อ่าน 3 นาที
คานรูปตัวที
คานรูปตัวที (หรือคานที ) ที่ใช้ในการก่อสร้างเป็นโครงสร้างรับน้ำหนักที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กไม้หรือโลหะ โดยมี หน้าตัดเป็นรูปตัว 'T'...
คานรูปตัวที

คานรูปตัวที (หรือคานที ) ที่ใช้ในการก่อสร้างเป็นโครงสร้างรับน้ำหนักที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กไม้หรือโลหะ โดยมี หน้าตัดเป็นรูปตัว 'T' ส่วนบนของหน้าตัดรูปตัวทีทำหน้าที่เป็นปีกหรือส่วนรับแรงอัดเพื่อต้านทานแรงอัดส่วนเว็บ (ส่วนแนวตั้ง) ของคานด้านล่างปีกรับแรงอัดทำหน้าที่ต้านทานแรงเฉือนเมื่อใช้สำหรับสะพานทางหลวง[ 1 ]คานจะรวมเหล็กเสริมไว้ที่ด้านล่างของคานเพื่อต้านทานแรงดึงที่เกิดขึ้นระหว่างการดัด[ 2 ]
คานรูปตัว T มีข้อเสียเปรียบอย่างมากเมื่อเทียบกับคานรูปตัว I (ที่มีรูปทรง 'Ɪ') เนื่องจากไม่มีปีกด้านล่างสำหรับรับแรงดึง ซึ่ง เป็นคุณสมบัติที่ใช้ได้สำหรับเหล็กรูปทรงต่างๆ วิธีหนึ่งที่จะทำให้คานรูปตัว T มีประสิทธิภาพทางโครงสร้างมากขึ้นคือการใช้คานรูปตัว T กลับหัว โดยมีแผ่นพื้นหรือพื้นสะพานเชื่อมต่อส่วนบนของคาน หากทำอย่างถูกต้อง แผ่นพื้นจะทำหน้าที่เป็นปีกรับแรงอัด
ประวัติศาสตร์

คานรูปตัว T เป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่สามารถรับน้ำหนักได้มากโดยอาศัยความต้านทานในคานหรือโดยการเสริมแรงภายใน ในบางแง่มุม คานรูปตัว T มีมาตั้งแต่สมัยที่มนุษย์สร้างสะพานด้วยเสาและพื้นสะพานเป็นครั้งแรก ท้ายที่สุดแล้ว คานรูปตัว T ก็คือเสาที่มีฐานแนวนอนอยู่ด้านบน หรือในกรณีของคานรูปตัว T กลับหัว ก็จะมีฐานแนวนอนอยู่ด้านล่าง[ 3 ]ส่วนที่ตั้งตรงซึ่งรับแรงดึงของคานเรียกว่าเว็บหรือลำต้น และส่วนแนวนอนที่รับแรงอัดเรียกว่าปีก อย่างไรก็ตาม วัสดุที่ใช้มีการเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา แต่โครงสร้างพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม โครงสร้างคานรูปตัว T เช่น สะพานลอยทางหลวง อาคาร และโรงจอดรถ มีการเพิ่มวัสดุพิเศษที่ด้านล่างตรงจุดที่เว็บเชื่อมต่อกับปีกเพื่อลดความเปราะบางของคานรูปตัว T ต่อแรงเฉือน[ 4 ]อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาการออกแบบคานรูปตัว T อย่างละเอียดมากขึ้น จะพบความแตกต่างบางประการ
การออกแบบ
ต่างจากคานรูปตัว I คานรูปตัว T ไม่มีปีกด้านล่าง ซึ่งช่วยประหยัดวัสดุได้ แต่ทำให้ความต้านทานต่อแรงดึงลดลง[ 5 ]การออกแบบคานรูปตัว T มีหลายขนาด ความยาว และความกว้าง เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน (เช่น สะพานทางหลวง โรงจอดรถใต้ดิน) และเพื่อต้านทานแรงดึง แรงอัด และแรงเฉือนที่เกี่ยวข้องกับการดัดงอ ของคาน ในการใช้งานเฉพาะนั้นๆ อย่างไรก็ตาม ความเรียบง่ายของคานรูปตัว T นั้นเป็นที่ถกเถียงกันในหมู่นักวิจัยที่ศึกษาโครงสร้างคานที่ซับซ้อนกว่า ตัวอย่างเช่น กลุ่มนักวิจัยได้ทดสอบคานรูปตัว T กลับหัวแบบดึงล่วงหน้าที่มีช่องเปิดรูปวงกลมที่เว็บ[ 6 ] ซึ่งได้ผลลัพธ์ที่หลากหลาย แต่โดยทั่วไปแล้วเป็นที่น่าพอใจ เวลาและความพยายามที่ลงทุนไปในการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าอาจคุ้มค่าหากนำไปใช้ใน การก่อสร้างในภายหลังนอกจากนี้ยังต้องเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานคานรูปตัว T โดยเฉพาะด้วย
