจสอบตามหน้าที่หรือแจ้งให้ผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมอื่น นั้นทราบล่วงหน้าแล้ว” บทบัญญัตินี้ส่งเสริมให้วิศวกรให้เกียรติและเคารพซึ่งกันและกันในการปฏิบัติงาน ในวิชาชีพวิศวกรรม อันจะทําให้การปฏิบัติงานในวิชาชีพเป็นไปอย่างมีศักดิ์ศรีและได้รับความนับถือจาก บุคคลทั่วไป (13) “ไม่รับดําเนินงานชิ้นเดียวกันให้แก่ผู้ว่าจ้างรายอื่น เพื่อการแข่งขันราคา เว้นแต่ได้แจ้งให้ ผู้ว่าจ้างรายแรกทราบล่วงหน้าเป็นลายลักษณ์อักษร หรือได้รับความยินยอมเป็นลายลักษณ์อักษรจาก ผู้ว่าจ้างรายแรก และได้แจ้งให้ผู้ว่าจ้างรายอื่นนั้นทราบล่วงหน้าแล้ว” การที่วิศวกรนํางานที่ทําให้กับ ผู้ว่าจ้างรายหนึ่งไปทําซ้ําให้กับผู้ว่าจ้างรายอื่นนั้น จะทําให้ค่าใช้จ่ายในการดําเนินงานของวิศวกรผู้นั้น ลดลง ส่งผลให้ค่าบริการวิชาชีพวิศวกรรมที่วิศวกรผู้นั้นจะเรียกรับจากผู้ว่าจ้างรายอื่นนั้นลดลงได้ ทําให้ วิศวกรผู้นั้นได้เปรียบในการแข่งขันด้านราคากับวิศวกรอื่น แต่การกระทําที่วิศวกรนํางานที่ทําให้กับ ผู้ ว่ า จ้ า งรายหนึ่ ง ไปทํ า ซ้ํ า ให้ กั บ ผู้ ว่ า จ้ า งรายอื่ น ดั ง กล่ า วนั้ น เป็ น การไม่ ซื่ อ สั ต ย์ ต่ อ ผู้ ว่ า จ้ า งทุ ก ราย ทั้งผู้ว่าจ้างรายแรกและผู้ว่าจ้างรายอื่น จึงเป็นสิ่งที่วิศวกรห้ามกระทํา ยกเว้นแต่ทั้งผู้ว่าจ้างรายแรกและ ผู้ว่าจ้างรายอื่นรับทราบและยินยอมให้วิศวกรทําเช่นนั้น (14) “ไม่ใช้หรือคัดลอกแบบ รูป แผนผัง หรือเอกสาร ที่เกี่ยวกับงานของผู้ประกอบวิชาชีพ วิศวกรรมควบคุมอื่น เว้นแต่จะได้รับอนุญาตจากผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุมอื่นนั้น” เพื่อควบคุม ความประพฤติ ข องผู้ ป ระกอบวิ ช าชี พ วิ ศ วกรรมควบคุ ม ให้ มี ความซื่ อ สัต ย์สุ จ ริต ต่ อ เพื่ อ นร่ว มวิ ช าชี พ เดี ย วกั น มิ ใ ห้ เ อารั ด เอาเปรี ย บกั น จึ ง บั ญ ญั ติ ใ ห้ วิ ศ วกรห้ า มใช้ ห รื อ คั ด ลอกงานทางวิ ศ วกรรมของ วิศวกรอื่น เว้นแต่จะได้รบั อนุญาตจากวิศวกรผู้ที่เป็นเจ้าของผลงานผู้นั้น (15) “ไม่กระทําการใดๆ โดยจงใจให้เป็นที่เสื่อมเสียแก่ชื่อเสียงหรืองานของผู้ประกอบวิชาชีพ วิศวกรรมควบคุมอื่น” บทบัญญัตินี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้วิศวกรมีการกระทําที่สุจริตต่อเพื่อนร่วมวิชาชีพ เดียวกัน ส่งผลให้เกิดความสมัครสมานสามัคคี ไม่กลั่นแกล้งหรือมุ่งร้ายกันให้เป็นที่เสื่อมเสีย ไม่ว่าจะ เป็นการเสื่อมเสียในชื่อเสียงหรือเป็นการทําให้งานในวิชาชีพเสียหาย


www.yotathai.com


1.2 กฎหมายควบคุมอาคาร 1.2.1 พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร: เจตนารมณ์ของพระราชบัญญัติควบคุมอาคารฉบับต่างๆ ปัจจุบันประเทศไทยมีพระราชบัญญัติควบคุมอาคารอยู่ทั้งสิ้น 4 ฉบับ ประกอบด้วย  พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522  พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2535  พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 3) พ.ศ. 2543  พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2550 (ก) พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 พระราชบั ญ ญั ติ ค วบคุ ม อาคาร พ.ศ. 2522 มี เ จตนารมณ์ ที่ จ ะปรั บ ปรุ ง กฎหมายเกี่ ย วกั บ การก่อ สร้ างและควบคุ ม อาคารให้ เ หมาะสมและสอดคล้ อ งกับสถานการณ์ ใ นขณะนั้ น และเพื่ อ เพิ่ ม ประสิทธิภาพในด้านการควบคุมเกี่ยวกับความมั่นคงแข็งแรงและความปลอดภัยของอาคาร รวมถึง การป้องกันอัคคีภัย การสาธารณสุข การรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อม การผังเมือง การสถาปัตยกรรม และการอํานวยความสะดวกแก่จราจร (ข) พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2535 พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2535 ได้เพิ่มเติมบทบัญญัติว่าด้วยการแจ้งให้ เจ้าพนักงานท้องถิ่นทราบก่อนการดําเนินการก่อสร้าง ดัดแปลง รื้อถอน หรือเคลื่อนย้ายอาคาร แทน การขออนุญาตเพื่อให้เกิดความสะดวกและรวดเร็วแก่ประชาชนมากยิ่งขึ้น (ค) พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 3) พ.ศ. 2543 พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 3) พ.ศ. 2543 ได้รวมเอาหลักการเกี่ยวกับการอนุญาต ให้ใช้โรงมหรสพมาบัญญัติรวมเป็นฉบับเดียวกันกับกฎหมายว่าด้วยการควบคุมอาคารเพื่อสะดวกต่อการ ใช้กฎหมาย เนื่องจากโรงมหรสพนับได้ว่าเป็นอาคารอย่างหนึ่งเช่นกัน นอกจากนั้นยังได้กําหนดให้สิ่งที่ สร้างขึ้นเพื่อใช้ในการขนส่งบุคคลในลักษณะกระเช้าไฟฟ้า หรือสิ่งที่สร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็น เครื่องเล่นในสวนสนุกหรือสถานที่อื่นใด เพื่อประโยชน์ในลักษณะเดียวกัน เป็นอาคารตามกฎหมายว่า ด้วยการควบคุมอาคารด้วย (ง) พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2550 พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2550 ได้ประกาศใช้เพื่อแก้ปัญหาและอุปสรรค สํ า หรั บ อาคารต้ น ทุ น ต่ํ า ที่ ห น่ ว ยงานของรั ฐ จั ด ให้ มี ห รื อ พั ฒ นาขึ้ น สํ า หรั บ ประชาชนผู้ มี ร ายได้ น้ อ ย ตามนโยบายของรัฐบาลในอันที่จะส่งเสริมให้ผู้มีรายได้น้อยมีที่อยู่อาศัย รวมทั้งได้รับการพัฒนาและ ปรับปรุงคุณภาพชีวิตให้ดีขึ้น โดยมุ่งแก้ปัญหาและอุปสรรคในด้านการขออนุญาตก่อสร้าง หรือด้าน ข้อกําหนดมาตรฐานอาคารในบางเรื่องที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับความมั่นคงแข็งแรงหรือความปลอดภัย ของอาคาร


www.yotathai.com



1.2.2 พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร: สาระสําคัญ (ก) พื้นที่ควบคุมอาคาร พื้นที่ที่มีการประกาศพระราชกฤษฎีกาให้ใช้บังคับพระราชบัญญัติควบคุมอาคารสําหรับพื้นที่นั้น และพื้นที่ได้มีการประกาศให้ใช้บังคับผังเมืองรวมตามกฎหมายว่าด้วยการผังเมืองหรือพื้นที่ที่ได้เคยมี การประกาศดังกล่าวแล้ว เรียกโดยทั่วไปว่าเป็น “พื้นที่ควบคุมอาคาร”เป็นพื้นที่ที่พระราชบัญญัติควบคุม อาคารมีผลบังคับในพื้นที่นั้น (มาตรา 2) สิ่งก่อสร้างที่เข้าข่ายเป็น “อาคาร” ตามบทบัญญัติในมาตรา 4 แห่งพระราชบัญญัตินี้ที่จะถูกก่อสร้าง ดัดแปลง รื้อถอน เคลื่อนย้าย ใช้ หรือเปลี่ยนการใช้ ในพื้นที่ ควบคุมอาคาร จะต้องได้รับอนุญาตจากเจ้าพนักงานท้องถิ่นหรือแจ้งเจ้าพนักงานท้องถิ่นก่อนดําเนินการ สํ า หรั บ อาคารดั ง ต่ อ ไปนี้ คื อ อาคารสู ง อาคารขนาดใหญ่ พิ เ ศษ อาคารชุ ม นุ ม คน และ โรงมหรสพ ให้ใช้บทบัญญัติแห่งพระราชบัญญัติควบคุมอาคารบังคับไม่ว่าท้องที่ที่อาคารนั้นตั้งอยู่จะได้มี พระราชฎีกาให้ใช้บังคับพระราชบัญญัตินี้หรือไม่ก็ตาม (มาตรา 2) (ข) ความหมายของคําว่า “อาคาร” ความหมายของคําว่า “อาคาร” ได้บัญญัติไว้ในมาตรา 4 ในพระราชบัญญัตินี้ โดยแบ่ง ความหมายของอาคารออกได้เป็น 4 กลุ่มกลุ่มแรกหมายถึง ตึก บ้าน เรือน โรง ร้าน แพ คลังสินค้า และสํ า นั ก งาน กลุ่ ม ที่ ส องหมายถึ ง สิ่ ง ที่ ส ร้ า งขึ้ น อย่ า งอื่ น ซึ่ ง บุ ค คลอาจเข้ า อยู่ ห รื อ เข้ า ใช้ ส อยได้ กลุ่มที่สามคือสิ่งก่อสร้างตามที่ระบุในข้อ (1) ถึง (4) และกลุ่มที่สี่หมายถึงสิ่งก่อสร้างอย่างอื่นตามที่ระบุ ไว้ในกฎกระทรวงตามข้อ (5) (ค) ข้อพิจารณาว่าการกระทําต่อสิ่งก่อสร้างหนึ่งๆ อยู่ภายใต้บังคับตามพระราชบัญญัติควบคุม อาคารหรือไม่ หากจะพิจารณาว่าการกระทําบางอย่างต่อสิ่งก่อสร้างสิ่งหนึ่งนั้น จะอยู่ภายใต้การควบคุมตาม พระราชบัญญัติควบคุมอาคารหรือไม่นั้น ควรจะพิจารณาเป็นลําดับขั้นดังนี้ ขั้ นที่ 1: พิจ ารณาว่ าสิ่ง ก่ อ สร้างนั้นสร้ า งขึ้นในพื้นที่ ค วบคุ ม อาคารหรือ ไม่ หรื อ เป็น อาคาร ประเภทใดประเภทหนึ่งหรือหลายประเภทรวมกันต่อไปนี้หรือไม่ กล่าวคือ 1) อาคารสูง 2) อาคารใหญ่ พิเศษ 3) อาคารชุมนุมคน หรือ 4) โรงมหรสพ ขั้นที่ 2: พิจารณาว่าสิ่งก่อสร้างนั้นจัดเป็นอาคารตามมาตรา 4 แห่ง พระราชบัญญัติควบคุม อาคาร พ.ศ. 2522 หรือไม่ ขั้นที่ 3: พิจารณาว่าการกระทําต่ออาคารนั้นเป็นการกระทําอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่าง รวมกันต่อไปนี้หรือไม่ คือ 1) ก่อสร้าง 2) ดัดแปลง 3) รื้อถอน 4) เคลื่อนย้าย 5) ใช้ หรือ 6) เปลี่ยน การใช้ หากพิจารณาตามลําดับขั้นทั้ง 3 ขั้นตอนดังกล่าวข้างต้นแล้วพบว่าสิ่งก่อสร้างนั้นสร้างอยู่ใน พื้นที่ควบคุมอาคารและเป็นอาคารหรือเป็นอาคารประเภทใดประเภทหนึ่งหรือหลายประเภทรวมกัน ดังกล่าวข้างต้น รวมทั้งการกระทําต่อสิ่งก่อสร้างนั้นเข้าข่ายเป็นการกระทําตามข้อพิจารณาในขั้นที่ 3 ก็จะนับได้ว่าการกระทํานั้นเป็นการกระทําที่อยู่ภายใต้การควบคุมตามพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร


www.yotathai.com


(ง) กลไกในการควบคุมอาคาร กลไกสํ า คั ญ ในการควบคุ ม อาคารตามพระราชบั ญ ญั ติ นี้ คื อ การบั ญ ญั ติ ใ ห้ ผู้ ที่ ป ระสงค์ จ ะ 1) ก่อสร้าง 2) ดัดแปลง 3) รื้อถอน 4) เคลื่อนย้าย 5) ใช้ หรือ 6) เปลี่ยนการใช้ ต้องขออนุญาตหรือ แจ้งเจ้าพนักงานท้องถิ่นก่อนที่จะดําเนินการดังกล่าว ตามที่บัญญัติไว้ในมาตรา 21 22 32 33 และ มาตรา 39 ทวิ สําหรับอาคารประเภท“ควบคุมการใช้” นั้น จะดูที่ “การใช้” อาคารเป็นหลัก ไม่ได้พิจารณาว่า อาคารจะสูงใหญ่เพียงใด กล่าวคือไม่เกี่ยวกับอาคารเช่น อาคารสูงใหญ่ ใหญ่พิเศษ หากแต่จะต้อง พิ จ ารณาในลํ าดับ แรกก่ อ นว่ามี ก ารใช้เ ป็นไปตามที่กํ าหนดว่ า ควบคุม หรือ ไม่ จากนั้ นจึ ง จะพิ จ ารณา รายละเอียดอื่น เช่น พื้นที่ของอาคารต่อไป ดังนั้นไม่ว่าอาคารจะมีขนาดสูงใหญ่เพียงใดก็ตามแต่ไม่ได้มี “การใช้” เป็นไปตามที่บัญญัติไว้ก็จะมิใช่อาคารประเภทควบคุมการใช้ การเปลี่ ยนแปลงการใช้อาคารนั้นหมายถึง การเปลี่ยนแปลงใน 2 ลักษณะดัง นี้ คือ (ม.33) 1) เปลี่ยนจากการใช้ที่ไม่ควบคุมไปเป็นการใช้ที่ควบคุม เช่น เดิมใช้เป็นบ้านพักอาศัยแต่มาเปลี่ยนเป็น ร้านค้าปลีกที่มีพื้นที่มากกว่า 300 ตรม และ 2) เปลี่ยนจากการใช้ที่ควบคุมอย่างหนึ่งไปเป็นการใช้ที่ ควบคุมอีกอย่างหนึ่ง เช่น เดิมใช้ค้าขาย (พาณิชยกรรม) แต่เปลี่ยนเป็นสํานักงาน 1.2.3 กฎกระทรวงที่ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร กฎกระทรวงที่ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคารมีจํานวนมากกว่าหนึ่งร้อยฉบับ มีทั้งฉบับที่ระบุด้วยเลขที่ เช่น กฎกระทรวงฉบับที่ 4 และมีทั้งที่ไม่ระบุเลขที่หากแต่ระบุเป็นชื่อเรื่อง เช่น กฎกระทรวงกําหนดสิ่งที่สร้างขึ้นอย่างอื่นเป็นอาคารตามกฎหมายว่าด้วยการควบคุมอาคาร พ.ศ. 2544 กฎกระทรวงฉบับที่วิศวกรโยธาควรทราบมีอาทิเช่น  กฎกระทรวงฉบับที่ 4 กําหนดหลักเกณฑ์วิธีการ และเงื่อนไข ในการก่อสร้าง ดัดแปลง รื้อถอน เคลื่อนย้าย ใช้ หรือเปลี่ยนการใช้อาคาร  กฎกระทรวงฉบั บ ที่ 6 กํ า หนดการรั บ น้ํ า หนั ก ความต้ า นทาน ความคงทน ลั ก ษณะและ คุ ณ สมบั ติ ข องวั ส ดุ ที่ ใ ช้ ใ นการก่ อ สร้ า ง ดั ด แปลง หรื อ ซ่ อ มแซมอาคาร และการรั บ น้ํ า หนั ก ความต้านทาน และความคงทนของอาคารหรือพื้นดินที่รองรับอาคาร  กฎกระทรวงฉบับที่ 11 การกําหนดการกระทําซึ่งไม่ถือเป็นการดัดแปลงอาคาร และกําหนดส่วน อื่นของโครงสร้างอาคารที่การรื้อส่วนนั้น ถือเป็นการรื้อถอนอาคาร  กฎกระทรวงฉบับ ที่ 18 กําหนดหลักเกณฑ์ในการติดตั้ งลู กกรง เหล็กดั ด หรื อสิ่ง อื่นที่ป ระตู หน้าต่าง หรือด้านนอกหรือด้านในอาคาร  กฎกระทรวงฉบับที่ 23 กําหนดขนาด หรือน้ําหนักของป้ายที่ติดหรือตั้งไว้ในระยะห่างจากที่ สาธารณะน้อยกว่าความสูงของป้าย  กฎกระทรวงฉบับที่ 33 กําหนดโครงสร้างและอุปกรณ์อันเป็นส่วนประกอบของอาคารสูงและ อาคารขนาดใหญ่พิเศษ


www.yotathai.com



 กฎกระทรวงฉบับที่ 39 การกําหนดแบบและวิธีการเกี่ยวกับการติดตั้งระบบการป้องกันอัคคีภัย แบบและจํานวนห้องน้ําและห้องส้วม ระบบการจัดแสงสว่างและการระบายอากาศ ระบบจ่าย พลังงานไฟฟ้าสํารอง สําหรับกรณีฉุกเฉิน  กฎกระทรวงฉบับที่ 41 กําหนดลักษณะและขนาดของที่จอดรถ รวมทั้งการกําหนดลักษณะของ อาคารจอดรถ ซึ่งติดตั้งระบบยกรถขึ้นลงระหว่างชั้นของอาคารด้วยลิฟต์หรือระบบเคลื่อนย้าย รถด้วยเครื่องจักรกล  กฎกระทรวงฉบับที่ 47 กําหนดหลักเกณฑ์ วิธีการ และเงื่อนไขในการให้เจ้าพนักงานท้องถิ่นมี อํานาจสั่งให้เจ้าของหรือผู้ครอบครองอาคารปรับปรุง หรือแก้ไขระบบความปลอดภัยเกี่ยวกับ อัคคีภัยของอาคาร  กฎกระทรวงฉบับ ที่ 48 กําหนดลักษณะและคุณ สมบั ติ ข องวัสดุ ที่ใ ช้เ ป็ น โครงสร้า งหลั กของ อาคารและกระจกที่ใช้ในการก่อสร้างอาคาร  กฎกระทรวงฉบับที่ 50 แก้ไขเพิ่มเติมกฎกระทรวงฉบับที่ 33 (พ.ศ. 2535)  กฎกระทรวงฉบับที่ 55 กําหนดลักษณะ แบบ รูปทรง สัดส่วน เนื้อที่ ที่ตั้งของอาคาร ระดับ เนื้อที่ของที่ว่างภายนอกอาคารหรือแนวอาคาร และระยะหรือระดับระหว่างอาคารกับอาคาร หรือเขตที่ดินของผู้อื่น หรือระหว่างอาคารกับถนนทางเท้าหรือที่สาธารณะ  กฎกระทรวงฉบับที่ 58 แก้ไขเพิ่มเติมกฎกระทรวงฉบับที่ 55 (พ.ศ. 2543) ข้อ 38 และ 39 เพื่อยกเว้นข้อกําหนดเกี่ยวกับที่ว่างห่างแนวเขตที่ดินที่ใช้ก่อสร้างคลังสินค้าหรือโรงงานที่อยู่ใน เขตพื้นที่นิคมอุตสาหกรรมที่จัดตั้งขึ้นตามกฎหมายว่าด้วยการนิคมอุตสาหกรรมแห่งประเทศไทย  กฎกระทรวงฉบั บ ที่ 60 แก้ ไขเพิ่ ม เติม กฎกระทรวงฉบั บ ที่ 6 (พ.ศ. 2527) ข้ อ 24 ซึ่ ง แก้ไ ข เพิ่ ม เติ ม โดยกฎกระทรวงฉบั บ ที่ 48 (พ.ศ. 2540) เรื่ อ งการกํ า หนดความหนาน้ อ ยสุ ด ของ คอนกรีตที่หุ้มเหล็กเสริมหรือคอนกรีตหุ้มเหล็ก และอัตราการทนไฟ ของโครงสร้างหลักของ อาคาร  กฎกระทรวงฉบับที่ 61 แก้ไขกฎกระทรวงฉบับที่ 55 (พ.ศ. 2543) ข้อ 48  กฎกระทรวงฉบับที่ 63 แก้ไขกฎกระทรวงฉบับที่ 39 (พ.ศ. 2537) ข้อ 919 และตารางที่ 2 ท้ายกฎกระทรวง  กฎกระทรวงกําหนดสิ่งที่สร้างขึ้นอย่างอื่นเป็นอาคารตามกฎหมายว่าด้วยการควบคุมอาคาร  กฎกระทรวงกําหนดสิ่งอํานวยความสะดวกในอาคารสําหรับผู้พิการหรือทุพพลภาพ และคนชรา  กฎกระทรวงกําหนดชนิดหรือประเภทของอาคารที่เจ้าของอาคารหรือผู้ครอบครองอาคารหรือ ผู้ดําเนินการต้องทําการประกันภัยความรับผิดตามกฎหมายต่อชีวิต ร่างกาย และทรัพย์สินของ บุคคลภายนอก  กฎกระทรวงกําหนดคุณสมบัติเฉพาะของผู้ตรวจสอบ หลักเกณฑ์การขอขึ้นทะเบียนและการเพิก ถอน การขึ้นทะเบียนเป็นผู้ตรวจสอบ และหลักเกณฑ์การตรวจสอบอาคาร  กฎกระทรวงกําหนดประเภทอาคารที่ต้องจัดให้มีผู้ตรวจสอบ


www.yotathai.com


 กฎกระทรวงยกเว้น ผ่อนผัน หรือกําหนดเงื่อนไขในการปฏิบัติตามกฎหมายว่าด้วยการควบคุม อาคาร พ.ศ. 2522  กฎกระทรวงเรื่องการอนุญาตให้ใช้อาคารเพื่อประกอบกิจการโรงมหรสพ ประเภทและระบบ ความปลอดภัยของโรงมหรสพ และอัตราค่าธรรมเนียมสําหรับการขออนุญาตให้ใช้อาคารเพื่อ ประกอบกิจการโรงมหรสพ  กฎกระทรวงกํ า หนดชนิ ด หรื อ ประเภทของอาคาร หลั ก เกณฑ์ วิ ธี ก าร และเงื่ อ นไขใน การตรวจสอบงานออกแบบและคํานวณส่วนต่างๆ ของโครงสร้างอาคาร  กฎกระทรวงกําหนดการรับน้ําหนัก ความต้านทาน ความคงทนของอาคาร และพื้นดินที่รองรับ อาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว  กฎกระทรวงกําหนดประเภทอาคารควบคุมการใช้  กฎกระทรวงยกเว้น ผ่อนผัน หรือกําหนดเงื่อนไข ในการปฏิบัติตามกฎหมายว่าด้วยการควบคุม อาคาร สําหรับอาคารในโครงการที่รัฐจัดให้มีหรือพัฒนาเพื่อเป็นที่อยู่สําหรับผู้มีรายได้น้อย

1.3 กฎหมายความปลอดภัยในการทํางานก่อสร้าง 1.3.1 พระราชบัญญัติเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางาน กฎหมายหลั ก ในระดั บ พระราชบั ญ ญั ติ ที่ เ กี่ ย วกั บ ความปลอดภั ย ในการทํ า งานทั่ ว ไปรวมถึ ง การทํ า งานก่ อ สร้ า งและการจั ด การความปลอดภั ย ในการทํ า งานก่ อ สร้ า งคื อ พระราชบั ญ ญั ติ ความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางาน พ.ศ. 2554 ซึ่งเป็นพระราชบัญญัติ เกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานที่ตราขึ้นเพื่อมาแทนบทบัญญัติในหมวด 8 แห่งพระราชบัญญัติ คุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 ซึ่งเคยบัญญัติเกี่ยวกับความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อม ในการทํ า งานเอาไว้ พ ระราชบั ญ ญั ติ ค วามปลอดภั ย ฯ พ.ศ. 2554 นี้ ได้ บั ญ ญั ติ เ รื่ อ งการบริ ห าร การจัดการ และการดําเนินการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัยและสภาพแวดล้อมในการทํางานไว้ใน หมวดที่ 2 1.3.2 กฎกระทรวงเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานก่อสร้าง กฎหมายสําคัญเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานและการจัดการความปลอดภัยในการทํางาน ก่อสร้างในระดับกฎกระทรวงทั้งที่ออกตามความในพระราชบัญญัติความปลอดภัย อาชีวอนามัย และ สภาพแวดล้อมในการทํางาน พ.ศ. 2554 และที่ออกตามความในพระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 หมวด 8 (แม้ว่าพระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 หมวด 8 จะถูกยกเลิกไปแล้ว แต่กฎกระทรวงที่ออกตามความในหมวดนี้ยังบังคับใช้อยู่ เนื่องจากมาตรา 74 แห่งพระราชบัญญัติ ความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางาน พ.ศ. 2554 บัญญัติไว้ว่าในระหว่างที่ยัง มิ ไ ด้ อ อกกฎกระทรวง ประกาศ หรื อ ระเบี ย บเพื่ อ ปฏิ บั ติ ก ารตามพระราชบั ญ ญั ติ ค วามปลอดภั ย


www.yotathai.com



อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางาน พ.ศ. 2554 นี้ ให้นํากฎกระทรวงที่ออกตามความใน หมวด 8 แห่งพระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 มาใช้บังคับโดยอนุโลม) มีดังนี้  กฎกระทรวงกําหนดมาตรฐานในการบริหารและการจัดการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางาน พ.ศ. 2549  กฎกระทรวงกําหนดมาตรฐานในการบริหารและการจัดการด้านความปลอดภัยอาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางานเกี่ยวกับความร้อน แสงสว่าง และเสียง พ.ศ. 2549  กฎกระทรวงกําหนดมาตรฐานในการบริหารและการจัดการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางานเกี่ยวกับงานก่อสร้าง พ.ศ. 2551  กฎกระทรวงกําหนดมาตรฐานในการบริหารและการจัดการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางานเกี่ยวกับเครื่องจักร ปั้นจั่น และหม้อน้ํา พ.ศ. 2552  กฎกระทรวงกําหนดมาตรฐานในการบริหารและการจัดการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางาน (ฉบับที่ ๒) พ.ศ. 2553  กฎกระทรวงกํ า หนดมาตรฐานในการบริ ห าร จั ด การ และดาเนิ น การด้ า นความปลอดภั ย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทางานเกี่ยวกับการป้องกันและระงับอัคคีภัย พ.ศ. 2555 1.3.3 ประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงานเกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานก่อสร้าง กฎหมายในระดับประกาศที่เกี่ยวกับความปลอดภัยในการทํางานและการจัดการความปลอดภัย ในการทํางานก่อสร้างเป็นประกาศของกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงานโดยมีประกาศหลายฉบับดังนี้  ประกาศกรมสวั สดิการและคุ้ม ครองแรงงาน เรื่ อ ง หลัก เกณฑ์ วิธีดํา เนิ นการตรวจวั ด และ วิเคราะห์สภาวะการทํางานเกี่ยวกับระดับความร้อน แสงสว่าง หรือเสียงภายในสถานประกอบ กิจการ ระยะเวลา และประเภทกิจการที่ต้องดําเนินการ พ.ศ. 2550  ประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน เรื่อง หลักเกณฑ์ วิธีการ และเงื่อนไขการทํางาน เกี่ยวกับเครื่องตอกเสาเข็มระบบไอน้ํา ระบบลม ระบบไฮดรอลิค ระบบเครื่องยนต์เผาไหม้ ภายใน ระบบดีเซลแฮมเมอร์ หรือระบบอื่น พ.ศ. 2552  ประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน เรื่อง หลักเกณฑ์และวิธีการ การใช้เชือก ลวดสลิง และรอก พ.ศ. 2553  ประกาศกรมสวั สดิก ารและคุ้ม ครองแรงงาน เรื่ อ ง สั ญลัก ษณ์เ ตือนอัน ตราย เครื่อ งหมาย เกี่ยวกับความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อม ในการทํางาน และข้อความแสดงสิทธิ และหน้าที่ของนายจ้างและลูกจ้าง พ.ศ. 2554  ประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน เรื่อง กําหนดมาตรฐานอุปกรณ์คุ้มครองความ ปลอดภัยส่วนบุคคล พ.ศ. 2554


www.yotathai.com


1.4 พระราชบั ญ ญั ติ ว่ า ด้ ว ยความผิ ด เกี่ย วกั บ การเสนอราคาต่อ หน่ ว ยงาน ของรัฐ ในการจัดหาสินค้าและบริการไม่ว่าด้วยวิธีการจัดซื้อหรือการจัดจ้างหรือวิธีอื่นใดของหน่วยงาน ของรั ฐ นั บ ได้ ว่ า เป็ น การใช้ เ งิ น ของแผ่ น ดิ น รวมทั้ ง การที่ รั ฐ ให้ สิ ท ธิ ใ นการดํ า เนิ น กิ จ การบางอย่ า ง โดยการให้สัมปทานหรือกรณีอื่นใดในลักษณะเดียวกันก็เป็นการดําเนินการเพื่อประโยชน์สาธารณะอันเป็น กิจการของรัฐและเป็นการใช้ประโยชน์จากทรัพย์สินของประเทศชาติเช่นกัน ฉะนั้นการจัดหาสินค้าและ บริการรวมทั้งการให้สิทธิดังกล่าวจึงต้องกระทําอย่างบริสุทธิ์ยุติธรรมและมีการแข่งขันกันอย่างเสรี เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดแก่รัฐ แต่เนื่องจากการดําเนินการที่ผ่านมามีการกระทําในลักษณะการสมยอม ในการเสนอราคาและมี พ ฤติ ก ารณ์ ต่ า งๆ อั น ทํ า ให้ มิ ไ ด้ มี ก ารแข่ ง ขั น กั น เสนอประโยชน์ สู ง สุ ด ให้ แ ก่ หน่วยงานของรัฐอย่างแท้จริงและเกิดความเสียหายต่อประเทศชาติ นอกจากนั้น ในบางกรณีผู้ดํารง ตําแหน่งทางการเมืองหรือเจ้าหน้าที่ของรัฐก็มีส่วนร่วมหรือมีส่วนสนับสนุนในการทําความผิดหรือละเว้น ไม่ดําเนินการตามอํานาจหน้าที่ อันมีผลทําให้ปัญหาในเรื่องนี้ทวีความรุนแรงยิ่งขึ้น จึงได้กําหนดให้ การกระทําดังกล่าวเป็นความผิด และเพื่อเป็นการปราบปรามการกระทําในลักษณะดังกล่าว รวมทั้ง กําหนดลักษณะความผิดและกลไกในการดําเนินการเอาผิดกับผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมืองและเจ้าหน้าที่ ของรัฐเพื่อให้การปราบปรามดังกล่าวมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น จึงได้มีการตราพระราชบัญญัติว่าด้วย ความผิ ด เกี่ ย วกั บ การเสนอราคาต่ อ หน่ ว ยงานของรั ฐ พ.ศ.2542 ขึ้ น พระราชบั ญ ญั ติ นี้ ไ ด้ บั ญ ญั ติ การกระทําที่เป็นความผิดของกลุ่มคนต่างๆ เป็น 4 กลุ่มประกอบด้วย 1) การกระทําที่เป็นความผิดของ เอกชน 2) การกระทําที่เป็นความผิดของผู้บริหารนิติบุคคล 3) การกระทําที่เป็นความผิดของเจ้าหน้าที่ ของรัฐและ 4) การกระทําที่เป็นความผิดของผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมือง 1.4.1 การกระทําที่เป็นความผิดของเอกชน การกระทําที่เป็นความผิดของเอกชนบัญญัติไว้ในมาตรา 4 ถึง มาตรา 8 โดยการกระทําตาม มาตรา 4 ถึง มาตรา 6 จะเป็นการกระทําที่มีระดับความรุนแรงมากขึ้นตามลําดับเริ่มจากมาตรา 4 ที่ระบุถึงการกระทําในลักษณะของการ“ตกลงร่วมกัน” ในการเสนอราคาโดยหลีกเลี่ยงการแข่งขันราคา อย่างเป็นธรรมหรือโดยการ“กีดกัน” มิให้มีการเสนอสินค้าหรือบริการอื่นต่อหน่วยงานของรัฐหรือโดยการ “เอาเปรียบ” แก่หน่วยงานของรัฐอันมิใช่เป็นไปในทางการประกอบธุรกิจปกติ ในมาตรา 5 บัญญัติ การกระทําที่เป็นความผิดในลักษณะของการ “ให้ ขอให้ หรือรับว่าจะให้” เงินหรือทรัพย์สินหรือ ประโยชน์ อื่ น ใดแก่ ผู้ อื่ น เพื่ อ ประโยชน์ ใ นการเสนอราคา โดยมี วั ต ถุ ป ระสงค์ ที่ จ ะจู ง ใจให้ ผู้ นั้ น ร่ ว ม ดําเนินการใดๆ อันเป็นการให้ประโยชน์แก่ผู้ใดผู้หนึ่งเป็นผู้มีสิทธิทําสัญญากับหน่วยงานของรัฐ หรือเพื่อ จูงใจให้ผู้นั้นทําการเสนอราคาสูงหรือต่ําจนเห็นได้ชัดว่าไม่เป็นไปตามลักษณะสินค้า บริการ หรือสิทธิ ที่จะได้รับหรือเพื่อจูงใจให้ผู้นั้นไม่เข้าร่วมในการเสนอราคาหรือถอนการเสนอราคา และในมาตรา 5 นี้ ยังได้บัญญัติไว้อีกด้วยว่าผู้ใด “เรียก รับ หรือยอมจะรับ” เงินหรือทรัพย์สินหรือประโยชน์อื่นใด เพื่อ กระทําการดังกล่าวข้างต้นก็ให้ถือว่าเป็นผู้ร่วมกระทําความผิดด้วยซึ่งจะเห็นได้ว่าการ “ให้” จะเกิดจาก การ “เรียก” คือเรียกร้องว่าต้องการสิ่งนั้นสิ่งนี้เป็นการตอบแทน จึงเกิดการ “ให้” ตามที่เรียกร้องนั้นขึ้น ในขณะที่การ “ขอให้” ซึ่งก็คือการเสนอให้ก็จะคู่กับการ “รับ” คือรับข้อเสนอที่เสนอให้นั้น และการ


www.yotathai.com



“รับว่าจะให้” ซึ่งก็คือการตกลงหรือสัญญาไว้ว่าจะให้ ก็จะคู่กับการกระทําความผิดในลักษณะที่เรียกว่า “ยอมจะรับ” คือยอมที่จะรับสิ่งที่ตกลงหรือสัญญาเอาไว้ว่าจะให้นั่นเอง ในมาตรา 6 บัญญัติถึง การกระทําที่รุนแรงขึ้นโดยเป็นการข่มขืนใจผู้อื่นให้จํายอมร่วมดําเนินการใดๆ ในการเสนอราคา หรือไม่ เข้าร่วมในการเสนอราคา หรือถอนการเสนอราคา หรือต้องทําการเสนอราคาตามที่กําหนด โดยใช้กําลัง ประทุษร้าย หรือขู่เข็ญด้วยประการใดๆ ให้กลัวว่าจะเกิดอันตรายต่อชีวิต ร่างกาย เสรีภาพ ชื่อเสียง หรือทรัพย์สินของผู้ถูกขู่เข็ญหรือบุคคลที่สามจนผู้ถูกข่มขืนใจยอมเช่นว่านั้น สําหรับมาตรา 7 และ มาตรา 8 บัญญัติการกระทําความผิดในลักษณะของการใช้อุบายหลอกลวงและการเสนอราคาโดยรู้ว่า ราคาที่เสนอนั้นต่ํามากเกินกว่าปกติเป็นเหตุให้ไม่สามารถปฏิบัติให้ถูกต้องตามสัญญาได้ตามลําดับ 1.4.2 การกระทําที่เป็นความผิดของผู้บริหารนิติบุคคล มาตรา 9 ได้กําหนดความผิดของผู้บริหารนิติบุคคลไว้ว่า ในกรณีที่การกระทําความผิดตาม พระราชบัญญัตินี้เป็นไปเพื่อประโยชน์ของนิติบุคคลใด ให้ถือว่าหุ้นส่วนผู้จัดการ กรรมการผู้จัดการ ผู้บริหารหรือผู้มีอํานาจในการดําเนินงานในกิจการของนิติบุคคลนั้น หรือผู้ซึ่งรับผิดชอบในการดําเนินงาน ของนิติบุคคลในเรื่องนั้นเป็นตัวการร่วมในการกระทําความผิดด้วย เว้นแต่จะพิสูจน์ได้ว่าตนมิได้มีส่วน รู้เห็นในการกระทําความผิดนั้น 1.4.3 การกระทําที่เป็นความผิดของเจ้าหน้าที่ของรัฐ บทบัญญัติตั้งแต่มาตรา 10 ถึงมาตรา 12 ได้บัญญัติการกระทําที่ถือเป็นความผิดของเจ้าหน้าที่ ของรัฐไว้ในหลายกรณีประกอบด้วยมาตรา 10 เป็นกรณีที่เจ้าหน้าที่ของรัฐรู้ว่ามีการกระทําผิดตาม พระราชบัญญัตินี้แต่กลับวางเฉย มาตรา 11 เป็นกรณีที่เจ้าหน้าที่ของรัฐกีดกันมิให้มีการเสนอราคาอย่าง เป็นธรรมโดยการออกแบบ กําหนดราคา กําหนดเงื่อนไข หรือกําหนดผลและโยชน์ตอบแทนใดๆ เพื่อเอื้อ ประโยชน์หรือกีดกันผู้เสนอราคาบางรายทําให้การประกวดราคาเป็นไปโดยไม่เป็นธรรม ในกรณีเช่นนี้ เจ้าหน้าที่ของรัฐผู้นั้นถือว่ากระทําผิดตามมาตรานี้และต้องระวางโทษจําคุกตั้งแต่ห้าปีถึงยี่สิบปี หรือ จําคุก ตลอดชี วิ ต และปรั บ ตั้ ง แต่หนึ่งแสนบาทถึง สี่ แสนบาทมาตรา 12 เป็นกรณีที่เ จ้าหน้าที่ข องรัฐ ประพฤติในลักษณะอื่นๆ เพื่อกีดกันมิให้มีการเสนอราคาอย่างเป็นธรรม ความผิดตามมาตรานี้มีระวาง โทษเช่นเดียวกับระวางโทษในมาตรา 11 กล่าวคือจําคุกตั้งแต่ห้าปีถึงยี่สิบปี หรือจําคุกตลอดชีวิต และ ปรับตั้งแต่หนึ่งแสนบาทถึงสี่แสนบาท 1.4.4 การกระทําที่เป็นความผิดของผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมือง มาตรา 13 ได้กําหนดลักษณะความผิดของผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมืองและกําหนดโทษไว้ดังนี้ “ผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมือง หรือกรรมการหรืออนุกรรมการในหน่วยงานของรัฐ ซึ่งมิใช่เป็นเจ้าหน้าที่ ในหน่วยงานของรัฐ ผู้ใดกระทําความผิดตามพระราชบัญญัตินี้ หรือกระทําการใดๆ ต่อเจ้าหน้าที่ใน หน่วยงานของรัฐซึ่งมีอํานาจหรือหน้าที่ในการอนุมัติ การพิจารณา หรือการดําเนินการใดๆ ที่เกี่ยวข้อง กับการเสนอราคาเพื่อจูงใจหรือทําให้จํายอมต้องยอมรับการเสนอราคาที่มีการกระทําความผิดตาม พระราชบัญญัตินี้ ให้ถือว่าผู้นั้นกระทําความผิดฐานกระทําความผิดต่อตําแหน่งหน้าที่ต้องระวางโทษ จําคุกตั้งแต่เจ็ดปีถึงยี่สิบปี หรือจําคุกตลอดชีวิต และปรับตั้งแต่หนึ่งแสนสี่หมื่นบาทถึงสี่แสนบาท” จะเห็นว่าระวางโทษจําคุกสําหรับผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมืองจะสูงกว่าระวางโทษจําคุกในกรณี เจ้าหน้าที่ของรัฐ โดยเริ่มจากโทษจําคุกตั้งแต่เจ็ดปี ทั้งนี้เนื่องจากถือว่าผู้ดํารงตําแหน่งทางการเมืองเป็น


www.yotathai.com


ผู้ ที่ มี ตํ า แหน่ ง สู ง ควรจะมี ค วามรั บ ผิ ด ชอบต่ อ บ้ า นเมื อ งสู ง แต่ ก ลั บ ใช้ อํ า นาจหน้ า ที่ โ ดยมิ ช อบซึ่ ง จะ ก่อให้เกิดความเสียหายแก่บ้านเมืองอย่างมากตามไปด้วย กฎหมายจึงระวางโทษจําคุกไว้รุนแรงมากกว่า กรณีอื่น

1.5 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน ในปัจจุบันมีพระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงานบังคับใช้อยู่ทั้งสิ้น 4 ฉบับ ฉบับที่เกี่ยวข้องกับการ บริหารงานก่อสร้างคือ พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 ซึ่งเป็นฉบับแรก พระราชบัญญัติ คุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2551 และพระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2553 1.5.1 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 พระราชบัญญัติฯ นี้ได้แก้ไขเพิ่มเติมการให้อํานาจแก่รัฐมนตรีในการออกกฎกระทรวงเพื่อให้ ความคุ้มครองแก่การใช้แรงงานบางประเภทเป็นพิเศษกว่าการใช้แรงงานทั่วไป การห้ามมิให้นายจ้างเลิก จ้างลูกจ้างซึ่งเป็นหญิงเพราะเหตุมีครรภ์ การให้ลูกจ้างซึ่งเป็นเด็กมีสิทธิลาเพื่อศึกษาอบรม การให้ นายจ้างจ่ายเงินทดแทนการขาดรายได้ของลูกจ้างในกรณีที่นายจ้างหยุดประกอบกิจการ 1.5.2 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2551 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2551 กําหนดห้ามนายจ้างเรียกหรือรับ หลักประกันการทํางานหรือความเสียหายในการทํางาน กําหนดให้ศาลมีอํานาจสั่งให้สัญญาจ้างข้อบังคับ เกี่ยวกับการทํางาน ระเบียบ หรือคําสั่งของนายจ้าง มีผลใช้บังคับเพียงเท่าที่เป็นธรรมและพอสมควรแก่ กรณี กําหนดให้นายจ้างและลูกจ้างตกลงนําเวลาทํางานปกติส่วนที่ไม่ครบแปดชั่วโมงไปรวมกับเวลา ทํางานปกติในวันอื่นได้ซึ่งต้องไม่เกินวันละเก้าชั่วโมง สาระสําคัญที่เป็นการแก้ไขเพิ่มเติมพระราชบัญญัติฯ ฉบับแรกที่เกี่ยวข้องกับการบริหารกิจการ ก่อสร้าง สรุปได้ดังนี้ (1) แก้ไขเพิ่มเติมบทนิยามคําว่า “นายจ้าง” โดยแยกกรณีนายจ้างที่มีการจ้างงานลักษณะเหมา ค่าแรงไปกําหนดไว้เป็นอีกมาตราหนึ่งเพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 5 และเพิ่มมาตรา 11/1) (2) แก้ไขเพิ่มเติมให้นายจ้างเสียดอกเบี้ยในกรณีที่ไม่จ่ายเงินชดเชยพิเศษแทนการบอกกล่าว ล่วงหน้าตามมาตรา 120 (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 9) (3) แก้ ไ ขเพิ่ ม เติ ม ห้ า มนายจ้ า งเรี ย กหรื อ รั บ หลั ก ประกั น การทํ า งานหรื อ ความเสี ย หายใน การทํางานจากลูกจ้าง (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 10 และมาตรา 51) (4) แก้ไขเพิ่มเติมให้กรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงานมีบุริมสิทธิเหนือทรัพย์สินทั้งหมดของ นายจ้าง และกําหนดให้ศาลมีอํานาจสั่งให้ข้อตกลงในสัญญาจ้างมีผลใช้บังคับเพียงเท่าที่เป็นธรรมและ พอสมควรแก่กรณี (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 11 และเพิ่มมาตรา 14/1) (5) แก้ไขเพิ่มเติมห้ามนายจ้างกระทําการล่วงเกินทางเพศต่อลูกจ้างไม่ว่าจะเป็นลูกจ้างซึ่งเป็น ชายหรือหญิง และแก้ไขเพิ่มเติมให้สัญญาจ้างทดลองงานถือเป็นสัญญาจ้างที่ไม่มีกําหนดระยะเวลาด้วย (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 16 และมาตรา 17)


www.yotathai.com



(6) แก้ ไ ขเพิ่ ม เติ ม ให้ น ายจ้ า งแจ้ ง การดํ า เนิ น การหรื อ ส่ ง เอกสาร โดยทางโทรศั พ ท์ สื่ออิเล็กทรอนิกส์ หรือสื่อเทคโนโลยีสารสนเทศประเภทอื่นได้ และแก้ไขเพิ่มเติมให้นายจ้างและลูกจ้าง ตกลงนําเวลาทํางานปกติส่วนที่ไม่ครบแปดชั่วโมงไปรวมกับเวลาทํางานปกติในวันอื่นได้แต่ต้องไม่เกิน วันละเก้าชั่วโมง (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 18 และมาตรา 23) (7) แก้ไขเพิ่มเติมให้ลูกจ้างซึ่งเป็นหญิงทํางานบางประเภทที่มีสภาพการทํางานไม่เป็นอันตรายต่อ สุขภาพหรือ ร่ างกายได้ และให้ลูกจ้า งซึ่ง เป็นหญิงมี ครรภ์ที่ทํางานในตํ าแหน่ง ผู้บริหาร งานวิชาชีพ งานธุรการ หรืองานเกี่ยวกับการเงินหรือบัญชี ทํางานล่วงเวลาในวันทํางานได้เท่าที่ไม่กระทบต่อสุขภาพ และโดยความยินยอมของลูกจ้างซึ่งเป็นหญิงมีครรภ์และแก้ไขเพิ่มเติมห้ามนายจ้างให้ลูกจ้างซึ่งเป็นเด็ก อายุต่ํากว่าสิบแปดปีทํางานในสถานบริการตามกฎหมายว่าด้วยสถานบริการ (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 38 และมาตรา 39 เพิ่มมาตรา 39/1 และแก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 50) (8) แก้ไขเพิ่มเติมเพื่อมิให้มีการลดค่าจ้างลูกจ้าง และกําหนดให้ลูกจ้างซึ่งทํางานเร่ขายหรือ ชักชวนซื้อสินค้าซึ่งนายจ้างจ่ายค่านายหน้าให้แก่ลูกจ้าง ไม่มีสิทธิได้รับค่าล่วงเวลาและค่าล่วงเวลาใน วันหยุด (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 65) (9) แก้ไขเพิ่มเติมให้นายจ้างจ่ายค่าจ้างให้แก่ลูกจ้างสําหรับวันหยุดพักผ่อนประจําปีในปีที่เลิก จ้างและค่าจ้างสําหรับวันหยุดพักผ่อนประจําปีสะสมที่ลูกจ้างพึงมีสิทธิ แก้ไขเพิ่มเติมอํานาจหน้าที่ของ คณะกรรมการสวัสดิการแรงงาน และกําหนดให้นายจ้างยื่นแบบแสดงสภาพการจ้างและสภาพการ ทํางาน (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 67 มาตรา 93 มาตรา 94 และเพิ่มมาตรา 115/1) (10) แก้ไขเพิ่มเติมกรณีนายจ้างมีความจําเป็นต้องหยุดกิจการเพื่อให้ชัดเจนและเป็นธรรมแก่ นายจ้างและลูกจ้าง (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 75) (11) แก้ไขเพิ่มเติมกําหนดให้นายจ้างไม่ต้องจ่ายค่าชดเชยให้แก่ลูกจ้างซึ่งเลิกจ้างในกรณีที่ลูกจ้าง ได้รับโทษจําคุก ไม่ว่าจะเป็นความผิดที่ได้กระทําโดยประมาทหรือความผิดลหุโทษหรือไม่ก็ตาม (แก้ไข เพิ่มเติมมาตรา 119) (12) แก้ไขเพิ่มเติมให้คณะกรรมการสวัสดิการแรงงานมีอํานาจออกคําสั่งให้นายจ้างจ่ายเงิน ค่าชดเชยพิเศษแทนการบอกกล่าวล่วงหน้าหรือค่าชดเชยพิเศษในกรณีที่มีการย้ายสถานประกอบกิจการ (แก้ไขเพิ่มเติมมาตรา 120) 1.5.3 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2553 พระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน (ฉบับที่ 4) พ.ศ. 2553 เป็นพระราชบัญญัติที่ถูกตราขึ้นเพื่อให้ สอดคล้ อ งกั บ การประกาศใช้ พ ระราชบั ญ ญั ติ ค วามปลอดภั ย อาชี ว อนามั ย และสภาพแวดล้ อ มใน การทํางาน พ.ศ. 2554 เนื่องจากพระราชบัญญัติความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมใน การทํางานฯ ดังกล่าวนี้ เป็นพระราชบัญญัติที่ได้กําหนดการดําเนินการควบคุม กํากับ ดูแล และบริหาร จัดการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางานไว้เป็นการเฉพาะแล้ว จึงได้ ยกเลิกบทบัญญัติเกี่ยวกับเรื่องความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทํางานที่บัญญัติไว้ อยู่เดิมในพระราชบัญญัติคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2541 หมวดที่ 8 มาตรา100 ถึง มาตรา 107 เพื่อมิให้ มีความซ้ําซ้อนกัน


www.yotathai.com

2

การวัดเนื้องานก่อสร้าง (Construction Method of Measurement) 2.1 แนวคิดในการวัดเนื้องาน 2.2 การวัดเนื้องานโครงสร้าง งานปรับเตรียมสถานที่ งานรื้อถอนและรื้อทําลายงานขุดงานถมและงานกลบ แต่งงานเสาเข็มงานพื้นและถนนภายนอกอาคารงานโครงสร้างคอนกรีต เสริมเหล็กงานโครงสร้างเหล็กงานโครงสร้างไม้

2.3เอกสารอ้างอิง แนวทางการวัดปริมาณงานก่อสร้างอาคารในส่วนของงานโครงสร้างและงาน สถาปัตยกรรม

จิรวัฒน์ ดําริห์อนันต์

www.yotathai.com


การวัดเนื้องานก่อสร้าง

2.1 แนวคิดในการวัดเนื้องาน การวั ด เนื้ อ งานก่ อ สร้ า งจะต้ อ งมี เ กณฑ์ ที่ เ ป็ น มาตรฐานหรื อ ที่ ต กลงร่ ว มกั น ระหว่ า งทุ ก ฝ่ า ย ที่เ กี่ ยวข้ อ ง หากผู้ เ กี่ย วข้ อ งในการดํ าเนิ น งานก่ อ สร้ างมี วิ ธี ก ารคิ ดปริ ม าณงานที่มี ค วามแตกต่ า งกั น ย่อมทําให้เกิดข้อโต้แย้งและปัญหา อีกทั้งยังเป็นอุปสรรคในงานดําเนินงานได้ ในการแยกแยะปริมาณ งานก่ อ สร้ า งควรแบ่ ง ออกเป็ น หมวดของงานที่ แ ตกต่ า งกั น ตามลั ก ษณะของงานและการคิ ด ราคา ในภาพกว้าง ควรแยกออกเป็นงานโครงสร้างงานสถาปัตยกรรม และงานระบบประกอบอาคาร จากนั้น ให้แบ่งออกเป็นรายการงานย่อยตามลักษณะของงานต่อๆ ไป การแบ่งรายการงานย่อยนี้จะต้องย่อย จนถึงระดับที่สามารถระบุเนื้องานและขอบเขตของงานที่จะทําให้เกิดการวัดเนื้องานและกําหนดราคา ที่ชัดเจนได้งานที่สําคัญที่วิศวกรโยธาควรทราบในการวัดเนื้องานคือ งานโครงสร้าง ดังมีรายละเอียด ในหัวข้อถัดไป การวัดเนื้องานก่อสร้างอาคารหนึ่งๆ ไม่ว่าจะเป็นงานสถาปัตยกรรม งานโครงสร้างหรืองาน ระบบ ควรต้องมีการคํานึงประเด็นพื้นฐานดังนี้คือ 1) แนวคิดหรือรูปประกอบวิธีวัดโดยพื้นฐานอันนํามาสู่วิธีการวัดที่ทําให้การคิดปริมาณไม่ลักลั่น ไม่ซ้ําซ้อน มีความเพียงพอและเหมาะสม 2) เทคนิ ค การก่ อ สร้ า ง ความยากง่ า ยของงานอั นนํ ามาสู่ ร ายละเอี ย ดของการวั ด และการ คํานึงถึงอุปกรณ์หรือชิ้นงานประกอบที่เกี่ยวข้อง ทําให้การวัดไม่ตกหล่น 3) การแบ่งรายการของงานหรือชนิดของวัสดุที่ต่างกัน 4) วิธีการวัด การเผื่อ 5) หน่วยของการวัด 6) การสอบกลับได้ของที่มาในการคิดปริมาณงานนั้นๆ 7) การศึกษาแบบ ข้อกําหนด รายการ เอกสารที่เกี่ยวข้องในการทําสัญญาเพื่อสอบทานความ สอดคล้อง การกําหนดรายการขัดแย้งและการเลือกนําเสนอ การสอบถามและเอกสารการ ตอบกลับ

2.2 การวัดเนื้องานโครงสร้าง ในส่วนของงานโครงสร้างควรแบ่งงานออกเป็นหมวดหมู่ตามลักษณะของเนื้องานดังนี้ 2.2.1 งานปรับเตรียมสถานที่ งานรื้อถอนและรื้อทําลาย การปรั บ เตรี ย มสถานที่ งานรื้ อ ถอนและรื้ อ ทํ า ลายควรจํ า แนกเป็ น รายการย่ อ ยต่ า งๆ ประกอบด้วยงานรื้อถอนงานรื้อทําลายงานตัดและขนย้ายต้นไม้หรือตอไม้ และงานอื่นๆ อาทิ งานตัดและ ขนย้ายพุ่มไม้ งานขนย้ายซากวัสดุ และขยะเป็นต้น


www.yotathai.com

การวัดเนื้องานก่อสร้าง บทที่ 2 หน้า 3

นอกจากนั้น งานรื้อถอนและรื้อทําลายควรจําแนกตามลักษณะสิ่งที่รื้อถอนหรือรื้อทําลาย เช่น โครงสร้างคอนกรีต โครงสร้างเหล็ก และท่อ เป็นต้นหากมีงานตัดและเคลื่อนย้ายต้นไม้หรือตอไม้และมี ปริ มาณมากอย่ างมีนัยสําคัญ ให้แบ่งประเภทของงานตัดและเคลื่อ นย้ายต้นไม้ หรือตอไม้ตามขนาด โดยรอบของต้นไม้หรือตอไม้ 2.2.2 งานขุด ควรจําแนกงานขุดเป็นรายการดังต่อไปนี้คือ งานขุดดินสุทธิตามขอบเขตโครงสร้างงานขุดภายใน เสาเข็มพืดหรือกําแพงพืดงานโครงสร้างชั่วคราวพร้อมระบุระบบป้องกันดินพัง งานตกแต่งพื้นผิวที่ขุด งานขนย้ายดินและงานขุดทําลายคอนกรีต อิฐ งานปูน ซึ่งขุดพบระหว่างงานขุดดิน งานขุดทั่วไปและงานขุดภายในเสาเข็มพืดอาจจําแนกเป็นรายการย่อยตามเงื่อนไขดังต่อไปนี้คือ วัตถุประสงค์การขุดวิธีการขุดและลักษณะการขุดระดับความลึกของการขุด (กรณีมีผลต่อราคาต่อหน่วย ปริมาตรงานขุด) และประเภทดินหรือหินที่ทําการขุด งานตกแต่งพื้นผิวที่ขุดควรจําแนกเป็นรายการย่อยระหว่างหน้าตัดที่เป็นดินทั่วไปกับหน้าตัดที่เป็น หินงานเสาเข็มพืดชั่วคราวควรจําแนกรายการย่อยตามชนิดของเข็มพืดเช่น เข็มพืดไม้หรือเข็มพืดเหล็ก และตามระดับความลึกที่ต้องขุดดิน 2.2.3 งานถมและงานกลบแต่ง ควรจําแนกงานถมและกลบแต่งเป็นรายการย่อยดังนี้งานถมและกลบแต่งทั่วไปงานถมเพื่อปรับ ระดับหรือการถมหน้าดินที่หนาไม่เกิน 30cm และงานตกแต่งผิวลาดเอียงโดยงานถมและกลบแต่งทั่วไป อาจจําแนกเป็นรายการย่อยตามจุดประสงค์การถมและกลบแต่งตามประเภทวัสดุถม หรือตามวิธีการถม และการบดอัดหรือความหนาแน่นของการบดอัด สําหรับงานถมเพื่อปรับระดับหรือการถมหน้าดินที่หนา ไม่เกิน 30 cm ควรจําแนกตามความหนาของดินถม 2.2.4 งานเสาเข็ม งานเสาเข็มสามารถจําแนกออกเป็นหลายการหลักคือ เสาเข็มประเภทเสาเข็มตอก (เสาเข็ม คอนกรีตหล่อสําเร็จ เสาเข็มเหล็ก และเสาเข็มไม้) เสาเข็มเจาะและเสาเข็มพืดคอนกรีตและกําแพงพืด งานเสาเข็มคอนกรีตหล่อสําเร็จ เสาเข็มเหล็ก และเสาเข็มไม้ควรจําแนกเป็นรายการย่อยคือ งานขนส่งเครื่องจักรอุปกรณ์สําหรับงานเสาเข็มไปยังหน่วยงาน ซึ่งรวมถึงการติดตั้ง การถอด และ การนําเครื่องจักรอุปกรณ์นั้นออกไปจากหน่วยงานด้วย งานจัดหาและตอกเสาเข็มงานขนย้ายดินจาก การเจาะนํางานตัดหัวเสาเข็มและงานทดสอบเสาเข็ม งานเสาเข็มเจาะควรจําแนกเป็นรายการงานขนส่งเครื่องจักรอุปกรณ์สําหรับงานเสาเข็มเจาะไป ยังหน่วยงาน ซึ่งรวมถึงการติดตั้ง การถอด และการนําเครื่องจักรอุปกรณ์นั้นออกไปจากหน่วยงานด้วย งานเจาะหลุมและหล่อเสาเข็มเจาะงานขนย้ายดินงานตัดหัวเสาเข็มงานทดสอบเสาเข็ม สําหรับงานเสาเข็มพืดคอนกรีตและกําแพงพืดควรแบ่งรายการงานเป็นรายการย่อยในลักษณะ เดี ย วกั บ การแบ่ ง รายการงานย่ อ ยในกรณี ข องงานเสาเข็ ม คอนกรี ต หล่ อ สํ า เร็ จ เสาเข็ ม เหล็ ก และ เสาเข็มไม้


www.yotathai.com


การวัดเนื้องานก่อสร้าง

2.2.5 งานพื้นและถนนภายนอกอาคาร งานพื้นและถนนภายนอกอาคารควรจําแนกเป็นรายการดังต่อไปนี้คือ งานชั้นรองพื้นทาง (subbase) งานชั้นพื้นทาง (base course) งานไหล่ทาง (shoulder)งานปูพื้นผิวและถนนงานคันหิน (curbs) ร่องน้ํา รางน้ํา (gutters หรือ channels) และหลังเต่า (crown slope)งานรอยต่อต่างๆ (ในกรณีวัด แยกต่างหาก)งานเสานําทาง (guide posts) งานรั้วกั้นถนน (guard fencing) งานป้ายจราจร (traffic signs / signals) งานสีทาถนน (pavement marking) และงานคันหินกันชน (car stopper) 2.2.6 งานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ควรจําแนกงานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กออกเป็นหลายการหลักคืองานคอนกรีตหล่อในที่ งานคอนกรีตหล่อสําเร็จงานตัดและเจาะคอนกรีตงานแบบหล่องานเหล็กเสริมคอนกรีตและงานท่อร้อย และลวดอัดแรง งานคอนกรีตหล่อในที่ควรจําแนกเป็นรายการดังต่อไปนี้คือ งานคอนกรีตหล่อในที่ทั่วไป รวมถึง งานคอนกรีตทับหน้างานโครงสร้าง (structural topping) งานคอนกรีตหยาบ งานคอนกรีตโครงสร้าง พื้ น ถนนและทางเท้ า ที่ มี ค วามหนา ไม่ เ กิ น 10cmงานแนวคั น หิ น และรางน้ํ า และงานบ่ อ (pits) งานฐานรองแท่นเครื่อง (pads) ซึ่งไม่วัดลงไปในรายละเอียด งานคอนกรีตหล่ อ สํา เร็จควรจํ าแนกเป็นงานชิ้นส่ ว นโครงสร้างคอนกรี ต หล่ อ สํ า เร็จ และงาน ชิ้นส่วนงานสถาปัตยกรรมหล่อสําเร็จ งานตัดและเจาะคอนกรีตแบ่งออกได้เป็นงานตั ดและเจาะคอนกรีตทั่วไป เช่น งานเซาะร่อ ง (grooves) และลายดุ น (chases) งานเจาะรู และตั ด ช่ อ งเปิ ด ขนาดเล็ ก และงานการตั ด ช่ อ งเปิ ด ขนาดใหญ่ เป็นต้น และงานตัดและเจาะคอนกรีตเพื่อฝังเหล็ก งานแบบหล่อควรจําแนกเป็นรายการดังต่อไปนี้คือ งานแบบหล่อทั่วไปงานแบบหล่อสําหรับ พื้นผิวคอนกรีตที่มีลักษณะพิเศษงานลบมุมงานรูเจาะ ช่องเปิด และช่องเปิดสําหรับติดตั้งสลักเกลียวงาน ร่องและรางต่างๆ และงานรอยต่อเผื่อขยายรวมถึงรอยต่อก่อสร้างตามที่กําหนด งานเหล็กเสริมคอนกรีตควรจําแนกเป็นงานเหล็กเสริมคอนกรีต (เหล็กเส้น) งานเหล็กตะแกรง (ระบุแยกกําลังคลาก ชนิด และ ขนาด) และงานรอยต่อพิเศษ เช่น การเชื่อมหรืออุปกรณ์ต่อเหล็ก งานร้อยท่อและลวดอัดแรงควรจําแนกเป็นงานร้อยท่อและลวดอัดแรงโครงสร้างพื้นคอนกรีตอัด แรงดึงทีหลัง (post-tensioned concrete slab) และงานร้อยท่อและลวดอัดแรงโครงสร้างอื่นๆ 2.2.7 งานโครงสร้างเหล็ก งานโครงสร้างเหล็กแบ่งออกได้เป็นงานโครงสร้างเหล็กทั่วไปงานแผ่นพื้นเหล็กทั่วไปแผ่นปะกับ จุดต่อ (gusset plate)แผ่นรองฐาน (base plate) และแผ่นเสริมตีนเสา (cap plate) หรือแผ่นเสริม กําลัง (stiffeners) สลักเกลียวและแป้นเกลียว (bolt and nut) และงานสีกันไฟ งานโครงสร้างเหล็กทั่วไปสามารถจําแนกตามเงื่อนไขต่างๆ ได้ดังนี้ จําแนกตามระดับคุณภาพ ของเหล็กจําแนกตามหน้าตัดของเหล็กจําแนกระหว่างโครงสร้างปกติและโครงสร้างที่มีการดัดโค้ง งานแผ่นพื้นเหล็กทั่วไปจําแนกตามชนิดของแผ่นพื้นระดับคุณภาพของเหล็กและความหนาของ แผ่นพื้น อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

