การออกแบบคานรับแรงเฉือนของ ACI
$\phi V_n \geq V_u$ ….. (7)
โดยที่
$V_n$ คือ กำลังรับแรงเฉือนระpะ (Nominal Shear)
$V_u$ คือ แรงเฉือนประลัย (Ultimate shear force)
$\phi$ คือ ตัวคูณลดกำลัง
ค่าตัวคูณลดกำลังของแต่ละมาตรฐาน
| มาตรฐาน | $\phi$ |
| EIT1008-38, ACI318-89/99 | 0.85 |
| ACI318-08/11/14/19 | 0.75 |
ปริมาณเหล็กเสริมขั้นต่ำ
เพื่อให้โครงสร้างมีกำลังสำรองเพียงพอ มาตรฐาน ACI318 จึงกำหนดพื้นที่หน้าตัดของเหล็กเสริมลูกตั้งขั้นต่ำดังต่อไปนี้
ACI318-89/99
$A_{v,min} = 0.35sb_w/f_{vy}$ ….. (8)
ตั้งแต่ ACI318-02 เป็นต้นไป ได้เพิ่มข้อกำหนดดังต่อไปนี้
$A_{v,min} = 0.2(f’_c)^{0.5}sb_w/f_{vy}$ ….. (9)
โดยให้ใช้ค่ามากระหว่าง (8) และ (9)
ข้อยกเว้นของข้อกำหนดเกี่ยวกับปริมาณเหล็กลูกตั้งขั้นต่ำ
ACI318-89/99/02/05 กำหนดให้องค์อาคารต้องเสริมเหล็กอย่างน้อยเท่ากับ เหล็กเสริมรับแรงเฉือนขั้นต่ำ ($A_{v,min}$) เมื่อ $V_u > V_{limit}$ ยกเว้นองค์อาคารต่อไปนี้
- แผ่นพื้นและฐานราก
- การก่อสร้างระบบตง (Joist construction)
- คานที่มีความลึกไม่เกินกว่าค่าที่มากกว่า 250mm, 2.5 เท่าของความหนาปีกคาน, ครึ่งหนึ่งของความกว้างอกคาน
ACI318-08/11 กำหนดให้องค์อาคารต้องเสริมเหล็กอย่างน้อยเท่ากับ เหล็กเสริมรับแรงเฉือนขั้นต่ำ ($A_{v,min}$) เมื่อ $V_u > V_{limit}$ ยกเว้นองค์อาคารต่อไปนี้
- แผ่นพื้นและฐานราก
- ระบบกลวง (Hollow-core unit) ความลึกที่ยังไม่รงมคอนกรีตทับหน้าน้อยกว่า 315 mm. และเมื่อ $V_u \leq V_{limit}$
- การก่อสร้างระบบตง (Joist construction)
- คานที่มีความลึกไม่เกินกว่า 250 mm.
- คานที่หล่อเป็นเนื้อเดียวกับแผ่นพื้น ที่มีความลึกไม่เกิน 600 mm. และไม่เกินกว่า 2.5 เท่าของความหนาปีกคาน และครึ่งนึงของความกว้างอกคาน
- คานที่ก่อสร้างด้วยคอนกรีตเส้นใย (Steel fiber-reinforced normal concrete)
ACI318-14/19 กำหนดให้องค์อาคารต้องเสริมเหล็กอย่างน้อยเท่ากับ เหล็กเสริมรับแรงเฉือนขั้นต่ำ ($A_{v,min}$) เมื่อ $V_u > V_{limit}$ ยกเว้นองค์อาคารต่อไปนี้ (แต่ต้องเสริม $A_{v,min}$ เมื่อ $V_u > \phi V_c$)
| ประเภทคาน | เงื่อนไข |
| คานตื้น (Shallow) | $h \leq 250 mm$ |
| คานหล่อเป็นเนื้อเดียวกับพื้น | $h \leq$ ค่ามากระหว่าง $2.5t_f$ หรือ $0.5b_w$ และ $h \leq 600 mm$ |
| คานเหล็กเสริมเส้นใย และ $f’_c \leq 400 ksc$ | $h < 600 mm$ และ $V_u \leq 0.53\phi\lambda(f’_c)^{(0.5)}b_wd$ |
| คานระบบตง | ตามเงื่อนไขของ ACI318-11 |
การคำนวณปริมาณเหล็กลูกตั้ง
กรณีที่ 1
ไม่ต้องเสริมเหล็กรับแรงเฉือน (แม้กระทั่ง $A_{v,min}$) เมื่อ $V_u \leq V_{limit}$
โดยที่
$V_{limit} = 0.5\phi\lambda V_c$ (สำหรับ ACI318-89-14)
$V_{limit} = 0.26\phi \lambda (f’_c)^{(0.5)}b_wd$ (สำหรับ ACI318-19)
กรณีที่ 2
เสริมเหล็กปลอกขั้นต่ำ ($A_{v,min}$) เมื่อ $\phi V_c \geq V_u > V_{limit}$
โดยที่ระยะเรียงของเหล็กปลอกมากสุด ($S_{max}$) ต้องไม่เกินค่าดังต่อไปนี้
$S_{max} = ค่าน้อยกว่าระหว่าง s ที่คำนวณได้จาก A_{v,min} , 0.5d และ 600mm$
กรณีที่ 3
ต้องเสริมเหล็กรับแรงเฉือนเมื่อ $V_u > \phi V_c$
กรณี 3.1
เมื่อ $V_s \leq 1.1(f’_c)^{0.5}b_wd$
คำนวณระยะเรียงจาก $s=A_vf_{vy}d/V_s$
โดยที่ $s_{max} = d/2 \leq 600 mm$
กรณี 3.2
เมื่อ $1.1(f’_c)^{0.5}b_wd < V_s \leq 2.1(f’_c)^{0.5}b_wd$
คำนวณระยะเรียงจาก $s=A_vf_{vy}d/V_s$
โดยที่ $s_{max} = d/4 \leq 300 mm$
กรณี 4
เมื่อ $V_s \geq 2.1(f’_c)^{0.5}b_wd $ ให้เพิ่มขนาดหน้าตัด