การลดความเสียหายจากแรงกระแทกของคานเหล็กกล่องกรอกคอนกรีต

บทคัดย่อ

การออกแบบโครงสร้างรับแรงกระแทกโดยทั่วไปนิยมใช้ตัวแปรเพิ่มกำลังของหน้าตัดจากผลของแรงกระแทกซึ่งอาจไม่ถูกต้องมากนักเนื่องจากแรงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างจากการรับแรงกระแทกประกอบด้วย แรงกระแทก แรงปฏิกิริยา และโดยฉพาะแรงเฉื่อยซึ่งไม่ปรากฏในการพิจารณาปัญหาแบบสถิตศาสตร์ ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาพฤติกรรมการรับแรงกระแทกของคานอย่างง่ายประกอบด้วยคานคอนกรีตเสริมเหล็กและคานเหล็กกล่องกรอกคอนกรีตที่ออกแบบให้มีกำลังรับแรงเท่ากัน และคานเหล็กกล่องกลวงทั้งหมด 9 ตัวอย่างโดยการปล่อยตุ้มเหล็กหนัก 160 กิโลกรัมจากความสูง 700 มิลลิเมตรตกกระแทกที่กลางคาน จากการศึกษาพบว่าแรงกระแทกที่เกิดขึ้นในช่วงแรกทั้งหมดถูกรองรับโดยแรงเฉื่อยของโครงสร้าง สำหรับคานเหล็กกล่องกรอกคอนกรีตซึ่งมีค่าความแข็งเกร็งต่อการแอ่นตัวน้อยกว่าคานคอนกรีตเสริมเหล็กอย่างมากเมื่อรับแรงแบบสถิตศาสตร์แต่กลับส่งผลดีเมื่อใช้ต้านทานแรงกระแทกเนื่องจากช่วยลดแรงกระแทกที่เกิดขึ้นได้มากกว่า 7 เท่าเมื่อเปรียบเทียบที่กำลังของหน้าตัดที่เท่ากัน และยังสามารถลดแรงปฏิกิริยาจากการกระแทกได้ สำหรับความเสียหายของโครงสร้างจากการกระแทกในคานคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นการเกิดการวิบัติแบบเปราะ และคานเหล็กกล่องกลวงเกิดการโก่งเดาะเฉพาะที่บริเวณที่เกิดการกระแทก แต่สำหรับคานเหล็กกล่องกรอกคอนกรีตนั้นไม่พบความเสียหายจากการกระแทก ผลจากการศึกษาแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหมาะสมในการรองรับแรงกระแทกของคานเหล็กกล่องกรอกคอนกรีต