การวัดเนื้องานก่อสร้าง บทที่ 2 หน้า 5

แผ่นปะกับจุดต่อ แผ่นรองฐาน และแผ่นเสริมตีนเสา หรือแผ่นเสริมกําลัง ให้จําแนกตามระดับ คุณภาพของเหล็กและความหนาของเหล็ก สลักเกลียวและแป้นเกลียวให้จําแนกตามระดับคุณภาพของเหล็กและขนาดและความยาวของ สลักเกลียว 2.2.8 งานโครงสร้างไม้ งานโครงสร้างไม้ใ ห้จําแนกเป็นรายการดังต่อไปนี้งานโครงสร้างไม้ทั่วไปงานพื้ น ผนัง และ เพดานงานไม้ส่วนที่มีราคาแพงหรือขนาดพิเศษ ไม่ใช่ขนาดที่ขายตามท้องตลาดการต่อไม้พิเศษ (special joint detail) และงานรักษาเนื้อไม้ งานโครงสร้างไม้ทั่วไปงานพื้น ผนัง และเพดาน แบ่งออกได้เป็นชนิดขององค์อาคารชนิดและ คุณสมบัติของไม้แหล่งที่มาของไม้ ขนาดไม้และลักษณะของการเตรียมไม้ เช่น ธรรมชาติ ผิวหยาบ ขัด ละเอียด อบ งานไม้ส่วนที่มีราคาแพงหรือขนาดพิเศษ ไม่ใช่ขนาดที่ขายตามท้องตลาด ให้จําแนกตามเงื่อนไข ดังต่อไปนี้รายละเอียดลักษณะงานที่มีรูปแบบพิเศษ ชนิดและคุณสมบัติของไม้แหล่งที่มาของไม้ ขนาดไม้ ลักษณะของการเตรียมไม้ เช่น ธรรมชาติ ผิวหยาบ ขัดละเอียด อบ การต่อไม้พิเศษจําแนกตามรายละเอียดการต่อที่ระบุในแบบรูปเช่น รอยต่อพิเศษต่างๆ และให้ ระบุเลขที่ของแบบรูปและลักษณะสําคัญให้ชัดเจน งานรักษาเนื้อไม้จําแนกตามชนิดขององค์อาคารและวิธีการรักษาเนื้อไม้

2.3 เอกสารอ้างอิง 1. คณะอนุกรรมการสาขาบริหารงานก่อสร้าง (2548), แนวทางการวัดปริมาณงานก่อสร้างอาคาร ในส่วนของงานโครงสร้างและงานสถาปัตยกรรม, แก้ไขปรับปรุงครั้งที่ 2, สมาคมวิศวกรรมสถาน แห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์


www.yotathai.com

3

การประมูลงานและการเสนอราคา (Bidding and Tendering) 3.1

ขั้ น ตอนการเตรี ย มเอกสารเพื่ อ ขอรั บ /ขอซื้ อ แบบ และ การตรวจสอบคุณสมบัติเบื้องต้นของผู้เสนอราคา

3.2 ขั้ น ตอนการเตรี ย มเอกสารเพื่ อ ยื่ น ซองเสนอราคา และ การตรวจสอบคุ ณ สมบั ติ ท างเทคนิ ค รวมถึ ง เอกสารต่ า งๆ ที่ใช้ในการยื่นซอง 3.3 รูปแบบในการเสนอราคา 3.4 ระเบียบพัสดุในการจัดซื้อจัดจ้าง

ปฐเมศ ผาณิตพจมาน สักกะพันธุ์ เมฆเลอสรวง

www.yotathai.com


การประมูลงานและการเสนอราคา

3.1 ขั้ น ตอนการเตรี ย มเอกสารเพื่ อ ขอรั บ /ขอซื้ อ แบบ และการตรวจสอบ คุณสมบัติเบื้องต้นของผู้เสนอราคา เนื่องจากการประมูลงานและการเสนอราคาของทางราชการ มีระเบียบพัสดุและมีกฎหมาย รองรับอยู่ ซึ่งค่อนข้างจะมีรายละเอียดมากกว่าของทางเอกชน ดังนั้น ในที่นี้จึงจะขอกล่าวถึงการประมูล งานและการเสนอราคาของทางราชการเป็นหลัก ผู้สนใจการประมูลงานและการเสนอราคาของทางราชการสามารถตรวจสอบคุณสมบัติเบื้องต้น ในหัวข้อต่างๆ ที่ปรากฏในเอกสารประกาศสอบราคาจ้าง/ประกวดราคาจ้าง ได้ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ของกรมบั ญ ชี ก ลาง ที่ เ ว็ บ ไซต์ ศู น ย์ ข้ อ มู ล จั ด ซื้ อ จั ด จ้ า งภาครั ฐ ซึ่ ง จะมี ร ายละเอี ย ดต่ า งๆ ที่ อ ธิ บ าย คุณสมบัติผู้มีสิทธิที่จะยื่นเอกสารเสนอราคาอาทิเช่น 3.1.1 เป็นผูม้ อี าชีพรับจ้างงานก่อสร้างที่จะประมูลจ้าง 3.1.2 ไม่เป็นผู้ที่ถูกระบุชื่อไว้ในบัญชีรายชื่อผู้ทิ้งงานของทางราชการ และได้แจ้งเวียนชื่อ แล้ว 3.1.3 ไม่ เ ป็ น ผู้ มี ผ ลประโยชน์ ร่ ว มกั น กั บ ผู้ เ สนอราคารายอื่ น และต้ อ งไม่ เ ป็ น ผู้ มี ผ ล ประโยชน์ร่วมกันระหว่างผู้เสนอราคากับผู้ให้บริการตลาดกลางอิเล็กทรอนิกส์ ณ วันประกาศประกวด การจัดจ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ หรือไม่เป็นผู้กระทําการอันเป็นการขัดขวางการแข่งขันราคา อย่างเป็นธรรม ในการประกวดราคา 3.1.4 ไม่เป็นผู้ได้รับเอกสิทธิ์หรือความคุม้ กัน ซึ่งอาจปฏิเสธไม่ยอมขึ้นศาลไทย 3.1.5 เป็นผู้ผ่านการคัดเลือกเป็นผู้มีคุณสมบัติเบื้องต้นในการจ้างงานก่อสร้างของแต่ละ หน่วยงานนั้นๆ อาทิเช่น กรมทรัพยากรน้ํา กรมทางหลวงชนบท กรมทางหลวง กรมชลประทาน และ การประปาส่วนภูมิภาค ฯลฯ 3.1.6 เป็นผู้มีผลงานก่อสร้างลักษณะเดียวกัน ประเภทเดียวกัน กับงานก่อสร้างที่จะ ประมูลจ้าง โดยปกติในวงเงินไม่น้อยกว่าร้อยละ 50 ของราคากลางที่รวมภาษีมูลค่าเพิ่มไว้เรียบร้อยแล้ว หรือน้อยกว่านี้ โดยขึ้นกับดุลยพินิจของแต่ละหน่วยงาน แต่ไม่น้อยกว่าร้อยละ 30 และผลงานดังกล่าว จะต้องเป็นผลงานสัญญาเดียวและแล้วเสร็จตามสัญญา และต้องเป็นคู่สัญญาโดยตรงกับส่วนราชการ หรือหน่วยงานตามกฎหมายว่าด้วยระเบียบบริหารราชการหรือหน่วยงานเอกชนที่เชื่อถือ 3.1.7 บุคคลหรือนิติบุคคลที่จะเข้าเป็นคู่สัญญาต้องไม่อยู่ในฐานะเป็นผู้ไม่แสดงบัญชี รายรับรายจ่าย หรือแสดงบัญชีรายรับรายจ่ายไม่ถูกต้องครบถ้วนในสาระสําคัญ 3.1.8 บุคคลหรือนิติบุคคลที่จะเข้าเป็นคู่สัญญากับหน่วยงานของรัฐซึ่งได้ดําเนินการ จัดซื้อจัดจ้างด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ (e-Government Procurement : e-GP) ต้องลงทะเบียนในระบบ อิเล็กทรอนิกส์ของกรมบัญชีกลางที่เว็บไซต์ศูนย์ข้อมูลจัดซื้อจัดจ้างภาครัฐ และยื่นหลักฐานแบบแสดง การลงทะเบียนในระบบอิเล็กทรอนิกส์ในวันที่ยื่นเอกสารเสนอราคาด้วย 3.1.9 ตามประกาศคณะกรรมการป้ องกันและปราบปรามการทุจ ริตแห่งชาติ เรื่อ ง หลักเกณฑ์และวิธีการจัดทําและแสดงบัญชีรายการรับจ่ายของโครงการที่บุคคล หรือนิติบุคคลเป็น คู่สัญญากับหน่วยงานของรัฐ พ.ศ. 2554 จะต้องทําการรับเงินและจ่ายเงินผ่านบัญชีธนาคาร เว้นแต่ การจ่ายเงินแต่ละครั้งซึ่งมีมูลค่าไม่เกินสามหมื่นบาท คู่สัญญาอาจจ่ายเป็นเงินสดแทนได้ อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

การประมูลงานและการเสนอราคา บทที่ 3 หน้า 3

3.2 ขั้นตอนการเตรียมเอกสารเพื่อ ยื่นซองเสนอราคา และการตรวจสอบ คุณสมบัติทางเทคนิค รวมถึงเอกสารต่างๆ ที่ใช้ในการยื่นซอง ในขั้นตอนนี้ผู้เสนอราคาจะต้องทําการศึกษาเงื่อนไขต่างๆตามที่ระบุไว้ในเอกสารตามประกาศ ของหน่ ว ยงาน ตลอดจนรายละเอี ย ดต่ า งๆที่ กํ า หนด อาทิ เ ช่ น เอกสารในการเสนอราคา จํ า นวน หลักประกันซอง การพิจารณาตัดสินราคา การทําสัญญาจ้าง และการรับประกันความชํารุดบกพร่อง ถ้าผู้เสนอราคาไม่เข้าใจในรายละเอียดดีพออาจทําให้ขาดคุณสมบัติในการเข้าเสนอราคาได้ ผู้เสนอราคา ต้องเสนอเอกสารหลักฐานยื่นมาพร้อมใบเสนอราคา โดยเอกสารหลักฐานอาจแยกเป็น2 ส่วน คือ 3.2.1 ส่วนที่ 1 เอกสารทั่วไปแสดงลักษณะผู้เสนอราคาและข้อเสนอทางด้านเทคนิค เอกสารแสดงลักษณะและข้อตกลงระหว่างหน่วยงานกับผู้เสนอราคา ได้แก่ นิติบุคคล บริษัทจํากัด บุคคลธรรมดา ผู้ร่วมค้า ซึ่งจะมีรายละเอียดแตกต่างกันไปตามลักษณะของหน่วยงานที่จะ เสนอมา  ในกรณีห้างหุ้นส่วนสามัญ หรือห้างหุ้นส่วนจํากัด ให้ยื่นสําเนาหนังสือรับรองการจด ทะเบียนนิติบุคคล บัญชีรายชื่อหุ้นส่วนผู้จัดการ ผู้มีอํานาจควบคุม พร้อมรับรองสําเนา ถูกต้อง  ในกรณีบริษัทจํากัด หรือบริษัทมหาชนจํากัด ให้ยื่นสําเนาหนังสือรับรองการจดทะเบียน นิติบุคคล หนังสือบริคณห์สนธิ บัญชีรายชื่อกรรมการผู้จัดการ ผู้มีอํานาจควบคุม และ บัญชีผู้ถือหุ้นรายใหญ่ พร้อมรับรองสําเนาถูกต้อง  ในกรณี เ ป็ น ผู้ ร่ ว มค้ า ให้ ยื่ น สํ า เนาสั ญ ญาของการเข้ า ร่ ว มค้ า สํ า เนาบั ต รประจํ า ตั ว ประชาชนผู้ร่วมค้า และในกรณีที่ผู้เข้าร่วมค้าฝ่ายใดเป็นบุคคลธรรมดาที่มิใช่สัญชาติไทย ก็ให้ยื่นสําเนาหนังสือเดินทาง หรือผู้ร่วมค้าฝ่ายใดเป็นนิติบุคคลให้ยื่นเอกสารสําเนา หนังสือรับรองการจดทะเบียนนิติบุคคล  เอกสารประกอบอื่ น ๆ อาทิ เ ช่ น สํ า เนาใบทะเบี ย นภาษี มู ล ค่ า เพิ่ ม (ภพ.20) สํ า เนา ใบทะเบียนพาณิชย์ พร้อมรับรองสําเนาถูกต้อง บัญชีเอกสารส่วนที่ 1 ทั้งหมดยื่นตามแบบบัญชีเอกสาร 3.2.2 ส่วนที่ 2 เอกสารคุณลักษณะเฉพาะอย่างน้อยต้องมีดังต่อไปนี้  หนังสือมอบอํานาจซึ่งปิดอากรแสตมป์ตามกฎหมาย ในกรณีที่ผู้ประสงค์จะเสนอราคา มอบอํานาจให้บุคคลอื่นลงนามในใบเสนอราคา หรือใบเสนอการประกวดราคาด้วย วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์  หลักประกันซอง  สําเนาหนังสือรับรองผลงานก่อสร้างพร้อมสําเนาสัญญาจ้างคู่ฉบับ  หนังสือรับรองของวิศวกร พร้อมสําเนาใบอนุญาตให้เป็นผู้ประกอบวิชาชีพวิศวกรรม ควบคุม ตามพระราชบัญญัติวิชาชีพวิศวกรรม พ.ศ.2542 พร้อมรับรองสําเนาถูกต้อง


www.yotathai.com



 หนังสือรับรองช่างประจําโครงการ พร้อมเอกสารรับรองคุณวุฒิ และใบรับรองของ ผลงานควบคุมงานก่อสร้าง พร้อมรับรองสําเนาถูกต้อง  หนังสือแสดงความพร้อมทางด้านบุคลากร เครื่องมือ เครื่องจักร และฐานะทางการเงิน  สําเนาบัตรประจําตัวผู้มีคุณสมบัติเบื้องต้นในการจ้างงานก่อสร้าง  หนังสือบัญชีแสดงรายการเครื่องจักร เครื่องมือ และยานพาหนะ  แบบแสดงการลงทะเบียนในระบบ e-GP จากกรมบัญชีกลาง  แบบใบยื่นข้อเสนอการประกวดราคาจ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ หรือใบเสนอ ราคา  บัญชีรายการก่อสร้าง หรือแสดงปริมาณวัสดุ  แผนปฏิบัติงานก่อสร้าง  หนังสือแสดงเงื่อนไขการซื้อและการจ้างโดยการประมูลด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์  มาตรฐานการจั ด การ และการฝึ ก อบรมด้ า นต่ า งๆ เช่ น มาตรฐานการจั ด การ อาชีวอนามัยและความปลอดภัยของฝ่ายก่อสร้าง มอก.18001 เป็นต้น  ข้อเสนอทางเทคนิค เช่น มาตรฐานต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับงานก่อสร้าง คุณสมบัติของ วัสดุ ขั้นตอนและวิธีการก่อสร้างหรือปฏิบัติ วิธีการทดสอบ ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับ ได้ แผนป้องกันมลภาวะขณะก่อสร้าง แผนการจัดการจราจรรวมถึง แผนการก่อสร้าง และการจัดการทรัพยากร เช่น วัสดุ เครื่องมือเครื่องจักร กําลังคน ซึ่งมีความสัมพันธ์ กัน สําหรับใบยื่นข้อเสนอการประกวดราคาด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ และบัญชีรายการก่อสร้าง ให้รวมอยู่ในซองเดียวกันปิดผนึกซองให้เรียบร้อย โดยแยกจากเอกสารหลักฐานส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2 สําหรับเอกสารหลักฐานส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2 ให้จัดใส่ไว้ในซองต่างหาก โดยระบุว่าเป็นส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2 หน้าซองด้วย 3.2.3 การยื่นข้อเสนอราคาโดยการประกวดราคาจ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ ผู้ประสงค์จะเสนอราคาต้องยื่นข้อเสนอตามแบบที่กําหนดไว้ในเอกสารประกวดราคา จ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งในใบเสนอราคาจะมีข้อความที่กําหนดวันยืนราคา กําหนดระยะวัน เวลาก่อสร้างแล้วเสร็จ ระยะเวลาการทําสัญญาจ้าง จํานวนเงินหลักประกันซอง วันที่ยื่นซองเสนอราคา ซึ่งทางผู้เสนอราคาจะต้องตรวจรายละเอียดเอกสารให้ถี่ถ้วน และเข้าใจเสียก่อนที่จะตกลงยื่นข้อเสนอ ตามเงื่อนไขในเอกสารประกวดราคาจ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ หลังจากที่ได้ยื่นเอกสารข้อเสนอ แล้วและทางคณะกรรมการประกวดราคาจ้างได้ตรวจสอบคุณสมบัติเป็นที่เรียบร้อยก็จะแจ้งผู้เสนอราคา ทราบต่อไป ว่าเป็นผู้มีสิทธิเข้าร่วมเสนอราคาผ่านตลาดกลางอิเล็กทรอนิกส์หรือไม่อย่างไร 3.2.4 หลักประกันซอง ผู้ประสงค์จะเสนอราคาจะต้องวางหลักประกันซองพร้อมกับยื่นซองเอกสารทางด้าน เทคนิค โดยจํานวนเงินหลักประกันซองจะคิดร้อยละ 5 จากยอดราคากลางที่รวมภาษีมูลค่าเพิ่มแล้วโดย หลักประกันซองจะมีหลายประเภทตามระเบียบพัสดุ พ.ศ. 2535 เช่น อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com


 หนังสือค้ําประกัน ก็จะออกโดยธนาคารในประเทศไทย ในส่วนของหนังสือค้ําประกัน นั้นก็จะมีแบบฟอร์มมาให้จากหน่วยงานนั้นๆ ว่าจะบังคับให้ใช้แบบฟอร์มในการทํา หนังสือค้ําประกันแบบใดซึ่งจะมีการกําหนดวันเริ่มต้นการออกหนังสือถึงวันสิ้นสุด และกําหนดวันยื่นซองข้อเสนอทางด้านเทคนิคคลอบคลุมไปจนถึงวันสิ้นสุดการยืน ราคาโดยค่าธรรมเนียมทั่วไปจะคิดร้อยละ 2 จากยอดจํานวนเงินหลักประกันซอง  เช็คที่ธนาคารสั่งจ่ายให้แก่หน่วยงาน ที่จะทําการยื่นเอกสารการประกวดราคาด้วย วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ และต้องลงวันที่ที่จะยื่นเอกสาร หรือก่อนหน้านั้นไม่เกิน 3 วันทําการของทางราชการ  เงินสด  พันธบัตรรัฐบาลไทย  หนังสือค้ําประกันของบรรษัทเงินทุนอุตสาหกรรมแห่งประเทศไทย บริษัทเงินทุน หรื อ บริ ษั ท เงิ น ทุ น หลั ก ทรั พ ย์ ที่ ไ ด้ รั บ อนุ ญ าตให้ ป ระกอบกิ จ การเงิ น ทุ น เพื่ อ การพาณิชย์ 3.2.5 หลักเกณฑ์และสิทธิในการพิจารณา ในการประกวดราคาจ้าง จะมีเกณฑ์การตัดสินราคาโดยพิจารณาตัดสินราคาเหมารวม หรือพิจารณาตัดสินราคาต่อหน่วย ขึ้นอยู่กับทางหน่วยงานกําหนด 3.2.6 การทําสัญญาจ้าง ผู้ชนะการประกวดราคาจ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ (ผู้รับจ้าง) จะต้องทําสัญญา จ้างตามแบบสัญญาจ้าง ตามวัน เวลา ที่หน่วยงานกําหนดระยะเวลามาให้ เช่น ภายใน 7 วัน 10 วัน 15 วัน หลังจากที่ได้รับหนังสือแจ้งจากหน่วยงานนั้น และให้การทําสัญญาจ้างก็จะต้องวางหลักประกัน สั ญ ญาเป็ น จํ า นวนเงิ น เท่ า กั บ ร้ อ ยละ 5 ของราคาค่ า จ้ า งที่ ป ระกวดราคาจ้ า งด้ ว ยวิ ธี ก ารทาง อิเล็กทรอนิกส์ได้ให้หน่วยงานนั้นยึดถือไว้ในขณะทําสัญญาจ้าง 3.2.7 การรับประกันความชํารุดบกพร่อง ผู้ชนะการประกวดราคาจ้างด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ (ผู้รับจ้าง) ซึ่งได้ทําข้อตกลง ทําสัญญาจ้างแล้ว จะต้องรับประกันความชํารุดบกพร่องของงานจ้างที่เกิดขึ้นภายในช่วงระยะเวลาหนึ่ง เช่น ไม่น้อยกว่า 2 ปี นับถัดจากวันที่ได้ส่งมอบงานนั้นให้กับหน่วยงานเป็นที่เรียบร้อยแล้ว


www.yotathai.com



3.3 รูปแบบในการเสนอราคา รูปแบบในการเสนอราคาขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ว่าจ้าง ได้แก่ แบบคิดค่าใช้จ่ายจริงบวกค่า ดําเนินการและกําไร (Cost-Plus-Fee) แบบประกันราคาก่อสร้างสูงสุด (Maximum Price Guarantee) ประเภทมีรางวัลและค่าปรับ (Reward & Fine) แบบราคาต่อหน่วย (Unit Rate) และแบบจ้างเหมา หรือราคาเหมารวม (Lump-Sum Contract) ซึ่งมีข้อดี ข้อเสีย และข้อจํากัดแต่ละวิธีแตกต่างกันออกไป ซึ่งต้องเลือกใช้ตามความเหมาะสมทั้งนี้รูปแบบที่มีการใช้งานมากคือ แบบราคาต่อหน่วย และแบบจ้าง เหมาหรือราคาเหมารวม ซึ่งงานราชการโดยมากเป็นแบบราคาเหมารวม 3.3.1 แบบราคาเหมารวม (Lump Sum) ผู้ว่าจ้างตกลงจ่ายและผู้รับจ้างตกลงรับเงิน ค่าจ้างซึ่งได้รวมภาษีมูลค่าเพิ่มตลอดจนภาษีอากรอื่นๆ และค่าใช้จ่ายทั้งปวงด้วยแล้วโดยถือราคาเหมา รวมเป็นเกณฑ์ อย่างไรก็ตามโครงการก่อสร้างของภาครัฐมีการปรับชดเชยราคาค่าก่อสร้างโดยค่า K (ESCALATION FACTOR) เป็ น ตั ว เลขดั ช นี ที่ ใ ช้ วั ด การเปลี่ ย นแปลงของค่ า งาน ณ ระยะเวลาที่ ผู้รับเหมาก่อสร้างเปิดซองประกวดราคาได้ เปรียบเทียบกับระยะเวลาที่ส่งงานในแต่ละงวด ซึ่งพิจารณา ตามดัชนีราคาวัสดุก่อสร้างต่างๆ 3.3.2 แบบราคาต่อหน่วย (Unit Cost) ผู้ว่าจ้างตกลงจ่ายและผู้รับจ้างตกลงรับเงิน ค่าจ้างโดยถือราคาต่อหน่วยเป็นเกณฑ์ตามรายการแต่ละประเภทที่กําหนดไว้ในใบแจ้งปริมาณงานและ ราคา จํานวนปริมาณงานที่กําหนดเป็นจํานวนโดยประมาณเท่านั้นเมื่อปริมาณงานที่ทําเสร็จจริงในส่วนที่ น้อยกว่าหรือเกินกว่าที่กําหนดไว้ในสัญญาหรือใบแจ้งปริมาณงานและราคาคู่สัญญาอาจตกลงราคาจ่าย ในอัตราที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงจากราคาต่อหน่วยตามสัญญา

3.4 ระเบียบพัสดุในการจัดซื้อจัดจ้าง กระบวนการในการจัดหาตามระเบียบสํานักนายกรัฐมนตรีว่าด้วยการพัสดุ พ.ศ. 2535 และฉบับ แก้ไขเพิ่มเติม ได้แก่ การจัดทําเองการซื้อการจ้าง การจ้างที่ปรึกษา การจ้างออกแบบและควบคุมงาน การแลกเปลี่ยน การเช่า ทั้งนี้การปฏิบัติหน้าที่ทางวิชาชีพวิศวกร โดยมากเกี่ยวข้องกับ การจ้าง (จ้าง ก่อสร้าง) การจ้างที่ปรึกษา การจ้างออกแบบและควบคุมงาน ระเบี ย บพั ส ดุ ใ นการจั ด ซื้ อ จั ด จ้ า งครอบคลุ ม การจั ด ทํ า เอกสารประกวดราคาจ้ า ง (TOR) การประกาศจัด ซื้ อ จั ดจ้ า ง การพิ จ ารณาผล การทํา สั ญ ญา การส่ง มอบ และการตรวจรั บ ซึ่ ง เป็ น ระเบียบที่มุ่งส่งเสริมให้เกิดความโปร่งใส ตรวจสอบได้ และมีการแข่งขันอย่างเป็นธรรม วิธีการจัดซื้อจัดจ้างในปัจจุบันมีทั้งหมด 6 วิธี วิธีตกลงราคา วิธีสอบราคาวิธีพิเศษวิธีกรณีพิเศษ วิธีประกวดราคา และวิธีประกวดราคาทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งแต่ละวิธีมีข้อจํากัดทางด้านวงเงินการจัดจ้าง ข้อกําหนด และขั้นตอนในการจัดซื้อจัดจ้างที่แตกต่างกัน ทั้งนี้การจัดจ้างงานก่อสร้างซึ่งมีวงเงินเกินกว่า 2,000,000 บาทขึ้นไป จะใช้วิธีประกวดราคาด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นไปตามระเบียบสํานัก


www.yotathai.com


นายกรัฐมนตรีว่าด้วยการพัสดุด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ พ.ศ. 2549 โดยเริ่มใช้ตั้งแต่วันที่ 1 ก.พ. 49 เป็นต้นไป วิธีการจ้างที่ปรึกษา โดยที่ปรึกษาคือ บุคคลธรรมดาหรือนิติบุคคลที่ประกอบธุรกิจหรือสามารถ ให้บริการด้านที่ปรึกษาทางวิศวกรรมสถาปัตยกรรมเศรษฐศาสตร์หรือสาขาอื่นรวมทั้งให้บริการด้าน ศึกษาสํารวจออกแบบและควบคุมงานและการวิจัย การจ้างที่ปรึกษามีด้วยกัน 2 วิธีคือ วิธีคัดเลือก และ วิธีตกลง โดยวิธีคัดเลือก ดําเนินการผ่านคณะกรรมการคัดเลือก ส่วนวิธีตกลงเป็นการจ้างที่ปรึกษาที่มี ผลงานกับหน่วยงานผู้ว่าจ้างมาแล้วโดยมีเงื่อนไข เช่น เป็นที่มีค่างานไม่เกิน 100,000 บาท หรือเป็นงาน ต่อเนื่องที่ได้ทําอยู่แล้ว (นําผลของการจ้างครั้งแรกไปดําเนินการต่อโดยไม่จํากัดวงเงิน) ซึ่งแต่ละวิธีมี ข้อจํากัด ข้อกําหนด และขั้นตอนในการจัดซื้อจ้างที่แตกต่างกัน


www.yotathai.com

4

สัญญาก่อสร้าง (Construction Contract) 4.1 4.2 4.3 4.4

สักกะพันธุ์ เมฆเลอสรวง

ระบบการจัดทําและส่งมอบโครงการ ประเภทของสัญญาในงานก่อสร้าง เงื่อนไขทัว่ ไปในสัญญาจ้างก่อสร้าง เอกสารประกอบการทําสัญญาจ้าง

www.yotathai.com


สัญญาก่อสร้าง

4.1 ระบบการจัดทําและส่งมอบโครงการ ระบบการจั ด ทํ า และส่ ง มอบโครงการ (Project Delivery System, PDS) หมายถึ ง การจัดรูปแบบและกําหนดขอบเขตความรับผิดชอบของกลุ่มที่จะเข้ามาให้บริการในการจัดทําและส่งมอบ โครงการ PDS ที่เหมาะสมกับลักษณะและปัจจัยแวดล้อมของโครงการนั้นๆ จะช่วยลดค่าใช้จ่ายและ ระยะเวลาในการก่อสร้างได้รูปแบบของ PDS ที่สําคัญ มีดังนี้ 4.1.1 Design-Bid-Build เป็นวิธีการก่อสร้างโดยการหาบริษัทผู้ออกแบบ มาออกแบบแล้วจึงนํา แบบนั้นมาประมูลคัดหาบริษัทผู้ก่อสร้าง วิธีการนี้จะมีขั้นตอนการทํางาน 2 ขั้นตอน คือ การออกแบบ และการประมูล ซึ่งใช้ระยะเวลาและค่าใช้จ่ายสูงจุดอ่อนที่สําคัญของระบบนี้ คือ การที่บริษัทที่ออกแบบ และก่อ สร้ างเป็นคนละบริษัทกัน แบบที่ไ ม่ส มบูรณ์อ าจทํ าให้เ กิดข้อโต้แย้ งและนํ าไปสู่การเรียกร้อ ง ค่าใช้จ่ายเพื่อเพิ่มเติมทําให้ต้นทุนการก่อสร้างสูงขึ้นได้ ข้อจํากัดที่สําคัญอีกประการหนึ่งก็คือการใช้ สัญญาแบบเหมาจ่าย ทําให้การประมูลงานต้องรอให้งานออกแบบแล้วเสร็จสมบูรณ์จึงจะ คัดเลือก ผู้รับเหมาเข้ามาทํางานก่อสร้างได้ การทําโครงการโดยระบบนี้จะทําให้ระยะเวลาของโครงการโดยรวม (ออกแบบและก่อสร้าง) ใช้เวลานาน 4.1.2 Design-Buildเป็นวิธีการก่อสร้างโดยการหาบริษัทผู้ออกแบบและก่อสร้างไปในครั้งเดียว ซึ่ ง จะมี ข้ อ ได้ เ ปรี ย บจากวิ ธี แ รก เนื่ อ งจากจะสามารถตั ด ความผิ ด พลาดจากการทํ า งานทั้ ง ด้ า น การออกแบบและการก่อสร้าง เนื่องจากผู้ออกแบบและผู้ก่อสร้างเป็นบริษัทเดียวกัน และจากการที่มี การทํางานเป็นกลุ่มเดียวกันนี้ จึงสามารถแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างก่อสร้างได้อย่างรวดเร็ว ทําให้ลด ระยะเวลาและค่าก่อสร้างลงได้อย่างมากระบบ Design-Build นี้มีข้อจํากัดอยู่พอสมควร เช่น เจ้าของ โครงการจะสูญเสียดุลการตรวจสอบระหว่างผู้ออกแบบกับผู้ก่อสร้างที่มีในระบบ Design-Bid-Build ไป จึงมีความเป็นไปได้สูงที่อาจมีการปิดปังข้อบกพร่องที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตามข้อจํากัดดังกล่าวสามารถ ป้องกันได้ นอกจากนี้การคัดเลือกบริษัทออกแบบและการก่อสร้างก็เป็นเรื่องยาก เนื่องจากในช่วงเวลา คัดเลือกบริษัท ขอบเขตของโครงการอาจจะยังไม่ชัดเจน แบบรายละเอียดของรายการก็ยังไม่มี เจ้าของ โครงการอาจใช้วิธีพิจารณาคุณสมบัติ (Quality Based Selection ; QBS) โดยอาจให้บริษัทที่สนใจยื่น ข้อเสนอโครงการควบคู่ไปกับการประกันราคาสูงสุด (Guaranteed Maximum Price ; GMP) หรืออาจ ใช้การคัดเลือกโดยวิธีกําหนดงบประมาณ (Fixed Maximum Price Bid) แล้วให้บริษัทยื่นข้อเสนอก็ได้ ระบบ Design-Buildนี้มักจะถูกเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ระบบ Turnkey แต่ในทางทฤษฎีแล้วระบบ Turnkey มีความแตกต่างจากระบบ Design-Build อยู่พอสมควร โดยทั่วไปขอบเขตการให้บริการของ ผู้ออกแบบ-ก่อสร้างในระบบ Design-Build จะจํากัดอยู่ที่การออกแบบและก่อสร้างเท่านั้น แต่ในระบบ Turnkey ขอบเขตการให้บริการอาจครอบคลุมตั้งแต่การจัดหาพื้นที่ก่อสร้างโครงการ การจัดหาเงินทุน หมุนเวียนระหว่างการออกแบบและก่อสร้าง หลังจากก่อสร้างเสร็จก็ทําการขายโครงการให้กับเจ้าของ โครงการเพื่อนําไปใช้สอยตามวัตถุประสงค์ต่อไป


www.yotathai.com

สัญญาก่อสร้าง บทที่ 4 หน้า 3

4.1.3 Build-Operate-Transfer เป็ นระบบที่เ กิดมาจากนโยบายของรัฐที่จ ะให้เอกชนเข้ามามี ส่วนร่วม โดยภาคเอกชนจะเป็นผู้ดําเนินการหาแหล่งเงินทุน ออกแบบ และทําการก่อสร้าง หลังจากนั้น จะเป็ น ผู้ ใ ช้ ป ระโยชน์ จ ากโครงการที่ ส ร้ า งเสร็ จ เพื่ อ จั ด เก็ บ รายได้ ภ ายใต้ ร ะยะเวลาที่ กํ า หนดไว้ ใ น สั ม ปทาน ระหว่ า งดํ า เนิ น การอยู่ นี้ จ ะถื อ ว่ า เอกชนเป็ น เจ้ า ของโครงการ เมื่ อ ดํ า เนิ น การไปจนครบ ระยะเวลาที่กําหนดจะต้องถ่ายโอนกรรมสิทธิ์ความเป็นเจ้าของคืนให้รัฐ

4.2 ประเภทของสัญญาในงานก่อสร้าง สัญญาก่อสร้าง หมายถึง ส่วนของข้อตกลงระหว่างเจ้าของงาน และผู้รับเหมา โดยตัวสัญญา จะประกอบไปด้วยข้อตกลงต่างๆ ซึ่งมีผลในทางกฎหมาย ระหว่าง 2 ฝ่ายโดยสัญญาก่อสร้างส่วนใหญ่ จะประกอบไปด้วย ส่วนของการเสนอราคา ส่วนของข้อตกลง ส่วนเงื่อนไขทั่วไปและข้อกําหนดงาน ก่อ สร้ างมาตรฐาน เงื่ อ นไขพิ เศษ แบบ และเอกสารเพิ่มเติ ม อื่ นๆโดยทั่ วไปแล้ว สัญญาจ้ างก่อ สร้าง แบ่งเป็น 4 แบบ ดังนี้ 4.2.1 แบบรวมยอด จะทําได้ต่อเมื่อมีการสํารวจออกแบบ ตลอดจนจัดทํารายการก่อสร้าง ละเอียดไว้ค่อนข้างสมบูรณ์ ในการจ่ายค่างวดงานสามารถทําโดยกําหนดเป็นปริมาณงานที่ทําไว้อย่าง ชัดเจน ตามความก้าวหน้าของงานก่อสร้าง หรืออาจจะกําหนดเป็นผลงานตามที่ทําได้จริง นอกจากนั้น ยังมีประโยชน์อย่างมากในกรณีที่เจ้าของงานมีการเพิ่มหรือลดงานก่อสร้าง ก็สามารถคํานวณค่างานที่ เพิ่มหรือลดได้โดยสะดวกและยุติธรรม 4.2.2 สัญญาแบบกําหนดวงเงินก่อสร้างสูงสุดจะคล้ายกับสัญญาแบบรวมยอดเพียงผู้รับเหมา ยินดีรับประกันวงเงินก่อสร้างสูงสุดไว้ให้ กรณีนี้ผู้รับเหมากับเจ้าของงานอาจจะมีการบริหารงานร่วมกัน เพื่อลดค่าก่อสร้างในส่วนต่างๆ ลงโดยผลที่ประหยัดขึ้นมาได้โดยทั่วไปก็จะมีการแบ่งส่วนหนึ่งให้กับ ผู้รับเหมาเพื่อผลประโยชน์ร่วมกัน รวมถึงงานพิเศษนอกเหนือจากแบบและข้อกําหนดในสัญญา เจ้าของ งานอาจกําหนดเพิ่มภายหลัง 4.2.3 สัญญาแบบต้ นทุ นบวก ค่าดํา เนินการคงที่ สัญญานี้ เหมาะกับในกรณี ที่เ จ้าของงาน ต้องการให้งานก่อสร้างเริ่มต้นเร็ว และแล้วเสร็จตามเวลา ซึ่งยังไม่มีผู้รับเหมาที่มีประสบการณ์พอใน การวิเคราะห์ราคา ทําให้การเสนอราคาทําได้ยาก สัญญาประเภทนี้อาจจะเริ่มดําเนินการได้ทันที โดยมี เพียงแบบร่างขั้นต้นแต่ในการทํางานของผู้รับเหมา การบันทึกบัญชีต้นทุนก่อสร้าง เป็นสิ่งสําคัญมาก โดยจะต้องทําอย่างถูกต้อง และละเอียด พร้อมที่จะให้ตรวจสอบได้ทุกขั้นตอน ในการจัดซื้อวัสดุอุปกรณ์ การจ่ายเงินเดือน เป็นต้น การเบิกจ่ายค่างานก็จะทําจากบันทึกค่าใช้จ่ายจริง บวกด้วยค่าดําเนินการเป็น สัดส่วนที่ตกลงกัน ทั้งนี้เจ้าของงานและผู้รับเหมาต้องค่อนข้างมีความเชื่อใจซึ่งกันและกัน ตลอดจน การกําหนดต้องโปร่งในทั้งสองฝ่าย 4.2.4 สัญญาบริหารงานก่อสร้าง สัญญาประเภทนี้ใช้ทํางานก่อสร้างในโครงการขนาดใหญ่ มีความซับซ้อนของงานมาก ซึ่งทั่วไปเจ้าของงานอาจจะจ้างผู้ออกแบบ หรือผู้รับจ้างบริหารงานก่อสร้าง สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com



ต่างหาก เพื่อควบคุมดูแลการบริหารงานก่อสร้าง โดยอาจจะครอบคลุมตั้งแต่ช่วงเตรียมงานก่อสร้าง การจัดหาผู้รับเหมา ตลอดจนควบคุ มงานก่อสร้างและประสานงานระหว่างผู้รับเหมาและองค์ การ ที่เกี่ยวข้องในโครงการ อย่างไรก็ตามโดยส่วนใหญ่มักนิยม สัญญาแบบราคาเหมารวม (Lump Sum) ซึ่งผู้ว่าจ้างตกลง จ่ายและผู้รับจ้างตกลงรับเงินค่าจ้างซึ่งได้รวมภาษีมูลค่าเพิ่มตลอดจนภาษีอากรอื่นๆและค่าใช้จ่ายทั้งปวง ด้วยแล้ว สัญญาอีกประเภทที่เป็นที่นิยม คือ แบบราคาต่อหน่วย (Unit Cost) ผู้ ว่ า จ้ า ง ต ก ล ง จ่ า ย แ ล ะ ผู้รับจ้างตกลงรับเงินค่าจ้างโดยถือราคาต่อหน่วยเป็นเกณฑ์ตามรายการแต่ละประเภทที่กําหนดไว้ในใบ แจ้งปริมาณงานและราคา จํานวนปริมาณงานที่กําหนดเป็นจํานวนโดยประมาณเท่านั้นเมื่อปริมาณงานที่ ทําเสร็จจริงในส่วนที่น้อยกว่าหรือเกินกว่าที่กําหนดไว้ในสัญญาหรือใบแจ้งปริมาณงานและราคาคู่สัญญา อาจตกลงราคาจ่ายในอัตราที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงจากราคาต่อหน่วยตามสัญญา

4.3 เงื่อนไขทั่วไปในสัญญาจ้างก่อสร้าง 4.3.1 การรับประกันการปฏิบัติตามสัญญา ส่วนใหญ่แล้วในสัญญาก่อสร้างจะระบุถึงการรับประกันผลงานของผู้รับจ้าง โดยระยะเวลาใน การรั บ ประกั น นั้ น จะขึ้ น กั บ ลั ก ษณะประเภทงานเป็ น หลั ก เช่ น งานถนน งานสะพาน งานอาคาร จะประกันผลงานเป็นเวลา 2 ปี ส่วนงานปรับปรุง แก้ไขซ่อมแซม และงานดิน จะประกันผลงานเป็นเวลา 1 ปี 4.3.2 การหักเงินประกันผลงาน เมื่ อ ยั ง อยู่ ใ นระยะเวลาในการประกั น ผลงานของผู้ รั บ จ้ า ง เมื่ อ งานก่ อ สร้ า งตามสั ญ ญานั้ น มีความชํารุด เสียหาย อันมีสาเหตุมาจากผู้รับจ้าง และผู้ว่าจ้างได้แจ้งเป็นลายลักษณ์อักษรแก่ผู้รับจ้าง แล้ ว เมื่ อ ผู้ รั บ จ้ า งนิ่ ง เฉยไม่ ม าซ่ อ มแซมภายใน 15 วั น หรื อ ตามระยะเวลาที่ กํ า หนดในสั ญ ญาจ้ า ง ผู้ว่าจ้างมีสิทธิหักเงินประกันผลงาน ที่ผู้รับจ้างได้วางไว้ โดยส่วนใหญ่ คือร้อยละ 5 ของมูลค่างานตาม สั ญ ญา ซึ่ ง ผู้ ว่ า จ้ า งสามารถนํ า เงิ น ส่ ว นนี้ ไ ปจ้ า งผู้ รั บ จ้ า งรายอื่ น มาดํ า เนิ น การแทน ถ้ า เงิ น ที่ หั ก ไว้ ไม่เพียงพอสามารถที่จะดําเนินการฟ้องร้องตามกฎหมายได้ต่อไป 4.3.3 ค่าปรับงานล่าช้า ค่าปรับเนื่องจากงานล่าช้าขึ้นอยู่กับข้อตกลงร่วมกันระหว่างผู้ว่าจ้างและผู้รับจ้าง โดยขึ้นกับ ขนาดงานและประเภทของงานเป็นหลัก ส่วนใหญ่จะอยู่ที่ร้อยละ 0.1 ต่อวัน ในงานอาคาร ร้อยละ 0.25 ต่อวัน ในงานที่ต้องใช้เครื่องจักร เช่น งานถนน


www.yotathai.com

สัญญาก่อสร้าง บทที่ 4 หน้า 5

4.3.4 การคํานวณค่า k ค่า K หรือ Escalation Factor มักจะพบได้ในสัญญาแบบปรับราคาได้ในหน่วยงานราชการ ในโครงการที่มีระยะเวลาการก่อสร้าง ซึ่งอาจเกิดภาวะผันผวนทางเศรษฐกิจ ทําให้ราคาวัสดุอุปกรณ์ ตลอดจนค่าแรงสูงขึ้นหรือลดลงได้ ดังนั้นหน่วยราชการบางแห่งจึงกําหนดให้มีการใช้สูตรในการคํานวณ ปรับราคาสําหรับการก่อสร้างประเภทต่างๆ โดยการเพิ่มหรือลดราคาคํานวณ จากราคางานตามสัญญา โดยนําเอา Escalation Factor (K) เข้ามาคํานวณ โดยจะจ่ายเงินชดเชยให้กับผู้รับจ้างในกรณีที่มีค่า K มากกว่า 4% และจะทําการขอเงินชดเชยจากผู้รับจ้างคืนในกรณีที่มีค่า K น้อยกว่า 4% ซึ่งมีประเภท และลักษณะงานดังต่อไปนี้  ประเภทงานอาคาร  ประเภทงานดิน มี 2 ลักษณะงาน - งานดิน คือ การขุดดิน การตัดดิน การบดอัดดิน การขอขุดหน้าดิน การเกลี่ยบดอัดดิน การขุด คลอง คันคลอง ฯลฯ - งานหินเรียง  ประเภทงานทาง มี 7 ลักษณะงาน - งานผิวทาง Prime Coat, Tack Coat, Seal Coat - งานผิวทาง Surface Treatment Slurry Seal - งานผิวทาง Asppaltic Concrete, Penetration Mecadam - งานผิวถนนคอนกรีตเสริมเหล็ก - งานท่อระบายน้ําคอนกรีตเสริมเหล็กและงานบ่อพัก - งานโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กและงานเขื่อนกันตลิ่ง - งานโครงสร้างเหล็ก  ประเภทงานชลประทาน มี 7 ลักษณะงาน - งานอาคารชลประทานไม่รวมบานเหล็ก - งานอาคารชลประมานรวมบานเหล็ก - งานบานระบบ คือ งานบานระบายเหล็กเครื่องกว้าน และโครงยก - งานเหล็กเสริมคอนกรีต - งานคอนกรีตไม่รวมเหล็กและคอนกรีตดาดคลอง - งานเจาะ - งานอัดฉีดน้ําปูน  ประเภทงานระบบสาธารณูปโภค มี 6 ลักษณะงาน - งานวางท่อ AC และ PVC มี 3 กรณี 1. ในกรณีที่ผู้ว่าจ้างเป็นผู้จัดหาท่อและหรืออุปกรณ์ให้ 2. ในกรณีผู้รับจ้างเป็นผู้จัดหาท่อ AC และหรืออุปกรณ์ 3. ในกรณีผู้รับจ้างเป็นผู้จัดหาท่อ PVC และหรืออุปกรณ์ สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com



- งานวางท่อเหล็กเหนียวและท่อ Hydensity Polyethylene มี 3 กรณี 1. ในกรณีที่ผู้ว่าจ้างเป็นผู้จัดหาท่อและหรืออุปกรณ์ให้ 2. ในกรณีที่ผู้ว่าจ้างเป็นผู้จัดหาท่อเหล็กเหนียวและหรืออุปกรณ์และให้รวมถึงงาน Transmission Conduit 3. ในกรณีที่ผู้ว่าจ้างเป็นผู้จัดหาท่อ Hydensity Polyethylene และหรืออุปกรณ์ - งานปรับปรุงระบบอุโมงค์ส่งน้ําและงาน Secondary Lining - งานวางท่อ PVC หุ้มด้วยคอนกรีต - งานวางท่อ PVC กลบทราย - งานวางท่อเหล็กอาบสังกะสี

4.4 เอกสารประกอบการทําสัญญาจ้าง เอกสารในการทํ าสั ญ ญาจ้ า งประกอบไปด้ ว ย สํ า เนาหนั ง สื อ รั บ รองบริ ษัท สํ า เนาทะเบี ย น ภาษี มู ล ค่ า เพิ่ ม สํ า เนาทะเบี ย นพานิ ช สํ า เนาบั ต รประจํ า ตั ว ประชาชนและสํ า เนาทะเบี ย นบ้ า นของ กรรมการผู้มีอํานาจลงนาม อากรแสตมป์ หนังสือมอบอํานาจพร้อมติดอากรแสตมป์ (กรณีมีการมอบ อํานาจ)


www.yotathai.com

5

การจัดการทรัพยากรเวลา และคุณภาพ (Resources, Time and Quality Management) 5.1 การวางแผนและการกําหนดเวลา (Planning and Scheduling) วิธีสายทางวิกฤติ (Critical Path Method)การปรับระดับทรัพยากร (Resource Leveling)โค้งรูปตัว S (S-Curve)

5.2 ทฤษฎีแถวคอย (Queuing Theory) 5.3 การวิเคราะห์และออกแบบกระบวนการก่อสร้าง (Construction-Process Analysis and Design) 5.4 การจําลองข้อมูลอาคาร (Building Information Modeling, BIM) 5.5 การก่อสร้างโดยไม่มีสิ่งสูญเปล่า (Lean Construction) 5.6 การจัดการคุณภาพในงานก่อสร้าง (Quality Management for Construction)

จิรวัฒน์ ดําริห์อนันต์

www.yotathai.com


การจัดการทรัพยากร เวลา และคุณภาพ

5.1 การวางแผนและการกําหนดเวลา (Planning and Scheduling) 5.1.1 วิธีสายทางวิกฤติ (Critical Path Method) วิธีสายทางวิกฤติ (Critical Path Method, CPM) เป็นวิธีการวางแผนและจัดเวลาการทํางานที่ มีลักษณะเป็นไดอะแกรม (diagram) หรือเป็นแผนภาพที่เป็นโครงข่าย (network) ที่แสดงกิจกรรมต่างๆ ของโครงการหรือของกระบวนการทํางานที่สนใจ พร้อมทั้งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรเหล่านั้น (logical relationship) ความสัมพันธ์ดังกล่าวมีอาทิเช่น ความสัมพันธ์แบบก่อนหน้า (predecessor relationship) คือ ความสัมพันธ์ที่กิจกรรมหนึ่งหรือหลายกิจกรรมต้องทําเสร็จสิ้นเสียก่อนที่อีกกิจกรรม หนึ่งหรืออีกหลายกิจกรรมจะเริ่มดําเนินการได้ ความสัมพันธ์แบบตามหลัง (successor relationship) คือความสัมพันธ์ที่กิจกรรมหนึ่งหรือหลายกิจกรรมจะเริ่มดําเนินการได้ก็ต่อเมื่อกิจกรรมอื่นที่เกี่ยวข้องต้อง ทําเสร็จสิ้นเสียก่อน และความสัมพันธ์แบบคู่ขนานกันหรือไม่ขึ้นต่อกัน (concurrent or Independent relationship) ซึ่งหมายถึง การที่กิจกรรมสองกิจกรรมหรือมากกว่าสองกิจกรรมสามารถทําพร้อมกันได้ อย่างไม่ขึ้นต่อกัน เป็นต้น วิธีการสร้าง CPM ต้องเริ่มจากการแจกแจงโครงการหรือกระบวนการทํางานที่เราสนใจ ออกเป็นกิจกรรมย่อยๆ พร้อมทั้งระบุระยะเวลาการดําเนินกิจกรรมย่อยทุกกิจกรรม จากนั้นต้องทราบ ความสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมย่อยๆ เหล่านั้น จึงจะสามารถสร้างโครงข่ายแบบ CPM ได้ เมื่อสร้างโครงข่ายแบบ CPM แล้วจะสามารถใช้วิธีการคํานวณหรือเรียกได้ว่าเป็นการวิเคราะห์ โครงข่าย (network analysis) เพื่อหาเวลาที่สําคัญสําหรับทุกกิจกรรมได้ เช่น เวลาเริ่มต้นเร็วที่สุด (Earliest Start, ES) เวลาเสร็จเร็วที่สุด (Earliest Finish, EF) เวลาเริ่มช้าที่สุด (Latest Start, LS) เวลาเสร็จช้าที่สุด (Latest Finish, LF) เวลายืดหยุ่นอิสระ (Free Float, FF) และเวลายืดหยุ่น รวม (Total Float, TF) เป็นต้น จากนั้นจะสามารถคํานวณหาสายทางวิกฤติ (critical path) และ กิจกรรมวิกฤติต่อไปได้ สายทางวิกฤติ หมายถึงชุดของกิจกรรมที่ต่อเนื่องกันตั้งแต่กิจกรรมแรกของโครงการหรือของ กระบวนการตามโครงข่ายนั้นไปจนถึงกิจกรรมสุดท้ายที่เป็นกิจกรรมสิ้นสุดโครงการหรือของกระบวนการ ตามโครงข่ายนั้นที่ใช้เวลาดําเนินการยาวนานที่สุด ในขณะที่กิจกรรมวิกฤติ หมายถึง กิจกรรมที่เป็น ส่วนประกอบของสายทางวิกฤติ โดยที่หากกิจกรรมวิกฤติเสร็จล่าช้ากว่าแผนที่วางไว้ก็จะทําให้เวลาเสร็จ สิ้นของทั้งโครงการ (project duration) หรือของทั้งกระบวนการ (process duration) ตามโครงข่ายนั้น เสร็จล่าช้าไปด้วย 5.1.2 การปรับระดับทรัพยากร (Resource Leveling) การปรับระดับทรัพยากร (resource leveling) ในการจัดการงานก่อสร้างมักจะหมายถึง การปรั บ ระดั บ การใช้ แ รงงานเป็ น หลั ก วิ ธี ก ารนี้ เ ป็ น เทคนิ ค ที่ ใ ช้ ใ นการแก้ ปั ญ หาความไม่ ล งตั ว ของ ทรัพยากรที่จําเป็นต้องใช้ในโครงการ ด้วยวิธีการเลื่อนหรือยืดระยะเวลาของกิจกรรมบางกิจกรรมเพื่อให้ การใช้ทรัพยากรได้มีการกระจายอย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสมมากขึ้นกล่าวคือการใช้ทรัพยากร จะไม่กระจุกตัวอยู่ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งอย่างหนาแน่นในขณะที่ในช่วงเวลาอื่นกลับมีการใช้ทรัพยากร


www.yotathai.com

การจัดการทรัพยากรและการจัดการเวลา บทที่ 5 หน้า 3

อย่างเบาบาง เทคนิคนี้จะประกอบด้วยการวิเคราะห์แผนผังโครงข่าย (network diagram) เพื่อหาเวลา ยืดหยุ่นภายในโครงการ (float หรือ slack) จากนั้นทําการกระจายการใช้ทรัพยากรให้มีการกระจาย ตัวอย่างสม่ําเสมอมากที่สุดตามต้องการตลอดช่วงระยะเวลาของโครงการ การนําเทคนิคนี้มาใช้จะทําให้โครงการสามารถลดปริมาณหรือจํานวนทรัพยากรที่ถูกจัดสรรไว้ มากเกินไปในบางช่วงเวลาให้เหลือเพียงในปริมาณหรือจํานวนที่เหมาะสมและสม่ําเสมอได้ โดยการชะลอ กิจกรรมที่ไม่ใช่กิจกรรมวิกฤต (critical activity) ให้ช้าลงหรือยืดระยะเวลาของกิจกรรมนั้นออกไปใน ขณะที่โครงการยังสามารถดําเนินการให้แล้วเสร็จได้ตามเวลาที่วางแผนไว้ การปรับระดับทรัพยากร จึงเป็นการปรับระดับความแตกต่างของการใช้จํานวนทรัพยากรในช่วงระยะเวลาหนึ่งกับการใช้ทรัพยากร ในอีกช่วงระยะเวลาหนึ่ง ให้ มีความแตกต่ า งกันน้อยที่สุด ด้วยการเลื่อนหรือ ยืดระยะเวลาในการทํา กิจกรรมบางกิจกรรมออกไปก่อนภายในช่วงเวลายืดหยุ่นที่มีอยู่ 5.1.3 โค้งรูปตัว S (S-Curve) ในงานก่อสร้าง โค้งรูปตัว S (S-curve) หรือ ไดอะแกรมแสดงอัตราเร็ว (velocity diagram) คื อ กราฟที่ แ สดงความสั ม พั น ธ์ ร ะหว่ า งเวลาในการทํ า งานก่ อ สร้ า งกั บ ผลลั พ ธ์ ข องงานก่ อ สร้ า งนั้ น (construction output) โดยปกติมักใช้แกน x เป็นแกนของเวลาและใช้แกน y เป็นแกนของผลลัพธ์ของ งานก่อสร้างทั้งโครงการในภาพรวม ความชัน (slope) ของเส้นกราฟในโค้งรูปตัว S จะบ่งบอกถึง อัตราเร็วในการทํางานก่อสร้างทั้งโครงการในภาพรวมในช่วงเวลาหนึ่งๆ หากสร้างเส้นกราฟสองเส้นเปรียบเทียบกันระหว่างเส้นที่แสดงถึงความก้าวหน้าของการทํางาน ตามแผนที่วางไว้ (anticipated progress) กับเส้นที่แสดงถึงความก้าวหน้าเมื่อการทํางานเกิดขึ้นจริงแล้ว (actual progress) ก็จะทําให้สามารถเห็นได้จากกราฟอย่างรวดเร็วว่าในภาพรวมการทํางานก่อสร้าง ของทั้งโครงการนั้นอยู่ในสถานะใด ณ เวลาหนึ่งๆ เช่น เป็นไปตามแผนงานที่วางไว้ เร็วกว่าแผนงาน ที่วางไว้ ช้ากว่าแผนงานที่วางไว้ ช้ากว่าแผนงานที่วางไว้แต่มีแนวโน้มจะไล่ตามแผนงานได้ทัน หรือ ช้ากว่าแผนงานที่วางไว้และมีแนวโน้มที่จะยิ่งช้าลงไปกว่านี้อีกในอนาคตจากนี้ไปหากการก่อสร้างเป็นไปใน อัตราดังเช่นในปัจจุบันนี้ เป็นต้น ผลลัพธ์ของงานก่อสร้างที่มักจะแสดงอยู่ในแกนตั้งหรือแกน y ของโค้งรูปตัว S นั้น สามารถมี หน่วยได้หลายหน่วยตามความเหมาะสมและตามลักษณะของการก่อสร้าง หากเป็นงานก่อสร้างที่มี ลักษณะเป็นเส้นหรือเป็นแนวยาว เช่น งานก่อสร้างถนน งานวางท่อประปา งานวางท่อแก๊ส งานขุดลอก คลอง งานทําเขื่อนริมตลิ่งแม่น้ําลําคลอง เหล่านี้ สามารถใช้ผลลัพธ์ของงานก่อสร้างที่มีหน่วยเป็นหน่วย ของความยาว เช่น เมตรหรือกิโลเมตรได้ หากเป็นงานก่อสร้างประเภทเขื่อนคอนกรีตก็อาจใช้หน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตรของคอนกรี ตที่เทแล้วเสร็จเป็นหน่วยของผลลัพธ์ของงานก่อ สร้างได้ แต่หากเป็นงาน อาคารซึ่งมักจะไม่เหมาะสมที่จะใช้หน่วยวัดของผลลัพธ์ของงานก่อสร้างเป็นเมตรหรือเป็นลูกบาศก์เมตร ของคอนกรีตที่เทแล้วเสร็จดังเช่นในสองกรณีแรก เนื่องจากจะไม่สามารถสะท้อนความก้าวหน้าของงานที่ ใกล้เคียงความจริงได้ ในกรณีของงานอาคารจึงมักแปลงปริมาณงานก่อสร้างให้อยู่ในรูปของมูลค่างาน ก่อสร้างที่ทําแล้วเสร็จในช่วงเวลาต่างๆ ดังนั้นหน่วยของผลลัพธ์ของงานก่อสร้างในกรณีงานอาคารเช่นนี้ จึงมักเป็นหน่วยของเงิน


www.yotathai.com



โค้งรูปตัว S จะใช้เป็นเครื่องมือในการรายงานความก้าวหน้าของงานและควบคุมค่าใช้จ่ายใน ภาพรวมทั้งโครงการ จะไม่สามารถใช้บ่งชี้ในรายละเอียดได้ว่าผลของการก่อสร้างในภาพรวมนั้น เช่น ปัญหาความล่าช้าไปจากแผนที่วางไว้ของงานก่อสร้างในโครงการนั้น เกิดจากงานย่อยงานใด

5.2 ทฤษฎีแถวคอย (Queuing Theory) ทฤษฎีแถวคอย เป็นทฤษฎีที่เกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ของระบบแถวคอย (queuing system) โดยที่ระบบแถวคอยตามทฤษฎีแถวคอยจะประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 2 ส่วน คือ ลูกค้า หรือผู้รับบริการ (customer) กับผู้ให้บริการ (server) หากอัตราการมาถึงของผู้รับบริการ (arrival rate of customers) ไม่สอดคล้องกับอัตราการให้บริการของผู้ให้บริการ (service rate of server) ก็จะทํา ให้เกิดแถวคอยขึ้น ระบบแถวคอยมีอยู่ในระบบการให้บริการต่างๆ มากมาย รวมถึงในงานก่อสร้างด้วย เช่น รถบรรทุกที่รอรับดินจากรถขุดตักก็จัดเป็นระบบแถวคอย โดยที่รถบรรทุกเป็นผู้รับบริการและรถขุด ตัก เป็นผู้ใ ห้บ ริ การ หากมี รถบรรทุ กจํ านวนมากเกินกว่าที่ รถขุ ดตักที่มีอ ยู่ จ ะให้ บ ริการได้ทันก็ จ ะเกิด แถวคอยขึ้น หรือไม้แบบ เหล็กเส้นเสริมคอนกรีต วัสดุก่อสร้างต่างๆ ที่รอการยกย้ายจากปั้นจั่นหอสูง (tower crane) ก็วิเคราะห์โดยใช้ทฤษฎีแถวคอยได้ โดยวัสดุที่รอการยกย้ายเหล่านั้นก็คือผู้รับบริการ และปั้นจั่นหอสูงก็จะนับเป็นผู้ให้บริการ ผลจากการวิเคราะห์ด้วยระบบแถวคอยจะทําให้ทราบถึงข้อมูลที่สําคัญต่างๆ ที่สามารถใช้ใน การจัดเตรียมการให้บริการให้สมดุลกับจํานวนผู้รับบริการส่งผลให้เกิดค่าใช้จ่ายที่ต่ําที่สุดได้ หากมี จํานวนผู้ให้บริการมากเกินไปก็จะทําให้เกิดค่าใช้จ่ายจากการให้บริการที่สูงเกินความจําเป็น เช่น ในระบบ ที่ประกอบไปด้วยรถบรรทุกที่รอรับดินจากรถขุดตักหากมีจํานวนรถขุดตักในระบบมากเกินไปจนทําให้เกิด เวลาว่างงาน (idle time) ของรถขุดตักกล่าวคือเกิดช่วงเวลาที่รถขุดตักไม่ได้ให้บริการขุดตักดินใส่ รถบรรทุก ก็จะเสียค่าใช้จ่ายที่เกิดจากการว่างงานดังกล่าว เช่น เช่ารถขุดตักมา 10 ชั่วโมง แต่รถคัน ดังกล่าวไม่ได้ทํางานอยู่ 4 ชั่วโมง เหลือเวลาทํางานจริงเพียง 6 ชั่วโมง เวลา 6 ชั่วโมงนี้ก็จะเป็น ค่าใช้จ่ายที่ไม่ก่อให้เกิดผลผลิตทําให้ต้นทุนค่าก่อสร้างสูงขึ้น ในทางกลับกันหากมีรถบรรทุกมากเกินไปก็ จะทําให้เกิดเวลารอคอยของรถบรรทุก เกิดแถวคอยขึ้น และยิ่งแถวคอยยาวมากเท่าใดหรือเวลารอคอย ยิ่งนานเท่าใดก็จะยิ่งทําให้สูญเสียค่าใช้จ่ายมากขึ้นเท่านั้น การวิเคราะห์ตามทฤษฎีแถวคอยจะทําให้ ทราบถึงความยาวของแถวคอย (queue length) และเวลารอคอย (waiting time) ทําให้เราสามารถ จัดสรรทรัพยากรให้พอเหมาะสมดุลกันระหว่างผู้ให้และผู้รับบริการได้


www.yotathai.com


5.3 การวิ เ คราะห์ แ ละออกแบบกระบวนการก่ อ สร้ า ง (ConstructionProcess Analysis and Design) การจําลองสถานการณ์ (simulation) หมายถึง การเลียนแบบสถานการณ์จริง โดยทั่วไปจะเป็น การทดลองกับแบบจําลอง (model) เพื่อศึกษาผลที่มีแนวโน้มจะเกิดขึ้นสําหรับสถานการณ์หนึ่งๆ หรือ เมื่อภาวการณ์หรือเงื่อนไขของสถานการณ์นั้นๆ แปรเปลี่ยนไป การจําลองสถานการณ์ด้วยคอมพิวเตอร์สามารถวิเคราะห์เหตุการณ์ก่อนจะเกิดขึ้นจริง โดยจะ ทําให้ผู้ใช้ทราบถึงผลกระทบต่อระบบการทํางานที่เกิดขึ้นภายใต้ภาวการณ์และเงื่อนไขที่แปรเปลี่ยนไป ตามแต่ผู้ใช้จะกําหนด อันจะช่วยให้ผู้ตัดสินใจเข้าใจสถานการณ์ที่มีโอกาสเกิดขึ้นและทราบแนวโน้มของ ผลลั พ ธ์ ที่ น่ า จะเป็ น ทํ า ให้ ส ามารถเลื อ กใช้ วิ ธี ก ารที่ เ หมาะสมที่ สุ ด สํ า หรั บ แต่ ล ะสถานการณ์ ไ ด้ นอกจากนั้ น จํ า ลองสถานการณ์ ยั ง สามารถประยุ ก ต์ ใ ช้ ใ นการวิ เ คราะห์ ห าจุ ด บกพร่ อ งของระบบ การทํางานหรือจุดที่ควรปรับปรุงได้โดยการทดลองลดหรือเพิ่มปริมาณทรัพยากร หรือเปลี่ยนแปลง ขั้นตอนการทํางานในแบบจําลอง และนําผลลัพธ์ที่ได้ไปใช้ประกอบการตัดสินใจเลือกวิธีการก่อสร้าง ที่เหมาะสมที่สุด สําหรับกระบวนการที่ได้ดําเนินการไปบางส่วนแล้ว แบบจําลองที่ใช้เพื่อการจําลองสถานการณ์มีความสําคัญเป็นอย่างมาก เนื่องจากผลจากการ จําลองสถานการณ์จะถูกต้องเสมือนจริงเพียงใดนั้นส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับแบบจําลองว่ามีความเป็นตัว แทนที่ถูกต้องของระบบจริงที่จะทําการจําลองสถานการณ์นั้นๆ หรือไม่ แบบจําลองที่ถูกต้องจะต้องมี กิจกรรมที่สําคัญครบถ้วนและแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมเหล่านั้นอย่างถูกต้องเหมือนจริงใน แบบจําลอง นอกจากนั้นเวลาที่ใช้ในการทํากิจกรรมดังกล่าวทุกกิจกรรมต้องเป็นเวลาที่ใกล้เคียงความเป็น จริงมากที่สุดด้วย โดยปกติเวลาในการทํากิจกรรมต่างๆ ในงานก่อสร้างมักจะมีการแกว่งตัวได้กล่าวคือ ไม่ใช่เวลาคงที่ หมายความว่ากิจกรรมเดียวกันที่ใช้เครื่องจักร ใช้คนงาน และใช้วิธีการเดิมแบบเดียวกัน แต่ ทํ า ซ้ํ า ๆ กั น หลายครั้ ง ในแต่ ล ะครั้ ง ที่ ดํ า เนิ น กิ จ กรรมนั้ น มั ก จะใช้ เ วลาไม่ เ ท่ า กั น ดั ง นั้ น หากจะ กํ า หนดเวลาในแบบจํ า ลองให้ เ หมื อ นจริ ง จึ ง มั ก จะใช้ ก ารกระจายตั ว ของความน่ า จะเป็ น หรื อ ฟั ง ชั่ น ความหนาแน่นของความน่าจะเป็น (probability density function, pdf) เป็นตัวแทนของเวลาในการทํา กิจกรรมงานก่อสร้างต่างๆ เพื่อให้เวลาดังกล่าวสามารถแกว่งตัวได้ใกล้เคียงกับเวลาในการทํากิจกรรมใน หน้างานจริงมากที่สุด


www.yotathai.com



5.4 การจําลองข้อมูลอาคาร(Building Information Modeling, BIM) การจําลองข้อมูลอาคาร (Building Information Modeling, BIM) คือ การจําลองในรูปแบบ ดิจิตอล (digital representation) ของลักษณะสมบัติทางกายภาพและทางการใช้งาน (physical and functional characteristics) ของส่วนประกอบและสิ่งอํานวยความสะดวกต่างๆ ของอาคาร โดย การกําหนดลักษณะสมบัติทางกายภาพและทางการใช้งานต่างๆ ลงไปในแบบ 3 มิติของอาคารที่สร้าง ด้วยโปรแกรมคอมพิว เตอร์ และทํ าให้ ข้อ มูล ต่า งๆ เหล่ านั้นสามารถส่ง ถ่ายกันได้ ระหว่างงานต่ า งๆ ที่เกี่ยวข้องกัน เช่น การออกแบบสถาปัตยกรรม การออกแบบวิศวกรรมโครงสร้าง การออกแบบทาง วิศวกรรมงานระบบอาคาร การเขียนแบบ การประมาณราคา การวางแผนงานก่อสร้าง การบริหารงาน ก่อสร้าง การควบคุมงาน ตลอดจนการบริหารอาคาร โดยมีการเชื่อมโยงข้อมูลกันได้ทั้งระบบในทุก หน้าที่ ทําให้ทํางานได้สะดวก รวดเร็ว มีประสิทธิภาพ ลดการทํางานที่ซ้ําซ้อน ในระบบเดิมการใช้ข้อมูล ร่วมกันระหว่างระบบต่างๆ มักจะต้องส่งออกข้อมูลเป็นนามสกุล DXF ซึ่งจะสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูล ระหว่างระบบต่างๆ หรือระหว่างโปรแกรมต่างๆ ได้เฉพาะค่าพิกัดเท่านั้น แต่การเชื่อมโยงผ่านระบบ BIM นั้นจะมีการเชื่อมโยงได้ทั้งค่าพิกัดและข้อมูล เช่น กรณีหน้าต่างนอกจากจะทราบขนาดและระยะ ต่างๆ ของหน้าต่างนั้นจากค่าพิกัดหรือแบบรูป (drawing) แล้ว ยังทราบถึงวัสดุที่ใช้ สี ราคา และ ผู้ผลิตอีกด้วย

