Civil Engineering Commons^™

Design And Performance Of Cost-Effective Ultra-High Performance Concrete For Prefabricated Elements, Weina Meng

Doctoral Dissertations

"This study presented in this thesis aims to: (1) develop a mixture design methodology for cost-effective ultra-high-performance concrete (UHPC) incorporating high volume of supplementary cementitious materials and conventional concrete and masonry sands; (2) developed UHPC with adapted rheology incorporating lightweight sand, hybrid fibers, and nanomaterials with improved properties; (3) design prefabricated UHPC panels with fiber-reinforced polymers (FRP) for enhanced flexural properties of stay-in-place panels made with optimized UHPC; and (4) explore potential applications of such UHPC elements. The proposed design methodology produced UHPC mixtures with 28-days compressive strengths higher than 125 and 168 MPa under standard water curing and 1-d …

High-Volume Recycled Materials For Sustainable Transportation Infrastructure, Seyedhamed Sadati

Doctoral Dissertations

"The objective of this study is to investigate the feasibility of using high performance concrete made with high-volume of recycled materials in transportation infrastructure. The main focus was to develop mixtures for rigid pavement construction. A variety of fine and coarse recycled concrete aggregates (RCA) were investigated. The feasibility of replacing 50% of Portland cement with industrial by-products and supplementary cementitious materials (SCMs) was also evaluated. Experimental program was conducted to quantify the effect of concrete mixture design and RCA characteristics on mechanical properties, drying shrinkage, cracking potential, and durability of concrete. The development of a database and analysis using …

Design And Performance Of Cost-Effective Ultra High Performance Concrete For Bridge Deck Overlays, Mahdi Valipour

Doctoral Dissertations

"The main objective of this research is to develop a cost-effective ultra-high performance concrete (UHPC) for bonded bridge deck overlays. The high durability and mechanical properties of such repair material can offer shorter traffic closures and prolong the service life of the pavement. The UHPC was optimized using supplementary cementitious materials (SCMs), proper combinations of sands, and adequate selection of fiber types and contents. Packing density studies included paste, sand, and fiber combinations. The robustness of optimized UHPC mixtures to variations of mixing and curing temperatures was examined. The efficiency of various shrinkage mitigation approaches in reducing autogenous and drying …

Long-Period Fiber Grating Corrosion Sensors For Life-Cycle Monitoring And Assessment Of Reinforced Concrete Structures, Yizheng Chen

Doctoral Dissertations

"This study aims to: (1) explore, develop, calibrate and validate Fe-C coated, long period fiber grating (LPFG) sensors for short-term mass loss measurement of the Fe-C coating; (2) develop, calibrate, and validate steel tube-encapsulated, fiber optic probes and LPFG sensors for long-term mass loss detection of the steel tube; (3) correlate the corrosion process of packaging metal materials with that of steel bars in direct contact with the packaged probe or sensor except for a thin insulation tape; and (4) apply both types of corrosion sensors into reinforced concrete (RC) structures for reinforcing bar corrosion monitoring and structural condition assessment. …

Enhancing The Existing Microscopic Simulation Modeling Practice For Express Lane Facilities, Kelvin S. Machumu

UNF Graduate Theses and Dissertations

The implementation of managed lanes (MLs), also known as dynamically priced express lanes, to improve freeway traffic flow and personal throughput is on the rise. Congestion pricing is increasingly becoming a common strategy for congestion management, often requiring microscopic simulation during both planning and operational stages. VISSIM is a recognized microscopic simulation software used for analyzing the performance of managed lanes (MLs). This thesis addressed two important microscopic simulation issues that affect the evaluation results of MLs.

