การออกแบบวิศวกรรมโครงสร้างให้ประหยัด
จากการที่ได้พบงานออกแบบต่างๆ พบว่า มีแบบจำนวนมาก ที่การออกแบบไม่ประหยัด ข้อเขียนนี้อาจเป็นหลักช่วยให้ผู้ออกแบบโครงสร้างได้พิจารณาในการออกแบบ ซึ่งความประหยัด จะอยู่ที่วิศวกรโครงสร้าง เป็นส่วนใหญ่
การออกแบบโครงสร้างวิศวกรรมให้ประหยัด
1. เลือกใช้โครงสร้าง ให้ถูกต้อง ใช้ประโยชน์จากโครงสร้าง ในเรื่อง moment of inertia เช่น ช่วงบันไดยาว ต้องเลือกใช้โครงสร้างเป็นคาน ไม่ใช่เป็นพื้น อาจเป็นคานข้าง คานอยู่ใต้ ไม่ใช่ว่า เมื่อเป็นบันไดแล้ว เป็นบันไดท้องแบนตลอด
แบบสถาปัตย์ เช่น ราวบันไดเป็นคอนกรีต ก็ควรออกแบบใช้ราวบันไดเป็นโครงสร้างคาน ไม่ใช่เอาราวบันไดมาเป็นLOAD แล้วยังเลือกโครงสร้างเป็นบันไดท้องแบน ทั้งที่ Span ยาว อย่าง นี้นอกจากไม่ประหยัดแล้ว ยังจะพังเอาง่ายๆด้วยเนื่องจากค่าstress เกินกว่าที่กำหนด
เลือกประโยชน์ จาก moment of inertia เช่นสะพานลอยคนข้ามหน้าจุฬาฯ เป็นตัวอย่างที่ชัดมาก สะพานตัวที่อยู่ติดเตรียมอุดม ออกแบบเป็นคาน หลังคาเป็น Load ดังนั้น คานจะใหญ่มาก เพราะ ใช้ moment of inertia ของคานเหล็ก ซึ่งได้ความลึกของคานเพียงประมาณ 60 ซม. เทียบกับตัวที่อยู่ที่หน้าตึกวิทยาศาสตร์ ออกแบบเป็น truss ใช้ประโยชน์ จากหลังคา ความลึกของโครงสร้างระหว่างพื้นถึงหลังคาประมาณ 2.50 ม. มากกว่ามาก ดังนั้นโครงสร้างจึงบางกว่ามาก
จากการที่ได้พบงานออกแบบต่างๆ พบว่า มีแบบจำนวนมาก ที่การออกแบบไม่ประหยัด ข้อเขียนนี้อาจเป็นหลักช่วยให้ผู้ออกแบบโครงสร้างได้พิจารณาในการออกแบบ ซึ่งความประหยัด จะอยู่ที่วิศวกรโครงสร้าง เป็นส่วนใหญ่
การออกแบบโครงสร้างวิศวกรรมให้ประหยัด
1. เลือกใช้โครงสร้าง ให้ถูกต้อง ใช้ประโยชน์จากโครงสร้าง ในเรื่อง moment of inertia เช่น ช่วงบันไดยาว ต้องเลือกใช้โครงสร้างเป็นคาน ไม่ใช่เป็นพื้น อาจเป็นคานข้าง คานอยู่ใต้ ไม่ใช่ว่า เมื่อเป็นบันไดแล้ว เป็นบันไดท้องแบนตลอด
แบบสถาปัตย์ เช่น ราวบันไดเป็นคอนกรีต ก็ควรออกแบบใช้ราวบันไดเป็นโครงสร้างคาน ไม่ใช่เอาราวบันไดมาเป็นLOAD แล้วยังเลือกโครงสร้างเป็นบันไดท้องแบน ทั้งที่ Span ยาว อย่าง นี้นอกจากไม่ประหยัดแล้ว ยังจะพังเอาง่ายๆด้วยเนื่องจากค่าstress เกินกว่าที่กำหนด
