การวิเคราะห์เส้นโค้งปฏิสัมพันธ์กำลังของเสาเหล็กเซลลูลาร์

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนองานวิจัยเกี่ยวกับการวิเคราะห์กำลังรับแรงอัดกระทำเยื้องศูนย์ของเสาเหล็กเซลลูลาร์ด้วยแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ 3 มิติโดยใช้โปรแกรม ABAQUS โดยในแบบจำลองได้คำนึงถึงความไม่สมบูรณ์เชิงเรขาคณิตและหน่วยแรงคงค้าง และตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองเสาเซลลูลาร์ด้วยสมการทำนายการโก่งเดาะแบบอิลาสติกสำหรับเสาเซลลูลาร์ ในการวิเคราะห์เสาเซลลูลาร์และเสาหน้าตัดตั้งต้นรับแรงอัดภายใต้แรงกระทำเยื้องศูนย์ สามารถสร้างเส้นโค้งปฏิสัมพันธ์กำลังรับแรงอัดตามแนวแกนและแรงดัดร่วมกัน จากการเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์แรงอัดกระทำเยื้องศูนย์ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ของแบบจำลองเสาหน้าตัดตั้งต้นกับการวิเคราะห์กำลังด้วยสมการเส้นโค้งปฏิสัมพันธ์อ้างอิงตามข้อกำหนด AISC-2016 พบว่า ผลการวิเคราะห์จากแบบจำลองให้เส้นโค้งปฏิสัมพันธ์กำลังต้านทานแรงอัดร่วมกับแรงดัดที่ใหญ่กว่าสมการตามข้อกำหนด และเมื่อเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์แรงอัดกระทำเยื้องศูนย์ระหว่างหน้าตัดเซลลูลาร์และหน้าตัดตั้งต้น พบว่าเสาเหล็กเซลลูลาร์มีกำลังต้านทานแรงอัดร่วมกับแรงดัดต่ำกว่าเสาหน้าตัดตั้งต้นเมื่ออัตราส่วนความชะลูดมีค่าต่ำกว่า 1.0 แต่มีกำลังต้านทานแรงอัดร่วมกับแรงดัดสูงกว่าเสาหน้าตัดตั้งต้นเมื่ออัตราส่วนความชะลูดมีค่ามากกว่าเท่ากับ 1.0 นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ได้เสนอแนวทางการสร้างเส้นปฏิสัมพันธ์กำลังสำหรับเสาเหล็กเซลลูลาร์ซึ่งเมื่อตรวจสอบกับผลการวิเคราะห์จากแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ พบว่า ผลจากแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ให้กำลังต้านทานแรงอัดร่วมกับแรงดัดของเสาเซลลูลาร์ต่ำกว่าแนวทางการวิเคราะห์ที่เสนอเมื่ออัตราส่วนความชะลูดมีค่าต่ำกว่า 0.5 แต่เมื่ออัตราส่วนความชะลูดมีค่าเท่ากับ 1.0 ให้กำลังที่ใกล้เคียงแนวทางการวิเคราะห์ในบางกรณีของอัตราส่วนขนาดช่องเปิดและให้กำลังที่มากขึ้นสำหรับอัตราส่วนความชะลูดเท่ากับ 1.5 และ 2.0 ตามลำดับ