การออกแบบควบคุมความ ... · -British Standard BS8110 ... Class 2 เกิดความเค ้นดึงที่ผิว แต่ไมเก่ิน0.36

SNP Post Tension Co., Ltd.

การออกแบบควบคมความเคนเพอปองกนการเกดรอยราวในพน Post tension

ประโยชนของพน Post tension ขอหนงคอการควบคมการเกดรอยราวทผวเนองจากแรงดดทจะเกดขนในแผน

พน โดยมาตรฐาน วสท. 1009-34 ซงมเนอหาสอดคลองกบ ACI318 (American Concrete Institute) ไดกาหนด

ความเคนดงและความเคนอดทเกดขนทผวดงน

วสท.1009 ขอ3.2.1 (ACI 18.4.1) ความเคนทผวคอนกรตหลงจากถายแรงทนท

- ผวทเกดความเคนอดตองมคาไมเกน 0.60 fc’I ksc

- ผวทเกดความเคนดงตองมคาไมเกน 0.795 fc'i ksc

fc’i คอกาลงอดของคอนกรต ณ เวลาททาการอดแรง

วสท.1009 ขอ3.2.2 (ACI 18.4.2) ความเคนทผวคอนกรตทนาหนกบรรทกใชงาน

- ผวทเกดความเคนอดตองมคาไมเกน 0.45 fc’ ksc

- ผวทเกดความเคนดงตองมคาไมเกน 1.59 √fc' ksc

fc’ คอกาลงอดของคอนกรตทขณะใชงาน

ขอกาหนดนไดมการปรบปรงใน ACI318 ป 2002 โดยการควบคมความเคนดงทผวคอนกรต ขณะใชงาน มการ

เปลยนแปลงโดยมรายละเอยดดงน

ชนสวนคอนกรตอดแรงรบแรงดดแบงออกเปน 3 Class

1. Class U (Uncracked) เปนชนสวนทไมเกดรอยราวทผว คาความเคนดงทเกดขนไมเกน 1.99 √fc'

2. Class T (Transition) ชวงเปลยนแปลงระหวางการเกดรอยราวและไมเกดรอยราว คาความเคนดงทเกดขน

มากกวา 1.99 √fc' แตไมเกน 3.18 √fc'

3. Class C (Cracked) เปนชนสวนทเกดรอยราวทผว คาความเคนดงทเกดขนมากกวา 3.18 √fc'

การควบคมความเคนดงและความเคนอดทผวคอนกรตหลงจากถายแรงทนท ยงคงใชเหมอนขอ 18.4.1 ใน ACI

ปกอนหนา และการควบคมความเคนอดทผวคอนกรตทนาหนกบรรทกใชงาน กยงคงใชเหมอนขอขอ 18.4.2 ใน ACI ป

กอนหนา

ขอแตกตางในการตรวจสอบทสภาวะใชงานของแตละ class

- ในดานการคานวณเคน Class U และ Class T สามารถใชหนาตดทไมเกดรอยราวในการหาคาความเคนได

สวน Class C ตองคานวณคาความเคนจากหนาตดทเกดรอยราว

- การคานวณระยะโกงในระยะยาว Class U ใช I,gross สวน Class T และ Class U ใช I,effective


- สาหรบ Class C จะตองควบคมระยะหางของลวดอดแรงและเหลกเสรมเพอควบคมรอยราวทเกดขน ตามท

กาหนดใน ACI 18.4.4.1

- ใน Class C ตองคานวณคา fps โดยท fps คอผลตางระหวางความเคนในลวดอดแรงขณะใชงานโดยคด

จากหนาตดทมรอยราว กบแรงดงประสทธผล fse คา fps จะตองไมเกน 2500ksc ถา fps มคาไมเกน

1400 ksc จะไมจาเปนตองควบคมระยะหางของลวดอดแรงและเหลกเสรมใน Class C ตามทกาหนดใน ACI 18.4.4.1

โดยในมาตรฐาน ACI ไดสรปเปนตารางดงน

แตทงนในมาตรฐาน ACI318‐2002 และปตอๆ มา ไดกาหนดไววา ระบบพนสองทางคอนกรตอดแรง

จะตองออกแบบใหเปน Class U

สาหรบมาตรฐาน ACI318‐2014 มการจดเรยงบทใหม โดยแยกการออกแบบองคอาคารตางๆ เปนบท เพอ

ตองการรวบรวมการออกแบบและการใหรายละเอยดของแตละองคอาคารไวในบทเดยวกน อาจทาใหเกดความไมคนเคย

แกผ ทคนกบ ACI318 ป 2011 ลงมา แตกควรทาความคนเคยไว เพอการตดตามการพฒนาของมาตรฐาน ACI318 ใน

อนาคต โดยในหวขอเรองความเคนทยอมใหในชนสวนคอนกรตอดแรงรบแรงดดจะอยในหวขอท 24.5 ซงโดยเนอหาไมได

เปลยนแปลงจาก ACI318‐2011 แตจะมการสรปเปนตารางทาใหดงายขน

ลองพจารณามาตรฐานหรอเอกสารเกยวกบการออกแบบพน Post tension ของตางประเทศ เพอดวามการ

ควบคมความเคนเพอปองกนการแตกราวมลกษณะการควบคมอยางไร


- Technical Report No.43 Post‐tensioned concrete floors design handbook

เปน Handbook ทมคณะทางานเปนบรษทออกแบบโครงสรางในตางประเทศ

โดยมการควบคมความเคนในคอนกรตเพอปองกนการแตกราวในหวขอท 5.8.1 Serviceability Limit state:

stresses after all losses และ 5.8.2 Serviceability Limit state: stresses at transfer ดงน

