การศึกษากำลังรับน้ำหนักของสะพานเหล็กที่ใช้สลักเกลียวและการเชื่อมยึดชิ้นส่วน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการวิเคราะห์และทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกและการโก่งตัวของสะพานเหล็กชนิดโครงข้อหมุนที่ใช้สลักเกลียวและการเชื่อมยึดชิ้นส่วนที่จุดต่อ สะพานเหล็กที่ทำการทดสอบมีทั้งหมด 3 แบบคือ แบบที่ 1 เป็นชนิดที่ชิ้นส่วนถูกยึดด้วยการเชื่อมตลอดแนวสัมผัสระยะทาบ แบบที่ 2 เป็นชนิดที่ชิ้นส่วนถูกเชื่อมตามการคำนวณของแรงภายใน และแบบที่ 3 เป็นชนิดที่ชิ้นส่วนถูกยึดด้วยสลักเกลียว สะพานเหล็กแต่ละแบบมีความยาวช่วง 5.00 ม. ความกว้าง 0.50 ม. และความสูง 0.8 ม. องค์อาคารแต่ละชิ้นมีความยาวไม่เกิน 1.70 ม. และสะพานต้องรับน้ำหนักบรรทุกได้อย่างน้อย 1,000 กก. ผลการทดสอบปรากฏว่าโครงสร้างสะพานแบบที่ 1 สามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้ 2,814 กก. และมีค่าการโก่งตัวสูงสุด 1.41 ซม. มีค่าอัตราส่วนความปลอดภัยเท่ากับ 2.8 โครงสร้างสะพานแบบที่ 2 สามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้ 1,920 กก. และมีค่าการโก่งตัวสูงสุด 1.54 ซม. มีค่าอัตราส่วนความปลอดภัยเท่ากับ 1.9 และโครงสร้างสะพานแบบที่ 3 สามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้ 1,775 กก. และมีค่าการโก่งตัวสูงสุด 2.47 ซม. มีค่าอัตราส่วนความปลอดภัยเท่ากับ 1.8 ประโยชน์จากการวิจัยนี้คือ ได้ศึกษากระบวนการในการออกแบบสะพานเหล็ก และได้ศึกษารูปแบบของการวิบัติของสะพานเหล็ก โดยรูปแบบการวิบัติของสะพานเหล็กทั้ง 3 แบบ จะเกิดการโก่งเดาะที่ชิ้นส่วนรับแรงอัดบริเวณด้านบนของโครงสร้างก่อนเป็นอันดับแรก แต่ในสะพานเหล็กแบบที่ 2 ที่มีการเชื่อมชิ้นส่วนตามการคำนวณของแรงภายใน จะเกิดการวิบัติที่จุดเชื่อมต่อชิ้นส่วนควบคู่ไปด้วย จากการทดสอบนี้ทำให้ผู้ออกแบบมั่นใจได้ว่าการเชื่อมตลอดแนวสัมผัสจะทำให้โครงสร้างสะพานเหล็กมีความแข็งแรงและอัตราส่วนความปลอดภัยที่ได้ตามที่ออกแบบไว้