Complementary shear stress คือ ความเค้นเฉือนที่เกิดขึ้นในลักษณะที่ต้องมีอยู่ร่วมกันเพื่อให้วัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลทางโมเมนต์ (moment equilibrium). พูดง่ายๆ คือ ถ้ามีความเค้นเฉือนในแนวดิ่ง ก็จะต้องมีความเค้นเฉือนในแนวนอนที่ตั้งฉากกับแนวดิ่งด้วยเสมอ เพื่อหักล้างโมเมนต์ที่เกิดขึ้นจากความเค้นเฉือนแนวแรก.
คำอธิบายเพิ่มเติม:
- ความเค้นเฉือน (Shear stress): คือ แรงที่กระทำขนานกับพื้นที่หน้าตัดของวัตถุ พูดง่ายๆ คือ แรงที่พยายามจะ “เฉือน” หรือ “ตัด” วัตถุออกเป็นสองส่วน
- สภาวะสมดุลทางโมเมนต์ (Moment equilibrium): คือ สภาวะที่ผลรวมของโมเมนต์รอบจุดใดๆ ของวัตถุเป็นศูนย์ ทำให้วัตถุไม่หมุนอยู่ในสภาวะสมดุล.
- Complementary shear stress
อธิบายได้ว่า:
- ถ้ามีแรงเฉือนกระทำบนระนาบหนึ่งของวัตถุ จะต้องมีแรงเฉือนอีกชุดหนึ่งที่กระทำบนระนาบที่ตั้งฉากกับระนาบแรกเสมอ เพื่อให้วัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลทางโมเมนต์.
- ความเค้นเฉือนทั้งสองชุดนี้จะมีขนาดเท่ากัน แต่ทิศทางตรงกันข้าม (ไม่เท่ากันก็ได้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ที่พิจารณา การวิเคราะห์แรงเฉือนในทั้งสองทิศทางจึงมีความสำคัญในการออกแบบโครงสร้าง)
- ความสำคัญ:
การเข้าใจ complementary shear stress มีความสำคัญในการออกแบบโครงสร้างที่แข็งแรงและปลอดภัย เพราะความเค้นเฉือนที่เกิดขึ้นอาจนำไปสู่การแตกร้าว (cracking) หรือการวิบัติ (failure) ของวัสดุได้ หน้าตัดคอนกรีตของฐานราก เสา คาน พื้น และเหล็กเสริม มีความสำคัญในการต้านทานแรงเฉือน


ตัวอย่างการใช้เหล็กปลอก (Stirrup) คาน เสา ในงานคอนกรีตเสริมเหล็ก มีหน้าที่หลักในการยึดเหล็กแกนของโครงสร้างให้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการ, รับแรงเฉือน, และป้องกันการปริแตกของคอนกรีต. นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับโครงสร้างโดยรวม.
ประเภทของเหล็กปลอก:
เหล็กปลอกเกลียว (Spirals): มักใช้ในเสารูปวงกลม โดยจะพันเป็นเกลียวรอบเหล็กแกน ช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและป้องกันการแตกร้าวของคอนกรีตได้ดีกว่าเหล็กปลอกเดี่ยว.
เหล็กปลอกเดี่ยว (Ties): เป็นเหล็กปลอกที่ใช้ในเสาและคานทั่วไป.
นายธนะชัย เพ็ญสุภา
Structural Engineer, Rhino Rebar and Precast Co.,Ltd.
ใบอนุญาตประกอบวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม (กว.) โดยสภาวิศวกร