One of the microscopic simulation issues that has not yet been addressed by previous studies is the required minimum managed lane routing decision …

Strength Property Variability In Microbial Induced Calcite Precipitation Soils, Jacob Fuller

UNF Graduate Theses and Dissertations

Microbial Induced Calcite Precipitation (MICP) is an attractive alternative for a variety geotechnical ground improvement practices commonly used today and has a variety of potential applications. This research focuses primarily on its use as a soil stabilization technique using the bacteria Sporosarcina Pasteurii and a single injection point percolation method adapted from previous research in granular soils. This method, and most published data, show an inherent variability in both physical and engineering properties due to the distribution of precipitated calcite within the specimen. The focus of this research is on the quantification of the variability in shear strength parameters induced …

Modeling Algae Powered Neighborhood Through Gis And Bim Integration, Florina Dutt, Steven Jige Quan, Erik Woodworth, Daniel Castro-Lacouture, Ben J. Stuart, Perry Pei-Ju Yang

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

This paper aims to propose a modeling method for algae powered neighborhoods through GIS-BIM integration. In the first part of the paper, the applicability of different types of algae systems in an urban neighborhood are studied. The various systems of algae provide different strengths and weakness that affect their performance and suitability for given urban scenarios. Through extensive literature review, the variables that affect the performance of the micro-algae in the built environment are identified, with a focus on flat-panel photo bio-reactors and tubular photobioreactors. A previous GIS model for data management, performance analysis and design of the algae systems …

Reducing Model Selection Computational Cost By Metamodeling The Evidence, Ramin Madarshahian

Theses and Dissertations

Modeling is an abstraction of reality that lets a designer or engineer perform simulations with a “real” object or structure without testing it physically. However, the result of simulations is as good as their models. Selecting the best model among many candidates is another challenge.

Complex models could translate into more accurate predictions, but they also require larger computational effort. The Bayes factor is often used to compare different models considering the data and analyst’s experience. To obtain the Bayes factor, the Bayesian model evidence is calculated; however, calculating the Bayesian model evidence of computationally expensive models is not a …

Investigating The Feedstock Properties And Process Conditions Influencing The Characteristics Of Products Generated From The Hydrothermal Carbonization Of Organic Feedstocks, Liang Li

Theses and Dissertations

Hydrothermal carbonization (HTC) is a novel environmentally beneficial thermal conversion process for the transformation of organic feedstocks to value-added products. However, little is known about the role of feedstock properties and/or process conditions during carbonization. This study was conducted to determine the parameters most influential during the HTC of organic feedstocks. Experiments and statistical analyses were conducted to: (1) determine the effect of specific feedstocks, feedstock interactions, and process conditions on carbonization product characteristics; (2) understand how initial liquid characteristics influence product characteristics and evaluate the significance of these initial liquid characteristics in predicting product characteristics; and (3) develop statistical …

Characterization Of Subgrade Resilient Modulus For Mepdg And The Effects On Pavement Rutting, Md Mostaqur Rahman

Theses and Dissertations

In 2008, the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) released a modified pavement design method (i.e., the Mechanistic Empirical Pavement Design Guide (MEPDG)) based on Long Term Pavement Performance (LTPP) data from all over the United States. The MEPDG default design parameters developed from the LTPP database are expected to be significantly different than those for South Carolina material, traffic and weather conditions, thus the default design parameters may not be accurate for South Carolina. Therefore, the new pavement design method should be calibrated for South Carolina conditions by performing MEPDG local calibration.

Different input variables should …

Confluence Of Density Currents Produced By Lock-Exchange, Hassan Ismail

Theses and Dissertations

Density currents represent a broad classification of flows driven by the force of gravity acting on a fluid with variable density. With examples of density currents including turbidity currents, sand storms, salt wedges in tidal rivers, and oil spills, a great deal of attention has been previously given to understanding the underlying mechanisms of such flows and implications of those flows on fluid, species, and sediment transport. Although documented confluences occur naturally in terrestrial and submarine settings,little attention has been given to understanding the confluence of two density currents.

This study furthers the state of knowledge on density current confluences …

Performance Assessment Of Hsrm Concrete Ties Through Finite Element Model Simulations, Adam I. Zeitouni

Theses and Dissertations

Concrete ties have become a promising alternative to timber ties for freight lines with increased curvature, high annual traffic, and large axle loads. They are also widely adopted in passenger lines. High strength (HS) concrete is the material of choice in the fabrication of prestressed concrete railroad ties. The higher strength of the concrete is directly related to higher values of the Elastic Modulus, thus increasing the rigidity of the material. The combination of increased strength, rigidity, and the material brittleness may lead to the development of high amplitude stresses with high gradients, which appears to be a common underlying …

Intermodal Network Design And Expansion For Freight Transportation, Fateme Fotuhiardakani