เลือกประโยชน์ จาก moment of inertia เช่นสะพานลอยคนข้ามหน้าจุฬาฯ เป็นตัวอย่างที่ชัดมาก สะพานตัวที่อยู่ติดเตรียมอุดม ออกแบบเป็นคาน หลังคาเป็น Load ดังนั้น คานจะใหญ่มาก เพราะ ใช้ moment of inertia ของคานเหล็ก ซึ่งได้ความลึกของคานเพียงประมาณ 60 ซม. เทียบกับตัวที่อยู่ที่หน้าตึกวิทยาศาสตร์ ออกแบบเป็น truss ใช้ประโยชน์ จากหลังคา ความลึกของโครงสร้างระหว่างพื้นถึงหลังคาประมาณ 2.50 ม. มากกว่ามาก ดังนั้นโครงสร้างจึงบางกว่ามาก
2.เลือกวิธีออกแบบ เช่น ให้มี bending moment น้อยที่สุด ยกตัวอย่างเช่น หูช้างรับเครน ทำให้เกิด bending moment มหาศาล ดังนั้น เสาต้องมี moment of inertia สูง ต้องเป็นเสาขนาดใหญ่ และกว้าง ซึ่งอาจเป็น H beam หรือ wide frange ซึ่งเสาแบบนี้ ราคาต่อกิโลกรัมแพงกว่าขนาดที่เล็กกว่ามาก เนื่องจากต้องสั่งจากต่างประเทศ
คราวนี้ลองออกแบบให้เป็นเสาสองต้น เสาที่รับเครน ให้คิดความยาวเสา(kL) จากด้านที่ไม่ได้ถัก หันให้ด้าน inertia สูงในด้านนั้น เสาที่รับแรงในแนวแกนจะรับน้ำหนักได้มากกว่าอยู่แล้ว เมื่อรวมเสาเล็กสองต้น จะได้ inertia สูงในด้านถัก น้ำหนักรวมกันน้อยกว่าใช้เสาต้นเดียว และราคาต่อกิโลกรัมของเสานี้จะถูกกว่า
กำจัดสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไป เช่น gusset plate ที่ไม่จำเป็นออกไป โดยปรกติระยะเชื่อมที่ตัวถักจะพออยู่แล้ว gusset plate เป็นตัวที่ทำให้แพงโดยใช่เหตุ
truss ที่ยึดระหว่างช่อง frame (subbeam) ไม่จำเป็น เพราะยันอยู่ด้วยแปอยู่แล้ว และยึดด้วยเหล็กไขว้ ซึ่งช่วยให้โครงรับแรงด้านข้างอยู่แล้ว เทียบกับการมี truss ระหว่าง frame แต่ไม่มีเหล็กไขว้ กลับสั่นไหวมากกว่า truss เหล่านี้ ก็เป็นตัวแพงโดยใช่เหตุ
การออกแบบโครงหลังคาเป็นรูป V คว่ำ เป็นตัวแพง เพราะ depth คานที่ใช้ในการคำนวณ มีนิดเดียว ให้ออกแบบรูปสามเหลี่ยมวางบนเสา เป็นรูปตัว A depth คือความสูงจากอกไก่ถึง member ล่าง
รูป V คว่ำ มีแรงถีบที่หัวเสา เมื่อหลังคารับน้ำหนัก ทำให้เกิดโมเมนต์ที่เสา ผู้ออกแบบมักไม่คำนึงถึง ทำให้เสารับ moment เพิ่ม และมักเกินค่าstressที่ยอมรับได้
ตามทฤษฎี การออกแบบที่ประหยัดที่สุด คือสมดุลระหว่างมูลค่าโครงสร้างในปนวตั้ง เช่นเสา และมูลค่าของโครงสร้างในแนวนอน เช่นคาน ดังนั้นถ้าเป็นไปได้ ออกแบบให้มูลค่าสมดุลระหว่างคานและเสา
งานคอนกรีต พยายามอย่าให้มีงานแบบ อาจใช้พื้นสำเร็จรูป จะถูกกว่า พื้นสำเร็จรูปวางบนคาน ถูกกว่า flat slab
หลีกเลี่ยงงานเทคอนกรีตในที่สูง เพราะทำงานยาก ค่าเทคอนกรีตแพง
