การทำนายการแตกร้าวของคานคอนกรีตเสริมเหล็กโดยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract

งานวิจัยนี้ ศึกษาการทำนายการแตกร้าวของคานคอนกรีตเสริมเหล็ก ด้วยระบบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยอาศัยหลักการกลศาสตร์การแตกร้าวแบบยืดหยุ่นเชิงเส้น การจำลองพฤติกรรมของคอนกรีตใช้ชิ้นส่วนความเค้นระนาบ ส่วนพฤติกรรมเหล็กเสริมใช้ชิ้นส่วนโครงถักที่รับแรงเฉพาะในแนวแกน ในการพิจารณาพฤติกรรมการเติบโตของรอยร้าว ในที่นี้จะทำการพัฒนาชิ้นส่วนปลายรอยร้าวขึ้น เพื่อใช้สำหรับคำนวณหาค่าตัวประกอบความเข้มของความเค้นของแบบเปิดและแบบเฉือน และเพื่อใช้ในการทำนายทิศทางการเติบโตของรอยร้าว จากการวิเคราะห์กรณีศึกษาต่างๆ พบว่าชิ้นส่วนปลายรอยร้าวที่พัฒนขึ้น สามารถใช้คำนวณค่าตัวประกอบความเข้มของความเค้น ได้ผลที่ใกล้เคียงกับผลเฉลยแม่นตรง โดยมีความคลาดเคลื่อนประมาณร้อยละ 0.5 ส่วนการวิเคราะห์การเติบโตของรอยร้าวในคานคอนกรีตล้วนและคานคอนกรีตเสริมเหล็กพบว่า ผลที่ได้จากงานวิจัยนี้ มีพฤติกรรมการรับน้ำหนักบรรทุกและลักษณะการเติบโตของรอยร้าว ใกล้เคียงกับผลการทดลองของงานวิจัยในอดีต ทั้งนี้แบบจำลองของงานวิจัยมีข้อจำกัดคือ คุณสมบัติของวัสดุทั้งคอนกรีตและเหล็กเสริม จะพิจารณาเฉพาะในช่วงยืดหยุ่นเชิงเส้นเท่านั้น และลักษณะการเติบโตของรอยร้าวจะขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของชิ้นส่วนที่ใช้ในแบบจำลอง