Engineering Knowledge by Mr.Easy EP1

เคยสงสัยกันไหมว่า โครงเหล็ก PEB  หรือโครงข้อแข็ง(Rigid Frame) ทำไมถึงมีขนาดเสาที่ฐานเล็กกว่าตรงหัวเสาด้านบน? วันนี้ Mr.Easy จะมาเล่าให้ฟัง

สำหรับอาคารโรงงานและคลังสินค้าไม่ว่าขนาดเล็กหรือใหญ่ โครงสร้างมีบทบาทต่อราคาค่าก่อสร้าง การออกแบบโครงสร้างเหมาะสมสอดคล้องกับการวิเคราะห์โครงสร้างทางวิศวกรรม ที่ว่าตรงส่วนใดของชิ้นส่วนใหญ่ก็ต้องใหญ่ เล็กได้ก็ควรเล็กตามหลักวิชาการ เพื่อลดต้นทุนทั้งวัสดุ แรงงาน และสะดวกในการติดตั้ง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและเกิดความยั่งยืน  บทความนี้นำเสนอให้เห็นผลการวิเคราะห์โครงสร้างอย่างง่าย เพื่อให้เห็นว่า “ทำไมฐานเสาถึงมีขนาดหน้าตัดเล็กในขณะที่ ปลายบนของเสามีขนาดหน้าตัดใหญ่? มาดูคำตอบกันครับ 

การวิเคราะห์โครงสร้างโครงข้อแข็ง(Portal Rigid Frame) สามารถหาโมเมนต์ดัด(Bending Moment) นำไปออกแบบโครงสร้าง เพื่อคำนวณหาหน้าตัดที่เหมาะสม ดังสมการ σ=(MxC)/Ix≫≫ σ=Mx/Sx โดยโมดูลัสของหน้าตัด Sx=Ix/c  ถ้าความเค้นดัด (𝜎) คงที่จะได้ Mx ∝ Sx  โมดูลัสของหน้าตัดจะแปรผันตรงกับโมเมนต์ดัด ดังนั้นตำแหน่งที่โมเมนต์ดัดมาก ต้องการโมดูลัสของหน้าตัดมาก (หน้าตัดใหญ่มากขึ้น) ดังรูปที่ 1 (สามารถศึกษาเพิ่มเกี่ยวกับสูตรด้านบนที่ http://eng.sut.ac.th/ce/oldce/mechmat50/mech11.pdf