วัสดุ
คานเหล็กรูปตัวที
กระบวนการผลิตคานเหล็กรูปตัว T ประกอบด้วย: การรีดร้อน การอัดขึ้นรูป การเชื่อมแผ่น และการประกอบแบบอัดแรงดัน กระบวนการที่ใช้ลูกกลิ้งขนาดใหญ่เชื่อมต่อแผ่นเหล็กสองแผ่นเข้าด้วยกันโดยการบีบเข้าด้วยกันเรียกว่าการประกอบแบบอัดแรงดัน ซึ่งเป็นกระบวนการทั่วไปสำหรับคานที่ไม่รับน้ำหนัก ความเป็นจริงคือสำหรับถนนและสะพานส่วนใหญ่ในปัจจุบัน การนำคอนกรีตมาใช้ในการออกแบบด้วยนั้นมีความเหมาะสมมากกว่า การก่อสร้างคานรูปตัว T ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้เหล็กหรือคอนกรีตเพียงอย่างเดียว แต่ใช้ส่วนผสมของทั้งสองอย่าง นั่นคือคอนกรีตเสริมเหล็ก[ 7 ]แม้ว่าคำนี้อาจหมายถึงวิธีการเสริมแรงหลายวิธี แต่โดยทั่วไปแล้ว คำจำกัดความจะจำกัดอยู่ที่คอนกรีตที่เทรอบเหล็กเส้นเสริมแรงนี่แสดงให้เห็นว่าในการพิจารณาวัสดุที่มีอยู่สำหรับงาน วิศวกรจำเป็นต้องพิจารณาความเป็นไปได้ว่าไม่มีวัสดุเพียงชนิดเดียวที่เพียงพอสำหรับงานนั้น แต่การรวมวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกันอาจเป็นทางออกที่ดีที่สุด ดังนั้น เหล็กและคอนกรีตรวมกันจึงอาจพิสูจน์ได้ว่าเหมาะสมที่สุด
คานรูปตัวทีคอนกรีตเสริมเหล็ก
คอนกรีตเพียงอย่างเดียวนั้นเปราะและอ่อนไหวต่อแรงเฉือนมากเกินไปที่คานรูปตัว T ต้องเผชิญตรงจุดที่เว็บและปีกมาบรรจบกัน นี่คือเหตุผลที่ต้องใช้เหล็กเสริมร่วมกับคอนกรีตในคานรูปตัว T ปัญหาของแรงเฉือนอาจนำไปสู่ความเสียหายที่ปีกแยกออกจากเว็บเมื่อรับน้ำหนัก[ 8 ]ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงหากปล่อยให้เกิดขึ้นในชีวิตจริง ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องลดความเป็นไปได้ดังกล่าวด้วยการเสริมเหล็กสำหรับคานรูปตัว T ที่ทำจากคอนกรีต ในโครงสร้างคอมโพสิตดังกล่าว มีคำถามมากมายเกิดขึ้นเกี่ยวกับรายละเอียดของการออกแบบ รวมถึงการกระจายตัวที่เหมาะสมที่สุดของคอนกรีตและเหล็ก: “ในการประเมินฟังก์ชันเป้าหมาย จำเป็นต้องมีอัตราส่วนของต้นทุนเหล็กต่อคอนกรีต” [ 9 ]สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าสำหรับทุกแง่มุมของการออกแบบคานรูปตัว T แบบคอมโพสิต สมการจะถูกสร้างขึ้นก็ต่อเมื่อมีข้อมูลที่เพียงพอเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยังมีแง่มุมของการออกแบบบางอย่างที่บางคนอาจไม่ได้พิจารณา เช่น ความเป็นไปได้ในการใช้การเสริมแรงภายนอกที่ทำจากผ้า ดังที่ Chajes et al. ได้อธิบายไว้ โดยพวกเขากล่าวถึงคานที่ทดสอบว่า “คานทั้งหมดล้มเหลวในการรับแรงเฉือน และคานที่มีการเสริมแรงแบบคอมโพสิตแสดงคุณลักษณะการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม สำหรับคานที่มีการเสริมแรงภายนอก ความแข็งแรงสูงสุดเพิ่มขึ้น 60 ถึง 150 เปอร์เซ็นต์” [ 4 ]เมื่อพูดถึงความต้านทานต่อแรงเฉือน การเสริมแรงภายนอกถือเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่จะพิจารณา ดังนั้นโดยรวมแล้ว แง่มุมสำคัญหลายประการของการออกแบบคานรูปตัว T จะสร้างความประทับใจให้กับนักศึกษาวิศวกรรม