สาหรบชวงใชงาน ถาวเคราะหโครงสรางดวยวธโครงขอแขงเทยบเทา (Equivalent Frame Method)

ถาวเคราะหโครงสรางดวยวธไฟไนตเอลเมนต (Finite Element Method)


โดยท fck คอ Characteristic compressive cylinder strength of concrete at 28 days

fctm คอ Mean value of axial tensile strength of concrete

สาหรบชวงถายแรง

การควบคมความเคนในคอนกรตเพอปองกนการแตกราว จะใชเหมอนตารางทวเคราะหดวยวธไฟไนตเอลเมนต โดน

เปลยนคา fck เปนคา fci

โดยท fci คอ Concrete strength at transfer

- British Standard BS8110

มาตรฐานการออกแบบ BS8110 มการควบคมความเคนในคอนกรตเพอปองกนการแตกราวไวในหวขอท 4.4

สาหรบพน ซงไดกาหนดใหใชเหมอนคาน ทระบในหวขอท 4.3.4 Serviceability limit state for beam และ 4.3.5

Stress limitation at transfer for beams ดงน

สาหรบชวงใชงาน

ความเคนอดทผวตองมคาไมเกน 0.33fcu ทกลาง span และ 0.40fcu บรเวณทรองรบ

ความเคนดงทผวแบงเปน Class ดงน

Class 1 ไมเกดความเคนดงทผว

Class 2 เกดความเคนดงทผว แตไมเกน 0.36√fcu รอยราวทเกดขนไมสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา


Class 3 เกดความเคนดงทผว ซงทาใหเกดรอยราวกวางไมเกน 0.10mm ในบรเวณทสงแวดลอมรนแรง และไม

เกน 0.20mm ในทกๆ องคอาคาร คาความเคนดงเปนไปตามTable 4.2 และปรบแกโดยคณดวย Table 4.3

โดยท fcu คอ Characteristic compressive cube strength of concrete

สาหรบชวงถายแรง

ความเคนอดทผวตองมคาไมเกน 0.50fci

ความเคนดงทผวแบงเปน Class ดงน

Class 1 เกดความเคนดงทผวไมเกน 1.0 N/mm2

Class 2 เกดความเคนดงทผวไมเกน 0.36√fci ตองมเหลกเสรมเพมบรเวณผวทเกดความเคนดง, N/mm2

Class 3 ถาเกดความเคนดงทผวเกน 0.36√fci ตองคานวณออกแบบโดยคดเปนหนาตดทมรอยราว, N/mm2

จะเหนวาแตละมาตรฐานทยกมาเปนตวอยาง มลกษณะการควบคมความเคนดงทตางวธกน และมคาการ

ควบคมความเคนอดเปนสมการทแปรผนกบ fc’ แตกตางจากทมาตรฐาน ACI กาหนดไมมากนก ซงอาจจะเกดจากหลก

คดในการออกแบบและผลงานวจยทตางกน

สาหรบ Post‐tensioning manual ซงเปนคมอเกยวกบงาน Post tension ของ Post‐Tensioning

Institute หรอสถาบน PTI กมเนอหาทเปนมาตรฐานในการออกแบบระบไวเชนกน โดยมาตรฐานในการออกแบบสวน

ใหญจะอางองตาม ACI318‐2002 การกาหนดความเคนเพอควบคมการแตกราวกจะเหมอนทกลาวถงในชวงแรกของ


บทความ นอกจากน ขนตอนการกอสรางพน Post tension กมสวนสาคญทชวยควบคมใหงานพน Post tension ม

คณภาพ โดยในคมอน มการแนะนาขนตอนการทางาน รายละเอยดมาตรฐาน และระบการตรวจสอบมาตรฐานในการ

ทางานไวดวย รวมทงสถาบน PTI ยงมการใหความรในงานคอนกรตอดแรง ใหขาวสาร การอบรม และจดทาเอกสาร

เผยแพรความรมาเปนระยะเวลา 40 ป โดยสามารถตดตามไดท http://www.post‐tensioning.org/ ทงนเพอเปนการ

พฒนาความรในงาน Post tension บรษท SNP Post tension จากด ไดเปนสมาชกของสถาบน PTI เพอนาความรมา

พฒนาองคกรและพฒนาเทคโนโลยการกอสรางพน Post tension ใหกาวหนาตอไป

เอกสารอางอง

1. ACI Committee 318; “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318‐99) and

Commentary”


Commentary”


Commentary”


Commentary”

5. มาตรฐานสาหรบอาคารคอนกรตอดแรง ; สมาคมวศวกรรมสถานแหงประเทศไทย EIT1009‐2534 6. Structural use of concrete Part 1. Code of practice for design and construction, BS8110:Part

1 1997

7. Technical Report No.43 Post‐tensioned concrete floors design handbook 2nd edition, Report

of a concrete society working party

8. Post‐tensioning manual 6th edition; Post‐tensioning institute

Documents

การออกแบบควบคุมความ ... · -British Standard BS8110 ... Class 2 เกิดความเค ้นดึงที่ผิว แต่ไมเก่ิน0.36