การออกแบบคาน คสล. (คานต่อเนื่อง : Continuous Concrete Beam Design) โดยจะนำข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์โครงสร้าง มาทำการออกแบบโดยใช้วิธีหน่วยแรงใช้งาน (Working Stress Design) ซึ่งคานตัวนี้เป็นคานต่อเนื่อง 2 ช่วง ความยาวช่วงละ 4 เมตร โดยมีน้ำหนักบรรทุกรวมทั้งหมด = 2360.33 kg/m. ซึ่งมีค่าต่างๆ ที่ใช้ในการคำนวณดังต่อไปนี้

M_max⁺ = 3021.22 kg.m : M_max^– = 3776.53 kg.m : V_max = 5664.79 kg.

ค่าพารามิเตอร์ที่ใช้ในการคำนวณ มีค่าดังต่อไปนี้

f_c‘ = 280 ksc. : f_c = 126 ksc. : f_y = 3000 ksc. : f_s = 1500 ksc.

E_c = 252671.3 ksc. : n = 8.07 : k = 0.404 : j = 0.865 : R = 22.01 ksc.

โดยกำหนดขนาดของหน้าตัดคานดังนี้

b = 20 cm. : h = 40 cm. : d_p = 5 cm.

โมเมนต์ต้านทานโดยคอนกรีต M_c = Rbd² = 5392.45 kg.m ซึ่งมีค่ามากกว่า M_max⁺ และ M_max^–

เพราะฉะนั้น ปริมาณเหล็กเสริมรับแรงดึงที่กึ่งกลางคาน A_st⁺ = M_max⁺ / (f_s jd) = 6.65 cm²

เลือกใช้ 2 DB 22 mm. จะได้ A_st⁺ = 7.6 cm²

ปริมาณเหล็กเสริมรับแรงดึงที่หัวเสา A_st^– = M_max^– / (f_s jd) = 8.31 cm²

เลือกใช้ 2 DB 25 mm. จะได้ A_st^– = 9.82 cm²

ตรวจสอบแรงเฉือนที่รับได้โดยคอนกรีต V_c = (0.29√f_c‘ )bd = 3396.84 kg. ซึ่งมีค่าน้อยกว่า V_max

ดังนั้นจึงต้องทำการออกแบบเหล็กเสริมรับแรงเฉือน

V_s = V_max – V_c = 2267.95 kg.

f_v(RB) = 0.5f_y(RB) = 1200 ksc.

ในกรณีนี้เลือกใช้เหล็กปลอก RB 6 mm. จะได้ A_v = 0.5ΠD² = 0.565 cm²

S_p = A_vf_vd/V_s = 10.46 cm. → 10 cm.

จัดระยะการเสริมเหล็กปลอก

V_s/x = V_max/0.5L

จะได้ระยะ x = 0.8 m.

เพราะฉะนั้นระยะการเสริมเหล็กปลอกโดยวัดจากหัวเสา = x + d = 0.8 + 0.35 = 1.15 m.

ดังนั้นระยะการเสริมเหล็กปลอกจะแบ่งเป็น 2 ช่วงคือ

ใช้ RB 6 mm. @ 100 mm. ตลอดระยะ 1.15 m. จากหัวเสาทั้งสองด้าน

ใช้ RB 6 mm. @ 175 mm. ตลอดช่วงที่เหลือ

ตรวจสอบแรงยึดหน่วง โดยใช้ค่า ∑₀

U = V/∑₀jd = 13.54 ksc.

Uall = (3.23√f_c‘)/D = 24.57 ksc. < 35 ksc. ……………….. O.K.

อย่างไรก็ตาม แม้ผลที่ได้จากการคำนวณจะบ่งบอกว่า คานตัวนี้ไม่จำเป็นที่จะต้องใส่เหล็กเสริมรับแรงอัด แต่ในทางปฏิบัตินั้น จะต้องทำการเสริมเหล็กในส่วนนี้เข้าไปด้วย (ยกเว้นมีความสามารถในการใส่เหล็กปลอกขั้นเทพครับ อันนี้ก็ต้องยอม) โดยเลือกใช้ตามมาตรฐาน วสท. ว่าด้วยเรื่องของเหล็กเสริมเล็กสุดที่ยอมให้ใช้ในองค์อาคารรับแรงดัด

Subject : การออกแบบคาน คสล. (คานต่อเนื่อง : Continuous Concrete Beam Design)

Tags : beam, concrete, continuous, design, การออกแบบคาน, คสล