Theses and Dissertations

Over the last 50 years, international trade has grown considerably, and this growth has strained the global supply chains and their underlying support infrastructures. Consequently, shippers and receivers have to look for more efficient ways to transport their goods. In recent years, intermodal transport is becoming an increasingly attractive alternative to shippers, and this trend is likely to continue as governmental agencies are considering policies to induce a freight modal shift from road to intermodal to alleviate highway congestion and emissions. Intermodal freight transport involves using more than one mode, and thus, it is a more complex transport process. The …

Product Qualification And Performance Assessment Of Hsrm Prestressed Concrete Railroad Ties Through Laboratory Testing, Ali Haider Abdulqader

Theses and Dissertations

This study focuses on the performance assessment of prestressed concrete railroad ties made of a newly developed High Strength Reduce Modulus (HSRM) concrete. The HSRM material has been developed by researchers at the University of South Carolina laboratories. The HSRM material was originally considered as a high-performance concrete for highway bridge girders, but it was rejected because it shows very low modulus of elasticity. A current project at USC proposed to use this HSRM material in prestressed concrete railroad ties. The experimental tests during the material development phase of the project showed that the HSRM-HPC has a reduced Modulus of …

Multi-Model Structural Analysis, Wesley Holt

Theses and Dissertations

The uncertainty in modeling earthquake loading is investigated through the comparison of various openSEES models. A series of models is created and the responses compared with each other as well as with a full scale shake table experiment. The openSEES models selected for comparison include two linear models, a nonlinear model using the Steel01 material for the entire cross section, and eight fiber models using reinforcing steel material and various concrete materials.

The models are subjected to a series of nine simulated earthquakes, matching the excitations applied to the shake table test. It is found that all of the models …

Influence Of Crumbed Para Rubber Modifier In Aggregate Blend On Deformation Resistance Properties Of Hot Mix Asphalt, Hatthaphone Silimanotham

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research presents the influence of crumbed para rubber which is added into a portion of aggregate in hot mix asphalt (HMA) during the batch mixing process or called "Dry Process". The dry process has an advantage on its simplicity of quality inspection and less modification in the hot mix plant production process. This study has investigated the effects of adding crumbed para rubber particles on the engineering properties related to permanent deformation resistance of asphalt concrete. In this study, the asphalt mixture is prepared via Marshall Mix design, which contained with limestone and asphalt cement of Pen 60/70 at …

Multi-Layered Elastic Medium Under Axisymmetric Loading And Surface Energy Effects, Kanin Tarntira

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Multi-layered nano-scale structures have been found in a wide range of applications these days. Since the surface energy effect is presented at the nano-scale level, a novel calculation scheme is required to accurately capture the mechanical behaviors of such structures. In this study, a solution scheme for analysis of a multi-layered elastic medium with influence of surface energy effects subjected to axisymmetric loading by adopting Gurtin-Murdoch surface elasticity theory is presented. The standard Love's representation and Hankel integral transform are employed to derive the general solutions, and the obtained solutions are employed in the determination of the stiffness matrix for …

Factors Affecting Building Damage And People's Preparedness For Earthquake In Chiang Rai, Narongdej Intaratchaiyakit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

On May 5, 2014, an earthquake with a magnitude of 6.3 on the Richter scale occurred in Chiang Rai, Thailand. This earthquake was the strongest earthquake in Thailand at the Mae Lao District region. It also caused building damage and casualties. In this research, 277 participants living in village no.2 and village no.7 of Dong Mada, a sub-district at Mae Lao district in Chiang Rai, were selected. A questionnaire was used to interview these participants, and the data were analyzed by Chi-square, Fisher's exact test, a Mann-Whitney U test, and a Kruskal-Wallis test. The objective of this study was to …

Weakly Singular Boundary Integral Equation Method For Analysis Of Generalized T-Stresses Of Cracks In 3d Coupled-Field Media, Naruethep Sukulthanasorn

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis presents the development of a weakly singular boundary integral equation method for the analysis of the generalized T-stress of isolated cracks embedded in a coupled-field whole space. A pair of weak-form integral equations, one for crack-face generalized traction and the other for the gradient of the crack-face generalized displacement, is established in a general framework allowing various types of materials including elastic, piezoelectric, piezomagnetic and piezoelectromagnetic solids, general crack geometry and loading conditions to be handled in a unified fashion. In addition, the final governing integral equations contain only weakly singular kernels and this, as a result, renders …

