เกี่ยวกับโครงการ
โครงการนี้เป็นการเสริมกำลังเสาอากาศโครงถักเหล็กสูงประมาณ 39 เมตร ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถานีฐานโทรคมนาคมที่ Gizdavac เขต Split–Dalmatia ของ Hrvatski Telekom d.d. ระหว่างงานขุด พบว่าฐานราก Concrete เดิมตื้นกว่าที่คาดไว้มาก และไม่สามารถตรวจสอบสภาพและแรงยึดเหนี่ยวของพุกเดิมได้อย่างน่าเชื่อถือ การค้นพบนี้ทำให้แนวทางการออกแบบเริ่มแรกใช้ไม่ได้ ซึ่งอาศัยการขยายฐานรากและการใช้พุกเดิมรับแรงดึง
โครงสร้างประกอบด้วยเสาโครงถักเหล็กที่ผลิตจากเหล็ก S355 และออกแบบตาม EN 1090-2 ชั้นการก่อสร้าง EXC3
เพื่อรักษาเสาไว้และหลีกเลี่ยงงานรื้อถอนเปลี่ยนใหม่ขนาดใหญ่ จึงมีการปรับแนวคิดด้านโครงสร้าง ฐานรากเดิมถูกจำลองในแบบจำลองโดยรวมเป็นจุดรองรับที่รับเฉพาะแรงอัด ขณะที่ปฏิกิริยาแรงดึงทั้งหมดถูกส่งต่อไปยังส่วนฐานรากที่ก่อสร้างใหม่ผ่านอะแดปเตอร์เหล็กเหนือฐานราก แนวทางนี้ลดการแทรกแซงภายในขอบเขตพื้นที่หน้างานที่จำกัด และทำให้เสายังใช้งานได้ตลอดช่วงส่วนใหญ่ของกระบวนการเสริมกำลัง พร้อมทั้งจำกัดความไม่แน่นอนของโครงสร้างไว้เฉพาะชิ้นส่วนที่ออกแบบใหม่ซึ่งตรวจสอบได้
ความท้าทายทางวิศวกรรม
ความท้าทายหลักคือกำลังรับแรงดึงของฐานรากและพุกเดิมที่ไม่น่าเชื่อถือ และไม่สามารถยืนยันได้จากการตรวจสอบ นอกจากนี้ พื้นที่ที่ใช้ก่อสร้างฐานรากใหม่ยังถูกจำกัดอย่างมากจากแนวเขตที่ดิน สิ่งติดตั้งเดิม และแนวเขตป้องกัน การกระจายตัวของเสาอากาศและอุปกรณ์ตามความสูงของเสาที่ไม่สมมาตรทำให้เกิดความเยื้องศูนย์และผลของการบิดอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ปฏิกิริยาแรงดึงที่จุดรองรับแต่ละจุดเพิ่มขึ้น
การออกแบบโครงสร้างดำเนินการตาม EN 1990 และ EN 1991 โดยเน้นเป็นพิเศษที่ EN 1991-1-4 สำหรับแรงลม กรณีแรงกระทำประกอบด้วยแรงกระทำถาวร แรงกระทำแปรผัน และแรงกระทำระหว่างการติดตั้ง โดยกำหนดชุดการรวมแรงที่ควบคุมเพื่อให้ครอบคลุมปฏิกิริยาแรงดึงสูงสุดที่ฐานเสา
ในระดับท้องถิ่น อะแดปเตอร์เหล็กเหนือฐานรากซึ่งทำจากหน้าตัด HEB550 ต้องมีการตรวจสอบเสถียรภาพของเอวและปีกอย่างรอบคอบ ระบบพุกต้องถูกออกแบบภายในบล็อก Concrete ที่แคบ ทำให้ระยะขอบ ผลของกลุ่มพุก และปฏิสัมพันธ์ของเหล็กเสริมมีความสำคัญอย่างยิ่ง
มีการพิจารณากลไกการวิบัติของพุกที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ได้แก่ การวิบัติแบบกรวย Concrete การวิบัติแบบถอนหลุด การดึงพุกออก การวิบัติจากแรงเฉือน และการวิบัติของเหล็ก พร้อมทั้งผลของกลุ่มพุกและส่วนร่วมของเหล็กเสริม
แนวทางแก้ไขและผลลัพธ์
แนวคิดด้านโครงสร้างที่ปรับปรุงใหม่แยกความไม่แน่นอนออกจากองค์ประกอบที่ควบคุมได้ ในแบบจำลอง FEM โดยรวม ฐานรากเดิมถูกกำหนดให้รับเฉพาะแรงอัด จึงไม่ต้องพึ่งพากำลังรับแรงดึงของฐานรากเดิม แรงดึงถูกถ่ายผ่านอะแดปเตอร์เหล็ก HEB550 ที่มีแผ่นเสริมความแข็งซึ่งปรับให้เหมาะสมเฉพาะที่ ไปยังโซนฐานราก Concrete ใหม่ โดยยึดด้วยพุกฝังในคอนกรีต
IDEA StatiCa Module การเชื่อมต่อ ถูกใช้เพื่อจำลองและตรวจสอบโครงสร้างย่อยเหนือฐานราก ซอฟต์แวร์ช่วยให้ประเมินจุดต่อแบบยึดด้วยสลักเกลียว ผลของแรงงัด แรงเฉือนร่วมกับแรงดึงในสลักเกลียว และเสถียรภาพเฉพาะที่ของหน้าตัด HEB550 ได้อย่างละเอียด การปรับรูปทรงและตำแหน่งของแผ่นเสริมความแข็งซ้ำหลายรอบช่วยลดความเค้นสูงสุดและทำให้การไหลของแรงเป็นไปอย่างสมเหตุสมผล ส่งผลให้ได้รายละเอียดที่เอื้อต่อการก่อสร้าง
