ทรัสโค้ง หรือ Curved Truss มีหรือไม่ หรือ มันเป็น โครงข้อแข็ง (Frame) อ่าน 905
ทรัสโค้ง หรือ Curved Truss มีหรือไม่ หรือ มันเป็น โครงข้อแข็ง (Frame)
ทรัสโค้ง หรือ Curved Truss มีหรือไม่ หรือ มันเป็น โครงข้อแข็ง (Frame)
.
ขึ้นอยู่กับตอบคำถามนี้ในมุมไหนครับ
ถ้ามุมของสถาปนิก ปัจจุบันนี้ดูเหมือนว่าจะตอบว่ามี เพราะผมลองเซิร์ชดูในเน็ต พบข้อความนี้ครับ (ขอไม่ลงที่มา เพราะมันไม่ถูกต้องในมุมมองทางวิศวกรรม)
....โครงถักในงานโครงสร้างสถาปัตยกรรม มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าโครงข้อหมุน เป็นโครงสร้างที่เกิดขึ้นจากการนำเอาชิ้นส่วนวัสดุอย่างเหล็ก และไม้เนื้อแข็ง (ส่วนมากนิยมใช้เหล็ก) มาประกอบเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างรูปทรงเรขาคณิตแบบต่างๆ โดยยึดปลายทั้งสองของชิ้นส่วนต่างๆให้ยึดติดกัน และสามารถถ่ายแรงเฉือน แรงตามแนวแกน และโมเมนต์ดัดให้กันได้อย่างทั่วถึงด้วยวิธีการเชื่อม การใช้หมุดย้ำ หรือ การใช้น๊อต....
----------
ถ้าตอบในมุมของวิศวกร ต้องตอบว่าทรัสโค้งไม่มี
เพราะ
- คำว่า Truss ซึ่งศัพท์ทางวิศวกรรมแต่ก่อนแปลว่า โครงข้อหมุน แต่ปัจจุบันสามารถแปลได้ 2 แบบว่า โครงข้อหมุนและโครงถัก ซึ่งคำว่าโครงถัก ในความเห็นของผมคือมันไม่สื่อใจความนักในทางหลักวิศวกรรม
เพราะคำว่า โครงข้อหมุน นั่นชัดเจนว่า ข้อต่อหมุนได้ คือไม่รับโมเมนต์ ซึ่งตรงข้ามกับ โครงข้อแข็ง (Frame) ซึ่งข้อต่อรับโมเมนต์
- ดังนั้น โดยพฤติกรรมของทรัสนั้นจึงรับแรงตามแนวแกนเท่านั้น ไม่รับโมเมนต์ ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนถูกบังคับให้เป็นชิ้นส่วนที่ตรง ห้ามโค้ง เพราะถ้าโค้งมันจะรับแรงดัด
----------
ดังนั้น คำว่าทรัสโค้ง ในทางวิศวกรรมแล้ว หมายความว่า โครงข้อหมุนโค้ง จึงไม่มี เพราะผิดหลักการทางวิศวกรรม
----------
อ้าวแล้วทำไมในปัจจุบันถึงมีโครงหลังคาถักทรงโค้งไปหมดล่ะ
อ๋อ ก็ไม่มีปัญหาที่จะทำแบบนั้น เพียงแต่ส่วนใหญ่มันไม่ใช่ทรัส มันคือโครงหลังคาแบบองค์อาคารรับแรงดัด พูดง่ายๆ ต้องออกแบบเป็นเฟรม
ซึ่งถ้าคำนวณมือก็เรียบร้อย คือ ยากมาก ขนาดที่ถ้าท่านไหนวิเคราะห์โครงหลังคาโค้งแบบใช้งานจริงด้วยมือ ต้องขอดูรายการคำนวณกันเลยครับว่าท่านเจ๋งจริง
----------
แล้วทำไมปัจจุบันมักเรียกกันว่าทรัสโค้ง
