ရောမခေတ်တုန်းက ကွန်ကရစ်မှာ သံချောင်းမပါဘူး၊
ဒီနေ့ခေတ်ကျမှ ဘာလို့ သံချောင်း ထည့်သုံးကြတာလဲ?
ကွန်ကရစ် (Concrete) ဆိုတာ
သံချောင်း (Steel) မပါရင် ဆောက်လုပ်ရေးမှာ
သုံးလို့မရတဲ့ Material တော့ မဟုတ်ပါဘူး။
ရှေးရောမခေတ်ကတည်းက ကွန်ကရစ်ကို သုံးပြီး
ခမ်းနားတဲ့ အဆောက်အအုံကြီးတွေ
တည်ဆောက်ခဲ့ကြတာပါ။
ဒါပေမဲ့ အဲဒီခေတ်က Concrete Structure တွေမှာ
ဒီနေ့ခေတ်လို သံချောင်း (Reinforcing Steel) ထည့်သွင်း
အသုံးပြုခဲ့ခြင်း မရှိပါဘူး။
ဒါဆို အဲဒီခေတ်က အဆောက်အအုံတွေ
ဘယ်လိုမျိုး နှစ်ပေါင်းထောင်ချီ ခိုင်ခံ့နေခဲ့တာလဲ?
အဓိက လျှို့ဝှက်ချက်က Structure ရဲ့
ပုံသဏ္ဌာန် (Shape) နဲ့ Load စီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်း
(Load Path) ကြောင့်ပါ။
ကွန်ကရစ်ရဲ့ သဘာဝက ဖိအား (Compression) ကို
အလွန်ကောင်းမွန်စွာ ခံနိုင်ပေမဲ့
ဆွဲအား (Tension) ကိုတော့ ခံနိုင်ရည်
အင်မတန် အားနည်းပါတယ်။
ဒါကြောင့် ရှေးခေတ် အင်ဂျင်နီယာတွေဟာ
Arch ,Vault, Dome နဲ့ အထူကြီးတဲ့ နံရံတွေကို
သုံးပြီး သက်ရောက်လာတဲ့ Load အားလုံးနီးပါးကို
Compression အဖြစ်ပဲ သက်ရောက်အောင်
ဖန်တီးခဲ့ကြတာပါ။
ခေတ်သစ် အဆောက်အအုံတွေမှာတော့
ဒီအခြေအနေ ပြောင်းလဲသွားခဲ့ပါတယ်
Beam တွေ ပိုရှည်လာတယ်။
Slab တွေ ပိုပါးလာတယ်။
Building တွေ ပိုမြင့်လာတယ်။
Wind Load နဲ့ Earthquake Load
လို ဘေးတိုက်သက်ရောက်တဲ့ Lateral Load တွေ
ပိုများလာတယ်။
ဒါကြောင့် Simply Supported Beam တစ်ချောင်းပေါ်
Load သက်ရောက်လိုက်တဲ့အခါ အပေါ်ဘက်မှာ
Compression (ဖိအား) ဖြစ်ပေါ်ပြီး
အောက်ဘက်မှာ Tension (ဆွဲအား)
စတင်ဖြစ်ပေါ်လာပါတယ်။
ဒီနေရာမှာပဲ ကွန်ကရစ်ရဲ့ အားနည်းချက်က စတာပါပဲ။
Concrete is strong in compression, but weak in tension.
Tension များလာတာနဲ့အမျှ ကွန်ကရစ်မှာ
အက်ကြောင်း (Crack) တွေ စတင်ဖြစ်ပေါ်လာပါတယ်။
ဒါကြောင့် ကွန်ကရစ် မခံနိုင်တဲ့ Tension ကို
ဝင်ထိန်းပေးဖို့အတွက် Steel Reinforcement
(သံချောင်း) တွေကို ထည့်သွင်းအသုံးပြုလာကြတာ
ဖြစ်ပါတယ်။
Concrete က Compression (ဖိအား) ကို
အဓိက ထမ်းပေးတယ်။
Steel က Tension (ဆွဲအား) ကို အဓိကထမ်းပေးတယ်။
ဒါပေမဲ့ သံချောင်းထည့်ရတာ Tension ခံဖို့
တစ်ခုတည်းအတွက် မဟုတ်ပါဘူး!
