การศึกษาหาความหนาที่เหมาะสมสำหรับแผ่นพื้นไร้คานคอนกรีตอัดแรง โดยวิธีไฟไนท์อีลีเม้นท์แบบแผ่นสามมิติ โดยใช้โปรแกรม Ram Concept

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้นำเสนอการศึกษาเพื่อหาความหนาที่เหมาะสมสำหรับแผ่นพื้นไร้คานคอนกรีตอัดแรงโดยอาศัยข้อมูลราคาต่อหน่วยของวัสดุคอนกรีต ลวดอัดแรง เหล็กเสริมข้ออ้อย แบบหล่อรวมถึงค่าแรงในประเทศไทย เพื่อนำมาทดลองออกแบบแผ่นพื้นที่ความหนาต่างๆ กันเพื่อหาความหนาที่ทำให้ราคาค่าก่อสร้างรวมต่อพื้นที่ต่ำสุด โดยใช้โปรแกรม RAM Concept ซึ่งใช้วิธีวิเคราะห์ไฟไนท์อีลีเม้นท์แบบแผ่นสามมิติ มีกรณีศึกษาสำหรับการจัดเรียงตำแหน่งของเสาในพื้นทั้งหมด 3 กรณีคือ (1) สี่เหลี่ยมจัตุรัส (2) สี่เหลี่ยมผืนผ้า และ (3) แนวเสาเยื้องศูนย์ ซึ่งมีอัตราส่วนด้านสั้นต่อด้านยาว 0.5 และ 0.75 ระยะช่วงเสา 6 7.5 และ 9 เมตร น้ำหนักบรรทุกจร 200 300 และ 400 กิโลกรัมต่อตารางเมตร และกำลังอัดประลัย 320 และ 400 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร โดยมีข้อกำหนดให้เสริมเหล็กรับแรงเฉือน และแป้นหัวเสา ตรงบริเวณหัวเสาที่คอนกรีตไม่สามารถรับแรงเฉือนทะลุได้ จากนั้นนำผลของการออกแบบไปหาสมการอย่างง่ายเพื่อใช้ทำนายความหนาที่เหมาะสม ที่ทำให้ราคาค่าก่อสร้างรวมต่ำสุด เพื่อช่วยให้วิศวกรและผู้ที่สนใจสามารถนำไปประมาณราคา และเป็นแนวทางในการออกแบบจากการศึกษาในครั้งนี้ได้ สมการทำนายความหนาของแผ่นพื้นซึ่งมีสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ R2 อยู่ในช่วง 0.84 ถึง 0.99 และพบว่าอัตราส่วนช่วงเสาต่อความหนาที่เหมาะสมสำหรับแผ่นพื้นที่แนะนำโดย Post-Tensioning Institute มีค่าอยู่ระหว่าง 45 ถึง 50 แต่ในขณะที่ผลการศึกษานี้มีค่าอยู่ระหว่าง 49 ถึง 52 และจากผลการเปรียบเทียบกับการศึกษาที่คล้ายกันแต่ใช้โปรแกรม CSI SAFE V12.3.2 พบว่ามีค่าความหนาที่เหมาะสมแตกต่างกันประมาณ +3% กรณีสี่เหลี่ยมจัตุรัส +7% กรณีสี่เหลี่ยมผืนผ้า และ +2% กรณีแนวเสาเยื้องศูนย์