เสาคอนกรีต ไม่แน่ว่าจะถูกกว่าเสาเหล็กเมื่อรวมทุกอย่าง เช่น แบบหล่อ วิธีการเทซึ่งอาจต้องใช้เครน คอนกรีตปริมาณน้อย ราคาอาจต้องบวกค่าขนส่ง การเหลือเศษของคอนกรีต การเสียเวลารอคอยกว่าที่คอนกรีตได้กำลัง คิดแล้วเสาคอนกรีตอาจแพงกว่า
ถ้าประหยัดขั้นตอนได้ ให้ทำ เช่น ใช้เสาเข็มสูงขึ้นไปรับพื้นเลย ไม่ต้องทำตอม่อ กับเสา มีตัวอย่างงานออกแบบโรงงานที่พบรายหนึ่ง พื้นชั้นล่าง สูงประมาณ 1.5 ม. เพื่อให้สูงเท่ารถที่มาส่งและรับของ ผู้ออกแบบ ออกแบบให้เสารับพื้น ห่างกันประมาณ 7 ม. ตอกเสาเข็มเป็นกลุ่ม หล่อตอม่อ และตั้งเสาไปรับพื้น อีกที จะเห็นว่า มีหลายขั้นตอน ซึ่งเราสามารถลดขั้นตอนได้ โดยการตอกเสาเข็มรับไปกับแนวคาน ระยะspan ของคานสั้นลง ไม่ต้องหล่อตอม่อ
ปรากฏว่าเมื่อคิดต้นทุนแบบที่แก้ไข สามารถประหยัดได้ประมาณ หนึ่งล้านบาท
คานคอนกรีต ออกแบบให้ผอม แต่สูง ประหยัดกว่า อ้วน แล้วเตี้ย เช่นคานขนาด 20x60 ประหยัดกว่า 30x40 เนื่องจากให้โมเมนต์ออฟอินเนอเชีย สูงกว่า ทำให้ประหยัดเหล็กกว่า หลักทั่วไป depthคานควรจะ ประมาณ 10% ของ span
อย่าออกแบบงานที่แก้ไขยาก เช่นเดินท่อประปาใต้พื้นชั้นล่าง ที่เข้าไปแก้ไขไม่ได้ เช่นเดินท่อเข้าไปใต้พื้นชั้นล่าง เวลาจะแก้ไขถ้าท่อรั่วจะทำอย่างไร ถ้าไม่จำเป็นต้องบังแล้ว ไม่ฝังกำแพงจะประหยัดกว่า
อย่าออกแบบงานที่เสี่ยงการแก้ไข เช่น เดินท่อในแนวนอนในกำแพง เดินบนยอดกำแพงแล้วต่อท่อดิ่งลงมาดีกว่า เพราะโอกาสช่างเจาะพลาดมีมาก เพราะไม่รู้แนวท่อในกำแพง
เหล็กเสริม เลือกเหล็กข้ออ้อยประหยัดกว่า เทียบกับเหล็กกลม ให้กำลังในการรับน้ำหนักสูงกว่า ไม่ต้องดัดปลาย ไม่ต้องเสียปลายเหล็กที่ดัด ประหยัดกว่าเหล็กกลมเมื่อเทียบกับราคาที่สูงกว่าของเหล็กข้ออ้อย
งานเหล็กเสริม ออกแบบให้ลงตัวกับเหล็กเส้น 10 ม. เช่น เหล็กเสริมรับโมเมนต์บวกที่กลางคาน ตัดให้ได้ยาว 1.25, 1.43, 2.00, 2.50, 3.33 ซึ่งจะทำให้การตัดไม่เหลือเศษ ถ้าให้คนงานตัด จะตัดส่งเดช เหลือเศษมากมาย คนบริหารการก่อสร้างควรออกแบบการตัดเหล็ก ให้หมายเลข แยกเบอร์ ว่าไปใช้ที่ไหน อย่าให้ไปตัดเอง
บานประตูเลื่อน ล้อที่แขวนประตู ไม่จำเป็นต้องอยู่ที่ขอบประตู อยู่ที่ ระยะ 1 ใน 4 ก็ได้ ความยาวของรางแขวน ไม่ใช้ สองเท่าของความกว้างประตุ แต่เท่าระยะวิ่ง บวก ระยะห่างของล้อแขวน
การใช้พื้นสำเร็จที่ชั้นดาดฟ้า เสี่ยงต่อการรั่วเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากการขยายตัวไม่เท่ากัน ควรปูด้วยแผ่นแอสฟัลท์ อย่าได้เชื่อสีสะท้อนความร้อนว่ากันซึมได้ โกหกทั้งเพ
