เสาเหล็กโครงสร้างรูปพรรณขึ้นรูปเย็นหน้าตัดซีประกอบและหน้าตัดสี่เหลี่ยมภายใต้แรงอัดตามแนวแกน

Abstract

โครงการวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเสาเหล็กขึ้นรูปเย็นหน้าตัดซีประกอบและหน้าตัดสี่เหลี่ยมภายใต้แรงอัดตามแนวแกน เพื่อศึกษาพฤติกรรมการรับแรงและกำลังการรับแรงอัดของเสา ขนาดหน้าตัดที่ใช้ในการศึกษาเป็นขนาดหน้าตัดที่นิยมใช้ในงานก่อสร้างทั่วไป เช่น โครงสร้างหลังคาบ้านพักอาคาร หรือโครงสร้างอาคารขนาดเหล็ก เป็นต้น การศึกษาทำการทดสอบตัวอย่างเสาเหล็กจำนวน 6 ตัวอย่าง แบ่งเป็น 3 กลุ่มตัวอย่าง ตามกรณีการใช้งานทั่วไป ได้แก่ กลุ่มตัวอย่างที่ 1 เสาเหล็กหน้าตัดซีประกอบเชื่อมติดตลอดความยาวเสา กลุ่มตัวอย่างที่ 2 เสาเหล็กหน้าตัดซีประกอบเชื่อมติดเว้นระยะห่าง 12.5 cm และกลุ่มที่ 3 เสาเหล็กหน้าตัดสี่เหลี่ยมกลวง เสาเหล็กหน้าตัดซีที่ใช้ในการทำตัวตัวอย่างเสาเหล็กซีขนาด 75x45x1.5 mm หนา 1.8 mm ทำการเชื่อมประกอบติดตลอดความยาวเสาจำนวน 2 ตัวอย่าง และเชื่อมเว้นระยะห่าง 12.5 cm จำนวน 2 ตัวอย่าง สำหรับเสาเหล็กหน้าตัดสี่เหลี่ยมกลวงขนาด 75x75 mm หนา 1.8 mm จำนวน 2 ตัวอย่าง ทดสอบให้แรงอัดสถิตกระทำกับเสาเหล็กตัวอย่างทดสอบตามแนวแกนจนกระทั้งเสาเหล็กตัวอย่างเกิดการวิบัติ ผลการทดสอบพบว่า กลุ่มตัวอย่างทดสอบทั้ง 3 กลุ่มเกิดการวิบัติที่คล้ายกัน คือ การวิบัติเกิดจากการโก่งเดาะเฉพาะที่ (Local Buckling) บนแผ่นบางของเสา และการวิบัติเกิดรูปแบบเสาสั้น เสาเกิดการบัดอัดจนเสียรูป แต่ในกรณีกลุ่มตัวอย่างที่ 2 การวิบัตินั้นเกิดจากการโก่งเดาะเฉพาะที่บนแผ่นบางของเสา และการโก่งแยกออกจากกันของเสาเหล็กซีที่ประกอบกัน ทำให้รูปแบบการวิบัติมีความรุนแรงกว่ากลุ่มตัวอย่าง 1 และ 2 การโก่งเดาะเฉพาะที่บนแผ่นบางขอเสาทำให้เสาเกิดการวิบัติก่อนที่กำลังรับแรงอัดของเสาจะที่จุดคราก ค่ากำลังรับแรงอัดที่ได้จากการทดสอบ พบว่า ค่ากำลังรับแรงอัดของกลุ่มตัวอย่างที่ 1 และ 2 จะมากกว่าค่ากำลังรับแรงอัดกลุ่มตัวอย่างที่ 3 เมื่อเปรียบเทียบผลของการเชื่อมพบว่ารูปแบบของการเชื่อมกลุ่มตัวอย่างที่ 2 คือเชื่อมเว้นระยะห่าง 12.5 cm ไม่มีผลทำให้ค่ากำลังรับแรงอัดลดลง ค่ากำลังรับแรงอัดที่ได้จากการทดสอบนำไปเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐานการออกแบบ AISC (2005) พบว่าค่ากำลังรับแรงอัดที่ได้จากการทดสอบมากกว่าค่าที่ได้จากการคำนวณตามมาตรฐาน 40-80%