5.5 การก่อสร้างโดยไม่มีสิ่งสูญเปล่า (Lean Construction) แนวคิดของการก่อสร้างโดยไม่มีสิ่งสูญเปล่าคือการกําจัดสิ่งที่ไม่มีคุณค่าหรือสิ่งสูญเปล่าออก จากระบบงานก่อสร้าง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทํางานหรือเพิ่มผลผลิตโดยทั่วไปการเพิ่มผลผลิต ในการทํางานมักจะทําได้ 2 วิธี คือ 1) เพิ่มสิ่งที่เป็นบวก 2) ตัดสิ่งที่เป็นลบตัวอย่างเช่น เดิมอัตราการเท คอนกรีตได้เท่ากับ 75 m3/hr หากต้องการเพิ่มอัตราการเทคอนกรีตได้ให้เป็น 100 m3/hrอาจทําได้ ทางบวกคือ เปลี่ยนเครื่องจักรเครื่องมือที่ใช้ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเพื่อให้ได้ผลผลิต 100 m3 ในเวลา 1 ชม. ตามต้องการ ในขณะที่อีกวิธีหนึ่งคือการตัดสิ่งที่เป็นลบเช่น เวลารอคอยหรือเวลาว่างงานของ คนงานหรือเครื่องจักรในกระบวนการเทคอนกรีต ทําให้สามารถทํางานได้เร็วขึ้น โดยคอนกรีตปริมาณ 75 m3 นั้นอาจเทได้ในเวลา 45 นาที แทนที่จะเป็น 1 ชม. ทําให้อัตราการเทคอนกรีตได้ต่อชั่วโมง เพิ่มขึ้นเป็น 100 m3 เช่นกัน โดยไม่ต้องเพิ่มสิ่งใดเข้าไปในกระบวนการหากแต่ตัดสิ่งที่สูญเปล่าออก หลักการของการก่อสร้างโดยไม่มีสิ่งสูญเปล่าคือการตัดสิ่งที่สูญเปล่าออกตามตัวอย่างประการหลังนี้ สิ่งสูญเปล่าในระบบต่างๆ รวมถึงระบบงานก่อสร้างมักจะมีอยู่ในหลายรูปแบบ เช่น  ผลผลิตที่บกพร่อง (defect)  เศษเหลือทิ้งของวัสดุ (material waste)  การเคลื่อนที่ที่ไม่จําเป็น (unnecessary motion)


www.yotathai.com


    

คลังเก็บของ (storage) การผลิตที่มากเกินความต้องการ (overproduction) เวลารอคอย (waiting Time) แบบรูปที่ไม่ดี (poor design and drawing) การจัดการที่ไม่ดี (poor management)

วิธีการหรือแนวทางตามแนวคิดการก่อ สร้างโดยไม่มีสิ่งสู ญเปล่ ามักจะอ้างอิง มาจากวิ ธีการ แนวทาง หรือหลักการของผลิตโดยไม่มีสิ่งสูญเปล่า (lean production) ที่ใช้กันในอุตสาหกรรมการผลิต โดยวิธีการต่างๆ ในการดําเนินงานเพื่อให้ได้มาซึ่งการก่อสร้างหรือการผลิตโดยไม่มีสิ่งสูญเปล่าเหล่านี้ มักจะประกอบด้วยวิธีการหรือแนวทางดังต่อไปนี้  การลดเวลาเริ่มต้นในการทํางานหรือทํากิจกรรมหนึ่งๆ  การผลิตต่อครั้งในปริมาณน้อยหรือผลิตเท่าที่จําเป็น  การทําให้ผู้ร่วมงานมีส่วนร่วมและให้อํานาจแก่ผู้ร่วมงานในการตัดสินใจ  การทําให้มีคุณภาพตั้งแต่แรก  การบํารุงรักษาเครื่องมือที่จะใช้งานให้อยู่ในสภาพดีอยู่เสมอ  การผลิตเมื่อมีความต้องการ  ให้ผู้ค้าวัสดุหรือผู้ส่งสินค้าหรืออุปกรณ์ให้เรามีส่วนร่วม

5.6 การจั ด การคุ ณ ภาพในงานก่ อ สร้ า ง (Quality Management for Construction) การจัดการคุณภาพ (quality management) หรือการประกันคุณภาพ (quality assurance) เป็นสิ่งสําคัญอีกประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับงานวิศวกรรมโยธาโดยเฉพาะงานก่อสร้าง วิศวกรโยธาที่ ปฏิบัติงานเกี่ยวกับการจัดการงานก่อสร้างจึงควรมีแนวความคิดพื้นฐานหรือหลักการเกี่ยวกับเรื่องนี้ ในเรื่องของการจัดการคุณภาพ คําว่า “คุณภาพ”มักจะหมายถึง ความพึงพอใจของลูกค้าหรือผู้ที่ รับบริการ หากยึดถือคําว่าคุณภาพตามนี้จะทําให้การดําเนินการต่างๆ เพื่อให้เกิดคุณภาพเป็นไปตาม แนวทางของหลักการจัดการคุณภาพที่เรียกว่า การบริหารจัดการคุณภาพโดยรวม (Total Quality Management, TQM) ซึ่งเป็นหลักการที่ต่างจากการควบคุมคุณภาพ (Quality Control, QC) แบบ ดั้งเดิม ในการควบคุมคุณภาพแบบ QC นั้นจะเน้นที่การตรวจสอบคุณภาพของชิ้นงานเมื่อชิ้นงานนั้นทํา เสร็จสิ้นแล้ว เพื่อเทียบกับเกณฑ์คุณภาพที่กําหนดไว้ หากได้คุณภาพไม่ต่ํากว่าเกณฑ์ที่กําหนดก็นับได้ว่ามี คุณภาพนําไปใช้งานต่อไปได้ หากไม่ผ่านเกณฑ์ดังกล่าวก็ทําการแก้ไขหรือจําหน่ายทิ้ง โดยจะไม่ได้เน้นที่ กระบวนการสร้างหรือการผลิตชิ้นงานนั้น แต่เน้นที่ผลสําเร็จในตอนท้ายดังที่กล่าวข้างต้น แต่ในหลักคิด


www.yotathai.com



แบบ TQM จะเน้นที่การตรวจสอบคุณภาพทุกขั้นตอนตั้งแต่วัตถุดิบที่นําเข้ามาในกระบวนการผลิตหรือ การสร้าง วิธีการผลิตหรือการสร้างทุกขั้น จนกระทั่งเสร็จสิ้นเป็นสินค้าหรือชิ้นงานออกมา มิใช่เป็นเพียง การตรวจสอบคุณภาพในขั้นตอนสุดท้ายเพียงอย่างเดียวดังเช่นวิธีการทํางานแบบ QC ดั้งเดิม ตัวอย่างงานเทคอนกรีตโครงสร้าง เช่นการเทคอนกรีตเสาคอนกรีตเสริมเหล็กหากดําเนินการ ตามหลัก QC โดยทั่วไปก็จะตรวจสอบเสาที่เทเสร็จแล้วเมื่อถอดแบบออกมาเป็นหลัก เพื่อดูว่ามีปัญหา อย่างใดหรือไม่ เช่น เป็นโพรงหรือไม่ หากพบปัญหาก็ทําการแก้ไขในขั้นตอนสุดท้ายนี้ แต่หากจัดการ คุณภาพตามหลักการของ TQM ต้องทําการตรวจสอบทุกขั้นตอน ตั้งแต่วัสดุและอุปกรณ์ที่ใช้ เช่น คอนกรีตและแบบหล่อ ว่าได้คุณภาพหรือเป็นไปตามข้อกําหนดหรือไม่ การติดตั้งแบบหล่อถูกต้องหรือไม่ การจี้คอนกรีตระหว่างการเทคอนกรีตเป็นไปตามวิธีปฏิบัติที่ดีหรือไม่ การบ่มคอนกรีตจนกระทั่งการถอด แบบหล่อออกทําอย่างถูกต้องหรือไม่ หากพบปัญหาในขั้นตอนใดก็แก้ปัญหาในขั้นตอนนั้นๆ เพื่อไม่ให้ ปัญหาสะสมและถูกส่งถ่ายไปในขั้นตอนถัดๆ ไป หลักการจัดการคุณภาพแบบ TQM จะมุ่งเน้นสิ่งสําคัญอยู่ 3 ประการ คือ 1) ความพึงพอใจของลูกค้า (customer satisfaction) โดยมีหลักว่าคุณภาพจะเกิดขึ้นอย่าง แท้ จ ริ ง เมื่ อ ลู ก ค้ า พอใจในสิ น ค้ า หรื อ บริ ก ารนั้ น ๆผู้ ใ ห้ บ ริ ก ารจึ ง ต้ อ งทํ า ความเข้ า ใจ ความต้องการของลูกค้าและมุ่งมั่นที่จะทําให้ได้ตามนั้นหรือทําให้ได้ดีกว่านั้นขึ้นไปอีก 2) การมีส่วนร่วมของผู้ร่วมงานทุกคน (involvement of everyone) เป็นการเน้นให้ทํางานเป็น ทีมอย่างสอดประสานกัน ให้ทุกคนตระหนักถึงเรื่องคุณภาพและดําเนินการเพื่อให้ได้มาซึ่ง งานที่มีคุณภาพไปในทิศทางเดียวกัน 3) การพัฒนาอย่างต่อเนื่อง (ongoing improvement หรือ continual improvement) โดย มี จุ ด ประสงค์ เ พื่ อ ให้ มี คุ ณ ภาพที่ ดี ยิ่ ง ๆ ขึ้ น ไป แม้ ว่ า การพั ฒ นานั้ น จะเป็ น การพั ฒ นาไป ทีละเล็กทีละน้อยไม่ได้เป็นการพัฒนาอย่างมากหรืออย่างก้าวกระโดดก็ตาม นอกจากหลักการ TQM แล้ว ยังมีระบบจัดการคุณภาพ (quality management system) ที่มุ่งเน้นที่ความต้องการของลูกค้าหรือผู้รับบริการ (customer focus) เป็นพื้นฐานเช่นเดียวกันกับ TQM คือ ระบบ ISO 9000 ในระบบนี้มีข้อกําหนดเพื่อให้การดําเนินการของผู้ให้บริการหรือองค์กรเป็นไปตาม เกณฑ์คุณภาพของ ISO อยู่ในเอกสาร ISO 9001 Quality Management Systems – Requirements ระบบคุณภาพ ISO 9000 มีหลักการสําคัญในการให้ได้มาซึ่งคุณภาพดังที่แสดงไว้ด้านล่างนี้ หลักการเหล่านี้แม้จะอ้างอิงถึง “องค์กร” แต่ก็หมายถึง “บุคคล” ผู้ให้บริการด้วย และจะเห็นได้ว่า วิศวกรก็สามารถประยุกต์ใช้หลักการเหล่านี้หลายๆ ข้อได้เพื่อให้ได้มาซึ่งคุณภาพที่เป็นที่พึงพอใจของ ลูกค้าและสังคมหลักการสําคัญดังกล่าวมีดังนี้ 1) ความใส่ใจที่ลูกค้า (customer focus) หมายถึง การทําความเข้าใจว่าลูกค้าต้องการอะไร และทําให้ได้ตามนั้นหรือดีกว่านั้น 2) ความเป็นผู้นํา (leadership) เป็นองค์ประกอบสําคัญของผู้นํา (leader) ที่จะทําให้ทุกคนใน องค์กรทํางานไปในทิศทางเดียวกัน ผู้นําต้องสร้างและรักษาไว้ซึ่งสภาพการทํางานภายใน องค์กรที่ทําให้ทุกคนมีส่วนร่วมในการทํางานให้บรรลุเป้าหมายขององค์กร


www.yotathai.com


3) ความมีส่วนร่วมของทุกคน (involvement of people) ความมีส่วนร่วมจะทําให้บุคลากรใน องค์กรทํางานอย่างร่วมมือร่วมใจและนําเอาความสามารถที่ตนเองมีอยู่ออกมาใช้อย่าง เต็มที่จะเป็นประโยชน์สูงสุดต่อองค์กร 4) การใช้วิธีการของกระบวนการ (process approach) หลักการนี้คือการพิจารณาและจัดการ การใช้ ท รั พ ยากรและการทํ า งานต่ า งๆ ให้ เ ป็ น ขั้ น ตอนที่ ต่ อ เนื่ อ งเป็ น กระบวนการ มิ ใ ช่ การจัดการเป็นจุดๆ เป็นบางขั้นหรือบางตอนเท่านั้น หากแต่ให้จัดการการทํางานย่อยๆ ให้เป็นการทํางานที่ต่อเนื่องกันเป็นกระบวนการ 5) การใช้วิธีการจัดการทั้งระบบในระดับบริหาร (system approach to management) ในระดับบริหารต้องเชื่อมโยง “กระบวนการ” ต่างๆ เข้าด้วยกันให้เป็น “ระบบ” ให้เป็น ภาพรวมทั้งหมด 6) การพัฒนาอย่างต่อเนื่อง (continual improvement) จะต้องเป็นเป้าหมายถาวรที่ต่อเนื่อง ขององค์ ก รในการที่ จ ะปรั บ ปรุ ง ประสิท ธิ ภ าพในภาพรวมขององค์ก รให้ ดี ยิ่ง ๆ ขึ้ น ไปอยู่ ตลอดเวลา 7) การตั ด สิ น ใจด้ ว ยข้ อ มู ล จากความเป็ น จริ ง (factual approach to decision making) การตั ด สิ น ใจที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพต้ อ งมี พื้ น ฐานมาจากการวิ เ คราะห์ ข้ อ มู ล และใช้ ผ ล การวิเคราะห์นั้นประกอบในการตัดสินใจ 8) การมีความสัมพันธ์แบบแบ่งปันผลประโยชน์ร่วมกันกับผู้ขายสินค้าให้ (mutually beneficial supplier relationships) องค์กรกับผู้ขายสินค้าให้ (supplier) ต่างก็ต้องพึ่งพากัน จึงควร สร้างความสัมพันธ์ที่เป็นคู่ค้าในระยะยาวด้วยกัน เพื่อองค์กรจะได้สินค้าและบริการที่มี คุณภาพจากผู้ขาย ผู้ขายก็จะมีลูกค้าประจําการที่องค์กรได้สินค้าและบริการที่มีคุณภาพจะ ทําให้การดําเนินงานขององค์กรราบรื่นและสามารถลดการแก้ไขงานเนื่องจากความบกพร่อง ของวัสดุหรือสิ่งของที่ใช้ในกระบวนการได้


www.yotathai.com

6

การควบคุมต้นทุนการก่อสร้าง

(Cost Control) 6.1

การควบคุมต้นทุนและบริหารต้นทุน

6.2 การบริหารราคาต่อหน่วย 6.3 การติดตามและประเมินความก้าวหน้าของงานจากค่าใช้จ่าย และมูลค่าของงานก่อสร้าง 6.4 การจัดการเรื่องงานลดงานเพิ่ม


www.yotathai.com



6.1 การควบคุมต้นทุนและบริหารต้นทุน กระบวนการควบคุมต้นทุนและบริหารต้นทุน (Cost Control and Cost Management) เป็น กระบวนการที่ครอบคลุมการวางแผนทรัพยากร (Resource planning) การประมาณการต้นทุน (Cost estimating) การจัดทํางบประมาณต้นทุน (Cost budgeting) และการควบคุมต้นทุน (Cost control) ซึ่งเกี่ยวข้องกับช่วงต่างๆ ของการก่อสร้าง ตั้งแต่ช่วงก่อนการออกแบบ (Pre-design Stage) จนกระทั่ง ถึงช่วงของการก่อ สร้าง กระบวนการควบคุมต้นทุนและบริหารต้นทุนต้องมีการกําหนดกลยุทธ์หรือ แนวทางในการดําเนินการต่างๆ ที่แตกต่างกันตามลักษณะและข้อจํากัดโครงการ เช่น - การกําหนดกรอบต้นทุนโครงการเบื้องต้น (Preliminary Cost Framework) และกรอบลักษณะ โครงการ (Project Configuration) - ควบคุมการออกแบบ (Design Control) ในทุกทุกช่วงตั้งแต่ การออกแบบขั้นต้น (Design Stage-Preliminary Design) การออกแบบขั้นพัฒนา (Design Stage-Design Development) และการออกแบบรายละเอียด (Design Stage-Detailed Design) โดยต้องพิจารณาร่วมกับ การควบคุ ม ต้ น ทุ น (Cost Control) โดยใช้ ห ลั ก การปฏิ บั ติ ก ารวิ ศ วกรรมคุ ณ ค่ า (Value Engineering) ในการพิจารณาแบบที่เหมาะสมและคุ้มค่า - กําหนดกรอบงบประมาณโครงการ (Budget Framework) ที่ครอบคลุมกิจกรรมที่เกี่ยวข้อง อย่ า งรั ด กุ ม ภายใต้ Work Breakdown Structure ซึ่ ง ต้ อ งคํ า นึ ง ถึ ง งบประมาณจ้ า ง (Contractual Budget) และงบประมาณเผื่อ (Contingency) ที่เหมาะสม - การแบ่งกลุ่มสัญญาการจัดซื้อจัดจ้าง (Package of Procurement) เพื่อให้เกิดความชัดเจนของ งานแต่ละงานที่ทําให้เกิดต้นทุน - การจัดสรรรายการเนื้องาน (Allocation of Building & Facilities Breakdown) เพื่อแบ่ง เนื้องานของงานแต่ละสัญญาให้ที่คลอบคลุมและครบถ้วน - การวิเคราะห์แนวทางประหยัดต้นทุน (Cost Saving Analysis) เพื่อหาวิธีการหรือทางเลือกที่ จะทําให้โครงการประหยัดต้นทุนโดยใช้วิธีการในการดําเนินงาน การกําหนดขั้นตอนการก่อสร้าง หรือเทคนิคการก่อสร้าง - การตรวจสอบความเข้ากันได้ของการออกแบบโดยรวม (Compatibility of Total Design) เพื่อ ป้องกันปัญหาแบบขัดแย้งกันและไม่สามารถก่อสร้างได้จริงตามแบบ - การควบคุมต้นทุนในส่วนที่เกินงบประมาณด้วยการด้วยหลักการ Value Engineering และ Design Review - การตรวจสอบปริมาณงาน (Quantity Survey - QS) ในขั้นตอนการก่อสร้าง


www.yotathai.com

การควบคุมต้นทุนการก่อสร้าง บทที่ 3 หน้า 3

6.2 การบริหารราคาต่อหน่วย การบริหารราคาต่อหน่วยในช่วงของการก่อสร้างประกอบด้วยการ ควบคุมเชิงปริมาณและการ ควบคุมด้วยราคาภายใต้วิธีการดําเนินงานที่เหมาะสม - การก่อสร้างจะต้องจัดการกระบวนหรือขั้นตอนการทํางานก่อสร้างรวมถึงกิจกรรมการก่อสร้างที่ เหมาะสม เพื่อลดการสูญเสียวัสดุจากการวิธีหรือขั้นตอนการทํางาน - การควบคุมปริมาณงานดําเนินการโดยการสํารวจปริมาณงาน (Quantity Survey) เพื่อควบคุม ต้นทุนตั้งแต่เริ่มต้นการก่อสร้าง - การควบคุมด้านราคาเป็นการดําเนินการผ่านการวางแผนการใช้ทรัพยากรในด้านต่างๆ เช่น แรงงาน วัสดุ เครื่องจักร ในส่วนของวัสดุอาจมีการวางแผนการสั่งสินค้าหรือทําข้อตกลงด้าน ราคาสินค้าล่วงหน้า ทั้งนี้การควบคุมด้านราคาอาจรวมถึงข้อตกลงด้านการเปลี่ยนแปลงต้นทุน ค่าก่อสร้าง

6.3 การติดตามและประเมินความก้าวหน้าของงานจากค่าใช้จ่ายและมูลค่า ของงานก่อสร้าง การติดตามและประเมินความก้าวหน้าของงานจากค่าใช้จ่ายและมูลค่าของงานก่อสร้างเป็น การควบคุมการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นของงบประมาณโครงการ ซึ่งทําให้บุคคลที่เกี่ยวข้องกับโครงการได้ รับทราบถึงผลกระทบที่มีต่อต้นทุนหรืองบประมาณโครงการ เทคนิคในการการควบคุมต้นทุนโครงการที่นิยมใช้ คือ Earned Value Management (EVM) ซึ่งสามารถใช้ในการคํานวณหาดัชนีของผลการดําเนินงานที่สัมพันธ์กับต้นทุนและตารางเวลา โดยเป็น การเปรียบเทียบข้อมูลด้านเวลา ความก้าวหน้าของงาน และต้นทุนจริงที่เกิดขึ้น กับแผนที่ได้วางไว้ตาม ขอบเขตงาน ซึ่งจะแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นตลอดระยะเวลาโครงการและแนวโน้มที่อาจ เกิดขึ้น Earned Value Managementเป็นการพิจารณาซึ่งเกี่ยวข้องกับค่าหลัก 3 ค่าของแต่ละกิจกรรม จาก Work Breakdown Structure ของโครงการ โดยจะมีการคํานวณตามช่วงเวลาต่างๆ ที่ต้องการ พิจารณา โดยค่าดังกล่าวได้แก่ - ต้นทุนทั้งหมดที่ได้รับการอนุมัติแล้วและถูกประมาณการไว้ตามแผนสําหรับกิจกรรมใดกิจกรรม หนึ่งของโครงการจนกระทั่งถึงวันที่ทําการวัด (Planned value (PV) / Budgeted Cost of Work Scheduled (BCWS)) - ต้นทุนรวมที่เกิดขึ้นจริงจากทั้งต้นทุนทางตรงและต้นทุนทางอ้อมที่เกิดขึ้นเพื่อดําเนินกิจกรรมใด กิจกรรมหนึ่งจนแล้วเสร็จจนกระทั่งถึงวันที่ทําการวัด (Actual Cost (AC) / Actual Cost of Work Performed (ACWP))


www.yotathai.com



- มูลค่าโดยประมาณของกิจกรรมใดกิจกรรมหนึ่งที่ดําเนินการแล้ว หรือต้นทุนของกิจกรรมนั้นที่ได้ ประมาณการไว้ตามแผนตั้งแต่ต้น เพื่อที่จะดําเนินกิจกรรมดังกล่าวตามปริมาณที่เกิดขึ้นจริง จนกระทั่งถึงวันที่ทําการวัด (Earned Value (EV) /Budgeted Cost of Work Performed (BCWP)) เทคนิค EVM ยังสามารถนํามาวิเคราะห์เพื่อบริหารต้นทุนทางสถิติอื่นๆ เช่น Cost Variance (CV), Schedule Variance (SV), Cost Performance Index (CPI) และSchedule Performance Index (SPI)เป็นต้น โดย Cost Variance (CV) แสดงค่าความแตกต่างระหว่างต้นทุนประมาณการกับ ต้นทุนที่เกิดขึ้นจริงของกิจกรรมใดกิจกรรมหนึ่ง Schedule Variance (SV) แสดงค่าความแตกต่าง ระหว่ า งปริ ม าณของกิ จ กรรมใดกิ จ กรรมหนึ่ ง ที่ ค วรจะแล้ ว เสร็ จ ตามแผนที่ไ ด้ ว างไว้ กับ ปริ ม าณของ กิจกรรมดังกล่าวที่แล้วเสร็จจริง Cost Performance index (CPI) นํามาใช้ในการประมาณการต้นทุน ที่จําเป็นต้องใช้จนโครงการเสร็จสิ้นสมบูรณ์ได้ ส่วน Schedule Performance Index (SPI) สามารถ นํามาใช้ในการประมาณการเวลาที่จําเป็นต้องใช้จนโครงการแล้วเสร็จ

6.4 การจัดการเรื่องงานลดงานเพิ่ม การควบคุมค่าก่อสร้างในช่วงก่อสร้างในกรณีที่เกินงบประมาณอย่างมากหรือการปรับเปลี่ยนที่ สําคัญตามความต้องการของเจ้าของงานหรือผู้ออกแบบ อาจต้องมีการลดหรือเพิ่มงาน โดยในส่วนของ การลดงาน ควรพิ จ ารณาตามหลั ก การ Value Management การบริ ห ารคุ ณ ค่ า และ Value Engineering วิศวกรรมคุณค่า เพื่อให้เกิดการปรับลดที่เหมาะสมและคุ้มค่าโดยกระทบกับความต้องการ หลักของเจ้าของโครงการให้น้อยที่สุด กระบวนการลดหรือเพิ่มงานต้องมีการประสานหรือเจรจาร่วมกัน ทั้งฝ่ายผู้ออกแบบ เจ้าของโครงการ ผู้รับผิดชอบในการก่อสร้าง ซึ่งจะต้องมีการทําข้อตกลงหรือสัญญา ด้านการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น กระบวนในการเพิ่มลดงานก่อนการดําเนินการเกี่ยวข้องกับ การรับทราบข้อมูลการเปลี่ยนแปลง ของงาน (Site Instruction) การตรวจสอบและ/หรือลงบันทึกรับเอกสารสั่งการงานเปลี่ยนแปลง การประมาณมูลค่างานที่ได้รับผลกระทบการพิจารณาผลกระทบต่อการขยายเวลา การถอดปริมาณงาน และคิดมูลค่างานเปลี่ยนแปลง การเจรจาต่อรองด้านราคาและเวลาระหว่างฝ่ายเจ้าของโครงการกับ ฝ่ายผู้ก่อสร้าง การนําเสนอผู้ควบคุมงานหรือเจ้าของโครงการเพื่อขออนุมัติ การจัดทําบันทึกความเข้าใจ (MOU-Memorandum of Understanding) และการจัดทําเอกสารแนบท้ายสัญญางานเปลี่ยนแปลง เพิ่มเติม การเพิ่มหรือลดงานต้องคํานึงถึงผลกระทบต่อขั้นตอนการดําเนินงานก่อสร้างหรือกิจกรรมการ ก่อสร้าง ซึ่งจะส่งผลระยะเวลาการก่อสร้างต่อต้นทุนการก่อสร้างทั้งทางตรงและทางอ้อม


www.yotathai.com

7

การวิเคราะห์การเงินและเศรษฐศาสตร์พ้นื ฐาน

(Elementary Financial and Economic Analysis) 7.1

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการเงิน

7.2 ศัพท์ทางการเงินที่ควรรู้ 7.3 การคิดค่าของเงินในเวลาต่างๆ 7.4 การประเมินโครงการทางการเงิน 7.5 การคิดค่าธรรมเนียมที่เกี่ยวข้อง


www.yotathai.com



7.1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการเงิน การพิจารณาทางการเงินในด้านการก่อสร้าง เกี่ยวข้องกับการศึกษาความเป็นไปได้ทางการเงิน ของโครงการ และการบริหารการเงินระหว่างการดําเนินงานตามสัญญาก่อสร้าง การศึกษาความเป็นไปได้ทางการเงินของโครงการ เป็นการพิจารณาผลตอบแทนของโครงการ และระยะเวลาการคืนทุน ซึ่งการประเมินดังกล่าวเกี่ยวข้องกับสภาวะเศรษฐกิจ แนวโน้มทางเศรษฐกิจ นโยบายการเงินและการคลัง ปัจจัยกระทบด้านสังคมและการเมือง ตลอดจนการคาดการณ์ผลตอบแทน ของการลงทุน ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับแบบจําลองในการประเมินสถานการณ์ต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้น การบริ หารการเงินระหว่างการดําเนิ นงานตามสัญญาก่อ สร้างของกิจ การรับ เหมาก่ อ สร้าง เกี่ยวข้องกับการรับรู้รายได้และต้นทุนค่าก่อสร้างในแต่ละงวดงาน ซึ่งต้องมีวิธีการพิจารณาประมาณผล ของงานก่อสร้างที่มีผลต่อรายได้ในช่วงเวลาต่างๆระหว่างการก่อสร้าง รวมถึงการกําหนดขั้นความสําเร็จ ของงานก่อสร้าง ซึ่งถือเป็นการประมาณความก้าวหน้าของงานที่ทําในแต่ละงวดบัญชีว่าเป็นอัตราร้อยละ เท่าใดของงานที่ทําทั้งสิ้นเพื่อนํามาคํานวณหารายได้ตามอัตราส่วนของงานที่ทําสําเร็จการกําหนดขั้น ความสําเร็จของงานอาจทําได้ 2 วิธี คือ วิธี Output Measurement หมายถึงวิธีประมาณความสําเร็จ จากผลของงานที่ทําได้และวิธี Cost-to-Cost Method หมายถึงวิธีประมาณอัตราส่วนความสําเร็จ ของงานจากต้ น ทุ น ค่ า ก่ อ สร้ า งที่ เ กิ ด ขึ้ น จนถึ ง ปั จ จุ บั น เที ย บกั บ ประมาณต้ น ทุ น ค่ า ก่ อ สร้ า งทั้ ง สิ้ น โดยการบริหารทางการเงินจะทําให้ทราบระดับความต้องการเงินทุนหมุนเวียนในช่วงเวลาต่างๆ

7.2 ศัพท์ทางการเงินที่ควรรู้ ครอบคลุมความหมายศัพท์ทางการเงินในด้านต่างๆ อันได้แก่ - อัตราดอกเบี้ยแบบต่างๆ เช่น MLR (Minimum Loan Rate), MRR (Minimum Retail Rate), MOR (Minimum Overdraft Rate) เป็นต้น - มูลค่าเงินตามเวลาเช่นมูลค่าอนาคต (Future Value), มูลค่าปัจจุบัน (Present Value), เงินงวด (Annuity), มูลค่าอนาคตจากเงินงวด (Future Value of an Annuity), อัตราลดค่า (Discount Rate) เป็นต้น - เศรษฐกิจ เช่นผลิตภัณฑ์มวลรวมประชาชาติ (Gross Domestic Product, GDP) ผลิตภัณฑ์ ประชาชาติ (Gross National Product, GNP) เป็นต้น - ตัวชี้วัดความคุ้มค่าในการลงทุน เช่น อัตราผลตอบแทนการลงทุน (Internal Rate of Return, IRR), ระยะเวลาการคื น ทุ น (Payback Period, PB), มู ล ค่ า ปั จ จุ บั น สุ ท ธิ (Net Present Value, NPV), อัตราผลตอบแทนการลงทุนทางเศรษฐศาสตร์ (Economic Internal Rate of Return: EIRR) เป็นต้น


www.yotathai.com

การวิเคราะห์การเงินและเศรษฐศาสตร์พ้นื ฐาน บทที่ 7 หน้า 3

7.3 การคิดค่าของเงินในเวลาต่างๆ การลงทุนในโครงการต่างๆ เงินทุนและผลตอบแทนเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ต่างกัน ไม่สามารถ เปรียบเทียบมูลค่าเงินได้โดยตรง เงินลงทุนและผลตอบแทนที่ต่างเวลากันจะนํามาเปรียบเทียบกันได้ต้อง ทําให้ค่าอยู่ในช่วงเวลาเดียวกัน เช่น คํานวณหามูลค่าอนาคต (Future Value) หรือมูลค่าปัจจุบัน (Present Value) แล้วแต่ความเหมาะสมของการพิจารณา แนวคิดเกี่ยวกับมูลค่าอนาคตสามารถ นําไปใช้ในการวางแผนเพื่อตัดสินใจลงทุน เช่น การหาเงินรวมที่ได้รับในอนาคตเมื่อนําเงินไปลงทุน และ การนําไปหาอัตราการขยายตัวของผลการดําเนินงาน เป็นต้นส่วนแนวคิดเกี่ยวกับมูลค่าปัจจุบันใช้ใน การตัดสินใจลงทุนการจัดทํางบจ่ายลงทุนการประเมินราคาหุ้นกู้หรือพันธบัตรเป็นต้น มูลค่าอนาคต (Future Value: FV) จําแนกตามลักษณะการคํานวณ ได้แก่ มูลค่าอนาคต กรณีนําฝากเงินหรือจ่ายลงทุนครั้งแรกครั้งเดียวมูลค่าอนาคตกรณีนําฝากเงินหรือจ่ายลงทุนเป็นรายงวด และมูลค่าอนาคตกรณีนําฝากเงินหรือจ่ายลงทุนและคิดดอกเบี้ยมากกว่าหนึ่งครั้งต่อปี มูลค่าปัจจุบัน (Present Value: PV) จําแนกตามลักษณะการคํานวณ ได้แก่ มูลค่าปัจจุบัน กรณีรับเงินสดครั้งเดียวมูลค่าปัจจุบันกรณีรับเงินสดเป็นรายงวดทุกปลายงวดและมูลค่าปัจจุบันกรณีรับ เงินสดเป็นรายงวดทุกต้นงวด

7.4 การประเมินโครงการทางการเงิน การประเมินโครงการลงทุนผู้ประกอบการจะมุ่งเน้นที่ผลตอบแทนสุทธิหลังจากหักภาษี เ งิ น ไ ด้ นิติบุคคลแล้ว ดังนั้นเครื่องมือที่ใช้ในการประเมินได้แก่ งวดเวลาคืนทุนมูลค่าปัจจุบันสุทธิหรืออัตรา ผลตอบแทนภายใน เป็นต้น โดยใช้กับกระแสเงินสดหลังจากหักภาษีเงินได้นิติบุคคลแล้ว ซึ่งมีข้อดี ข้อเสีย และข้อจํากัดที่แตกต่างกัน งวดเวลาคืนทุน (Payback Period: PB) คือ ระยะเวลาที่กระแสเงินสดรับจากโครงการ สามารถชดเชยกระแสเงินสดจ่ายลงทุนสุทธิตอนเริ่มโครงการพอดี การหาค่า PB สามารถทําได้ 2 วิธี คือStatic methodและDynamic methodค่า PB ที่ได้จากทั้ง 2 วิธี จะมีความแตกต่างกัน โดยค่าจาก Static method จะให้งวดเวลาคืนทุน เร็วกว่า Dynamic method มูลค่าปัจจุบันสุทธิ (Net Present Value: NPV) คือ ผลต่างระหว่างมูลค่าปัจจุบัน ของผลตอบแทนการลงทุน ณ อัตราลดค่า (Discount Rate) หรือค่าของทุน (Cost of Capital) ผู้ลงทุนเลือกโครงการที่ให้ค่า NPV เป็นบวกสูงที่สุด อัตราผลตอบแทนภายใน (Internal Rate of Return: IRR) คือ อัตราลดค่า (Discount Rate) ที่ทําให้มูลค่าปัจจุบันของกระแสเงินสดที่คาดว่าจะต้องจ่ายในการลงทุนเท่ากับมูลค่า สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com



ปัจจุบันของกระแสเงินสดที่คาดว่าจะได้รับจากการดําเนินการลงทุนผู้ลงทุนเลือกโครงการที่ให้ค่า IRR เป็นบวกสูงที่สุด การประเมินโครงการลงทุนในมุมมองของโครงการภาครัฐ เช่น ถนน สะพาน และระบบ สาธารณูปโภค คํานึงถึงผลประโยชน์โดยรวมของระบบเศรษฐกิจที่จะเกิดจากการลงทุน การวัด ผลตอบแทนโดยรวมของระบบเศรษฐกิจโดยมากพิจารณาจาก อัตราผลตอบแทนการลงทุนทาง เศรษฐศาสตร์ (Economic Internal Rate of Return: EIRR) ซึ่งมีวิธีพิจารณาแตกต่างตาม ลักษณะโครงการ การตัดสินใจลงทุนโครงการที่พิจารณาต้องให้ผลตอบแทนเกินกว่าต้นทุนทางการเงิน และระดับผลตอบแทนขั้นต่ําที่ผู้ลงทุนต้องการ

7.5 การคิดค่าธรรมเนียมที่เกี่ยวข้อง ในการดําเนินงานก่อสร้าง จําเป็นที่จะต้องทราบถึงค่าธรรมเนียมและค่าใช้จ่ายต่างๆ ของธนาคาร ได้แก่ ค่าธรรมเนียมในการออกหนังสือค้ําประกัน (B/G) ค่าธรรมเนียมในการออกหลักประกันการเบิก เงินล่วงหน้า ค่าธรรมเนียมในการออกหนังสือรับรองเครดิต  กรณีเป็นหลักประกันซองโดยทั่วไปจะคิดร้อยละ 2 ของมูลค่าหลักประกัน ซึ่งจะคิดเป็นจํานวน เต็มวัน โดยจะกําหนดค่าธรรมเนียมขั้นต่ําไว้ เช่น 500 บาท ตัวอย่าง หลักประกันซองมูลค่า 100,00บาท โดยมีผลการยืนราคา 150 วัน จะคิดค่าธรรมเนียมดังนี้ 0.02x100,000x150/365 = 821.92 บาท ถ้าหลักประกันซองมีมูลค่าเพียง 50,000 บาท จะคิดค่าธรรมเนียมขั้นต่ํา คือ 500 บาท เป็นต้น  กรณีเ ป็นหลั กประกั นสั ญญาโดยทั่ว ไปจะคิดร้อยละ 2 ของมูลค่าหลักประกัน ซึ่งจะคิดเป็น จํานวนเต็มปี โดยจะกําหนดค่าธรรมเนียมขั้นต่ําไว้ เช่น 500 บาท เช่นเดียวกับหลักประกันซอง ตัวอย่าง หลักประกันสัญญามูลค่า 100,000 บาท โดยมีผลการยืนราคา 2 ปี จะคิด ค่าธรรมเนียมดังนี้ 0.02x100,000x2 = 4,000 บาท  กรณีเป็นหลักประกันการเบิกเงินล่วงหน้า ตามปกติในกรณีที่ตามสัญญาจ้างระบุเกี่ยวกับเรื่อง การเบิกเงินล่วงหน้า หน่วยงานราชการจะให้ผู้รับจ้างสามารถเบิกเงินล่วงหน้าได้ไม่เกินร้อยละ 15 ของมูลค่างาน โดยผู้รับจ้างจะต้องนําหลักประกันการเบิกเงินล่วงหน้าที่ออกโดยธนาคาร มาวางไว้ในจํานวนเดียวกันกับที่เบิกแต่การคิดค่าธรรมเนียมจะใช้การคิดดอกเบี้ยเงินกู้มาใช้ใน การคํานวณ โดยยึดอัตราดอกเบี้ย ณ วันที่ทําหนังสือ และค่าธรรมเนียมจะนับจากวันที่ออก หนังสือจนถึงวันที่เอาหนังสือมาคืน  กรณีออกหนังสือรับรองเครดิต ปกติทางธนาคารจะให้วงเงินในการออกหนังสือรับรองเครดิต ไม่เกินสองเท่าของวงเงินกู้จากธนาคาร โดยทั่วไปจะคิดร้อยละ 0.05 ของมูลค่าหลักประกัน ซึ่งจะคิดเป็นจํานวนครั้งในการออกหนังสือรับรอง โดยจะกําหนดค่าธรรมเนียมขั้นต่ําไว้ เช่น 5,000 บาท ตั ว อย่ า ง ต้ อ งการวงเงิ น รั บ รองเครดิ ต มู ล ค่ า 20,000,000 บาท จะคิ ด ค่าธรรมเนียมดังนี้ 20,000,000x0.0005 = 10,000 บาท อนุกรรมการมาตรฐานการประกอบวิชาชีพ

www.yotathai.com

8 การวิเคราะห์ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง (Risk Management in Construction) 8.1

ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง

8.2 แนวทางการบริหารความเสีย่ ง 8.3การบริหารโครงการและบริหารความเสี่ยง

สมเกียรติ ขวัญพฤกษ์ ปฐเมศ ผาณิตพจมาน

www.yotathai.com


การวิเคราะห์ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง

8.1 ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง โครงการก่อสร้างประกอบขึ้นด้วยกิจกรรมอันเกี่ยวข้องกับงานก่อสร้างต่างๆ จํานวนมาก ซึ่งมี ความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนและมีระยะเวลาดําเนินการที่ยาวนานรวมถึงต้องมีการประสานงานกับ กลุ่มบุคคลหลายส่วน เช่น เจ้าของโครงการวิศวกรและสถาปนิกผู้ออกแบบผู้ควบคุมงานผู้รับจ้างก่อสร้าง ผู้อาศัยบริเวณใกล้เคียงโครงการหน่วยงานของรัฐที่ควบคุมการก่อสร้างเป็นต้นดังนั้นการดําเนินการ เพื่อให้โครงการก่อสร้างประสบความสําเร็จนอกจากผู้บริหารโครงการต้องควบคุมกิจกรรมก่อสร้าง ให้สําเร็จลุล่วงตามที่ว่างแผนแล้วยังจําเป็นต้องบริหารจัดการปัจจัยภายนอกอื่นๆซึ่งเป็นความไม่แน่นอน ในการดําเนินโครงการก่อสร้าง กล่าวคือ “ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง” ความเสี่ยง (Risk) หมายถึง โอกาสหรือเหตุการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตแล้ว ทําให้งานไม่ประสบความสําเร็จตามวัตถุประสงค์และเป้าหมายที่กําหนดความเสี่ยงที่เกิดขึ้นในโครงการ มักจะแปรผันตามบริบทของลักษณะโครงการและลักษณะขององค์กร ตัวอย่างของความเสี่ยงในโครงการ ก่อสร้าง เช่น ขอบเขตงานของโครงการไม่ชัดเจน ทีมงานมีความรู้และทักษะไม่เพียงพอในการปฏิบัติงาน โครงการส่งมอบสินค้าที่ไม่ได้คุณภาพตามมาตรฐานโครงการล่าช้าเนื่องจากขาดทรัพยากร เป็นต้น ความเสี่ยงในงานก่อสร้างจะมีผลกระทบต่อการทํางาน (Performance) ในโครงการเนื่องจากความไม่ แน่นอน (Uncertainty) หรือเหตุการณ์ที่ไม่อาจทราบหรือคาดการณ์ได้อย่างแน่นอน (Unforeseen) ว่าปัจจัยเหล่านั้นจะเกิดขึ้นและจะนําไปสู่ผลกระทบต่อโครงการอย่างไร โดยผลกระทบของความไม่ แน่นอนจะกระทบต่อการทํางาน ในด้านต้นทุนงานก่อสร้าง (Cost) ด้านเวลา (Time) ด้านคุณภาพงาน ก่อสร้าง (Quality) และด้านสิ่งแวดล้อม (Environment) เป็นต้น เป็นที่ทราบกันดีว่าในการบริหารโครงการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโครงการที่มีขนาดใหญ่ จําเป็น ที่จะต้องมีการบริหารความเสี่ ยง โดยความเสี่ยงจะแฝงอยู่ในขั้นตอนต่างๆ ตั้ง แต่การวางแผนก่อ น การก่อสร้าง (Pre-Construction) การก่อสร้าง (Construction) ตลอดจนการใช้งานและบํารุงรักษา (Operation and Maintenance) โดยความเสี่ยงจะมากหรือน้อยขึ้นกับจํานวนของกิจกรรมในโครงการ ก่อสร้าง ความสัมพันธ์ของกิจกรรมที่มีความซับซ้อนตลอดจนระยะเวลาดําเนินการเนื่องจากการก่อสร้าง ย่อมประสบกับ ความเสี่ยงในด้ านต่างๆ ดัง นั้นการดําเนินการให้ป ระสบความสําเร็จจึงจําเป็นต้ องมี การบริห ารจั ด การความเสี่ยงที่ จ ะเกิ ดขึ้ น ทั้ ง ในส่ว นก่ อ นการก่อ สร้า ง ขณะก่อ สร้ า ง และภายหลั ง การก่อสร้างแล้วเสร็จ โดยปกติความเสี่ยงจะมากในช่วงเริ่มต้นโครงการจากการคาดการณ์ต่างๆ


www.yotathai.com

การวิเคราะห์ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง บทที่ 8 หน้า 3

8.2 แนวทางการบริหารความเสี่ยง การบริหารความเสี่ยงโครงการ (Project Risk Management) เป็นการเตรียมการเพื่อจะรับมือ กับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต โดยเป็นการเตรียมการตอบสนอง (Responding) กับความเสี่ยง รวมถึงหา แนวทางการแก้ไ ข และดํ าเนิ น การกั บ ความเสี่ ย งที่ จ ะเกิด ขึ้ น นอกจากนี้ ยั ง เป็ น การวางแผนเพื่อ หา แนวทางหรือทางเลือกสําหรับเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งนี้การบริหารความ เสี่ยงเป็นการควบคุมมิให้ปัญหาเกิดขึ้นในระดับรุนแรงจนสร้างความเสียหายต่อโครงการก่อสร้าง แต่ไม่ อาจทําให้ความเสี่ยงหมดสิ้นไปโดยสมบูรณ์ได้โดยการบริหารความเสี่ยงมีขั้นตอนหลักดังนี้ 8.2.1 การระบุความเสี่ยง (Risk Identification) คือการพิจารณาถึงองค์ประกอบที่สําคัญของ ความเสี่ ย งในโครงการอั น ได้ แ ก่ ปั จ จั ย เสี่ ย ง (Risk Factor) เหตุ ก ารณ์ เ สี่ ย ง (Risk Event) และ ผลกระทบของความเสี่ยง (Risk Impact) โดยปัจจัยเสี่ยง (Risk Factor) หมายถึงสาเหตุที่ก่อให้เกิด ความเสี่ยงขึ้นในโครงการก่อสร้างเหตุการณ์เสี่ยง (Risk Event) หมายถึง สถานการณ์ที่อาจเกิดขึ้นใน อนาคตอันเนื่องมาจากปัจจัยเสี่ยงอันส่งผลกระทบต่อโครงการในด้านต่างๆส่วนผลกระทบของความเสี่ยง (Risk Impact) หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพการทํางานอันเนื่องมาจากเหตุการณ์เสี่ยงซึ่งทําให้ผล การทํางาน (ประสิทธิภาพ) ไม่ตรงตามที่ได้วางแผนไว้โดยมุมมองด้านความเสี่ยงอาจพิจารณาในด้าน ต่างๆ ตัวอย่างเช่น  ความเสี่ ย งภายนอกที่ ไ ม่ ส ามารถทํ า นายได้ (External Unpredictable Risk) เช่ น ข้อกําหนดข้อบังคับ (Regulatory) อันตรายจากธรรมชาติ (Natural Hazards) เหตุการณ์ ต่างๆ (Postulated Events) ผลกระทบข้างเคียง (Side Effects) และความสมบูรณ์แบบ (Completion)  ความเสี่ยงภายนอกที่สามารถทํานายได้ (External Predictable Risk) เช่นความเสี่ยงด้าน การตลาด (Market Risks) ความเสี่ยงด้านการปฏิบัติงาน (Operational) ผลกระทบทาง สิ่ ง แ ว ด ล้ อ ม (Environmental Impact) ผ ล ก ร ะ ท บ ท า ง สั ง ค ม (Social Impacts) การเปลี่ยนแปลงเงินตรา (Currency Changes) สภาวะเงินเฟ้อ (Inflation) และการจัดเก็บ ภาษี (Taxation)  ความเสี่ยงภายในที่ไม่เกี่ยวกับทางด้านเทคนิค (Internal Non - Technical Risk) เช่น การจัดการ (Management) ตารางเวลา (Schedule) ค่าใช้จ่าย (Cost) กระแสเงินสด (Cash Flow) ความสูญเสียทางศักยภาพ (Loss of Potential)  ความเสี่ยงด้านเทคนิค (Technical Risk) เช่นการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยี (Changes of Technology) ความสามารถหรือประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน (Performance) ความเสี่ยง ของข้อกําหนดของเทคโนโลยี (Risks Specific to Technology) การออกแบบ (Design) ขนาดโครงการหรือความซับซ้อนของโครงการ (Size or Complexity of Project)  ความเสี่ยงทางด้านกฎหมาย (Legal Risk) เช่น ใบอนุญาต (Licenses) สิทธิบัตร (Patent Rights) ความเสี่ยงเกี่ยวกับสัญญา (Contractual) คําร้องเรียนจากคนภายนอก (Outsider Suit) คําร้องเรียนจากคนภายใน (Insider Suit)  ความเสี่ยงด้านอื่นๆ สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com



8.2.2 การประเมินความเสี่ยง (Risk Assessment) คือ การประเมินโอกาสการเกิดเหตุการณ์ เสี่ยงและผลกระทบที่จะเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ใดๆ ซึ่งการประเมินความเสี่ยงเกี่ยวข้องกับระเบียบวิธีของ การประเมินการกําหนดมาตรฐานและลักษณะโครงสร้าง (Baseline &Structuring) การกลั่นกรอง การหาจํ า นวนปริ ม าณหรื อ ขนาดของความเสี่ย งและจัด หารู ป แบบเพื่ อ มาประเมิน ความเสี่ ย ง ทั้ ง นี้ การประเมินความเสี่ยงอาจจะเป็นการประเมินเชิงคุณลักษณะ/เชิงบรรยาย (Qualitative Analysis) หรือการวิเคราะห์ในเชิงปริมาณ (Quantitative) การประเมินความเสี่ยงเพื่อหาระดับความเสี่ยงต้องคํานึงถึงสองส่วนหลักคือโอกาสที่จะเกิด เหตุการณ์เสี่ยง (Likelihood) และผลสืบเนื่องที่จะตามมา (Consequences) หรือผลกระทบ (Impact) เมื่อนําข้อมูลทั้งสองส่วนมาพิจารณาร่วมกันทําให้สามารถแบ่งความเสี่ยงออกเป็นระดับต่างๆ ดังแสดง ตัวอย่างในรูปที่ 8.1 การประเมินโอกาสที่จะเกิดความเสี่ยงสําหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณมักพิจารณา ในรูปแบบของความน่าจะเป็นแต่ในกรณีที่ปริมาณข้อมูลในอดีตที่ใช้ในการประเมินความน่าจะเป็นมีอยู่ จํากัดจนไม่อาจใช้วิธีความถี่เชิงเปรียบเทียบ (Relative Frequency) อาจใช้เทคนิคการประเมินความ น่าจะเป็นในลักษณะอัตวิสัย (Subjective Assessment) โดยอาศัยผู้เชี่ยวชาญหรือผู้มีประสบการณ์ใน โครงการก่อสร้างลักษณะดังกล่าว ส่วนการประเมินผลกระทบของเหตุการณ์เสี่ยงหมายถึงการวิเคราะห์ ระดับของผลกระทบ เช่น การพิจารณาจากมูลค่าทางการเงินที่เสียหายหรือระดับความอันตรายจาก เหตุการณ์เสี่ยง ระดับความเสี่ยง (Degree of Risk) โดยทั่วไปหมายถึง ผลคูณระหว่างความน่าจะเป็นของ โอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์เสี่ยงและระดับผลกระทบของเหตุการณ์เสี่ยงซึ่งแต่ละองค์กรจะมีแนวทางใน การพิจารณาระดับความเสี่ยงและการตอบสนองต่อระดับความเสี่ยงที่แตกต่างกัน โดยความเสี่ยง ระดับสูงหมายถึงความเสี่ยงที่จะทําให้การดําเนินงานของโครงการก่อสร้างล่าช้าหรือมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น อย่างมากส่วนความเสี่ยงที่ระดับรุนแรงสูงมากเป็นความเสี่ยงที่อาจทําให้โครงการก่อสร้างล้มเหลวได้ ความเสี่ยงที่ยอมรับได้

ความเสี่ยงที่ยอมรับไม่ได้

ระดับผลกระทบ (ความรุนแรง) ของความเสี่ยง (Impact)

โอกาสที่จะเกิด

(Likelihood)

รูปที่ 8.1 การประเมินและวิเคราะห์ระดับความเสี่ยง


www.yotathai.com

การวิเคราะห์ความเสี่ยงในงานก่อสร้าง บทที่ 8 หน้า 5

8.2.3 การตอบสนองความเสี่ยง (Risk Response) แนวทางในการตอบสนองความเสี่ยง มี 4 แนวทางหลักคือ  การหลีกเลี่ยงความเสี่ยง (Avoid) เป็นการปฏิเสธและหลีกเลี่ยงโอกาสที่จะเกิดความเสี่ยง โดยการหยุด ยกเลิกหรือเปลี่ยนแปลงกิจกรรมหรือโครงการที่จะนําไปสู่เหตุการณ์ที่เป็น ความเสี่ยง  การกระจายความเสี่ยง (Allocate) เป็นยกภาระในการเผชิญหน้ากับเหตุการณ์ที่เป็น ความเสี่ยงหรือการจัดการกับความเสี่ยงให้ผู้อื่นโดยไม่ถือเป็นการลดความเสี่ยงที่จะเกิดขึ้น แต่เป็นการรับประกันว่าเมื่อเกิดความเสียหายแล้วองค์กรจะได้รับการชดใช้จากผู้อื่นเช่น - การทําประกัน (Insurance) คือ การจ่ายเงินเพื่อป้องกันตนเองและสินทรัพย์ จากเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิด เช่นการทําประกันภัย ประกันชีวิต ประกันสังคม ประกันอัตรา แลกเปลี่ยน - การทําสัญญา (Contracts) คือ การทําข้อตกลงต่างๆทั้งในปัจจุบันและอนาคต เช่น การทําสัญญาซื้อขายล่วงหน้าการจัดจ้างหน่วยงานอื่นให้ดําเนินการแทน - การรั บ ประกั น (Warranties) คื อ ข้ อ ตกลงในการรั บ ประกั น ต่ า งๆ เช่ น ผู้จําหน่ายวัสดุให้สัญญากับโครงการก่อสร้างว่าวัสดุหรือผลิตภัณฑ์สามารถใช้งานได้ตาม คุณสมบัติที่ระบุไว้ภายในระยะเวลาที่กําหนด  การลดความเสี่ยง (Reduce) เป็นการเพิ่มเติมหรือเปลี่ยนแปลงขั้นตอนบางส่วนของกิจกรรม หรือโครงการที่นําไปสู่เหตุการณ์ที่เป็นความเสี่ยงลดความน่าจะเป็นของเหตุการณ์เสี่ยงที่จะ เกิดขึ้นเช่น การฝึกอบรมบุคลากรให้มีความรู้ในการทํางานการกําหนดผู้จัดจ้างและผู้รับมอบ งานให้แยกจากกัน รวมถึงการลดระดับ ความรุนแรงของผลกระทบเมื่อเหตุ การณ์ที่เป็ น ความเสี่ยงเกิดขึ้นเช่น การติดตั้งระบบความปลอดภัยในการก่อสร้าง การตรวจสอบติดตาม และควบคุมการทํางานที่เสี่ยงอันตราย  การยอมรั บ ความเสี่ ยง (Accept) ในกรณีที่ ต้ น ทุน การจั ด การความเสี่ ย งอาจจะสู ง หรื อ ต่ํากว่าประโยชน์ที่จะได้รับและเป็นความเสี่ยงที่มิได้สร้างความเสียหายมากนักโครงการ ก่อสร้างอาจยอมรับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นแต่มีมาตรการติดตามอย่างใกล้ชิดเพื่อรองรับ ผลที่จะเกิดขึ้น 8.2.4 การควบคุ ม ความเสี่ ย ง (Risk Control) ภายใต้ แ นวทางต่ า งๆเพื่ อ ตอบสนองต่ อ ความเสี่ยงจําเป็นต้องมีกิจกรรมควบคุมประกอบ โดยต้องมีการกําหนดตัวผู้รับผิดชอบในแต่ละกิจกรรม ระยะเวลาในการปฏิบัติการวิเคราะห์ต้ นทุนและผลประโยชน์ของกิจกรรมซึ่งประกอบด้วยค่าใช้จ่าย สําหรับกิจกรรมและระดับความเสี่ยงที่คงเหลือจากการปฏิบัติกิจกรรมการควบคุมมีรูปแบบต่างๆ ดังนี้  การควบคุมเพื่อป้องกัน (Preventive Control) ใช้เพื่อป้องกันหรือลดความเสียหาย  การควบคุมเพื่อการตรวจสอบติดตาม (Detective Control) ใช้ค้นหาให้พบความเสี่ยง  การควบคุมเพื่อแก้ไขข้อบกพร่อง (Corrective Control) ใช้ปรับปรุงแก้ไขข้อผิดพลาด  การควบคุมเพื่อแนะนําวิธีปฏิบัติงาน (Directive Control) ใช้เพื่อชี้แนะแนวทางให้ปฏิบัติงาน ได้ดียิ่งขึ้น สภาวิศวกร 2558

www.yotathai.com



ในการบริหารความเสี่ยงของโครงการก่อสร้างอาจทําการประเมินความเสี่ยงซ้ําหรือเรียกว่า การจั ด ลํ า ดั บ ความเสี่ ย งขั้ น สุ ด ท้ า ย (Final Risk Rating) เพื่ อ เป็ น การยื น ยั น ให้ มั่ น ใจว่ า สิ่ ง ที่ ไ ด้ ทํ า การประเมินมานั้นสามารถลดหรือบรรเทาความเสี่ยงที่อาจจะเกิดขึ้นได้ขั้นตอนการประเมินซ้ํานั้นจะ ดําเนินการเช่นเดียวกันกับการประเมินความเสี่ยงในขั้นแรก (Initial Risk Rating) ซึ่งการพิจารณา ดังกล่าวจะสามารถตรวจสอบความเปลี่ยนแปลงของความเสี่ยงในแต่ละประเด็นได้โดยการเปลี่ยนแปลง ขึ้นกับแนวทางการบริ หารจัดการความเสี่ ยงในขั้นต้ นว่าจะดําเนินการได้มีป ระสิทธิ ภาพเพียงใดการ ประเมินความเสี่ยงครั้งสุดท้าย (Final Risk Rating) จะทําให้เห็นภาพรวมของความเสี่ยงภายหลังการ จัดการความเสี่ยงที่ดีขึ้น

8.3 การบริหารโครงการและการบริหารความเสี่ยง แนวทางในการบริหารโครงการมีความสัมพันธ์อย่างยิ่งกับความสามารถในการลดและควบคุม ความเสี่ยงในโครงการก่อสร้าง โดยแนวทางการบริหารโครงการซึ่งมีผลต่อการลดและควบคุมความ เสี่ยง ได้แก่  วางแผนดําเนินงานและบริหารโครงการที่ดีมีการเตรียมพร้อมที่เหมาะสม โดยคํานึงถึง สภาวะความไม่แน่นอนและการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้น  บริหารโครงการแบบเชิงรุก ซึ่งเป็นการประเมินเหตุการณ์ที่เป็นความเสี่ยงและมีโอกาส จะเป็ น ปั ญ หาในอนาคตและดํ า เนิ น การป้ อ งกั น (Preventive Action) ก่ อ นที่ จ ะเกิ ด หากไม่ ส ามารถป้ อ งกั น ได้ ย่ อ มต้ อ งหาแผนรองรั บ ความเสี่ ย งที่ จ ะเกิ ด ขึ้ น เน้ น การแก้ ความเสี่ ย งในเชิ ง ป้ อ งกั น และลดการเกิ ด ขึ้ น ของปั ญ หาซ้ํ า เดิ ม มากกว่ า การแก้ ผ ลของ ความเสี่ยง  ให้ความสําคัญกับการบริหารความเสี่ยงในโครงการ โดยการจัดวางระบบแจ้งเตือนเมื่อ ความเสี่ยงต่างๆ มีแนวโน้มที่จะเกิด ซึ่งวิธีที่นิยมใช้กันคือ การจัดตั้ง Key Risk Indicators (KRI) หรือชี้ตัววัดเสี่ยงในโครงการโดยต้องมีการตรวจสอบ ติดตามและเฝ้าระวัง  พิ จ ารณาความคาดหวั ง ของผู้ มี ส่ ว นได้ ส่ ว นเสี ย (Stakeholder) ทุ ก ฝ่ า ยที่ เ กี่ ย วข้ อ งกั บ โครงการ และบริ ห ารจั ด การภายใต้ ค วามคาดหวั ง ที่ เ ป็ น ที่ ย อมรั บ ร่ ว มกั น เพื่ อ ให้ เ กิ ด การร่วมมือในการทํางาน  สร้างความสัมพันธ์ที่ดีกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย (Stakeholder) รวมถึงสร้างความมั่นใจและ ความน่ า เชื่ อ ถื อ ให้ เ กิ ด ขึ้ น ในมุ ม มองของบุ ค คลเหล่ า นี้ เพื่ อ การประสานงานที่ ดี แ ละ ให้การสนับสนุนในโครงการ  สร้างทีมงานที่มีคุณภาพสามารถมองภาพรวมของงานร่วมกันและมีการประสานงานที่ดี ซึ่งการทํางานร่วมกันอย่างมีคุณภาพย่อมสามารถป้องกันความเสี่ยงในระดับปฏิบัติการได้ ในระดับหนึ่ง


www.yotathai.com


หมวดวิชาวิศวกรรมขนส่ง


www.yotathai.com


www.yotathai.com

หมวดวิชาวิศวกรรมขนส่ง


ผศ.ดร. บุญชัย แสงเพชรงาม ดร. สุรศักดิ์ ทวีศิลป์ นายทวีศักดิ์ โปยารถ

www.yotathai.com

1 วิศวกรรมจราจร (Traffic Engineering) 1.1 Highway Capacity 1.2 Traffic Study 1.3 Intersection Design and Traffic Signals 1.4 Traffic Flow 1.5 Traffic Control Devices 1.6 Traffic Impact 1.7 Parking Facilities 1.8 Non-motorized transport

