บทที่ 1 ทำความรู้จักระบบโครงสร้างอาคาร
รูปที่ 1-1 โครงสร้างอาคาร
อาคารสวยงามที่เห็นตั้งตระหง่านตามในเมืองต่างๆ ล้วนแล้วที่มีความมั่นคง คงทน ยืนนานมาหลายปี ที่เป็นไปได้เช่นนี้ เพราะอาคารที่ได้มาตรฐานจะต้องประกอบด้วย 3 ส่วนประกอบหลัก ได้แก่
ส่วนที่ 1 โครงสร้างอาคาร ถือเป็นส่วนที่มีความสำคัญยิ่งยวด เพราะเป็นหัวใจสำคัญที่เกี่ยวข้องกับความมั่นคงแข็งแรง
ส่วนที่ 2 งานสถาปัตยกรรม เป็นส่วนตกแต่งที่ทำให้อาคารดูสวยงามเรียบร้อย น่าอยู่อาศัย สวยทั้งจากภายนอก และภายใน
ส่วนที่ 3 งานระบบอาคาร เป็นส่วนเสริมที่จะช่วยอำนวยความสะดวกให้กับผู้อยู่อาศัย เพราะต้องมีกิจกรรมต่างๆ มากมายภายในตัวอาคารที่ก่อสร้างขึ้น เช่น ระบบไฟฟ้า ประปา โทรศัพท์ อินเตอร์เน็ต การระบายน้ำทิ้ง การปรับอากาศ การป้องกันอัคคีภัย และการป้องกันการโจรกรรม เป็นต้น
ย้อนกลับไปดูระบบโครงสร้างอาคารในอดีต
ทราบหรือไม่ว่ามนุษยชาติมีการก่อสร้างมานานมากแล้ว ย้อนกลับไปก็หลายพันปี แต่การงานก่อสร้างในอดีต เป็นงานที่ไม่มีมาตรฐาน ความเจริญก้าวหน้าทางด้านเทคนิคและระเบียบวิธีการก่อสร้างยังไม่มี หรือพูดง่ายๆ ก็คือเป็นการก่อสร้างโดยอาศัยภูมิปัญญาชาวบ้านโดยมีแรงบันดาลใจมาจากลัทธิความเชื่อทางศาสนา และและความเชื่อจากการสังเกตธรรมชาติ แทบจะไม่มีการใช้เครื่องจักรหรือเครื่องมือทุ่นแรง ส่วนใหญ่จะอาศัยแรงคนและสัตว์เป็นหลัก เช่นแรงงานทาส เชลยศึก ช้าง ม้า วัว ควายเป็นต้น
ตัวอย่างสิ่งก่อสร้างในอดีตที่ยังคงเห็นได้จนถึงปัจจุบัน เช่น มหาพีระมิดในประเทศอียิปต์ โรงละครและสนามกีฬาโคลอสเซียมในประเทศอิตาลี มหาปราสาทหินนครวัดในประเทศกัมพูชา
สำหรับในประเทศไทยส่วนมากจะเป็นศาสนสถาน เช่น เจดีย์เหลี่ยมวัดจามเทวี จังหวัดลำพูนที่มีอายุไม่น้อยกว่า 1,200 ปี และโบราณสถานในอุทยานประวัติศาสตร์รามคำแหง จังหวัดสุโขทัยที่มีอายุไม่น้อยกว่า 700 ปี นับได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของเทคนิคการก่อนสร้างที่นำเอาก้อนหิน ก้อนศิลาแลงจากธรรมชาติมาตัดเป็นก้อนสี่เหลี่ยม แล้วนำมาก่อเป็นผนัง พื้น ถนน หรือตัดเป็นแผ่นกลมมาก่อเป็นเสา
รูปที่ 1-2 สิ่งปลูกสร้างขนาดใหญ่ในอดีต
ความหมายของโครงสร้าง
โครงสร้าง (Structure) หมายถึง ส่วนประกอบสำคัญๆ ที่มาประกอบเข้าด้วยกันเป็นแกนหลักของอาคาร โดยจะเป็นเป็นโครงสร้างใต้ดิน โครงสร้างบนดิน โดยโครงสร้างใต้ดินประกอบด้วยเสาตอม่อ ฐานราก เสาเข็ม ห้องใต้ดิน กำแพงกันดิน และบ่อบำบัด ส่วนโครงสร้างบนดินประกอบด้วย เสา คาน พื้น บันได และโครงหลังคา
โครงสร้างที่เป็นรูปอาคาร
รูปที่ 1-3 โครงสร้างที่เป็นรูปแบบอาคาร