ก็คงต้องไปถามสถาปนิกครับ่ว่าทำไมถึงเรียกทรัสโค้ง แถมบอกอีกว่าโครงข้อหมุนรับแรงเฉือน แรงตามแนวแกน และโมเมนต์ดัด ตามที่ลงตัวอย่างให้ดูในพารากราฟแรก
----------
ประเด็นสำคัญคือ วิศวกรอย่าหลงทางไปด้วย
คือปัจจุบันนี้มีโปรแกรมวิเคราะห์ 3D แพร่หลาย แต่มักจะเป็นในลักษณะ โปรแกรมนำทฤษฎี เผลอ ๆ ก็หักล้างทฤษฎีแบบทรัสโค้งนี้
คือต้องเข้าใจว่าโดยทั่วไป โปรแกรมวิเคราะห์โครงถักโค้งนี้เป็นแบบเฟรม คือเป็นองค์อาคารที่รับทั้งแรงตามแนวแกน แรงเฉือน และโมเมนต์ดัด ดังนั้น การดีเทลองค์อาคารก็จะต้องพิจารณาเป็นเฟรมไปด้วย เช่น ข้อต่อต้องยึดแน่นเป็นโครงข้อแข็งจริงๆ
เพราะปัญหาจะเกิด ถ้าวิเคราะห์เป็นเฟรมแล้วทำข้อต่อเป็นทรัส
แล้วต้องยอมรับว่าขนาดหน้าตัดต้องใหญ่ เพราะมันไม่ใช่ทรัสโค้ง มันเป็นเฟรม(ที่ถักกัน)โค้ง
(จะว่าไป ถ้าให้เป๊ะ ต้องบอกว่าโครงหลังคาโค้งนี้ เป็นโครงสร้างพิเศษ คือเฟรมปกติชิ้นส่วนก็จะตรงที่รับแรงดัดได้ แต่โครงหลังคานี้เป็นองค์อาคารโค้ง)
----------
ถ้าถามต่อว่า แล้วมีวิธีวิเคราะห์ทรัสให้โค้งได้มั๊ย
ก็พอได้ โดยใช้การค่อย ๆ ปรับมุมโครงหลังคาให้ดูโค้ง แต่ความจริงต้องใช้ชิ้นส่วนเป็นเส้นตรง เพื่อวิเคราะห์ตามทฤษฎีและตามพฤติกรรมหลัก
----------
อาจมีคำถามอีกว่า โอ้ย แรงส่วนใหญ่เดี๋ยวนี้มักไม่ลงที่จุดต่อ มันรับแรงดัดอยู่แล้ว
ตอบได้ 2 แบบครับ
1) ก็ใครเขาว่าอะไรถ้าจะวิเคราะห์เป็นเฟรม แต่ต้องเข้าใจว่าทำอะไรอยู่ แล้วดีเทลตามพฤติกรรมที่วิเคราะห์
2) ถ้าแรงมันไม่ถึงขนาดลงตรงกลางช่วงทรัส คือใกล้กับจุดต่อ แบบนี้เขาเรียกว่ามันเกิด secondary stress คือหน่วยแรงรอง ซึ่งมันมีค่าไม่มากนักเมื่อเทียบกับหน่วยแรงหลัก สามารถวิเคราะห์เป็นทรัสได้ แต่ชิ้นส่วนแต่ละชิ้นต้องเป็นเส้นตรง
---------
ต่ออีกนิด แล้วถ้าวิเคราะห์ตามทฤษฎีว่าเป็นทรัสปรับโค้ง แต่พอไปทำงานใช้ชิ้นส่วนดัดโค้งยาวเลย มีปัญหาหรือไม่
ปัญหาน่ะมีแน่ แต่มีแค่ไหน คือยังคงพอเป็น secondary stress หรือเริ่มเป็น main stress ก็พิจารณาเป็นกรณี ๆ ไปครับ
----------
ผมเสนอว่าไม่ควรเรียกว่าทรัสโค้งครับ อาจจะเรียกว่า โครงหลังคาโค้ง (Curved Roof) ไปเลยดีกว่า
.
ดอน สอนกาน
////////////////////////////////////////////
.......................................................
ที่มา : ผศ.ดร.สรกานต์ ศรีตองอ่อน
: บทความ ใน tumcivil.com