งานก่อสร้างคาน

หน่วยท่ี 3 งานก่ อสร้ างคาน อ.ปัญญาวุธ ช่วยคง แผนกช่างก่อสร้าง วทิ ยาลัยเทคนคิ สุราษฎร์ธานี

-1- งานกอสรา งคาน คาน ( Beam ) เปนโครงสรางในแนวราบ ทาํ หนา ทเี่ ชื่อมตอ ระหวา งเสา และรองรบั น้ําหนักใน แนวดิ่งที่ถายมาจาก พ้นื ผนงั คานฝาก แลวถายนํา้ หนักลงสูเสา และฐานรองรับ ( Supports ) ไดแ ก คาน หลัก คานซอย และคานคอดิน พฤติกรรมการรับนํ้าหนักของคานจะเกิดขึ้นในลักษณะการโกงตัวแรง ภายในที่เกิดขน้ึ เปน ลักษณะแรงดัด โดยสว นผิวบนของคานรับแรงอัด และสว นลา งรบั แรงดงึ 1. พฤตกิ รรมการรบั น้ําหนักของคาน 1.1 แรงดัดและความเคนที่เกิดข้ึนในคาน เมื่อน้ําหนักกระทําตอคาน คานจะเกิดการโกง (Bending) การโกงตัวสงผลใหเ กิดทั้งการอัดตัว และการดงึ ตัว ในดา นของคานทีต่ รงกนั ขามกนั พฤตกิ รรม การโกงตัวของคานสามารถแสดงไดโดยนําวัสดุ เชน นําฟองน้ํามาทําเปนคานทดลอง ดังรูป ขีดเสนตรง PQ และ RS ตามแนวดิ่ง เมื่อมีน้ําหนักมากระทําบนคาน ทําใหคานเกิดการแอนตัว คานในชวง PR ถูก แรงอัดตัว (Compression) ทําใหระยะ PR สั้นลง และคานในชวง QS ถูกแรงดึงตัว (Tension) ทําให ระยะ QS ยดื ตัวออกไป พฤติกรรมการโกงตัวของคาน คานกอ นการโกง ตัว

-2- คานโกง ตวั จากรูปสี่เหลี่ยม PQRS แสดงระยะของเสน PR ที่สวนดานบนหดตัวลงมามากสุด สวนระยะของ เสน QS ที่สวนลางยืดตัวออกมากสุด ดังน้ันแรงอัดที่มากระทําตอพื้นที่หนาตัดคาน เรียกความเคนอัด เกิดข้ึนท่ีผิวดานบนมีคาสูงสุด ในทํานองเดียวกันความเคนดึง เกิดขึ้นท่ีผิวดานลางมีคามากสุด ความเคน ดงั กลาวจะมีคาลดลงเรื่อยๆ จนถงึ ประมาณแนวศูนยกลางของคาน คา ความเคนท่ีแนวศนู ยกลางของคานมี คาเปน ศนู ย เรียกวา แนวแกนสะเทนิ 1.2 แรงเฉือนในคาน แรงเฉือน ที่เกิดข้ึนในคานมีผลมาจากนํ้าหนักท่ีมากระทํา เม่ือคานรับ นํ้าหนักจะเกิดทั้งแรงอัดและแรงเฉือนขึ้นพรอมกัน สําหรับพฤติกรรมแรงเฉือนในคาน สามารถทําการ ทดลองดวยการนาํ แผน ไมชน้ิ เล็กๆ มาประกอบกนั เปนคาน จะเห็นวา เม่ือคานรับนาํ้ หนัก แผนไมเลก็ ๆ จะ ทําใหถูกเล่ือนตัวออก เรียกแรงเฉือน ในที่น้ีคือแรงเฉือนในแนวด่ิง นอกจากน้ีในขณะเดียวกัน จะมีแรงท่ี เกิดข้นึ พรอ มกนั ในแนวนอนเรียกแรงเฉือนแนวนอน ดงั รปู แสดงพฤติกรรมแรงเฉอื นแนวนอน ดวยการนํา ไมกระดานหลายๆ แผนวางซอนกัน พรอมท้ังขีดเสนตรง AB และ CD ในแนวดิ่ง เม่ือน้ําหนักกดลงสคู าน คานเกิดการโกงตัวแผนไมที่วางซอนกันจะเล่ือนตัวออกจากกัน แนวระยะ AB และ CD เอียงไมเปน เสน ตรงเนื่องจากแรงเฉอื นแนวนอน

-3- 1.3 การเสริมเหล็กตานทานแรงดึงในคาน คอนกรีตมีคุณสมบัติในการรับแรงดึงไดดี ใน ขณะเดยี วกนั มคี วามสามารถรับแรงดงึ ไดน อยมากเทียบกบั แรงอดั ดังนน้ั วศิ วกรจงึ นยิ มออกแบบโครงสรา ง โดยใหคอนกรีตรับเฉพาะแรงอัดเปนหลัก และเสริมเหล็กเพ่ือตานทานแรงดึง เหตุผลที่นําเหล็กมาใช รวมกับคอนกรีตคือ เหลก็ มีคา สัมประสิทธ์ิการยืดและหดตวั ใกลเคียงกับคอนกรีต เปนวัสดทุ ป่ี ระหยดั และ มีกาํ ลงั สงู สามารถปอ งกันการโกงตวั แตกรา ว และเสยี หายของคานไดดี จากรูปเน่ืองจากแรงดึงเกิดข้ึนบริเวณดานลางของคาน ดังน้ันจึงตองจัดวางตําแหนงเหล็กเสริม ตา นทานแรงดงึ ทด่ี านลางของคาน สว นแรงอัดทเ่ี กดิ ข้ึนบริเวณขอบบนของคานคอนกรีตสามารถรบั แรงอัด ไดดีจึงเสริมเหล็กดานบนของคานเพียงเล็กนอย เพ่ือรองรับเหล็กปลอก แตในกรณีท่ีคานตองรับแรงอัด มากเกินกวาความสามารถของคอนกรีต วิศวกรจะเสริมเหล็กเพื่อตานทานแรงอัดที่ดานบนของคาน สาํ หรับคานตอเนื่อง พฤตกิ รรมการโกง ตวั จะเกดิ บรเิ วณดานลา งระหวางเสาและดานบนของหัวเสา การใส เหลก็ เพ่อื ตานทานแรงดึงสําหรับคานตอเน่ืองแสดงรายละเอยี ด และการใสเ หล็กเสริมเพื่อตานทานแรงดึง สําหรบั คานยนื่ แสดงรายละเอียด

