สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกท่านครับ
สืบเนื่องจากเมื่อวันก่อนผมได้โพสต์เกี่ยวกับเรื่องค่าแรงแบกทานที่ยอมให้ของดินซึ่งจะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อเรานำค่าๆ นี้ไปออกแบบระบบฐานรากวางบนดิน ก้ได้รับข้อความหลังไมค์มาสอบถามเกี่ยวกับเรื่องๆ นี้พอสมควรนะครับ ผมจึงคิดว่าวันนี้จะมายก ตย ถึงการคำนวณในเรื่องนี้ให้แก่เพื่อนๆ นะครับ
มาเริ่มต้นดูรูปที่ 1 ก่อนนะครับ ฐานรากวางบนดินที่เราจะทำการออกแบบนี้มีขนาดความกว้าง 4 m ความยาว 6 m รับ นน บรรทุกชนิดแรงตั้งฉาก (ประสิทธิผล) ใช้งานทั้งสิ้น 360 Tons และ ต้องรับ นน บรรทุกชนิดโมเมนต์ดัดใช้งาน ซึ่งกระทำรอบแกนหลักของฐานรากทั้งสิ้น 120 Tons-m นะครับ
ฐานรากนี้ตั้งอยู่บน พท ใกล้เชิงเขา โดยมีข้อมูลแต่เพียงว่าดินชนิดนี้เป็นดินดาน เราไม่มีผลการสำรวจข้อมูลดินประกอบการออกแบบ แต่ เป็นที่น่าเชื่อได้ว่าดินชนิดนี้มีความแข็งแรงมาก เราจึงเปิดจากตาราง
ในรูปที่ 2 คือ ดินดาน ซึ่งมีค่ากำลังแบกทานที่ยอมให้ของดินเท่ากับ 25 T/m^(2)
เรามาคำนวณค่าคุณสมบัติต่างๆ ของหน้าตัดกันก่อนนะครับ
ค่า พท หน้าตัดของฐานราก
A = (4)(6) = 24 m^(2)
ค่าโมดูลัสหน้าตัดของฐานราก
S = I/C = [(4)(6)^(3)/(12)]/[(6)/(2)] = 24 m^(3)
ในการออกแบบว่าฐานรากของเราปลอดภัยต่อการรับ นน ของดินหรือไม่ เราสามารถอาศัยสมการง่ายๆ ดังนี้
q max.,min. = P/A ± M/S
ดังนัั้นค่าหน่วยแรงแบกทานมากที่สุดจะมีค่าเท่ากับ
q max. = P/A + M/S = 360/24 + 120/24 = 20 T/m^(2)
q max. < 25 T/m^(2) (OK)
ดังนัั้นค่าหน่วยแรงแบกทานน้อยที่สุดจะมีค่าเท่ากับ
q min. = P/A – M/S = 360/24 – 120/24 = 10 T/m^(2)
q min. > 0 (OK)
จะเห็นได้ว่าค่าแรงแบกทานมากที่สุดที่คำนวณได้นั้นต้องไม่มากกว่าค่าแรงแบกทานที่ยอมให้ของดิน และ ค่าแรงแบกทานน้อยที่สุดที่คำนวณได้นั้นต้องไม่น้อยกว่า 0 หากค่าๆ นี้น้อยกว่าศูนย์ แสดงว่าฐานรากของเราจะต้องรับแรงถอน หรือ แรงดึง ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าดินนั้นไม่สามารถรับแรงดึงได้นะครับ
ดังนั้นหากเราต้องเจอกับสภาวะเช่นนี้ เราอาจจำเป็นต้องขยายตัวฐานรากให้มีขนาดใหญ่ยิ่งขึ้นเพื่อที่จะไปหน่วยแรงดึงที่เกิดจากโมเมนต์ดัดให้มีค่าที่น้อยลง ดังนั้นเพื่อนๆ ต้องระลึกอยู่เสมอนะครับว่าในการออกแบบฐานราก เราไม่ได้เผชิญกับ นน บรรทุกตั้งฉากเพียงอย่างเดียว แต่ เราอาจต้องเผชิญกับ นน บรรทุกประเภทอื่นๆ ร่วมด้วย
เมื่อตรวจสอบแล้วว่าฐานรากของเรามีสถานะของการรับแรงแบกทานตามที่ผมได้กล่าวถึงข้างต้นตามนี้แล้วก็จะแสดงว่าค่ากำลังแบกทานที่เราใช้ในการออกแบบฐานรากนี้มีค่าที่ดี และ ปลอดภัยเพียงพอต่อการรับ นน ของดิน
โดยเพื่อนๆ ต้องไม่ลืมนะครับว่าในการออกแบบฐานรากวางบนดินนั้นเรายังต้องตรวจสอบเรื่องต่างๆ อีกหลายเรื่องด้วยกัน เช่น สถานะการรับแรงทางด้านข้าง สถานะการต้านทานการพลิกคว่ำ เป็นต้น เพราะฉะนั้นไม่ว่าเราจะต้องเผชิญกับ นน บรรทุกรูปแบบใด เราก็จำเป็นต้องออกแบบและคำนวณให้ฐานรากของเรานั้นมีความสามารถและเสถียรภาพที่ดีเพียงพอต่อการรับ นน บรรทุกประเภทนั้นๆ ด้วยนะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN
