การคำนวณกำลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตเมื่อมีแรงตามแนวแกนร่วมด้วย

ACI318

ACI318 ได้กำหนดวิธีคำนวณกำลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตที่มีแรงตามแนวแกนร่วมด้วยไว้ดังนี้

สำหรับองค์อาคารที่มีแรงอัดตามแนวแกนร่วมด้วย

$V_c = 0.53(1+0.0071N_u/A_g)\lambda(f’_c)^{0.5}b_wd$ ….. (10)

สำหรับองค์อาคารที่มีแรงดึงตามแนวแกนร่วมด้วย

$V_c = 0.53(1+0.029N_u/A_g)\lambda(f’_c)^{0.5}b_wd$ ….. (11)

เมื่อ
$N_u$ คือแรงประลัยตามแนวแกน (มีค่าเป็นบวกเมื่อเป็นแรงอัดและมีค่าเป็นลบเมื่อเป็นแรงดึง) (กก.)
$A_g$ คือพื้นที่หน้าตัดทั้งหมดของคาน ($b_wh$) (cm²)

ACI318-14

ได้ให้ทางเลือกในการคำนวณเพื่อเติมดังนี้

จากสมการที่ (1) การคำนวณกำลังรับแรงเฉือนที่ไม่มีแรงตามแนวแกน

$V_c = (0.50\lambda(f’_c)^{0.5} + 176\rho_w(V_ud/M_u))b_wd \leq 0.93(f’_c)^{0.5}b_wd$ ….. (1)

โดยให้แทนค่า $M_u$ ด้วย $M_m$ โดยที่

$M_m = M_u – (N_u/8)(4h-d)$ ….. (12)

และ $(V_ud/M_m)$ ไม่จำเป็นต้องน้อยกว่า 1

หรือใช้สมการอย่างง่ายดังนี้

$V_c = 0.92\lambda\Gamma(f’_c)^{0.5}b_wd$ …. (13)

โดยที่

$\Gamma = (1+0.29N_u/A_g)^{0.5}$ …. (14)

ACI318-19

ได้กำหนดสมการการคำนวณกำลังรับแรงเฉือนของคอนกรีตออกเป็น 2 กรณี โดยขึ้นกับปริมาณเหล็กเสริมลูกตั้ง ($A_v$) ดังนี้

กรณีที่ 1 องค์อาคารที่มีปริมาณเหล็กเสริมลูกตั้ง ($A_v$) มากกว่า $A_{v,min}$ สามารถใช้สมการที่ (15) หรือ (16) สมการใดสมการหนึ่ง

$V_c = (0.53\lambda(f’_c)^{0.5} + N_u/(60A_g))b_wd$ ….. (15)

$V_c = (2.1\lambda(\rho)^{1/3}(f’_c)^{0.5} + N_u/(60A_g))b_wd$ ….. (16)

กรณีที่ 2 องค์อาคารที่่ไม่มีการเสริมเหล็กเสริมลูกตั้ง ($A_v$) หรือเสริมน้อยกว่า $A_{v,min}$ ให้ใช้สมการที่ (17)

$V_c = (2.1\lambda_s\lambda(\rho)^{1/3}(f’_c)^{0.5} + N_u/(60A_g))b_wd$ ….. (17)

โดยที่

$N_u/(60A_g) \leq 0.05f’_c$

$\lambda_s$ คือค่าน้อยระหว่าง $1$ และ $(2/(1+0.004d))^{0.5}$

และ $V_c$ จากสมการที่ (15), (16) และ (17) ต้องมีค่าไม่เกิน $V_{c,max}$

โดยที่

$V_{c,max} = 1.3\lambda(f’_c)^{0.5}b_wd$