ออกแบบ stiffener ให้กับ base plate ทำอย่างไร คำถามนี้เป็นหนึ่งในคำถามยอดฮิตของเพจเรานะครับ แต่ก่อนจะตอบคำถามนี้ ต้องเข้าใจก่อนว่า base plate ทำหน้าที่อะไร และทำไมต้อง stiffen base plate

จากที่ได้นำเสนอใน post ก่อนว่า base plate ทำหน้าที่กระจายแรง axial column load ลงสู่ฐานราก ซึ่งอาจจะเป็น pier (บางครั้งเรียก pedestrial) หรือ footing เพื่อป้องกันการวิบัติที่ concrete pier หรือ concrete footing ด้วย concrete มีกำลังรับแรงที่น้อยกว่าเหล็ก การขยายพื้นที่รับแรงด้วยการนำ base plate เข้ามาใช้ จึงทำให้ bearing stress ระหว่าง base plate กับ concrete footing นี้ลดน้อยลง (เพราะ area ที่เพิ่มจาก column cross section area ไปเป็น bearing area ของ base plate)

Bearing stress นี้ สามารถ simplify ให้เป็น uniform stress ได้อย่างไม่ผิดหลักการ ซึ่งหากเรามองภาพ “กลับทิศ 180 องศา” จะเห็นว่า base plate ต้องรับ uniform load ในสภาพที่เป็น cantilevered beam โดยมี fixed end อยู่ที่ตำแหน่งขอบปีกเสา และ “ระยะยื่น” หรือ cantilevered length ก็พิจารณาจากขอบปีกเสาไปจรดปลาย base plate ซึ่งแน่นอนว่า base plate ที่หนาไม่เพียงพอ อาจต้องพิจารณาเสริม stiffener เพื่อทั้งป้องกันการดัดตัวที่มากเกินไป หรืออาจเพื่อเป็นการ strengthen กรณีที่ base plate ความหนาไม่พอที่จะต้านทาน bending moment

ในส่วนของการออกแบบนั้น อาจมองว่า stiffener นี้มีลักษณะเป็น “ตัวค้ำ” ที่รับ axial load ในแนวทแยง ก็เป็นได้ แต่ในทางปฏิบัติ การวิเคราะห์ “แรง” อาจสลับซับซ้อน ด้วยพฤติกรรมของ plate and shell theory ซึ่งมีทั้ง 2 ทิศทาง ทั้งนี้ เราพบว่าใน AISC Design Guide เล่มที่ 4 เรื่อง End-plate moment connection สำหรับ กรณีที่เป็น “Stiffened” system คือมี stiffener ติดตั้งที่ end plate ซึ่งทำหน้าที่รับแรงอัดในปีกด้านหนึ่ง อันคล้ายคลึงกับการรับแรงของ stiffener ที่ base plate ได้มีการ check stability ของ stiffener ว่า “หนาเพียงพอหรือไม่” โดยอ้างอิง ค่าที่ limit จากตาราง B4.1a ของ AISC 360-16 โดยกำหนด b/t ของ stiffener ต้องไม่เกินกว่า 0.56*sqrt(E/Fy)

หากมีข้อสงสัยก็สอบถามมาได้นะครับ

#WeLoveSteelConstruction