An Application Of Geosynthetic Cementitious Composite Mat For Slope Stabilization, Phong Tan Ngo

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In recent years, soil erosion and slope instability caused by seepage and rainfall are major problems, especially in the mountain area. Many research studies have focused on finding a new technology or material to stabilize the soil slope. In this study, a novel material called geosynthetic cementitious composite mat (GCCM) is selected to study its performance on soil slope stabilization. A series of 1-g physical model tests and numerical simulation (Plaxis 2D) on sandy soil slopes stabilized with and without GCCM are performed under seepage condition. In addition, centrifuge modeling of soil slopes is performed under 25-g in seepage and …

Quantification Of Seismic Performance Factors For Circular Concrete-Filled Steel Tube Diagrid Structures, Nattanai Kuangmia

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In 21st century, diagrid structures become more popular lateral force-resisting systems for high-rise buildings world-wide. It consists of several grids of diagonal members on building perimeter serving as both lateral bracing and vertical-load carrying members. Since the diagrid structure is a relatively new type of lateral force-resisting system, current building codes do not explicitly provide the seismic performance factors (SPFs) for this system to use in design process. This thesis aims to determine appropriate SPFs for the diagrid structure incorporating circular concrete-filled steel tube to enable structural engineers to design this system according to seismic performance expected in building codes. …

Analysis Of Near Interface Cracks By Weakly Singular Boundary Integral Equation Method, Pisit Watanavit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis presents a weakly singular boundary integral equation method for analysis of sub-interface cracks in a three-dimensional, linearly elastic, multi-material domain. The formulation is established in a general framework allowing finite bodies, general material anisotropy and loading conditions, arbitrarily shaped cracks, and curved material interface to be treated. A system of integral equations governing the unknown data on the boundary, the crack surface and the material interface are established using a pair of weakly singular, weak-form displacement and traction integral equations and the continuity along the material interface. A symmetric Galerkin boundary element method together with the standard finite …

Contact Problems With Surface Stress Effects, Supakorn Tirapat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This dissertation presents a theoretical study of contact problems with consideration of surface energy effects by adopting a complete Gurtin-Murdoch theory of surface elasticity. The fundamental solution of a layered elastic half-space subjected to axisymmetric surface loading is obtained by using Love's representation and the Hankel integral transform. The analytical solutions for both displacement and stress fields are expressed in terms of semi-infinite integrals, which can be accurately evaluated by employing a numerical quadrature scheme. The obtained solutions are employed as the required influence functions in the investigation of axisymmetric indentation on a layered elastic medium with frictionless and adhesive …

Seismic Effects Of Cornice Projection In Masonry-Infill Reinforced Concrete Buildings In Bhutan, Tek Nath Kararia

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Bhutan is located in utmost active seismic zone in the belt of the Himalayan region. However, there is a prevailing architectural requirement of cornice projections away from the perimeter columns at each floor proportional to the floor level to increase floor area and retain Bhutanese architectural style. This irregular projection with thick solid brick walls resting at the edge of cantilever projection affects the structural response during a strong earthquake. To date, there is not adequate investigation on the effects of such cornice projection on seismic performance of buildings. In this study, Nonlinear Response History Analysis (NLRHA) using vertical ground …

Life-Cycle Reliability Assessment Of Existing Rc Bridge Structures Under Multiple Hazards Using Inspection Data, Thanapol Yanweerasak

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study presented a novel methodology to estimate the life-cycle reliability of existing reinforced concrete (RC) corroded bridges under multiple hazards. The life-cycle reliability of a bridge girder under traffic load and airborne chloride hazards was compared with that of a bridge pier under seismic ground motion and airborne chloride hazards. When predicting the life-cycle reliability of existing RC corroded bridges, inspection results could be used to estimate the current material corrosion level. Random variables associated with the estimation of time-variant steel weight loss will be updated to be consistent with the given inspection results by using Sequential Monte Carlo …

