การวิเคราะห์หลังคาโค้งไร้โครงถักช่วงยาว 30 เมตร

Abstract

หลังคาโค้งไร้โครงถักของบริษัท สุคนธา จำกัดทำด้วยเหล็กพับขึ้นรูปแบบเย็น ช่วงยาว 30 เมตร ได้ถูกนำมาวิเคราะห์ โครงสร้างแบบนี้มีความได้เปรียบคือไม่ต้องมีโครงถักเป็นตัวรองรับอยู่ด้านล่าง จึงไม่จำเป็นต้องมีรูสำหรับยึดพื้นผิวหลังคาเข้ากับโครงสร้างที่เอาไว้รองรับ ทำให้ไม่เกิดจุดที่มีโอกาสรั่วซึมขึ้น ความท้าทายของโครงสร้างประเภทนี้ก็คือ ตัวหลังคาจะต้องได้รับการออกแบบให้สามารถรับน้ำหนักต่าง ๆ ได้เองทั้งหมด ซึ่งสามารถทำได้โดยการผลิตตัวหลังคาจากแผ่นเหล็กพับขึ้นรูปแบบเย็น ที่มีหน้าตัดเป็นรูปตัวยู และปั้มขึ้นรูปเป็นลอน ๆ แล้วนำมาประกอบกันโดยการพับซ้อน ทำให้ไม่เกิดรอยรั่ว เพื่อให้เกิดมั่นใจว่าโครงสร้างดังกล่าวจะสามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้อย่างปลอดภัย จึงได้ทำการทดสอบการรับน้ำหนักของโครงสร้างตัวอย่างขนาดเท่าของจริง ภายใต้เงื่อนไขการรับน้ำหนักบรรทุก 2 กรณีคือ (1) น้ำหนักบรรทุกเต็มช่วง และ (2) น้ำหนักบรรทุกครึ่งช่วง ซึ่งประเภทของโครงสร้างที่ใช้ ในการวิเคราะห์เป็นแบบสองมิติและพิจารณาถึงผลของ P-Delta โดยใช้โปรแกรม SAP2000 Non-linear ข้อมูลทางเรขาคณิตของโครงสร้างที่ใช้ในแบบจำลองได้มาจากค่าที่วัดได้จริงของโครงสร้างที่ใช้ทดสอบ ผลของการทำนายค่าการเคลื่อนตัวในแนวดิ่งที่ได้จากการวิเคราะห์ดังกล่าวเนื่องจากน้ำหนักที่กระทำเพิ่มขึ้นเป็นช่วง ๆ ได้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าที่วัดได้จากการทดสอบ รูปทรงของการโก่งตัวของโครงสร้างได้ถูกนำมาเสนอในรูปแบบของกราฟ และได้วิจารณ์เปรียบเทียบระหว่างผลของคำตอบที่ได้จากทั้งการวิเคราะห์กับการทดสอบ อีกทั้งยังได้นำเสนอแรงภายในและแรงปฏิกิริยาที่ได้จากการวิเคราะห์เพื่อใช้ในการออกแบบชิ้นส่วนโครงสร้างสำหรับรองรับต่อไป A 30-meter span trussless cold formed steel curved roof had been analyzed. This structure has the advantage of having no supporting trusses therefore no hole is required to fasten the roof surface to the supporting structures. As a result, no potential leaking points are created. The challenge of this type of structures is that the roof itself must withstand all of the loads. This could be achieved by using cold-form corrugated U-shape section made from steel sheets joining together using overlap folding technique. To ensure that the structure can safely withhold the loads, full-scale load tests had been performed under the controlled conditions. Two load cases had been studied: (1) the full-span load and (2) the half-span load. The P-Delta (geometrical non-linear) analyses of two-dimensional frame members using SAP2000 non-linear were performed. The structure geometrical data measured from the actual testing structure were used in this model. The predicted deflections from multi-stage loading were compared with the measured ones. The deformed shapes of the roof structures were present graphically. The comparison of both analytical and experimental results was discussed. Also the internal forces and support reactions from the analyses were reported for further design of the supporting structural members.