การคำนวณออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นคอนกรีตไร้คานอัดแรงภายหลังชนิดมีแป้นรองรับหัวเสา ด้วยวิธีซิมเพล็กซ์

Abstract

งานวิจัยนี้ได้เสนอวิธีการออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุด สำหรับพื้นคอนกรีตไร้คานอัดแรงภายหลังชนิดมีแป้นรองรับหัวเสา ซึ่งโครงสร้างประกอบด้วยเสาและแผ่นพื้น โครงสร้างจริงสามมิติจะถูกจำลองเป็นโครงสร้างสองมิติด้วยวิธีโครงข้อแข็งเทียบเท่า การวิเคราะห์โครงข้อแข็งเทียบเท่าจะใช้วิธีการกระจายโมเมนต์ ส่วนขั้นตอนในการออกแบบที่สภาวะถ่ายแรง สภาวะใช้งาน และสภาวะประลัย ได้อ้างอิงตามมาตรฐาน ACI 318-99 วิธีการออกแบบอย่างเหมาะสมใช้วิธีซิมเพล็กซ์ โดยมีราคาแผ่นพื้นเป็นสมการเป้าหมาย การคำนวณจะเริ่มต้นจากคำตอบที่เป็นไปได้ จากนั้นสร้างอสมการขอบเขตซึ่งจะถูกเปลี่ยนจากระบบไร้เชิงเส้นเป็นเชิงเส้น ด้วยอนุกรมลำดับที่หนึ่งและสองของ Taylor หลังจากนั้นโปรแกรมเชิงเส้นตรงจะทำการแก้ปัญหาซ้ำไปซ้ำมาจนกระทั่งผลต่างของราคาแผ่นพื้นรอบที่ติดกันน้อยกว่า 0.05% การศึกษาพบว่า วิธีซิมเพล็กซ์สามารถนำไปใช้ในการคำนวณออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นคอนกรีตไร้คานอัดแรงภายหลังชนิดมีแป้นรองรับหัวเสาได้ดี และจากตัวอย่างที่ใช้ในการคำนวณพบว่าจะสามารถประหยัดราคาลงได้ประมาณ 5% เมื่อเทียบกับการออกแบบแผ่นพื้นด้วยวิธีปกติ โดยมีอัตราส่วนราคาของตัวแปรเทียบกับราคาค่าก่อสร้างทั้งหมดเป็นเปอร์เซนต์คือ คอนกรีต : ระบบลวดอัดแรง : เหล็กเสริม สำหรับพื้นระบบไร้แรงยึดเหนี่ยวเท่ากับ 49:12:5 ส่วนระบบพื้นระบบมีแรงยึดเหนี่ยวมีค่า 46:16:4 และในพื้นระบบมีแรงยึดเหนี่ยวจะมีราคามากกว่าพื้นระบบไร้แรงยึดเหนี่ยวประมาณ 4.3 % นอกจากนี้ยังพบว่าแผ่นพื้นที่มีแป้นรองรับหัวเสาจะมีราคาถูกกว่าแผ่นพื้นท้องเรียบที่ต้องใช้เหล็กเสริมรับแรงเฉือนบริเวณหัวเสาประมาณ 8%