การประเมินประสิทธิภาพของการซ่อมแซมรอยร้าวคอนกรีตโดยวิธีการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์, กานต์ จันทร์ประสิทธิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการประเมินคุณสมบัติของการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยวิธีการชักนำให้เกิดตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์ หรือวิธีเอ็มไอซีพี (Microbially induced calcium carbonate precipitation; MICP) โดยใช้แบคทีเรียชนิดบาซิลลัส สฟีรีคัส สายพันธุ์ ATCC22257 ซึ่งเป็นแบคทีเรียในกลุ่มที่สามารถตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตได้ การเตรียมสารเคมีทำโดยการแยกสารละลายออกเป็น 2 ส่วน ประกอบไปด้วย ยูเรีย และสารละลายซึ่งมีส่วนผสมของเชื้อจุลินทรีย์ แคลเซียมคลอไรด์ และสารอาหารสำหรับเชื้อแบคทีเรีย ในการซ่อมแซมคอนกรีตนั้นจะใช้การหยอดสารเคมีทุก 24 ชม. เป็นเวลา 20 วัน ในการศึกษานี้จะเตรียมตัวอย่างมอร์ตาร์ขนาด 15 ลบ.ซม. โดยตัวอย่างที่มีรอยร้าวจะเตรียมโดยใช้แผ่นทองแดงความหนา 0.4 มม. ใส่ไว้ที่ความลึก 2 ซม. ระหว่างการหล่อก้อนตัวอย่าง ทำการประเมินประสิทธิภาพของการซ่อมแซมด้วย 1) การวัดขนาดของรอยร้าวโดยใช้เลนส์ขยายขนาด 40 เท่าด้วยกล้องถ่ายรูปโทรศัพท์มือถือ 2) การทดสอบค่ากำลังรับแรงอัด 3) การทดสอบความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ และ 4) การวัดคลื่นความถี่อัลตร้าโซนิค โดยเปรียบเทียบผลการประเมินระหว่างตัวอย่างควบคุม ตัวอย่างที่มีรอยร้าว และตัวอย่างที่ซ่อมแซม ผลการทดลองพบว่าขนาดของรอยร้าวลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากทำการซ่อมแซมไปทั้งสิ้น 6 วัน และการเปลี่ยนแปลงขนาดรอยร้าวเริ่มคงที่เมื่อผ่านไป 12 วัน โดยหลังทำการซ่อมแซมทั้งสิ้น 20 วัน พบว่าสามารถลดขนาดรอยร้าวได้ถึงร้อยละ 84.87 ซึ่งสอดคล้องกับการวัดค่าความเร็วคลื่นความถี่อัลตร้าโซนิคที่ส่งผ่านตัวอย่าง โดยความเร็วคลื่นความถี่หลังผ่านการซ่อมแซมมีค่าเพิ่มขึ้นร้อยละ 82.06 อีกทั้งหลังการซ่อมแซมพบว่าค่ากำลังรับแรงอัดเพิ่มขึ้นกว่าตัวอย่างแบบมีรอยร้าวร้อยละ 27 และคิดเป็นร้อยละ 89.4 จากตัวอย่างแบบไม่มีรอยร้าว นอกจากนั้นหลังการซ่อมแซมยังพบว่าระยะการซึมของน้ำลดลงจากตัวอย่างที่มีรอยร้าวร้อยละ 27.21 และมากกว่าตัวอย่างแบบไม่มีรอยร้าวร้อยละ 108.86 จึงสรุปได้ว่าการซ่อมแซมโดยวิธีวิธีการชักนำให้เกิดตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์นั้นสามารถใช้เป็นทางเลือกสำหรับการซ่อมแซมรอยร้าวได้

