เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก |
| เสา Columns เป็นโครงสร้างในแนวดิ่งที่ทำหน้าที่รับน้ำหนักตามแกนตั้ง เช่น หลังคา พื้นอาคาร คาน แรงลม
และแผ่นดินไหว โดยเสาจะถ่ายน้ำหนักโครงสร้างทั้งหมดลงสู่ฐานรากอีกทอดหนึ่ง โดยทั่วไป เสามีรูปร่างหลายลักษณะ ขึ้นอยู่กับการออกแบบทางสถาปัตยกรรม การใช้สอย และค่าก่อสร้าง เช่น รูปร่างสี่เหลี่ยมจัตุรัส สี่เหลี่ยมผืนผ้า เสากลม แปดเหลี่ยม หรือรูปร่างพิเศษอื่นๆ ซึ่งหากพิจารณาค่าก่อสร้าง เสารูปร่างสี่เหลี่ยมจะมีความประหยัดสูงสุด เมื่อเทียบเกับเสารูปร่างอื่นๆที่มีพื้นที่หน้าตัดเท่ากัน |
 |
| พฤติกรรมของเสาเมื่อรับน้ำหนัก เสามีคุณสมบัติในการรับน้ำหนักในแนวดิ่งได้ดี เมื่อเสารับน้ำหนักหรือแรงจากด้านข้างซึ่งถูกถ่ายจากพื้นอาคาร แรงลม หรือแผ่นดินไหว ทำให้เกิดแรงอัด Compression ในด้านที่รับน้ำหนักในขณะเดียวกัน ด้านตรงข้ามของเสา จะเกิดแรงดึง Tension พฤติกรรมเช่นนี้ ทำให้ต้องมีการออกแบบขนาดเสา และปริมาณเสริมเหล็กเพื่อรับแรงอัดและแรงดึงอย่างพอเพียง คอนกรีตมีคุณสมบัติในการับแรงอัดได้ดี แต่รับแรงดึงได้น้อยมาก ดังนั้น ในทางปฏิบัติจะไม่นำเสามารับแรงดึง เหล็กแกนในเสาจะช่วยเพิ่มความสามารถในการับแรงอัด แรงดึง และโมเมนตตัดได้ดี ดังนั้นการเสริมเหล็กจึงเป็นส่วนสำคัญในการรับแรงต่างๆที่มากระทำ เช่น แรงลม และแผ่นดินไหวได้ดี นอกจากนี้ การเพิ่มจำนวนเหล็กแกนเสา ทำให้สามารถลดขนาดพื้นที่หน้าตัดเสาให้เล็กลงได้ ความยาวของเสา มีผลต่อการรับน้ำหนัก เสาที่มีความสูงมาก หรือมีรูปร่างชะลูดมาก หมายถึงเสาที่มีอัตราส่วนความยาว ต่อ ระยะของด้านแคบของหน้าตัดเสาหรือเส้นผ่าศูนย์กลางของเสากลม มีค่าสูงเกินกว่า 15:1 เมื่อเสายาวมีการรับน้ำหนักเพิ่มมากขึ้น ที่หน้าเสาทั้งสองด้าน ในด้านที่ตรงข้ามกัน มีทั้งแรงอัด และแรงดึงเกิดขึ้น ทำให้เกิดการโก่งเดาะ Buckling และการโก่งตัวจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักที่มากระทำเพิ่มขึ้น จนกระทั่งเกิดการวิบัติ Failure ในลักษณะโก่งตัว แตกร้าว และหักในที่สุด สำหรับเสาที่มีลักษณะสั้น การวิบัติเกิดในลักษณะการยุบตัว Crushing ลงมา เช่นเดียวกับการทดสอบกดลูกปูนคอนกรีตในห้องปฏิบัติการคอนกรีต ถ้าน้ำหนักที่กดลงบนเสา ไม่เกินค่าที่วิศวกรคำนวณไว้ จะไม่เกิดการวิบัติทั้งสองลักษณะ เมื่อเพิ่มน้ำหนักเข้าไปในเสาเรื่อยๆ จนถึงจุดวิบัติ หาเสา มีเพียงแต่เหล็กแกนเสา ไม่มีเหล็กปลอกรัดรอบ เสาสามารถเกิดการวิบัติในลักษณะแตกระเบิด Bursting ก่อนเกิดการโก่งตัว เมื่อเสามีเหล็กปลอกรัดรอบเหล็กแกนเสา เหล็กปลอกช่วยต้านทานการแตกของคอนกรีตภายในได้ ดังนั้นการใส่เหล็กปลอกจึงทำให้เสาสามารถรับน้ำหนักได้มาก และมีความปลอดภัยมากขึ้น |