การโหลดและการรวมแรง

การโหลด

กรณีแรงกระทำสามารถกำหนดได้ในลักษณะเดียวกับองค์อาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก 2 มิติ ซึ่งหมายความว่าแต่ละกรณีแรงกระทำสามารถกำหนดประเภทแรงกระทำเป็นแบบถาวร (Permanent) หรือแบบแปรผัน (Variable) ได้ กรณีแรงกระทำแบบถาวรจะถูกนำไปใช้กับแบบจำลองก่อน และหลังจากการคำนวณสำเร็จแล้ว กรณีแรงกระทำแบบแปรผันจึงจะถูกนำไปใช้

ประเภทของแรงกระทำ

สามารถเพิ่มแรงกระทำได้ทั้งหมด 4 ประเภทในแต่ละกรณีแรงกระทำ

การกำหนด แรงกระทำบนพื้นผิว (Surface loads) มีลักษณะเหมือนกับการกำหนดจุดรองรับบนพื้นผิว ซึ่งหมายความว่าสามารถระบุได้ 2 วิธี ได้แก่ แบบทั้งพื้นผิว (Whole surface) และแบบเส้นหลายช่วง (Polyline) ในกรณีของแรงกระทำบนพื้นผิว ความเข้มของแรงกระทำจะถูกป้อนในสามทิศทางทั่วไป

กลุ่มแรง (Group of forces) คือหน่วยแรงกระทำที่ช่วยให้สามารถระบุแรงในสามทิศทางที่ตำแหน่งใดก็ได้บนแบบจำลองโดยใช้ตาราง สามารถอ้างอิงกับแผ่นฐานหรือพื้นผิวของบล็อกคอนกรีตได้ สำหรับการป้อนข้อมูลแบบตาราง สามารถใช้ฟังก์ชัน copy-paste จากโปรแกรม spreadsheet ได้เช่นกัน

น้ำหนักตัวเอง (Self-weight) ควรรวมอยู่ในทุกแบบจำลอง ตัวอย่างเช่น ฐานรากคอนกรีตที่รับโมเมนต์ดัดจะไม่พลิกคว่ำได้ง่ายนัก

แรงกระทำจุด (Point loads) สามารถกระทำโดยตรงบนแผ่นฐานด้วยแรงภายในหกองค์ประกอบ ได้แก่ Fx, Fy, Fz, Mx, My และ Mz ในตำแหน่งทั่วไป 

เมื่อใช้แผ่นฐาน การนำแรงนี้ไปกระทำโดยตรงบนแผ่นฐานที่เสียรูปได้จริงอาจนำไปสู่การกระจายความเค้นที่ไม่สมจริงทั่วทั้งแผ่น พุก และคอนกรีต ดังนั้นจึงเหมาะสมกว่าที่จะใช้ตัวเลือกที่สอง ได้แก่ ชิ้นส่วนสั้น (stub)

ชิ้นส่วนสั้น (Stub)

ชิ้นส่วนสั้นแสดงด้วยส่วนสั้นของเสาเหนือแผ่นฐาน ซึ่งถูกจำลองเป็น โครงสร้างองค์อาคารเปลือก (shell element structure) และทำหน้าที่เป็นตัวกลางที่ถูกต้องทางกายภาพระหว่างแรงภายในและแผ่น โดยใช้ฐานข้อมูลหน้าตัดมาตรฐาน

ชุดแรงภายใน 6 องค์ประกอบ (แรงและโมเมนต์) ถูกนำไปใช้ที่ จุดเดียว บน ด้านล่างของชิ้นส่วนสั้น กล่าวคือ ฐานของเสา

ข้อจำกัด ถ่ายแรง ไปยัง ด้านบนของชิ้นส่วนสั้น ซึ่งจากนั้นแรงจะ กระจายตัวตามธรรมชาติผ่านชิ้นส่วนสั้น ลงสู่แผ่นฐาน พุก และคอนกรีต

แนวทางนี้รักษาปฏิสัมพันธ์ความแข็งเกร็งที่สมจริงระหว่างเสาและแผ่น และขจัดความจำเป็นในการกระจายแรงด้วยตนเองหรือการตั้งสมมติฐานที่ไม่เป็นธรรมชาติ

ชิ้นส่วนสั้นได้รับการเผยแพร่ใน IDEA StatiCa version 25.1.

การรวมแรง

เนื่องจากการวิเคราะห์ใน IDEA StatiCa Detail เป็นแบบไม่เชิงเส้น จึงใช้การรวมแรงแบบไม่เชิงเส้น ซึ่งหมายความว่ากรณีแรงกระทำแต่ละกรณีจะไม่ถูกคำนวณแยกกันแล้วนำผลลัพธ์มารวมกัน ในทางตรงกันข้าม กรณีแรงกระทำที่มีประเภทแรงกระทำเดียวกันจะถูกรวมเข้าด้วยกันก่อนการคำนวณ โดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ที่กำหนดไว้ในการรวมแรง และการรวมแรงแต่ละชุดจะถูกคำนวณแยกกัน ด้วยเหตุนี้ การมีการรวมแรงอย่างน้อยหนึ่งชุดจึงเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการเริ่มการคำนวณ

สามารถกำหนดการรวมแรงสำหรับ ULS เท่านั้น