การกำหนดแนวทางของไทยเพื่อพิจารณาประเมินโครงการความช่วยเหลือด้านการคมนาคมขนส่งในประเทศเพื่อนบ้าน, ฐิฏิพัศถ์ ทรัพย์สอาด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการทบทวนและวิเคราะห์แนวทางการให้ความช่วยเหลือโครงการโครงสร้างพื้นฐานด้านการคมนาคมขนส่งในประเทศพม่า, สปป.ลาวและกัมพูชาที่รัฐบาลไทยได้ให้การสนับสนุน โดยได้ศึกษาข้อมูลหลักเกณฑ์ของโครงการที่ให้ความช่วยเหลือ, ข้อมูลการจัดลำดับความสำคัญของโครงการ รวมถึงการพิจารณาการประเมินความช่วยเหลือ จากรายงานต่างๆและเอกสารที่เกี่ยวข้องกับการให้ความช่วยเหลือจากทั้งหน่วยงานในไทยและต่างประเทศ หลังจากนั้นจึงสรุปภาพรวมโครงการโครงสร้างพื้นฐานด้านการคมนาคมขนส่งที่ทำการคัดเลือก และการสัมภาษณ์เชิงลึกหน่วยงานที่เกี่ยวข้องทั้งในและต่างประเทศ รวมถึงการวิเคราะห์เชิงลึกโครงการตัวอย่างทั้ง 7 โครงการ พบว่าปัญหาที่เกิดขึ้นหลัก ได้แก่ การพิจารณาเป็นรายโครงการโดยไม่ได้มองภาพรวมของอนุภูมิภาค การเน้นก่อสร้างโครงการใหม่มากกว่าบำรุงเส้นทางเดิม การขาดความร่วมมือแบบพหุภาคีกับประเทศผู้ให้ทุนอื่นๆ รวมถึงความช่วยเหลือที่เน้นความสัมพันธ์ระหว่างประเทศมากกว่าประโยชน์ที่ประเทศไทยจะได้รับ อีกทั้งยังขาดการใช้มาตรฐานในระดับสากลโดยเฉพาะด้านสิ่งแวดล้อม และขาดการวางแผนการบำรุงรักษาโครงการเมื่อสร้างแล้วเสร็จ จากปัญหาข้างต้น งานวิจัยนี้ได้เสนอให้ไทยต้องกำหนดหลักเกณฑ์ที่เหมาะสมเพื่อส่งผลประโยชน์สูงสุดกับประเทศไทยและอนุภูมิภาค โดยเสนอให้มีการประยุกต์มาตรฐาน OECD/DAC เพื่อตรวจสอบโดยมีการประเมินหลักเกณฑ์แบ่งเป็น 5 ด้านคือ 1) ความสอดคล้องกับแผนยุทธศาสตร์ชาติ 2) ด้านประสิทธิภาพในการบริหารจัดการโครงการและงบประมาณ 3) ด้านประสิทธิผลโดยดูผลประโยชน์ของการลงทุนต่อเงินทุน 4) ด้านสิ่งแวดล้อม เสนอให้ใช้มาตรฐานสากลเพื่อป้องกันปัญหาระยะยาว และ 5) ด้านความยั่งยืน เสนอให้มีข้อกำหนดในสัญญาเกี่ยวกับการดูแลและรับผิดชอบโครงการ เพื่อให้โครงการมีประสิทธิภาพตลอดการใช้งาน นอกจากนี้ยังมีข้อเสนอแนะอื่นๆ ที่ประเทศไทยควรใช้เพื่อพิจารณาประเมินโครงการความช่วยเหลือด้านการคมนาคมขนส่งในประเทศเพื่อนบ้านในอนาคต