ရေရှည်ဘေးကင်းရေးအတွက်
အရေးကြီးတဲ့ အချက်တစ်ခု ရှိပါသေးတယ်။
အဲဒါကတော့
Concrete က Brittle ဖြစ်ပြီး Steel က
Ductile ဖြစ်ပါတယ်။
Concrete (Brittle Material - ကျွတ်ဆတ်သော ပစ္စည်း)
သူ့ရဲ့ ခံနိုင်ရည် limit ကျော်သွားရင် ပုံသဏ္ဌာန်
ပြောင်းလဲမှု မပြဘဲ ချက်ချင်း ရုတ်တရက် ပြိုကျ
(Sudden Brittle Failure) ဖြစ်သွားတတ်ပါတယ်။
Steel (Ductile Material - ဆွဲဆန့်ခံနိုင်သော ပစ္စည်း)
Yield Point ရောက်သွားရင်တောင် ချက်ချင်း
ပြိုကျမသွားဘဲ သိသိသာသာ ပုံသဏ္ဌာန် ပြောင်းလဲ
သွားပြီးမှ (Deformation) ဖြည်းဖြည်းချင်း
failure ဖြစ်ပါတယ်။
ဒီ Ductility ဂုဏ်သတ္တိဟာ
Structural Safety အတွက် အသက်ပါပဲ။
ဥပမာ
RC Beam တစ်ချောင်းကို စနစ်တကျ Design တွက်ချက်ထားပြီး Concrete crushing မဖြစ်မီ
Steel ကို အရင် Yield ဖြစ်အောင် စီမံထားမယ်ဆိုရင်
Beam ဟာ ရုတ်တရက် ဝုန်းကနဲ ပြိုကျသွားမယ့်အစား
အက်ကြောင်းများ သိသိသာသာ ထွက်လာခြင်း (Cracking)
ရက်မ ကွေးညွတ်ဆင်းလာခြင်း (Deflection)
သံချောင်း စတင်ဆွဲဆန့်ခံရခြင်း (Steel Yielding)
စတဲ့ ကြိုတင်သတိပေးချက် (Warning Signs) တွေ
ကို ပြသပေးမှာ ဖြစ်ပါတယ်။
ဒါမှသာ အဆောက်အအုံထဲက လူတွေ အချိန်မီ
ဘေးလွတ်ရာ ပြေးထွက်နိုင်မှာပါ။
ဒါကြောင့် Structural Design မှာ
Strong ဖြစ်ရုံမကဘဲ Ductile ဖြစ်ဖို့ပါ
လိုအပ်ပါတယ်။
အထူးသဖြင့် ငလျင်ဒဏ်ခံ အဆောက်အအုံများ
Design လုပ်ရာတွင် (Earthquake Design)
Ductility ဟာ အသက်ပေါင်းများစွာကို
ကယ်တင်ပေးနိုင်တဲ့ သော့ချက် ဂုဏ်သတ္တိတစ်ခု
ဖြစ်ပါတယ်။
သံချောင်း ပါတိုင်းရော Ductile ဖြစ်သွားပါသလား?
မဟုတ်ပါဘူး။ သံချောင်း ထည့်ထားရုံနဲ့
RC Structure တိုင်း Ductile မဖြစ်နိုင်ပါဘူး။
Reinforcement ratio, detailing, anchorage နဲ့ confinement စတာတွေကို စနစ်တကျ
မတွက်ချက်ဘဲလုပ်ထားရင် Structure ဟာ
Warning မပေးဘဲ sudden failure
ဖြစ်သွားနိုင်ပါတယ်။
ဒါကြောင့် RC Beam Design တွက်ချက်တဲ့အခါ အင်ဂျင်နီယာတွေက
Steel Yield
Large Deformation
Warning Sign
Final Failure (ကျွန်တော်တို့ လိုချင်သော ပုံစံ)
Concrete Crushing - Sudden Brittle Failure (အလွန် အန္တရာယ်များ၍ မလိုချင်သော ပုံစံ)
အထက်ပါအတိုင်း Warning ပေးနိုင်စေရန်အတွက်
Under-reinforced Section ဖြစ်အောင်
Design လုပ်ရခြင်း ဖြစ်ပါတယ်။
စနစ်တကျ ပေါင်းစပ်ထားတဲ့ Composite Material
နောက်ထပ် စိတ်ဝင်စားစရာ အချက်တစ်ခုကတော့
Steel နဲ့ Concrete ရဲ့ အပူကြောင့်
ကားထွက်/ကျုံ့ဝင်မှု နိယာမ (Thermal Expansion Coefficient) ဟာ အတော်လေး နီးစပ်တာပဲ
ဖြစ်ပါတယ်။
ရာသီဥတုနှင့် အပူချိန် ပြောင်းလဲတဲ့အခါ
အတူတကွ Expand / Contract လုပ်နိုင်တာကြောင့်
ဒီနှစ်ခုဟာ Standard Composite Material
တစ်ခုအဖြစ် ပေါင်းစပ် အလုပ်လုပ်နိုင်ကြတာပါ။
နိဂုံးချုပ်ရရင်
Reinforced Concrete (RC) ဆိုတာ ကွန်ကရစ်ထဲ
သံချောင်း ထည့်ထားရုံ သက်သက် မဟုတ်ပါဘူး။
Concrete ရဲ့ Compression Strength
Steel ရဲ့ Tensile Strength + Ductility
ဒီ နှစ်ခုလုံးရဲ့ အားသာချက်တွေကို
ပေါင်းစပ်ပြီး တစ်ခုရဲ့ အားနည်းချက်ကို
တစ်ခုက ဖြည့်ဆည်းပေးထားသည့်
အဆင့်မြင့် Structural Material ဖြစ်ပါတယ်။
Ancient Concrete survived by keeping loads mainly in compression.
Modern Reinforced Concrete survives by combining strength with ductility.
ဒါကြောင့် RC Design မှာ အင်ဂျင်နီယာတွေရဲ့
အဓိက ရည်ရွယ်ချက်က မပြိုအောင်ဘဲမဟုတ်ဘဲ၊
ပြိုမယ်ဆိုရင်တောင် အရင် Warning
ပေးနိုင်အောင် Design လုပ်ကြတာပဲ ဖြစ်ပါတယ်။
Credit : Tin Ko Ko
(KSI Engineering)