ดร.สุรศักดิ์ ทวีศิลป์

www.yotathai.com


วิศวกรรมจราจร

ในการดําเนินงานด้าน Transportation Planning วิศวกรจราจรจําเป็นต้องเข้าใจหลักการของ การวิเคราะห์และออกแบบด้านจราจร ประกอบไปด้วย

1.1 Highway Capacity  อธิบายหลักการพื้นฐานของ Highway Capacity รู้จัก Highway system elements ต่างๆ ได้แก่ Points, segments, facilities, corridors, areas, systems

Freeway Facility

Urban Street FacHity

Signalized Intersection

STOP-Controlled Intersection

Roundabout

STCP-Controlled Intersection

Corridor

(a) Points, Segments, Facilities, and Corridors


www.yotathai.com

วิศวกรรมจราจร บทที่ 1 หน้า 3

1.2 Traffic Study  ข้อมูลและการเก็บที่ใช้ประกอบการศึกษาวิเคราะห์ด้านจราจรได้แก่ o ปริ ม าณจราจรบนช่ ว งถนน (Mid-Block Count) เก็ บ เป็ น ข้ อ มู ล ปริ ม าณจราจรใน ช่วงเวลาที่สนใจ เช่น รายวันราย 12 ชั่วโมงเป็นต้นสามารถเก็บข้อมูลได้จากการสํารวจ โดยใช้คนนับการสํารวจโดยบันทึก VDO และการสํารวจโดยใช้เครื่องมือตรวจนับเป็นต้น o ปริมาณจราจรที่ทางแยก (Turning Movement Count) แสดงเป็นปริมาณจราจรที่ผ่าน ทางแยกในแต่ละทิศทางในช่วงเวลาที่สนใจสามารถเก็บข้อมูลจากการสํารวจโดยใช้ คนนับการสํารวจโดยบันทึก VDO เป็นต้น o ความล่าช้าบริเวณทางแยกและแถวคอย (Intersection Delay and Queue) o ความเร็ว (Speed) เช่นความเร็วที่จุด (Spot Speed) โดยการใช้วิธีทําเครื่องหมาย บนพื้นใช้ Enoscope การใช้ภาพถ่ายใช้ Radar meter และ o ระยะเวลาเดินทางและความเร็วขณะเดินทาง (Travel Time and Speed) สามารถเก็บ ข้อมูลได้โดย Test car technique บันทึกป้ายทะเบียน วิธีการสัมภาษณ์ และ Moving car technique o จุ ด ต้ น ทาง-ปลายทาง (Origin Destination Survey) สามารถสํ า รวจโดยการใช้ แบบสอบถาม สัมภาษณ์ริมทาง (road side interview) และการสัมภาษณ์แบบ Home interview เป็นต้น  เข้ า ใจองค์ ป ระกอบและความสั ม พั น ธ์ ก ารไหลของจราจร ได้ แ ก่ การไหล (Flow) ความหนาแน่น (Density) ความเร็ว (Speed) รวมทั้งสามารถแยกแยะกรณี Uninterrupted flow/Interrupted flow, saturated flow/unsaturated flow ได้  เข้าใจ Variations in demand : Seasonal, Daily, Hourly, Directional variations, lane distribution


www.yotathai.com



14% 12%

trips 10% daily of %

4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 202122 23

—

1

Hour beginning Copenhagen

- - Portland

(a) Hourly Variations

(b) Weekly Variations

trips

an ual

of %

Month

]— Copenhagen

(c) Monthly Variations

 รู้จักปัจจัยที่สง่ ผลต่อ Capacity เช่น Free flow speed, terrain, Ramp Density, % Heavy vehicle, lane width, lateral clearance, driver population, no-passing zone, median type, access point เป็นต้น  สามารถคํานวณ capacity ของ basic highway segments ต่างๆได้เช่น ถนน 2 ช่องจราจร (2-lane road), ถนนหลายช่องจราจร (multilane highway), ทางพิเศษและทางด่วน (motorway, freeway), Merging, Diverging, Weaving, Ramp, Toll booth  อธิบายหลักการพื้นฐานและสามารถวิเคราะห์ ระดับการให้บริการ (Level of Service: LOS) ของถนนแต่ละประเภทได้ เช่น หลักการวัดระดับ การให้บริการ ถนน 2 ช่องจราจร ถนนหลายช่อง จราจร ทางพิเศษ/ทางด่วน และถนนในเมือง


ที่มา HCM 2010

www.yotathai.com


 ตัวอย่างการวิเคราะห์ ถนนหลายช่องจราจร o ข้อมูลถนน (InputData) เช่น จํานวนและขนาดช่องจราจรTerrainสัดส่วนและปริมาณ จราจร เกาะกลาง ไหล่ทาง access pointลักษณะผู้ขับขี่ เป็นต้น o ประเมิน Free Flow Speed (FFS) ได้จากการวัดในสนาม หรือ ประเมินจากสมการ กรณีไม่สามารถวัดในสนามได้และเลือกใช้ FFS Curve ที่เหมาะสม FFS = BFFS – fLW – fLC – fM – fA (21-1) เมื่อ BFFS = base FFS (km/h)(อาจใช้คา่ Design Speed ได้) FFS = estimated FFS (km/h) fLW = adjustment for lane width fLC = adjustment for lateral clearance fM = adjustment for median type fA = adjustment for access points o ปรับแก้ Demand Volume p =V / (PHF * N * fHV * fp) เมื่อ

p = 15-min passenger-car equivalent flow rate (pc/h/ln), V = hourly volume (veh/h) PHF = peak-hour factor

N = number of lanes fHV = heavy-vehicle adjustment factor fp = driver population factor o ประเมินความเร็ว (Speed) และความหนาแน่น (Density) D =vp / S เมื่อ D = density (pc/km/ln) vp = flow rate (pc/h/ln) S = average passenger-car travel speed (km/h) o ระบุวิเคราะห์ระดับการให้บริการ (LOS)จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่าง FFS และ Density


www.yotathai.com

บทที่ 1 หน้ ห า6

วิศวกรรมจราจร ว ร

 ตัวอย่างรูปแบบการวิ แ เครราะห์ LOS รูปแบบ ประเภทถนน ถนน 2 ช่องจจราจร (2-lane highhways)

Uninterrupted flow

ถนนหลายช่องจราจร อ (Multilane highways) h

/ ทางด่วน/ Motorway M Freeway -

ตัวชี้วัดสําหรั ห บวิเคราะห์ระดับการให้บริการ ก  

 

ความเร็ร็วเฉลี่ย (Average Travel Speed: S kph) และ/หรือ เปอร์เซ็นของเวลาที่รถวิ ถ ่งตามกัน (PPercent Time--Spent Follow wing: %) หรือ เปปอร์เซ็นต์ของคความเร็วการไหหลอิสระ (Perccent Free Floow Speedd: %) ความเร็ร็วการไหลอิสระ ร (Free Flow w Speed: kph) ความหหนาแน่น (Density: pc/km/llane)



ความเร็ร็วการไหลอิสระ ร (Free Flow w Speed: kph) Basic ความหหนาแน่น (Density: pc/km/llane) Basic// Weaving / Rammp junction



ความเร็ร็วเฉลี่ย (Average Travel Speed: S kph)



Basic Freeeway Segment Freeway Weaving Segment Freeway Merge and Diverge Segment S (Ramp Junction)

ถนนในเมือง (Urban Street)

 เข้าใจหลักกาาร Lane Baalance, Auxxiliary lane, Climbing laane

1.3 Inteersection Design D annd Traffic Signals S  สามารถเลื อกรู อ ป แบบทีที่ เ หมาะสมทีที่ ท างแยกจุ ดตั ด (เสมออระดั บ และ ต่ า งระดั บ ) ได้ เช่ น Intersectionn (signalizedd/unsignalizzed), Rounddabout, Interrchange  เกณฑ์การกําหนดประเภท า ทของทางแยก ณ จุดตัดระหว่ ร างถนนนนั้น จะพิจารณาจาก ลําดับชั้นของ ถนน (Hierarchy) ที่ตัดกัน ลักษณะพืพื้นที่บริเวณจุดตัด ปริมาณ ณจราจรบนถถนน และสถิติตกิ ารเกิด อุบัติเหตุ เป็นต้น โดยเกณฑ์ที่ใช้ในกาารกําหนดปรระเภททางแยยกพิจารณาจจากลําดับชั้นของถนน น (Hierarchy) และปริมาณจราจรของงถนนบริเวณทางแยก จากข้อแนะนําใในการกําหนดดประเภท ทางแยกของง COBA (CCost Benefiit Analysiss vol.13, Deesign Manuual for Roaads and Bridges Deepartment of Transportt,1996


www.yotathai.com

วิศวกรรมมจราจร บททที่ 1 หน้า 7 ทางด่ วน 6

4

มากกว่ า 6

6

b

ถนนสายหลัก 4

2

Grade Separate

6

Diamond Interchannge

4

or Equivalent

6

ถนนสายรอง

ถนนซอย 2

May Require Channelization

Cloverleaf Interchannge

6

มากกว่ า

4

ถนนสายย่ อย หลัก รอง 4 2

Divided Crossroad

6 4 4

b

ถนนสายประธาน

ถนนสายหลัก

6

ถนนสายรอง

Interchange Special Design

6

ทางด่ วน

a

มากกว่ า

มากกกว่ า 6

ถนนสสายประธาน

Close or Separate

a

จํานวน ช่ องจราจร

Remark :

Diamond Interrchange

Channelizzed Intersection

4 2

Grade Separate

2

ซอย

ถนน

รอง

หลัก

ถนนสายย่ อย

2

Divided Crossrroad

Close or Separate

a b

May Require Channelizatioon

Plain At--grade Intersection

Full access controol Partial control

At Grade Intersecttion Grade Separation Intersection I

 ประเภททางแยกระดับพืน้ (At-gradee Intersectioon) o ทางงแยกแบบสามมขา หรือสามแยก (ThreeeLeg intersectioon) คล้ายกับตัว Y และตัตัว T o ทางงแยกแบบสี่ขา หรือสี่แยกก (Four-Leg intersection) o ทางงแยกหลายขาา (Multi-Legg intersectioon) จะเป็ป็นประเภททีมี่ จํานวนขาขของทางแยกตัตั้งแต่ 5 ขาขึ้นไป ยากตต่อการจัดการจราจรและ การควบคุม o วงเวีวียน (Rotaryy หรือ Rounndabout) สามมารถลดปริมาณ า Crossinng conflict ได้ ไ อย่างมาก า เหมาะะที่จะใช้กับทางแยกที่มีจานวน าํ ขามมากกว่า 4 ขาาขึ้นไป แต่กอให้ ่อ เกิด Weaaving confliict ภายในวงงเวียนมาก

ThreoHeg intersections

Plain

Hared

Pour-leg Inters ections

Multi-leg Intersections

สภาวิศวกรร 2558

CrtaiuiaRaad

www.yotathai.com



 หลักในการพิจารณาเพื่อกําหนดการติดตั้งสัญญาณไฟจราจร เช่น การพิจารณา Traffic Signal Warrant จาก Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD) โดย Federal Highway Administration - Warrant 1, Eight-Hour Vehicular Volume - Warrant 2, Four-Hour Vehicular Volume - Warrant 3, Peak Hour - Warrant 4, Pedestrian Volume - Warrant 5, School Crossing - Warrant 6, Coordinated Signal System - Warrant 7, Crash Experience - Warrant 8, Roadway Network - Warrant 9, Intersection Near a Grade Crossing  สัญญาณไฟจราจรสามารถแบ่งได้เป็น 4 ประเภทหลักๆ ดังนี้ o Pre-timedor Fixed-time Signal Operation จ ะ มี Cycle Length, Phase and Timing จะถูกกําหนดไว้ก่อนและมีค่าคงที่ตลอด o Semi-Actuated Operation มีการติดตั้ง detectors เฉพาะบนขาของทางสายรองก่อน เข้าสู่ทางแยกสัญญาณไฟบนทางสายหลักจะเป็นไฟเขียวตลอดเวลาจนกว่า detector จับสัญญาณบนทางสายรองตรวจพบว่ามียวดยานกําลังหยุดรอเพื่อวิ่งผ่านทางแยก บนทางสายหลักจะมีการตรวจสอบ minimum green time ก่อนเปิดสัญญาณไฟเขียว ให้ทางสายรอง o Full-Actuated Operation มี ก ารติ ด ตั้ ง detector ทุ ก ขาของทางแยก มี ก ารกํ า หนด เงื่อนไขเพื่อให้สัญญาณไฟที่เหมาะสมในแต่ละขาของทางแยก ทําให้ phase timing andsequencingแตกต่ า งกั น ในแต่ ล ะรอบสั ญ ญาณไฟ เพื่ อ ให้ เ หมาะสมตามปริ ม าณ จราจร ทั้งนี้จะต้องมีการควบคุม minimum and maximum green timeให้เหมาะสม ด้วย o Computer Controlled Operation ควบคุมโดยระบบคอมพิวเตอร์ ของทางแยกหลายๆ แห่งเชื่อมต่อกันจะมีการติดตั้งอุปกรณ์รับส่งสัญญาณกับคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผล และจัดสัญญาณไฟให้มีประสิทธิภาพดีที่สุด  ทางแยกต่างระดับ (Grade Separated Intersection) และอธิบายการเลือกใช้และข้อดีข้อเสีย ของ Interchange แบบต่างๆ เช่น Diamond IC, Partial Cloverleaf IC (Parclo), Single point urban Interchange (SPUI) รวมถึงการใช้งานที่เหมาะสม


www.yotathai.com

วิศวกรรมมจราจร บททที่ 1 หน้า 9

รูปแบบบ Interchannge Diamond Interchange A

—

Conventional Diamond

B - Conventional Diamond with Frontage Roads

c - Reverse Diamond

or

Cloverleeaf Interchaange

(Pardo)

Full Cloverleaf with Collector/Distributor Roads

(4-Quad)

X

ราายละเอียดเบืบื้องต้น เมื่อถนนสายหลั ถ ก ่มีปริมาณจจราจรค่อนข้างมาก กที า ตัดกับถนนสายรออง ใช้พื้นทีน่ ้ออย แต่เกิด conflict c รถเลีลี้ยวขวาทีร่ ะดดับพื้น อาจต้ต้องการสัญญาณไฟ ญ จราจจรเมื่อมีปริมาณรถเลี้ยวขวามาก

เมื่อถนนสายหลั ถ ก ่มีปริมาณจจราจรค่อนข้างมาก กที า ตัดกับถนนสายรอองที่มปี ริมาณ ณจราจรมาก หรือตัด กับถนนสายหลั ถ กอีกเส้นหนึ่งแและมีปริมาณจราจร ทิศทางเลี ท ้ยวขวาค่อนข้างสูง หหรือสัดส่วนแแตกต่าง กันมากในแต่ ม ละด้ด้าน ใช้พื้นที่มมากกว่า Diam mond Interrchange แต่ช่วยอํานวยคความสะดวกรรถเลี้ยว ขวาใในทิศทางทีมี่มปี ริมาณจราจจรสูง

Rotary Interchangee

เมื่อถนนสายหลั ถ ก ามหรือลอดดผ่านวงเวียนและ กข้ น ถนนนสายรองมีปริมาณจราจรมาก

Y and T Interchangge

สําหรั ห บทางแยกปประเภท 3 ขขา การเลือกใใช้ขึ้นกับ ปัจจัยของพื้นที่ โดยT โ Interchhange ใช้ seemidirect connection สําหรับทิศทางที่มีปริมาณ ม จราจจรมากและมีมีความเร็วสูง และใช้ loopp สําหรับ ด้านที น ่ปริมาณจราจรน้อย Y-innterchange เหมาะสําหรับั ทางด่วนเชือมทาง อ่ ด่วน โดยจะใช้ direct d conneection รองรับในแต่ บ ละทิทิศทางและมีรัรศั มีโค้งค่อนขข้างกว้างสามมารถใช้ ความเร็วได้สงู เมื่อทางสายหลั ท ก ่มีปริมาณจจราจรมากแลละมี กที ความเร็วสูงมาตัดกั ด น และต้องการเพิ่มความเร็วให้ รถเลีลี้ยว ลดระยะะทางการวิ่งอ้อมใน loop//ramp สําหรั ห บทิศทางทีมี่ ปริมาณจราาจรมาก ลดปปัญหา การ weaving และเพิ แ ่มระดับบความจุของททางแยก ต่างระดับ

Semi-DDirectional & Directionaal Interchangge

A

r

1

Diroctional

JL r Directional

สภาวิศวกรร 2558

www.yotathai.com



 สามารถอธิบายความแตกต่างของ Isolated/Non-isolated intersection ได้  สามารถอธิบายหลักการพื้นฐานของจราจรที่ทางแยกเช่น o Saturation flow อัตราการไหลสูงสุดที่ยานพาหนะจะวิ่งผ่านได้ในแต่ละขาของทางแยก โดยสมมติฐานให้มีสัญญาณไฟเขียวประสิทธิผลตลอดโดยขึ้นอยู่กับความกว้างช่อง จราจร สัดส่วนของยานพาหนะ ผลของการเลี้ยวขวา ความลาดชัน รถจอดริมทางเท้า และคนเดินเท้า เป็นต้น o Lost time เวลาที่สูญเสียไปจาก การเร่งเครื่อง (เมือ่ รับสัญญาณไฟ เขียว) และจากการชะลอเพือ่ หยุดรถ (เมือ่ รับสัญญาณไฟเหลือง) o Headwayระยะห่างของช่วงเวลา ระหว่างยวดยานที่วิ่งติดกันมาซึ่ง ผ่านแนวอ้างอิงที่กําหนดไว้ o รอบสัญญาณไฟจราจร (Cycle or Cycle Length) คือ เวลาที่ใช้ไปทั้งหมดในการเปลี่ยนสีสัญญาณไฟจราจรจนครบทุกขา ของทางแยก o Phaseเป็นส่วนหนึ่งของรอบสัญญาณไฟจราจรโดยแบ่งให้กับกระแสจราจรในแต่ละ ทิศทางหรือหลายทิศทางร่วมกัน และเมื่อรวมทุกphase จะได้เป็น Cycle Length o Effective Green Time คือ เวลาที่ให้อัตราการระบายยานพาหนะบนขาของทางแยกมี ประสิทธิผลสูงสุด คือ actual green time + amber time–lost time o เวลาไฟแดงประสิทธิผล (Effective Red Time) คือ เวลาที่ไม่ได้ใช้เพื่อการระบาย ยานพาหนะ คือ Cycle length -Effective Green Time o ช่วงเวลาการเปลี่ยนเฟส (Change and Clearance Interval หรือ Intergreen) คือ ช่วงเวลาในที่ใช้ในการเปลี่ยนเฟสสัญญาณไฟจราจร คือ amber time + all-Red o ช่วงเวลาไฟแดงในทุกขาของทางแยก (All-Red Interval) คือ ช่วงเวลาที่มีสัญญาณไฟ แดงบนทุกขาของทางแยกเพื่อใช้เคลียร์กระแสจราจรก่อนเฟสต่อไปจะเปิดเป็นสัญญาณ ไฟเขียว  สามารถอธิบายวิธีการออกแบบช่องจราจรและสัญญาณไฟที่เหมาะสมกับปริมาณจราจรของทาง แยกชนิดต่างๆ ได้ เช่น Webster Method (UK), Drew’s Method (US)  สามารถเลือกใช้ Parameter ที่เหมาะสมในการชี้วัดระดับการให้บริการของทางแยกและคํานวณ วิเคราะห์ความจุ, ระดับการให้บริการ ความล่าช้า ของทางแยกชนิดต่างๆ


www.yotathai.com


1.4 Traffic Flow  สามารถอธิบายความหมายของ speed, flow, density และเข้าใจความต่างของ time mean speed และ space mean speed o Time mean speed คือ ค่าเฉลี่ยความเร็วของยานพาหนะทั้งหมดที่วิ่งผ่านตําแหน่งใดๆ บนถนนหรือช่องจราจรในช่วงเวลาที่กําหนด o Space mean speedคือ ค่าเฉลี่ยความเร็วของยานพาหนะทั้งหมดที่ครอบครองช่วง ถนนที่พิจารณาในช่วงเวลาที่กําหนด  เข้าใจ Speed-flow-density relationship, และพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ใช้ในการคํานวณ traffic flow เช่น Headway, Gap acceptance, Level of service

(mi/h) Spe d

(veh/ ln) Flow

LEGEND

- Undersaturated flow

— _ —"Oversaturated flow

 สามารถอธิ บ ายแนวคิ ด พื้ น ฐานของ car following theory และการจํ า ลองจราจร (traffic simulation)


www.yotathai.com



1.5 Traffic Control Devices  รู้จักประเภท, มาตรฐาน ของป้ายและเครื่องหมายจราจร o ป้ายจราจร (ป้ายบังคับ ป้ายเตือน ป้ายแนะนํา) o เครื่องหมายบนพื้นทาง (ประเภทบังคับ ประเภทเตือน)  การติดตั้งที่ถกู ต้อง เช่น ตําแหน่ง, ระดับความสูง, ขนาดป้าย

ก) กนนในเมอง

ค) กนนนอกเมือง (ป้าย หลักติดตัง้ ร่วม(ใบป้ายประกอบ)

จ) ทางหลวงฟ้เคษ (ติดตง')ทนขวา)

ข) ทางหลวงหิแดษ (ติดตั้ง ฟ้านฟ้าย)


ข) กนนนอกเมอง (ป้ายเติยว)

ง) กนนนอกเมือง (ป้ายคู่)

น) ทางหลวงฟ้เคษ (ติดตั้งฟ้านฟ้าย)

ซ) ระยะ ติดตั้งป้ายเดือนแนวทาง

www.yotathai.com


1.6 Traffic Impact  สามารถวิเคราะห์ผลกระทบ ของการเกิดขึน้ ของโครงการ ต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพ จราจรที่อยู่แวดล้อมโครงการ ได้  เข้าใจแนวทางการจัดการ จราจรระหว่างก่อสร้าง (Work Zone) โดยคํานึงถึง ผลกระทบด้านจราจรและ ความปลอดภัย

พื้นทีจ่ ่ซงพื้น ชุดก-บท่®แทง Termination Area

'พื้นที่ก* สnmi Activity Area

J_

,

พุ่ง!1ในฺรนทพทง

พ่เVIfชนสานก’ท (Longitudinal Buffer space)

(Lateral Buffer space)

~r

พื้นทีt่ 'ะงก•ไท!เที่ยนแปเพ Transit on Area

พื้นที่ก'�เสืซน*,พ!เนา

Advance Warring Area

สัญสักษณ์

๏ = ก:วย'

1.7 Parking Facilities 

อธิบายความต้องการด้านขนาดมิติของที่จอดรถสําหรับยานพาหนะชนิดต่างๆ

70° Parking

iIf

90° and 45° Mixed Parking

90° Square Parking


www.yotathai.com



Access available from side

Access available to

Pedestrian access route

front

5

II Marked out shared space between standard bays

Minimum dimensions for bays perpendicular to access route

2 4m

Minimum dimensions for incline bays parallel to access route

Notes:

X = Draw forward before turning distance

 สามารถคํานวณออกแบบที่จอดรถที่คํานึงถึง circulation ของรถ, ระบบ ramp ชนิดต่างๆ, ทัศนวิสัยของผู้ขับขี่ที่ส่งผลต่ออุบัติเหตุสามารถวิเคราะห์ความจุของที่จอดรถได้

1.8 Non-motorized transport 

สามารถคํานวณความจุ ระดับการให้บริการ รวมถึงออกแบบช่องทางของ คนเดินเท้าและทาง จักรยานได้ o ช่องทางเฉพาะสําหรับคนเดินเท้า(Exclusive Off-Street Pedestrian Facilities) o ช่องทางใช้ร่วมกันระหว่างคนเดินเท้าและจักรยาน (Shared Off-Street Bicycle and Pedestrian)

References 1. Highway Capacity Manual 2. Manual of Uniform Traffic Control Device 3. เอกสารมาตรฐานความปลอดภัย การจราจรและขนส่ง (สนข)


www.yotathai.com

2 วิศวกรรมงานทาง (Highway Engineering) 2.1 บทนํา 2.2 การออกแบบทางเรขาคณิต (Geometric design) 2.3 การออกแบบอาคารระบายน้ํา 2.4 การป้องกันการกัดเซาะพังทลายในลาดคันทาง

ทวีศักดิ์ โปยารถ ผศ.ดร.บุญชัย แสงเพชรงาม

www.yotathai.com


วิศวกรรมงานทาง

2.1 บทนํา (Introduction) เพื่อให้สามารถออกแบบถนนได้อย่างถูกต้องและเกิดประสิทธิภาพสูงสูด ผู้ออกแบบจะต้องทราบ ถึงองค์ประกอบทั่วไป ที่เกี่ยวข้องกับงานออกแบบทาง ในข้อ  พ.ร.บ. ทางหลวงของประเทศไทยระบบทางหลวง ส่ ว นราชการหรื อ หน่ ว ยงานที่ รับผิดชอบด้านงานทาง  แนวทางหรือรูปแบบการแบ่งชั้นทางหลวง ประเภทของทางหลวง ลักษณะการใช้งาน ของทางหลวงประเภทต่างๆ  มาตรฐาน ที่ใช้งานในการออกแบบทางหลวง หรือมาตรฐานอื่น ที่เกี่ยวข้อง  การวางแผนและสํ า รวจเส้ น ทาง ทราบถึ ง หลั ก เกณฑ์ ใ นการคั ด เลื อ กแนวเส้ น ทาง การสํารวจในงานทาง และการวางแผนการสร้างทาง

2.2 การออกแบบทางเรขาคณิต (Geometric design) องค์ประกอบหลักของการออกแบบถนน ประกอบด้วยส่วนของถนน (Links) จุดตัด (Junction, Intersection) และองค์ ป ระกอบงานทาง (Highway Feature) เพื่ อ รองรั บ ยานพาหนะและปริ ม าณ การจราจรที่แล่นบนถนน เนื่องรูปแบบถนนมีผลต่อจิตวิทยาของผู้ขับขี่ด้านการรับรู้และการตัดสินใจ การออกแบบทางด้ า นเรขาคณิ ต ของถนน คื อ การออกแบบหรื อ กํ า หนดมิ ติ (Dimension) ของ องค์ประกอบถนน อันได้แก่ รูปหน้าตัด แนวทางราบ แนวทางดิ่ง ทางร่วม ทางแยกและรายละเอียด ประกอบถนนอื่นๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้รถและยานพาหนะ โดยที่นําสภาพแวดล้อม โดยรอบของเส้ น ทางมาพิ จ ารณาประกอบการออกแบบ เพื่ อ ให้ ไ ด้ ม าซึ่ ง ถนนที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพ เกิดความปลอดภัยและคุ้มค่าในการลงทุน

2.2.1 เกณฑ์และข้อกําหนดการออกแบบถนน (Design Control and Criteria) ผู้ออกแบบต้องทราบเกณฑ์และข้อกําหนดการออกแบบถนนในส่วนของของยานพาหนะสภาวะ แวดล้ อ มและพฤติ ก รรมของคนขั บ ประเภทของถนนและคุ ณ ลั ก ษณะของการจราจร เพื่ อ ให้ ผู้ ขั บ ขี่ ยานพาหนะด้วยความเร็วที่ออกแบบได้อย่างปลอดภัย หลักเลี่ยงการเกิดจุดบอดในการมองเห็น (Black Spot) ซึ่งต้องทราบองค์ประกอบที่จําเป็นสําหรับการออกแบบดังต่อไปนี้  ขนาดมิ ติ ภ ายนอกของยานพาหนะ (Vehicle Characteristics) ความต้ อ งการด้ า นมิ ติ ในการเลี้ยวทํามุมวงเลี้ยว รวมถึงสมรรถนะของยานพาหนะ  สภาวะและพฤติกรรมของคนขับเกี่ยวข้องกับสภาพที่ผู้ขับขี่คาดว่าจะเกิดอะไรขึ้น การตัดสินใจ และการตอบสนอง  ประเภทของถนนและคุณลักษณะของการจราจร


www.yotathai.com

วิศวกรรมการทาง บทที่ 2 หน้า 3

 ประเภทของถนน (Road Hierarchy) และการจั ด การทางเชื่ อ มต่ อ (Access Management)  ปริมาณจราจรที่คาดการณ์ (Traffic Demand) และการกระจายตัวของทิศทางจราจร (Direction Distribution)  ความเร็ว (Speed) และความสัมพันธ์อัตราการเคลื่อนตัวของปริมาณจราจร (Traffic flow Relationships)  ความจุ (Capacity) ความล่าช้า (Delay) และระดับการให้บริการ (Level of Service)  การสัญจรในหมวดอื่นๆ เช่น จักรยาน (Bicycle) และการสัญจรทางเท้า (Pedestrian)

2.2.2 การออกแบบถนน (Highway Link Design) 2.2.2.1 ความเร็วออกแบบ (Design Speed) การกําหนดความเร็วในการออกแบบจะต้องสัมพันธ์กับประเภทถนนความสามารถในการมองเห็น ได้ ลักษณะโค้งอัตราการยกโค้ง ที่สัมพันธ์กับช่วงทางตรงที่มี ซึ่งผู้ออกแบบต้องทราบองค์ประกอบที่ จําเป็นสําหรับการออกแบบดังต่อไปนี้  ความสัมพันธ์ของความเร็วและความปลอดภัย ของความเร็วบนถนน ความเร็วที่พิจารณาใน การออกแบบ (Design Speed) ความเร็ว ในการวิ่ ง (Running Speed) ความเร็ว ในทาง ปฏิบัติ (Operation Speed)  การพิจารณาเลือกใช้ความเร็วในการออกแบบและค่าเปลี่ยนแปลงความเร็วออกแบบที่ยอมรับ ได้

2.2.2.2 การออกแบบรูปตัด (Design Section) การออกแบบรู ป หน้ า ตั ด ให้ ร องรั บ ปริ ม าณจราจร ลั ก ษณะของยานพาหนะและความเร็ ว ออกแบบ ซึ่งผู้ออกแบบต้องทราบองค์ประกอบที่จําเป็นสําหรับการออกแบบดังต่อไปนี้  ทราบถึง องค์ ประกอบรู ปหน้ าตั ดและวั ตถุประสงค์การใช้งาน เช่น คันทาง (Road bed), ช่องทางวิ่ง (Carriageway), ไหล่ทาง (Shoulder), ลาดหลังทาง (Crown Slope), ลาดคัน ทาง (Side Slope) เกาะกลาง (Median), ทางเท้ า (Side Walk), การจั ด วางระบบ สาธารณูปโภค (Utilities) เป็นต้น  การออกแบบจํานวนช่องจราจรและขนาดของช่องจราจรที่เหมาะสม  อุปกรณ์ด้านความปลอดภัย (Safety Devices) ที่ติดตั้งบนถนน วัตถุประสงค์และแนวทาง การติดตั้ง


www.yotathai.com



2.2.2.3 ระยะการมองเห็น (Sight Distance) ระยะการมองเห็นนั้นสัมพันธ์กับผู้ขับขี่ ความเร็วรถ ระดับสายตาและความสูงของสิ่งกีดขวาง ที่ผู้ออกแบบจะต้องมีค่าความยาวของถนนเพียงพอสําหรับให้รถหยุด หรือผ่านอุปสรรค สิ่งกีดขวางได้ อย่ า งปลอดภั ย ทั้ ง แนวทางราบหรื อ แนวทางดิ่ ง ของถนนต้ อ งทราบองค์ ป ระกอบที่ จํ า เป็ น สํ า หรั บ การออกแบบดังต่อไปนี้  ความสูงของสายตาผู้ขับขี่ (Height of Driver’s Eye) และความสูงของสิ่งกีดขวาง (Height of Object)  ระยะการมองเห็ น สํ า หรั บ หยุ ด (Stopping Sight Distant) ระยะการมองเห็ น สํ า หรั บ การแซง (Passing Sight Distant) และผลกระทบเนื่องจากความลาดชัน (Grade Effect)

2.2.2.4 แนวทางราบ (Horizontal Alignment) การออกแบบแนวเส้ น ทางที่ก่อ ให้ เ กิด ความต่อ เนื่ อ งและราบรื่นในการขับ ขี่ การปรั บ เปลี่ ย น ทิศทางหรือความเร็ว ความสัมพันธ์ของช่วงทางตรง (Tangent) และทางโค้ง (Curve) รวมถึงความลาด ชันของถนนและภูมิ ประเทศ องค์ป ระกอบสํ าคั ญในการพิจ ารณาออกแบบแนวทางราบ คือโค้ งราบ (Horizontal Curve) ซึ่งเป็นส่วนเชื่อมต่อแนวทางตรงของถนน ช่วยให้ยวดยานที่วิ่งบนถนนสามารถ ค่อยๆ เปลี่ยนทิศทางไปตามแนวทางที่ออกแบบได้อย่างปลอดภัย ผู้ออกแบบจะต้องทราบถึงลักษณะโค้งและองค์ประกอบของโค้งการยกโค้งและการขยายผิว จราจรในทางโค้งที่จําเป็นสําหรับการออกแบบดังต่อไปนี้  องค์ประกอบต่างๆ ของโค้งราบที่เป็นโค้งวงกลม (Circular Curve) ประเภทต่างๆ หรือโค้ง วงก้นหอย (Spiral Curve) เช่น รัศมีโค้ง, จุดตัดโค้ง (PI), หรือจุด PC, PT, TS, SC, CS, ST  ค่าความสัมพันธ์ของ Side Friction (f) กับความเร็วออกแบบ (Speed) และการกําหนดใช้ งานอัตราการยกโค้งสูงสุด (emax)  พิจารณาความสัมพันธ์ของ ค่ารัศมีโค้งต่ําสุด (Rmin) กับอัตราการยกโค้งสูงสุด (emax) และ การกําหนดเลือกใช้อัตราการยกโค้งในการออกแบบ  ความสัมพันธ์ของโค้งราบ กับการยกโค้ง (Superelevation) และการขยายผิวจราจรในทาง โค้ง (Widening on Horizontal Curve)  ข้อพิจารณาในการหลีกเลี่ยงในการออกแบบโค้งเดี่ยว โค้งต่อเนื่องและโค้งกลับทิศ  ทราบหลักเกณฑ์ความสัมพันธ์ระหว่างแนวทางราบกับแนวทางดิ่ง

2.2.2.5 แนวทางดิ่ง (Vertical Alignment) แนวทางดิ่งเป็นการกําหนดระดับการก่อสร้างหลังคันทาง ซึ่งคํานึงถึงความเร็วที่สอดคล้องกับ มาตรฐานชั้ น ทาง การระบายน้ํ า ในพื้ น ที่ แ ละเกี่ ย วเนื่ อ งกั บ การสมดุ ล ปริ ม าณดิ น ตั ด ดิ น ถม โดย


www.yotathai.com


การออกแบบแนวเส้นทางดิ่ง คํานึงถึงความต่อเนื่องและราบรื่นในการขับขี่การปรับเปลี่ยนทิศทางหรือ ความเร็ ว เช่ น เดี ย วกั บ แนวเส้ น ทางราบ โดยสภาพภู มิ ป ระเทศ (Terrain) จะเป็ น ปั จ จั ย หลั ก ใน การออกแบบการพิจารณาออกแบบแนวทางดิ่ง อันมีระยะการมองเห็น และความลาดชันสูงสุดกํากับ ความสัมพันธ์ของแนวเส้นตรง (Grade Lines) และโค้งดิ่ง (Vertical Curve) ผู้ออกแบบจะต้องทราบถึง คุณลักษณะของยวดยานบนทางชัน การควบคุมความลาดชัน ลักษณะของโค้งทางดิ่งที่สอดคล้องกับ ระยะการมองเห็น ที่จําเป็นสําหรับการออกแบบดังต่อไปนี้  แนวทางการออกแบบ grade line และค่าระดับก่อสร้าง  ทราบถึงพฤติกรรมของรถยนต์ส่วนบุคล (Passenger Cars) และรถบรรทุก (Trucks) บน ทางลาดชั น และปั จ จั ย ที่ ก ระทบต่ อ ความเร็ ว ความยาววิ ก ฤติ ข องทางลาดชั น (Critical Lengths of Grade)  การออกแบบโค้งทางดิ่ง (Vertical Curve)  การออกแบบช่ อ งทางรถไต่ ภู เ ขา (Climbing Lane) การพิ จ ารณาช่ อ งทางจอดรถ (Emergency Escape ramp) และการตรวจสอบความเร็วต่อเนื่อง (Speed Profile)  ทราบหลักเกณฑ์ความสัมพันธ์ระหว่างแนวทางดิ่งกับแนวทางราบ

2.2.3 การออกแบบทางแยก (Junction) 2.2.3.1 รูปแบบทางแยก (Junction) ทางแยกเกิดขึ้นจากการที่ถนนสองเส้นทางหรือมากกว่า มาข้ามตัดซึ่งกันและกันหรือมารวมกัน รองรับการเคลื่อนของการจราจรทางตรง (Through movement) และทางเลี้ยว (Turning Movement) ผู้ออกแบบจะต้องทราบถึงลักษณะของทางแยกที่จําเป็นสําหรับการพิจารณาออกแบบดังต่อไปนี้  คุ ณ ลั ก ษณะทั่ ว ไปของทางแยก เช่ น การเคลื่ อ นตั ว ที่ ก่ อ ให้ เ กิ ด จุ ด ขั ด แย้ ง (Conflict Movement) บทบาทหน้าที่ของพื้นที่บนแยก (Function Area)  ประเภทของจุดตัด (Type of Intersection) ความสามารถในการการรองรับปริมาณจราจร (Capacity) เป็นต้น  องค์ ป ระกอบทั่ ว ไป ในการพิ จ ารณาออกแบบทางแยก (Design Objective) เช่ น ปั จ จั ย ของคน (Human Factors), ข้ อ พิ จ ารณาด้ า นการจราจร (Traffic Considerations), องค์ ป ระกอบด้ า นกายภาพ (Physical Element), ปั จ จั ย ด้ า นเศรษฐกิ จ (Economic Factors)

2.2.3.2 การออกแบบทางแยกระดับเดียวพืน้ (At Grade Intersection) รูปแบบของทางแยกระดับพื้น เพื่อให้การจราจรบริเวณทางแยกสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย และสามารถเข้า-ออกทางแยก ได้อย่างสะดวก มีการจัดช่องจราจรให้มีจํานวนและขนาดที่เพียงพอกับ ปริมาณยวดยานที่เข้าสู่ทางแยก สามารถขจัดจุดขัดแย้งได้มากที่สุด เพื่อคงรักษาระดับความสามารถใน


www.yotathai.com



การให้บริการของทางแยกนั้นๆ ผู้ออกแบบจะต้องทราบถึงลักษณะของทางแยก ที่จําเป็นสําหรับการ พิจารณาออกแบบดังต่อไปนี้  การจําแนกประเภทของทางแยกระดับพื้น ปัจจัยที่พิจารณาในการออกแบบทางแยกระดับ เดียวกัน  การพิจารณาระยะมองเห็น บริเวณทางแยก  การจั ดระเบียบแบ่งแยกช่องจราจรบนทางแยก รูป แบบของเกาะ (Traffic Island) และ ความเหมาะสมในการพิจารณาใช้  ลักษณะทางเรขาคณิ ตของทางแยก การออกแบบแนวทางเลี้ยวขวา เลี้ ยวซ้าย ช่องทาง สําหรับเปลี่ยนความเร็ว เป็นต้น

2.2.3.3 การออกแบบทางแยกต่างระดับ (Grade Separated Intersection) รูปแบบของทางแยกต่างระดับ โดยทั่วไปใช้ขจัดปัญหา Crossing Conflict ของกระแสจราจร ที่ทางแยกระดับพื้นไม่สามารถรองรับได้เกความล่าช้า หรือสภาพภูมิประเทศไม่อํานวย ผู้ออกแบบจะต้อง ทราบถึงลักษณะของทางแยก ที่จําเป็นสําหรับการพิจารณาออกแบบดังต่อไปนี้  อธิบายถึงความเหมาะสมของทางแยกต่างระดับ ที่ไม่มีช่องทางเลี้ยว (Grade Separation without Ramps) และข้อพิจารณาในการออกแบบ  อธิบายถึงรูปแบบของทางแยกต่างระดับ และปัจจัยที่พิจารณาในการกําหนดรูปแบบทางแยก ต่างระดับ (Interchange)  ความเข้าใจในการกําหนดรูปแบบทางแยกต่างระดับที่เหมาะสมกับจุดตัด ตามประเภทของ ทางหลวง  อธิ บ ายถึ ง จุ ด ดี และจุ ด ด้ อ ย ของทางแยกต่ า งระดั บ ในแต่ ล ะประเภทได้ มุ ม มองด้ า น การจราจร ค่าก่อสร้าง หรือผลกระทบต่อเขตทางหลวง

2.2.4 องค์ประกอบงานทาง (Highway Feature) ผู้ออกแบบจะต้องทราบถึงองค์ประกอบงานทางอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การใช้งานและ ความปลอดภัยบนถนน ที่จําเป็นสําหรับการออกแบบดังต่อไปนี้  ความเข้าใจในเรื่องความปลอดภัยด้านข้างถนน (Roadside Safety) การแก้ไขปัญหา Black Spot บนทางหลวง  อุปกรณ์หรือเครื่องมือ อํานวยความปลอดภัยบนถนน  ความเข้าใจแนวทางการติดตั้งป้ายจราจร การทาสี ตีเส้น เป็นต้น


www.yotathai.com


2.3 การออกแบบอาคารระบายน้ํา การออกแบบระบบระบายน้ําในงานถนน เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของผู้ใช้รถและพื้นที่อิทธิพล ของถนนที่สอดคล้องการไหลของน้ําในสภาพธรรมชาติ อาคารระบายน้ําคือช่องทางผ่านของน้ําที่ไหล ผ่านแนวถนน อาคารระบายน้ําต้องระบายน้ําได้ดีสามารถรับน้ําหนักเนื่องจากการจราจรและน้ําหนักคัน ทางที่อยู่เหนืออาคารระบายน้ําได้อย่างมั่นคงแข็งแรง การระบายน้ําในงานออกแบบถนน พิจารณาตั้งแต่พื้นที่ผิวจราจร ต่อเนื่องกับการระบายน้ํา ด้านข้างถนน ก่อนระบายลงร่องน้ําธรรมชาติ โดยรูปแบบของการระบายน้ํามีดังนี้  การระบายน้ํ า บนผิ ว จราจร เพื่ อ ให้ เ กิ ด ปลอดภั ย ในการขั บ ขี่ เกี่ ย วข้ อ งกั บ การออกแบบ ความลาดเอียงของผิวทาง (Crown Slope) ช่องรับน้ําหน้าทางเท้าหรือบนสะพาน เป็นต้น  การระบายน้ําตามแนวขนานถนน (Longitudinal Drainage) เพื่อรับน้ําจากผิวจราจรและ พื้นที่ประชิดถนน เกี่ยวข้องกับการออกแบบอาคารระบายน้ํา ซึ่งมีทั้งการไหลในรางเปิด หรือ การไหลผ่านท่อ เช่น U-Ditch, Side Ditch, ท่อระบายน้ําและบ่อพัก เป็นต้น  การออกแบบอาคารระบายน้ําตามแนวขวางถนน (Transversal Drainage) เพื่อระบายน้ํา บนผิ ว ทาง พื้ น ที่ ป ระชิ ด ถนนและปริ ม าณน้ํ า ที่ เ กิ ด ในพื้ น ที่ ต้ น น้ํ า ผ่ า นลํ า น้ํ า ตามธรรมชาติ ไหลผ่านช่องเปิดในแนวถนนซึ่งมีทั้งการไหลผ่านท่อหรือไหลผ่านผิวดิน อาคารระบายน้ําตาม ขวางถนน โดยทั่วไปประกอบด้วย o ท่อกลม (Pipe Culvert) o ท่อเหลี่ยม (Box Culvert) o สะพาน (Bridge) ซึ่งปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการระบายน้ําในงานถนนนั้น จําเป็นต้องทราบถึงข้อมูลทางด้านอุทกวิทยา และชลศาสตร์ โดยข้อมูลด้านอุทกวิทยาที่เกี่ยวข้อง เช่น ข้อมูลลุ่มน้ํา ปริมาณฝนและน้ําท่า เพื่อ นํามาคํานวณหาอัตราการไหลของน้ําท่า โดยมีวิธีการที่นิยมใช้ดังต่อไปนี้ o สําหรับพื้นที่ขนาดเล็ก นิยมใช้วิธี Rational Formula o สําหรับพื้นที่ขนาดใหญ่ วิธีที่ใช้ได้แก่ วิธีกราฟหนึ่งหน่วยน้ําท่า (Unit Hydrograph), วิธี กราฟหนึ่งหน่วยน้ําท่าสังเคราะห์ (Synthetic Unit Hydrograph) โดยวิธีของ Snyder หรื อ วิ ธี ก ราฟความถี่ น้ํ า ท่ ว มเชิ ง ภู มิ ภ าค Regional Flood Frequency analysis สําหรับลุ่มน้ําในประเทศไทย ปัจจัยทางด้านชลศาสตร์ เพื่อกําหนดขนาดของอาคารระบายน้ํานั้น เกี่ยวข้องกับชลศาสตร์การ ไหล ซึ่งแบ่งตามลักษณะการไหล คือ o การไหลในรางเปิด (Open Cannel Flow) เป็นการไหลที่ผิวน้ําสัมผัสอากาศ โดยตลอด เช่ น การไหลของน้ํ า ในรางระบายน้ํ า หรื อ ลํ า คลอง ท่ อ ระบายน้ํ า ที่ น้ํ า ไม่ เ ต็ ม ท่ อ (ระดับน้ําด้านเหนือน้ําและท้ายน้ําต่ํากว่าผิวบนของท่อ) สมมุติฐานการไหลถือว่าเป็นการ ไหลแบบคงที่และสม่ําเสมอ (Steady Uniform Flow)


www.yotathai.com



o การไหลผ่านท่อ เมื่อการไหลที่ไม่เป็นตามเงื่อนไขของการไหลในรางเปิด การไหล่ผ่านท่อ ก็จะแบ่งลักษณะการไหลเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ การไหลแบบ Inlet Control กับ Outlet Control o ความเร็วควบคุม จะแบ่งเป็น 2 ลักษณะคือความเร็วภายในท่อและความเร็วที่ปลายท่อ เพื่อป้องกันการตกตะกอนหรือเกิดการกัดเซาะโดยทั่วไปออกแบบให้มีความเร็วประมาณ 2.00 – 3.00 เมตร/วินาที สําหรับผู้ออกแบบอาคารระบายน้ําจะต้องทราบถึงความสัมพันธ์ของการระบายน้ําของถนน ปัจจัยที่ก่อให้เกิดปริมาณการไหลของน้ําท่า ในพื้นที่อิทธิพลต่อถนนที่ออกแบบ กําหนดชนิดหน้าตัดของ อาคารระบายน้ําที่มีประสิทธิภาพทางชลศาสตร์ เหมาะสมกับงานถนน ก่อสร้างและบํารุงรักษาได้ง่าย  อธิบายหลักการและความสําคัญของการระบายจากผิวจราจร  ทราบถึงหลักการเลือกใช้สมการเพื่อการคํานวณหาอัตราการไหลของท่าน้ํา กรอบการ พิจารณาขนาดพื้นที่รับน้ํารวมถึงลุ่มน้ําหลักของประเทศ  ทราบถึงปัจจัยทางอุทกวิทยาที่มีผลปริมาณน้ําท่า กรณีฐานที่ขนาดพื้นที่รับน้ําเท่ากัน และปัจจัยหลักที่ก่อให้เกิดปัญหาน้ําท่วมถนนในปัจจุบัน  ทราบถึงสมการการไหลในรางเปิด (Open Cannel Flow) และปัจจัยหลักที่ส่งผลถึง ประสิทธิภาพการไหล ความสําคัญของรัศมีชลศาสตร์  ปริม าณน้ํ าฝน รอบปีการเกิดซ้ํา 10 ปี เหมาะสมกับการออกแบบอาคารระบายน้ํา ประเภทใดบ้าง  เหตุผลและหลักการในการเลือกปริมาณน้ําฝน รอบปีการเกิดซ้ํา xx ปีเพื่อการออกแบบ อาคารระบายน้ําทางขวาง ความสัม พันธ์ระหว่ างประเภทถนน ประเภทของอาคาร ระบายน้ํ า ทางขวางกั บ การเลื อ กใช้ ป ริ ม าณน้ํ า ฝน รอบปี ก ารเกิ ด ซ้ํ า xx ปี เ พื่ อ การออกแบบ  ทราบถึงสมการการไหลในรางเปิด (Open Cannel Flow) และปัจจัยหลักที่ส่งผลถึง ประสิทธิภาพการไหล ความสําคัญของรัศมีชลศาสตร์  ทราบถึงความเร็วควบคุมเพื่อป้องกันการตกตะกอนในท่อ และความเร็วสูงสุดที่เกิดใน ท่อปลาย และเหตุผลหลักที่จะต้องจํากัดความเร็วในท่อ


www.yotathai.com


2.4 การป้องกันการกัดเซาะพังทลายในลาดคันทาง การป้องกันการพังทลายของลาดคันทางอาจแบ่งเป็น 3 ประเภท  การป้องกันการพังทลายจากการกัดเซาะของน้ําฝนที่ไหลผ่านลาดและน้ําใต้ดิน  การป้องกันการพังทลายจากการเลื่อนไถลของลาดงานตัด  การป้องกันการพังทลายจากการเลื่อนไถลของลาดงานถม

2.4.1 การป้องกันการกัดเซาะของน้ําและน้ําใต้ดิน การป้องกันการกัดเซาะจากการไหลของน้ําฝนและน้ําใต้ดินผ่านบนผิวลาด (back slope และ side slope) สามารถเลือกใช้รูปแบบได้หลากหลายเช่น  การปลูกพืชคลุมดิน เช่น หญ้าแฝก, หญ้าผสมพืชตระกูลถั่ว  Shotcrete สําหรับลาดหินที่มีการผุพังของหิน อาจใช้ร่วมกับ rock bolt system  Riprap and grid beam system  Steel Net and Fence สําหรับลาดหินที่มีการหลุดร่วงของก้อนหินใช้ร่วมกับ rock bolt system  Gabion box and mattress  Mechanical Stabilised Earth wall  RC. retaining wall

2.4.2 การป้องกันการพังทลายจากการเลื่อนไถลของลาดงานตัด การเลื่อนไถลของลาดงานตัดและงานถมจัดว่าเป็นการพังทลายที่มีความอันตรายอย่างมากต่อ ผู้ใช้ถนนและการคมนาคมของเส้นทาง การป้องกันลาดงานตัดให้มีความปลอดภัยจากการเลื่อนไถล สามารถทําได้ในขั้นตอนการออกแบบโดยให้มีความชันของลาดและความสูงของงานตัดที่มีอัตราส่วน ความปลอดภัยได้ตามมาตรฐานการออกแบบ ในกรณีที่มีข้อจํากัดทางกายภาพก็สามารถเลือกใช้วิธีเสริม กําลังให้กับลาดเพื่อต้านทานการเลื่อนไถลได้ เช่น  Rock bolt system  Anchor system  Soil nail system


www.yotathai.com



2.4.3 การป้องกันการพังทลายจากการเลื่อนไถลของลาดงานถม คันทางของถนนที่ก่อสร้างด้วยการถมเป็นรูปแบบที่พบโดยทั่วไปของถนนในประเทศไทย รวมถึง ถนนที่ ข นาบด้ ว ยคลอง, แม่ น้ํ า ลาดของดิ น ถมและลาดที่ สั ม ผั ส กั บ น้ํ า ต้ อ งได้ รั บ การออกแบบให้ มี เสถียรภาพต่อการเลื่อนไถล โดยพื้นฐานสามารถออกแบบด้วยการใช้ความชันและความสูงของลาดที่ เหมาะสมให้มีอัตราส่วนความปลอดภัยต่อการเลื่อนไถลตามมาตรฐานการออกแบบ ส่วนในกรณีที่มี ข้อจํากัดทางกายภาพก็สามารถเลือกใช้วิธีเสริมกําลังให้กับลาดเพื่อต้านทานการเลื่อนไถลได้ เช่น  Gabion box and mattress  Mechanical Stabilised Earth wall  RC. retaining wall  Cofferdam

เอกสารอ้างอิง 1. คู่มื อการออกแบบทางเล่ม ที่ 1 และ 2 หลั กสู ต รที่ 1 ฝ่ายฝึ กอบรมด้ านโยธา กองฝึก อบรม 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

กรมทางหลวง (2539) คู่มืองานออกแบบทาง กองสํารวจและออกแบบ กรมทางหลวง (2529) มาตรฐานป้ายและเครื่องหมายจราจร-ทล. ทช. สนข. A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, American Association of State Highway and Transportation Officials (2011) Design Manual for Roads and Bridges : Volume 6, Highways Agency, Department for Transport UK. (http://www.dft.gov.uk/ha/standards/dmrb/vol6) AASHTO Roadside Design Guide, American Association of State Highway and Transportation Officials (2010) คู่มือการออกแบบระบบระบายน้ําในงานทางหลวง สํานักสํารวจและออกแบบ กรมทางหลวง (2554) เอกสารประกอบการบรรยาย หลักสูตร การออกแบบทางแยก ทางแยกต่างระดับและอุโมงค์ ทางหลวง สํานักสํารวจและออกแบบ กรมทางหลวง (2550)


www.yotathai.com

3

ผิวทางและวัสดุทาง (Pavementand Materials) 3.1 แอสฟัลต์ผสมร้อน (hot mix asphalt) 3.2 วัสดุไม่เชื่อมแน่นและดินเดิม 3.3 วัสดุปรับปรุง (stabilized materials) 3.4 การออกแบบโครงสร้างทางชนิดหยุ่นตัว (Flexible pavement design) 3.5 การออกแบบโครงสร้างทางชนิดเกร็งตัว (Rigid pavement design) 3.6 การบูรณะบํารุงผิวทาง (Pavement Rehabilitation)

ผศ.ดร.บุญชัย แสงเพชรงาม จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

www.yotathai.com


ผิวทางและวัสดุทาง

ผิวทาง (Pavement) เป็นส่วนประกอบที่สําคัญอย่างยิ่งของ ถนน ทางหลวง ทางวิ่งและทางขับ เพราะเป็นองค์ประกอบที่ใช้รองรับการสัญจรของยานพาหนะโดยตรง เป็นส่วนที่ต้องมีความแข็งแรง เพี ยงพอในการรองรับ ทั้ งน้ํ าหนั กจากล้อของยานพาหนะและจํานวนยานพาหนะจากปริม าณจราจร นอกจากนี้ยังต้องสามารถรักษาความเรียบและความเสียดทานบนพื้นผิวเพื่อให้ยานพาหนะสามารถแล่น ไปได้ด้วยความเร็ว ความนุ่มนวลและความปลอดภัย ผิวทางในความหมายทางวิศวกรรมเป็นโครงสร้าง ของวัสดุที่จัดเรียงเป็นชั้นประกอบด้วยวัสดุที่มีคุณภาพตั้งแต่หนึ่งชั้นขึ้นไป ก่อสร้างซ้อนทับบนดินเดิมหรือ ดินถมในที่ วิศวกรที่ทํางานในสาขาด้านผิวทางจึงต้องมีความรู้ครอบคลุมทั้งด้านวัสดุที่ใช้ก่อสร้างผิวทาง พฤติ ก รรมความเสี ย หายสึ ก หรอ และการออกแบบโครงสร้ า งชั้ น ทางเพื่ อ รองรั บ ปริ ม าณจราจร ที่มาใช้งาน

3.1 แอสฟัลต์ผสมร้อน (hot mix asphalt) แอสฟั ล ต์ ผ สมร้ อ นหรื อ ที่ มั ก เรี ย กกั น ทั่ ว ไปว่ า แอสฟั ล ต์ ค อนกรี ต ภาษาอั ง กฤษคื อ hot mix asphalt (HMA) or asphalt mixture เป็นวัสดุที่ใช้แอสฟัลต์หรือบิทูเมนผสมกับหินย่อย (aggregate) (หน่ ว ยงานทางหลวงในประเทศไทยเรียก aggregate ว่า มวลรวม) ผสมกันที่ อุ ณ หภูมิสูง ประมาณ 150C ขึ้นไป นิยมนํามาใช้เป็นวัสดุผิวทางแบบหยุ่นตัว 3.1.1 การออกแบบส่วนผสม การออกแบบส่วนผสมแอสฟัลต์ผสมร้อนที่ใช้ในประเทศไทย ณ ปัจจุบัน (ปีพ.ศ.2557) ใช้วิธีการ ออกแบบส่วนผสมของมาแชล ซึ่งสามารถอ้างอิงได้จากเอกสารต่อไปนี้  ASTM D6926-10 Standard Practice for Preparation of Bituminous Specimens Using Marshall Apparatus  ASTM D6927-06 Standard Test Method for Marshall Stability and Flow of Bituminous Mixtures  กรมทางหลวง การทดลองที่ ทล.-ท. 604/2517 วิธีการทดลองแอสฟัลต์ติกคอนกรีต โดยวิธี Marshall (เทียบเท่า ASTM D-1559) ขั้นตอนหลักในการออกแบบส่วนผสมที่ต้องทําความเข้าใจคือ 1) การเลือกชนิดและเกรดของบิทูเมนให้เหมาะสมกับสภาวะการใช้งานที่ต้องพิจารณาทั้งน้ําหนัก, ปริมาณจราจร, ช่วงอุณหภูมิของผิวทางและต้องทราบอุณหภูมิที่ใช้ผสมและบดอัดรวมทั้งการ ทดสอบหาค่าความถ่วงจําเพาะของบิทูเมน 2) การคัดเลือก aggregate ที่จะมาใช้ผสมต้องมีคุณสมบัติต่างๆ เช่น LA.abrasion, Soundness, Flat and Elongation, ฯลฯ ผ่านตามเกณฑ์ที่กําหนดรวมทั้งการทดสอบหาค่าความถ่วงจําเพาะ ของ aggregate 3) การเลือกขนาดคละ (gradation) ของ aggregate เพื่อใช้ทดลองผสม


www.yotathai.com

ผิวทางและวัสดุทาง บทที่ 3 หน้า 3

4) การทดลองผสมaggregateกับบิทูเมนเพื่อผลิตตัวอย่างไร้ซ์และก้อนตัวอย่างมาแชล ต้องเลือก ระดับพลังงานการบดอัดให้สอดคล้องกับปริมาณจราจรที่จะใช้งานวัสดุผิวทาง 5) การทดสอบความถ่วงจําเพาะสูงสุดของตัวอย่างไร้ซ์ (rice sample) 6) การทดสอบความถ่วงจําเพาะของก้อนตัวอย่างมาแชล 7) การทดสอบมาแชล stability and flow กับก้อนตัวอย่างมาแชล 8) การวิเคราะห์ผลเพื่อหาปริมาณบิทูเมนที่เหมาะสม (optimum bitumen content) 9) การทดสอบเชิ ง สมรรถนะต่ า งๆบนก้ อ นตั ว อย่ า งแอสฟั ล ต์ ผ สมร้ อ นในห้ อ งปฏิ บั ติ ก าร เช่ น การทดสอบ strength index, resilient moduslus, dynamic creep ข้อพิจารณาสําคัญในการออกแบบส่วนผสมคือ การหาขนาดคละของ aggregate และปริมาณบิทูเมน ที่ เ หมาะสม (optimum bitumen content) ที่ ทํ า ให้ แ อสฟั ล ต์ ผ สมร้ อ นมี คุ ณ สมบั ติ ผ่ า นตามเกณฑ์ ข้อกําหนดครบทุกข้ออันได้แก่  % ช่องว่างอากาศ (%air voids) อยู่ในช่วง 3 – 5 %  % VMA มากกว่าหรือเท่ากับค่าที่กําหนด (ขึ้นกับขนาดใหญ่ที่สุดของaggregate)  ผลทดสอบค่า stability มากกว่าหรือเท่ากับค่าที่กําหนด (ขึ้นกับหน่วยงาน)  ผลทดสอบค่า flow อยู่ระหว่างช่วงที่กําหนด (ขึ้นกับหน่วยงาน) 3.1.2 ความเสียหายของผิวทางกับการออกแบบส่วนผสมและแนวทางการป้องกัน คุ ณ สมบั ติ ข องส่ ว นผสมในการออกแบบส่ ว นผสมมี ค วามเชื่ อ มโยงกั บ ความเสี ย หายที่ เ กิ ด ขึ้ น ในช่ ว ง การใช้งานของวัสดุแอสฟัลต์ผสมร้อนเช่น  การเสียรูปของผิวทาง (deformation) เช่น ร่องล้อ (rutting), ปูดนูน (shoving), รอยเลื่อนไถล (slippage), ลอนคลื่ น (corrugation) มี ค วามเชื่ อ มโยงกั บ คุ ณ สมบั ติ พื้ น ฐานของมวลรวม และขนาดคละ, ชนิดและเกรดของแอสฟัลต์, %air voids ในแอสฟัลต์ผสมร้อนแนวทางเลือก ในการป้องกันคือ o ปรับปรุงแอสฟัลต์ให้มีคุณสมบัติแข็งขึ้นและเป็นอิลาสติกมากขึ้นที่อุณหภูมิใช้งานสูง เช่น การลดเกรด Penetration ของแอสฟั ล ต์ ล ง, การใส่สารกลุ่ ม โพลิ เ มอร์เ พื่ อ ปรั บ ปรุ ง คุณสมบัติ o คัดเลือกมวลรวมที่มีคุณสมบัติแข็งแรงมากขึ้นและเลือกขนาดคละที่เหมาะสม เพื่อให้มี มุมเสียดทานภายในสูงขึ้น  การเยิ้มของยาง (bleeding) บนผิวทาง มีความเชื่อมโยงกับ %บิทูเมน และ %air voids ใน แอสฟัลต์ผสมร้อนแนวทางการป้องกันปัญหาคือออกแบบส่วนผสมให้เหมาะกับระดับปริมาณ จราจร โดยพิจารณาที่ %ช่องว่างอากาศ และ %VMA ควบคุม %บิทูเมนมิให้สูงเกินกว่า ที่จําเป็น  การหลุดร่อน (ravelling), การหลุดลอก (stripping), หลุมบ่อ (pot hole), การเสื่อมสภาพของ ผิวที่เร็วกว่าปกติ (prematured aged hardening) มีความเชื่อมโยงกับ %บิทูเมน และ %air voids ในแอสฟัลต์ผสมร้อน


www.yotathai.com



3.2 วัสดุไม่เชื่อมแน่นและดินเดิม วัสดุไม่เชื่อมแน่นคือวัสดุที่ไม่มีตัวเชื่อมประสานที่ยึดเหนี่ยวระหว่างเม็ดวัสดุ หรือก็คือวัสดุทั่วไป ตามธรรมชาติ เช่น กรวด, ทราย, หินย่อย, หินผุ เป็นต้น วัสดุไม่เชื่อมแน่นสามารถนํามาใช้ก่อสร้างเป็น ชั้นพื้นทางหรือรองพื้นทาง หรือบางครั้งเป็นชั้นผิวทางรองรับน้ําหนักล้อยานพาหนะโดยตรง วัสดุไม่เชื่อมแน่นที่นํามาใช้ก่อสร้างทางต้องมีคุณสมบัติพื้นฐานผ่านตามเกณฑ์ข้อกําหนดของ หน่วยงาน เช่น LA.abrasion, Soundness, Flat and Elongation, ฯลฯ เพื่อความคงทนต่ออายุการใช้ งานที่กําหนดไว้และมีขนาดคละที่อยู่ภายในช่วงที่กําหนด คุณสมบัติและการทดสอบด้านกําลังรับน้ําหนักของวัสดุไม่เชื่อมแน่นและดินเดิมที่ใช้ออกแบบ โครงสร้างทางและใช้เป็นข้อกําหนดงานก่อสร้างที่มีให้เลือกใช้อยู่ในปัจจุบันคือ  California Bearing Ratio (%CBR)  Modulus of subgrade reaction  Resilient modlus  Unconfined compressive strength  Cohesion and internal friction angle การเลือกใช้พารามิเตอร์ตัวใดขึ้นกับวิธีออกแบบโครงสร้างทางที่ใช้ สําหรับ ดินเดิม จัดอยู่ในกลุ่มวัสดุไม่เชื่อมแน่น จําเป็นต้องทราบชนิดดิน, สภาพความชื้นและ คุณสมบัติด้านกําลังรับน้ําหนักของดินเดิม โดยสามารถเก็บตัวอย่างดินเดิมที่อยู่ในตําแหน่งการก่อสร้าง ถนนทับมาทดสอบในห้องปฏิบัติการหรืออาจทดสอบด้านกําลังรับน้ําหนักในที่ ณตําแหน่งในสนาม