แบบจำลองเพื่อประเมินสมรรถนะสำหรับองค์กรซึ่งใช้การสร้างแบบจำลองสารสนเทศอาคาร, ธนิต อภิวรกุลพัฒน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบันการจำลองสารสนเทศอาคาร (Building Information Modeling, BIM) เข้ามามีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมก่อสร้าง เนื่องจาก BIM เป็นเทคโนโลยีที่สามารถบริหารจัดการงานก่อสร้างโดยสร้างแบบจำลองดิจิตอลอาคารก่อนการสร้างจริงซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบ วิศวกรรม และการก่อสร้าง (Architecture Engineering and Construction, AEC) ประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้ BIM สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทได้แก่ ประโยชน์ที่สามารถวัดค่าได้ และ ประโยชน์ที่ไม่สามารถวัดค่าได้ การประเมินประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้ BIM ในองค์กรมักจะยุ่งยากและซับซ้อน อย่างไรก็ตามกระบวนการดังกล่าวมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับองค์กร AEC อีกทั้งในปัจจุบันยังไม่มีกรอบการประเมินประสิทธิภาพจากการนำ BIM มาใช้ที่ชัดเจนและเป็นมาตรฐาน งานวิจัยนี้ได้พัฒนาเครื่องมือเพื่อใช้ประเมินสมรรถนะการใช้ BIM สำหรับองค์กร โดยอาศัยตัวชี้วัดที่สำคัญในการดำเนินงาน (Critical Performance Indicator, CPI) ซึ่งได้จากการสัมภาษณ์องค์กร AEC นอกจากนั้นยังได้นำแนวคิดการประเมินองค์กรแบบสมดุล (Balanced Scorecard, BSC) มาเป็นพื้นฐานในการสร้างแบบจำลองการประเมินนี้ ในแบบจำลองที่เสนอ CPI ประกอบด้วย 4 มุมมอง ได้แก่ มุมมองด้านการเงิน มุมมองด้านลูกค้า มุมมองด้านกระบวนการภายใน และมุมมองด้านการเรียนรู้และการเติบโต ผลลัพธ์เบื้องต้นได้จากการตอบแบบสอบถามเชิงลึกของผู้ที่มีส่วนเกี่ยวข้อง คือ ตัวชี้วัดในการดำเนินงาน (Key Performance Indicator, KPI) ที่ใช้สำหรับในการประเมินสมรรถนะการใช้ BIM ในองค์กร AEC จำนวน 30 ตัว ตัวชี้วัดเหล่านี้ได้ถูกนำไประยุกต์ใช้จริงกับองค์กรกรณีศึกษาเพื่อตรวจสอบความน่าเชื่อถือของแบบการประเมิน ผลลัพธ์ที่ได้ในขั้นตอนนี้ คือ CPIs ที่ใช้ในการประเมินสมรรถนะการใช้ BIM สำหรับองค์กรจำนวน 25 CPIs เช่น การเปลี่ยนแปลงของแบบก่อสร้าง ความพึงพอใจและการรักษาลูกค้า ความสามารถในการเตือนและการเฝ้าระวังปัญหาที่เกิดจากสิ่งก่อสร้าง และความสามารถต่อการใช้เครื่องมือ BIM ช่วยในการนำเสนอลูกค้า/ผู้ว่าจ้าง เป็นต้น นอกจากนั้นงานวิจัยยังได้เสนอคำแนะนำสำหรับการสร้างรูปแบบการประเมินสมรรถนะการใช้ BIM สำหรับองค์กร เพื่อให้องค์กรที่สนใจสามารถสร้างแนวทางที่เหมาะสมสำหรับการประเมินของตนเองได้อย่างเหมาะสม

การวิเคราะห์คานคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมกำลังรับแรงเฉือนด้วยแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, ธีร์ธวัช โกยแก้วพริ้ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากำลังรับแรงของคานคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมกำลังรับแรงเฉือนด้วยแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็กโดยการวิเคราะห์ตามระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยทำการสร้างแบบจำลองคานคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมกำลังรับแรงเฉือนโดยใช้อิพอกซีและสลักเกลียวเพื่อยึดแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็กด้านข้างคานทั้งสองด้าน จากนั้นวิเคราะห์ตามระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ และเปรียบเทียบการวิเคราะห์กับผลการทดลองจากงานวิจัยในอดีต จากผลการวิเคราะห์พบว่าแบบจำลองสามารถให้ค่ากำลังรับแรงเฉือนของคานได้ใกล้เคียงกับผลการทดลอง โดยมีความคลาดเคลื่อนมากที่สุด 6% เมื่อเปรียบเทียบผลการทดลองแล้วจึงทำการศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อกำลังรับแรงเฉือนของคานคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมกำลังรับแรงเฉือนด้วยแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก ได้แก่ ความหนาของแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก กำลังรับแรงอัดของแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก ค่าพลังงานการแตกหัก (Gf) ของแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก จำนวนสลักเกลียว และการจัดเรียงตัวของสลักเกลียว แล้วเปรียบเทียบผลกับคานคอนกรีตที่ไม่ได้เสริมกำลัง จากการวิเคราะห์พบว่าการเสริมกำลังด้วยแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็กที่มีความหนา 10 15 และ 20 มิลลิเมตร ทำให้คานสามารถรับแรงเฉือนเพิ่มขึ้น 101% 106% และ 110% ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกำลังรับแรงอัดของคอนกรีตเสริมเส้นใยเหล็ก พบว่ากำลังรับแรงเฉือนมีค่าเพิ่มขึ้น 87% 101% และ 104% เมื่อกำลังรับแรงอัดของคอนกรีตมีค่าเท่ากับ 50 70 และ 90 MPa ตามลำดับ นอกจากนี้ พบว่าเมื่อแผ่นคอนกรีตเสริมเส้นใยมีค่า Gf เท่ากับ 4.04 8.82 และ 9.66 N/mm สามารถเพิ่มกำลังรับแรงเฉือน 100% 101% และ 106% เมื่อเทียบกับคานคอนกรีตที่ไม่ได้เสริมกำลัง ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบจำนวนสลักเกลียว พบว่าการใช้สลักเกลียวจำนวน 4 6 8 และ 10 สลักเกลียว ทำให้กำลังรับแรงเฉือนมีค่าสูงขึ้น 71% 88% 101% และ 92% ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบการจัดเรียงตัวของสลักเกลียว พบว่าการจัดเรียงตัวสลักเกลียวแบบสมมาตรทำให้คานรับแรงเฉือนได้น้อยกว่าการจัดเรียงตัวของสลักเกลียวแบบทแยง

