การศึกษากำลังรับแรงจุดต่อยึดแบบรอยเชื่อมในเหล็กฉากภายใต้แรงดึงด้วยการทดสอบ

บทคัดย่อ

ข้อกำหนด American Institute of Steel Construction (AISC) แนะนำว่าการออกแบบจุดต่อประเภทรอยเชื่อมของเหล็กฉากเดี่ยวและเหล็กฉากคู่หรือองค์อาคารที่คล้ายกันเพื่อรับแรงดึง ไม่จำเป็นต้องพิจารณาแรงเยื้องศูนย์ อย่างไรก็ตาม การเยื้องศูนย์ในเหล็กฉากอาจจะมีผลกระทบต่อกำลังรับแรงของจุดต่อได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุดต่อในเหล็กฉากเดี่ยวซึ่งมีพฤติกรรมการดัดแบบ Out of Plane เมื่อรับแรงในแนวแกน งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลกระทบเนื่องจากการเยื้องศูนย์ที่มีต่อกำลังรับแรงของจุดต่อประเภทรอยเชื่อมในเหล็กฉากภายใต้แรงดึงด้วยการทดสอบ รวมถึงศึกษาผลกระทบที่ความยาวของรอยเชื่อม และการจัดวางรอยเชื่อม มีต่อกำลังของรอยเชื่อม ตัวอย่างทดสอบประกอบด้วยเหล็กฉากเดี่ยวและเหล็กฉากคู่ ซึ่งต่อยึดที่ปลายด้วยรอยเชื่อม โดยจุดศูนย์ถ่วงของรอยเชื่อมจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกับจุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัด (Balanced) และไม่อยู่ในตำแหน่งเดียวกับจุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัด (Unbalanced) ตัวอย่างทดสอบทั้งหมดออกแบบให้เกิดการวิบัติที่รอยเชื่อม ผลจากการทดสอบพบว่า จุดต่อที่จุดศูนย์ถ่วงของรอยเชื่อมไม่อยู่ในตำแหน่งเดียวกับจุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัด (Unbalanced) และการดัดแบบ Out of Plane มีผลทำให้ประสิทธิภาพของจุดยึดต่อลดลงได้มากถึงร้อยละ 20 ระยะพิกัดที่เพิ่มขึ้นตามขนาดของเหล็กฉาก อาจทำให้กำลังรับแรงของจุดต่อประเภทรอยเชื่อมมีค่าน้อยกว่ากำลังที่คำนวณได้ตามข้อกำหนดของ AISC ถึงร้อยละ 20 นอกจากนี้ ความยาวรอยเชื่อมที่ใช้ในงานวิจัย มีความยาวน้อยกว่า 100 เท่าของความหนารอยเชื่อม ซึ่งเป็นพิกัดที่ AISC แนะนำว่ายังสามารถใช้ความยาวรอยเชื่อมโดยไม่ต้องปรับลดค่าเป็นความยาวประสิทธิผล แต่กำลังรับแรงของรอยเชื่อมที่ได้จากการทดลองกลับมีค่าน้อยกว่ากำลังที่ได้จากการคำนวณถึงร้อยละ 20 ในหลาย ๆ กรณี