การวิเคราะห์พฤติกรรมของเสาเข็มเดี่ยวและกลุ่มเสาเข็มเมื่อได้รับแรงกระทำด้านข้างด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สามมิติ

บทคัดย่อ

เสาเข็มเป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งขององค์อาคาร ซึ่งมีหน้าที่รับน้ำหนักโครงสร้างส่วนต่าง ๆ และถ่ายเทลงสู่ดิน โดยปกติน้ำหนักที่ถ่ายลงมาจากโครงสร้างส่วนใหญ่มักเป็นแรงในแนวดิ่ง (Vertical load) แต่ในความเป็นจริงแล้วเสาเข็มยังต้องรับแรงกระทำด้านข้าง (Lateral load) ด้วย ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการพิจารณาออกแบบเสาเข็มเช่นกัน ในงานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาแรงกระทำด้านข้างต่อเสาเข็มเดี่ยวและกลุ่มเสาเข็มโดยมีจำนวนเสาเข็มและรูปแบบการจัดเรียงเสาเข็มที่แตกต่างกันด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สามมิติ (3D FEM) เพื่อเปรียบเทียบกับผลที่ได้จากการทดสอบด้วยแบบจำลองทางกายภาพจากงานวิจัยในอดีตและทำการพิจารณาผลกระทบของโซนอิทธิผลต่อพฤติกรรมของกลุ่มเสาเข็ม ผลการศึกษาพบว่า 1.ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกระทำด้านข้างและการเสียรูปของเสาเข็มทางด้านข้างที่ได้จากระบบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ กับผลทดสอบแบบจำลองทางกายภาพมีความใกล้เคียงกัน 2. อิทธิพลบดบังและผลกระทบจากขอบจะส่งผลกระทบต่อการรับแรงด้านข้างเสาเข็มเมื่อมีการจัดเรียงเข็มแบบล้อมกรอบมากกว่าการจัดเรียงแบบหน้ากระดาน และ 3.เมื่อระยะห่างระหว่างเสาเข็มเพิ่มขึ้น ผลกระทบจากพื้นที่โซนอิทธิพลจะลดลงตาม ซึ่งสอดคล้องกับประสิทธิภาพการรับแรงด้านข้างของกลุ่มเสาเข็มที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นประสิทธิภาพการรับแรงกระทำด้านข้างของกลุ่มเสาเข็มสามารถอธิบายได้จากพื้นที่โซนอิทธิพลที่สามารถมองเห็นภาพและทำให้เข้าใจได้จากการวิเคราะห์ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สามมิติ