อัตราส่วนการแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ด้วยเถ้าถ่านหินบิทูมินัสคัดขนาด, นารีมาลย์ สกุลดีเย๊าะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาการพัฒนากำลังของมอร์ตาร์โดยการแทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ด้วยวัสดุปอซโซลาน ได้แก่ เถ้าถ่านหินบิทูมินัสคัดขนาด เถ้าถ่านหินลิกไนต์จากแม่เมาะ ในอัตราร้อยละ 20,40,60,80 โดยน้ำหนัก และซิลิกาฟูมในอัตราร้อยละ 5,7,9,11 โดยน้ำหนัก โดยเปรียบเทียบกับมอร์ตาร์ธรรมดา ศึกษาถึงคุณสมบัติทางกายภาพและส่วนประกอบทางเคมี รวมทั้งทำการทดสอบสมบัติของปูนซีเมนต์ผสมวัสดุปอซโซลานแต่ละชนิด เช่น ระยะเวลาก่อตัว การพัฒนากำลังรับแรงอัด การใช้หลักการเลี้ยวเบนโดยรังสีเอ็กซ์ (X-Ray Diffraction) เพื่อวิเคราะห์ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในซีเมนต์เพสต์ที่ผสมวัสดุปอซโซลาน รวมทั้งศึกษาการเปลี่ยนแปลงความร้อนด้วยวิธีไอโซเทอร์มอลคอนดักชันแคลอรีมิเตอร์ ผลการทดสอบสรุปได้ว่า เถ้าถ่านหินบิทูมินัสคัดขนาด สามารถจัดเป็นวัสดุปอซโซลานตามข้อกำหนดใน ASTM C618 เป็น Class F มีลักษณะรูปร่างกลม มีผลึกเป็นแบบอสัณฐาน และเมื่อนำมาใช้แทนที่ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ พบว่า กำลังรับแรงอัดของมอร์ตาร์ลดลงในช่วงอายุต้นและมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อระยะเวลาเพิ่มขึ้น สามารถใช้แทนที่ได้ถึงร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก โดยใช้สัดส่วนระหว่างวัสดุประสานต่อทรายเท่ากับ 1 ต่อ 2.75 และปริมาณน้ำต่อวัสดุประสานเท่ากับ 0.485 และปริมาณแคลเซียมไฮดรอกไซด์ลดลง เนื่องจากถูกนำไปใช้ในปฏิกิริยาปอซโซลาน ซึ่งเมื่อพิจารณาจากผล Reitveld Refinement สนับสนุนว่าเกิดสารประกอบแคลเซียมซิลิเกตไฮเดรตอยู่ในรูปอสัณฐานที่ส่งผลต่อความแข็งแรงและกำลังอัดที่มากกว่าซีเมนต์เพสต์ธรรมดา อีกทั้งการใช้เถ้าถ่านหินบิทูมิมัสคัดขนาดสามารถลดความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาไฮเดรชันได้ ช่วยเพิ่มระยะเวลาก่อตัวให้นานขึ้น เหมาะกับการงานโครงสร้างคอนกรีตหลา ที่ต้องการลดความร้อนเพื่อป้องกันการแตกร้าวของโครงสร้าง