การออกแบบระบบโครงสร้างอาคารทั่วไปนั้น วิศวกรจะมีหน้าที่ออกแบบคำนวณโครงสร้างให้เกิดความปลอดภัย มีเสถียรภาพมั่นคงสามารถรับน้ำหนักบรรทุกและแรงกระทำในรูปแบบต่างๆ ได้ทุกรูปแบบ รวมถึงแรงกระทำจากธรรมชาติ เช่น ลม ฝน น้ำ และแผ่นดินไหว เป็นต้น และเพื่อให้ได้ตามวัตถุประสงค์ดังกล่าวจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบชนิดของระบบโครงสร้างอาคารเบื้องต้น ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
เสา คาน และพื้น (Column Beam Slab) เป็นระบบโครงสร้างขั้นพื้นฐานเบื้องต้นที่เหมาะสำหรับอาคารขนาดเล็กที่มีแรงกระทำด้านข้างไม่มาก ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วจะมีความสูงไม่เกิน 20 ชั้น
โครงข้อแข็ง (Rigid Frame) เป็นระบบโครงสร้างสำหรับยึดจุดเชื่อมต่อต่างๆ เข้าด้วยกันแบบตรึงแน่น เหมาะสำหรับอาคารที่มีความสูงในช่วง 20-30 ชั้น
รูปที่ 1-4 โครงข้อแข็ง (Rigid Frame)
ผนังต้านลม (Shear Wall) หรือผนังรับแรงเฉือน ซึ่งเป็นระบบโครงสร้างที่ใช้ผนังของอาคารมารับแรงกระทำด้านข้าง ใช้เป็นผนังของลิฟท์ หรือผนังบริเวณช่องบันได เป็นผนังรับแรงเฉือนหรือต้านลม เหมาะสำหรับอาคารที่มีความสูงในช่วง 30-40 ชั้น
รูปที่ 1-5 ผนังต้านลม (Shear Wall)
โครงและผนังรับแรงเฉือน (Frame + Shear Wall) เป็นระบบโครงสร้างผสมกันระหว่างโครงกับผนังต้านลมหรือรับแรงเฉือน เหมาะกับอาคารที่มีความสูงในช่วง 40-50 ชั้น
รูปที่ 1-6 โครงและผนังรับแรงเฉือน (Frame + Shear Wall)
โครงถักรัดรอบ (Belt Trust Outriggers) เป็นระบบโครงสร้างที่แกนกลางเป็นผนังรับแรงเฉือนถึงเสาตัวนอก รอบเสาตัวนอกจะมีโครงถักรัดรอบนอกอาคารคล้ายเข็มขัดรัดเป็นตอนๆ เหมาะกับอาคารที่มีความสูงในช่วง 60-80 ชั้น
รูปที่ 1-7 โครงถักรัดรอบ
โครงกล่องหรือโครงหลอด (Frame Tube) เป็นระบบโครงสร้างที่ประกอบด้วยเสารอบนอกอาคารที่อยู่เรียงชิดติดกัน และมีคานยึดรอบเสาด้านนอกเข้าด้วยกันทำให้การกระจายแรงทั้งระบบเป็นรูปกล่อง หรือหลอด เหมาะกับอาคารที่มีความสูงในช่วง 80-90 ชั้น
รูปที่ 1-8 โครงกล่องหรือโครงหลอด
โครงถักกล่องหรือโครงถักหลอด (Trust Tube) เป็นระบบโครงสร้างที่เสริมโครงถักในแนวขอบอาคารทั้งระบบ เหมาะสำหรับอาคารที่มีความสูงในช่วง 90-100 ชั้น
รูปที่ 1-9 โครงถักกล่องหรือถักหลอด
โครงกล่องหรือโครงหลอด 2 ชั้น (Tube in Tube) เป็นระบบโครงสร้างที่นำเอาระบบโครงกล่อง หรือโครงหลอดมารวมกับระบบแกน (Core) ทำให้เกิดการกระจายแรงทั้งระบบเป็นรูปกล่องหรือหลอด 2 ชั้น โดยมีแกนอยู่ภายใน และโครงหลอดอยู่ภายนอก เหมาะสำหรับอาคารที่มีความสูงตั้งแต่ 100 ชั้นเป็นต้นไป
รูปที่ 1-10 โครงกล่องหรือโครงหลอด 2 ชั้น
- 1
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