3.3 วัสดุปรับปรุง (stabilized materials) วัสดุปรับปรุง (stabilized material) คือ การนําวัสดุไม่เชื่อมแน่นมาปรับปรุงเพื่อให้ได้วัสดุที่มี คุณสมบัติดียิ่งขึ้นด้วยการผสมกับสารปรับปรุงในสัดส่วนเพียงเล็กน้อย สารปรับปรุงที่มีใช้ในปัจจุบัน ได้แก่  ปูนซีเมนต์ (portland cement)  ปูนขาว (hydrated lime)  สารในกลุ่มปอซโซลาน เช่นเถ้าลอย  บิทูเมนในรูปแบบของ อิมัลชัน หรือ โฟมบิทูเมน และยังมีสารปรับปรุงอื่นๆ อีกหลายชนิดที่เป็นสูตรเฉพาะของผู้ผลิต (ไม่เปิดเผย) การปรับปรุงอาจ ใช้สารปรับปรุงมากกว่า1ชนิดร่วมกันได้


www.yotathai.com


รูปแบบของการปรับปรุงสามารถเริ่มต้นจากการปรับปรุงให้ดีขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้ทํางานระหว่าง ก่อสร้างได้สะดวกขึ้น เช่น การลดความเป็นพลาสติกซิตี้ของกลุ่มดินเหนียวลงให้บดอัดได้ง่าย, การลด ปริมาณความชื้นในวัสดุลงในระหว่างก่อสร้าง ส่วนการปรับปรุงให้คุณสมบัติดีขึ้นอย่างชัดเจนจําเป็น ต้ อ งมี ก ารออกแบบส่ ว นผสมก่ อ นการก่ อ สร้ า ง โดยมี เ ป้ า หมายเพื่ อ เพิ่ ม ค่ า คุ ณ สมบั ติ ด้ า นกํ า ลั ง , เพิ่มความทนทานต่อสภาวะความชื้น, ลดความเสียหายจากการแตกร้าวและการเสียรูป การออกแบบสัดส่วนผสมระหว่างวัสดุไม่เชื่อมแน่นผสมกับสารปรับปรุงมักใช้วิธีทดลองผสมก้อน ตัวอย่างที่สัดส่วนผสมต่างๆ แล้วเลือกสัดส่วนผสมที่ได้คุณสมบัติชี้วัดที่ดีที่สุด ตัวอย่างคุณสมบัติที่ใช้ ชี้ วั ด สมรรถนะได้ แ ก่ กํ า ลั ง รั บ แรงอั ด แกนเดี่ ย ว, กํ า ลั ง รั บ แรงดึ ง ทางอ้ อ ม เป็ น ต้ น เอกสารอ้ า งอิ ง การออกแบบส่วนผสมวัสดุปรับปรุง (stabilized materials) สามารถค้นคว้าได้จาก  Asphalt Academy (2009) Technical Guideline: Bitumen Stabilised Materials, A Guideline for the Design and Construction ofBitumen Emulsion and Foamed BitumenStabilised Materials 2nd edition May 2009, Pretoria South Africa.  Wirtgen GmbH (2012) Wirtgen Cold Recycling Technology 1st edition 2012, Germany.  ทล.ม. 203/2532 มาตรฐานพื้นทางหินคลุกผสมซีเมนต์, กองวิเคราะห์วิจัย, กรมทางหลวง  ทล.ม. 204/2533 มาตรฐานพื้นทางดินซีเมนต์, กรมทางหลวง

3.4 การออกแบบโครงสร้างทางชนิดหยุ่นตัว (Flexible pavement design) โครงสร้ า งทางชนิ ด หยุ่ น ตั ว เป็ น รู ป แบบโครงสร้ า งทางของถนนผิ ว แอสฟั ล ต์ โ ดยทั่ ว ไป ประกอบด้วยชั้นวัสดุทางที่บดอัดซ้อนทับกันตามลําดับดังนี้  ชั้นผิวทาง  ชั้นพื้นทาง  ชั้นรองพื้นทาง  ชั้นวัสดุถมคันทาง  ดินเดิม วิศวกรควรทราบรูปแบบความเสียหายของโครงสร้างทางชนิดหยุ่นตัวเพื่อสามารถออกแบบ ป้องกันความเสียหายเหล่านี้ได้ รายละเอียดความเสียหายชนิดต่างๆ สามารถอ้างอิงได้จาก “คู่มือ ตรวจสอบและประเมินสภาพความเสียหายของผิวทาง, กรมทางหลวง” การออกแบบความหนาโครงสร้างทาง ผู้ออกแบบต้องคัดเลือกวัสดุสําหรับแต่ละชั้นและคํานวณ ความหนาของชั้นวัสดุให้สามารถรองรับน้ําหนักและปริมาณจราจรที่จะมาใช้ถนนในช่วงอายุการออกแบบ โดยโครงสร้างทางต้องไม่วิบัติหรือเสียรูปร่างจนต้องบูรณะก่อนเวลาที่ออกแบบไว้


www.yotathai.com



3.4.1 วิธีออกแบบโครงสร้างทางชนิดหยุ่นตัว วิธีออกแบบโครงสร้างทางมี 2 แนวทาง คือ วิธีเชิงประสบการณ์ (empirical approach) และ วิธีเชิงกลศาสตร์-ประสบการณ์ (mechanistic-empirical approach) วิธีเชิงประสบการณ์อาศัยการเก็บข้อมูลการใช้งานถนนจริงแล้วนําข้อมูลมาสร้างความสัมพันธ์ ทางสถิติ ในรูปสมการหรือกราฟระหว่างปริมาณจราจรที่โครงสร้างทางสามารถรองรับได้กับตัวแปร หลักๆเช่นความหนาชั้นผิวทาง, ชั้นพื้นทาง เป็นต้น ส่วนวิธีเชิงกลศาสตร์-ประสบการณ์ใช้การวิเคราะห์ หาหน่วยแรงและความเครียดที่เกิดขึ้นในวัสดุชั้นทางภายใต้การกระทําของน้ําหนักจากล้อยานพาหนะ แล้วจึงนําหน่วยแรงและความเครียดที่คํานวณได้มาประเมินหาจํานวนเที่ยวที่น้ําหนักล้อยานพาหนะจะ สร้างความเสียหายต่อวัสดุทาง ซึ่งต้องอาศัยสมการความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงกับจํานวนเที่ยวที่ได้ จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการควบคู่กับการเก็บข้อมูลระยะยาวจากถนนในสภาพการใช้งานจริง ปัจจุบันวิธีออกแบบโครงสร้างทางชนิดหยุ่นตัวที่หน่วยงานทางในประเทศไทยใช้ออกแบบได้แก่  “Thickness Design – Full-Depth Asphalt Pavement Structures for Highways and Streets”, Manual Series No.1 (MS-1) revised eighth edition, The Asphalt Institute, 1970.  “Thickness Design – Asphalt Pavements for Highways and Streets, Manual Series No.1”, TheAsphalt Institute, 1991.  AASHTO Guide for Design of Pavment Structures 1993  วิธี M-E (กรมทางหลวงเรียกว่า Analytical Method) ใน Taesiri Y. and Jitareekul P. “An Engineering Manual for Highway Pavement Design”, Road and Pavement Design Branch, Department of Highways, 2002. ผลลัพธ์จากการออกแบบ คือ ความหนาของชั้นวัสดุแต่ละชั้นที่นํามาก่อสร้างเป็นโครงสร้างทาง 3.4.2 พารามิเตอร์หลักที่จําเป็นในการออกแบบ พารามิเตอร์ที่สําคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานโครงสร้างทาง ได้แก่ 3.4.2.1 จราจร ในการออกแบบสนใจเฉพาะปริมาณจราจรรถหนัก หรือรถตั้งแต่ 6 ล้อขึ้นไป ที่แล่นไปบนผิวทางในช่อง จราจรที่ออกแบบตลอดช่วงระยะเวลาอายุการออกแบบ จึงจําเป็นที่จะต้องคาดการณ์ปริมาณจราจรของ รถหนักบนถนนในอนาคตด้วย โดยทั่วไปแล้วอายุการออกแบบจะกําหนดไว้ตั้งแต่ 15 ปี ถึง 30 ปี ขึ้นอยู่ กับระดับชั้นของถนน การหาปริมาณจราจรรถหนักที่แล่นบนช่องจราจรออกแบบในช่วงระยะเวลาออกแบบ สามารถ คํานวณจาก NHV = ADT x %T x D x L x GF. X 365


www.yotathai.com


เมื่อ NHV

คือ จํานวนรถหนักแล่นบนช่องจราจรออกแบบในช่วงระยะเวลาออกแบบ (cumulative no. of heavy vehicles)

ADT คือ ปริมาณจราจรเฉลี่ยต่อวัน (Average Daily Traffic) %T

คือ เปอร์เซ็นต์รถหนักที่มีในจํานวนรถทุกชนิด (%Truck and heavy vehicles)

D

คื อ สั ด ส่ ว นทิ ศ ทางจราจร (%Directional distribution) ป กติ ป ริ ม าณรถเท่ า กั น ทั้ ง 2 ทิศทาง = 0.5

L

คื อ สั ด ส่ ว นปริ ม าณรถหนั ก ในหนึ่ ง ทิ ศ ทางมาแล่ น บนช่ อ งจราจรที่ อ อกแบบ (%Lane distribution)

GF

คือ แฟคเตอร์การเพิ่มปริมาณจราจรตลอดจํานวนปีที่ออกแบบ GF = ((1+r)Y-1)/r

r

คือ อัตราการเพิ่มขึ้นของปริมาณจราจรเฉลี่ยต่อปี

Y

คือ ช่วงระยะเวลาออกแบบหน่วยเป็นจํานวนปี

เพลาเดี่ยวมาตรฐาน (Equivalent Single Axle) ในการออกแบบโครงสร้างทางตามวิธีของ AASHTO ได้กําหนดให้ผู้ออกแบบแปลงน้ําหนักเพลาของรถ หนักทุกชนิดทุกคันให้กลายเป็นเพลาเดี่ยวมาตรฐาน (Equivalent Single Axle, ESA) ที่มีน้ําหนักเพลา เดี่ยวเท่ากับ 18,000 ปอนด์ รถหนักแต่ละคันจึงถูกนับแทนด้วยจํานวนเพลาเดี่ยวมาตรฐาน หรือ ESAs และจํานวนเพลาเดี่ยวมาตรฐานสะสมที่แล่นบนช่องจราจรออกแบบในช่วงอายุการออกแบบ (NESAs) เป็นตัวแปรหลักด้านจราจรในการออกแบบโครงสร้างทางในปัจจุบัน การแปลงจากจํานวนรถหนักสะสม (NHV) เป็นจํานวนเพลาเดี่ยวมาตรฐานสะสม (NESAs) สามารถคํานวณได้จาก NESAs = NHV x Tf เมื่อ Tf คือ แฟคเตอร์รถหนัก (Truck factor) ได้จากการคาดการณ์และคํานวณข้อมูลน้ําหนักรถจาก ด่านชั่งน้ําหนัก 3.4.2.2 ดินเดิมและวัสดุทาง หลักการคือ วัสดุทางควรมีความแข็งแรงที่สูงกว่าดินเดิมหลายเท่าตัว วัสดุทางที่อยู่ด้านบนใกล้กับการ สัมผัสของล้อยานพาหนะต้องการกําลังรับน้ําหนักและโมดูลัสมากที่สุดเพื่อสามารถทนกับแรงกดจากล้อ ยานพาหนะได้ ส่วนชั้นที่อยู่ลึกลงมาสามารถเลือกใช้วัสดุที่มีกําลังรับน้ําหนักและโมดูลัสต่ํากว่าชั้นบนได้ เพราะหน่วยแรงจากล้อยานพาหนะได้ถูกกระจายออกและลดความเข้มข้นลง ความหนาและโมดูลัสของ


www.yotathai.com



ชั้นวัสดุจึงเป็นตัวแปรสําคัญในการกระจายลดทอนหน่วยแรงจากล้อยานพาหนะให้เหลือน้อยลงจนไม่เกิด ความเสียหายและการยุบตัวกับชั้นดินเดิม 3.4.2.3 สภาวะแวดล้อม สภาวะแวดล้อมอันได้แก่ น้ําฝน, ภาวะน้ําท่วม, แสงแดด, อุณหภูมิ ล้วนส่งผลต่อ วัสดุโครงสร้างทาง สภาวะแวดล้อมมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในหนึ่งวันเช่นอุณหภูมิ จนถึงในแต่ละเดือนเช่นความชื้น ตัวอย่างของอิทธิพลสภาวะแวดล้อมได้แก่  อุณหภูมิบนผิวทางที่สูงขึ้นทําให้ค่าโมดูลัสและกําลังของวัสดุแอสฟัลต์ผสมลดต่ําลง และส่งผลให้ บิทูเมนขยายตัวเยิ้มบนผิวถนน  น้ําฝนบนผิวถนน ส่งผลให้เกิดการชะล้างบิทูเมนออกจากหิน เกิดการหลุดลอก (raveling and stripping)  น้ําฝน, น้ําท่วมและระดับน้ําใต้ดินส่งผลให้ความชื้นในชั้นวัสดุและดินเดิมเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งจะลดทอน กําลังรับน้ําหนักและโมดูลัสของวัสดุทาง ขั้นตอนการออกแบบ 1. กําหนดอายุการใช้งานของผิวทางในการออกแบบ (design period) 2. รวบรวมข้อมูลด้านการกระจายตัวของชนิดรถหนักและน้ําหนักบรรทุกของรถหนักบนถนนที่จะ ออกแบบโดยอาจต้องการผลลัพธ์เป็นค่า Truck factor ที่บอกจํานวนเพลามาตรฐานเฉลี่ยต่อรถ หนัก 1 คัน 3. คาดการณ์ปริมาณจราจรและสัดส่วนรถหนักรวมทั้งจํานวนช่องจราจรในช่วงอายุการออกแบบ เพื่ อ นํ า มาคํ า นวณหาปริ ม าณรถหนั ก ที่ จ ะวิ่ ง อยู่ บ นหนึ่ ง ช่ อ งจราจร (ช่ อ งซ้ า ย) และนํ า มา คํานวณหาจํานวนเพลามาตรฐานสะสมที่จะวิ่งอยู่บนหนึ่งช่องจราจร (ช่องซ้าย) ตลอดช่วงอายุ design life 4. รวบรวมผลการทดสอบคุณสมบัติที่ใช้เป็นตัวแทนความแข็งแรงของดินเดิมหรือดินคันทางตาม ระยะทางของถนนที่จะก่อสร้าง เช่น %CBR, Resilient modulus หากเป็นการออกแบบที่ คํานึงถึงสภาวะแวดล้อมก็จําเป็นต้องรวบรวมข้อมูลการเปลี่ยนแปลงความชื้นในดินในรอบปีเพื่อ ใช้ควบคู่กับการหาค่า resilient modulus ที่เป็นตัวแทนของดินเดิม 5. การคํ า นวณออกแบบโครงสร้า งทาง ซึ่ง ผลลั พ ธ์ ที่ต้ อ งการคื อ ความหนาของชั้ นวั สดุ แต่ ชั้น ที่ ประกอบซ้อนกันเป็นโครงสร้างทาง ขั้นตอนนี้อาจคํานวณได้ 2 แนวทางคือ a. ออกแบบกําหนดความหนาและชนิดวัสดุของแต่ละชั้น แล้วจึงคํานวณตรวจสอบว่าที่ ออกแบบไว้สามารถรองรับปริมาณจราจรได้จํานวนเท่าไร จํานวนที่รองรับได้นี้เพียงพอ ต่อปริมาณจราจรที่คาดการณ์ไว้หรือไม่ b. หรือ คํานวณหาความหนาของโครงสร้างทางจากสมการหรือกราฟโดยตรงโดยใส่ อินพุตปริมาณจราจรที่ได้คาดการณ์เอาไว้ 6. ตรวจสอบความหนาที่คํานวณได้เปรียบเทียบกับเกณฑ์ความหนาขั้นต่ําที่ระบุในวิธีการออกแบบ


www.yotathai.com


3.5 การออกแบบโครงสร้างทางชนิดเกร็งตัว (Rigid pavement design) ผิ ว ทางคอนกรี ต เป็ น โครงสร้ า งทางชนิ ด เกร็ ง ตั ว หลั ก การคื อ ชั้ น ผิ ว ทางมี ค่ า โมดู ลั ส สู ง มาก (> 30,000 MPa) จึงใช้เพียงชั้นผิวทางที่มีความหนาเพียงพอเพียงชั้นเดียวในการรับและกระจายแรงกด จากล้ อ ยานพาหนะทั้ง หมด ทํ า ให้เ หลือ หน่ว ยแรงเพียงเล็ก น้ อ ยส่ง ต่ อ ไปยัง ชั้ นดิน ที่อ ยู่ ใ ต้ชั้ นผิว ทาง คอนกรีตซึ่งไม่สร้างความเสียหายและการยุบตัวของดินเดิม ดังนั้นจึงไม่จําเป็นต้องมี่ชั้นวัสดุทางชั้นอื่นใน การรองรับน้ําหนักล้อยานพาหนะ ผิวทางคอนกรีตแบ่งได้ 3 รูปแบบคือ  Jointed Plain Conrete Pavement (JPCP) ผิวทางคอนกรีตชนิดไม่เสริมเหล็กและ มีรอยต่อตามขวาง  Jointed Reinforced Concrete Pavement (JRCP) ผิวทางคอนกรีตชนิดมีเสริมเหล็กและ มีรอยต่อตามขวาง  Continuously Reinforced Concrete Pavement (CRCP) ผิวทางคอนกรีตชนิดมีเสริม เหล็กและไม่มีรอยต่อตามขวาง วิ ศ วกรควรทราบรู ป แบบความเสี ย หายของผิ ว ทางคอนกรี ต เพื่ อ สามารถออกแบบป้ อ งกั น ความเสียหายเหล่านี้ได้ รายละเอียดความเสียหายชนิดต่างๆ สามารถอ้างอิงได้จาก “คู่มือตรวจสอบ และประเมินสภาพความเสียหายของผิวทง, กรมทางหลวง” 3.5.1 วิธีออกแบบโครงสร้างทางชนิดเกร็งตัว ปัจจุบันวิธีออกแบบโครงสร้างทางชนิดเกร็งตัวที่หน่วยงานทางในประเทศไทยใช้ออกแบบได้แก่  Thickness Design for Concrete Highway and Street Pavements, Portland Cement Association, 1984.  AASHTO Guide for Design of Pavment Structures 1993 ทั้งสองวิธีเป็นวิธีการออกแบบเชิงประสบการณ์ผลลัพธ์การออกแบบคือความหนาของผิวทางคอนกรีตและ ปริมาณเหล็กเสริมรองรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (สําหรับ JRCP และ CRCP) 3.5.2 พารามิเตอร์หลักที่ใช้ในการออกแบบ พารามิเตอร์ที่สําคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานโครงสร้างทางได้แก่ 3.5.2.1 จราจร สํ า หรั บ วิ ธี AASHTO 1993 ใช้ จํ า นวนเพลาเดี่ ย วมาตรฐานสะสมเหมื อ นที่ ก ล่ า วไว้ ใ นการออกแบบ โครงสร้างทางชนิดหยุ่นตัว ในวิธี PCA1984 ต้องการข้อมูลการกระจายตัวของน้ําหนักเพลารถบรรทุก แต่ละชนิด และการพยากรณ์ปริมาณน้ําหนักเพลาแต่ละประเภท ประกอบในการออกแบบ


www.yotathai.com



3.5.2.2 ดินเดิมและวัสดุทาง ค่า modulus of subgrade reaction เป็นตัวแปรดินเดิมที่ใช้ในการออกแบบ ส่วนชั้นวัสดุทางดังที่กล่าวไว้แล้วว่าไม่มีความจําเป็นในด้านการรับน้ําหนัก แต่การออกแบบมักให้มีชั้นรอง พื้นทางเพื่อทําหน้าที่ในการระบายน้ําป้องกันน้ําขังใต้คอนกรีตบริเวณรอยต่อ จึงต้องเป็นวัสดุที่ระบายน้ํา ได้ดีและมีความหนาเพียงพอให้ระบายน้ําออกได้ 3.5.2.3 สภาวะแวดล้อม อิทธิพลสภาวะแวดล้อมที่มีต่อผิวทางคอนกรีตได้แก่  น้ําฝน, น้ําท่วม, ระดับน้ําใต้ดิน, และประสิทธิภาพการระบายน้ําของชั้นรองพื้นทาง ส่งผลต่อ การขังตัวของน้ําใต้แผ่นคอนกรีต 3.5.2.4 รอยต่อและไหล่ทาง การใช้ไหล่ทางคอนกรีตและยึดติดแน่นกับผิวทางคอนกรีตทําให้หน่วยแรงดึงที่เกิดขึ้นในผิวทางคอนกรีต ลดต่ําลง ทําให้รองรับจํานวนเพลาเดี่ยวมาตรฐานได้มากขึ้น ประสิทธิภาพในการถ่ายเทแรงระหว่างแผ่นคอนกรีตสองแผ่นที่รอยต่อตามขวางส่งผลดดยตรงต่อหน่วย แรงดึงสูงสุดในผิวทางคอนกรีต ประสิทธิภาพการถ่ายเทแรงขึ้นกับระยะห่างระหว่างรอยต่อ, ความกว้าง รอยต่อ, การใช้เหล็กเดือย (dowel bars) เสริมที่รอยต่อ ขั้นตอนการออกแบบ 1. กําหนดอายุการใช้งานของผิวทางในการออกแบบ (design period) 2. รวบรวมข้อมูลด้านการกระจายตัวของชนิดรถหนักและน้ําหนักบรรทุกของรถหนักบนถนนที่จะ ออกแบบโดยอาจต้องการผลลัพธ์เป็นค่า Truck factor ที่บอกจํานวนเพลามาตรฐานเฉลี่ยต่อรถ หนัก1คัน 3. คาดการณ์ปริมาณจราจรและสัดส่วนรถหนักรวมทั้งจํานวนช่องจราจรในช่วงอายุการออกแบบ เพื่ อ นํ า มาคํ า นวณหาปริ ม าณรถหนั ก ที่ จ ะวิ่ ง อยู่ บ นหนึ่ ง ช่ อ งจราจร (ช่ อ งซ้ า ย) และนํ า มา คํานวณหาจํานวนเพลามาตรฐานสะสมที่จะวิ่งอยู่บนหนึ่งช่องจราจร (ช่องซ้าย) ตลอดช่วงอายุ design life 4. รวบรวมผลการทดสอบคุณสมบัติที่ใช้เป็นตัวแทนความแข็งแรงของดินเดิมหรือดินคันทางตาม ระยะทางของถนนที่ จ ะก่ อ สร้ า ง โดยทดสอบและคํ า นวณหาค่ า Modulus of subgrade rehaction (k) หากเป็นการออกแบบที่คํานึงถึงสภาวะแวดล้อมก็จําเป็นต้องรวบรวมข้อมูลการ เปลี่ยนแปลงความชื้นในดินในรอบปีเพื่อใช้ควบคู่กับการหาค่า k ที่เป็นตัวแทนของดินเดิม 5. ออกแบบเลือกชนิดผิวทางคอนกรีต (JPCP/JRCP/CRCP) กําหนดระยะห่างระหว่างรอยต่อ ตามขวาง (กรณีของ JPCP/JRCP) และรูปแบบการถ่ายแรงผ่านรอยต่อตามขวาง 6. ออกแบบชั้นรองพื้นทางเพื่อระบายน้ําป้องกันการสะสมน้ําใต้แผ่นคอนกรีตและช่วยลดหน่วยแรง ดึงจากการโก่งดัดตัวของแผ่นคอนกรีต โดยเลือกชนิดวัสดุและความหนาที่จะใช้ 7. ในบางวิธีการออกแบบจะให้คํานวณปรับแก้ค่า k เพื่อรวมผลจากการมีชั้นรองพื้นทาง


www.yotathai.com


8. คํานวณหาความหนาของผิวทางคอนกรีต ด้วยการทดลองกําหนดความหนาของผิวทางก่อน แล้วจึงคํานวณตรวจสอบว่าที่ความหนาที่กําหนดไว้สามารถรองรับปริมาณจราจรได้จํานวน เท่าไร จํานวนที่รองรับได้นี้เพียงพอต่อปริมาณจราจรที่คาดการณ์ไว้หรือไม่ 9. สําหรับผิวทางคอนกรีตชนิด JRCP/CRCP เมื่อได้ความหนาคอนกรีตแล้ว ก็คํานวณเหล็กเสริม ป้องกันรอยแตกร้าวขยายจากอุณหภูมิ (temperature reinforcement) 10. ออกแบบรายละเอียดของ dowel bar และ tie bar

3.6 การบํารุงรักษาผิวทาง (Pavement Maintenance) หลังจากขั้นตอนออกแบบผิวทาง ก็นําไปสู่การก่อสร้างและเปิดให้ใช้งาน ในช่วงเวลาที่มีการใช้ งานนั้นผิวทางย่อมเกิดการสึกหรอเสื่อมสภาพจากการกระทําของล้อยานพาหนะและจากสภาวะแวดล้อม การสึกหรอเหล่านี้ค่อยๆ เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ จนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและพัฒนาไปสู่การพังเสียหายของ ผิวทางจนไม่สามารถใช้งานได้ในที่สุด นั่นคือถึงจุดที่เรียกว่าหมดอายุของผิวทาง การซ่อมแซมผิวทางที่ พังเสียหายนี้ต้องรื้อถอนวัสดุทางเดิมทั้งหมดออกแล้วก่อสร้างวัสดุทางใหม่ทับบนส่วนเดิม เรียกการซ่อม แบบนี้ว่าการก่อสร้างใหม่ (reconstruciton) หรืออาจรื้อ/ปรับปรุงชั้นวัสดุทางเดิมบางส่วนแล้วปูชั้นผิว ใหม่ทับซึ่งเรียกการซ่อมแซมวิธีนี้ว่าการบูรณะผิวทาง (rehabilitation) ทั้งสองวิธีมีค่าใช้จ่ายสูงมากอาจ มากจนเทียบเท่ากับการก่อสร้างผิวทางครั้งแรก การบํารุงรักษาผิวทางอย่างถูกต้องในระหว่างที่มีการใช้งานจะสามารถหลีกเลี่ยงการพังเสียหายเช่นนี้ และเป็นการยืดอายุผิวทางให้ยาวขึ้นมากกว่าอายุที่ได้ออกแบบไว้ การบํารุงรักษาผิวทางที่ถูกต้องต้องทํา กิจกรรมต่อไปนี้  การสํ า รวจสภาพผิ ว ทาง (pavement condition inspection) อย่ า งสม่ํ า เสมอเพื่ อ ทราบ สถานะการสึกหรอของผิวทางและหาความเสียหายที่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้ถนนหรือส่งผลต่อ การจราจร  ซ่อมแซมแก้ไข (corrective maintenance) ความเสียหายเล็กๆน้อยๆที่อาจเกิดขึ้นบนผิวทางเพื่อ ป้องกันการขยายลุกลามและให้ผิวทางมีความปลอดภัยและอยู่ในสภาพพร้อมให้บริการกิจกรรม ในส่วนนี้เป็นงานบํารุงรักษาประจําวัน เช่น การอุดรอยร้าว การปะซ่อมหลุมบ่อ  บํารุงรักษาเชิงป้องกัน (preventive maintenance) เช่น การฉาบผิว (sealing) เป็นการปกป้อง ตลอดทั้งพื้นที่ผิวทางจากอัตราการสึกหรอเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว หรือการเสริมผิว (overlay) การทําฮอตรีไซคลิ่ง (hot recycling) เพื่อลบล้างการสึกหรอเสื่อมสภาพที่สะสมบนผิวให้กลับมา มีสภาพเหมือนใหม่


www.yotathai.com



3.6.1 การสํารวจสภาพผิวทาง 3.6.1.1 การสํารวจสภาพการเสียหายของผิวทาง (Distress Condition Survey) มีข้อมูลทีจ่ ําเป็นเบื้องต้นซึ่งวิศวกรจะต้องการใช้ในการตัดสินใจเกี่ยวกับความจําเป็นและกลยุทธ์ ในการทําการบํารุงรักษาผิวทาง ซึ่งข้อมูลเหล่านี้ได้แก่ (1) ชนิดการเสียหายของผิวทาง – การจําแนกรูปแบบการเสียหายของผิวทางที่เกิดขึ้นในผิว ทางชนิดการเสียหายของผิวทางควรถูกจัดอยู่ในหมวดหมู่ที่สอดคล้องกับกลไกที่เป็นสาเหตุ (2) ความรุนแรงของการเสียหายของผิวทาง – บันทึกระดับความรุนแรงในแต่ละชนิดของการ เสียหายของผิวทางที่เกิดขึ้น เพื่อประเมินระดับของการเสื่อมสภาพ (3) ปริมาณของการเสียหายของผิวทาง – ควรแสดงเป็นร้อยละของพื้นที่เมื่อเทียบกับโครงการ ในแต่ละชนิดและแต่ละระดับความรุนแรงของการเสียหายของผิวทาง ความเสียหายของผิวทางที่สังเกตได้อาจเกิดจากหลายสาเหตุด้วยกัน ตารางที่ 3-1, 3-2 และ 3-3 ได้แสดงตัวอย่างการจําแนกชนิดความเสียหายของผิวทางโดยสัมพันธ์กับสาเหตุการเกิดที่เป็นไปได้ ในผิวทางแอสฟัลต์ และผิวทางคอนกรีตชนิด Jointed Concrete และ Continuously Reinforced Pavement System 3.6.1.2 การสํารวจ/ประเมินความแข็งแรงของโครงสร้างผิวทาง สามารถเลือกทําได้จาก 3 วิธี คือ (1) วิธีสํารวจประเมินด้วยสายตาประกอบกับการทดสอบคุณสมบัติของตัวอย่างวัสดุที่เจาะ/ขุดเก็บจาก ผิวทาง (2) การทดสอบความแข็งแรงแบบไม่ทําลาย เช่น การทดสอบการแอ่นตัวของผิวทาง, การทดสอบด้วย คลื่นสั่นสะเทือน, การทดสอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (3) การประมาณความเสียหายเนื่องจากความล้าจากการจราจร (Remain Life)


www.yotathai.com


ตารางที่ 3-1 การจําแนกชนิดของการเสียหายของผิวทางทั่วไป (AASHTO, 1993) ชนิดการเสียหายของผิวทาง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

รอยแตกหนังจระเข้ (Alligator or Fatigue Cracking) การเยิ้ม (Bleeding) รอยแตกเป็นตาราง (Block Cracking) ผิวขรุขระเป็นลูกคลื่นคล้ายลูกระนาด (Corrugation) การยุบตัวเป็นแอ่ง (Depression) รอยแตกบริเวณรอยต่อของแผ่นคอนกรีต (Joint Reflection Cracking from PCC Slab) การทรุดตัวต่างระดับของช่องจราจร/ไหล่ทาง (Lane/Shoulder Drop Off or Heave) การแยกตัวของช่องจราจร/ไหล่ทาง (Lane/Shoulder Separation) รอยแตกตามยาวและรอยแตกตามยาว (Longitudinal and Transverse Cracking) การเสื่อมสภาพของรอยปะซ่อม (Patch Deterioration) ผิวมวลรวมถูกขัดสีเป็นมัน (Polished Aggregate) หลุมบ่อ (Potholes) การอัดทะลัก (Pumping and Water Bleeding) การหลุดร่อนและการผุพัง (Raveling and Weathering) ร่องล้อ (Rutting) รอยแตกเลื่อนไถล (Slippage Cracking) การบวมตัว (Swell)

สาเหตุหลักเกิด จาก น้ําหนักบรรทุก จราจร X

สาเหตุหลักเกิด จาก สภาพอากาศ/ วัสดุ X X X X X X X X X

X X X X(M,H)

X(L) X

X X X


www.yotathai.com



ตารางที่ 3-2 การจําแนกชนิดการเสียหายของผิวทางคอนกรีตชนิด Jointed Concrete (AASHTO, 1993)

ชนิดการเสียหายของผิวทาง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

การโก่งงอ (Blow Up) รอยแตกที่มุม (Corner Break) การยุบตัวเป็นแอ่ง (Depression) รอยแตกจากคอนกรีตสูญเสียความทนทาน (Durability “D” Cracking) รอยเลื่อนต่างระดับของรอยต่อและรอยแตกตามขวาง (Faulting of Transverse Joints and Cracks) ความเสียหายของระบบถ่ายน้ําหนักบริเวณรอยต่อ (Joint Load Transfer Associated Distress) ความเสียหายของวัสดุยาแนวรอยต่อของรอยต่อตามแนวขวาง (Joint Seal Damage of Transverse Joints) การทรุดตัวต่างระดับของไหล่ทาง (Lane/Shoulder Drop Off or Heave) การแยกตัวของไหล่ทาง (Lane/Shoulder Joint Separation) รอยแตกตามยาว (Longitudinal Cracks) รอยเลื่อนต่างระดับตามแนวรอยต่อตามยาว (Longitudinal Joint Faulting) การเสื่อมสภาพของรอยปะซ่อม (Patch Deterioration) การเสื่อมสภาพบริเวณใกล้เคียงรอยปะซ่อม (Patch Adjacent Deterioration) คอนกรีต Popouts การอัดทะลัก (Pumping and Water Bleeding) การเสียหายจากความทนทานของวัสดุมวลรวมที่ไวต่อการทําปฏิกิริยาเคมี (Reactive Aggregate Durability Distress) ผิวหลุดลอก, ผิวแตกลายงาหรือผิวแตกร้าว (Scaling, Map Cracking and Crazing) รอยบิ่นกระเทาะที่รอยต่อตามขวาง รอยต่อตามแนวยาว หรือรอยแตก (Spalling (Transverse and Longitudinal Joints) รอยบิ่นกะเทาะที่มุม (Spalling (Corner)) การบวมตัว (Swell) รอยแตกตามขวางและรอยแตกตามแนวทแยงมุม (Transverse and Diagonal Cracks)


สาเหตุหลักเกิด จาก น้ําหนักบรรทุก จราจร

สาเหตุหลัก เกิดจาก สภาพ อากาศ/วัสดุ X

X X X X X

X X

X

X X X X

X(M,H) X

X(L) X

X(M,H)

X X(L) X X

X(M,H)

X(L,M,H)

X(L,M,H)

X X X(L)

www.yotathai.com


ตารางที่ 3-3 การจําแนกชนิดการเสียหายของผิวทางคอนกรีตชนิด Continuously Reinforced Concrete (AASHTO, 1993)

ชนิดการเสียหายของผิวทาง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

การเสื่อมสภาพของรอยปะซ่อมด้วยวัสดุแอสฟัลต์ (Asphalt Patch Deterioration) การโก่งงอ (Blow-Up) การเสื่อมสภาพของรอยปะซ่อมด้วยวัสดุคอนกรีต (Concrete Patch Deterioration) การเสียหายของรอยต่อเพื่อการก่อสร้าง (Construction joint distress) การยุบตัวเป็นแอ่ง (Depression) รอยแตกจากคนกรีตสูญเสียความทนทาน (Durability “D” Cracking) รอยแตกกระแทกที่ขอบ (Edge Punchout) การทรุดตัวต่างระดับของไหล่ทาง หรือ (Lane/Shoulder Drop Off or Heave) การแยกตัวของไหล่ทาง (Lane/Shoulder Joint Separation) การชํารุดเสียหาย (Localized Distress) (Longitudinal Cracking) รอยเลื่อนต่างระดับบริเวณรอยต่อตามยาว (Longitudinal Joint Faulting) การเสื่อมสภาพของรอยปะซ่อมแผ่นคอนกรีตใกล้เคียง (Patch Adjacent Slab Deterioration) คอนกรีต Popouts การอัดทะลัก (Pumping and Water Bleeding) การเสียหายจากวัสดุมวลรวมที่ไวต่อการทําปฏิกิริยาเคมี (Reactive Aggregate Distress) ผิวหลุดลอก, ผิวแตกลายงาหรือผิวแตกร้าว (Scaling, Map Cracking and Crazing) รอยบิ่นกระเทาะ (Spalling) การบวมตัว (Swell) รอยแตกตามขวาง (Transverse Cracking)

สาเหตุหลักเกิด จาก น้ําหนักบรรทุก จราจร X

X(M,H)

สาเหตุหลักเกิด จาก สภาพอากาศ/ วัสดุ

X X(L) X X X

X X

X

X X X X

X

X

X(M,H)

X X(L) X X

X X(M,H)

X X X(L,M)


www.yotathai.com



3.6.2 ทางเลือกในการซ่อมบํารุงผิวทาง ในการประเมินความเป็นไปได้และประสิทธิผลในการประยุกต์ใช้วิธีการซ่อมแซมผิวให้กลับสู่สภาพ เดิมจะต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่าง ซึ่งได้แก่ ความเสียหายที่ผิวหน้า (Surface Distress) สภาพโครงสร้างชั้นทาง (Structural Condition) ความเสียหายที่ผิวหน้า (Surface Distress) ถือว่าเป็นมาตรวัดที่สําคัญและจําเป็น ที่สุดสําหรับบ่งชี้สภาพปัจจุบันของผิวทาง ความเสียหายแต่ละประเภทเป็นผลมาจากสาเหตุใดสาเหตุ หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งสาเหตุ สภาพโครงสร้างชั้นทาง (Structural Condition) สิ่งที่สําคัญที่สุดสําหรับการซ่อมแซม ผิวทาง คือความเพียงพอของโครงสร้างชั้นทางที่จะสามารถรองรับปริมาณจราจรในอนาคตได้ ทางเลือกในการซ่อมบํารุงผิวทางที่เป็นไปได้คือแนวทางที่สอดคล้องกับสาเหตุของความ เสียหายซึ่งให้ประสิทธิผลทั้งในการซ่อมแซมความเสียหายที่มีอยู่และยังเป็นการป้องกันความเสียหาย เกิดซ้ําอีก ตารางที่ 3-4 และ 3-5 แสดงข้อแนะนําสําหรับแนวทางเลือกในการซ่อมแซมและป้องกัน ความเสียหายแต่ละชนิดในผิวทางคอนกรีตและผิวทางแอสฟัลต์ ตามลําดับ โดยแต่ละชนิดความเสียหาย จะสามารถใช้วิธีการซ่อมแซมและ/หรือการซ่อมบํารุงเชิงป้องกันได้มากกว่าหนึ่งวิธี ซึ่งวิธีการซ่อมแซมใด เป็นไปตามข้อจํากัดของโหน่วยงาน (งบประมาณที่มีและการยืดอายุการใช้งาน) วิธีการดังกล่าวจะถือว่า เป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ในการซ่อมบํารุง


www.yotathai.com


ตารางที่ 3-4 ข้อแนะนําสําหรับแนวทางเลือกในการซ่อมแซมและป้องกันความเสียหายในผิวทาง คอนกรีต (AASHTO, 1993) ชนิดของความเสียหาย

วิธีการซ่อมแซม

วิธีการป้องกัน

การอัดทะลัก (Pumping)

1. อุดโพรงใต้แผ่นพื้นคอนกรีต (Subseal)

1. 2. 3. 4.

รอยเลื่อนต่างระดับ (Faulting)

1. ขูดแต่งผิวหน้าคอนกรีต (Grind) 2. เสริมผิวเชิงโครงสร้าง (Structural Overlay)

1.

รอยแตกที่แผ่นพื้นคอนกรีต (Slab Cracking)

1. ขุดซ่อมตลอดความหนา (Full-Depth Repair)

2. 3. 4. 5. 1. 2. 3.

รอยบิ่นกะเทาะที่รอยต่อหรือรอย แตก (Joint or Crack Spalling)

โก่งตัว (Blow-Up)

รอยแตกกระแทก (Punchouts)

1. ขุดซ่อมตลอดความหนา (Full-Depth Repair) 2. ขุดซ่อมบางส่วนของความ หนา (Partial-Depth Repair) 1. ขุดซ่อมตลอดความหนา (Full-Depth Repair)

1. ขุดซ่อมตลอดความหนา (Full-Depth Repair)

1.

อุดเชื่อมรอยต่อซ้ํา (Reseal Joints) ซ่อมแซมระบบการถ่ายน้ําหนัก ระบายน้ําใต้ผิวทาง (Subdrainage) เสริม Support ตามแนวขอบทาง (PCC Shoulder/Edge Beam) อุดโพรงใต้แผ่นพื้นคอนกรีต (Subseal) อุดเชื่อมรอยต่อซ้ํา ซ่อมแซมระบบการถ่ายน้ําหนัก ระบายน้ําใต้ผิวทาง(Subdrainage) เสริม Support ตามแนวขอบทาง อุดโพรงใต้แผ่นพื้นคอนกรีตเสียการ รองรับ (Loss of Support) ซ่อมแซมระบบการถ่ายน้ําหนัก เสริมผิวเชิงโครงสร้าง (Structural Overlay) อุดเชื่อมรอยต่อซ้ํา(Reseal Joints)

1. รอยต่อลดแรงดัน (Pressure Relief Joint) 2. อุดเชื่อมรอยต่อ/รอยแตกซ้ํา (Resealing Joints/Cracks) 1. ยาแนวด้วย Polymer หรือ Epoxy 2. อุดเชื่อมรอยต่อ/รอยแตกซ้ํา (Resealing Joints/Cracks) 3. ทําไหล่ทางคอนกรีต


www.yotathai.com



ตารางที่ 3-5 ข้อแนะนําสําหรับแนวทางเลือกในการซ่อมแซมและป้องกันความเสียหายในผิวทาง แอสฟัลต์ (AASHTO, 1993) ชนิดของความเสียหาย รอยแตกหนังจระเข้ (Alligator Cracking) การเยิ้ม (Bleeding)

วิธีการซ่อมแซม ขุดซ่อมตลอดความหนา (FullDepth Repair) ใช้วัสดุ Hot Sand

วิธีการป้องกัน อุดเชื่อมรอยแตก (Crack Sealing)( อาจจะทําให้รอยแตกเกิดช้าลง)

รอยแตกเป็นตาราง (Block อุดเชื่อมรอยแตก (Seal Cracks) Cracking) การยุบตัวเป็นแอ่ง (Depression) Level-Up Overlay ผิวมวลรวมถูกขัดสีเป็นมัน (Polished Aggregate)

หลุมบ่อ (Pothole) การอัดทะลัก (Pumping) การหลุดร่อน (Raveling) และ การผุพัง (Weathering) ร่องล้อ (Rutting) การบวมตัว (Swell)

เพิ่ม Skid Resistant ทําเซอร์เฟสทรีทเมนต์ (Surface Treatment) Slurry Seal ขุดซ่อมตลอดความหนา (FullDepth Repair) ขุดซ่อมตลอดความหนา (FullDepth Repair) Seal Coat

อุดเชื่อมรอยแตก (Crack Sealing) และ Seal Coat อุดเชื่อมรอยแตก (Crack Sealing) และ Seal Coat Rejuvenating Seal

Level-Up Overlay และ/หรือ Cold Milling การรื้อออกและทดแทน (Removal Paved Shoulder Encapsulation and Replacement)

3.6.3 การออกแบบการเสริมผิวหรือบูรณะผิวทาง การเสื่อมสภาพของโครงสร้างชั้นทางเดิม หมายถึงการลดลงของความสามารถในการรองรับ น้ําหนักจราจร ซึ่งการเสริมผิวหรือการบูรณะผิวทางจะช่วยเพิ่มความสามารถในการรองรับน้ําหนัก จราจรที่จะเกิดขึ้นในช่วงอายุการออกแบบ โดยสภาพโครงสร้างชั้นทางเดิมจะอยู่ในเทอมของ Effective Structural Capacity (SCeff) หรือความสามารถในการรองรับน้ําหนักจราจรของโครงสร้างชั้นทางเดิม โดยรูปที่3-1จะแสดงหลักการทั่วไปของ Structural Deficiency และ Effective Structural Capacity ซึ่งปกติความสามารถของโครงสร้างทางในการรองรับปริมาณจราจร (Structural Capacity) จะลดลง ตามเวลา โดย Effective Structural Capacity (SCeff) สําหรับผิวทางแต่ละชนิด โดยที่ Required Structural Capacity for Future Traffic (SCf) หมายถึงความสามารถของโครงสร้างทางที่ต้องการ เพื่อรองรับปริมาณจราจรที่จะเกิดขึ้นในอนาคต และ Structural Capacity of Overlay (SCol) หมายถึงความสามารถของโครงสร้างชั้นทางที่เพิ่มขึ้นหลังจากมีการเสริมผิวทาง (เช่นSCf –SCeff)


www.yotathai.com

ผิวทางและวัสดุทางง บทที่ 3 หน้ ห า 19

รูปที่ 3-1 การสูญเสียความสามา ย ารถในการรองงรับปริมาณจจราจรของโคครงสร้างชั้นทาง ท (Strucctural Capaacity) ตามเวลาและปริมาณจราจรที า ่เพิ่มขึ้น (AAS SHTO, 19933)

ขั้นตอนนในการออกแแบบความหนนาในการเสริริมผิวทางหรืรือความหนาาชั้นที่จะบูรณะทางมี ณ 8 ขั้นตออนหลัก แสดงงดังรูปที่ 3-22


www.yotathai.com



ขั้นตอนที่ 1 ข้อมูลการออกแบบ และก่อสร้างชั้นทางเดิม

ขั้นตอนที่ 4 การทดสอบการแอ่ น ตัวของผิวทาง

ขั้นตอนที่ 5 การเจาะเก็บตัวอย่าง และการทดสอบวัสดุ

ขั้นตอนที่ 2 ข้อมูลการวิเคราะห์ ปริมาณจราจร

ขั้นตอนที่ 6 การคํ า นวณหา Structural Capacity เพื่อรองรับปริมาณ จราจรในอนาคต ขั้นตอนที่ 7 ก า ร คํ า น ว ณ ห า Effective Structural Capacity ของชั้น ทางเดิม

ขั้นตอนที่ 3 การสํารวจสภาพ ความเสียหาย

ขั้นตอนที่ 8 คํานวณหาความหนา ในการเสริ ม ผิ ว ทาง

หรื อ ความหนาชั้น ที่ทาํ การบูรณะ

รูปที่ 3-2 ขั้นตอนหลักในการออกแบบความหนาในการเสริมผิวทาง

เอกสารอ้างอิง 1. กรมทางหลวง, คู่มือตรวจสอบและประเมินสภาพความเสียหายของผิวทาง.พ.ศ. 2550. 2. The Asphalt Institute,“Thickness Design – Full-Depth Asphalt Pavement

3. 4.

5. 6.

Structures for Highways and Streets”, Manual Series No.1 (MS-1) revised eighth edition, 1970. The Asphalt Institute, “Thickness Design – Asphalt Pavements for Highways and Streets, Manual Series No.1”, 1991. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO),Guide for Design of Pavement Structures 1993. Washington, D.C., 1993. Taesiri Y. and Jitareekul P. “An Engineering Manual for Highway Pavement Design”, Road and Pavement Design Branch, Department of Highways, 2002. Portland Cement Association,Thickness Design for Concrete Highway and Street Pavements, 1984.


www.yotathai.com

เอกสารประกอบการสัมมนา

แนวทางองค์ ้ ระกอบการสอบเลื ่อน น แนวทางองค์ค ความรู วามรูป ประกอบ การสอบเลื่อ ระดั บใบอนุ ใบอนุญ น สาม้ญ ศวกร วกร ระค์บ ญวิวิศ ญาตเป็ าตเปีนสามั

สาขาวิศวกรรมโยธา ---------------------------


บรรยายโดย

ศ.ดร.อมร พิมานมาศ ผศ.ดร.สุนิติ สุภาพ ดร.อาทิตย์ เพชรศศิธร รศ.ดร.สุทศั น์ ลีลาทวีวฒ ั น์ ดร.ภาณุวฒ ั น์ จ้อยกลัด พฤหัสบดีที่ 11 มิถุนายน 2558 ณ ห้องคอนเวนชัน่ ซีดี โรงแรมแอมบาสซาเดอร์ กรุงเทพ

www.yotathai.com

รายชื่อคณะทางาน แนวทางการสอบเลื่อนระดับใบอนุญาต เป็ นสามัญวิศวกร สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา ประธานคณะทางาน นายอมร พิมานมาศ

คณะทางาน นางสาวสุวมิ ล สัจจวาณิชย์ นายจิรวัฒน์ ดาริหอนันต์ นายทศพร ศรีเอี่ ยม นายสุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์ นายบุญชัย แสงเพชรงาม นายวิชา จิวาลัย นายชูลิต วัชรสินธุ์

สภาวิศวกร 487/1 อาคาร ว.ส.ท. ชั้น2 ซอย รามคาแหง 39 (เทพลีลา) แขวงพลับพลา เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท์ 0-2935-6868 โทรสาร 02-935-6695

www.yotathai.com

รายชื่อคณะผูจ้ ดั ทาเอกสาร แนวทางการสอบเลื่อนระดับใบอนุญาต เป็ นสามัญวิศวกร สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา : หมวดวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง

ประธานคณะผูจ้ ดั ทา ศ.ดร.อมร พิมานมาศ คณะผูจ้ ดั ทา ผศ.ดร.สุนิติ สุภาพ ดร.อาทิตย์ เพชรศศิ ธร ผศ.ดร.อานนท์ วงษ์แก้ว รศ.ดร.สุทศั น์ ลีลาทวีวัฒน์ ผศ.ดร.ชยานนท์ หรรษภิญโญ เลขานุการคณะผูจ้ ดั ทา ดร.ภาณุวัฒน์ จ้อยกลัด สภาวิศวกร 487/1 อาคาร ว.ส.ท. ชั้น2 ซอย รามคาแหง 39 (เทพลีลา) แขวงพลับพลา เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท์ 0-2935-6868 โทรสาร 02-935-6695

www.yotathai.com

บทที 3

Reinforced Concrete

คอนกรีตเสริมเหล็ก 1ด£/

ศ.ดร.อมร ‘ศมานม!ศ

ิ ธร สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรน

ดร.ภาณุ วฒน์ จอยกลด

มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

ประกอบการบรรยาย – แนวทางองค์ความรูป้ ระกอบการ สอบเลือนระดับเป็ นสามัญวิศวกร สาขาวิศวกรรมโยธา

พฤหัส บดี ที 11 มิ ถุ น ายน 2558 ณ ห้อ งคอนเวนชัน ซี ดี โรงแรมแอมบาสซาเดอร์ กรุงเทพ

ข้อกําหนดในงานคอนกรีตเสริมเหล็ก

www.yotathai.com

o คาน “คอนกรี ตเสริ มเหล็ ก (คสล.)” ถูกออกแบบให้ (1) คอนกรีตรับ แรงอัด ในขณะที (2) เหล็กเสริมรับแรงดึง เหล็กรับแรงอัด

นําหนักบรรทุก ถูกอัด แรงอัด

แอ่นตัว

แรงดึง

เหล็กรับแรงดึง

ถูกดึง

(กรณีหน้าตัดกลางคาน)

ระนาบหลังการดัด

PYJ

ra

(ๅ

ระนาบก่อนการดัด

cn

ติวอย่างการเสรีมเห ล๊กเพอ ต้าน แรงดัง

o ตัวอย่างการเสริมเหล็กรับแรงดัด (เสริมให้สอดคล้องกับโมเมนต์) w

ผิวรับแรงดึง เหล็กเสริมรับแรงดึง

-

M

ผิวรับแรงอัด w

ผิวรับแรงอัด

ผิวรับแรงดึง

(ก) รับนําหนัก

เหล็กเสริมรับแรงดึง

(ข) การแตกร้าว

+

M

(ค) โมเมนต์ดดั

www.yotathai.com

ทฤษฎีการออกแบบ RC ทัวโลก ล้วนมีปรัชญญาการออกแบบที เหมื อ นกัน ต่ า งกัน ตรงชื อ สัญลัก ษณ์ แ ละสมการการออกแบบ เท่านัน (ให้ค่าต่างกันเล็กน้อย)

ทฤษฎี ที ใช้ใ นการออกแบบตามมาตรฐาน วสท. ซึ งอ้า งตาม อเมริกนั (ACI) คือ

1. 2.

ทฤษฎีหน่วยแรงใช้งาน (Working Stress Method, WSM) ทฤษฎีกาํ ลัง (Strength Design Method, SDM)

ทฤษฎี ห น่ ว ยแรงใช้ง าน (Working Stress Method, WSM) : บางครัง เรี ย ก ว่ า “ ท ฤษ ฎี ยื ด หยุ่ น ( elastic theory)” เนื องจากตั งสมมุ ติ ฐ านว่ า “โครงสร้ า งมี พ ฤติ ก รรมอยู่ ใ นช่ ว ง ยืดหยุน่ ”

นําหนักบรรทุก (Load, P)

P '

จุดวิบตั ิ (failure point))

จุดคราก (yielding point) จุดทียอมให้ (allowable point)

ควบคุมให้พฤติกรรม โครงสร้างอยูใ่ นช่วงนี

การเสียรูป (Deformation, ')

www.yotathai.com

• วิธีนีจะจํากัดไม่ให้หน่ วยแรงทีเกิดขึนในคอนกรีตและเหล็กเสริมเกินค่า หน่ วยแรงทียอมให้ มาตรฐาน D D c

o หน่ วยแรงในคอนกรีต (fc) < Dcf’c o หน่ วยแรงในเหล็กเสริม (fs) < Dsfy

ว.ส.ท 0.45 กฎกระทรวง 0.375

s

0.5 0.5

• ดังนันจึงอนุ มานได้วา่ ตลอดชีวิตของโครงสร้างจะไม่เกิดการแตกร้าวและ มีการเคลือนตัวทีตํา

o วิธีนีวิเคราะห์โครงสร้างใน ช่วงใช้งาน (service stage) นําหนักทีใช้ออกแบบจึงเป็ น นําหนักใช้งาน (working load) คือ

ดังนัน

การรวมแรงเพือออกแบบ (w) : นําหนักคงที (DL) + นําหนักจร (LL) o ใน USA วิธีนีนิยมในช่วง ค.ศ.1900 – ค.ศ. 1970 โดยปั จจุบนั เลิกใช้ แล้ว แต่สาํ หรับเมืองไทยยังเป็ นทีนิ ยมอยูม่ าก

www.yotathai.com

P '

นําหนักบรรทุก (Load, P)

ทฤษฎีกาํ ลัง (Strength Design Method, SDM) ในอดีตเรียกว่า วิธี กําลังประลัย (Ultimate Strength Design, USD) เนื องจากพิจารณา กําลังของโครงสร้าง ณ ภาวะประลัย (ultimate stage)

ควบคุมให้พฤติกรรม โครงสร้างอยูใ่ นช่วงนี

V

จุดวิบตั ิ (failure point) จุดคราก (yielding point) จุดทียอมให้ (allowable point)

การเสียรูป (Deformation, ')

o วิธีนีจะกําหนดให้ “กําลังวิบตั ิของหน้าตัด (capacity, Rn)” ซึงลดค่า แล้วมีค่ามากกว่า “นําหนักบรรทุกทีเพิมค่าแล้ว (overload, Ru)”

tlLคุรt#ใ เเร

Ru <= IRn

แร

wm

ใน'

o เมือ I คือ ตัวคูณลดค่าเนื องจากความไม่แน่ นอน ซึงมาจากความไม่ แน่ นอนของวัสดุและการก่อสร้าง (มีค่าน้อยกว่า 1.0)

www.yotathai.com

o วิธีนีเป็ นการวิเคราะห์ใน ช่วงประลัย (Ultimate stage) ดังนันนําหนักทีใช้ ออกแบบจึงเป็ นนําหนักประลัย (Ultimate load, wu) ซึงสมมุติโดยการเพิมค่า (overload) นําหนักบรรทุกในช่วงปรกติ การรวมแรงเพือออกแบบ (wu) : JDLxนําหนักคงที (DL) + JLLxนําหนักจร (LL)

o ในอเมริกาเริมใช้ตงแต่ ั ค.ศ. 1970 จนถึงปั จจุบนั

มาตรฐาน ว.ส.ท กฎกระทรวง ACI318-11

+

กฎกระทรวงฉบับที 55 (พ.ศ. 2543)

- นําหนักบรรทุก - ระยะร่นของอาคาร - การรวมแรง - รูปทรงอาคาร ฯ - หน่ วยแรงทียอมให้ ฯ เป็ นการสร้างขอบเขตโดยกว้าง ไม่ได้ระบุถึง ขันตอนการคํานวณ หรือสมการทีใช้ออกแบบ

JLL

1.4 1.7 1.2

1.7 2.0 1.6

กล่าวโดยรวมและอ้าง กฎหมายลูก

พระราชบัญญัติควมคุมอาคาร พ.ศ.2522

กฎกระทรวงฉบับที 6 (พ.ศ. 2527)

JDL

+

กฎกระทรวงฉบับปี พ.ศ. 2550 - แผ่นดินไหว

เทศบัญญัติ เช่น บัญญัติ กทม.

www.yotathai.com

กฎกระทรวง ฉบับที 6 การรวมแรง+กําลังวัสดุ

♦

__

วิธีในการคํานวณแรง/หน่วยแรง สามารถใช้ ว.ส.ท., ACI, AASHTO, BS หรือมาตรฐานใดๆ J �

*

กฎกระทรวง ฉบับที 6 ตรวจสอบการโก่งตัวหรือหน่วย แรงทีเกิดขึน

กฎกระทรวง ฉบับที 6 กล่าวถึงหลักการใน การออกแบบอย่ า งคร่ า วๆ เช่ น นํ าหนั ก บรรทุ ก หน่ ว ยแรงที ยอมให้ห รื อ การรวม นําหนักบรรทุก เท่านัน สํ า หรั บ ขั นตอนการออกแบบ (design procedure) กฎหมายเปิ ดโอกาสให้วิศวกร ใช้ม าตรฐานใดๆก็ ไ ด้ เช่ น “มาตรฐาน ว.ส.ท., AASHTO (สะพานของอเมริกนั ), BS (อังกฤษ) หรือ EURO-code (ใช้ในยุโรป)”

หน่วยนําหนักของคอนกรีต (unit weight, Jc) • คอนกรีตมีหน่ วยนําหนัก (Jc) ปรกติประมาณ 2400 กก./ม.3 • กรณีของ RC ยังคงใช้ค่าดังกล่าวในการออกแบบ 1.0 ม.

• ตัวอย่าง

คาน RC ขนาด 0.3x0.5 ม. ยาว 8 ม. จงคํานวณนําหนักคาน

• วิธีทาํ

นําหนัก (W) = (0.3x0.5x8)x2400 = 2,880 กก.

2,400

กก.

www.yotathai.com

กําลังอัดประลัย (ultimate compressive strength, f’c) • มาตรฐาน วสท. พิ จ ารณากํ า ลั ง อั ด ประลั ย ของคอนกรี ต เพื อใช้ใ นการ คํานวณกําลังของ RC จากผลการ ทดสอบที 28 วัน ของ ชินทดสอบรูป ทรงกระบอกมาตรฐานทีมี ขนาดเส้น ผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. สูง 30 ซม. • ใช้สญ ั ลักษณ์ f’c ในการคํานวณ

Compressive stress (fc) กก./ซม.2 (ksc)

ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงอัด (fc) และความเครียด (Hc)

Stress-strain curves

Strain (Hc)

www.yotathai.com

Ec

คํานวณจากความชันของส่วนที เป็ นเส้นตรงช่วงแรกๆ จาก stressstrain curve ของคอนกรีตทีรับแรง กดตามแนวแกน

ค่ า นี ป ระมาณได้ย ากกว่า กรณี ข อง เหล็กเสริม เนื องจาก curve ของ concrete มีลกั ษณะเป็ นเส้นโค้ง

Es

Ec

o คํานวณได้จากการวาดเส้นตรงสัมผัสกั บ stress-strain curve ของคอนกรีต หรือ Ec = fc/Hc o มีหลายวิธีในการร่างเส้นตรงดังกล่าว o มาตรฐาน วสท. (วิธีกาํ ลัง) แนะนํ าค่า EC สําหรับ normal concrete ซึงคํานวณจาก secant modulus ดังนี o Ec = 15,100*sqrt(f’c) หน่ วย ksc

www.yotathai.com

กา ลิง ริบแรง ดิงของ

msA 8g)

o ยากที จะวั ด กํ า ลั ง ดึ งของ คอนกรี ต เนื องจากยึ ด จั บ ชิ น งานได้ย าก โดยพบว่ า มี ค่ า ประมาณ 8-15% ของ กําลังรับแรงอัด o อ ย่ า ง ไ ร ก็ ดี นิ ย ม ใ ช้ วิ ธี โมดู โม ดูลล้"ั สส แตกร้ แตก ร้า ว (modulus (modulus re ในการคํานวณ of rupture)

500

400

o

300

I (/)

200

100

0

ลักษณะต่างๆของเหล็กข้ออ้อย

fo

www.yotathai.com

มี 2 ชันคุณภาพ คือ

สําหรับ เหล็กเส้นกลม (Rounded Bar, RB) - เรียก SR24 มี fy = 2,400 กก./ซม.2

เหล็กทีผลิตในประเทศไทย

สําหรับ เหล็กข้ออ้อย (Deformed Bar, DB) - เรียก SD30 มี fy = 3,000 กก./ซม.2 - เรียก SD40 มี fy = 4,000 กก./ซม.2 - เรียก SD50 มี fy = 5,000 กก./ซม.2

กําลังดึง (fy) - ksc

• ค่า Es ซึงแนะนําโดย วสท. เท่ากับ 2,040,000 กก./ซม.2

การทดสอบแรงดึงของเหล็ก เสริมด้วยเครือง UTM

Tensile strength Yield strength

www.yotathai.com

การออกแบบที แนะนํ า โดย ว.ส.ท. แนะนํ า ให้จํา กั ด ค่ า หน่ วยแรงดึ งที เกิ น ไปจาก fy ให้เท่ากับ fy เท่านัน ถ้า หาก

Hs < Hy

Hs > Hy

fs

เส้นกราฟจริง (Actual) fy

ใช้ fs = HsEs ใช้ fs = fy

เส้นกราฟออกแบบ (Idealized)

Es 1

Hs Hy

f y /Es

ความสัมพันธ์ระหว่าง stress-strain curve ของเหล็กเสริมในการออกแบบ

Code RB6

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.) 6

เส้นรอบวง (ซม.) 1.87

นําหนัก (กก./ม.) 0.22

พืนที (ซม.2) 0.28

RB9

9

2.83

0.50

0.64

RB12

12

3.77

0.89

1.13

RB15

15

4.71

1.39

1.77

RB19

19

5.97

2.23

2.84

RB25

25

7.86

3.85

4.91

www.yotathai.com

Code

เส้นรอบวง (ซม.)

