พื้นบ้าน กับแรงดันน้ำ ภาคต่อ (วิเคราะห์โครงสร้าง ละเอียดขึ้น)

(แบบ S-0, S-1, S-2, S-3 คัดลอกมาจาก แบบบ้าน โครงการแบบอาคารเพื่อประชาชน กรมโยธาธิการและผังเมือง)   แบบที่เห็นเป็นแบบพื้นบ้าน ทั้งแบบทางเดียว และสองทาง (one-way & two-way slab) ซึ่งบ้านพักอาศัย ทั่วๆ ไป จะเสริมเหล็ก เหมือนหรือคล้าย ๆ กันกับแบบนี้นะครับ
          สำหรับบทความนี้ จะเป็นการวิเคราะห์ โครงสร้าง ของแผ่นพื้นก่อน และจึงสรุปรวมเมื่อรับแรงลอยตัว จากกรณีน้ำท่วม ตามระดับความสูงต่าง ๆ ที่ใช้กับ S-1, S-2, S-3 

โดยมีสมมติฐาน
 1.เหล็กเสริมมีกำลังเท่ากับ 4000 ksc (เป็นค่าจากความเห็นของผู้เขียน โดยมีที่มาจากเหล็กเสริมซึ่งมาทดสอบกับทางภาควิชาฯ) และ
 2.คอนกรีต มีกำลังเท่ากับ 210 ksc โดยจะไม่ใช้การลดกำลังเลย(ไม่คิดการล้า คิดว่าคงเกิดการรับแรงนี้ไม่นาน) 
จาก สมมติฐานข้อ 1 และ 2 ได้  n = 9, j = 0.893 R = 30.089 ksc เมื่อคอนกรีตรับแรงอัด รับแรงในทิศทางปกติ พื้นนี้รับแรงดัดได้ถึง 1690 กก.-ม. (กรณีมีเหล็กเสริมตามรูปด้านบน และเหล็กเสริมจะรับแรงดึง)

      แต่ถ้าเกิดน้ำท่วม แรงดันน้ำดันขึ้นจากใต้พื้น พุ่งสู่ด้านบน ในส่วนของเนื้อคอนกรีตจะ เปลี่ยนเป็นรับแรงดึง และเหล็กเสริมจะรับแรงอัด ซึ่งตรงกันข้ามกับกรณีปกติ ทำให้พฤติกรรมเปลี่ยน ดังแสดงในรูปด้านล่าง

รูป จากหนังสือ "รายละเอียดเหล็กเสริมงานคอนกรีต" โดย ประสงค์ ธาราไชย และคณะ


 

 - ลองให้คอนกรีตสามารถรับแรงดึงได้ 10% (ปกติค่าไม่ค่อยจะแน่นอนอาจมีค่าตั้งแต่ 5-12% ของกำลังอัด) คือ ประมาณ 21 ksc ใช้วิธีหน้าตัดแปลง(ปรากฏว่าเหล็กเสริมน้อยจนไม่มีนัยสำคัญ) จาก stress=Mc/I จะทำให้พื้นหนา 10 cm. รับโมเมนต์ดัดได้ 350 กก.-ม. (น้อยมากๆ เทียบกับการรับแรงปกติ 1690 กก.-ม.)  รับแรงเฉือนทะลุได้ 7.68 ksc (กก ต่อ ตร.ซม.)

จากค่าโมเมนต์ดัด 350 กก.-ม และแรงเฉือนทะลุ 7.68 ksc เราลองมาดู พื้นบ้านขนาด 3x3 เมตร เป็นตัวอย่างนะครับ

กรณี น้ำสูง 1 ฟุต (30 cm) ความลึกของน้ำเท่ากับ30+10 cm แรงดันน้ำจะเท่ากับ 400 กก ต่อ ตร.ม. แรงกระทำต่อพื้นบ้าน (โล่ง ๆ ไม่มีของ) เท่ากับ 400-240 =160 กก ต่อ ตร.ม.จะเกิด

 -โมเมนต์ดัด เท่ากับ cws^2 =0.05 x 160 x 3^2 = 72  กก.-ม น้อยกว่า 350  ไม่พังครับ

 -แรงเฉือนทะลุ เท่ากับ  =160 x 3^2 = 1440 กก. แต่พื้นรับได้มากๆ เทียบกันไม่ได้   ไม่พัง

สรุปไม่พัง

กรณี น้ำสูง ครึ่งเมตร   (50 cm)

แรงกระทำต่อพื้นบ้าน (โล่ง ๆ ไม่มีของ) เท่ากับ 600-240 =360 กก ต่อ ตร.ม.จะเกิด

 -โมเมนต์ดัด เท่ากับ cws^2 =0.05 x 360 x 3^2 = 162  กก.-ม น้อยกว่า 350  ไม่พังครับ ถ้าเป็นไปตามสมมุติฐานว่าคอนกรีตมีกำลังดี แต่หาก เป็นการก่อสร้างซึ่งไม่ได้ใช้คอนกรีตที่ดี อาจทำให้การรับแรงดึงของคอนกรีตได้ประมาณ 10 ksc ก็เป็นได้  หากเป็นเช่นนั้น พื้นบ้านก็จะเริ่มแตกแล้วครับ ดังนั้นในกรณี นี้ ถ้าต้องการสู้กับแรงดันน้ำต่อ แนะนำให้ใส่น้ำหนักที่แนะนำในบทความก่อนหน้า

กรณี น้ำสูง 1 เมตร   (100 cm)

แรงกระทำต่อพื้นบ้าน (โล่ง ๆ ไม่มีของ) เท่ากับ 1100-240 =860 กก ต่อ ตร.ม.จะเกิด

 -โมเมนต์ดัด เท่ากับ cws^2 =0.05 x 860 x 3^2 = 387  กก.-ม มากกว่า 350  พังครับ ถ้าต้องการสู้กับแรงดันน้ำต่อ แนะนำให้สำหรับผู้เชี่ยวชาญจริงๆ ทั้งใส่น้ำหนักที่แนะนำในบทความก่อนหน้า ทั้งดูน้ำรั่วจากจุดที่เป็นไปได้ ปลั้ก กำแพง ฯลฯ



          หากใครมีพื้นแบบ S-0 (slab on ground) สบายใจได้ครับพื้นของท่านไม่ได้อยู่ติดกับโครงสร้างเสา คาน สู้ ไปเลยครับเต็มที่ แต่น้ำจะรั่ว ตามรอยต่อระหว่างพื้นกับผนังครับ ส่วนใหญ่พื้นแบบนี้จะเป็นพื้นของโรงรถ หรือชั้นล่างของตึกแถว (ไม่แน่เสมอไปนะครับ) สังเกตได้จาก พื้นแบบ วางบนพื้น จะมีการทรุดตัว แตก แต่ส่วนอื่นๆ ไม่ได้ทรุดตามนะครับ


สำหรับผู้อ่าน ที่ต้องการแลกเปลี่ยน หรือแนะนำผมยินดีนะครับ