การวิเคราะห์ความเสียหายของโครงข้อแข็งคอนกรีตเสริมเหล็ก 2 มิติเนื่องจากการทรุดตัวของฐานรองรับ

Damage analysis of 2-dimensional R/C frames subjected to support settlement

Name: อรรถวิทย์ จงใจวาณิชย์กิจ

ThaSH: โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

ThaSH: การวิเคราะห์โครงสร้าง (วิศวกรรมศาสตร์) -- โปรแกรมคอมพิวเตอร์

Abstract: งานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ขึ้นเพื่อใช้ในการวิเคราะห์โครงข้อแข็งคอนกรีตเสริมเหล็กภายใต้ผลของน้ำหนักบรรทุกกระทำในรูปแบบต่าง ๆ ได้แก่ แรงกระทำที่จุดต่อ น้ำหนักบรรทุกแบบแผ่เนื่องจากแรงโน้มถ่วง รวมไปถึงผลเนื่องจากการทรุดตัวของฐานรองรับ การวิเคราะห์เป็นแบบไร้เชิงเส้นโดยพิจารณาพฤติกรรมแบบอินอิลาสติกของหน้าตัดคอนกรีตเสริมเหล็กและผลของความไร้เชิงเส้นทางเรขาคณิต โดยวิธีการที่ใช้ในการวิเคราะห์แบบไร้เชิงเส้น ใช้วิธีนิวตันราฟสัน (Newton-Raphson method) และตรวจสอบการลู่เข้าสู่คำตอบโดยใช้ยูคลีเดียนนอร์ม (Euclidean norm) ของเวคเตอร์ของแรงคงค้าง หน้าตัดของชิ้นส่วนจะถูกจำลองให้อยู่ในรูปความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนต์และความโค้ง (Moment and curvature) ในรูปแบบเส้นตรงสามเส้นโดยสมมติให้แรงตามแนวแกนที่กระทำต่อหน้าตัดมีค่าคงที่ และใช้แบบจำลองการกระจายพฤติกรรมแบบพลาสติก ร่วมกับแบบจำลองการกระจายการคราก เพื่อคำนวณเมตริกซ์สติฟเนสของชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีพฤติกรรมแบบอินอิลาสติก ซึ่งสามารถนำไปสร้างเมตริกซ์สติฟเนสในสภาวะปัจจุบันของโครงสร้างได้ ส่วนผลของความไร้เชิงเส้นทางเรขาคณิตซึ่งเป็นผลจากปัจจัยพีเดลต้า (P-Delta effects) จะพิจารณาในรูปของเมตริกซ์สติฟเนสเรขาคณิต จากตัวอย่างการเปรียบเทียบที่นำเสนอในงานวิจัยนี้ ได้ทำการเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์กับโปรแกรม STAAD-III ในกรณีของปัญหาแบบอิลาสติก ให้ค่าการเปลี่ยนตำแหน่งและแรงกระทำที่ฐานรองรับแตกต่างกันน้อยมาก และสำหรับในกรณีของปัญหาแบบอินอิลาสติกได้ทำการเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์โดยโปรแกรม IDARC2D ver. 4.0 ให้ค่าแรงเฉือนที่ฐานในตำแหน่งที่เกิดการแตกร้าวและการครากของคานและเสาแตกต่างกันไม่เกิน 4 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้สำหรับการเปรียบเทียบกับผลการทดสอบให้ค่าแรงกระทำสูงสุดต่อโครงสร้างตัวอย่างแตกต่างกันประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ได้ทำการวิเคราะห์โครงสร้างตัวอย่างภายใต้การทรุดตัวของฐานรองรับ ความเสียหายจะเกิดขึ้นกับคานในชั้นล่างที่ติดกับแนวฐานรองรับ และกระจายเข้าสู่เสาในชั้นเดียวกันก่อนส่วนอื่น ดังนั้นในแง่ของการป้องกันความวิบัติของโครงสร้างจึงควรเสริมกำลังของชิ้นส่วนโครงสร้างในส่วนดังกล่าว

Abstract: This research develops a computer program for nonlinear analysis of R/C frames subjected to various loading, uniformly-distributed loading, such as joint loading, and support settlement. Both material nonlinearity of R/C sections and geometrical nonlinearity are included. Newton-Raphson method is used for nonlinear analysis and the convergence of results is accomplished by specifying a tolerance of Euclidean norm of the residual force vector. The properties of R/C sections are modeled as a trilinear-relationship between moment and curvature assuming constant axial force. Flexibility-based macromodel, derived from spread plasticity model and yield penetration model, is adopted to calculate the stiffness of inelastic elements. Then the stiffness matrix of an inelastic structure is assembled. While geometrical nonlinearity resulted from P-Delta effect is included using a geometric stiffness matrix. From the examples, the elastic results show that the differences of displacements and support reactions are very small compared with STAAD-III. For inelastic problems, the differences of base shears at the stages of cracking and yielding of element sections are less than 4 percents compared with IDARC2D version 4.0. Moreover, comparing with the test results, there are only about 8-percent differences in ultimate load prediction. Finally, an R/C frame subjected to support settlement is evaluated. The first cracks are found in the beams on the first story. Further settlement leads to some other cracks in the first-floor columns. Therefore, it is recommended to strengthen those elements to pervent the damage of the building.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ทศพล ปิ่นแก้ว

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2543

Issued: 2008-01-31

Modified: 2551-10-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

ISBN: 9743464816

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Atthawit.pdf	1.52 MB	55	2022-11-24 08:09:42

ใช้เวลา

0.04378 วินาที