พฤติกรรมและกำลังของเสาท่อเหล็กหน้าตัดกลมกรอกคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก

บทคัดย่อ

บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมรับแรงในแนวแกนและลักษณะการวิบัติของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก (HCFT column) ภายใต้แรงอัดในแนวแกน และเปรียบเทียบแรงอัดสูงสุดของเสาที่ทดสอบได้กับค่าที่คำนวณได้จากสมการออกแบบเสาเชิงประกอบของ AISC-LRFD เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมของสมการฯ ในการศึกษานี้ ตัวอย่างทดสอบมีจำนวนทั้งสิ้น 24 ตัวอย่าง โดยเป็นเสาหน้าตัดกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 150 mm และสูง 750 mm ปูนซีเมนต์ 2 ชนิด ได้แก่ ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก (HC) และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (OPC) ถูกใช้ในการผลิตคอนกรีตที่มีกำลังรับแรงอัดประลัย 18 MPa จากการทดสอบพบว่า พฤติกรรมการรับแรงของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกมีลักษณะเชิงเส้นตรงถึงประมาณ 80-90% ของแรงอัดสูงสุด จากนั้น ตัวอย่างเสาจะมีพฤติกรรมแบบไร้เชิงเส้นตรงจนถึงจุดวิบัติ พฤติกรรมแบบไร้เชิงเส้นนี้ถูกจำแนกเป็นแบบ Strain-Softening โดยลักษณะการวิบัติของตัวอย่างเสาเป็นการแตกร้าวของแกนคอนกรีตและการโก่งเดาะเฉพาะที่ของผนังท่อเหล็ก นอกจากนี้ พบว่าสมการออกแบบเสาของ AISC-LRFD มีความน่าเชื่อถือเพียงพอในการประเมินแรงอัดสูงสุดของเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตที่ใช้ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก สุดท้าย จากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกและปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์สำหรับเสาท่อเหล็กกรอกคอนกรีตพบว่า ปูนซีเมนต์ไฮดรอลิกสามารถใช้เป็นวัสดุทนแทนปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เป็นอย่างดี