การศึกษาโมเดลโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กในประเทศไทยสำหรับการออกแบบในภาวะสุดขีด

Study of structural concrete models for limit state design of reinforced concrete structures in Thailand

Name: ไพบูลย์ ต้นศิริอนุสรณ์

ThaSH: กำลังวัสดุ

ThaSH: คอนกรีตเสริมเหล็ก

ThaSH: การออกแบบโครงสร้าง

Abstract: การออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กในประเทศไทย โดยทั่วไปยังคงใช้วิธีกำลังใช้งานหรือวิธีกำลังประลัยเป็นส่วนใหญ่ โดยอิงมาตรฐานการออกแบบของ ACI เป็นแนวทาง แต่การออกแบบด้วยวิธีภาวะสุดขีดได้รับความสนใจค่อนข้างน้อย ทั้งที่วิธีการและมีมาตรฐานใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศยุโรป และอีกหลายๆ ส่วนของโลก งานศึกษาวิจัยนี้จะศึกษาโมเดลของพฤติกรรมทางโครงสร้างขององค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็กเพื่อพัฒนาเป็นมาตรฐานการออกแบบในภาวะสุดขีด โดยเน้นข้อมูลตามปัจจัยและสภาพแวดล้อมของประเทศไทยเป็นอันดับแรก เกี่ยวกับวัสดุการออกแบบ และการก่อสร้าง การศึกษาจะวิเคราะห์โมเดลตรวจสอบความแม่นยำ และความน่าเชื่อถือทางโครงสร้างที่เป็นความมั่นคงแข็งแรง และความปลอดภัยเทียบกับมาตรฐานสากล การศึกษานี้ได้แบ่งเนื้อหาของการศึกษาเป็นสี่ส่วน ได้แก่ โมเดลของกำลังวัสดุ ความน่าเชื่อถือทางโครงสร้างกำลังของโครงสร้างในภาวะสุดขีดประลัย และพฤติกรรมในสภาวะสุดขีดบริการ ผลการศึกษาพบว่า วัสดุในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก คือ คอนกรีตที่มีกำลังอัดจาก 200-1000 กก/ซม2 ทดสอบด้วยตัวอย่างทรงกระบอกและเหล็กเสริมที่ใช้เป็นเหล็กข้ออ้อยกำลัง 3000 4000 และ 5000 กก/ซม2 ตัวคูณสำหรับน้ำหนักบรรทุกคงที่ และน้ำหนักบรรทุกจรตามสภาพการก่อสร้าง และน้ำหนักจรตามกฎหมายในประเทศจะให้ค่า 1.30 และ 1.70 ตามลำดับ ค่าของส่วนความปลอดภัย สำหรับงานคอนกรีตเป็น 1.73 ในขณะที่ค่าของส่วนความปลอดภัยของเหล็กเสริมเป็น 1.16 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยแรงอัด และความเครียดจะเป็นสมการเส้นโค้งที่ให้ค่าความเครียดที่หน่วยแรงอัดสูงสุดจะเพิ่มขึ้นตามกำลังอัดของคอนกรีต ในขณะที่ค่าความเครียดสูงสุดที่ประลัยจะลดลงเมื่อกำลังอัดสูงขึ้น การจำลองแบบการกระจายของหน่วยแรงดัด เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเสมือน ให้ค่ากำลังดัดสอดคล้องกับการกระจายของหน่วยแรงจริงโดยมีความคลาดเคลื่อนเพียง 3% ปริมาณเหล็กเสริมสูงสุดของหน้าตัดองค์อาคารรับแรงดัดมีค่า 0.389 ของปริมาณเหล็กเสริมที่ภาวะดุลย์ ในกรณีของแรงเฉือนการศึกษาจากข้อมูลการทดสอบ สามารถคำนวณหากำลังเฉือน ประกอบด้วยส่วนของหน้าตัดคอนกรีตและส่วนของเหล็กปลอกตามทฤษฎี Truss Analogy หน้าตัดรับแรงบิดการคำนวณกำลังบิดได้จากปริมาณเหล็กเสริมตามทฤษฎี Space Truss Analogy ในกรณีของเสาหรือองค์อาคารรับแรงอัดพบว่า กำลังอัดในหน้าตัดคอนกรีตคิดได้เพียงบางส่วนของกำลังอัดทรงกระบอกตามสัดส่วน 0.60+100/fck แต่ต้องไม่เกิน 0.85 อนึ่งกำลังดัดในเสาจะมีพฤติกรรมที่สอดคล้องกับกรณีของแรงดัด โดยกรณีของเสายาวสามารถคำนวณออกแบบโดย ใช้ค่าตัวขยายโมเมนต์จากการโก่งตัว สำหรับแรงยึดเหนี่ยวที่ใช้คำนวณระยะพัฒนาของเหล็กเสริม ในสภาวะสุดขีดให้ค่าที่สอดคล้องกับวิธีการกำลังประลัย การศึกษาพฤติกรรมในภาวะสุดขีดบริการที่เกี่ยวกับ การโก่งตัว การแตกร้าว การสั่นสะเทือน ความล้า อัตราการทนไฟ การคืบตัวและการหดตัว และความทนทานของโครงสร้าง สามารถทำนายและควบคุมให้อยู่ในพิกัดได้