ปัญหา
ข้อเสียของคานรูปตัว T เมื่อเทียบกับคานรูปตัว I คือไม่มีปีกด้านล่าง นอกจากนี้ยังทำให้คานรูปตัว T ใช้งานได้หลากหลายน้อยลง เนื่องจากด้านที่อ่อนแอกว่าไม่มีปีก ทำให้มีความแข็งแรงต่อแรงดึงน้อยลง
คานคอนกรีตมักจะเทพร้อมกับแผ่นพื้น ทำให้ได้คานรูปตัว T ที่แข็งแรงกว่ามาก คานเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงเพราะส่วนแผ่นพื้นรับแรงอัด และเหล็กเสริมที่วางไว้ด้านล่างของลำตัวคานรับแรงดึง โดยทั่วไปแล้วคานรูปตัว T จะมีลำตัวแคบกว่าคานสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั่วไป ระยะห่างระหว่างลำตัวคานมักจะอยู่ระหว่าง 4 ฟุต ถึงมากกว่า 12 ฟุต ส่วนแผ่นพื้นเหนือลำตัวคานจะออกแบบเป็นแผ่นพื้นทางเดียวที่พาดระหว่างลำตัวคาน
คานรูปตัวทีคู่
คานรูปตัวทีคู่ หรือคานทีคู่ เป็นโครงสร้างรับน้ำหนักที่มีลักษณะคล้ายคานรูปตัวทีสองตัวที่เชื่อมต่อกัน คานทีคู่ผลิตจากคอนกรีตอัดแรงโดยใช้ฐานอัดแรงที่มีความยาวประมาณ 200 ฟุต (61 ม.) ถึง 500 ฟุต (150 ม.) การยึดติดที่แข็งแรงของปีก (ส่วนแนวนอน) และเว็บสองส่วน (ส่วนแนวตั้ง) สร้างโครงสร้างที่สามารถรับน้ำหนักได้สูงในขณะที่มีช่วงความยาวมาก ขนาดทั่วไปของคานทีคู่คือความกว้างของปีกไม่เกิน 15 ฟุต (4.6 ม.) ความลึกของเว็บไม่เกิน 5 ฟุต (1.5 ม.) และความยาวช่วงไม่เกิน 80 ฟุต (24 ม.) หรือมากกว่านั้น[ 10 ]
ลิงก์ภายนอก
- แผนภาพของคานรูปตัว T ที่เรียวลง
- แผนภาพคานรูปตัว T สี่เหลี่ยมจัตุรัส
- ตารางคานเหล็กรูปตัว T มาตรฐาน BS-4 ปี 1993
- ตารางคานเหล็กรูปตัว T มาตรฐาน BS-4 ปี 1971
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คานรูปตัวที
คานรูปตัวที (หรือคานที ) ที่ใช้ในการก่อสร้างเป็นโครงสร้างรับน้ำหนักที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กไม้หรือโลหะ โดยมี หน้าตัดเป็นรูปตัว 'T'...
ประวัติศาสตร์
คานรูปตัว T เป็น องค์ประกอบโครงสร้าง ที่สามารถรับน้ำหนักได้มากโดยอาศัยความต้านทานในคานหรือโดยการเสริมแรงภายใน ในบางแง่มุม คานรูปตัว T มีมาตั้งแต่สมัยที่มนุษย์สร้างสะพานด้วยเสาและพื้นสะพานเป็นครั้งแรก ท้ายที่สุดแล้ว คานรูปตัว T ก็คือเสาที่มีฐานแนวนอนอยู่ด้านบน...
การออกแบบ
ต่างจากคานรูปตัว I คานรูปตัว T ไม่มีปีกด้านล่าง ซึ่งช่วยประหยัดวัสดุได้ แต่ทำให้ความต้านทานต่อแรงดึงลดลง [ 5 ] การออกแบบคานรูปตัว T มีหลายขนาด ความยาว และความกว้าง เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน (เช่น สะพานทางหลวง โรงจอดรถใต้ดิน) และเพื่อต้านทานแรงดึง แรงอัด...
คานเหล็กรูปตัวที
กระบวนการผลิตคานเหล็กรูปตัว T ประกอบด้วย: การรีดร้อน การอัดขึ้นรูป การเชื่อมแผ่น และการประกอบแบบอัดแรงดัน กระบวนการที่ใช้ลูกกลิ้งขนาดใหญ่เชื่อมต่อแผ่นเหล็กสองแผ่นเข้าด้วยกันโดยการบีบเข้าด้วยกันเรียกว่าการประกอบแบบอัดแรงดัน...