ตัวอย่างการออกแบบพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กหลักสองทาง

ตัวอย่างการออกแบบพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กหลักสองทาง หรือที่เราเรียกกันติดปากว่า “พื้นสองทาง” (Two Way Slab) นั่นเองครับ ซึ่งเจ้าพื้นสองทางนี้ก็คือพื้นที่มีอัตราส่วนด้านสั้นต่อด้านยาว (S/L) มากกว่า 0.5 นั่นเองครับ ซึ่งจะต้องเป็นพื้นที่มีคานรองรับทั้งสี่ด้าน ทั้งนี้อาจจะเป็นพื้นเดี่ยว (ผืนเดียว) หรือเป็นพื้นต่อเนื่องก็ได้ ในส่วนของการออกแบบพื้นสองทางตามตัวอย่างนี้ จะใช้การออกแบบโดยวิธีที่สอง ตามมาตรฐาน วสท. 1007-43 ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายและเป็นที่นิยมในการออกแบบครับ โดยจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์โมเมนต์ (Moment Coefficient) คูณกับน้ำหนักบรรทุก เพื่อปรับค่าการโก่งตัวทั้งในด้านสั้นและด้านยาวให้มีค่าเท่ากันนั่นเองครับ ทั้งนี้เราสามารถประมาณความหนาของพื้นได้จาก 1/180 ของเส้นรอบรูปพื้น แต่ต้องไม่น้อยกว่า 8 cm. ครับ ส่วนพื้นสองทางที่นำมาเป็นตัวอย่างนี้ มีด้านกว้าง (S) 2.4 m. และด้านยาว (L) 4.0 m. ครับ เป็นพื้นไม่ต่อเนื่องกันสองด้าน (พื้นด้านหน้าอาคารตัวริมสุด)


ค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ใช้ในการออกแบบ
• fc‘ = 280 ksc. ; fc = 126 ksc. ; fy = 2400 ksc. ; fs = 1200 ksc.
• n = 8.07 ; k = 0.4588 ; j = 0.847 ; R = 24.484 ksc.
ประมาณความหนาของพื้น จาก h = (S+L)/90 = 7.1 cm. → 8.0 cm.
น้ำหนักบรรทุกที่ใช้ในการออกแบบ
• น้ำหนักบรรทุกคงที่ = 2400 x 0.08 = 192 kg/m2
• น้ำหนักบรรทุกจร = 200 kg/m2
• น้ำหนักวัสดุปูพื้น = 120 kg/m2
• รวมน้ำหนักบรรทุกทั้งหมด (W) = 512 kg/m2
หาค่าสัมประสิทธิ์โมเมนต์ (c) จากตาราง (วิธีที่สอง ตามมาตรฐาน วสท. 1007-43) โดยเลือกใช้ค่าสัมประสิทธิ์โมเมนต์ (c) ที่ให้ค่าโมเมนต์ดัดสูงสุด (ทั้งโมเมนต์ลบและโมเมนต์บวก)
ด้านสั้น (เลือกใช้ค่าที่ให้ค่าโมเมนต์ดัดสูงสุด) จะได้
• c+ = 0.059 ; c- = 0.078
ด้านยาว (เลือกใช้ค่าที่ให้ค่าโมเมนต์ดัดสูงสุด) จะได้
• c+ = 0.037 ; c- = 0.049
คำนวณค่าโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นและปริมาณเหล็กเสริม จาก M = cWS2 และ Ast = M/fsjd จะได้
ค่าโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นและปริมาณเหล็กเสริมด้านสั้น
• M- = 230.03 kg.m. ; Ast = 4.53 cm2
• M+ = 174.00 kg.m. ; Ast = 3.42 cm2
ค่าโมเมนต์ดัดที่เกิดขึ้นและปริมาณเหล็กเสริมด้านยาว
• M- = 230.03 kg.m. ; Ast = 2.84 cm2
• M+ = 109.12 kg.m. ; Ast = 2.15 cm2
สรุปรายละเอียดเหล็กเสริมและระยะเรียงของเหล็กเสริม
รายละเอียดเหล็กเสริมและระยะเรียงของเหล็กเสริมด้านสั้น
• M- เลือกใช้ RB 9 mm. ระยะเรียงเหล็กเสริม = 100As/Ast = 14 cm.
• M+ เลือกใช้ RB 9 mm. ระยะเรียงเหล็กเสริม = 100As/Ast = 18 cm.
รายละเอียดเหล็กเสริมและระยะเรียงของเหล็กเสริมด้านยาว
• M- เลือกใช้ RB 9 mm. ระยะเรียงเหล็กเสริม = 100As/Ast = 22 cm.
• M+ เลือกใช้ RB 9 mm. ระยะเรียงเหล็กเสริม = 100As/Ast = 29 cm.
ทั้งนี้ในการออกแบบเพื่อการก่อสร้าง ควรเลือกใช้เหล็กเสริม และระยะเรียงของเหล็กเสริมให้เหมาะสมกับสภาพการทำงาน เพื่อความประหยัด ความปลอดภัย และการทำงานที่ง่ายขึ้นครับ