DB10

เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.) 10

พืนที (ซม.2)

3.14

นําหนัก (กก./ม.) 0.62

DB12

12

3.77

0.89

1.13

DB16

16

5.03

1.58

2.01

DB20

20

6.28

2.47

3.14

DB25

25

7.85

3.85

4.91

DB28

28

8.80

4.83

6.16

DB32

32

10.05

6.31

8.04

หน่วย 2

องค์อาคารรับแรงดัด

0.79

www.yotathai.com

ทีภาวะประลัย (Ultimate stage) ผิวด้านรับแรงอัดจะเกิดหน่ วยแรงสมมุติเป็ นรูป กล่อง (stress block) ในขณะผิวรับแรงจะถ่ายแรงไปสู่เหล็กเสริม โดยไม่คิดว่าคอนกรีตสามารถรับ แรงดึงได้

o รอยแตกร้า วประเภทนี จะเกิ ด ตังฉากกับแนวขององค์ อาคาร โดยรอยร้า วที มี ค วามกว้า งสู ง สุ ด จะเกิ ด ที ตําแหน่ งทีเกิดโมเมนต์ดดั สูงสุด

IMn = IAsfy(d – a/2)

หรือ I0.85fccab(d-a/2)

โดยต้องตรวจสอบ IMn > Mu

Mpos

Mneg

www.yotathai.com

รูปแบบการวิบิตเนื่องจากการดํด Ductile mode – เหล็กครากก่อนคอนกรีตพัง

Brittle mode – คอนกรีตพังก่อนเหล็กคราก

Under-reinforced section er-

erOver-reinforced section

o ป้องกันั โดยใส่ โ ใ ่เหล็็กไม่ ไ ม่ ากเกิินไป Ureq ((= As,req/bd)) < 0.75Ub ((ACI318-99)) : I = 0.9

พฤติกรรมการด้ด ะ ออกแบบหน้าตัดต้องแน่ ใจว่ามีความเหนี ยวเพือความปลอดภัย/ductile/under-reinforced พฤติกรรมเปราะ (Brittle)

พฤติกรรมเหนี ยว (Ductile) แม้กาํ ลังจะขึนสูงสุดแต่ยงั คงรักษากําลังไว้ได้

Moment entt-curvature (M ((MM--M) คือ กราฟทีบอกพฤติ ฤ กรรมของ หน้าตัดั RCC ตังแต่เกิดจจนนวิบตั ิ Curvature, (1/in.)

www.yotathai.com

5000

• • • X,

Jrf’ ค่า Mn เปลียนแปลงน้อย

Under-reinforced section

••• •

หากหน้าตัดเป็ น URS แล้ว - แม้เพิม fcc, b หรือ Acs แล้ว Mn ก็ไม่เพิมมาก - แต่หากเปลียน fy หรือ d แล้วหน้าตัดจะเหนี ยวน้อยลง 0.0005

0.001

0.0015 Curvature, <1> (1/in.)

o หากหน้าตัดเป็ น URS แล้ว หากเพิม Uc = Acs/bd จะมีส่วนช่วยเพิม กําลังดัดหรือ Mn ได้ (เล็กน้อย) โดยเฉพาะอย่างยิงความเหนี ยว

ใส่เหล็กน้อย โดยทัวไป ใส่ประมาณ 2.0%

0.002

0.0025

www.yotathai.com

พฤติกรรมเหนียว (Ductile)

พฤติกรรมเปราะ (Brittle)

o หากหน้าตัดมีพฤติกรรมแบบเปราะ การเสริม Acs สามารถช่วยเพิมความเหนี ยวได้

เมือทราบ Mu ให้ประมาณหน้าตัด/เหล็กเสริม (รู ้ U = As/(b·d)) หลังจากนันคํานวณ IMn ตาม singly reinforced section แม้วา่ จะ เสริมเหล็กเสริมรับแรงอัด (conservative design)

กรณี URS, (U < Ub) : Mn = Asfy(7/8)d

กรณี ORS, (U > Ub) : Mn = 0.33f'cbd2 เมือ Ub = 0.456f'c/fy ตรวจสอบ IMn > Mu เมือ I = 0.9

www.yotathai.com

ACI318-11

วสท.1008-38 (วิธีกําลัง)

10.5 — Minimum reinforcement of flexural members

ก) หน้าตัดั ใดๆขององค์ ใ อ์ าคารรับั แรงดัดั ยกเว้น ข้อ (ข) และแผ่ น พื น ซึ งเหล็ ก เสริ ม รั บ โมเมนต์บ วกที ได้จากการวิเคราะห์ ต้อ งมี อัตราส่วน U ไม่น้อยกว่า Umin = 14/fy ใน คานรูปตัว T หรือตง ซึงตัวคานเป็ นส่วนรับ แรงดึง ให้ใช้ความกว้างของตัวคาน ในการ คํานวณหาอัตราส่วน U

— At every section of a flexural member where tensile reinforcement is required by analysis, except as provided in 10.5.2, 10.5.3, and 10.5.4, As provided shall not be less than that given by \

10.5.1

fiM

A.m,ท=ÿ 14

and not less than ~7~

ry

.

แผนพื้น

(1CK3)

,

Dw°

— For statically determinate members with a flange in tension, Asmjn shall not be less than the value given by Eq. (10-3), except that bw is replaced by either 2bw or the width of the flange, whichever is smaller.

10.5.2

10.5.3 — The requirements of 10.5.1 and 10.5.2 need not be applied if, at every section, As provided is at least one-third greater than that required by analysis.

ข) อีกทางหนึ ง เนื อทีเหล็กเสริมทีให้ใช้สาํ หรับ ทุกหน้าตัดทีรับโมเมนต์บวกหรือลบ ต้องมี ปริมาณไม่น้อยกว่า 1.33 เท่ าของค่าที ได้ จากการวิเคราะห์

แรงยึดเหนียว และรายละเอียดเหล็กเสริม

www.yotathai.com

o ระยะฝังขึนอยูก่ บั - กําลังรับแรงอัดของคอนกรีต - กําลังครากของเหล็กเสริม - ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กเสริม o ระยะฝั งของเหล็ กเสริมรับแรงดึงจะแตกต่างจากเหล็ กเสริ ม รับแรงอัด โดยระยะฝั งของเหล็กเสริมรับแรงดึงจะมีระยะฝั ง ยึดมากกว่าระยะฝังของเหล็กเสริมรับแรงอัด

จาก ACI สมการของระยะฝังสามารถหาได้จากสูตร ld

หรือ

และ

ld db

2.88 f y DEJO db 10 fcc ( Cb K tr ) db DEJO 2.88 f y 10 fcc ( Cb K tr ) db

Cb K tr d 2 .5 db

eq-1.1 eq-1.2 eq-1.3

www.yotathai.com

เมือ ํ า 30 ซม. Od = ระยะฝัง – ต้องไม่ตากว่

db = ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กเสริม D, E, J

และ O คือ ค่าสัมประสิทธิตําแหน่ งของเหล็กเสริม,การ เคลือบผิวเหล็ก, ขนาดของเหล็กเสริมและชนิ ดของคอนกรีต

o ตาม ACI สมการ (1.1 -1.3) คือค่าสัมประสิทธิทีขึนอยูก่ บั ตําแหน่ งของเหล็กเสริม o เหล็กเสริมบนคือเหล็กเสริมตามแนวนอนทีมีคอนกรีตเทอยู่ ใต้เหล็กมากกว่า 30 ซม. o โดยปกติเนื องจากการเทคอนกรีตและการจีคอนกรีตทําให้มี ฟองอากาศและนําอยูใ่ ต้เหล็กเสริมบนทําให้ไม่เกิดแรงยึด เหนี ยว

www.yotathai.com

o การสูญเสียแรงยึดเหนี ยวทําให้ตอ้ งมีระยะฝังมากขึน o โดย

D = 1.3 สําหรับเหล็กเสริมบน D = 1.0 สําหรับเหล็กอืนๆ

Top steel bars > 30 ซม.

Concrete

o บางครังเหล็กเสริมทีใช้มีการเคลือบอีพ็อกซีเพือป้องกันการกัด กร่อน โดยการเคลือบอีพ็อกซีทาํ ให้สญ ู เสียแรงยึดเหนี ยวและแรง เสียดทานทําให้จาํ เป็ นต้องมีระยะฝังเพิมมากขึน o E = 1.3 o E = 1.2 o E = 1.0

สําหรับเหล็กเสริมทีเคลือบอีพ็อกซีซึงทีมีคอนกรีตหุม้ ไม่เกิน 3db หรือระยะห่างต้องไม่เกิน 6db สําหรับเหล็กเสริมทีเคลือบอีพ็อกซีกรณีอืนๆ สําหรับเหล็กเสริมทีไม่เคลือบ

o เมือ db คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเสริม

www.yotathai.com

o ค่าสัมประสิทธิของขนาดของเหล็กเสริม J = 0.8 สําหรับเหล็กทีมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 20 มม. J = 1.0 สําหรับเหล็กทีมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. ขึนไป

o คอนกรีตมวลเบามีค่ากําลังรับแรงดึงตํากว่าคอนกรีตธรรมดาจึง จําเป็ นต้องมีระยะฝังเพิมมากขึน จาก สมการ 1.1-1.3, ค่า O คือ ค่าสัมประสิทธิ สําหรับคอนกรี ตมวลเบาเนื องจากค่าความ ต้านทานแรงดึงในคอนกรีตประเภทนี มีค่าตํา O = 1.3 O = 1.76(fcc)0.5/fct > 1.0

O = 1.0

คอนกรีตมวลเบา เมือทราบหน่ วยแรงดึง (fct) ของคอนกรีต สําหรับคอนกรีตปรกติ

www.yotathai.com

o จาก ACI ,Cb เป็ นค่าสัมประสิทธิของระยะ หุม้ คอนกรีตโดยใช้ค่าน้อยระหว่าง

X1 X2

o ระยะจากศูนย์กลางเหล็กเสริมถึงผิวด้าน นอกของคอนกรีต (X1) และหรือ 1/2 เท่า ของระยะห่างระหว่างเหล็กเสริม (X2)

o เหล็กปลอกจะทําให้มีการโอบรัดช่วยต้านทานการแยกตัวของ คอนกรีต ซึงพิจารณาเป็ นตัวคูณ Ktr ดังนี Ktr = Atrfyt/(100·s·n) s n Atr fyt

Eq 1-4

= ระยะเรียงของเหล็กปลอก (ซม.) = จํานวนเหล็กเสริมทีต้องการคํานวณระยะฝังตามแนวปริ = พืนทีหน้าตัดรวมของเหล็กปลอก (ซม.2) = ค่ากําลังครากของเหล็กปลอก (กก./ซม.2)

www.yotathai.com

o ระยะฝั งของเหล็ กรับแรงอัดจะน้อยกว่าเหล็ กรับแรงดึง เนื องจาก การโอบรัดของเหล็กปลอก จะช่วยต้านทานการเกิดรอยแตกและ มีโอกาสน้อยในการลืนหลุด

o ACI กําหนด ความยาวระยะฝังของเหล็กทีรับแรงอัดจาก ldc = 0.08fydb/(fcc)0.5

o อย่างไรก็ตามความยาวระยะฝังดังกล่าวต้องไม่น้อยกว่า

ld = 0.044fydb > 20 ซม. o ทังนี สามารถลดความยาวของระยะฝั งได้เช่นเดียวกับระยะฝั งของ เหล็กรับแรงดึง ด้วยตัวคูณ Rd o เมือ Rd = As,req/As,pro

www.yotathai.com

o เมื อจํ า นวนเหล็ กเสริ ม มี ป ริ ม าณมาก สามารถจั ด ให้เ หล็ ก เสริ ม มากระจุ ก ตั ว รวมกันได้ (bundled bars) ตาม ACI มี ข้อกําหนดสําหรับ bundled bars (เช่น bundled 2, 3 และ 4 เส้น o ในกรณีที bundled bars สามารถคํานวณ เปรี ย บเที ย บกับ เหล็ ก เสริ ม แบบเดี ยวได้ นอกจากนี จะไม่ มี ก ารเลื อนหลุ ด ของ คอนกรีตทีอยูร่ ะหว่าง bundled bars.

o ระยะฝั งสําหรับเหล็กทีมัดเป็ นกําจะมากกว่าเมือเปรี ยบเทียบกับ ระยะฝังของเหล็กเสริมทีไม่ได้มดั o การคํานวณระยะฝั งของเหล็กเสริม bundled คํานวณจากระยะฝังแบบเหล็กเสริมเดียวได้

bar

สามารถ

o ตาม ACI ระยะฝังสําหรับ 3 และ 4 bundled bars จะต้องคูณ 1.20 และ 1.33 ของระยะฝังทีคํานวณตามแบบเหล็กเสริมเดียว

www.yotathai.com

การคํานวณ “db”, สามารถดูตวั อย่างได้ตามรูป

db

db

db

o การทําของอมีความจําเป็ นเมือทีว่างของโครงสร้างไม่ส ามารถให้ ระยะฝังได้เพียงพอ o กรณีการของอแบบ 90 องศา, 135 องศาและ 180 องศา จะต้องมีระยะฝังขันตําตามที ACI กําหนด

www.yotathai.com

o ตาม ACI การงอขอต้องมีขนาดตามข้อกําหนดและมีความยาว พอเพียง โดยข้อควรระวัง คือ (1) การเลือนหลุดของคอนกรีต บริเวณทีของอ (2) การแตกของคอนกรีตในบริเวณทีของอ

o ระยะฝังสําหรับการข้องอ 90 และ180 องศา สามารถคํานวณ ได้จากสมการ ldh = 0.08Ofydb/(f’c)0.5

o การคํานวณระยะฝัง ldh สามารถลดค่าได้ตาม เงือนไขทีกําหนดใน ACI o ในทุกกรณีระยะฝังต้องมีค่าไม่น้อยกว่า (1) 15 ซม. หรือ (2) 8 เท่าของขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเหล็กเสริม

www.yotathai.com

o ค่าสัมประสิทธิสําหรับ standard hooks (ldh) ขึนอยู่กบั ค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น (1) ระยะหุม้ (covering) (2) การ โอบรัด (Confining) และ (3) องศาในการงอขอ ดังนี

o ระยะฝัง ldh สามารถคูณด้วยสัมประสิทธิลดทอนได้เมือใช้เหล็ก เสริมมากกว่าปริมาณทีคํานวณได้ ด้วย Rd เมือ Rd = As,req/As,pro < 1.0

o ระยะหุม้ : กรณีใช้เหล็กทีมีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่า DB36 และ งอขอ 90o โดยมี (1) ระยะหุม้ ด้านข้างไม่น้อยกว่า 6 ซม. และ (2) ระยะหุม้ ด้านบนของอไม่น้อยกว่า 5 ซม. ให้คณ ู ldh ด้วย 0.7 ในกรณี ระยะหุม้ ที น้อยกว่า ที กําหนด ต้องเพิ ม เหล็กปลอก โดยเมื อเพิ มแล้ว (ดูหัวข้อ ต่อไป) ให้คณ ู ได้เพียง 0.8

www.yotathai.com

o การโอบรัด : กรณีใช้เหล็กทีมีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่า DB36 และงอขอ 90o (ไม่สนเรืองระยะหุม้ ) และรัดรอบด้วยเหล็กปลอก ไม่วา่ จะ (ก) ตังฉาก หรือ (ข) ขนาน โดยทีเหล็กปลอกดังกล่าว มีระยะเรียงไม่เกิน 3db ให้คณ ู ldh ด้วย 0.8 1

—

(r

r<

-

1

L >3

_

H

J

(ก) ตังฉาก

4- า 1/2 Tail of ho )k (incl. ben d)

I

I E

r'u

+ 2d,. J.

t

!

K -

"

J

(ข) ขนาน

o ทีรอยต่อทาบของเหล็กเสริมจะเกิดการ ถ่ายแรงจากเหล็กเสริมไปยังเหล็กเสริม อีกเส้น o เหตุผลทีต้องมีการต่อทาบ: 1. ความยาวของเหล็กเสริมมีจาํ กัด 2. การเปลียนขนาดเหล็กเสริม 3. จุดต่อเพือความสะดวกในการก่อสร้าง. ตาม ACI, เป็ นหน้าทีของผูอ้ อกแบบทีตอ้ งให้รายละเอียดการต่อทาบเหล็กเสริม และกําหนดลงในแบบ ทังนี โดยทัวไปเหล็กเสริมมีความยาว 10 เมตร

www.yotathai.com

o การต่ อทาบเป็ นวิธี ทีง่ายและประหยัดที สุ ดแต่ การต่ อทาบไม่ อนุ ญาตให้ใช้สาํ หรับเหล็กทีมีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่า DB 36 o ที จุดต่ อทาบหน่ วยแรงจะถูกถ่ ายแรงและหน่ วยแรงยึด เหนี ยว อาจจะทําให้คอนกรีตเกิดการแยกตัว

o กรณี ที จุ ดต่ อทาบจะทําให้มี การกระจุ ก ตัวของเหล็ ก เสริ ม จํานวนมาก การต่อแบบเชือมก็สามารถใช้ได้ o การต่ อแบบเชือมจะช่ วยให้ห น่ วยแรงสามารถถ่ ายแรงได้ ดีกว่าการต่อแบบทาบปรกติ แต่การต่อทาบแบบนี จะทําให้ ค่าก่อสร้างมีราคาแพงขึน

www.yotathai.com

o การต่อทาบจะต้องไม่ต่อทาบในตําแหน่ งทีเกิดค่าหน่ วยแรงดึง สูงสุด และการต่อควรต่อสลับไขว้ฟันปลาดังรูปด้านล่าง

o ตาม ACI สําหรับ bundled bars การต่อทาบให้เพิมระยะทาบ 1.2 เท่าและ 1.3 เท่าสําหรับ bundled bars มัดละ 3 และ 4 เส้นตามลําดับ

o หลีกเลียงปริมาณเหล็กทีมากเกินไปบริเวณจุดต่อ o ตาม ACI การต่อทาบรับแรงดึงจะมี 2 แบบ

1. การต่อแบบ A Type ความยาวระยะต่อทาบ= ระยะฝังรับแรงดึง 2. การต่อแบบ B Type ความยาวระยะต่อทาบ = 1.3 X ระยะฝังรับแรงดึง แต่ตอ้ งไม่น้อยกว่า 30 cm

www.yotathai.com

o การจําแนกชันคุณภาพของการต่อทาบ As,pro/As,req

> 2.0 < 2.0

ปริมาณสูงสุดของเหล็กเสริมทีต่อทาบกัน ภายในความยาวระยะทาบ 50% 100% CLASS A CLASS B CLASS B CLASS B

ACI กําหนดให้การต่อทาบแบบรับแรงอัดให้ขนึ อยูก่ บั ขนาดของ เหล็กเสริมและชนิ ดของเหล็กเสริม 20 เท่าของขนาดเหล็กเสริมและ fy = 2400 ksc 30 เท่าของขนาดเหล็กเสริมและ fy = 4000 ksc 44 เท่าของขนาดเหล็กเสริมและ fy = 5000 ksc

และในทุกกรณีระยะต่อทาบจะต้องไม่น้อยกว่า 30 ซม.

www.yotathai.com

ตําแหน่ งหยุดเหล็กตามACI แสดงไว้ดงั รูปด้านล่าง

For Compression When bottom bars are used as compression reinforcement

(a) คาน ต่อเนืองช่วงใน (Continuous-Interior spans) งอขอ ถ้าจ่าเป็น

เหล็กเสริมตานทานqณหภูมิ

20 mm.

h— 0.251

clear

.

0.31

-พ-พ-

—m

7

1 50 mm.

I 0

■

TmrT1�รา

. . .1

ทร็กเสรํมยํ่นเข่าไปใน นรองร้บ ตัว'ร่มทงหมด

-V--rพ-

ร!

— คท� t_

ทุ-ม 20

0.

(คอน่กธุ ตล*วน)

1 50 mm.

1/4

1ก = clear span (b) คานต่อเนื่องช่วงริม (Continuous-End spans) หมายเหตุ: ราย ละเอียดเหล็กเสริมใน กรณีออกแบบรับแรงในแนวดิ่ง (Gravity load) เท่า1นั้น

ของเหล็กเสริมรับ M*

www.yotathai.com

ภาวะใช้งานของโครงสร้าง

ACI 318-99 สนใจตรวจสอบภาวะใช้งานของ โครงสร้างอยู่ 2 ส่วน คือ

(1) การแอ่นตัวทีเกิดขึนต้องไม่มากเกินไป (Limit of Deflection)

(2) รอยร้าวที เกิ ดขึ นต้อ งไม่ มีม ากเกิ น ไป (Limit of crack width)

www.yotathai.com

การโก่ ง ตั ว ที ภาวะใดๆที เกิ ด ขึ น ต้ อ งมี ค่ า ไม่ เ กิ น ก ว่ า ค่ า ที มาตรฐานกําหนด (ตาราง 4205 (ข), วสท 1008-38) ชนิดขององค์อาคาร

ระยะแอ่นทีพิจารณา

หลัง คาราบซึ งไม่ ร องรับ หรื อ ไม่ ติ ด กับ ระยะแอ่นตัวทีเกิดขึนทันทีเนื องจาก ชินส่วนทีไม่ใช่โครงสร้าง ซึงคาดว่าจะเกิด นําหนักบรรทุกจร ความเสียหายเนื องจากการแอ่นตัวมาก

พิกดั ระยะแอ่น

L*/180

L คือ ความยาวช่วง

* พิกัดนี ไม่ได้ใช้เพือป้องกันการเกิดแอ่งนําเนื องจากการแอ่นตัว ควรตรวจสอบการเกิดแอ่งนําเนื องจาก การแอ่นตัวด้วย วิธีการคํานวณหาระยะแอ่นทีเหมาะสม โดยให้รวมถึงระยะแอ่นทีเพิมขึนเนื องจากนําใน แอ่ง และผลของนําหนั กบรรทุกค้างทังหมดทีกระทําเป็ นเวลานาน ความโค้งหลังเต่า ความคลาดเคลือน ในการก่อสร้าง และความเชือถือได้ของข้อกําหนดสําหรับการระบายนํา



พืน ซึ งไม่ ร องรับ หรือ ไม่ ติด กับ ชิ น ส่ ว นที ระยะแอ่นตัวทีเกิดขึนทันทีเนื องจาก ไม่ ใ ช่ โ ครงสร้า งซึ งคาดว่ า จะเกิ ด ความ นําหนักบรรทุกจร เสียหายเนื องจากการแอ่นตัวมาก


L/360

www.yotathai.com




หลั ง คาหรื อ พื น ซึ งรองรั บ หรื อ ติ ด กั บ ชินส่วนทีไม่ใช่โครงสร้าง ซึงคาดว่าจะเกิด ความเสียหายเนื องจากการแอ่นตัวมาก หลั ง คาหรื อ พื น ซึ งรองรั บ หรื อ ติ ด กั บ ชินส่วนทีไม่ใช่โครงสร้าง ซึ งคาดว่าจะไม่ เกิ ด ความเสี ย หายเนื องจากการแอ่ น ตั ว มาก

ส่ ว นของระยะแอ่ น ตั ว ทั งหมดที เกิดขึนหลังจากการยึดกับชิ นส่วนที ไม่ใ ช่ โ ครงสร้า ง (ผลรวมของระยะ แอ่ น ที เพิ มขึ น ตามเวลา เนื องจาก นํ าหนั ก บรรทุ ก ทั งหมดและระยะ แอ่นทีเกิดขึนทันทีเนื องจากนํ าหนั ก บรรทุกจรทีเพิมขึน) #

L$/480

L%/240

การโก่ ง ตั ว ที ภาวะใดๆที เกิ ด ขึ น ต้ อ งมี ค่ า ไม่ เ กิ น ก ว่ า ค่ า ที มาตรฐานกําหนด (ตาราง 4205 (ข), วสท 1008-38)

$ พิกัดนี อาจยอมให้เกินได้ ถ้ามีมาตรการป้องกันความเสียหายทีเกิดขึนต่อชินส่วนทีรองรับหรือยึด ติดกันอย่างพอเพียง # ระยะแอ่นตัวทีเกิดขึนตามเวลา ต้องคํานวณให้สอดคล้องกับ 4205 (ข) 5 แต่อาจจะลดได้ดว้ ยค่า ระยะแอ่ นทีคาํ นวณได้ก่อนการยึดติดของชินส่วนทีไม่ใช่โครงสร้าง ค่านี ต้องคํานวณบนพืนฐานของ ข้อมูลทางวิศวกรรมที ยอมรับ ซึ งสัมพันธ์กับคุณลักษณะของการแอ่นตัวตามเวลาขององค์ อาคารที คล้ายคลึงกับองค์อาคารทีพิจารณา % แต่ตอ้ งไม่มากกว่าความคลาดเคลือนทีให้ไว้สาํ หรับชินส่วนทีไม่ใช่โครงสร้าง พิกัดนี อาจยอมให้เกิน ได้ถา้ มีการเผือความโค้งหลังเต่า โดยทีระยะแอ่นทังหมดลบด้วยความโค้งหลังเต่าแล้วต้องไม่เกินค่า พิกัดในตาราง

www.yotathai.com

สามารถคํานวณโมเมนต์อนั ดับที 2 ของหน้าตัดสีเหลี ยมกว้าง b b และลึก h ได้จาก Ig = (1/12)bh3

h

x

ตัวอย่าง 1 หน้าตัดกว้าง (b) = 30 ซม. ลึก (h) = 60 ซม. จงคํานวณ Ig รอบแกน x ดังแสดง วิธีทาํ จากสูตร Ig = (1/12)(30)(60)3 = 540000 ซม.4

Icr

N.A.

กรณีทีหน้าตัดเกิดรอยร้าว เราจะใช้ สมมุติฐานว่า คอนกรีตใต้แนวแกน สะเทิน (N.A) หรือเหนื อขอบของ รอยร้าว ไม่สามารถรับแรงดึงได้

การคํานวณตําแหน่ งของแกนหมุ น ซึงวัดจากผิวรับแรงอัดทีเรี ยกว่า kd และ Icr จะใช้ วิธีหน้าตัดแปลง (Transformed section method)

ส่วนไม่รา้ ว

kd ขอบของรอยร้าว เหล็กเสริมรังแรงดึง

ส่วนร้าว

แรงดึง

แรงอัด

เหล็กเสริมรังแรงอัด

www.yotathai.com

กรณีทีเสริมเหล็กรับแรงอัดซึงมีพืนทีเท่ากับ Acs การคํานวณ kd และ Icr ใช้หลักการเดียวกับกรณีเสริมเฉพาะเหล็กเสริมรับแรงดึง

โดย Aeq = 2nAcs เมือคิดผลของ creep & shrinkage แต่ไม่ พิจารณาการแทนทีของเหล็กเสริมในเนื อคอนกรีต

หรือ = (2n-1)Acs เมือคิดการแทนทีของเหล็กเสริม

หรือ = (n-1)Acs เมือไม่คิดผลของ creep & shrinkage

หรือเพือความสะดวก อาจใช้ = nAcs

การกระจายตัวของ ความเครียด (strain, H) และ หน่วยแรง (stress, fc) ณ ภาวะใช้งาน (สมมุติวา่ คอนกรีตร้าว) แสดงดังรูป Hc(comp.)

b

H’s

d’ A’s

fc(comp.) kd N.A

h

d

d-kd

As Hs = Hc(tens.)

หน้าตัด

ความเครียด

fs

fc(tens.)

หน่วยแรง

f’s

www.yotathai.com

จงคํานวณ kd และ Icr สําหรับหน้าตัดในตัวอย่าง 2 เมือเพิมเหล็ก เสริมรับแรงอัดเท่ากับ 2DB20 ที dc = 5 ซม. 30

Aeq = 50.52

5 kd

N.A. 55- kd

วิธีทาํ คํานวณพารามิเตอร์ทีเกียวข้อง Aceq = nAcs = 8.07(2)(p/4)(2)2 = 50.52 ซม.2

Aeq = 76.02

หน้าตัดแปลงแบบคอนกรีตล้วน

คํานวณโมเมนต์พนื รอบแนว kd (b)(kd)(kd/2) + Aceq(kd-dc) = Aeq(d-kd) แทนค่า (30)(kd)(kd/2) + 50.52(kd-5) = 76.02(55-kd) แก้สมการจะได้ kd = 13. 48 ซม.

www.yotathai.com

คํานวณโมเมนต์เฉือยร้าว (Icr) รอบแกน kd

Icr = (1/3)(b)(kd)3 + Aceq(kd-dc)2 + Aeq(d-kd)2 แทนค่าจะได้ Icr = (1/3)(30)(13.48)3 + 50.52(13.48-5)2 + 76.02(55 – 13.48)2 = 159,179.14 ซม.

ตามทีอธิบายไปแล้วข้างต้นในคาน 1 ตัวจะมีทงั Ig และ Icr ดังนัน ACI จึงเสนอค่าโมเมนต์ความเฉื อยประสิทธิ ผล (Effective moment of inertia, Ieff) เพือใช้ในการคํานวณการแอ่นตัว

ค่า Ieff มีค่าระหว่าง

Ig > Ieff > Icr และมีค่าเท่ากับ

Ieff = {(Mcr/Ma)3Ig + [1 – (Mcr/Ma)3]Icr} <= Ig …(10)

เมือ และ

Mcr = fcrIg/c Ma = โมเมนต์ ณ ตําแหน่ งทีต้องการคํานวณการแอ่นตัว

www.yotathai.com

ตาม 4205 (ข) 5 ของ วสท. 1008-38 ระบุวา่ หากไม่ได้ ทําการวิเคราะห์อย่างละเอียด การแอ่นตัวระยะยาว (Long term deflection) ซึงเกิดจาก creep & shrinkage สามารถ คํานวณจากการคูณ O กับการแอ่นตัวซึงเกิดจากนําหนัก บรรทุกคงค้าง เมือ O = ]/(1 + 50U’)

…(11)

เมือ Uc = Acs/(bd) ทีกึงกลางช่วงคาน

เมือ ] ขึนอยูก่ บั ระยะเวลาทีพิจารณา มีค่าดังต่อไปนี 5 ปี หรือมากกว่า..................................... 12 เดือน...................................................... 6 เดือน................................................... 3 เดือน...................................................

2.0 1.4 1.2 1.0

www.yotathai.com

สําหรับคานต่อเนื องรับนํ าหนั กบรรทุกแบบแผ่สมําเสมอ การ แอ่นตัวสามารถประมาณได้จาก

' = (5/384)w(ln)2/(EcIeff)

– (1/8)M(ln)2/(Ec*Ieff) …(12)

เมือ

อย่ า งไรก็ ดี ก ารแอ่ น ตั ว อาจไม่ ต ้อ งคํ า นวณและแสดงใน รายการคํานวณหาก องค์อาคารตัวนั นใช้ความหนาตําสุ ด ตามทีมาตรฐานกําหนด

ln คือ ความยาวช่วงว่าง (clear span) M คือ โมเมนต์ลบใช้งานทีฐานรองรับ หากทังสอง ฝังไม่เท่ากันให้ใช้ค่าเฉลีย

ความหนาตําสุด (hmin) หน่วย ซม. เมือ ความยาวช่วง (L) มีหน่วยเป็ น ซม. องค์อาคาร

ช่วงเดียวธรรมดา

ต่อเนื องด้านเดียว

ต่อเนื อง 2 ด้าน

ปลายยืน

แผ่นพืนตันทาง เดียว

L/20

L/24

L/28

L/10

คานหรือแผ่นพืน ตงถีทางเดียว

L/16

L/18.5

L/21

L/8

www.yotathai.com

การออกแบบทีดีตอ้ งจํากัดรอยร้าวให้มีขนาดเล็กและกระจายทัวดี มากกว่าทีจะให้เกิดรอยร้าวขนาดใหญ่แต่กระจุกตัวอยูท่ ีเดียว

การควบคุมดังกล่าวกระทําผ่านค่า ดัชนี ความกว้างของรอยร้าว (Index of crack width, Z) สําหรับคาน ต้องไม่เกินค่าต่อไปนี

(1) 26,000 กก./ซม. (ความกว้างไม่เกิน 0.34 มม.) - interior (2) 31,000 กก./ซม. (ความกว้างไม่เกิน 0.41 มม.) - exterior

ACI กําหนดพิกดั แตกร้าว ดังนี

Z = fs(dcA)1/3

…(13)

เมือ fs คือ หน่ วยแรงในเหล็กเสริมทีภาวะใช้งาน (อาจจะประมาณเท่ากับ 0.6fy) dc คือ ความหนาของ covering ทีผิวรับแรงดึงถึง C.G. ของ เหล็กเสริมเส้นนอกสุด A คือ พืนทีหุม้ เหล็กเสริมรับแรงดึง ทีมี C.G. เดียวกับ เหล็กเสริมหารด้วยจํานวนเหล็กเสริมรับแรงดึง

www.yotathai.com

ข้อกําหนดเพิมเติม

(1) กรณีเหล็กเสริมมัดเป็ นกําและใช้เหล็กหลายขนาด ให้หาค่า A จากอัตราส่วนของเนื อทีหน้าตัดทังหมด ต่อเนื อทีเนื อทีของเหล็กเสริมขนาดใหญ่สดุ (2) สําหรับแผ่นพืนทางเดียว ค่า Z ให้คณ ู ด้วย 1.2/1.35

(3) ในกรณีอาคารอยูภ่ ายใต้สภาพสิงแวดล้อมทีรนุ แรง ค่า Z จะไม่ครอบคลุมและต้องพิจารณาเป็ นพิเศษ

องค์อาคารรับแรงเฉือน

www.yotathai.com

Shear

ภาพนี ณ ตําแหน่ งกลาง คาน (ไม่มีแรงดัด)

cracks

oแท้จริง shear crack ทีพบใน คานไม่ใ ช่ รอยร้าวที เกิ ด จาก การเฉื อ นตรง แต่ เ กิ ด จาก shear stress + bending stress ซึงก่อให้เกิด diagonal tensile stress oการวิบตั ิโดยโหมดนี รุนแรง และมีความเปราะ

(a) Principal compressive stress trajectories in an uncracked beam.

Main shear crack

(ช) Photograph of half of a cracked reinforced concrete beam.

รูปแบบของรอยร้าวเฉือน Li

7 t

(a) Web-shear crack

Flexure-shearÿ

crack

ร-

>ร� ■

t

1

A

J

/i \

( �Initiating crack � Secondary crack

(b) Flexure-shear crack

3 A.-A

/L

Web-shear crack เกิดขึนในกรณีทีอก คาน (web) มีความบาง เช่น คานรูปตัว ไอ โดยลักษณะรอยแตกร้าวจะเอียง 45o (เกิดขึนโดดๆ)

Flexural-shear crack เกิ ดขึนในคานหน้าตัด สีเหลียมทัวไป รอยร้าวเฉียง (45o) เกิ ดจะเกิ ดต่อ จากรอยร้าวดัดในบริเวณใกล้ฐานรองรอง (ทีระยะ d จากของทีรองรับ)

o สมการทีใช้ออกแบบคาน RC โดยทัวไปจะสอดคล้องกับ flexural-shear cracks ซึง ตามมาตรฐาน ACI ค่า Vc จะเท่ากับ Vcr หรือ ค่าแรงเฉือนทีก่อให้เกิดรอยร้าว ทแยงรอยแรก

www.yotathai.com

รูปแบบของรอยร้าวเฉือน 1.50

Vc bd fcc

(ksc)

1.25

1.00

0.75

Vc P

0.50

P

bd fcc

0.5 176U

Vn d M n fcc

d 0.93

(ksc)

a V=P

0.25

Inverse scale

Pa = M

70 U 0.002

ต้องตรวจสอบ

IVn

> Vu

0.004

0.006

0.008

0.010

0.015 0.020

0.050

f

Vn d M n fcc

เมือ Vn = Vc + Vs และค่า I = 0.85

ค่า Vc = (0.50(fcc)0.5 + 176rwVud/Mu)bwd < 0.93(fcc)0.5bwd (เมือ Vud/Mu < 1.0) หรือสมการอย่างง่าย Vc = 0.53(fcc)0.5bwd ในขณะที

Vs = Avfvyd/s

หน่วย 6

องค์อาคารรับแรงบิด

ตัวอยางของการเกิกิด torsion

www.yotathai.com

W W

มผืนผา้ หนา้ ตดั สีเหลีย

นั หนา้ ตดั กลมต Wmax

Tr J

T

T

Wmax

2 Dx y

D

1 x 3 1.8 y /

Wmax

อโซ โทร ไ ว ย ี ด เ อ ื น เ ้ น ส หยุน่ เชิงเ สาํ หรบั วสั ดุยดื

t

ปิก

t T ั ก ล ห ง ร แ ย ว ่ น (b) ห กทุกดา้ น อ ล ป ก ็ ล ห เ ร า ตอ้ งก ากโมเมนตบ์ ิด จ ง อ ื เน น อ ื เฉ ง หน่วยแร น และ ผวิ ขา้ ง บ ิ ว ผ ้ า น ห ิ ว ผ เกิดขนึ บนทงั

T

เฉือน (a) หน่วยแรง

B

C Crack

A

E D T (c) รอยรา้ ว

2y / 3

¦x

www.yotathai.com

หน้า ตัด กลวงมี ป ระสิ ท ธิ ภ าพ สูงในการต้านทานโมเมนต์บดิ

A

dx

B

D

A

C

VDA

T

B

VBC

r D

A0

VAB

x

t1

VCD C t2

Ao Shear flow = ผลคูณระหว่างหน่ วยแรงเฉือนและความหนา = q = Wt T =

³

rq ds

W =

T 2A 0t

q =

T 2A 0

p

Ao เป็ นพืนทีแรเงา

1. หน้าตัดปิ ดมีความสามารถต้านโมเมนต์บิดได้ดีกว่าหน้าตัดเปิ ด หน้าตัดปิ ด (a) รูปสีเหลียมผืนผ้า (b) หน้าตัดวงกลม (c) หน้าตัดเหลียมกลวง (d) หน้าตัดท่อ

หน้าตัดเปิ ด 2. ตําแหน่ งหน้าตัดวิกฤติของโมเมนต์บิดทีใช้ในการ ออกแบบทีระยะ h/2 จากหน้าทีรองรับ

www.yotathai.com

Closed section Open section หน้าตัดปิ ดมีความสามารถต้านทานแรงบิดได้ดีกว่าหน้าตัดเปิ ด

นิ ยามของ Aoh Acp

x 0 y0

Aoh

x1y1

Ao

= พืนทีหน้าตัด ภายในปลอก

y1 y0

y1 y0

0.85Aoh

x1 x0

x1 x0

y1 y0

x1 x0

www.yotathai.com

หน้า ตัด กลวงมี ป ระสิ ท ธิ ภ าพ สูงในการต้านทานโมเมนต์บดิ

A

dx

B

D

A

C

VDA

T

B

VBC

r D

A0

VAB

x

t1

VCD C t2

Ao Shear flow = ผลคูณระหว่างหน่ วยแรงเฉือนและความหนา = q = Wt T =

³

W =

rq ds

T 2A 0t

q =

T 2A 0

p

Ao เป็ นพืนทีแรเงา

W

(a) หน่ วยแรงเฉือน

W

T

(b) หน่ วยแรงหลัก

T

www.yotathai.com

1ÿส์ฒฟM๒)®ร® (CMkOT §®05fcffl) GW MpJ

ฟ®ฟเร®ต)พใ® (พท(พรฟ!) te® tea®) แรง อัดทแยง

T

|®ร)$

1 & (CMto @©@30(ฒ) m

ฟ้®๗!®ฒบ)ๆ}$ (ไ;ใ]oto“\£MJ M© ฒ©@�)

T

V1 y0 V2 x0

V1

V3

qx 0

V2

V4

qy 0

Longitudinal Bar

T x0 2A 0 T y0 2A 0

www.yotathai.com

Atfy

จํานวนเหล็กปลอก

Atfy

V2 = Atfy(y0cotT/s)

V2 y0 S y0cotT

จํานวนปลอก

T

เนื องจาก V2 = V4 ซึง

V4 = qy0 = Tny0/(2A0) T = 37.5o สําหรับคานคอนกรีตอัดแรงทีมีแรงดึง

ประสิทธิผลมากกว่า 40% ของแรงดึงประลัย

ดังนัน Tn = 2A0AtfycosT/s

ั แรง หรือ คาน T = 45o สําหรับคานคอนกรีตไม่อด

หรือ

คอนกรี ต อั ด แรงที มี แ รงดึ ง ประสิ ท ธิ ผ ลน้ อ ยกว่า 40% ของแรงดึงประลัย

ทังนี A0 = 0.85A0h

At/s = Tn/(2A0fycotT)

N2/2 D2

y0

y0cos

N = แรงดึงทีกระทําต่อหน้าตัด จาก Alfyl = N

ดังนัน Al = TnphcotT/(2A0fly) จาก At/s = Tn/(2A0fvycotT)

V2

N2 T

N2/2

ต้องออกแบบเหล็กนอนให้รบั แรงดึงนี

www.yotathai.com

N2/2 D2

y0

y0cos

N2 T

N = แรงดึงทีกระทําต่อหน้าตัด

ดังนันจะได้

เมือ

V2 N2/2

ต้องออกแบบเหล็กนอนให้รบั แรงดึงนี

Al = (At/s)ph(fvy/fly)cot2T

Al คือ พืนทีหน้าตัดเหล็กนอน ph = 2(x0 + y0) คือ เส้นรอบรูปของหน้าตัด

สมการ ACI ทีใช้ในการออกแบบปริมาณเหล็กนอน Al,min = 1.33(fcc)0.5Acp/fly – (At/s)ph(fvy/fly) โดย At/s ในสมการต้องไม่น้อยกว่า 1.75bw/fvy

www.yotathai.com

o การออกแบบองค์อาคารเพือต้านทานโมเมนต์บิด แรงเฉือน และ โมเมนต์ดดั ตามมาตรฐานการออกแบบ ACI ปี 1995

หลักการออกแบบ IVn > Vu และ ITn > Tu

1. สร้างแผนภาพ Mu, Vu และ Tu ขององค์อาคาร

2. กําหนด b, h, d ของหน้าตัด และจากโมเมนต์ดดั ประลัยที คํานวณได้จะสามารถคํานวณเหล็กเสริมตามแนวนอนเพือรับ Mu อย่างเดียวได้ หมายเหตุ

ทังนี สาํ หรับหน้าตัดทีต้องต้านโมเมนต์บิดมากๆ ควร เป็ นหน้าตัดทีมีความกว้างใกล้เคียงกับความลึก

www.yotathai.com

3.

ตรวจสอบว่า ต้อ งออกแบบเหล็ ก ต้า นโมเมนต์บิ ด หรื อ ไม่ โดยหาก Tu > I0.27(fcc)0.5(Acp)2/pcp ต้อ งออกแบบเหล็ ก ต้า นโมเมนต์ บิ ด ด้ว ย แต่ ห ากน้ อ ย กว่ า ก็ ใ ห้อ อกแบบองค์อ าคารให้ต ้า นทานเฉพาะแรง เฉือนและโมเมนต์ดดั เท่านัน

4.

ตรวจสอบว่ า โมเมนต์ บิ ด เป็ นโมเมนต์ บิ ด สมดุ ล หรื อ เป็ น โมเมนต์บิดสอดคล้องหากเป็ นโมเมนต์บิดสอดคล้อง สามารถ ลดค่าให้เหลือแค่

Tu = I1.08(fcc)0.5(Acp)2/pcp แต่ ต ้อ งเพิ มค่ า โมเมนต์ ดั ด และ แรงเฉื อ นในองค์ อ าคาร ข้างเคียงให้เป็ นไปตามสมการสมดุล

www.yotathai.com

5. ตรวจสอบว่าหน้าตัดมีขนาดโตพอจะต้านโมเมนต์บิดได้หรือไม่ ตามอสมการด้านล่างนี Ru < IRn เมือ Ru

= [(Vu/(bw·d))2 + (Tu·ph/(1.7A2oh))2]0.5

และ Rn

= Vc/(bw·d) + 2.1(fcc)0.5

6.

คํานวณปริมาณเหล็กลูกตังเพือต้านแรงเฉือน โดยเริมต้นจาก สมการ Vu < IVn

โดยที Vn = Vs + Vc

เมือ Vc = (0.5(fcc)0.5+176UwVud/Mu)bw·d < 0.93(fcc)0.5bw·d

หรือใช้สมการอย่างง่าย Vc = 0.53(fcc)0.5bw·d และ Vs = Avfvyd/s

หรือ Av/s = Vs/(fvyd)

www.yotathai.com

7.

คํานวณพืนทีหน้าตัดของเหล็กลูกตังสําหรับต้านทานโมเมนต์ บิดโดยใช้ At/s = Tn/(2AofycotT) = Tu/I/(2AofycotT)

8.

รวมปริมาณเหล็กลูกตังสําหรับการต้านทานแรงเฉือน และ โมเมนต์บิดเข้าด้วยกัน Av+t/s = Av/s + 2At/s

9.

อย่างไรก็ดีปริมาณเหล็กลูกตังจะต้องมากกว่า ปริมาณเหล็กลูก ตังน้อยสุด Av + 2At > 3.5bw·s/fvy ทังนี ระยะเรียงต้องไม่เกินไปกว่า ph/8 หรือ 30 ซม. โดย เหล็กลูกตังต้องเป็ นวงรอบปิ ด Not OK.

www.yotathai.com

9.

ออกแบบเหล็กเสริมตามแนวนอน (Al) ซึงนําไปรวมกับเหล็ก เสริ มตามแนวนอนปรกติ ทีได้จากการออกแบบแรงดัด (As) ดังนี Al = (At/s)(fvy/fly)(cotT)2ph ทังนี Al ทีได้ตอ้ งมีค่าไม่ตากว่ ํ า Al,min = 1.33(fcc)0.5Acp/fly – (At/s)(fvy/fly)ph

องค์อาคารรับแรงอัด

Tie column colum

Spiral column

www.yotathai.com

ผล กระ ทุบของเหล็ก ปลอกเกลียว และ เหล็ก ปลอกเดี่ยวต่อ เสา คอนกรีตเสริมเหล็ก

P '

ข้อ

กําหนด ทั่ว'ใปของ เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก

มาตรฐาน ACI หรือ ว.ส.ท. ให้ขอ้ กําหนดต่าง ๆ เกียวกับเสา คสล. ดังต่อไปนี o ปริมาณเหล็กเสริม 0.01 < Ug = Ast/Ag < 0.08 o เส้นผ่าศูนย์กลางของเหล็กยืนต้องไม่ตากว่ ํ า 12 มม. โดย เสา ปลอกเดียวต้องมีเหล็กยืนไม่ตากว่ ํ า 4 เส้น และเสาปลอกเกลียว ต้องมีเหล็กยืนอย่างน้อย 6 เส้น

www.yotathai.com

มาตรฐาน ACI หรือ ว.ส.ท. ให้ขอ้ กําหนดต่าง ๆ เกียวกับเสา คสล. ดังต่อไปนี o ระยะช่องว่างระหว่างเหล็กยืนของเสาต้องไม่ตากว่ ํ า 1.5 เท่าของ เส้นผ่าศูนย์กลางเหล็กยืนหรือ 1.34 เท่าของขนาดมวลรวมใหญ่สดุ หรือ 4 ซม. o ระยะหุม้ ต้องมากกว่า 3.5 ซม. หรือ 1.34 เท่าของขนาดมวลรวม ใหญ่สดุ หรือ 4 ซม.

มาตรฐาน ACI หรือ ว.ส.ท. ให้ขอ้ กําหนดต่าง ๆ เกียวกับเสา คสล. ดังต่อไปนี o สําหรับเหล็กยืนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 มม. ให้ใช้ เหล็กปลอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่ตากว่ ํ า 6 มม. o สําหรับเหล็กยืนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 25-32 มม. ให้ใช้เหล็ก ปลอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่ตากว่ ํ า 9 มม.

www.yotathai.com

มาตรฐาน ACI หรือ ว.ส.ท. ให้ขอ้ กําหนดต่าง ๆ เกียวกับเสา คสล. ดังต่อไปนี o ระยะห่างระหว่างปลอก (s) s < 16 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็กยืน หรือ s < 48เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็กปลอก หรือ s < ความกว้างหน้าเสาทีเล็กทีสดุ o อัตราส่วนของเหล็กปลอกเกลียว Us ต้องไม่นอ้ ยกว่าค่าทีคาํ นวณได้ จาก Us = 0.45(fcc/fy)[(Ag/Acore) - 1]

มาตรฐาน ACI หรือ ว.ส.ท. ให้ขอ้ กําหนดต่าง ๆ เกียวกับเสา คสล. ดังต่อไปนี oต้องพันเหล็กปลอกเกลียวต่อเนื องสมําเสมอและมีระยะห่า งไม่เกิ น 7.5 ซม. แต่ไม่แคบกว่า 2.5 ซม. หรือ 1.34 ของขนาดหินก้อนใหญ่ สุด ทังนี เส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กปลอกต้องไม่ตากว่ ํ า 9 มม. o เสาปลอกเดียวทีมีเนื อทีหน้าตัดใหญ่กว่าทีตอ้ งการในการรับนําหนัก มาก ๆ การหาปริมาณเหล็กเสริมน้อยทีสดุ และกําลังทีใช้ออกแบบ ยอมให้ใช้ค่า Ag เพียงครึงเดียว

www.yotathai.com

มาตรฐาน ACI หรือ ว.ส.ท. ให้ขอ้ กําหนดต่าง ๆ เกียวกับเสา คสล. ดังต่อไปนี o การต่อเหล็กยืนในเสา อาจต่อโดยวิธีทาบ (เมือเส้นผ่านศูนย์กลาง เหล็กยืนมากกว่า 36 มม.) หรือโดยวิธีเชือมแบบต่อชนหรือใช้ขอ้ ต่อทางกล การต่อเหล็กยืนให้ตอ่ ทีพืนชันล่างของชันนันๆ o ความยาวของระยะต่ อ ทาบเหล็ ก ข้อ อ้อ ยรับ แรงอั ด มี ค่ า เท่ า กั บ 0.007dbfy สําหรับ fy < 4000 ksc หรือ (0.013fy-24)db สําหรับ fy>4000 ksc และ > 30 cm และให้เพิมระยะทาบอีก1/3 เมือ คอนกรีตมี fc’ < 210 ksc

x

x

x

x < 15 cm x x

x > 15 cm x x

x

x

x

x x < 15 cm

x

x > 15 cm

www.yotathai.com

การเสริมเหล็กยืนและ เหล็ก ปลอกในเสา

ปลอกเดี่ยว

การทาบต่อเหล็กในเสา

ความลาดเอียง < 1:6

เสา สั้นรบนาหนัก ตาม แกน

(กรณีไม่ มโี มเมนต์

จาก การคํานวณ)

o กําลังรับนําหนักของเสาปลอกเดียว และปลอกเกลียวใช้สมการ เดียวกันคือ P0 = 0.85fcc(Ag - Ast) + fyAst

…(8)

o เมือเพิมการเยืองศูนย์โดยบังเอิญจะได้ โดย Pu < IPn …(9) กรณีเสาปลอกเดียว (เมือ I = 0.70) : Pn = 0.80P0 …(10.1) กรณีเสาปลอกเกลียว (เมือ I = 0.75) : Pn = 0.85P0 …(10.2)

www.yotathai.com




วิธี 1 : สมมุติ % เหล็กยืน (Ut) แล้วจึงคํานวณ Ag

1.

สมมุติ Ut (1%-8%) ซึงในทางปฏิบตั ิไม่เกิน 3%

2.

คํานวณ Pu = 1.4PDL + 1.7PLL

3.

จาก (9) และ (10) คํานวณ Ag

4.

ทํารายละเอียดเหล็กยืนและเหล็กปลอก




วิธี 2 : สมมุติ Ag แล้วจึงคํานวณ % เหล็กยืน (Ut)

1.

สมมุติ Ag

2.

คํานวณ Pu = 1.4PDL + 1.7PLL

3.

จาก (9) และ (10) คํานวณ Ast

4.

ตรวจสอบ 1% < Ut = Ast/Ag < 8%

5.

ทํารายละเอียดเหล็กยืนและเหล็กปลอก

www.yotathai.com

ความส้มพ้นธ์ระ หว่างกํา ล้งต้านทาน

แรง ส้ด และ โมเมนต้ด้ด

กราฟปฏิสมั พันธ์เสา (Interaction diagram) การวิบตั ิแบบแรงอัด: Pn P0

Mu Pu

e

P > Pnb, e < eb

Hs H y

0.0033

e=0

การวิบตั ิสมดุล: วิบตั ิสมดุล

Pnb e f M0

Mnb

Mn

0.0033 Hs

Hy

0.0033 Hs ! H y

P = Pnb, e = eb การวิบตั ิแบบแรงดึง: P < Pnb, e > eb

การสร้าง Design interaction diagram

เพือความปลอดภัย ต้อง ทํ า การลดกํ า ลั ง ที ได้จ ากการ คํา นวณตามทฤษฎี หรื อ เส้น โค้งปฏิ สัมพันธ์ระบุ (Nominal interaction diagram) ด้วยค่า I ซึงแยกตามประเภทของการโอบ รั ด เ พื อ ส ร้ า ง เ ส้ น โ ค้ ง ปฏิ สัมพันธ์ออกแบบ (Design interaction diagram)

www.yotathai.com


ลดค่า I แบบเชิงเส้นจาก 0.75/0.70 เป็ น 0.9 ตังแต่ Pn < 0.1Agf'c

กรณี 1 : Pnb > 0.1Agf'c

กรณี 2 : Pnb < 0.1Agf'c


กรณี 2 ให้แทน 0.1f'cAg ด้วย 0.70Pnb หรือ 0.75Pnb สําหรับ tied column หรือ spiral column

www.yotathai.com

ตัวอย่างของแผนภาพ ปฏิ ส้มพันธ์ของ เสา

o แผนภาพปฏิ สัมพัน ธ์ของเสาแบบไร้มิติ คือ กราฟที เขี ย นขึน ระหว่าง Pn/(bhfcc) และ Mn/(bh2fcc) o โดยกราฟ 1 เส้น แสดงค่าสําหรับ e/h และ Utm ค่าหนึ งๆ o โดย Ut = Ast/Ag

o และ m = fy/(0.85fcc)

7“

JO

■

d/h=0.8

3d
0.45

www.yotathai.com

d/h=0.9

0.175 0.14

จงคํานวณหากําลังต้านทานแรงประลัย (Pu) และโมเมนต์ ดัดประลัย (Mu) ของเสาปลอกเดียว โดยใช้ Interaction diagram กําหนดขนาดหน้าตัด 0.30 x 0.50 ม. เสริมเหล็กยืน ทังหมด 4DB28 โดยมี d = 45 ซม. และ d’ = 5 ซม.

กําหนดให้ e = 40 ซม. และ fc’=290 ksc fy=3000 ksc และ Es=2.04x106 ksc

www.yotathai.com

วิธีทาํ เมือ e/h = 40/50 = 0.80 และ d/h = 45/50 = 0.9 ขันที 1

เมือ Utm = (Ast/bh)[fy/(0.85fcc)]

Utm = [24.64/(30·50)][(3000/(0.85·290)]

ขันที 2

= 0.20

ใช้ Interaction diagram เพือหาค่า Pu

- Pn/(bhfcc)= Pu/(Ibhfcc)= 0.175

ขันที 2

ใช้ Interaction diagram เพือหาค่า Pu

- Pn = 0.175·30·50·290 = 76,125 กก.

- นันคือ Pu = IPn = 0.7·76,125 = 532,81.5 กก. ขันที 3

คํานวณ Mu = Pue

- นันคือ Mu = 53,281.5·0.4 = 21,312.6 กก.-ม. (วิบตั ิโดย แรงดึง)

www.yotathai.com

หน่วย 8

แผ่นพืน และคานต่อเนือง

แผ่นพั้นทางเดียว

(One-way slab)

o ในบทนี จ ะพิ จ ารณาแผ่ น พื น ที มี ก ารถ่ า ยแรงแบบทาง เดี ย ว หรื อ เรี ย กว่า แผ่ น พื น ทางเดี ย ว ซึ งแบ่ ง เป็ น 2 ลักษณะ คือ o (1) พืนทีรองรับด้วยฐานทัง 4 ด้าน : กรณีนีจะกําจัด สัดส่วนด้านสัน (S) ต่อด้านยาว (L) ไว้ไม่เกิน 0.5 o (2) พืนทีรองรับด้วยฐานเพียง 2 ด้าน : กรณีนีไม่ จํากัดสัดส่วนด้านสันและด้านยาวของแผ่นพืน

www.yotathai.com

พืนทางเดียวทีรองรับด้วยฐานเพียง 2 ด้าน

พืนทางเดียวทีรองรับด้วยฐานทัง 4 ด้าน

การออกแบบแผ่น พน ทางเดียว

o การออกแบบแผ่นพืนทางเดียว จะพิจารณา แถบออกแบบทีมี ความกว้าง 1.0 ม. วางพาดตามแนวการแอ่นตัว o สําหรับกรณี 1 แนวการแอ่นตัว คือ ด้านสัน และ o สําหรับกรณี 2 แนวการแอ่นตัวจะตังฉากกับแนวของทีรองรับ

แถบออกแบบ

www.yotathai.com

o แถบออกแบบอาจพิจารณาเป็ น คานช่วงเดียว หรือคานต่อเนื อง ขึนอยูก่ บั จํานวนช่วงทีมีการวางพาด

แนวการวางตัวของ design strip สําหรับที 2 ซึ ง เป็ นแผ่น พื นทางเดี ย วแบบต่ อ เนื อ ง โดย ตัวอย่างคือ แผ่นพืนของคานสะพาน

o เนื องจากความ กว้ า ง ข อ ง แ ถ บ ออกแบบเท่ากับ 1.0 ม. ดังนั น นํ าหนั กบรรทุ กต่อหน่ วยความยาว ของแถบออกแบบจึงเท่ากับนํ าหนั ก ทีกระทําต่อหน่ วยพืนทีของพืน o เหล็กเสริมหลักเพือต้านโมเมนต์ใน พืนทางเดียวจะวางตามแนวยาวของ การแอ่นตัว

www.yotathai.com

o ปริมาณเหล็กเสริมในแผ่นพืนทีคํานวณได้จะระบุในลั กษณะของ ขนาดเหล็กเสริมและระยะเรียงระหว่างเหล็กเสริม เช่น DB10@15 ซม. C/C (centre to centre) o ตาม ACI/วสท. ระยะเรียงเหล็กสูงสุดจะต้องไม่มากกว่าค่าทีน้อย กว่าระหว่าง 500 mm หรือ 3 เท่าของความหนาพืน o การวางเหล็กเสริมในพืน อาจใช้เหล็กตรงหรือเหล็กคอม้าได้ แต่ นิ ยมวางแบบเหล็กตรงมากว่า เพือลดต้นทุนค่าแรงการดัดเหล็ก

กรณีเหล็กตรง

กรณีเหล็กคอม้า

www.yotathai.com

o พืนคอนกรีตเสริมเหล็กทางเดียวแบบต่อเนื อง จะวางเหล็ กเสริม บนเพือต้านโมเมนต์ลบทีเกิดขึน o เนื องจากเหล็ กเสริ มหลัก ต้านโมเมนต์ใ นทิ ศทางเดี ยวเท่ านั น ดังนั นในอีกทิศทางทีตังฉากกัน จะต้องเสริมเหล็ก ต้านทานการ หดตัวและอุณหภูมิ เพือลดแตกร้าวทีเกิดขึนด้วย กรณี

ชนิดของเหล็กเสริม

ปริมาณเหล็กเสริม

1

SD30

0.0020bh

2

SD40

0.0018bh

3

สําหรับเหล็กเสริมที fy > 4000 ksc

(0.0018*4000)/ fy > 0.0014

ระยะเรียงสูงสุดของเหล็กกันร้าวต้องไม่เกิน 500 มม. หรือ 5 เท่าของความหนาพืน (ใช้ค่าทีนอ้ ยกว่าเป็ นตัวควบคุมการออกแบบ)

o กําลังต้านแรงดัด กําลังรับแรงเฉือน และการแอ่นตัวของพืนเป็ น ตัวแปรสําคัญทีมีผลต่อการออกแบบความหนาของพืน o โดยทัวไปความหนาขันตําของพืนจะถูกควบคุมโดยการแอ่นตัว สําหรับพืนทางเดียว ACI/วสท. กําหนดค่าความหนาขันตําของ พืนไว้ดงั นี

fy = 276 MPa fy = 414 MPa

พืนวางพาด อย่างง่าย L/25 L/20

ปลายต่อเนือง ปลายต่อเนือง 2 เพียงด้านเดียว ด้าน L/30 L/35 L/24 L/28

พืนยืน L/12.5 L/10

www.yotathai.com

o การก่อสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ ก (RC) โดยปรกติทัวไป แล้ว ในโครงสร้า งชันเดี ย วกัน จะทํ า การเทคอนกรี ต ในเวลา เดี ยวกัน ทําให้เกิดระบบโครงสร้างที มีพฤติ กรรมการถ่ ายแรง แบบต่อเนื อง o ดังนั น ค่าแรงเฉื อนและโมเมนต์ทีเกิดขึนจะเกิดการถ่ายเทแรง ดั ง กล่ า วระหว่ า งองค์ อ าคารซึ ง กั น และกั น โดยขึ น อยู่ กั บ ความสัมพันธ์ของสติฟเนสทีบริเวณจุดต่อขององค์อาคารชินส่วน บริเวณนัน ๆ

o โมเมนต์ ที เกิ ด ขึ น บริ เ วณจุ ด ต่ อ คื อ โมเมนต์ล บ (negative moment) ดังนั นเหล็ กเสริมต้านทานแรงดึงจะติดตังทาง ด้านบน o ขณะที บริ เ วณกลางคานจะเกิ ด โมเมนต์ บ วก (positive moment) ดั ง นั น เหล็ ก เสริ ม จะติ ด ตั งทางด้า นล่ า ง ตาม โมเมนต์ไดอะแกรมทีเกิดขึนดังรูป

www.yotathai.com

ผังโมเมนต์ดดั – ตามทิศการเกิดแรงดึงทีผวิ คาน และแนวทางการเสริมเหล็กตามทฤษฎี

เหล็กเสริมทีบริเวณปลายองค์อาคารต้านโมเมนต์ลบ (ตามมาตรฐาน)

o การคํานวณ SFD & BMD ของโครงสร้างทีมีความต่อเนื อง ต้อง อาศัยทฤษฎีในการวิเคราะห์โครงสร้างหรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ o อย่างไรก็ดีเพือความสะดวก วิศวกรนิ ยมใช้วธิ ีประมาณ

เพื อความรวดเร็ ว ในการทราบค่ า แรง (โดยประมาณ) ที เกิดขึนในคานต่อเนื อง ACI ได้แนะนํ าค่าสัมประสิทธิ โดยคาน ต่อเนื องทีพิจารณาจะต้อง เป็ นไปตามเงือนไข ด้านล่างนี : o o o o

ต้องมีชว่ งคานเท่ากับหรือมากกว่า 2 ช่วงขึนไป นําหนัก (Load) กระจายตัวอย่างสมําเสมอ (Uniform loads) Live load ต้อง < 3 เท่าของ Dead load (WLL/WDL < 3) ความยาวของคานทีใกล้หรือติดกันจะต้องมีความยาวต่างกันไม่ เกินร้อยละ 20

www.yotathai.com

สัมประสิทธิแรงเฉือน

Li ""น

ม

เๆ

สัมประ สิทธิโ๋ มเมนต์และแรง เฉือน ตาม

1

■

สัมประสิทธิโมเมนต์ดดั กรณี 2 ช่วง

-พ? +w? -พ? ~2A

b

-พิ

- wl?• +w? 9

ห

น ~p

-w? +w? -wl? 1 I -wl? +w? 16 ~9~ 9 ท

ACI

www.yotathai.com

สัมประสิทธิโมเมนต์ดดั กรณี 3 ช่วงขึนไป

o ในทางปฏิ บัติ

เพื อความรวดเร็ ว จึ ง นิ ย มออกแบบหน้ า ตัด คาน ต่อเนื องเสริมเหล็กรับแรงดึงเท่านัน (singly reinforced section)

o โดยขนาดของหน้ า ตัด จะมี ข นาดใหญ่ ก ว่า การออกแบบหน้ า ตัด

เสริมเหล็กรับแรงดึงและแรงอัด (doubly reinforced section) เล็กน้อย o ทังนี เหล็กรับแรงอัดจะถูกเสริมเพือการจัดเรียงเหล็ กปลอกเท่านั น

โดย ไม่คิดประสิ ทธิผลของเหล็ กดังกล่ าวในเชิ งการออกแบบ (ปลอดภัยยิงขึน)

www.yotathai.com

ฐานราก

R

R Heave

R Heave

p, bearing pressure แรงแบกทานตามทีสมมุติ

Cohesionless soil

Cohesive soil

แรงดันจริงไม่สมําเสมอ

www.yotathai.com

ฐานรากแผ่ ะ แรงแบกทานของดิน กําลังแบกทานปลอดภัย (Safe load) ของดิน กําลังแบกทาน (ตัน/ต.ร.ม.)

ประเภทดิน กรุงเทพฯ ลุ่มแม่นําเจ้าพระยา-บางปะกง ริมฝังแม่นํา ทีเป็ นดินเหนี ยว

2

พืนทีทัวไปของภาคเหนื อ และภาคตะวันออกเฉียงเหนื อ

8

พืนทีทัวไปของภาคตะวันออก ภาคตะวันตกและภาคใต้

10-12

บริเวณดินแข็งใกล้ภเู ขา

12-15

เหล็กเสริมตามทฤษฏีการด้ด

ฐานรากทีมีความลึกไม่มาก การออกแบบจะเป็ นไปตามหลักของ คาน ซึงวิเคราะห์ทีหน้าตัดวิกฤติของการรับแรงดัด

*

■

P *—

t t t t t t t ใ!--

t

q = P/A

~n~.

