แนวคิดเรื่อง Design Capacity

คงจะต้องเริ่มจากการนิยามความหมายของ Capacity ใบทความนี้กันก่อนครับ Capacity ในที่นี้คือจุดสูงสุดในการรับแรงภายในชนิดต่างๆในองค์อาคาร เช่น Compression Axial, Tension Axial, Bending Moment และอื่นๆอีกมากมาย โดยจะมากน้อยขึ้นอยู่กับ limit state ที่ผู้ออกแบบเป็นคนกำหนด ถ้าจะให้พูดเป็นคำง่ายๆก็คือ แรงสูงสุดที่องค์อาคารนี้สามารถรับได้นั้นเองครับ

.

ถ้าเรามีแรงสูงสุดที่โครงสร้างรับได้แล้วเราก็ต้องพูดถึงแรงที่เกิดขึ้นในองค์อาคารนั้นๆด้วยเช่นกัน ในที่นี้เราเรียกมันว่า Demand เมื่ออ่านมาถึงจุดนี้ผมเดาว่าทุกท่านน่าจะคุ้นๆ กับดัชนี้นึงที่เห็นกันบ่อยๆในโปรแกรมวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้างนั้นคือ D/C Ratio. D/C Ratio ก็คือ Demand หารด้วย Capacity นั้นเองเป็นดัชนี้ที่บอกเราว่าเราใช้ความสามารถขององค์อาคารตัวนี้ไปแค่ไหนอย่างเช่น D/C Ratio เท่ากับ 0.8 หมายความว่า Demand หรือแรงที่เกิดขึ้นในองค์อาคารนั้น นั้นเป็น 80% ของ Capacity หรือแรงที่องค์อาคารนั้นสามารถรองรับได้ ในทางกลับกันหาก D/C Ratio มากกว่า 1 อย่างเช่น 1.2 นั้นก็หมายความว่าความสามารถในการรับแรงขององค์อาคารนี้ ไม่เพียงพอต่อแรงที่เกิดขึ้น และเกินไปถึง 20% เมื่อเทียบกับ Capacity นั้นเอง

.

กล่าวโดยสรุปแล้ว D/C Ratio นั้นเป็นดัชนี้ที่มีประโยชน์มากแก่ผู้ออกแบบโครงสร้างมากๆ เพราะไม่เพียงแต่บอกเราว่าโครงสร้างที่เราออกแบบมานั้นสามารถรับแรงที่เกิดขึ้นได้หรือไม่แล้ว ยังบอกเราว่าหน้าตัดที่เราออกแบบมานั้นได้ใช้ความสามารถอย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่คุ้มค่าแค่ไหนเช่นกัน

.

จากที่กล่าวมาแนวคิดเรื่อง Design Capacity  นั้นเราจำเป็นต้องคำนวณ Capacity ของโครงสร้างที่เราสนใจก่อนแล้วค่อยไป match กับแรงที่เกิดขึ้นในแต่ละส่วนขององค์อาคารนั้นทำให้การทำงานของวิศวกรโครงสร้างนั้นเรียบง่ายมากขึ้นด้วยเช่นเพราะเราทำงานครั้งเดียวแต่นำมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง

.

แนวคิดเรื่อง Design Capacity นิยมใช้กับการออกแบบ connection ด้วยเช่นกันเพราะอย่างที่เราทราบกันดีว่า  connection นั้นไม่ควรพังก่อนองค์อาคารเพราะมันต้องทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อและถ่ายแรงทั้งหมดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในองค์อาคารที่มันยึดติดอยู่ ดั้นนั้นการออกแบบ connection จึงนิยมเอา Capacity ขององค์อาคารที่มันยึดเชื่อมอยู่มาออกแบบตัวมันเองนั้นเอง และนี้คือตัวอย่างการทำ Design Capacity connection ของคาน

.

วิธีการประมาณค่าแรงเฉือนสำหรับออกแบบจุดต่อคานเหล็ก กรณีไม่ทราบแรงภายนอก (รู้เฉพาะขนาดมิติคาน)

ข้อสังเกตเราจะไม่ใช้ ความสามารถในการรับแรงเฉือนของคานที่เราจะออกแบบจุดต่อไปเป็น Load ที่จุดต่อต้องสามารถรับได้เนื่องด้วยโดยทั่วๆไปแล้วคานที่เป็น Simple Beam แบบนี้จะพังด้วย Moment ก่อนซะส่วนใหญ่ทำให้เราสามารถประหยัด connection ได้ด้วยการใช้ Moment Capacity เป็นค่าตั้งต้นในการออกแบบได้นั้นเอง ทั้งนี้ไม่ใช่ทุกรณีที่ จะเกิด  Moment Capacity Control ดั้งนั้นอย่าลืมตรวจสอบกันก่อนนะครับว่าคานของคุณจะพังที่อะไร และควรเลือกใช้ แรงอะไรในการออกแบบ Connection

สามารถติดต่อสอบข้อมูลได้ที่

Line https://lin.ee/pzKW3i2

Facebook https://www.facebook.com/welovesteelconstruction

#WeLoveSteelContruction