Abstract: Current design practice in Thailand for reinforced concrete structure are normally conformed to the working stress design and ultimate strength design referred to the ACI code. However, the limit state design are not yet familiar to most Thai engineering practice, even it is quite well-known to the European countries and may parts of the world. This studies concentrated on structural model for reinforced concrete elements in limit states. The research emphasised and concerned the data and conditions in Thailand related to the materials, design and construction. The study complied models for strengths and service ability to analyze the accuracy and reliability and compare to the international standard, then limit state design can be developed. The studies are seperated in 4 major areas; strength of materials, structural reliability, ultimate limit state, and service ability limit states. For materials, concrete strengths are varied from 200 to 1000 ksc and steel are varied from 3000 to 5000 ksc. Load factors for dead load and live load related to construction in Thailand are 1.30 and 1.70 respectively. Partial safety factors for concrete and steel are 1.73 and 1.16 respectively. Stress-strain relationship relationship for concrete is non-linear curve and its peak strain increases with its strength whereas the maximum strain decreases with its strength. The results from calculation with simplified rectangular stress block, which is developed from the actual stress, are close to the actual stress distribution with diffrence about 3%. The maximum reinforcement ratio is specified to be 0.389 times of balanced steel ratio. For shear, the equation to predit shear strength has been developed and web reinforcement can be calculated accurately by Truss Analogy. For torsion, the equation to resist torsional strength has been developed by Space Truss Analogy. For compression, the ultimate stress ratio has found to be decreased with concrete strength. In long column design, the column magnifier is used. For bond stress, used to calculate development length, the result gives the value close to ultimate strength design method. For model of service ability limit state, this studies proposed limilations for deflection, cracking, vibration, fatigue, fire endurance, creep and shrinkage, and durability.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: เอกสิทธิ์ ลิ้มสุวรรณ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2541

Modified: 2560-02-10

Issued: 2560-01-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9743324178

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/9680

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Paiboon_To_front.pdf	849 KB	17	2026-05-26 18:16:01
2	Paiboon_To_ch1.pdf	770.2 KB	16	2026-05-26 18:16:01
3	Paiboon_To_ch2.pdf	786.33 KB	18	2026-05-26 18:16:01
4	Paiboon_To_ch3.pdf	1019.48 KB	16	2026-05-26 18:16:01
5	Paiboon_To_ch4.pdf	1.45 MB	14	2026-05-26 18:16:01
6	Paiboon_To_ch5.pdf	1.01 MB	13	2026-05-26 18:16:01
7	Paiboon_To_ch6.pdf	761.27 KB	13	2026-05-26 18:16:01
8	Paiboon_To_back.pdf	861.96 KB	14	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.046958 วินาที