L —H

q = P/A

2

(ก) ฐานแผ่ «

L -H

P P/2

L

(ก) ฐานรากเสาเข็ม P/2

P/2

L

www.yotathai.com

กําแพงรับนําหนักบรรทุกสมําเสมอ w

w

กําแพง

การแอ่นตัว Footing

แถบออกแบบมีความกว้าง = 1 ม.

b/2 b/2

หน้าตัดวิกฤติ

หน้าตัดวิกฤติ b/4

เสาคอนกรีตหรือกําแพง คอนกรีตเสริมเหล็ก

กําแพงอิฐก่อ

s

s/2 เสาทีมีแผ่นเหล็กรองใต้ฐาน

www.yotathai.com

แรง เฉือน (Critical section) หน้าตัดวิกฤติ สําหรับ

สําหรับเหล็กเสริมรับแรงดัดจะกําหนดหน้าตัดวิกฤติทีหน้าเสาหรือ ขอบกําแพง

สําหรับการวิเคราะห์แรงเฉือนแบบคานกว้าง (Wide beam shear) จะกําหนดหน้าตัดวิกฤติทีระยะ d จากหน้าเสาหรือกําแพง

สําหรับการวิเคราะห์แรงเฉือนแบบเฉือนทะลุ (Punching shear) จะกําหนดหน้าตัดวิกฤติทีระยะ d/2 จากหน้าเสาหรือกําแพง ตาม เส้น abcd

แรง เฉือน (Critical section) หน้าตัดวิกฤติ สําหรับ

d

d/2

เหล็กเสริม

t

d

(ก) ระดับ

ระนาบทีเกิดการวิบตั แิ บบเฉือนคานกว้าง ระนาบทีเกิดการวิบตั แิ บบเฉือนทะลุ b

c

d/2

(ข) แปลน a

d d

d/2

www.yotathai.com

ประมาณนําหนักของฐานราก = 5-10 % ของ column load ก.ขนาดของฐานราก A D L req

qa

โดยที qa เป็ นแรงแบกทานทียอมให้ของดิน 2 b bc · 1 § ข. โมเมนต์ทีขอบของเสา 1 M u qu a¨ ¸ 2

©

2

¹

2

Mu

1 § a ac · qu b¨ ¸ 2 © 2 ¹

2

หน้าตัดวิกฤติสาํ หรับโมเมนต์ 2 1 โมเมนต์บนหน้าตัด 1-1 2 โมเมนต์บนหน้าตัด 2-2 bc b 1 ac a

การคํานวณเหล็กเสริมรับแรงดึงตามทฤษฎีการดัด สําหรับหน้ าตัด แบบ singly reinforcement เมือทราบ Mu

(1) คํานวณ Ru = Mu/(Ibd2) (2) คํานวณ m = fy/(0.85f’c) (3) และ U = (1/m)[1 – (1 – 2mRu/fy)0.5]

www.yotathai.com

เพือป้องกันการแตกร้าวเนื องจากการหดตัว (shrinkages) และการ เปลี ยนแปลงของอุ ณ หภูมิ (Temperature) ที ผิ ว ของคอนกรี ต ACI กําหนดให้เสริมเหล็ก ขันตําดังนี

เหล็กข้ออ้อย fy = 3,000 กก./ซม.2 เท่ากับ 0.0020bt เหล็กข้ออ้อย fy = 4,000 กก./ซม.2 เท่ากับ 0.0018bt เหล็กข้ออ้อยทีมีกาํ ลังมากกว่า 4,282.50 กก./ซม.2 ต้องไม่น้อยกว่า 7.71bt/fy และ 0.0014bt

ค. แรงเฉือน ต้องคํานวณออกแบบกําลังเฉือนของคอนกรีตให้รบั แรงเฉือน ทีเกิดขึนสองลักษณะ คือ ค.1. แรงเฉือนแบบคาน เกิดขึนทีระยะ d จากขอบเสา หน้าตัดวิกฤติสาํ หรับแรงเฉือน 2 d 2 แรงเฉือนบนหน้าตัด 2-2

b

2 2

bc d

a c

a

3

§ ¨ © 2

· ¸ ¹

3 แรงเฉือนบนหน้าตัด 3-3

§ ¨ © 2

· ¸ ¹

www.yotathai.com

กําลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตล้วนทีหน้าตัดวิกฤต (IVc) ซึงวัดออก

จากหน้าเสาหรือกําแพงเป็ นระยะ d ต้องมากกว่าหรือเท่ากับ Vu โดย IVc = I0.53(f’c)0.5bd เมือ I = 0.85

2. แรงเฉือนทะลุ (punching-shear) เมือหน้าตัดวิกฤติทีระยะ d/2 จาก ขอบเสา

แรงเฉือนเกิดขึนทีระยะ d/2 รอบขอบเสา Vu = qu[ab – (ac+d)(bc+d)]

a

www.yotathai.com

กำลังรับแรง เฉือนเจาะ ทะลุ

กําลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตล้วนทีหน้าตัดวิกฤต (IVc) ซึงวัดออก จากหน้าเสาหรือกําแพงเป็ นระยะ d/2 ต้องมากกว่าหรือเท่ากับ Vu Vc = 0.27(2 + 4/Ec)b0d(fcc)0.5 Vc = 0.27(Dsd/b0 + 2)b0d(fcc)0.5 Vc = 1.06b0d(fcc)0.5

ให้เลือกใช้ค่าทีน้อยกว่า เมือ Ec คือ อัตราส่วนระหว่างด้านยาวต่อ ด้านสันเสาตอม่อ b0 คือ เส้นรอบวงของหน้าตัดวิกฤติ และ Ds คือ 40,30,20 สําหรับเสาใน,ริมและขอบ

เสาเข็มตอก

15 cm

นําหนักปลอดภัยประสิทธิผลของเสาเข็ม ( Re ): Re = Ra - Wf Ra = นําหนักปลอดภัยของเสาเข็ม Wf = นําหนักของฐานราก จํานวนเสาเข็ม ( n ):

1.5D 3D

3D 1.5D

n

D 1.5D3D 3D 1.5D

DL LL Re

แรงประลัยของเสาเข็ม: Ru

1.4DL 1.7LL n

www.yotathai.com

เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง(เข็มตอก) Section

Size(m)

Load capacity (ton)

0.18 x 0.18

15

0.22 x 0.22

22

0.26 x 0.26

30

0.30 x 0.30

43

0.35 x 0.35

57

0.40 x 0.40

80

0.16 x 0.16

15

0.18 x 0.18

21

0.22 x 0.22

30

0.26 x 0.26

43

0.30 x 0.30

50

0.35 x 0.35

80

0.40 x 0.40

100

www.yotathai.com

สําหรับกรณีของฐานรากเสาเข็มทังแรงอัดแรงโมเมนต์จะถูกพิจารณา เป็ นแรงอัดหรือแรงดึงในเสาเข็ม y R คือ แรงในเสาเข็ม P คือ แรงอัดในตอม่อ x n คือ จํานวนเสาเข็มในฐาน Mx, My คือ โมเมนต์ดดั รอบแกน x และ แกน y ตามลําดับ M x M y P R r r n ¦ (x ) ¦ (y ) x, y คือ ระยะทางจากศูนย์กลางไปยัง เสาเข็มตามทิศ x และ y ตามลําดับ My

P

Mx

i

y

x

2

2

www.yotathai.com

แรงเฉือนของเสาเข็มทีกระทําต่อฐานราก : การคิดโมเมนต์ให้คิดที ขอบของเสา

P’ = แรงดันของเสาเข็มประสิทธิผลทีใช้คาํ นวณแรงเฉือน P = แรงดันเฉลียของเสาเข็มแต่ละต้น

x= ระยะทีศูนย์กลางเสาเข็มห่างจากหน้าตัดวิกฤต ให้คิดระยะ ของเสาเข็มทีห่างจากหน้าตัดวิกฤตไปทางขอบฐานรากเป็ น บวก และให้คิดระยะของเสาเข็ มที ห่างจากหน้าตัดวิกฤตไป ทางเสาหรือตอม่อเป็ นลบ

D = เส้นผ่านศูนย์กลางของเสาเข็ม ถ้า x < -D/2, Pc=0 ถ้า x = 0 Pc= P/2 ถ้า x > D/2 Pc=P

www.yotathai.com

ศูนยพัฒนาการวิจัยและวิชาการดาน วิศวกรรมศาสตร และเทคโนโลยี (ศววท.) และ สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษมบัณฑิต

การออกแบบโครงสราง คือ การคํานวณหาขนาดหนาตัดของสวนโครงสรางใหสามารถ ตาน แรงภายในที่เกิดจากแรงกระทําภายนอกตางๆ ไดอยาง ปลอดภัย ประหยัด และเหมาะสม ทั้งนี้รวมถึงการคํานวณ ออกแบบใหรายละเอียดตางๆ เพื่อใชในการกอสรางตอไป

การวิเคราะหโครงสราง คือ การคํานวณหาผลตอบสนองของโครงสราง (เชน คาของแรงปฏิกิริยา คาของแรงเฉือน โมเมนตดัด แรงตามแนวแกน หรือการโกงตัว เปนตน) เมื่อโครงสรางตองรับน้ําหนัก บรรทุกหรือแรงกระทํา หรือสาเหตุอื่น (เชน การทรุดตัวของที่รองรับ การเปลี่ยนแปลง ของอุณหภูมิ เปนตน)

โครงสราง คือ สวนของอาคารที่ทําหนาที่รับหรือถายแรงทีเ่ กิดจากน้ําหนักของตัว โครงสรางเอง และแรงกระทําภายนอกตางๆ ไปยังฐานรองรับ

โครงสราง

วันพฤหัสบดีที่ 11 มิถุนายน 2558 ณ หองคอนเวนชั่น ซีดี โรงแรมแอมบาสซาเดอร กรุงเทพมหานคร

ผศ.ดร.สุนิติ สุภาพ

การวิเคราะหโครงสราง

แนวทางองคความรูประกอบการสอบเลื่อนระดับ เปนสามัญวิศวกร สาขาวิศวกรรมโยธา

โครงการสัมมนา

2

www.yotathai.com

www.yotathai.com

9

รูปแบบโครงสราง

โครงสรางรับแรงดึงและแรงอัด (Tension and Compression Structures)

เคเบิล (Cable)

โครงสรางโคง (Arch Structure)

สะพานแขวน : Golden Gate ประเทศสหรัฐอเมริกา (http://staringapocalypse.blogspot.com/2010/0 6/golden-gate-bridge.html)

Bowstring Arch Bridge ประเทศสหรัฐอเมริกา (http://www.scienceclarified.com/Bi-Ca/Bridges.html#b)

รับแรงอัดเสียเปนสวนใหญ

รับแรงดึงเพียงอยางเดียว

รูปแบบโครงสราง P

3

โครงสรางรับแรงดึงและแรงอัด (Tension and Compression Structures)

P M

โครงขอหมุน (Truss) รับแรงตามแนวแกน (แรงดึงหรือแรงอัด) โครงหลังคา (http://kecuk.com/2011/06/19/desig n-lightweight-steel-roof-truss.html)

เสา (Column) รับแรงอัดตามแนวแกน แตเพียงอยางเดียว

คาน-เสา เสาสงไฟฟาแรงสูง (http://lntstt.en.made-in-china.com/product/sqHxnPflhekN/China220kv-Transmission-Line-Steel-Tower.html)

รับแรงอัดและโมเมนตเมื่อเสารับ แรงทางขางหรือรวมดวย สะพานโครงขอหมุนแบบ Waren (http://srt251group5.tumblr.com/)

4

www.yotathai.com

รูปแบบโครงสราง คาน (Beam)

คาน (Beam) และ โครงขอแข็ง (Frame) โครงขอแข็ง (Frame)

รับแรงดัดและแรงเฉือน

แรงตามแนวแกน แรงเฉือน แรงดัด และแรงบิด (กรณี โครงสราง 3 มิติ) คานคอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete Beam) คานเหล็กรูปพรรณ (Steel Beam) (http://www.archiexpo.com/prod/barcon/reinforced(http://www.gic-edu.com/coursedetail.aspx?id=394) concrete-beams-59904-144037.html)

โครงขอแข็งเหล็ก (Steel Frame) (http://shanborun666.en.made-inchina.com/product/HeinRhSVhorI/China-Steel-Frame.html)

โครงขอแข็งคอนกรีต (Concrete Frame) (http://carsonconcrete.net/main.php)

คานประกอบ (Composite Beam) คานเหล็กประกอบ (Built-up Plate Girder) (http://wagenugraha.wordpress.com/2008/05/30/ (http://bridgehunter.com/ca/contra-costa/bh44517/) material-komposit-efek-sinergi-dan-pernikahan/)

รูปแบบโครงสราง Membrane

5

โครงสรางเปลือกบาง (Membrane, Plate and Shell Structure) Plate and Shell Structure

รับแรงดึงไดเพียงอยางเดียว

รับแรงดัด แรงเฉือน แรงดึง หรือแรงอัดได โครงหลังคาแบบพับ (http://www.ketchum.org/shellpix.html)

โครงสราง Membrane (http://www.alibaba.com/productgs/278012677/membrane_structure.html)

โครงหลังคารูปโดม (http://www.mca-tile.com/articleAW09_09.htm)

ไซโล (http://www.mccarthy.com/ftp-holcim-us/)

6

www.yotathai.com

น้ําหนักบรรทุก

น้ําหนักบรรทุกคงที่ (Dead Load) ชนิดของวัสดุ คอนกรีตลวน คอนกรีตเสริมเหล็ก เหล็ก ไม อิฐ โครงหลังคา กระเบื้องซีเมนตใยหินลอนคู กระเบื้องคอนกรีต เหล็กรีดลอน สังกะสี ฝาเพดาน กําแพงอิฐมอญ กําแพงอิฐบล็อก

น้ําหนักบรรทุก 2,300 2,400 7,850 500 1,900 10-30 14 50 14 5 14-26 180-360 100-200

หนวย กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ลบ.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. กก./ตร.ม. 7


น้ําหนักบรรทุกจร (Live Load) ประเภทและสวนตางๆ ของอาคาร

น้ําหนักบรรทุกจรต่ําสุด (กิโลกรัมตอตารางเมตร) สําหรับอาคารแตละ ประเภทตามกฎกระทรวง ฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527 และ แกไขเพิ่มเติม ฉบับที่ 48 พ.ศ. 2540 (ขอ 15)

หนวยน้ําหนัก บรรทุก (กก./ตร.ม.) 30 100 150 200

1. 2. 3. 4.

หลังคา กันสาดหรือหลังคาคอนกรีต ที่พักอาศัย โรงเรียนอนุบาล หองน้ํา หองสวม หองแถว ตึกแถวที่ใชพักอาศัย อาคารชุด หอพัก โรงแรม และหองคนไขพเิ ศษของโรงพยาบาล

5. 6.

สํานักงาน ธนาคาร (ก) อาคารพาณิชย สวนของหองแถว ตึกแถวที่ใชเพื่อการพาณิชยมหาวิทยาลัย วิทยาลัย โรงเรียน และโรงพยาบาล

250 300

(ข) หองโถง บันได ชองทางเดินของอาคารชุด หอพัก โรงแรมสํานักงาน และธนาคาร

300

(ก) ตลาด อาคารสรรพสินคา หอประชุม โรงมหรสพ ภัตตาคาร หองประชุม หองอานหนังสือในหองสมุดหรือหอสมุด ที่จอด หรือเก็บรถยนตนั่งหรือรถจักรยานยนต (ข) หองโถง บันได ชองทางเดินของอาคารพาณิชย มหาวิทยาลัย วิทยาลัย และโรงเรียน

400

(ก) คลังสินคา โรงกีฬา พิพิธภัณฑ อัฒจันทร โรงงาน อุตสาหกรรม โรงพิมพ หองเก็บเอกสารและพัสดุ

500

(ข) หองโถง บันได ชองทางเดินของตลาด อาคารสรรพสินคา หอประชุม โรงมหรสพ ภัตตาคาร หองสมุด และหอสมุด

500

หองเก็บหนังสือของหองสมุดหรือหอสมุด ที่จอดหรือเก็บรถบรรทุกเปลา

600 800

7.

8.

9. 10.

400

8

www.yotathai.com


น้ําหนักบรรทุกจร (Live Load)

น้ําหนักบรรทุกจรตามมาตรฐาน AASHTO (Standard Specifications for Highway Bridges. 17th Edition.) CLEARANCE AND LOAD LANE WIDTH

Impact Factor , I 

15.24  0.30 L  38

CURB HS 20-44

35.58 kN

142.34 kN

142.34 kN

HS 15-44

26.69 kN

106.75 kN

106.75 kN

5

5

5

d

d

o

CO

ED

I 04 พI

I 01 พ I

I

J

1,83

mJ

I 0.61

โฑ

V (4.27-9.15 m)

4.27 เท

CNj

0.61 ml

I 0.4 พ

wI l 0.1 พI 1 0.4 1 0.4 พ

CONCENTRATED LOAD 80.06 KN FOR MOMENT 115.64 KN TOR MOMENT

I

UNIFORM LOAD 9.344 KN PER LINEAR METRE OF LOAD LANE

///////////////////////////// 9

p  h


แรงดันน้ําและแรงดันดิน (Hydrostatic and Soil Pressures)

1 f  h 2 2 p  h โดยที่

p  h

คือ แรงดันน้ําที่กระทําตอโครงสราง คือ หนวยน้าํ หนักของน้ํา คือ ความลึกจากระดับผิวน้ํา 10

www.yotathai.com

1 V 2 2

แรงลม (Wind Load)

ความสูงของอาคารหรือสวนของอาคาร

หนวยแรงลมอยางนอยกิโลปาสกาล (กิโลกรัมแรงตอตารางเมตร) 0.5 (50) 0.8 (80) 1.2 (120) 1.6 (160)

หนวยแรงลมตามกฎกระทรวง ฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527

แรงดันพลศาสตร (Dynamic Pressure) ความหนาแนนของมวลอากาศ (Air Mass Density) ความเร็วลม (Wind Speed)

น้ําหนักบรรทุก q

โดยที่ q คือ  คือ V คือ E.I.T. Standard 1018-46 มยผ. 1311-50 (1) สวนของอาคารที่สูงไมเกิน 10 เมตร (2) สวนอาคารที่สูงเกิน 10 เมตร แตไมเกิน 20 เมตร (3) สวนของอาคารที่สูงเกิน 20 เมตร แตไมเกิน 40 เมตร (4) สวนของอาคารที่สูงเกิน 40 เมตร

แรงลม (Wind Load)

m

-นท 5

National Building Code of Canada ASCE7-05

ตัวอยาง

ทใ

.

จงวิเคราะหหาแรงลมที่กระทํากับโครงสรางที่มีลักษณะดังรูป โดยใหคํานวณตามกฎกระทรวง ฉบับที่ 6 พ.ศ. 2527

ระหวางชั้นที่ 1 และชั้นที่ 2 อาคารสูงไมเกิน 10 ม. ดังนั้นใชแรงดันลมเทากับ 0.5 kPa หรือ 0.5 kN/m2 (50 kg/m2) ในขณะที่ชั้นที่ 3 และ 5 สูงกวา 10 ม. แตไมเกิน 20 ม. จึงใชแรงดันลมเทากับ 0.8 kN/m2 (80 kg/m2) นั่นคือ w123 (ชั้น 1 2 และ 3) = (0.5)(5.5) = 2.75 kN/m (275 kg/m) และ w345 (ชั้น 3 4 และ 5) = (0.8)(5.5) = 4.40 kN/m (440 kg/m)

5

11

12

www.yotathai.com


แรงแผนดินไหว (Earthquake Load) โดยที่

กฎกระทรวงกําหนดการรับน้ําหนัก ความตานทาน ความคงทนของอาคารและพื้นดินที่รองรับอาคารในการ ตานทานแรงสั่นสะเทือนของแผนดินไหว พ.ศ. 2550

V  ZIKCSW

V คือ แรงเฉือนทั้งหมดในแนวราบที่ระดับพื้นดิน Z คือ สัมประสิทธิ์ของความเขมของแผนดินไหวตามพื้นที่ที่เสี่ยงตอแผนดินไหว I คือ ตั ว คู ณ เกี่ ย วกั บ การใช อ าคารตามความสํ า คั ญ และความจํ า เป น ต อ ชี วิ ต และความเป น อยู ข อง สาธารณชน K คือ สัมประสิทธิ์ของโครงสรางอาคารที่รับแรงในแนวราบตามความความเหนียวของโครงสรางอาคาร C คือ สัมประสิทธิ์ 1 C   0.12 สําหรับอาคารทั่วไปทุกชนิด 15 T 0.09hn สําหรับอาคารที่มีโครงตานแรงดัดที่มีความเหนียว T  D hn คือ ความสูงของพื้นอาคารชั้นสูงสุดวัดจากระดับพื้นดินมีหนวยเปนเมตร T  0 .01N D คือ ความกวางของโครงสรางของอาคารในทิศทางขนานกับแรงแผนดินไหว มีหนวยเปนเมตร N คือ จํานวนชั้นของอาคารทั้งหมดที่อยูเหนือระดับพื้นดิน S คือ สัมประสิทธิ์ของการประสานความถี่ธรรมชาติระหวางอาคารและชั้นดินที่ตั้งอาคาร W คือ น้ําหนักของตัวอาคารทั้งหมดรวมทั้งน้ําหนักของวัสดุอุปกรณซึ่งยึดตรึงกับที่โดยไมรวมน้ําหนัก บรรทุกจรสําหรับอาคารทั่วไป หรือน้ําหนักของตัวอาคารทั้งหมดรวมกับรอยละ 25 ของน้ําหนัก บรรทุกจรสําหรับโกดังหรือคลังสินคา 13

แรงแผนดินไหว (Earthquake Load) V  ZIKCSW Z คือ สัมประสิทธิ์ของความเขมของแผนดินไหว - คาสัมประสิทธิ์ของความเขมของแผนดินไหว (Z) ของบริเวณที่ 1 ใหใช เทากับ 0.19 หรือมากกวา และบริเวณที่ 2 ใหใชเทากับ 0.38 หรือมากกวา “บริเวณเฝาระวัง” คือ พื้นที่หรือบริเวณที่อาจไดรับผลกระทบจาก แผนดินไหวไดแก จังหวัดกระบี่ ชุมพร พังงา ภูเก็ต ระนอง สงขลา และสุราษฎรธานี “บริเวณที่ 1” คือ พื้นที่หรือบริเวณที่เปนดินออนมากที่อาจไดรับ ผลกระทบจากแผนดินไหวระยะไกล ไดแก กรุงเทพมหานคร จังหวัด นนทบุรี ปทุมธานี สมุทรปราการ และสมุทรสาคร “บริเวณที่ 2” คือ พื้นที่หรือบริเวณที่อยูใกลรอยเลื่อนที่อาจไดรับ ผลกระทบจากแผนดินไหว ไดแก จังหวัดกาญจนบุรี เชียงราย เชียงใหม ตาก นาน พะเยา แพร แมฮองสอน ลําปาง และลําพูน ตัวคูณเกี่ยวกับการใชอาคาร (I) ชนิดของอาคาร (1) อาคารที่จําเป็นต่อความเป็นอยู่ของสาธารณชน (2) อาคารที่เป็นที่ชุมนุมคนครั้งหนึ่งๆ ได้มากกว่าสามร้อยคน (3) อาคารอื่นๆ

คาของ I 1.50 1.25 1.00

คาสัมประสิทธิ์ของโครงสรางอาคารที่รับแรงในแนวราบ (K) ระบบและชนิดโครงสรางรับแรงในแนวราบ คาของ K (1) โครงสรางซึ่งไดรับการออกแบบใหกําแพงรับแรงเฉือน (Shear Wall) หรือโครงแกงแนง (Braced 1.33 Frame) ตานแรงทั้งหมดในแนวราบ (2) โครงสรางซึ่งไดรับการออกแบบใหโครงตานแรงดัดที่มีความเหนียว (Ductile Moment-Resisting 0.67 Frame) ตานแรงทั้งหมดในแนวราบ (3) โครงสรางซึ่งไดรับการออกแบบใหโครงตานแรงดัดที่มีความเหนียวรวมกับกําแพงรับแรงเฉือน 0.80 หรือโครงแกงแนงตานแรงในแนวราบ โดยมีขอกําหนดในการคํานวณออกแบบ ดังนี้ (ก) โครงตานแรงดัดที่มีความเหนียวตองสามารถตานแรงในแนวราบไดไมนอยกวารอยละ 25 ของ แรงในแนวราบทั้งหมด (ข) กําแพงรับแรงเฉือนหรือโครงแกงแนงเมื่อแยกเปนอิสระจากโครงตานแรงดัดที่มีความเหนียว ตองสามารถตานแรงในแนวราบไดทั้งหมด (ค) โครงตานแรงดัดที่มีความเหนียวรวมกับกําแพงรับแรงเฉือนหรือโครงแกงแนงตองสามารถ ตานแรงในแนวราบไดทั้งหมด โดยสัดสวนของแรงที่กระทําตอโครงสรางแตละระบบ ใหเปนไป ตามสัดสวนความคงตัว (Rigidity) โดยคํานึงถึงการถายเทของแรงระหวางโครงสรางทั้งสอง (4) หอถังน้ํา รองรับดวยเสาไมนอยกวา 4 ตน และมีแกงแนงยึดและไมไดตั้งอยูบนอาคาร 2.50 หมายเหตุ ผลคูณระหวางคา K กับคา C ใหใชคาต่ําสุดเทากับ 0.12 และ คาสูงสุดเทากับ 0.25 (5) โครงตานแรงดัดที่มีความเหนียวจํากัดและโครงอาคารระบบอื่นๆ นอกจากโครงอาคารตาม 1.00 (1) (2) (3) หรือ (4)

คาสัมประสิทธิ์ของการประสานความถี่ธรรมชาติระหวางอาคารและชัน้ ดินทีต่ ั้งอาคาร (S) ลักษณะของชั้นดิน (1) หิน (2) ดินแข็ง (3) ดินอ่อน (4) ดินอ่อนมาก

คาของ S 1.0 1.2 1.5 2.5

14

www.yotathai.com


แรงแผนดินไหว (Earthquake Load)

การกระจายแรงเฉือนเขาสูชั้นตางๆ ของอาคาร Fx 

( V  Ft ) w x h x n

 wihi i 1

Ft = 0.07 TV คาของ Ft ที่ไดจากสูตรนี้ไมให ใชเกิน 0.25 V และถาหาก T มีคาเทากับหรือ ต่ํากวา 0.7 วินาที ใหใชคาของ Ft เทากับ 0

Ft คือ แรงในแนวราบที่ ก ระทํ า ต อ พื้ น ชั้ น บนสุดของอาคาร Fx คือ แรงในแนวราบที่กระทําตอพื้นชั้นที่ x ของอาคาร T คือ คาบการแกวงตามธรรมชาติของอาคาร มีหนวยเปนวินาที V คือ แรงเฉื อ นทั้ ง หมดในแนวราบที่ ร ะดั บ พื้นดิน wx , wi คือ น้ําหนักของพื้นอาคารชั้นที่ x และชั้นที่ i ตามลําดับ hx , hi คือ ความสูงจากระดับพื้นดินถึงพื้นชั้นที่ x และชั้นที่ i ตามลําดับ n คือ จํ า นวนชั้ น ทั้ ง หมดของอาคารที่ อ ยู เหนือระดับพื้นชั้นลางของอาคาร



จงวิเคราะหหาแรงแผนดินไหวที่กระทํากับโครงสรางอาคาร 6 ชั้น ที่มีลักษณะดังรูป โดยใหคํานวณตามกฎกระทรวงกําหนดการรับ น้ําหนัก ความตานทาน ความคงทนของอาคารและพื้นดินที่รองรับ อาคารในการตานทานแรงสั่นสะเทือนของแผนดินไหว พ.ศ. 2550

กําหนดใหอาคารอยูในบริเวณที่ 1 ตั้งอยูบนชั้น ดินเหนียวแข็ง เปนอาคารประเภททั่วไป โครงสรางอาคารไดรับการออกแบบใหโครงตาน แรงดัดที่มีความเหนียว (Ductile MomentResisting Frame) ตานแรงทั้งหมดในแนวราบ และมีมวลในแตละชั้นตามที่กําหนดดังรูป

1. กําหนดพารามิเตอรสําหรับการคํานวณ

-

15

อาคารอยูในบริเวณที่ 1 ตั้งอยูบนชั้นดินเหนียวแข็ง เปนอาคารประเภททั่วไป โครงสรางอาคารไดรับการออกแบบใหโครงตานแรงดัดที่มี ความเหนียว (Ductile Moment-Resisting Frame) ตานแรง ทั้งหมดในแนวราบ น้ําหนักของตัวอาคารทั้งหมด หรือ

Z = 0.19 S = 1.2 I = 1.0 k = 0.67

6th Floor 5th Floor 4,h Floor

3rd Floor 2"d Floor l1' Floor

พ,, - 3000 kN

-H

m 4 h-

พ5 = 2000 kN

พ4 = 2000

ร

kN

r<ไ

พ3 = 2000 kN

ro

พ2- 2000

3

-H m

k-

kN

-H

h—

เท

พ, = 5000 kN

3

H

1

m

h—

5

บ

พ101a1 = 16000 kN

W = 16000 kN W  1600 ton

——

ธ,,

16

www.yotathai.com

ชั้น



2. คํานวณคาบธรรมชาติ (T) T = 0.1 N (เมื่อ N คือจํานวนชั้นของอาคาร) T = (0.1)(6) = 0.6 วินาที 3. คํานวณคาสัมประสิทธิ์ (C) C

C

1 15 T

6 5 4 3 2 1

wi (kN) 3000 2000 2000 2000 2000 5000

hi (m) 21 17 14 11 8 5

wi hi (kN-m) 63000 34000 28000 22000 16000 25000 188000



wxhx n

 wihi i 1

0.335 0.181 0.149 0.117 0.085 0.133

Fx  ( V  Ft ) w x h x

(kN) 70.44 38.01 31.31 24.60 17.89 27.95 210.20

n

 wihi i 1

6th Floor

 0.12

5th Floor

1  0.086  0.12 15 0.6

4th Floor

4. คํานวณแรงเฉือนที่ฐาน (V)

3rd Floor

V  ( Z I K C S) W

2nd Floor

 (0.19  1.0  0.67  0.086  1.2) (16000 )  210.20 kN

Is1 Floor

5. กระจายแรงเขาไปที่แตละชั้นของอาคาร Ft = 0 (เนื่องจาก T มีคาต่ํากวา 0.7 วินาที) ใชสมการที่ 1.3-5 จะไดแรงที่กระจายเขาไปในแตละชั้น ดังนี้ 17

การถายน้ําหนัก

การถายน้ําหนักจากพื้นลงคาน

การกระจายน้ําหนักลงคาน : พื้นทางเดียว

แ H -

t Lo

I

ร/ 2

WS = 0 WL = w∙S/2 ร - RTWimmuhirfk L

T

t

S/2

-

1 ษ

liu M = */L < OM

18

www.yotathai.com



การกระจายน้ําหนักลงคาน : พื้น 2 ทาง 1 L

WS=w∙S/3 WL=WS∙(3-m2)/2

19



กําหนดใหพื้นมีขนาด 3 x 5 ม. และหลอเปนเนื้อเดียวกับคานที่รองรับทั้ง 4 ดาน สมมติใหแผนพื้นไมตอเนื่องกับแผนพื้นใดๆ และมี น้ําหนักแผเทากับ 250 กก./ม.2 จงคํานวณหาโมเมนตดัดที่เกิดขึ้นบนคานดานสั้นและดานยาว เมื่อ m = S/L = 3/5 = 0.60 ดังนั้น เปนแผนพื้นสองทาง - แรงลงคานดานสั้น (3 ม.) : WS = w∙S/3 = 250∙3/3 = 250 กก./ม. - แรงลงคานดานยาว (5 ม.) : WL = Ws(3 – m2)/2 = (250/2)(3 – 0.62) = 330 กก./ม. - โมเมนตของคานสั้น (3 ม.) : MS,max= WS∙S2/8 = 250*32/8= 281.25 กก.-ม. - โมเมนตของคานสั้น (5 ม.) : ML,max= WL∙L2/8 = 330*52/8 = 1,031.25 กก.-ม.

20

www.yotathai.com

สูตรคาน (beam formulas)


.

t

การถายน้ําหนักจากลงเสา

รูปแบบคานตอเนื่อง 1

l l l l เ . t-

1— ?

L

1—1—[

»

R»

=ÿร

-A- B

R„

พ

lIlI

~x~ L

8

แรงปฏิกิริยา RA = RC = 0.375wL RB = 1.250wL

«c

L

เ เ t

เ เ

l l I

T

27

เ.

RA = RD = 0.400wL RB = RC = 1.100wL

เ เ -น ..

lII

L

'

I 1 I Mill I i 1 M M M 1 i M 1 1 1 e -J±- D 1 1 Ro R* R. 1. 1. 1

M L

I

—dL1f

L_LJ

Rc

RA = RE = 0.393wL RB = RD = 1.143wL RC = 0.928wL

Vmax = w∙L/2

เเนนนฺเLJ\ t

1

|U นเนโ

-

pc R, + R, + R1 +R4

21


การถายน้ําหนักบรรทุกระหวางองคอาคารตางๆ พ = นํ้าหนัทแผ่บนพน

X III 1

แรงเฉือน

tttttttt

พ..

=

นาหน ทกระจายบน คาน

(ก) แผ่นพน 2 ทาง

V หนักจะถ่ายแรงตาม การถ่ายนํา

หลักสมดุลของแรง

Rc - แรงปฏิแ ริยฯจาแเรํท 5

P,

แรง ลงตอม่ อ

V AAp1 =

รร

(ง) จานราท / ♦ t

q

=

«

�

แรง คันดิน

22

www.yotathai.com

การรวมแรง  กฎกระทรวงฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2527) ออกตามความใน พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 กําหนดการคํานวณสวน ตางๆ ของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กตามทฤษฎีกําลังประลัย ใหใชน้ําหนัก บรรทุกประลัย ดังตอไปนี้

 การออกแบบโครงสรางคอนกรีตเสริมเหล็กโดยวิธีกําลัง (Structural Reinforced Concrete Design : Strength Design (SD)) ตามมาตรฐาน ACI318-11 : BUILDING CODE REQUIREMENTS FOR STRUCTURAL CONCRETE (ACI 318-11) AND COMMENTARY (ACI 318R-11)

(1) สําหรับสวนของอาคารที่ไมคิดแรงลม ใหใชน้ําหนักบรรทุกประลัย ดังนี้ นป. = 1.7 นค. + 2.0 นจ.

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

(2) สําหรับสวนของอาคารที่คิดแรงลมดวย ใหใชน้ําหนักบรรทุกประลัย ดังนี้ นป. = 0.75 (1.7 นค. + 2.0 นจ. + 2.0 รล.) หรือ นป. = 0.9 นค. + 1.3 รล.

U = 1.4(D) U = 1.2(D) + 1.6(L) + 0.5(Lr or S or R) U = 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (1.0L or 0.5W) U = 1.2D + 1.0W + 1.0L + 0.5(Lr or S or R) U = 1.2D + 1.0E + 1.0L + 0.2S U = 0.9D + 1.0W U = 0.9D + 1.0E

23

การประมาณขนาดโครงสราง For Slabs and Beams มาตรฐาน โดย ACI กําหนด ความหนาต่ําสุด (minimum thickness) สําหรับการออกแบบ ในกรณีที่ไมจําเปนตอง ตรวจสอบการโกงตัวขององคอาคาร Minimum Thickness, h

Solid one-way

slabs Beams

_ irÿ JU JLJl

n L/20 L/16

JL_

irnr if-

L/24 L/18.5

L/28 L/21

L/10 L/8 24

www.yotathai.com

การจําลองโครงสราง

25


โครงสรางที่มีลักษณะสมมาตร หากอาคารดังกลาวเมื่อถูกแรงกระทําทาง ขางแบบสม่ําเสมอ จะทําให โครงดัดยอย (sub frame) ทุกโครงในอาคาร โยกตัวแบบคานยื่น (cantilever deformation) ในแนวดิ่งใกลเคียงกัน

โครงสรางที่ไมสมมาตร เมื่อถูกแรงกระทําทางขางแบบ สม่ําเสมอ จะทําให โครงดัดยอย (sub frame) โยกตัว ไมเทากัน 26

www.yotathai.com


วิเคราะห์โดยไม่มีคาน ซ วาง วิเคราะห์โดย ไม่มีแผ่นพี้น

แทง วิเคราะห์โดยไม่มีกํา

อิฐก่อ วิเคราะห์โดย linear elastic

27

โครงสรางจริง VS โครงสรางสมมุติ แบบจําลองโครงกระดูกของอาคาร

กรณีที่แนวของเสาหรือกําแพงของ อาคารในแตละชั้นไมตรงกัน อาจ สราง แขนแข็งเกร็ง (rigid arm) เพื่อยึดเสนกระดูกที่อยูตามแนว C.G.

การประยุกตแขนแข็งเกร็งเพื่อ สรางมิติในกําแรงรับแรงเฉือน

28

www.yotathai.com


จุดตอคาน-เสา (beam-column joint)

พื้นที่แข็งเกร็ง (rigid zone) หรือ พื้นที่แผง (panel zone) ไมเกิดการดัด ทําใหโมเมนตในคานหรือเสาจะเกิดขึ้นจริง เริ่มตน ณ ที่บริเวณหนาเสา หรือคานเทานั้น นบบฟ้ารองตัว๗างft นส สงชุสเ'เอ เสา-คาน

ทาทฟ้ จาร [นา* นาสอ อง องตัอาคารฟ้วพ ตัว อ

แตัว โมเมนเสัตสั บริน [น{นะไฟ่ร

แบบฟ้า รองftรสผสอ อง panel zone ทบฟ้า

เห

โนเสนตัตัคเทสเนฟ้ ฟันสา หริอคานแฟ้านน

พพ(นสืง(แอององค์อาคาร

(ท) แบบฟ้าสองฟ้เแสคง

29

การจําลองโครงสราง 2D frame

พิจารณาต่างหาก 30

www.yotathai.com

ฐานรองรับ Type of connection

Fixed

support

Pinned

support

Roller

support

Simple

support

Symbol

H -ÿ i— I

He +— 3 He ร//////.

ft”-

Types of trans¬ lations and rota¬ tions that the

connection allows.

Types of forces that can be developed at

the connection

Types of forces that can be developed when the support is inclined

H

te

Sec-fl"**

nr ร 'พง

t-Tÿ>€

(fT) TiwsiaupwiniAÿmTU hfrigxi™vkrml Wffxrt

*ร

(a) รายa ะเยียตเ.ห!Inเสริม สําหรับfixed support

*?

Cable

support

31

จุดตอ (Schodek.1980)

Momov

Ramon

32

www.yotathai.com

การวิเคราะหโครงสรางเบื้องตน การกระตุ้น

ผล ตอบ สนอง

EXCITATIONS

RESPONSES

Loads/forces

Displacements

Vibrations

Strains

Settlements

Stresses

Thermal Changes

Stress Results

Creep & Shrinkage

33

การวิเคราะหโครงสรางเบื้องตน แรงปฏิกิริยาสําหรับโครงสรางดีเทอรมิเนท ใช เพียงสมการสมดุล (กรณี 2D) 3 สมการ Fx = 0

(ตามแนวแกน X หรือแนวราบ ผลรวมของแรงทุกแรงตองเปนศูนย) Fy = 0 (ตามแนวแกน Y หรือแนวดิ่ง ผลรวมของแรงทุกแรงตองเปนศูนย) M = 0 (ผลรวมของโมเมนตที่หมุนใน ระนาบ X และ Y ตองเปนศูนย)

แรงปฏิกิริยาสําหรับโครงสรางดีเทอรมิเนท

สมดุลแรงตามแนวแกน X (Fx = 0) -Bx + 30 =0 นั่นคือ Bx = 30 kN ( ) สมดุลโมเมนตรอบจุด B (MB = 0) -Ay(8) + 40(4) + 120(5) = 0 นั่นคือ Ay = 95 kN ( ) สมดุลโมเมนตรอบจุด A (MA = 0) By(8) + 40(4) + 120(3) = 0 นั่นคือ By = 65 kN ( ) ตรวจสอบแรงในแนวดิ่งวาสมดุลหรือไม (Fy = 0) -120 – 40 +95 + 65 = 0 นั่นคือแนวดิ่งแรงสมดุล

34

www.yotathai.com

การวิเคราะหโครงสรางเบื้องตน

โมเมนตดัด และแรงเฉือนสําหรับโครงสรางดีเทอรมิเนท

Sign Convention

up on the left face

right face

(a

_

Up on the right face v

(b)

Tension

left face

เพื่อความสะดวกจึงเขียนผังโมเมนตดัด (Bending Moment Diagram ; BMD) และ ผังแรงเฉือน (Shear Force Diagram ; SFD) Inflection Point (จุดดัดกลับ) ; M = 0

35



ผังโมเมนตดัด (Bending Moment Diagram ; BMD) และ ผังแรงเฉือน (Shear Force Diagram ; SFD) 20 kN

81cN

รูปแบบของ‘นาหนักบรรทุก

โมเมนต์ไดอะแกรม (Moment diagram)

Loading pattern

Structural mechanics

J

ไดอะแกรมของแรงเฉือน Shear force diagram

โมเมนต์ไดอะแกรม (Moment diagram)

|B

\

2.00

:

32.8 kN 2.00 nij 2.00

เ

ว

4 kN/ÿÿ

1 1 1 1 1 1

ฯ

_ _ 6.00 m

19.2 kN

I

Vmax

Reinforced concrete design

M+max M-max Inflection Point (จุดดัดกลับ) ; M = 0

36

www.yotathai.com


_

2 kN/m

.แพนเพ[พ

•

1161 kN

i

13 kN

3m

โมเมนตดัด และแรงเฉือนสําหรับโครงสรางดีเทอรมิเนท เบึ๋อ 0

< X;6

-

IF, 0 (t+)

15 kN

13

2x

นั่นคิอ V, ■

าปทึ๋ E1.7-2 («) สําหรับ?เวง 0

V (kN)

•

< X;ธ

(Shaeffer, 1980)

เบอ 9

< X <

-13x

0 ♦

-

13

0

13

illi.lL*.

(โบเบนอํรอง�(เอํด.

M (kN-m)

< X <

นั่นคอ V,

.

0

(Shaeffer, 1980)

.3?

-1 5

ะ

M,

-

เาง 6

o *)

าปห El.7-2 (ท) สําหรับ?

.

< X < 9

(Shaeffer, 1980)

- 3) ♦ 1 8(x - 9) M. -0 - 1 5x

w(x)

w(x)

A

X

C

D dx

B

X

L

M+dM V+dV

V C

dx

D

M

C

; 

V  wdx  (V  dV)  0 dV   wdx dV  w dx dV   wdx

 dV   w  dx From C to D

C

luu พ

1 80

M

D

รอ M, - 36 - X


ความสัมพันธระหวางน้ําหนักบรรทุก แรงเฉือน และโมเมนตดัด

 dV  V

นั่น

�'' +)

- 3) + M, -0

37


D

-13x + 12(x

%

(โบเบนอํา อง�คคัค.

นั่นคิอ M,

12

0

13- 12 -18- V, .0

-13x + 1 2(x

าปฟ้ E1.7-2 (4) สําหรับเ!าง 9

-

XM = 0 (โบเบนอํา อง!) ตคัค.

IF,. 0 (t*)

HM

X

 Fy  0

o »)

2x(x/2) ♦ M, -0

.

- 1 2 - V,

นนคีa V, = 1

2x

นั่นคอ M. " 1 3x -

I }LV>■

-

-

IF, 0 (K)

12

12"

y

--

- V,

IMS 6 < X < 9

D

 VC   w  dx C

0 ; 

(M  dM)  M  (V  dV)dx  wdxdx  0

อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงเฉือน = น้ําหนักบรรทุกแบบแผตอหนึ่งหนวยที่หนาตัดนั้น

อัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตดัด = แรงเฉือนที่หนาตัดนั้น

การเปลี่ยนแปลงแรงเฉือนระหวางจุด 2 จุดบน โครงสราง (จุด C และ จุด D) = พื้นที่ใตภาพของ

การเปลี่ยนแปลงโมเมนตดัดระหวางจุด 2 dM   Vdx จุดบนโครงสราง (จุด C และ จุด D) = 

น้ําหนักบรรทุกแบบแผ หรือน้ําหนักบรรทุกทั้งหมดที่ อยูระหวาง 2 จุดนั้น

พื้นที่ใตภาพของแรงเฉือนอยูระหวาง 2 จุดนั้น

dM  Vdx  dVdx  w(dx) 2  0 

dM  Vdx

dM  Vdx

From C to D D

 dM  M

D

C

D

 MC   Vdx C

38

www.yotathai.com

การวิเคราะหโครงสรางเบื้องตน ในกรณีที่มีน้ําหนักบรรทุกแบบจุด ; P 



M

M

V C

V C

P

dx

M1

V+dV D

V+dV D

M+dM

M+dM

40

39

โมเมนตดัด และแรงเฉือนสําหรับโครงสรางดีเทอรมิเนท Fy = 0

dV = -P

V - P - (V+dV) = 0

ตรงตําแหนงที่มีน้ําหนักบรรทุกแบบจุดกระทํา

= 0

แรงเฉือนตรงตําแหนงนั้นจะลดลงทันทีตามคาน้ําหนักบรรทุกแบบจุดที่กระทํา

ในกรณีที่มีโมเมนตดัดตามเข็มนาฬิกา ; M1 Fy

(UJ.N>0

dx

TH T urn

(M +dM) - M - M1 = 0 dM = M1 ตรงตําแหนงที่มีโมเมนตดัดกระทํา โมเมนตดัดตรงตําแหนงนั้นจะเพิ่มขึ้นทันทีตามคาโมเมนตดัดที่กระทํา


< พ

www.yotathai.com

โมเมนตดัด และแรงเฉือนสําหรับโครงสรางดีเทอรมิเนท 60 kN

A-ÿbOh+hj)

-* =

M2h.+h|)

3(h,+h;>

�ๆ,,I'c

50 kN-m

12 kN/m

3.00 เท

1

*?.

2.00 m

_

132.75 kN

6.00 m

1

2.00 m

1

SFD (kN)

Scmiparabola

Semisegment of nth degree curve

BMD

(kN-m)

พื้นที่และตําแหนงเซนทรอยดของรูปเรขาคณิต 41

หลักการรวมผล (Superposition Principle) และแรงปฏิกิริยาสําหรับโครงสรางแบบอินดีเทอรมิเนท แรงเฉือน โมเมนตดัด และการแอนตัวของคานที่พบบอย

เมื่อโครงสรางมีพฤติกรรมอยูในชวงยืดหยุน (elastic behavior) ผลตอบสนองที่เกิดจากแรงกระทําครั้งที่ 1 จะ สามารถรวมผลแบบเชิงเสนกับผลตอบสนองที่เกิดจากแรง กระทําครั้งที่ 2 ซึ่งกระทําตางเวลาได

—

-■？？

-

พ wl

—

wL

1"

WL?

~

ริ-

trUrr (ÿ < b)

42

www.yotathai.com

หลักการรวมผล (Superposition Principle) และแรงปฏิกิริยาสําหรับโครงสรางแบบอินดีเทอรมิเนท การคํานวณแรงปฏิกิริยาในโครงสรางแบบอินดีเทอรเนท นอกจากจะใชหลักสมดุล แลวยังตองอาศัยหลัก การเสียรูปสอดคลองของ (consistent deformation)

ใสตัวเกิน

(Redundant) คือ By กลับเขาไป

b1 ตัวแปรไมทราบคา 4 ตัว คือ Ax , Ay , By และ Cy

= b2

5w(2L)4/(384E∙I) = By∙(2L)3/(48E∙I)

เลือกถอดตัวเกิน

By = 1.25wL

(Redundant) คือ By

Ay = Cy = 0.375wL

P1

P2

1

43

2

(1) Given Structure

(2) Primary Structure (Determinate Stable Structure) 10

P1

P2 20

 20   21   22   2

21

10  11X1  12 X 2  1

(3) Primary Structure + w 11

10  11  12  1

 20  21X1  22 X 2   2

X1

12

(4) Primary Structure + X1 +X2 11

(Superposition Equation) 22 X2

10  11X1  12 X 2  0

21

 20  21X1  22 X 2  0 (Compatibility Equation)

1

12

22

(5) Primary Structure + Unit of X1+Unit of X2 1

44

www.yotathai.com

การวิเคราะหหาแรงในชิ้นสวนโครงสราง (โครงขอหมุน) สมมุติฐานในการวิเคราะหโครงขอหมุนระนาบ • ชิ้นสวน (member) ตางๆ ของโครงขอหมุนเปนเสนตรงตลอด • จุดตอที่ปลายชิ้นสวนเปนแบบยึดหมุน (pinned joint) • จุดตอของโครงขอหมุน ไดจากการลากเสนผานแนวแกนสะเทิน (neutral

axis) มาตัดกัน

หรือ พบกันที่จุดใดจุดหนึง่ • แรงภายนอกกระทําทีจ่ ดุ ตอเทานั้น • วัสดุยังคงความเปนอิลาสติก • การเปลี่ยนแปลงความยาวของชิ้นสวนมีนอ ยมากเมื่อเทียบกับความยาวชิน้ สวน

เครื่องหมาย (Sign Convention)

+

-

Tension

Compression 45

การวิเคราะหหาแรงในชิ้นสวนโครงสราง (โครงขอหมุน) ชิ้นสวนที่มีแรงภายในมีคาเปนศูนย (Zero-Force Member)

F2 = 0

การรับน้ําหนักของโครงขอหมุนในบางกรณีอาจไมทําใหเกิดแรงภายในที่บาง ชิ้นสวนของโครงขอหมุนได ชิ้นสวนที่ไมเกิดแรงภายในหรือแรงตามแนวแกนภายใต น้ํ า หนั ก บรรทุ ก ที่ ก ระทํ ากั บ โครงข อ หมุ น จะเรี ย กชิ้ น ส ว นนั้ น ว า ชิ้ น ส ว นที่ มี แ รง ภายในมีคาเปนศูนย (Zero-Force Member) ซึ่งมีหลักในการพิจารณาดังนี้ หลักเกณฑที่ 1 มีชิ้นสวน 2 ชิ้นมาตอกันแลวไมมีแรงกระทําภายนอกหรือแรง ปฏิกิริยากระทําที่จุดตอนั้น ชิ้นสวนทั้งสองชิ้นเปนชิ้นสวนที่มี แรงภายในมีคาเปนศูนย (Zero-Force Member) หลักเกณฑที่ 2 ชิ้นสวนมี 3 ชิ้นมาตอกัน แตมี 2 ชิ้นสวนตอกันเปนแนวเสนตรง แลวไมมีแรงกระทําภายนอกหรือแรงปฏิกิริยากระทําที่จุดตอนั้น ชิ้นสวนที่ 3 ที่ไมอยูในแนวเสนตรงนั้นเปน ชิ้นสวนที่มีแรง ภายในมีคาเปนศูนย (Zero-Force Member)

p

p

p

p

46

www.yotathai.com

การวิเคราะหหาแรงในชิ้นสวนโครงสราง (โครงขอหมุน) การวิเคราะหโครงขอหมุนโดยวิธีวิเคราะหจุดตอ (Method of Joints)

การวิเคราะหโครงขอหมุนโดยวิธีวิเคราะหหนาตัด (Method of Sections) ใชสมการสมดุล 3 สมการคือ

ใชสมการสมดุล 2 สมการคือ

 Fx

0

 Fy

0

 Fx

ที่จุดตอใดก็ได

0

 Fy

0

M z

0

ที่รูปใดก็ได

จะตองเลือกหนาตัดที่มีตัวที่ไมรูคาไมเกิน 3 ตัว เทานั้น

จะตองเลือกหนาตัดที่มีตัวที่ไมรูคาไมเกิน 2 ตัว เทานั้น

47

130 T

3. วเกราะ ททาเท งปฎกรย)

IM%-0; »f“N0

4.

—

=>

7R(> + (25X4) K

—

60 T

( I30H4)

T

SF, = 0:T®

ะ=>

RA> + R„- 130 = 0

IF.=O

=>

R,. = 25T

วเกราะ ททาแรงภ)ย

K

-0

5. (เาปเท HI Mil นใ ก! tinWIJW

130

T

= 70 T

->

เนาเองโทรงพ้ทแน <1 nil ะ T,

เท)

ฟ้จารฉทชิ่นก่วน ฑมแรงภาขใน ท1เน fjน tMZcro-Forcc Member) F«, -0

lim

—

ท จาร ฌ ใ�ดฟิอ A

lF,=O;t0

�F,,+ 70-0 1

FAD = -99

T

IF,=0; —>0

�F„+F„+25-0

F*.-

— 2. คา

joaoun

ทจารผา)คต,0 C

�

m+r ” 2j

�

ใ กร){omjummSmoi บเน ท

>

SF,-O;T0 IF,

1,

nwtihiHimnfminimrn mjijiatunimiuo เโทบท{น

•ร. r ■ 3 ,j«4

เท

.

45 T (T)

+ 60 -0 -75 T

=>

F,11 -75

JFCDÿFÿ-O

ะ�

Fg1 = 45 T

Fen-

IF, = 0 ; —► 0

-

T(C)

(T)

48

www.yotathai.com

เสนอิทธิพล (Influence Line) “เสนอิทธิพล คือ กราฟซึ่งเปนฟงกชั่นของผลตอบสนองของโครงสรางที่ เกิดจากน้ําหนักบรรทุกจรหนึ่งหนวยเคลื่อนที่ไปบนโครงสรางนั้น” ฟงกชั่นของผลตอบสนองของโครงสรางอาจหมายถึง แรงปฏิกิริยา แรงเฉือน โมเมนตดัด แรงตามแนวแกน หรือการโกงตัว เปนตน Influence line for shear at 1-1

2-4


Influence line for bending moment at 1-1 Influence line for bending moment at 2-2

49

Influence Line Equation การสรางเสนอิทธิพล สรางโดยแทนแรงหนึ่งหนวยที่ระยะทาง x บนโครงสราง จากนั้นคํานวณหาคาของ แรงปฏิกิริยา, แรง เฉือน, โมเมนตที่ ณ จุดที่ตองการทราบ ในรูปของฟงกชัน x

1

-

หาค, ใแรงปฎิกริขไที่ชุด A

XMB - 0 ะ h h

a

=>

-LRAy + (l)(L-x)

RAS

b

=

= 0

�-(L-x) = l-ÿ-

ลองแทน ค, 1

X =0

ลองแทน ค, ไ

Ra>. = 1

X =L

RA). =0

50

www.yotathai.com

น่าห นก

โดยแทนแรงหนึ่ง่งหนวยที ตลอด ที่ต ่ ําแหนงตาง ๆ ๆ ตลอด Tabulate Values> สรางโดยแทนแรงหนึ หน่วย ตําแหน่ต ง่าง

สร้าง

บรรทุก 1

นวณ เะทีป ่่ปลาย นึ่ง่งและคํ แรง องด้าาน โดย และคําานวณหา ใช้แ หา ความยาวโครงสรางและที ลายทัทํ่ง้งสสองด โดยใช รงหยุ หยุด ดนิ น, โมเมนต์ ตําําแหน แหน่ และระยะโก่งง)) ที ที่ต เฉีออน, แรงเฉื โมเมนต และระยะโก คาของฟงกชัน (แรงปฏิกิกริริยิยา,า, แรง งตตงา่างง ๆๆ

การสรางเสนอิทธิพล

RAy

(ร่แปที๋ I

บน,วยอยู{ไ่ Z\lB-0; *'�© A

-15RAy + (lXl5)-0

RAV=1 C

3

5.00 m

10.00 m

3�

—15RAy + (1XI0)= 0

RAV = 0.67

15.00 m

เน

£ JA

1"

บเที่ 1

—7—|i>

B

i

“l5RAy + (1X0)= 0

RAV = 0 C -f—

0.67 -0 I.L. for R\y

51

การสรางเสนอิทธิพลโดยใชหลักการของ Müller-Breslau เสนอิทธิพลสําหรับฟงกชั่นผลตอบสนองของแรงหนึ่งๆ สามารถหาไดจากการเปลี่ยนรูปของโครงสรางที่ไมมี ความตานทานฟงกชั่นผลตอบสนองของแรงนั้น และ คาของฟงกชั่นผลตอบสนองของแรงดังกลาวสามารถ หาไดจากการใหการขจัด 1 หนวย (unit displacement) ณ ตําแหนงและทิศทางเดียวกับ ฟงกชั่นผลตอบสนองของแรงนั้น

1.0

A

�

-_

l

เสนอิทธิพลของแรงปฏิกิริยา

0.5T �

0.5 i-'

พ£

Jo! AA

�

X

J

เสนอิทธิพลของแรงเฉือน

0.5

I เสนอิทธิพลของโมเมนตดัด

52

www.yotathai.com

เสนอิทธิพลของระบบพื้น

(c)

MKIL

53

1000 kg

การประยุกตใชเสนอิทธิพล

c

Lk

-dx - - ก บ.''ÿ/ JL.

ft 7S7 / Jl

V.

A

D

»

A\i๒

1

p* D

�

B

T

I.L. for RAV

1

-bI.L. for R
Influence line for Mg (a)

p

CD IB ะธ้ะJX-A

(ÿ) Position of Load p for Maximum

Positive Mg

I -

of Uniformly Distributed Live Load Wf for Maximum Positive Mg

(b) Arrangement

พ(

B

A

--b JX B

(c) Position of Load p for Maximum

Negative Mg

-H0.25L-J

I.L. for VB

0.75Z,

cJTTTl

I.L. for Ml.

I 0.75LH0.25L— 1 (c) Arrangement

of Uniformly Distributed Live Load Wf for Maximum Negative Mg

54

www.yotathai.com

การหาผลตอบสนองสูงสุดที่แทจริงของโครงสราง P3

A

P2

P1

1

i

•

B

P2

P3

1•

.A.

A

B x -x

AY L/2

=4=

II

<£_ #

A_

V

P1

B

ff f

■■ ■ ■

s12

P2

P3

Ax

V

CL

PR

P1

i i

A

s23

x

x L/2

BY

x

x 2

คาโมเมนตดัดสูงสุดที่แทจริงเกิดขึ้นเมื่อครึ่งหนึ่งของระยะระหวาง น้ําหนักบรรทุกลอที่พิจารณากับแนวของแรงลัพธของกลุมน้ําหนัก บรรทุกเคลื่อนที่ทงั้ หมดทีอ่ ยูบนคานอยูตรงกับแนวกึ่งกลางคานพอดี 55

ตัวอยางการประยุกตใชเสนอิทธิพล จงหาโมเมนตดัดสูงสุดที่แทจริงของคานชวงเดียว ธรรมดาที่มีความยาวชวงสะพาน 25 เมตร โดย มีน้ําหนักบรรทุก AASHTO HS20-44 ดังรูป

ก mi

/

145

kN

145

kN

-=1 โวเ

§|r

35 kN

???

