ผลของระดับแรงอัดตามแนวแกนและรูปแบบเหล็กปลอกเดี่ยวที่มีต่อความเหนียวและการสลายพลังงานของเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก

Effects of axial load levels and tie configurations on ductility and energy dissipation of reinforced concrete columns

Name: จตุพล เทพมังกร

ThaSH: เสาคอนกรีต -- การทดสอบ

ThaSH: คอนกรีตเสริมเหล็ก -- การทดสอบ

Abstract: รายงานวิจัยนี้ เสนอผลการทดสอบตัวอย่างเสายื่นคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีระดับการโอบรัดปานกลางภายใต้แรงกระทำทางด้านข้างแบบวัฏจักรและระดับแรงอัดตามแนวแกนขนาดปานกลาง จำนวน 6 ตัวอย่าง โดยมีขนาดหน้าตัด 400x400 มม. ความสูง 1500 มม. ปริมาณเหล็กเสริมตามยาว 3.14% ในแต่ละชั้นของเหล็กเสริมทางขวางใช้เหล็กปลอกรัดรอบร่วมกับเหล็กยึดทางขวางตามข้อกำหนด ACI แต่มีลักษณะรายละเอียดบริเวณของอที่แตกต่างกัน 3 รูปแบบ ได้แก่ เหล็กปลอกรัดรอบของอ 90 องศา, เหล็กปลอกรัดรอบของอ 135 องศา และเหล็กปลอกของอ 90 องศาพร้อมคลิปยึดของอโดยปริมาณเหล็กเสริมทางขวางที่ใช้มีค่าประมาณ 50% ของปริมาณเหล็กเสริมสำหรับการโอบรัดที่กำหนดตามมาตรฐาน ACl สำหรับบริเวณแผ่นดินไหวรุนแรง ยกเว้นเพียง 1 ตัวอย่างทดสอบที่ปริมาณเหล็กเสริมทางขวางที่ใช้มีค่าลดลงครึ่งหนึ่ง ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า อัตราส่วนแรงอัดตามแนวแกนเทียบกับกำลังรับแรงอัดประลัยของตัวอย่างคอนกรีตรูปทรงกระบอกและพื้นที่หน้าตัดทั้งหมดของเสาเมื่อเพิ่มขึ้นจาก 0.30 เป็น 0.37 ส่งผลให้ค่าความเหนียวและค่าการสลายพลังงานสะสมก่อนการวิบัติมีค่าลดลง โดยในกรณีที่ใช้เหล็กปลอกของอ 135 องศา ค่าความเหนียวเชิงการเคลื่อนที่จะลดลงจาก 2.7 เหลือ 2.6 หรือลดลง 4% และค่าการสลายพลังงานสะสมก่อนวิบัติจะลดลง 7% ส่วนในกรณีที่ใช้เหล็กปลอกของอ 90 องศาร่วมกับคลิปยึดของอ การลดลงของค่าความเหนียวเชิงการเคลื่อนที่และค่าการสลายพลังงานสะสมก่อนการวิบัติ มีค่าเป็น 29% และ 46% ตามลำดับ นอกจากนี้ พบว่า ที่อัตราส่วนแรงอัดตามแนวแกน เท่ากับ 0.30 ตัวอย่างทดสอบที่ใช้คลิปยึดของอ 90 องศาในเหล็กปลอกรัดรอบ และเหล็กยึดทางขวาง ได้ค่าความเหนียวเชิงการเคลื่อนที่ เท่ากับ 3.8 ซึ่งมีค่าเป็น 2.0 เท่า และ 1.4 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ใช้เหล็กปลอกของอ 90 องศาไร้คลิปยึดของอ และเหล็กปลอกของอ 135 องศา ตามลำดับ และได้ค่าการสลายพลังงานสะสมก่อนการวิบัติ เป็น 6.3 เท่า และ 2.4 เท่าตามลำดับด้วย จากการวิเคราะห์ความถดถอยผลการทดสอบที่ได้จากการวิจัยครั้งนี้ร่วมกับผลการทดสอบของผู้วิจัยท่านอื่นๆ โดยใช้ตัวแปรอัตราส่วนปริมาณเหล็กเสริมโอบรัดประสิทธิผลที่เสนอโดย ปณิธาน ลักคุณะประสิทธิ์ และชัชชาติ สิทธิพันธุ์ ซึ่งคำนึงถึงระดับแรงอัดตามแนวแกนและรูปแบบเหล็กปลอกเดี่ยวที่ใช้ ทำให้ได้ความสัมพันธ์ของปริมาณเหล็กเสริมทางขวางกับค่าความเหนียวเชิงการเคลื่อนที่ที่ต้องการ ส่วนการศึกษาเรื่องดัชนีการสลายพลังงาน พบว่า ประวัติการรับน้ำหนักมีผลต่อค่าดัชนีการสลายพลังงานอย่างชัดเจน สำหรับตัวอย่างหนึ่งๆ การเพิ่มค่าการเลื่อนที่ในแต่ละขั้นการทดสอบจาก 1 เท่า ของค่าการเคลื่อนที่ ณ จุดครากเป็น 2 เทา มีผลให้ค่าดัชนีการสลายพลังงานลดลงมากพอสมควร ในช่วงค่าอัตราส่วนปริมาณเหล็กโอบรัดประสิทธิผลสูง

Abstract: In this research, six reinforced concrete cantilever columns with moderate confinement were tested under cyclic lateral loads and moderate axial load levels. Each column specimen was 400 mm by 400 mm in cross section, 1500 mm in height, and reinforced with 3.14% of longitudinal steel ratio. The transverse reinforcement consisted of hoop ties and ACl crossties. Three different hook configurations were considered, viz. 90-deg hooks, 135-deg hooks and 90-deg hooks with hook-clips. The transverse reinforcement provided was about 50% of the confinement steel required by ACl Code in areas of high seismicity, except one speciment whose confinement steel was reduced by half. The test results indicated that and increase in axial load level from 0.30 to 0.37 of the axial compressive strength based on the cylinder strength and gross cross-sectional area caused substantial reductions in the displacement ductility factor and the cumulative energy dissipation. In the case of 135-deg hook ties, the displacement ductilityfactor was reduced by about 4% from 2.7 to 2.6, and the cumulative energy dissipation was reduced by 7%. In the case of 90-deg hook ties with hook-clips, the corresponding reductions were 29% and 46%, respectively. For the same axial load ratio of 0.30, the specimen supplied with 90-deg hook ties and hook-clips sustained a displacement ductility factor of 3.8, which was 2.0 times and 1.4 times of the specimens with conventional 90-deg hook ties and 135-deg hook ties, respectively, while the cumulative energy dissipation was 6.3 times and 2.4 times for the latter specimens, respectively. Based on the effective confinement steel ratio proposed by Lukkunaprasit and Sittipunt which accounts for the effects of axial load levels and tie configurations, the amount of lateral steel for an expected displacement ductility demand was obtained from regression analyses of the experimental results obtained from this research and others. Studies on energy dissipation indexes indicated that the loading history had a pronounced effect on those indexes. For a given specimen, increasing the imposed deformation in each loading step from one yield displacement to twice the value resulted in a significant decrease in the energy dissipation at large values of the effective confinement steel ratio.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ปณิธาน ลักคุณะประสิทธิ์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2543

Modified: 2560-07-24

Issued: 2560-04-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741310528

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	jatupon[1].pdf	3.69 MB	2	2025-10-07 21:38:48

ใช้เวลา

0.025973 วินาที