การเดินสายไฟ เดินตาม wireway ดีกว่าฝังพื้น ซึ่งแก้ไขยาก นอกจากพื้นที่ยกสูง
การเดินท่อประปาก้เช่นกัน อย่าฝังพื้น เว้นแต่พื้นยกสูง ให้แขวนใต้พื้น หรือ เดินบนเพดานดีกว่า
3.เลือกวัสดุที่ประหยัด อย่าหลงเชื่อคำโฆษณา จนกว่าจะได้พิสูจน์ จะมีเซลส์มาขอให้ใช้สินค้าตัวนั้นตัวนี้ อย่าเชื่อของที่แพงอาจไม่ดีกว่าของที่ถูก อยู่ที่นโยบายการตลาด อุปสงค์ อุปทาน การสร้างภาพสินค้า ต้องดูให้ออก
มีตัวแทนขายสินค้ารายหนึ่ง มาเสนอขายเส้นพลาสติกเล็กๆ เพื่อใส่ในคอนกรีต เพื่อไม่ต้องใส่เหล็กเสริม ลองหล่อลูกปูนเทียบกับการใช้กับไม่ใช้ของในการผสม ไม่ได้มีความแตกต่างในการเพิ่มกำลังเลย
ถ้ายอมให้มีแสงสว่างจากหลังคาบ้าง อย่าให้มากจนเกินไปจนร้อน จะประหยัดค่าไฟฟ้าระยะยาว
โรงงาน ออกแบบสูงไว้ ให้ระบายอากาศ และเย็นกว่า โรงงานส่วนใหญ่ ออกแบบความสูงเสาที่6.00 ม. ถ้าเพิ่มความสูงเป็น 7.50 ม. ทำให้มีระยะความสูงของหลังคามากขึ้น มีการระบายอากาศมากขึ้น ทำให้เย็นกว่าได้
โครงหลังคาที่ระบายความร้อนด้วยลูกหมุน ประสิทธิภาพไม่เท่าการระบายอากาศด้วยหลังคาซ้อน ซึ่งหลังคาซ้อนจะดูดอากาศร้อนออกไปได้เนื่องจากความเร็วลมที่ผ่าน
จากบทความใน www.factory-builder.com
Create Date :24 พฤษภาคม 2552Last Update :24 พฤศจิกายน 2553 11:12:47 น.Counter : Pageviews.Comments :5
twittergoogle
Comment
ชื่อ
ความคิดเห็น
*ใช้ code html ตกแต่งข้อความได้เฉพาะสมาชิก
+ Emotion +
สวัสดีครับ
เข้ามาอ่านแล้วได้ความรู้ดีนะครับ
โดย: เพกร 24 พฤษภาคม 2552 10:33:21 น.
ถูกต้อง แจ่มได้ใจ
แต่งานอาคารโรงพยาบาลท่อฝังผนังเป็นส่วนมาก ท่อลอยมักจะเป็นงานเพิ่มเต็มทีหลัง
เสียงเค้าว่ากันพรรณนั้น
โดย: บ้าได้ถ้วย 24 พฤษภาคม 2552 18:50:17 น.
อ่านแล้วได้ความรู้ดีครับ
โดย: a. IP: 125.24.208.166 30 กันยายน 2552 15:21:05 น.
ได้ความรู้ดีครับ
โดย: dconth IP: 192.168.0.120, 124.157.237.141 30 กันยายน 2552 17:06:09 น.
ก็มีส่วนที่ดี แต่อ่านไปอ่านมาอาจจะมีส่วนที่ดีกว่านี้เช่นการวางท่อน้ำใต้พื้นเราอาจจะเสริมตกแต่งข้างนอกเพื่อเป็นการให้รู้ว่าวางท่อน้ำตรงไหน
โดย: Report IP: 192.168.1.108, 203.144.144.164 7 กุมภาพันธ์ 2553 1:50:09 น.
BlogGang.com ใช้คุกกี้เพื่อพัฒนา
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