-4- 2. รูปรา งของคาน ขนาดและรปู รา งของคานขึ้นอยกู บั การออกแบบของวิศวกร รูปทรงของคานมอี ยหู ลายแบบ ไดแ ก คานสี่เหลี่ยมผืนผา คานตัวที คานตัวแอล และคานแบน โดยทั่วไปแลวนิยมออกแบบคานรูปทรง สเี่ หลีย่ มผืนผา เพราะกอสรางสะดวก สว นคานตวั ทีและตวั แอล ประกอบดวยสองสว นสําคัญ คอื สวนปก และตัวคาน สวนปกทําหนาท่ีตานทานแรงอัดท่ีบริเวณดานบน และทําหนาท่ีเปน สวนหน่ึงของแผนพนื้ อกี ดว ย สวนตัวคานทําหนาที่ตานทานแรงดงึ ท่ีบรเิ วณดานลา งเชน เดียวกบั คานสี่เหลีย่ มผนื ผา สําหรับคาน แบนที่ถูกออกแบบใหตื้นเพื่อชว ยลดความสูงของอาคารลง คานแบบนส้ี ิ้นเปลอื งเหล็กเสริมมาก เมอ่ื เทียบ กับคานรปู ทรงอื่น

-5- 3. คานคอนกรีตเสรมิ เหลก็ (Reinforced Concrete Beam) เปนคานคอนกรตี ทใ่ี ชเ หลก็ เสริมเสรมิ ในตวั คานโดยเหล็กเสริมหลกั ในตัวคานจะชว ยรบั แรงดงึ และ แรงอัด สว นเหลก็ ปลอกชว ยคอนกรีตในการรับแรงเฉอื นในสวนท่ีเกนิ จากที่หนาตดั คอนกรีตสามารถรับได บางกรณี นํ้าหนักท่ีกระทําบนคานมีลักษณะไมส มดุลในแนวตั้งฉากกับแนวแกนคานก็ตองเสริมเหล็กเพ่อื ชวยรบั แรงบิดท่ีเกดิ ขึน้ โดยมีข้ันตอนในการกอ สรา งคานคอนกรีตเสริมเหล็ก ดงั นี้ 3.1 ตรวจสอบระดบั ทองคาน ระดับหลงั คาน เพื่อใหระดบั ความสูงของบาน และความสูงระหวาง ชั้นตอช้ันถูกตองตามแบบกอสราง และตองดูวาเสาตอมออยูต่ําหรือสูงกวาระดับ + 0.00 หรือระดับ Offset ทเี่ สา เพอ่ื จะไดวางแผนการกอสรา งไดถ ูกตอ ง 3.2 ติดตั้งทองคานเพือ่ วางเหล็กเสริม โดยที่ทองคานจะมีขนาดเทาใดนน้ั ข้ึนอยูกับแบบกอสรา ง กรณีท่ีเปนคานคอดินตองมีที่ทองคานวางอยูบนดินก็จะใชพ้ืนดินเปนทองคานซ่ึงจะทําการเท lean concrete กอนแลวคอยวางเหล็กเสริม แตถาคานคอดินอยูสูงกวาพ้ืนดินก็ควรทําน่ังรานเต้ียๆ เพ่ือวาง ทองคานในกรณีที่เปนคานช้ันที่สูงขึน้ ไปจะทําเปนน่งั รานสูงหรือตุกตารองรับทองคาน หรืออาจใชน่งั รา น สําเร็จรูปก็ได นั่งรานท่ีรองรับทองคานตองสามารถรองรับน้ําหนักคานและน้ําหนักแบบหลอไดเม่ือเท คอนกรตี 3.3 การเสริมเหลก็ ตอ งเปนไปตามแบบกอสรางทงั้ ชนิด ขนาด จาํ นวนและตาํ แหนงการวางเหลก็ เสริม การตอทาบตอ งตรงกบั ตาํ แหนงท่เี กดิ โมเมนตน อ ยท่สี ดุ สาํ หรบั คานเหลก็ เสริมบนใหตอ ทาบกลาง คาน เหล็กเสรมิ ลางใหตอ ทาบทร่ี ิมเสาเหลก็ ปลอกระยะหา งตามแบบกอสรางกาํ หนดและตอ งเผ่ือระยะหุม คอนกรีตดว ย

-6- 3.4 เม่ือเสริมเหล็กเสร็จเรียบรอยแลว จะทําการติดตั้งแบบหลอโดยแบบหลอท่ีใชอาจเปนแบบ เหล็กหรือไมกไ็ ด แบบหลอตอ งไดดิง่ มีคํ้ายันและตรี ดั แบบหลอ ใหแข็งแรง 3.5 หาระดับหลังคานเพื่อใชในการเทคอนกรีต สวนมากการเทคอนกรีตคานจะเทลดระดับจาก หลังคานประมาณ 10 เซนติเมตรเพอ่ื ไวก อ สรางพ้ืน