อิทธิพลของค้ำยันชั่วคราวต่อแผนภาพโมเมนต์ดัดสำหรับโครงสร้างคอมโพสิต

บทนำ

อาจมีคำถามว่าเหตุใดโมเมนต์ดัดที่จุดรองรับกลางจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อนำคานชิ้นส่วนสำเร็จรูปสองชิ้นมาเชื่อมต่อกันด้วยแผ่นพื้นและคานขวางเทในที่ พฤติกรรมที่คาดหวังคือโมเมนต์ดัดที่จุดรองรับกลางจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งเนื่องจากการคืบของคอนกรีต แต่ไม่ใช่ทันทีหลังจากการประกอบคานชิ้นส่วนสำเร็จรูปและส่วนเทในที่เข้าด้วยกัน ให้เราพิจารณาปัญหานี้อย่างละเอียดและพิจารณาการจัดวางค้ำยันชั่วคราวในรูปแบบต่างๆ และอิทธิพลของค้ำยันเหล่านั้นต่อการกระจายแรงภายใน

คำอธิบายโครงสร้าง

เพื่ออธิบายการเกิดโมเมนต์ดัดสูงที่จุดรองรับของคานต่อเนื่อง ได้วิเคราะห์สองกรณีในซอฟต์แวร์ IDEA StatiCa Beam และ midas Civil ให้พิจารณาคานชิ้นส่วนสำเร็จรูปสองชิ้นที่ทำงานร่วมกับแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กเทในที่และคานขวางที่จุดรองรับ ชั้นคุณภาพคอนกรีตเหมือนกันสำหรับทั้งสองส่วนของหน้าตัดคอมโพสิต คือ C45/55 รูปร่างหน้าตัดมีดังนี้:

หน้าตัดคอมโพสิต:

คานขวางที่จุดรองรับ:

แผนผังสถิตเปลี่ยนแปลงตามเวลา สำหรับแต่ละกรณีจะพิจารณาการจัดวางจุดรองรับในรูปแบบต่างๆ อย่างไรก็ตาม กระบวนการก่อสร้างเหมือนกัน ได้แก่ การผลิตคานชิ้นส่วนสำเร็จรูป การจัดเก็บในลานพักสินค้า การติดตั้งคานชิ้นส่วนสำเร็จรูปบนค้ำยันชั่วคราวในสถานที่ก่อสร้าง และการประกอบร่วมกับแผ่นพื้นและคานขวางเทในที่ในลำดับถัดไป ตำแหน่งของจุดรองรับถาวรเหมือนกันสำหรับทั้งสองกรณี เช่นเดียวกับประวัติการรับแรง

ประวัติการรับแรงสำหรับทั้งสองกรณี:

ขั้นตอนการก่อสร้างสำหรับกรณี A (ค้ำยันชั่วคราวขณะเทแผ่นพื้น):

ขั้นตอนการก่อสร้างสำหรับกรณี B (ไม่มีค้ำยันชั่วคราวเพิ่มเติมขณะเทแผ่นพื้น):

การเปรียบเทียบ midas Civil & IDEA StatiCa Beam

ในระหว่างการเปรียบเทียบ เราเน้นที่โมเมนต์ดัดที่จุดรองรับและกึ่งกลางช่วงในขั้นตอนการก่อสร้างเฉพาะสำหรับทั้งสองกรณี

กรณี A

ขั้นตอนการก่อสร้างที่ 3: 

คานชิ้นส่วนสำเร็จรูปรองรับด้วยค้ำยันชั่วคราว รับน้ำหนักตัวเองและน้ำหนักคอนกรีตเปียกของแผ่นพื้น RC รวมถึงการคืบและการหดตัว 

แผนภาพโมเมนต์ดัด – IDEA StatiCa Beam

แผนภาพโมเมนต์ดัด – midas Civil

ขั้นตอนการก่อสร้างที่ 4: 

คานชิ้นส่วนสำเร็จรูปทำงานร่วมกับแผ่นพื้น หน้าตัดคอมโพสิตรับเฉพาะน้ำหนักตัวเอง ขั้นตอนจุดรองรับถาวร รวมถึงการคืบและการหดตัว

แผนภาพโมเมนต์ดัด – IDEA StatiCa Beam

แผนภาพโมเมนต์ดัด – midas Civil

ขั้นตอนการก่อสร้างที่ 6: 