IDEA StatiCa Detail 3D ถูกนำมาใช้ในการออกแบบกลุ่มพุกฝังในคอนกรีตของฐานรากใหม่ กลไกการวิบัติที่เกี่ยวข้องทั้งหมดถูกตรวจสอบตาม EN 1992-4 โดยพิจารณาผลของกลุ่มพุกและ Concrete ที่แตกร้าวอย่างครบถ้วน ข้อได้เปรียบสำคัญคือการรวมส่วนร่วมของเหล็กเสริมในโซนยึดพุกไว้อย่างชัดเจน ซึ่งทำให้ได้กำลังรับน้ำหนักเพียงพอแม้ฐานรากมีขนาดแคบและความลึกฝังจำกัด
ที่สภาวะขีดจำกัดประลัย (ULS) ได้ตรวจสอบกำลังรับน้ำหนักของชิ้นส่วนเหล็ก Concrete และพุก ที่สภาวะขีดจำกัดการใช้งาน (SLS) ได้ประเมินการเคลื่อนตัวของเสา การหมุนที่ฐาน และผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่ติดตั้ง รวมถึงผลของการบิดจากการกระจายตัวของเสาอากาศที่ไม่สมมาตร
แนวทางแก้ไขขั้นสุดท้ายเป็นไปตามข้อกำหนดสภาวะขีดจำกัดประลัยและสภาวะขีดจำกัดการใช้งานทั้งหมด การเคลื่อนตัวของเสาและการหมุนที่ฐานอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ ผลของการบิดถูกควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการก่อสร้างแล้วเสร็จภายในพื้นที่หน้างานที่จำกัดโดยไม่ต้องใช้งานชั่วคราวขนาดใหญ่ เมื่อเทียบกับทางเลือกอื่น เช่น การเปลี่ยนฐานรากทั้งหมดหรือเสาเข็มขนาดเล็ก แนวคิดที่เลือกใช้ช่วยลดความเสี่ยง ระยะเวลา และต้นทุนการก่อสร้าง โดยยังคงความโปร่งใสและการตรวจสอบย้อนกลับได้ในการออกแบบ
ได้มีการประเมินแนวทางทางเลือกอื่น ได้แก่ การเปลี่ยนฐานรากทั้งหมด เสาเข็มขนาดเล็ก และกลยุทธ์การยึดพุกใหม่ แต่ไม่ได้เลือกใช้ เนื่องจากความซับซ้อนในการก่อสร้างที่เพิ่มขึ้น การหยุดให้บริการที่นานขึ้น และความไม่แน่นอนทางธรณีเทคนิคที่สูงกว่า
สรุป
จากการกำหนดแนวคิดจุดรองรับใหม่และการถ่ายแรงดึงไปยังโครงสร้างย่อยเหนือฐานรากที่ออกแบบใหม่ ทำให้การเสริมกำลังเสาอากาศ Gizdavac แล้วเสร็จสำเร็จโดยไม่ต้องพึ่งพากำลังรับน้ำหนักที่ไม่แน่นอนของฐานรากเดิม การใช้งานร่วมกันของ Connection และ Detail application ช่วยให้ตรวจสอบจุดต่อ แผ่นเสริมความแข็ง และกลุ่มพุกฝังในคอนกรีตได้อย่างแม่นยำ รวมถึงปฏิสัมพันธ์ของเหล็กเสริม ผลลัพธ์คือแนวทางแก้ไขที่ตรวจสอบได้และก่อสร้างได้จริง ซึ่งปรับให้เหมาะกับข้อจำกัดด้านพื้นที่ที่เข้มงวดและข้อกำหนดการใช้งานต่อเนื่อง แสดงให้เห็นว่าการวิเคราะห์ดิจิทัลที่ตรงเป้าหมายสามารถลดความเสี่ยงด้านโครงสร้างในโครงการเสริมกำลังได้อย่างมีนัยสำคัญ
เกี่ยวกับ DI PLAN d.o.o.
DI PLAN d.o.o. เป็นบริษัทวิศวกรรมโครงสร้างของประเทศโครเอเชีย ที่เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้างเหล็กและ Concrete โดยเน้นอย่างมากที่การเสริมกำลัง การปรับปรุงยกระดับ และระบบรับน้ำหนักที่ซับซ้อน บริษัทผสานการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขขั้นสูงเข้ากับความเข้าใจด้านการก่อสร้างเชิงปฏิบัติ เพื่อส่งมอบแนวทางแก้ไขที่ถูกต้องทางเทคนิค โปร่งใส และปรับให้เหมาะกับสภาพหน้างานจริง ด้วยการใช้เครื่องมือสมัยใหม่อย่าง IDEA StatiCa อย่างสม่ำเสมอ DI PLAN d.o.o. สนับสนุนลูกค้าในการสร้างโครงสร้างที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ ในโครงการโครงสร้างพื้นฐานและโทรคมนาคม
