5.5 การตรวจสอบสภาวะการใช้งาน

การประเมินสภาวะการใช้งานดำเนินการสำหรับการจำกัดความเค้น ความกว้างรอยร้าว และขีดจำกัดการโก่งตัว ความเค้นใน Concrete และองค์ประกอบเหล็กเสริมจะถูกตรวจสอบตาม ACI 318-19 ในลักษณะเดียวกับที่กำหนดไว้สำหรับกำลัง

การจำกัดความเค้น

ต้องตรวจสอบความเค้นอัดที่ยอมให้ของ Concrete ที่น้ำหนักบรรทุกใช้งานสำหรับชิ้นส่วนอัดแรงคลาส U และ T ตามตาราง R24.5.2.1 ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบการจำกัดความเค้นสำหรับ Concrete ที่สมมติว่าแตกร้าว ผู้ใช้ต้องกำหนดคลาสของชิ้นส่วนอัดแรงในการตั้งค่าชิ้นส่วนที่ออกแบบ

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Prestressed flexural member class selection}}}$$

ACI 318-19 24.5.4.1 กำหนดให้ความเค้นอัดที่ยอมให้สำหรับชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักบรรทุกชั่วคราวเท่ากับ 0.6f_c'. ขีดจำกัดความเค้นอัดที่ 0.45f_c' ถูกกำหนดขึ้นเพื่อลดโอกาสการวิบัติของชิ้นส่วน Concrete อัดแรงจากน้ำหนักบรรทุกซ้ำ ขีดจำกัดนี้ยังดูสมเหตุสมผลในการป้องกันการเสียรูปจากครีพที่มากเกินไป ที่ค่าความเค้นสูงขึ้น ความเครียดจากครีพมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อความเค้นที่กระทำเพิ่มขึ้น

ความเค้นอัดใน Concrete ประเมินจากอัตราส่วนระหว่างความเค้นอัดหลักสูงสุด f_c = σ_c2 ที่ได้จากการวิเคราะห์ FE สำหรับสภาวะการใช้งานกับค่าขีดจำกัด ซึ่งกำหนดตามตาราง 24.5.4.1

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Concrete compressive stress limits at service loads}}}$$

ในแอปพลิเคชัน การอัดแรงบวกน้ำหนักบรรทุกต่อเนื่อง จะถือเป็นชุดการรวมน้ำหนักบรรทุกระยะยาว และ การอัดแรงบวกน้ำหนักบรรทุกทั้งหมด จะถือเป็นชุดการรวมน้ำหนักบรรทุกระยะสั้น

การโก่งตัว

ตามประเภทของชุดการรวมน้ำหนักบรรทุกที่เลือก (ระยะยาวหรือระยะสั้น) ระบบจะประเมินการโก่งตัวระยะยาวหรือระยะสั้น ผู้ใช้ต้องกำหนดค่าการโก่งตัวสูงสุดที่ยอมให้ และต้องพิจารณาให้สอดคล้องกับ ACI 138-19 24.2. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Maximum allowable deflection value}}}$$

ในแอปพลิเคชัน สามารถแสดงการโก่งตัวจากน้ำหนักบรรทุกคงที่ Δ_DL และน้ำหนักบรรทุกจร Δ_LL แยกกัน รวมถึงการโก่งตัวรวม Δ_Tot (น้ำหนักบรรทุกคงที่+น้ำหนักบรรทุกจร) พร้อมแสดงรูปร่างที่เสียรูปได้

ไม่สามารถตรวจสอบการโก่งตัวที่ปลายที่ถูกตัดได้

ความกว้างรอยร้าว

ความกว้างและทิศทางของรอยร้าวคำนวณสำหรับชุดการรวมน้ำหนักบรรทุกสภาวะการใช้งานระยะสั้น หรือระยะยาว เนื่องจาก ACI ไม่ได้กำหนดขีดจำกัดความกว้างรอยร้าวโดยตรง ผู้ใช้จึงต้องกำหนดความกว้างรอยร้าวจำกัด w_lim

ผลการตรวจสอบแสดงดังนี้:

$$\frac{w}{w_{lim}}$$

โดยที่:

w         ความกว้างรอยร้าวระยะสั้นหรือระยะยาวที่คำนวณจากการวิเคราะห์ FE

w_lim     ค่าขีดจำกัดของความกว้างรอยร้าวที่ผู้ใช้กำหนด

วิธีคำนวณความกว้างรอยร้าวที่ใช้ในแอปพลิเคชัน ซึ่งอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมในเอกสารนี้ เป็นไปตาม ACI 224R-01 ดังนั้นจึงสามารถใช้ตาราง 4.1 ของ ACI 224R-01 เพื่อกำหนดค่าขีดจำกัดของความกว้างรอยร้าวได้

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Reasonable crack widths for reinforced concrete under service load}}}$$

การคำนวณความกว้างรอยร้าวมีสองวิธี (การแตกร้าวแบบคงที่และแบบไม่คงที่) ในกรณีทั่วไป (การแตกร้าวแบบคงที่) ความกว้างรอยร้าวคำนวณโดยการอินทิเกรตความเครียดบนองค์ประกอบ 1 มิติของเหล็กเสริม จากนั้นทิศทางของรอยร้าวจะคำนวณจากจุดอินทิเกรชันสามจุดที่ใกล้ที่สุด (จากจุดศูนย์กลางของ Finite Element 1 มิติของเหล็กเสริมที่พิจารณา) ขององค์ประกอบ Concrete 2 มิติ แม้ว่าแนวทางการคำนวณทิศทางรอยร้าวนี้จะไม่สอดคล้องกับตำแหน่งจริงของรอยร้าว แต่ก็ยังให้ค่าที่เป็นตัวแทนซึ่งนำไปสู่ผลลัพธ์ความกว้างรอยร้าวที่สามารถเปรียบเทียบกับค่าความกว้างรอยร้าวที่มาตรฐานกำหนด ณ ตำแหน่งของเหล็กเสริมได้