โครงสร้างที่เวลา 100 ปี รับเฉพาะน้ำหนักตัวเอง รวมถึงการคืบและการหดตัว

แผนภาพโมเมนต์ดัด – IDEA StatiCa Beam

แผนภาพโมเมนต์ดัด – midas Civil

กรณี B

ขั้นตอนการก่อสร้างที่ 3: 

คานชิ้นส่วนสำเร็จรูปรองรับด้วยจุดรองรับถาวร รับน้ำหนักตัวเองและน้ำหนักคอนกรีตเปียกของแผ่นพื้น RC รวมถึงการคืบและการหดตัว 

แผนภาพโมเมนต์ดัด – IDEA StatiCa Beam

แผนภาพโมเมนต์ดัด – midas Civil

ขั้นตอนการก่อสร้าง 4: 

คานชิ้นส่วนสำเร็จรูปทำงานร่วมกับแผ่นพื้น หน้าตัดคอมโพสิตรับเฉพาะน้ำหนักตัวเอง ขั้นตอนจุดรองรับถาวร รวมถึงการคืบและการหดตัว

แผนภาพโมเมนต์ดัด – IDEA StatiCa Beam

แผนภาพโมเมนต์ดัด – midas Civil

ขั้นตอนการก่อสร้าง 6: 

โครงสร้างที่เวลา 100 ปี รับเฉพาะน้ำหนักตัวเอง รวมถึงการคืบและการหดตัว

แผนภาพโมเมนต์ดัด – IDEA StatiCa Beam

แผนภาพโมเมนต์ดัด – midas Civil

ผลลัพธ์จาก IDEA StatiCa Beam และ midas Civil ได้รับการจัดเรียงไว้ในตาราง:

บทสรุป

ตารางข้างต้นแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์จากซอฟต์แวร์ต่างๆ มีความใกล้เคียงกัน ความเบี่ยงเบนในผลลัพธ์เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่า midas Civil ไม่ได้แยกแยะขนาดความสูงเชิงสัญลักษณ์ h₀ ก่อนและหลังการประกอบโครงสร้าง 

ผู้ใช้ต้องระบุพารามิเตอร์หน้าตัดที่สอดคล้องกับขั้นตอนก่อนหรือหลังการประกอบคานคอนกรีตชิ้นส่วนสำเร็จรูปกับแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กเทในที่ สำหรับแต่ละส่วนของหน้าตัดแยกกัน ในขณะที่ IDEA StatiCa Beam คำนึงถึงขั้นตอนก่อนการประกอบ กล่าวคือ เส้นรอบวงของส่วนที่กำลังแห้งของหน้าตัดสอดคล้องกับเส้นรอบวงของหน้าตัดทั้งหมดของคานชิ้นส่วนสำเร็จรูป และหลังการประกอบ กล่าวคือ เส้นรอบวงของส่วนที่กำลังแห้งของคานชิ้นส่วนสำเร็จรูปจะลดลงตามความยาวของรอยต่อการก่อสร้างระหว่างคานชิ้นส่วนสำเร็จรูปและแผ่นพื้นเทในที่ การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของโมเมนต์ดัดเหนือจุดรองรับกลาง (ถาวร) เกิดจากการจัดวางค้ำยันชั่วคราวที่เลือกใช้ ค้ำยันชั่วคราวเหล่านี้เองที่ขจัดผลกระทบของขั้นตอนการก่อสร้าง ทำให้ได้แผนภาพโมเมนต์ดัดที่ใกล้เคียงกับโครงสร้างที่สร้างด้วยวิธีการค้ำยันเต็มรูปแบบ

ในกรณี B ที่ไม่มีค้ำยันชั่วคราวกลาง สามารถสังเกตเห็นผลกระทบเชิงลบของขั้นตอนการก่อสร้างได้ เนื่องจากแผนผังสถิตมีการเปลี่ยนแปลงหลายครั้งและแผนภาพโมเมนต์ที่แตกต่างกัน

วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้จาก IDEA StatiCa Beam และ midas Civil เนื่องจากพฤติกรรมของโครงสร้างเหมือนกันได้รับการยืนยันในซอฟต์แวร์อิสระทั้งสอง จึงสามารถประกาศได้ว่าผลลัพธ์ใน IDEA StatiCa Beam มีความถูกต้อง

Attached Downloads

• Composite beams - comparison with midas Civil.zip (ZIP, 9.1 MB)