= m.93*(l2.5+0.725}- 145*4.3 = 1.650.27 KN-H

56

www.yotathai.com

ขอบคุณครับ 57

www.yotathai.com

แนวทางการสอบเลื่อนระดับใบอนุญาตเปนสามัญ วิศวกร หมวดวิชายอยในสาขาวิศวกรรมโยธา (ดานวิศวกรรมโครงสราง)

ดร.อาทิตย์ เพชรศศิธร

การวิเคราะหโครงสราง (Structural Analysis) (1) บทนําเกี่ยวกับการวิเคราะหโครงสราง (Introduction to Structural Analysis) (2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) (3) การวิเคราะหโครงสรางประเภทดีเทอรมิเนท (Structural Analysis of Determinate Structures) และ (4) การวิเคราะหโครงสรางประเภทอินดีเทอรมิเนท (Structural Analysis of Indeterminate Structures)

www.yotathai.com

(2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) หัวเรื่อง

เนื้อหา

แรงดึงและแรงอัด (Tension and Compression)

เมีอมีแรงดึงกระทํกัาบวัสดุแรงดังกล่าวจะทําให้เกิดการเสียรูป ของวัสดุ โดยวัสดุจะมี าับวสดุจะทํา ความยาวเพิ่มขี้นหรือยืด ตัว ในทางดรงกันข้ามเมื่อมีแรง อัดกระทํก ให้ ี วามยาวลด สงหรือ หดตัว โดย อัดรา ส่วนของแรง อัด/แรง ดึง ที่กระทากับวัสดุ วัสดุมค ่ ั้ง ฉากกับ ทิศทางของแรงกระทําเรียก ว่าหน่วยแรง อัด/ดึง หรือ ด่อพิน ่ ที่หนาตัดทีด ความเคน อัด/ดึง (Compressive/Tensile Stress) เขียนเป็น สมการไดวา

Stress, a = F/A

และ อัดรา ส่วนของความยาวที่ ลดลง/เพิ่ม ขี้นเนื่อง จากแรง อัด/แรงดึงต่อ ความยาว เดิมของวัสดุเรียก ว่าความเครียด อัด/ดึง (Compressive/Tensile strain)

Strain,

�

= 77



แรงดึงและแรงอัด (ตอ) (Tension and Compression) (Cont’d)

หาก การยืดตัวของวัสดุยัง อยูใ่ นช่วงยืดหยุ่น (อิลาสดิก)นนจะพบว่าขนาด ของแรงดึงจะเป็นปฏิภาคโดยดรง กบ ความยาวทีเ่ พิ่ม ขนของวัสดุซึ่งเป็นไป ดามกฎ ของ!!ค (Hooke's Law) และ'ในช่วง อิลาสดึก วัสดุแด่ละประเภท จะมี อัดรา ส่วนของ ความเคนดามยาวต่อความเครียดดามยาวคง ที่เรืยก อัดรา ส่วนนื่ว่า มอดุลัส ยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity) Modulus of Elasticity, E = a/6

แรงดัด (Bending) สมมุติฐานของหนาตัดชิ้นสวนของวัสดุเมื่อรับแรงดัดดังนี้ - วัสดุมีความตรง สมมาตรและ ไมมีหนวยแรงคงคางในชิ้นสวน - วัสดุมีความเปนเนื่อเดียวกันและอยูในชวงยืดหยุน (Homogeneous and Linearly Elastic) - มอดุลัสยืดหยุนสําหรับแรงอัดและแรงดึงมีคาเทากัน - วัสดุเกิดการเสียรูปเพียงเล็กนอยซึ่งยังคงทําใหระนาบของหนาตัด ยังคงเปนระนาบหลังจากมีแรงดัดมากระทํา

strain Distribution

ผังการแผกระจายของความเครียดดัดของหนาตัดวัสดุเมื่อรับแรงดัด

www.yotathai.com

(2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) หัวเรื่อง แรงดัด (ตอ) (Bending (cont’d)

เนื้อหา คาความเคนที่เ กิด ขึ้นกับหนาตัด ชิ้นสวนจะมีคาสูงสุด ที่ผิวบนและลางของหนาตัด และมีคาเปนศูนยที่แกนสะเทิน (Neutral Axis) โดยสามารถเขียนเปนสมการไดดังนี้ σ = My/I โดยที่ M คือ โมเมนตดัดที่กระทํากับหนาตัดชิ้นสวน y คือ ระยะทางจากจุดใดๆถึงแกนสะเทิน I คือ คาโมเมนตความเฉื่อยของหนาตัดชิ้นสวน



แรงเฉือน (Shear) เมีอมีแรงเฉือนกระทํกัาบวัสดุแรงดังกล่าวจะห่า ให้วัสดุเสียรูปโดยวัสดุจะเลอนดัวไป ในทิศทางที่ขนาน กับแนวแรง โดย อัตรา ส่วนของแรงเฉ อนที่ขนานกับผว สัมผัสแรง ่ นแนวขนานกับแรงเฉือนเรียกว่าหน่วยแรงเฉือนหรือ ความเค้นเฉือน (Shear ต่อพื้นทีใ Stress), T = V/A

Source : http://wv/w.5paceflight.esa.inyimpress/text:/educat:ion/Medianical%2ClPropertie5/MoreMciduli.html

และ อัตรา ส่วนของระยะที่เปลียนแปลงไปในแนวขนาน กับทิศ ทางของแรงต่อความ สูง ของวัสดุเรียก ว่าความเครียดเฉือน (Shear Strain) Shear Strain, Y = kx/h

หาก การเสียรูปเนื่องจาแรงเฉือนยัง อยูใ่ น ช่วง อิลา สดิกแล้ว อัตรา ส่วน ของ ความเค้นเฉือนต่อความเครียดเฉือนของวัสดุแต่ลัะประเภทจะมีค่าคงที่ซี่งเรียก ว่ามอ ดุลัสเฉือน (Shear Modulus)

Shear Modulus G =

IY

T

www.yotathai.com

(2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) หัวเรื่อง การรวมหนวยแรง (Combined Stresses)

เนื้อหา เมื่อมีแรงกระทํากับชิ้นสวนของวัสดุมากกวาหนึ่งประเภทเชน มีแรงอัดและแรงดัด กระทํ า กั บ ชิ้ น ส ว น หน ว ยแรงที่ เ กิ ด ขึ้ น ภายในชิ้ น ส ว นของวั ส ดุ จ ะเกิ ด จากการรวม หนวยแรงที่เกิดจากแรงอัดและแรงดัดซึ่งสามารถเขียนเปนสมการไดดังนี้ σ = P/A ± My/I

การรวมหนวยแรงเนื่องจากแรงอัดและแรงดัดกระทํากับชิ้นสวน

แรงดัดในชิ้นสวนโครงสรางอาจเกิดจากแรงในแนวแกนที่กระทํากับชิ้นสวน โครงสรางไมไดกระทําผานจุดศูนยกลางของหนาตัดชิ้นสวน (แรงกระทําเยื้องศูนย)

แรงในแนวแกนกระทํากับชิ้นสวนโครงสรางไมผานจุดศูนยกลางของหนาตัด

(2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) หัวเรื่อง การรวมหนวยแรง (ตอ) (Combined Stresses (Cont’d))

เนื้อหา ถาแรงกระทําเยื้องศูนยจากศูนยกลางหนาตัดมากเกินไปจะทําใหเกิดแรงดึงขึ้นไดใน ชิ้นสวนของวัสดุ ซึ่งในงานวิศวกรรมบางประเภทจะตองหลีกเลี่ยงไมใหเกิดแรงดึง ขึ้นในชิ้นสวนโครงสรางเชน ฐานรากแผ ซึ่งระยะเยื้องศูนยของแรงกระทําสูงสุดที่จะ ไมทําใหเกิดแรงดึงขึ้นในชิ้นสวนมีคาเทากับ b/6 และเรียกระยะดังกลาววา ระยะ เคิรน (Kern Distance)

www.yotathai.com

(2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) หัวเรื่อง แรงเฉือนตาม แนวราบ (Horizontal Shear Stress)

เนื้อหา เมื่อมีแรงกระทํากับชิ้นสวนโครงสรางคาน จะมีโมเมนตดัดและแรงเฉือนกระทํากับ หนาตัดคาน ซึ่งหนวยแรงเฉือน (Shear Stress) ที่เกิดขึ้นในหนาตัดคานจะมีคาเปน ศูนยที่ผิวทั้งสองดานของหนาตัดและมีคาสูงสุดที่แกนสะเทินของหนาตัด

(ก)ชิ้นสวนในคานที่พิจารณา (ข) ผังการแผกระจายของหนวยแรงเฉือนในแนวราบ

หนวยแรงเฉือนในแนวราบ (τ) มีคาเทากับ VQ/Ib โดยที่ V คือ แรงเฉือนที่เกิดขึ้นบนหนาตัดคาน Q คือ โมเมนตอันดับแรกของหนาตัดคาน (First Moment of Area) I คือ โมเมนตความเฉือยของหนาตัดคาน b คือ ความกวางของหนาตัดคาน

(2) กลศาสตรของวัสดุ (Mechanics of Materials) หัวเรื่อง การโกงเดาะของ เสา (Buckling of Columns)

เนื้อหา โดยทั่ ว ไปโครงสร า งเสาจะไม เ ป น เส น ตรงดิ่ ง เนื่ อ งจากความไม ส มบู ร ณ ข อง โครงสราง (Imperfections) ดวยเหตุดังกลาวเมื่อโครงสรางเสารับน้ําหนักบรรทุกใน แนวแกนถึงจุดๆหนึ่ง โครงสรางเสาจะเกิดการโกงเดาะ เราเรียกน้ําหนักบรรทุกใน แนวแกนที่ทําใหเสาเกิดการโกงเดาะวาน้ําหนักบรรทุกออยเลอร (Euler’s Load), Pe

Pe = π2EI/(KL)2

E คือ I คือ K คือ L คือ

มอดุลัสยืดหยุนของวัสดุ โมเมนตความเฉือยของหนาตัดเสา ตัวประกอบเนื่องจากการยึดรั้งของปลายทั้งสองดานของเสา ความยาวของโครงสรางเสา ท สักพนะ;ของกาใ

uflliniknuMJ

กองค่านของเกา

9

• ••

•

■

•1 •••

เ•

9

9

1 1 %

\

1

9 9

9

9 9

• ••

9

9 9

••

9

9

»

9

1

ท

%

9

9 9

9

__

9

9

9

9

i

ค่า K

0.5

0.7

1.0

1.0

2.0

2.0

www.yotathai.com

(4) การวิเคราะหโครงสรางประเภทอินดีเทอรมิเนท (Structural Analysis of Indeterminate Structures)

หัวเรื่อง

การวิเคราะห โครงสรางดวย วิธีความ สอดคลองของ การเสียรูป (Method of Consistent Deformation)

เนื้อหา การวิ เ คราะห โ ครงสร างด ว ยวิ ธี ค วามสอดคล อ งของการเสี ย รู ป อาศั ยหลั ก การของ Superposition และความสอดคลองของการเคลื่อนที่ของฐานรองรับ โดยทําการ เลือกแรงตัวเกิน (Redundant Force) แลวทําการถอดแรงปฏิกิริยานั้นออกจาก โครงสรางชั่วคราว ซึ่งจะทําใหโครงสรางที่ทําการถอดแรงตัวเกินออกเปนโครงสราง ดีเทอรมิเนท ซึ่งเรียกโครงสรางดังกลาววา โครงสรางพื้นฐาน (Primary Structure) จากนั้นทําการวิเคราะหหาการเคลื่อนตัวของโครงสรางที่ตําแหนงที่ถอดแรงปฏิกิริยา ออกทั้ ง หมด หลั ง จากนั้ น ให ทํ า การวิ เ คราะห ห าการเคลื่ อ นตั ว ของโครงสร า งที่ ตํ า แหน ง ที่ ถ อดแรงปฏิ กิ ริ ย าออกเมื่ อ มี แ รงขนาด 1 หน ว ยกระทํ า กั บ โครงสร า งที่ ตํ า แหน ง ที่ ถ อดแรงปฏิ กิ ริ ย าออก จากการวิ เ คราะห ก ารเคลื่ อ นตั ว ของโครงสร า ง ดั ง กล า วจะทํ า ให เ ราสามารถหาแรงปฏิ กิ ริ ย าของโครงสร า งที่ ตํ า แหน ง ที่ ถ อดแรง ปฏิกิริยาออกไดซึ่งเทากับอัตราสวนของการเคลื่อนตัวของโครงสรางที่ตําแหนงที่ ถอดแรงปฏิกิริยาออกตอการเคลื่อนตัวของโครงสรางที่ตําแหนงที่ถอดแรงปฏิกิริยา ออกเมื่อมีแรงขนาด 1 หนวยกระทํากับโครงสรางที่ตําแหนงที่ถอดแรงปฏิกิริยาออก




การวิเคราะห โครงสรางดวย วิธีความ สอดคลองของ การเสียรูป (ตอ) (Method of Consistent Deformation (cont’d)) ตัวอยางการวิเคราะหโครงสรางดวยวิธีความสอดคลองของการเสียรูป

www.yotathai.com



การวิเคราะห โครงสรางดวย วิธีความลาดชันการโกงตัว (SlopeDeflection Method)

เนื้อหา หลักการของวิธีความลาดชัน-การโกงตัว (slope-deflection) ของโครงสรางคาน หรือโครงขอแข็งคือ ทําการระบุ node และกําหนดการเสียรูปที่ไมทราบคา (degree of freedom) ของโครงสรางคานหรือโครงขอแข็ง แลวเขียนสมการแสดง ความสัมพันธระหวางแรงภายในกับการเสียรูปของชิ้นสวนตางๆ ของโครงสรางคาน หรือโครงขอแข็ง จากนั้นแทนสมการแสดงความสัมพันธดังกลาวลงไปในสมการ ความสมดุลที่ nodes ตางๆของโครงสรางคานหรือโครงขอแข็งแลวทําการแก สมการหาคาการเสียรูปที่ไมทราบคา จากคาการเสียรูปที่ไมทราบคาที่หาไดจากการ แกสมการขางตน เราจะสามารถหาแรงภายในที่เกิดขึ้นในชิ้นสวนตางๆของ โครงสรางคานหรือโครงขอแข็งไดโดยแทนคาการเสียรูปที่หามาไดกลับลงใน สมการความสัมพันธของแรงภายในและการเสียรูป MAB = 2EI/L (2θA+θB-3Δ/L)+FEMAB MBA = 2EI/L (θA+2θB-3Δ/L)+FEMBA E คือ มอดุลัสยืดหยุนของวัสดุ I คือ โมเมนตความเฉือยของหนาตัดของโครงสราง L คือ ความยาวของชิ้นสวนโครงสราง θA คือ มุมหมุนของชิ้นสวนของโครงสรางที่ปลาย A θB คือ มุมหมุนของชิ้นสวนของโครงสรางที่ปลาย B Δ คือ คาการเสียรูปในทิศทางตั้งฉากกับชิ้นสวนโครงสราง FEMAB คือ Fixed-End-Moment ที่ปลาย A FEMBA คือ Fixed-End-Moment ที่ปลาย B




การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีการกระจาย โมเมนตดัด (Moment Distribution Method)

ขั้นตอนวิธีการวิเคราะหโครงสรางดวยวิธีนี้เริ่มตนดวยการสมมุติใหจุดตอตางๆ ของโครงสรางถูกยึดแนน จากนั้นทําการปลดจุดตอแรกใหหมุนไดอิสระซึ่งจะทํา ใหเกิดโมเมนตตานทานขึ้นที่ปลายของทุกชิ้นสวนของโครงสรางที่เชื่อมตอกับ จุดตอดังกลาว ซึ่งโมเมนตตานทานที่จุดตอดังกลาวจะถูกถายไปสูจุดตอที่ปลาย ดานไกลของชิ้นสวนโครงสรางนั้นโดยขนาดของโมเมนตที่ถูกถายไปนั้นขึ้นอยู กับตัวประกอบการสงถายโมเมนต (Carry Over Factor) จากนั้นทําการยึดจุดตอ แรกและปลดจุดตอถัดไป ซึ่งจะทําใหเกิดโมเมนตตานทานเกิดขึ้นที่ปลายของ ทุกชิ้นสวนของโครงสรางที่เชื่อมตอกับจุดตอนั้น จากนั้นโมเมนตตานทานที่จุด ตอนั้นจะถูกถายไปยังปลายดานไกลของชิ้นสวนของโครงสรางเหมือนกับจุดตอ แรก ทํ า การปลดจุ ด ต อ ถั ด ๆไปอย า งต อ เนื่ อ งแล ว โมเมนต ต า นทานที่ จุ ด ต อ เหลานั้นก็จะถูกกระจายกลับไปกลับมาจนกระทั่งเขาสูสภาวะสมดุล ซึ่งณ สภาวะ ดังกลาวโครงสรางจะเกิดการหมุนไปยังตําแหนงสุดทายที่เราตองการ

www.yotathai.com


หัวเรื่อง การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีการกระจาย โมเมนตดัด (ตอ) (Moment Distribution Method (Cont’d))


A

ฒเ]

I

1

นแเแแนฒฒ!นนแพ!แเ R I

60iL

น

4- 20ft

k

I -I. 2011..!

DF

0

0.4

0.6

0

ปลายชิ้น

AB

BA

BC

CB

300

-100

-80

-120

1)FEM 2)DM

3>C0M

4)1

-300 0 \

/

-40* s -340

0 220

0

-220

c

100 N

**

X 0

‘ -60 40

ตัวอยางการวิเคราะหโครงสรางดวยวิธีการกระจายโมเมนตดัด




การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีประมาณ (Approximate Analysis of Indeterminate Structures)

วิธีการวิเคราะหโครงสรางดวยวิธีประมาณจะตองเขียนเสนการโกงตัวอิลาสติกได (Elastic Curve) ซึ่งจะทําใหสามารถหาตําแหนงของจุดดัดกลับบนโครงสราง (Point of Inflection) โดยประมาณได ซึ่งจุดดัดกลับบนโครงสรางคือจุดที่มี โมเมนต ดั ด ภายในชิ้ น ส ว นเป น ศู น ย จากการประมาณตํ า แหน ง จุ ด ดั ด กลั บ บน โครงสร า งจากการเขี ย นเส น การโก ง ตั ว อิ ล าสติ ก และรู ตํ า แหน ง ที่ โ มเมนต ใ น โครงสร า งมี ค า เป น ศู น ย ทํ า ให โ ครงสร า งประเภทอิ น ดี เ ทอร มิ เ นทเปลี่ ย นเป น โครงสรางประเภทดีเทอรมิเนทซึ่งสามารถใชสมการสมดุลในการหาแรงปฏิกิริยา และแรงภายในโครงสรางได

การวิ เ คราะห โ ครงสร า งด ว ยวิ ธี เ มทริ ก ซ นั้ น มี 2 วิ ธี คื อ วิ ธี ส ติ ฟ เนส (Stiffness Method) และ วิธียืดหยุน (Flexibility Method) ทั้งสองวิธีดังกลาวแตกตางกัน ที่คา Degrees of Freedom กลาวคือ Degree of Freedom สําหรับวิธีสติฟเน สคือการเคลื่อนตัวที่ node ของโครงสราง ในขณะที่คาของความอิสระสําหรับวิธี ยืดหยุนคือแรงภายในชิ้นสวนโครงสราง วิธีการวิเคราะหโครงสรางดวยวิธีสติฟเนส (Stiffness Method) สามารถสรุปเปน ขั้นตอนไดดังนี้ 1.กําหนดหมายเลขของ node และชิ้นสวนของโครงสราง 2.เขียนสมการความสัมพันธของแรงกับการเคลื่อนตัวและเมทริกซสติฟเนสของ แตละชื้นสวนของโครงสรางในรูปของเมทริกซ 3. ทําการรวมเมทริกซของแรงและสติฟเนสของแตละชิ้นสวนเขาดวยกัน 4. แกสมการหาคาการเคลื่อนตัวของแตละ node 5. จากคาการเคลื่อนตัวของแตละ node ที่หาได จะทําใหสามารถคํานวณหา แรงภายในแตละชิ้นสวนได โดยสมการแสดงความสัมพันธของแรงกับการเคลื่อนตัวสามารถเขียนไดดังนี้ [K]{U}={F} โดยที่ [K] คือ เมทริกซสติฟเนสของโครงสราง {U} คือ เมทริกซการเคลื่อนตัวของโครงสราง {F} คือ เมทริกซแรงภายในของโครงสราง


ในปจจุบันโปรแกรมสําเร็จรูปที่ใชในการวิเคราะหโครงสรางโดยใชหลักการไฟ ไนตอิลิเมนทเปนที่นิยมอยางสูง อยางไรก็ตามผูใชโปรแกรมควรมีความเขาใจใน หลักการของไฟไนตอิลิเมนทอยางแทจริงเพื่อที่จะไดผลการวิเคราะหที่ถูกตอง วิ ธี ไ ฟไนต อิ ลิ เ มนท จ ะแบ ง โครงสร า งออกเป น 3 ประเภทได แ ก อิ ลิ เ มนท ข อง โครงสรางหนึ่งมิติ สองมิติ และสามมิติ (1-D, 2-D, 3-D Structural Elements) โดยโครงสรางหนึ่งมิติไดแก ชิ้นสวนในโครงถัก คานและเสา โครงสรางสองมิติ ไดแก โครงสรางแผนพื้น ผนัง แผนเปลือกบาง ซึ่งอิลิเมนทแตละประเภทมีคา Degrees of Freedom ของ node แตกตางกัน เชนโครงสรางคานมีคาความเปน อิสระเทากับ 3 ไดแกการเคลื่อนตัวในแนวแกน การเคลื่อนตัวในทิศทางตั้งฉาก กับอิลิเมนท และการหมุน เปนตน การเลือกใชอิลิเมนทแตละประเภทใหตรงกับ พฤติกรรมของโครงสรางจริงจึงมีความสําคัญอยางยิ่ง เนื่องจากความถูกตองของ ผลการวิเคราะหที่ไดจากโปรแกรมสําเร็จรูปนั้นขึ้นอยูกับการใสขอมูลตางๆของ โครงสราง ดังนั้นกอนที่จะใหโปรแกรมทําการวิเคราะหโครงสรางควรจะทําการ ตรวจสอบความถูกตองของแบบจําลองโครงสรางที่ทําการจําลองขึ้นมาเสียกอน

การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีไฟไนตอล ิ ิ เมนทโดยใชโปรแกรม คอมพิวเตอร (Finite Element Analysis using Computer Program)

Source: www.gotoknow.org




การวิเคราะห โครงสรางดวยวิธี เมทริกซ (Matrix Analysis of Structures)



www.yotathai.com

www.yotathai.com




การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีไฟไนตอล ิ ิ เมนทโดยใชโปรแกรม คอมพิวเตอร (ตอ) (Finite Element Analysis using Computer Program (cont’d))

ตัวอยางการวิเคราะหโครงสรางดวยไฟไนตอิลิเมนทโดยใชแบบจําลอง โครงสรางแบบโครงสรางรับแรงในแนวแกน (Bar Element) Source: www.gotoknow.org




การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีไฟไนตอล ิ ิ เมนทโดยใชโปรแกรม คอมพิวเตอร (ตอ) (Finite Element Analysis using Computer Program (cont’d))

ผลการวิเคราะหโครงสรางดวยไฟไนตอิลิเมนทโดยใชแบบจําลองโครงสราง แบบโครงสรางรับแรงในแนวแกน (Bar Element) Source: www.gotoknow.org

www.yotathai.com

ตัวอยางการวิเคราะหโครงสรางดวยไฟไนตอิลิเมนทโดยใชแบบจําลอง โครงสรางแบบโครงสรางคาน (Beam Element)



หัวเรื่อง การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีไฟไนตอล ิ ิ เมนทโดยใชโปรแกรม คอมพิวเตอร (ตอ) (Finite Element Analysis using Computer Program (cont’d))


ผลการวิเคราะหโครงสรางดวยไฟไนตอิลิเมนทโดยใชแบบจําลองโครงสราง แบบโครงสรางคาน (Beam Element)



หัวเรื่อง การวิเคราะหโครงสราง ดวยวิธีไฟไนตอล ิ ิ เมนทโดยใชโปรแกรม คอมพิวเตอร (ตอ) (Finite Element Analysis using Computer Program (cont’d))


www.yotathai.com

www.yotathai.com

การออกแบบโครงสร้ างเหล็ก สําหรับการเลือนระดับสามัญ สาขาวิศวกรรมโยธา

ผศ.ดร.อานนท์ วงแก้ ว มหาวิทยาลัยบูรพา รศ.ดร.สุทัศน์ ลีลาทวีวัฒน์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้ าธนบุรี พฤหัสบดีที 11 มิถุนายน 2558 ณ ห้ องคอน อนเวนชััน ซีดี โรงแรม รมแอมบาส าสซา ซาเดอร์ า ร์ กรุรงเทพ งเ

การออกแบบโครงสร้ างเหล็ก สํ าหรับการเลือนระดับสามัญ สาขาวิศวกรรมโยธา วัตถุประสงค์ : ผู้ผ่านการทดสอบมี ความรู้ความสามารถเกียวกับ การออกแบบโครงสร้ างเหล็ก ในกลุม่ เนือหา ดังนี 1. คุณสมบัติทางกล ทางกายภาพ การผลิต เหล็กชันคุณภาพต่างๆ 2. ปรัชญาและมาตรฐานการออกแบบโครงสร้ างเหล็ก 3. การออกแบบองค์อาคารรับแรงต่างๆ เช่น แรงดึง แรงอัด แรงดัด แรงผสม 4. การออกแบบองค์อาคารผสม composite member 5. การออกแบบ จุดต่อ และการให้ รายละเอียดโครงสร้ าง เบืองต้ น

www.yotathai.com

1. คุณสมบัตทิ างกล ทางกายภาพ การผลิต เหล็กชันคุณภาพต่ างๆ 1. รู้จกั คุณสมบัติทางกล และทางกายภาพของเหล็กชันคุณภาพต่างๆ 2. รู้จกั ขันตอนการผลิตเบืองต้ น (รี ดร้ อน รี ดเย็น) 3. รู้จกั ความแตกต่างระหว่างเหล็กรี ดร้ อน และรี ดเย็น

1. คุณสมบัตทิ างกล ทางกายภาพ การผลิต เหล็กชันคุณภาพต่ างๆ 1. รู้จกั คุณสมบัติทางกล และทางกายภาพของเหล็กชันคุณภาพต่างๆ 2. รู้จกั ขันตอนการผลิตเบืองต้ น (รี ดร้ อน รี ดเย็น) 3. รู้จกั ความแตกต่างระหว่างเหล็กรี ดร้ อน และรี ดเย็น

www.yotathai.com

2. ปรัชญาและมาตรฐานการออกแบบโครงสร้ างเหล็ก 1. ทราบปรัชญาการออกแบบโครงสร้ างเหล็ก 2. อธิบายแนวคิดการออกแบบด้ วยวิธีหน่วยแรงใช้ งาน และแนวคิดการออกแบบด้ วย วิธีนําหนักบรรทุกและตัวคูณความต้ านทาน 3. รู้จกั มาตรฐานการออกแบบโครงสร้ างเหล็ก

3. การออกแบบองค์ อาคารรับแรงประเภทต่ างๆ 1. สามารถแยกแยะองค์อาคารเหล็กประเภทต่างๆ ตามลักษณะการรับแรง 2. เข้ าใจพฤติกรรมและหลักการออกแบบองค์อาคารรับแรงดึง คาน เสาเดียว และ เสาในโครง อาคาร

www.yotathai.com

• เสาเดียว และ เสาในโครงอาคาร

1

—

•

•

0.5 006

to)

to)

1

Jilrmlrinn

to)

1

IB

1 C3

ร0M<ททึนี๋ �* lanimuu

*>«ๆ

เท่ k เท:กน) เท่ k

พร

miu นา

T ■กาาะททเท่น ?»:pn»nu

น)

เ

T

(•)

1 1

•

--r

07

10

10

2.0

00

12

10

2.1

เก 1

A

•

ไ

20 2.0

•ร

เท่นก™น{น

เท่นกาาพ 0นส์

หบุนโแท:

เท่นก'ทพเ รอนทึ๋

T

เท่นกทน:(น

เทนแนฑึ๋ใเ?

1

น:{นรเท:

T

X

เทน ชนก

น

4.การออกแบบองค์ อาคารผสม composite member 1. เข้ าใจพฤติกรรมของ composite member 2. อธิบายการถ่ายแรงเฉือนและการออกแบบเหล็กถ่ายแรงเฉือน 3. เข้ าใจหลักการออกแบบคาน และ เสา composite

noce: arakn gÿaily eKDggeratod to รเพcomposite effect

www.yotathai.com

5. การเชือมและการใช้ สลักเกลียวในการต่ อโครงสร้ างเหล็ก 1. เข้ าใจ สามารถอธิบาย และเลือกใช้ การเชือมและการใช้ สลักเกลียวในการต่อ โครงสร้ างเหล็ก 2. เข้ าใจพฤติกรรม วิธีการเชือมและหลักการคํานวณออกแบบ 3. เข้ าใจพฤติกรรม วิธีการใช้ สลักเกลียวและหลักการคํานวณออกแบบ riujcr

ทน:

57r?T

CK

iter rKCJCTK"

•not c«

IZM

□ o ร**พ

£ะ!

V

V

II

i

rj(C!

*1ะ

พ

srcc

-เ r.A«t

-V

r

1/ V V

X<*XP

JL 11

ระ*ะ?

ir

•ASIC MX KC 3L5 UCJ peaces

uvm au

«wc

0

ร�™. ficu

r

ccvnx*

ruat

—

พ

twjMJOis SPOILS

WELD SYMBOLS SQUARE BUTT WELD

ร้“■ฯ

SINGLE V BUTT WELD

II

SINGLE-U BUTT WELD

SINGLE-J BUTT WELD

SINGLE BEVEL BUTT WELD

HH

Y

Fp= PreloaG Force Fc= Clamping Force Fs- Shear Eorce

BACKING RUN

Ft- Tension Force

FILLET WELD

PLUG WELD

SPOT WELD

6. การให้ รายละเอียดโครงสร้ าง เบืองต้ น 1. จําแนกจุดต่อประเภทต่างๆ เช่น จุดต่อรับแรงเฉือน จุดต่อรับแรงดัด แผ่นรองฐาน (base plate) 2. การให้ รายละเอียดเบืองต้ น สําหรับจุดต่อประเภทต่างๆ เช่น จุดต่อรับแรงเฉือน จุด ต่อรับแรงดัด H-lftrf- rjU*

ttf M-li

--

*ÿ» \J/J b tt'fbrjf

X

Trrc 2

p «lrwn trj

►**■*

z*y r‘M+ r*'4tJ t* md MU *

UOtoChT SOtiHBCItoK»

gt'CAA cmNgCTigM»

ill พฟ

พ

เ�.

tf/ เพ*' MUJ

*rj k*lUt *r by

lift

b»r to*

Jr.MtJ to oMvmtt

- ►ei"

ท*น*t r*

*

»nj

rufjy

ร* แ\ น*ท*

to

www.yotathai.com

SEISMIC BUILDING DESIGN

DR.CHAYANON HANSAPINYO CHIANGMAI UNIVERSITY

CONTENT

เกณฑ์การออกแบบ

ระดับสมรรถนะเป้าหมายทีออกแบบ

ปั จจัยทีเกียวข้ องกับสภาพพืนที ข้ อมูลทางธรณี ดินแข็ง/อ่อน ตัวคูณ

ผลของสภาพพืนทีต่ออาคาร และคาบการสัน

กลุม่ ของการออกแบบ ความสําคัญ และประเภทการใช้ สอยอาคาร

ผลของการตอบสนองของโครงสร้ าง: ความไม่สมําเสมอในแนวดิง/แนวราบ, การควบคุมระยะเซและ P-delta, การหน่วง

อ่อนแอของอาคารต่อแรงแผ่นดินไหว:, การเฉือนทะลุของพืนท้ องเรี ยบ, ปั ญหารอยเชือมในโครงเฟรมเหล็ก

สมบัติโครงสร้ างทีมีผลต่อแรงแผ่นดินไหว: มวล, สติฟเนส, คาบการสันพืนฐาน

การคํานวณแรงแผ่นดินไหว: ขันตอนและสมการ, การเลือกใช้ คา่ ตัวคูณ, แรงเฉือนทีฐานออกแบบ, แรงแนวราบ

การรวมแรง

การคํานวณแรงทีเกิดขึนในแต่ละชินส่วน: ศูนย์กลางแรงต้ าน และศูนย์กลางมวล, แรงกระทําเยืองและการบิด, ความแข็งของแผ่นไดอะแฟรม

การให้ รายละเอียดโครงสร้ าง: การเสริ มเหล็กในอาคารคอนกรี ต, รายละเอียดในโครงสร้ างเหล็ก, การแยกส่วนอาคาร, การเสริ มกําลังพิเศษเพือ ความต่อเนือง

www.yotathai.com

เกณฑ์การออกแบบ กฎหมายและมาตรฐานสําหรับการออกแบบ มาตรฐานการออกแบบอาคารต้ านทานแรงแผ่นดินไหวของประเทศไทย วิธีการออกแบบแผ่นดินไหว การวิเคราะห์แรงแผ่นดินไหว (Seismic analysis)

เกณฑ์ และวิธีการออกแบบ

www.yotathai.com

กฏหมายและมาตรฐานการออกแบบโครงสร้ างต้ านทานแผ่นดินไหวในประเทศไทย กฏกระทรวง ปี 2550

มยผ. 1302-52

เท!) *๗

••■นิ

ฟ* ■*•

มยผ. 1301-54

๔*

เพ*พพ

■

ท* �**เพ*

■ท*พ

igj

unv. 1301-34 มาttฬฺามชรทวนทารววก■มนงา•ท*

ฑฆิทารAm:■งนนง

ก*ว๔»*

เทว

0»พ่นou

™

บซพ.

1302

บาทรทุ่ทบทารวonเบนท«ทรcf1Umu

iนิ(เะ1ทวบบวงแพ่นริน)ทว

โทร๔

(ชร่บินธุงดรํ๋วิกี่ 1) nqrtirnm ริ■เMmtMMfri flnal«ani

■a

*แ(»แ%พ«»แ

เนฟท••ททํเเ■ เพท* พ

• ฟ** ■ทน*!tMHbllrilMlI ๔ 1*1 พฟเทพ1แ๔นิ๔|เน■ๆเ««แ ๔*

■ataiati ๔ |«

«ท11แ1เ!***แ|1|1>๔แ

■!**■

«111

*

ท I«uv* พ- ท* เพ* พพ

ibiio«tiW>iiuMliin>ni«H •* Ml ■MU

••

—

พา* แ พ* ■*•*■!•

I

•• 8

Mkb

*-*»*•

เ๔เ1*<*ฟน>

•พ๔พ•■■พี•■■•๔๔

พ ฝน*•บ*๔*Mil

I■ฝแพท

•* IMII •พ

** •■ฝ!เท!๔*nimmbiW นิ๔๔พี!ฝพแพเน

•

แเแ เท! แพ พ พไพพนพเ MMt* พพ ฟพ* I* เพ* ทเท■นิ๔นิ�■■•๔■•๔ เพ•ท) เเพ *»HMI ■แพท my แพ«■■๔»เแ*เแแ พี ■พ•ไฝ

4พ

พ

UiMiflngnliRI II •นิ•นิ

ทนเแนิ ๔๔!พ* แแ ■■ท

น

•

*๔)■■•นิ

■•ท*!••!■•)■

ท* ท* •■เพ

)เพ«๔*แ1แพ

นฟ นิทนเนนิ i*«Wfl ■■๔!'พI*

I

*

พพ เทพ •*••!

(MkgJio |»พ่... «.พํuJL

•*

!*■)•* ท*! mm

rtau(twi£(m«i;WMQoi)

■เเiuaalf«li i»ÿuiibi«bkaia«iU1|WMim

ท&ทผนทาฟ้ท* M.OL 2554

■•ท■เท u»(i

Ian l«UMai|l liaUdÿiiil เพ,•นิ

เแแเฝเ ••แ anilNVÿaiTMl

วิธีการประเมินและออกแบบโครงสร้ างสําหรับต้ านทานแผ่นดินไหว

Seismic Design Force Based Design - แรงออกแบบอิลาสติกหารด้ วยตัวคูณปรับค่า “R” - ความเหนียวของอาคารเป็ นการคาดเดาว่าเพียงพอ เนืองจากค่าแรงทีออกแบบตํา - การหลีกเลียงเสียหายในชินส่วนทีสําคัญดาดว่าจะ ทําได้ (ไม่สามารถยืนยันได้ 100%)

Displacement Based Design - เป็ นการวิเคราะห์แบบอินอิลาสติก - ระดับความเหนียวทีต้ องการสามารถกําหนดได้ ระยะเคลือนตัว เป้าหมาย (Displacement demand) ตรวจสอบเทียบกับ สมรรถนะ การเคลือนตัวของอาคาร - ป้องกันความเสียหายต่อชินส่วนทีสําคัญ โดยการวิเคราะห์สามารถ ทราบรูปแบบการเสียหายได้

www.yotathai.com


Seismic Design Force Based Design

Displacement Based Design

Equivalent Force Method (Elastic-static analysis)

Pushover (Non-linear-static analysis)

กฏกระทรวง ปี 2550 Response spectrum (Elastic-dynamic analysis)

Non-linear Time History (Non-linear-dynamic analysis)

มยผ. 1302-52

Lateral Deformation (Drift), D

Inelastic Force-Deformation Curve Curve Inelastic Force-Deformation

ข้ อเสีย

ข้ อดี

-

ยาก ต้ องการโปรแกรมขันสูง มีการป้อนข้ อมูลทีเป็ นตัวแปรมาก การแปรผลมีความซับซ้ อน

Response spectrum Pushover Non-linear Time History - พิ จ า ร ณ า ก า ร ต อ บ ส น อ ง เ ชิ ง - มีความซับซ้ อน - พิ จ า ร ณ า ก า ร ต อ บ ส น อ ง เ ชิ ง พลศาสตร์ - คิดความไร้ เชิงเส้ น หรื อ สมมติ ว่า พลศาสตร์ - รวมผลของการแกว่ ง ในหลายๆ วัสดุเกิดความเสียหาย - คิดความไร้ เชิงเส้ น หรื อ สมมติ ว่า รูปแบบ - พิจารณาการเสียรู ปทีมาก หรื อ P- วัสดุไม่เกิดความเสียหาย - พิจารณาการหน่วง delta - ได้ คา่ การแกว่งตามเวลา ได้ แก่ การ เคลื อนตั ว ความเร็ ว ความเร่ ง เช่นเดียวกับการเกิดแผ่นดินไหว - มีการคิดผลของการหน่วง - ไม่ พิ จ ารณาการตอบสนองเชิ ง - ไม่คิดความไร้ เชิงเส้ น หรื อ สมมติ - ไม่ พิ จ ารณาการตอบสนองเชิ ง พลศาสตร์ ว่าวัสดุไม่เกิดความเสียหาย พลศาสตร์ - ไม่คิดความไร้ เชิงเส้ น หรื อ สมมติ - ผลที ได้ มี ค วามแตกต่ า งจากการ - เป็ น การกระตุ้น ด้ ว ยแรงในทิ ศทาง ว่าวัสดุไม่เกิดความเสียหาย วิ ธี การรวมผลการแกว่ ง ตั ว ใน เดียว หรื อ แกว่งตัวในแบบเดียว - ผลทีได้ มีความถูกต้ องตํา หลายๆรูปแบบทีแตกต่างกัน - มี ห ลายวิ ธี สํ า หรั บ การหาแรงที กระจาย และให้ ผลทีต่างกัน

Equivalent Force Method - ง่าย - เร็ว

เปรี ยบเทียบข้ อดีและข้ อเสียของวิธีวิเคราะห์แรงแผ่นดินไหวแบบต่างๆ


www.yotathai.com

www.yotathai.com

ระดับสมรรถนะเป้ าหมายทีออกแบบ

ปรัชญาในการออกแบบ

Loaded Chain

Ductile Link stretches by yielding before hronlfinn

Brittle Links do not yield

www.yotathai.com

พฤติกรรมการออกแบบ ury

woy

jwcriTr

KC04PM

rcompst

Damage distributed เก all storeys

(a) Strong Columns. ร Weak Beams

พ

AJI damage in one

(b) Weak Columns. Strono Beams

�

Source : http://theconstructor.org/earthquake/earthquakes-effectsreinforced-concrete-buildings/3790/

ระดับสมรรถนะเป้ าหมายทีออกแบบ

10

I

Infrequent

Performance Levels

CP

Rare Very Rare

Operational

Immediate

Occupancy

Frequency of Design Ground Shaking Level Life

Safe

Frequent

Earthquakes (50% 50 years

-

ร 5

I i ๐

Design Earthquake <:2/3 of MCE)

Maximum Considered Earthquake

-

<2% 50 years)

ร

พ� SsSS.ร (

PJ (f

Near

Collapse

www.yotathai.com

ปั จจัยทีเกียวข้ องกับสภาพพืนที ข้ อมูลทางธรณี ดินแข็ง/อ่ อน ตัวคูณ

ปั จจัยทีเกียวข้ องกับสภาพพืนที ข้ อมูลทางธรณี ดินแข็ง/อ่อน ตัวคูณ IBC 2006 T able 1613.5.2 SITE < LASS DEFINITIONS SITE

CLASS

ชันดินแข็ง

mm

AM R.\Gt PROPER TIES IN TOP 100 FEET. SEE SEC 1 ION 1613.5.5

PROFILE

Soil \brM nnsr vrloeily.

NAME A

Hard Rock

B

Rock

c

Very dense voil iuid soft rock

D

Stiff soil profile

E

Soft soil profile

ชันดินอ่ อน

V,

> 5.000

ะ.500 <• V, ร 5.000

Standard prilftimiou

resistance. N

Soil undi allied shear strength. ร,. u>sf)

N/A

N’A

NA

N-A

1.200* ร 1! ะ.500

N > 50

ร, ะะ

600 ± พ <1.200

IS < N< 50

1.000 < s,-

V,

600

N ' 15

ร,

-

2.000

ะ.000

1.000

Any profile with more than 10 feet of soil having tike following charac tensties l. Plasticity index PI ' 20. 2. Moisture content w 40® •- and Undramed shear strength ร, 500 psf 3

E

.

Any profile cocitauung soils having one or more of the folUmmg characteristic*: 1 Soils \ulnctable to potential failure or collapse under set SI me loading such as liquefiable soils, quuck and highly sensitis e clays, collapsable weakly cemented

F

-

For SI: 1 toot “ 504.8 IIUJI.

toilv

Peats and or highly sensitive clays (H > 10 feet of peat and or highly organic clay seller e H ® thickness of soil ) 3. Very high plasticity clays (H -• 2ÿ feet With plasticity index PI > “5) soft medium stiff clays (H ' 120 feet) 4. Very I square foot “ o 0929 nr. I pound per square toot “ 0.04“9 kPa. NA • Not applicable

2.

thick

www.yotathai.com

ปั จจัยทีเกียวข้ องกับสภาพพืนที ข้ อมูลทางธรณี ดินแข็ง/อ่อน ตัวคูณ ผลจากชันดินทําให้ คา่ SA เปลียนแปลง

Soil Rock

ผลของสภาพพืนทีต่ ออาคาร และคาบการสัน

www.yotathai.com

คาบการสัน (PERIOD) “ระยะเวลาทีมวลเคลือนที นทีแกว่ งไป ไปป-มา เมืมืมอออครบหนึงรอบ คาบ าบการสันเป็ นส่ วนกลับของ าบ องค่ าความถี มถี”

ปรากฏการณ์สนฆ้ ั อง (RESONANCE PHENOMENON)

Natural Frequency 72ZO

Seismic Wave 7$ZA

เกิดจากความถีของแรงแผ่นดินไหว7$ZA มีคา่ ใกล้ เคียงกับความถีธรรมชาติของอาคาร 72ZO

www.yotathai.com

ปรากฏการณ์สนฆ้ ั อง (RESONANCE PHENOMENON)

TESTING OF NEW LINE SEISMIC BASE ISOLATORS

-

DECEMBER 5 6, 2006

Source: Benchmark for structural vibration control

ระบบโครงสร้ างต้ านทานแรงแผ่ นดินไหวแบบ ต่ างๆ และข้ อพิจารณาการเลือกใช้

www.yotathai.com

ระบบโครงสร้ างต้ านทานแรงแผ่ นดินไหวแบบต่ างๆ

Structural Type Moment Frame

Braced Frame

Shear Wall

Infill Masonry Frame

STRUCTURAL TYPE

Moment Frame

Braced Frame

Shear Wall

www.yotathai.com

เปรี ยบเทียบความสามารถในการรับแรงด้ านข้ าง

Moment Frame

Braced Frame

ผลของการตอบสนองของโครงสร้ าง - ความไม่ สมําเสมอในแนวดิง/แนวราบ, การ ควบคุมระยะเซและ P-delta, การหน่ วง

ความไม่สมําเสมอของความแข็งเกร็ง (STIFFNESS IRREGULARITY)

ความไม่ตอ่ เนืองของกําลัง (Discontinuity in capacity)

discontinuity in vertical lateral-force-resisting element)

ความไม่ตอ่ เนืองในระนาบขององค์อาคารต้ านทานแรงด้ านข้ างในแนวดิง (In-plane

ความไม่สมําเสมอทางรูปทรงในแนวดิง (Vertical geometrical irregularity)

ความไม่สมําเสมอของมวล (Mass irregularity)

ความไม่สมําเสมอของความแข็งเกร็ ง (Stiffness irregularity)

ผลของการตอบสนองของโครงสร้ าง: ความไม่ สมําเสมอในแนวดิง

www.yotathai.com

www.yotathai.com

ความไม่สมําเสมอของมวล (MASS IRREGULARITY)

mu

mb

> J.5 mtJ

ความไม่สมําเสมอทางรูปทรงในแนวดิง (VERTICAL GEOMETRICAL IRREGULARITY)

ความไม่ตอ่ เนืองในระนาบขององค์อาคารต้ านทานแรงด้ านข้ างในแนวดิง /ความไม่ตอ่ เนืองของกําลัง

'ง

I

fOiJu vunite

ท

รัง <

ทํา พัน 0.8

กํา8งรั ท'นอทํเน

ข

รเขึ้

โป

V

รัน

ของ

ระบบทีไม่ขนานกัน (Nonparallel system)

การเยืองออกนอกระนาบ (Out-of-Plane offsets)

ความไม่ตอ่ เนืองของไดอะแฟรม (Diaphragm discontinuity)

ความไม่สมําเสมอจากการมีมมุ หักเข้ าข้ างใน (Re-Entrant corners)

ความไม่สมําเสมอเชิงการบิด (Torsional irregularity)

ผลของการตอบสนองของโครงสร้ าง: ความไม่ สมําเสมอในแนวราบ

www.yotathai.com

www.yotathai.com

ความไม่สมําเสมอจากการมีมมุ หักเข้ าข้ างใน

b/B >0.15

a/A > 0.15 Vi รอ aj/A > 0.15

b/B > 0.15 ทรอ bj/B > 0.15

ความไม่สมําเสมอจากการมีมมุ หักเข้ าข้ างใน

stress concentration center center

ground motion �

of mass of resistance

www.yotathai.com

ความไม่ตอ่ เนืองของไดอะแฟรม (DIAPHRAGM DISCONTINUITY) /การเยืองออกนอกระนาบ (OUT-OF-PLANE OFFSETS) ใดอะแ ฟรมประเภทอ่อนตา (Flexible Diaphragm)

—

•

jใดอะแ ฟรมประเก\เดงรป j (RigidDiaphragm)

ชนส่วนในแนวดงชองระบบดานแรงด้านข้าง

— y

ชร;ง*![ด

Y

www.yotathai.com

การควบคุมระยะเซและ P-DELTA เมือโครงสร้ างรับแรงกระทําด้ านข้ างซึงมีผลทําให้ โครงสร้ างเกิดการเคลือนตัวในแนวราบจากสาเหตุดงั กล่าวมี ผลทําให้ เกิดค่า

โมเมนต์ลําดับสอง (Secondary moment) เนืองจากนําหนักในแนวดิงทีกระทําอยู่ก่อนแล้ วเกิดการผลักจากแรงกระทําด้ านข้ าง ส่งผลให้ เกิดนําหนักเยืองศูนย์เกิดขึนเรี ยกว่าผลกระทบ P- '

การควบคุมระยะเซและ P-DELTA

www.yotathai.com

การเฉือนทะลุของพืนท้ องเรี ยบ

การหน่วง (DAMPING) เมืออาคารถูกสันไหว ขนาดของการสันไหวจะถูกสลายลงตามระยะเวลาทีผ่านไปจนกระทัง หมดไป โดยกลไกทีทําการสลายพลังงานสันไหวของอาคารคือ การหน่วง (Damping) ซึง เกิดขึนเนืองจากแรงเสียดทานภายใน (Internal Friction) และการดูดซับพลังงาน (Absorbed Energy)

ขนาดของการเคลือนทีจะลดลง

ทt

น)

/ rad

www.yotathai.com

การหน่วง (DAMPER)

ความอ่ อนแอของอาคารต่ อแรงแผ่ นดินไหว

www.yotathai.com

ความไม่สมํ่าเสมอของอาคารแนวดิ่ง (Building irregularities in elevation) Soft story

DDDDD

□ DODD □□□□□

Weak

0□0 Q 0 □□□□□ 0D0DD

rrr

A weak ground floor can collapse during an earthquake.

ความอ่อนแอของอาคารโครงข้ อแข็ง การเคลือนตัวทังหมดจะกระจายทุกชัน

ผลรวมของการเคลือนตัวทังหมด จะรวมกันทีชันล่ าง

ความเค้ นจะกระจุกตัวอยู่ตาํ แหน่ งด้ านบน ของเสาชันล่ าง

www.yotathai.com

ชันล่างโล่ง: เสาชันทีโล่งจะเซไปมาก และมีมวลกดทับมาก

F=

'

P

'

P

Ma

P

P

P

M = P'

SOFT STORY

www.yotathai.com

Soft story

SOFT STORY ผลรวมของการเคลือนตัวทังหมด จะรวมกันทีชันล่ าง

www.yotathai.com

แรงเฉือนเมือมีคานชานพักบันได

คานชานพักบันได




อาคารเรี ยน โรงเรี ยนแม่ ลาววิทยาคม

คานชานพักบันได แรงเฉือนรุนแรง

แรงเฉือนรุนแรง



www.yotathai.com

เสาสัน (เสาทีระดับชันเท่ากัน แต่สนกว่ ั าเสาต้ นอืน)

แนวลาดดิน

เสาสัน (เสาทีระดับชันเท่ากัน แต่สนกว่ ั าเสาต้ นอืน)

www.yotathai.com

ผลของส่วนทีไม่ใช่โครงกสร้ าง: การก่อผนังเว้ นช่องเปิ ด

Short column: attachment of Non-structure

Distorted column

www.yotathai.com

www.yotathai.com

สมบัตโิ ครงสร้ างทีมีผลต่ อแรงแผ่ นดินไหว

สมบัตโิ ครงสร้ างทีมีผลต่ อแรงแผ่ นดินไหว ความแข็งเกร็ง/สติฟเนส

ความแข็งเกร็ ง เป็ นคุณสมบัติของโครงสร้ างที สําคัญต่อการตอบสนองต่อแรงกระทําแผ่นดินไหว เป็ นอย่างมาก เมือพิจารณาร่วมกับมวลของโครงสร้ าง จะเป็ นปั จจัยที กําหนดคาบการสันธรรมชาติ ของอาคารรวมถึงรูปแบบการสันของอาคาร T

2S

m k

กําลัง

ขนาดหน่วยแรงภายในทีสะสมอยูภ่ ายในชินส่วนของโครงสร้ างสูงสุดโดยไม่เกิดความเสียหาย

www.yotathai.com

ความเหนยว (DUCTILITY) ทลาย) ความสามารถขององค์ พ ((ไม่ ไม่ พังทลาย าย) ย) ได้ ชิงIเส้ส้นน ย นช่ววงการตอบสนองแบบไร้ คงสภาพ ได้ใไนช่ ่ งั คงสภาพ าคารทียั ความสามารทขององค์อาคารที งการตอบสนองแบบไร้เ!,?

วัสดุเหนียว ความเพนอว (DUCTILITY)

วัสดุเปราะ

P

'

y

'u

การเสี ดุตคคราก การเสิยรู ปทีจุ ่จดคราก การเสี ววิบิ บัต้ ิ การเสิยรู ปทีจุ่ๆด ควิ

การคํานวณแรงแผ่นดินไหว: ขันตอนและสมการ, การเลือกใช้ คา่ ตัวคูณ, แรงเฉือนที ฐานออกแบบ, แรงแนวราบ

www.yotathai.com

ขันตอนการออกแบบ 1

• ประเมินแรงกระทําจาก Load Case Gravity (G) และ Seismic (E)

2

• วิเคราะห์แรงภายในโครงสร้ าง เช่น V และ M จาก Load Case G และ E

3

• รวมแรงแรงภายในโครงสร้ าง ด้ วย Load Case ต่างๆ ตามมาตรฐานทีกําหนด

4

• ออกแบบคาน (เหล็กเสริ มตามยาว)

5

• ประเมินกําลังดัดสูงสุดของหน้ าตัด

6

• ออกแบบเหล็กปลอกคาน

7

• ออกแบบเสา (ตรวจสอบด้ วย Interaction Diagram)

8

• ตรวจสอบเสาแข็ง-คานอ่อน

การคํานวณแรงแผ่ นดินไหว วิธีแรงสถิตเทียบเท่า (EQUIVALENT STATIC FORCE PROCEDURE)

h3-> โ1

—V

ZICKSW

แนวคิด : เป็ นวิธีการคํานวณโดยใช้ การเคลือนตัวของ MODE SHAPE พืนฐาน และกระจายแรงเฉือย (INERTIA FORCE) เข้ าสู่ DIAPHRAGM ในแต่ ละระดับชัน

www.yotathai.com

การคํานวณแรงเฉือนในแนวราบทีระดับพืนดิน V กฎกระทรวง พ.ศ. ส. 2550 กฎ กระทรวง พ. (Uniform Building Code, UBC 1985)

V= Z I K C S W สัมประสิทธิของความเข้ มของแผ่ นดินไหว หว

ตัวคูณเกียวกับการใช้ อาคารตามทีกําหนด

สัมประสิทธิของโครงสร้ างอาคาร ทีรั บแรงในแนวราบ

แผนทีแผ่นดินไหว (กรมทรัพยากรธรณี2550)

นํนาหนักของตัวอาคาร ค่ าสัมประ ประสิทธิของการประสานความถี ธรรมชาติระหว่ าง อาคารและชันดินทีตังอาคาร สัมประสิทธิของคาบธรรมชาติ

www.yotathai.com

สัมประสิทธิของความเข้ มของแผ่ นดินไหว Z (กฏกระทรวง พ.ศ.2550) กฎกระทรวง วงง (ข้ ((ข้ออ ๗) ๗) กําาหนดให้ หนด'ให้ใช้'ซค้ค่ า่า กฎ กระทรวง

สํสําาหรั บบ บริริเวณที ๑o;; Z = 0.19 วณที หรั ทืี ่ ๑; สํสําาหรั บบ บริริเวณที ๒to;; Z = 0.38 วณที หรั ทึี ๋ ๒;

เขตความเข้}) ของแผ่น ดิน ไหว

เขต ไนแผนที่

ค่า Z

PGA g

ไ})รุนแรง

1

0.19

0.075


2A

0.38

0.15

ปาน กลางค่อน ข้างแรง

2B

0.50

0.20

รุนแรง

3

0.75

0.30

รุนแรงมาก

4

1.00

0.40

#

กลุ่มของการออกแบบ ความสําคัญและประเภทการใช้ สอยอาคาร ค่าสัมประสิทธิการใช้ งานอาคารหรื อค่าความสําคัญของอาคาร (I, Importance Factor) เป็ น การเพิมค่าความปลอดภัยสําหรับอาคารตามลักษณะการใช้ งาน ประเภท 1 2 3 4 5

ความสําคัญ อาคารทีจําเป็ นต่อสาธารณะชน อาคารทีเก็บวัตถุมีพิษภัย อาคารทีมีการใช้ งานเป็ นพิเศษ อาคารใช้ งานทัวไป อาคารอืนๆ

ค่ า I ของอาคาร UBC1994 UBC1985 1.25 1.50 1.25 1.00 1.25 1.00 1.00 1.00 1.00

www.yotathai.com

ส?

(Braced รบกใร แระทบะ Frame) แอบทก ชนิด โครง

v
โครง โครง

(V)

ร

ใบ

แรในง

แนว

ใงร้ บ

งบ บด รงร้บแ ใน เทิอ น ใบ

ใ

C สัมประสิทธิของคาบธรรมชาติ แสดงผลของคาบธรรมชาติต่อ แรงเฉือน

(4เ)

(?)

(&) Ulษ

D คือ ความกว้างของโครงสร้างของอาคารในทิ ศทางขนานกับแรงแผ่นดิ นไหว มีี หน่วยเป็ นเมตร

hn คือ ความสูงของพืนอาคารชันสูงสุดวัดจากระดับพืนดิ น มี หน่วยเป็ นเมตร

2. จากการวิเคราะห์ ด้วยวิธีทเหมาะสมและใกล้ ี เคียงพฤติกรรมจริง

สําหรับโครงข้ อแข็งทีมีความเหนียว

1. สําหรับโครงสร้ างทัวไป

ค่ าคาบธรรมชาติ (วินาที) T โดยประมาณ (UBC-85)

('ะ')

0ÿ

N คือ จํ านวนชันของอาคารทังหมดทีอยู่เหนือระดับพืนดิ น

ท

น

itfmngw jy

แทบหนโพเ1'[‘£

บ?

Wal )

rumfi*Q£U]ÿ2»wt;p

แนว

บง

แรง ท

(Shear ร

ใ

ใ?

ก์ใแ

ใน

ไ#

o

ส์เ

งๆ! ง

แนง

ส?

แทง

mi tlQKUj' nuitbjku

(o)

อ

U16L 0

ค่ใข K

ปีง

0. )0

_ ค่ค่าาสัมประสิ ข ประสิทธิของโครงสร้ แรงใน แนวราบ (K) ่ องโครงสร้าางอาคารรั งอาคารรับแรงในแนวราบ

www.yotathai.com

สมการประมาณคาบการสันธรรมชาติของอาคาร R/C R/C Frame Frame Structural Structural

R/C R/C Wall Wall Structural Structural T=

”

All All Structural Structural _0.09h,

=~/D

ปั จจัยทีเกียวข้ องกับสภาพพืนที ข้ อมูลทางธรณี ดินแข็ง/อ่อน ตัวคูณ

ชันดินแข็ง

ชันดินอ่ อน

ลักษณะของชันดิน หิน(ROCK) ดินแข็ง ดินอ่ อน ดินอ่ อนมาก(Soft Soil)

ค่ า S 1.0 1.2 1.5 2.5

**ค่าสัมประสิ ทธิ ของการประสานความถีธรรมชาติ ระหว่างอาคารและชันดิ นทีตังอาคาร (S) ตามกฎกระทรวงปี 2550

ค่ าน้ อย

ค่ ามาก

www.yotathai.com

นําหนักของตัวอาคาร (BUILDING WEIGHT, W)

W เป็ นนนํนาหนั คงที แต่ใน ในบางกรณี ■ ค่ผ่าา พ1ปี ว น นักบรรทุ ่หงหมดของโครงสร้ งพุJตของโกรงร!ร'าIfง แต่ งหีทั บรรพุกก บางกรณี จะมี ไปด้ จะมีการเพิ ารเพิมนํ หนักบรรทุกชนิดอืนเข้ ่มนาาหนั ่น เข้าา'1 น ปด้วย ดังนี ก) สํสําาหรั บบ คลั ■ ก) า ของนําหนั หรั คลังเก็บพัสดุใให้ ่มนําหนั ห้เพิมนํ า หนัก หนักอีก 25% ของนํ บรรทุกจร ข) สํสําาหรั บพืพบนที ■ ฃ) หรั ข งมืการตบแต่ ึ๋นพิซึ ่ งมี ่ ารตบแต่งงกั งเพิม นส่ววนๆจะต้ ตันห้ ้นห้องเป็ งเป็นส่ นๆ จะ ต้องเพิ นํนําหนั กก./ ดร.ม หนักอีก 48 กก./ตร.ม. า ่งติดตังถาวรจะต้ ■ ค) นํนําหนั า ้ง ทา วรจะ ต้องรวม หนักของเครื รกลดูงติ ่องมือ เครื องจั ่องจักรกลซึ ของเครืองมื งรวม ด้ต้ววยย

การรวมแรง (Load Combination) กฎกระทรวง ฉบับที 6 ได้ เสนอ นําหนักประลัย(U)สําหรับการออกแบบอาคารคอนกรี ตเสริ มเหล็กตามทฤษฎีกําลังประลัย • U สําหรับส่วนของอาคารทีไม่คิดแรงลม

U = 1.7 D + 2.0 L • สําหรับส่วนของอาคารทีคิดแรงแผ่นดินไหวด้ วยให้ ใช้ นําหนักบรรทุกประลัย

U = 0.75 (1.7 D + 2.0 L + 2.2E) U = 0.9 D + 1.43 E D = นําหนักบรรทุกคงทีของอาคาร L = นําหนักบรรทุกจร รวมด้ วยแรงกระแทก E = แรงแผ่นดินไหว

www.yotathai.com

การรวมแรง (LOAD COMBINATION) w

w

w

F2

=

w

F1

FBD GRAVITY LOAD

DEFORMATION

FBD SEISMIC LOAD

DEFORMATION

+

F2 F1

w

วิธีการการรวมแรง (LOAD COMBINATION)

w

FBD GRAVITY LOAD

M3-G

M4-G

M2-G [Beam]

M5-G [Beam]

M1-G

M6-G

BMD GRAVITY LOAD

+ F2

+

=

M4-G+M4-E

M5-G+M5-E [Beam]

M2-G+M2-E [Beam]

M4-E

M3-E

M5-E [Beam]

F1 M2-E [Beam] M1-E

FBD SEISMIC LOAD

M3-G+M3-E

BMD SEISMIC LOAD

M6-E

M1-G+M1-E

M6-G+M6-E

BMD COMBINED LOAD GRAVITY + SEISMIC

www.yotathai.com

การคํานวณแรงทีเกิดขึนในแต่ละชินส่วน: ศูนย์กลางแรงต้ าน และศูนย์กลางมวล, แรง กระทําเยืองและการบิด, ความแข็งของแผ่นไดอะแฟรม

ความไม่สมําเสมอเชิงการบิด center

of mass and resistance

Shear Wall

Earthquake

t

www.yotathai.com

ความไม่สมําเสมอเชิงการบิด

การบิดแปลนอาคารทีไม่สมําเสมอ

เสาริ มอาคารจะถูกผลัก ให้ เคลือนมากทีสุด

www.yotathai.com

รูปแบบการสันทีมีรูปทรงบิดเบียว

แนวผนัง แรงกระทําที ศก.มวล

ผนัง

ระยะเยือง

+

แรงต้ านที ศก. โครงสร้ าง

อาคารโรงเรี ยนทีไม่สมําเสมอแนวราบ

www.yotathai.com

การให้ รายละเอียดโครงสร้ าง: การเสริ มเหล็กในอาคารคอนกรี ต, รายละเอียดในโครงสร้ างเหล็ก, การแยกส่วนอาคาร, การเสริ มกําลังพิเศษเพือความต่อเนือง

การให้ รายละเอียดโครงสร้ าง โครงสร้ างระบบเสา-คาน จะบังคับให้ โครงสร้ างคานเกิดการวิบตั ิก่อนเสาเพืออาคารจะไม่พังทลายแบบทันทีทันใด ซึงจะทําการ ออกแบบโดยวิธีเสาแข็ง-คานอ่อน (Strong-column/Weak-beam) เพือให้ มีการสลายพลังงงานในจุดทีเกิดการวิบตั ิก่อน เรี ยกว่า ”จุด หมุนแบบพลาสติก (Plastic Hinge)” ข้ อสําคัญอีกประการในการออกแบบโครงสร้ างแผ่นดินไหวคือต้ องป้องกันไม่ให้ เกิดการวิบตั ิทีจุดต่อทําได้ โดยการเสริ มเหล็กปลอกให้ ถีมากกว่าบริ เวณกลางความยาวคานเพือเพิมความเหนียวในระบบโครงสร้ างมากขึน

www.yotathai.com

เ

1

คุณสมบัตข ิ องโครงสร้างต่อการตอบสนองแผ่น ดินไหว

“ความเหนี (DDuctility)” ความเหนียว (Ductility)* ■ ความสามารถขององค์ ความสามารถขององค์อาคารที าคารทืยั่ยงั คง

สภาพ (ไม่ (ไม่ พั ง ทลาย) ได้ใใน นช่ช่ววงการ ง การ ตอบสนองแบบไร้ เส้น น ช่งงเส้ ตอบสนองแบบไร้เเชิ

b

Maximum Force

7

eร 4

0

Ductile Material

Q

Final Elongation is large

Elongation of Bar

การจัดเหล็กเสริมเพือต้ านทานแผ่ นดินไหว

fit 1 1ÿ4 fp :4 พ่ทคค/น๒ ท!

• ท่เ•เท่!:!!นบ}.**c to c, >1,

fumitiiniiotiitMi Utu

trh'untf J ’นแ’1ท่5*น'พ& ๅ1>

ii, .•เท่!*•ค/๒*'!.!$

«1 300 VMUM1 นท่91ท!๒]'.นท!\พ่!'rv ค/เท่ค}ท่๒ (!) * น๗ £(นรแน"เ Art • น, tUK

■

fit

น, ittthJkW)

* พ,�/ง//- A/_, (1*ะ เร)••เท่น!น{ค} โ}ท'!! . พ๙ แคร ■น"

www.yotathai.com

รายละเอียดเหล็กเสริมโครงต้ านแรงดัดทีมีความเหนียวจํากัด อ ( Hook)) : จะต้ อ 900 องศาและ 35 องศา สําาหรั บบ อาคารทั วไปและ ■ ของอ จะ ต้อ องใช้ งใช้ของอ องอ ปนละ หรั อาคารทวไ องศา น® ะ 135 ของอ อาคารสาธารณะตามลํ อาคารสาธารณะตามลําดับ Vl35°

-H I-

6dh

(ก) ของอ 90 องศา

(ลํา หรับอาคารทั่วไป)

(ข) ของอ 135 องศา

(ลํา หรับอาคารรทธารณะ)

ความสําคัญของเหล็กปลอก

www.yotathai.com

ขาดการเสริมเหล็กทีดี และวัสดุ ก่อสร้างไม่ได้มาตรฐาน (Lack of detailing and poor construction materials) • คอนกรี ตไม่มีคณ ุ ภาพ • การเสริ มเหล็กไม่ได้ มาตรฐาน

EARTHQUAKE DAMAGE, THE ARMENIAN SSR, DECEMBER 7, 1988 Damage to Communications Building, Spitak, Armenia Source: http://www.johnmartin.com/earthquakes/eqshow/647011_09.htm(6-2011)

www.yotathai.com

การวิบตั ิแบบเสาแข็ง-คานอ่อน (STRONG-COLUMN/WEAK-BEAM)

PLASTIC HINGE

PLASTIC HINGE

THANK YOU VERY MUCH EMAIL: [email protected]

FACEBOOK: HTTPS://WWW.FACEBOOK.COM/CONTECHCM

WEBSITE: HTTP://WWW.CONTECHCM.COM/

www.yotathai.com

สภาวิศวกร 487/1 อาคาร ว.ส.ท. ชั้น2 ซอย รามคาแหง 39 (เทพลีลา) แขวงพลับพลา เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท์ 0-2935-6868 โทรสาร 02-935-6695

www.yotathai.com

คําบอกกล่าวสําคัญและคําปฏิเสธเกี่ยวกับเอกสาร IMPORTANT NOTICE AND DISCLAIMERS CONCERNING DOCUMENTS หลั ก มาตรฐาน วิ ธี ป ฏิ บั ติ และคํ า แนะนํ า ซึ่ ง มี อ ยู่ ใ นเอกสารฉบั บ นี้ จั ด ทํ า ขึ้ น โดยสภาวิ ศ วกร จากเอกสารอ้างอิง สภาวิศวกรปฏิเสธความรับผิดต่อความเสียหายบุคคล ทรัพย์สิน หรือความเสียหายอื่นๆ ไม่ ว่ า ชนิ ด ใด แม้ ว่ า เป็ น ผลเฉพาะกรณี ผลโดยอ้ อ ม ผลต่ อ เนื่ อ ง หรื อ การชดเชยโดยตรงหรื อ โดยอ้ อ ม เนื่ องมาจากการใช้ หรือการเชื่ อถือเอกสารนี้ อีกทั้งไม่รั บประกันหรือรั บรองถึงความละเอี ยดถูกต้ องหรื อ ความสมบูรณ์ครบถ้วนของข้อความที่พิมพ์ในฉบับนี้ Codes, standards, recommended practices, and guides that contained in this document are developed by Council Of Engineers (COE) from referable documents. The COE disclaims liabilities for any personal damages, property or other damages of any nature whatsoever, whether special, indirect, consequential or compensatory, directly or indirectly resulting from the document, use of, or reliance on this document. The COE also makes there are no guaranty or warranty as to the accuracy or completeness of any information published herein. ผู้ใช้เอกสารฉบับนี้ต้องอาศัยการพิจารณาตัดสินใจอย่างอิสระของตนเองตามความเหมาะสม หรือ ค้ น หาคํ า แนะนํ า ด้ า นวิ ช าชี พ ที่ ส ามารถตั ด สิ น ใจดํ า เนิ น การด้ ว ยความระมั ด ระวั ง อย่ า งสมเหตุ ส มผลตาม สถานการณ์ที่กําหนดไว้ การรับรองหรือคําแถลงใดว่าเป็นไปตามข้อกําหนดเอกสารนี้ไม่ได้เกิดขึ้นจากการ รับรองหรือตรวจสอบจาก สภาวิศวกรและเป็นความรับผิดชอบแต่ผู้เดียวของผู้รับรองหรือผู้ทําคําแถลง Anyone using this document should rely on his or her own independent judgment as appropriate or seek the advice of a competent professional in determining the exercise of reasonable care in any given circumstances. Any certification or other statement of compliance with the requirements of this document shall not be attributable certified or inspected by the COE and is solely the responsibility of the certifier or maker of the statement. สงวนลิขสิทธิ์ ไม่อนุญาตให้ทําซ้ําส่วนของเอกสารฉบับนี้ หรือเก็บในระบบสืบค้น หรือส่งผ่านซ้ํา ไม่ว่า ในรูปแบบใดหรือโดยตัวกลางใด โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจากสภาวิศวกรก่อนอนุญาตให้ใช้ เพื่อการศึกษาเท่านั้น All right reserved. No part of this document may be reproduced, stored in a retrieval system, or retransmitted, in any form or by any by any means, without the prior permission in writing of the COE. These authorize of educational use only.

องค์ความรู้ประกอบการสอบเลื่อนระดับเป็นสามัญวิศวกร สาขาวิศวกรรมโยธา.pdf

Recommend Documents