รอยต่อสำคัญของคานกับคานในงานก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก

โครงสร้างที่สำคัญของอาคาร นอกจากเสา อีกสิ่งหนึ่งคือ คาน ซึ่งคานนี้เป็นชิ้นส่วนโครงสร้างที่รับน้ำหนักในแนวราบ โดยรับแรงกระทำ 2 แรงคือ แรงดัดและแรงเฉือน ก่อนจะถ่ายแรงลงสู่เสาต่อไป ดังนั้นหากคานไม่มีความแข็งแรง หรือถูกออกแบบมาไม่ดีพอ อาจส่งผลต่อการรับน้ำหนักของโครงสร้างได้ ยิ่งในโครงการที่ต้องมีการนำคาน 2 ชิ้นหรือมากกว่านั้นมาเชื่อมต่อกัน เพื่อให้มีความยาวและลักษณะตามที่ต้องการ ก็อาจทำให้เกิดปัญหาในช่วงรอยต่อได้ 

ดังนั้นรอยต่อที่เกิดขึ้นจึงถือเป็นจุดสำคัญที่ต้องออกแบบ ก่อสร้างและจัดการให้ดี เพื่อให้ทั้งรอยต่อ และชิ้นส่วนคานทั้งหมดสามารถรับน้ำหนักได้อย่างไม่ขาดตกบกพร่องเช่นเดียวกับการก่อสร้างที่ไม่มีการต่อคาน ซึ่งใน SYS Steel Connection คู่มือที่พูดถึงรอยต่อในงานโครงสร้างเหล็ก ก็ได้พูดถึงและได้แสดงตัวอย่าง การจัดการ รอยต่อระหว่างคานกับคานเอาไว้อย่างครบถ้วน ผู้ที่สนใจจึงสามารถนำไปเป็นแนวทางเบื้องต้นในการจัดการรอยต่อ ระหว่างคานกับคานได้

 

รอยต่อระหว่างคานกับคานในระนาบเดียวกัน

รูปแบบแรกในการต่อคาน คือ การนำคาน 2 ชิ้นมาต่อเข้าด้วยกันในระนาบเดียวกันเพื่อเพิ่มความยาวให้กับคาน โดยในการต่อคานนี้สามารถใช้ได้ทั้งการเชื่อมและการขันน็อต (Bolted Connection) แต่ต้องมีการใช้เพลทเหล็กมา ประกับเข้าที่รอยต่อของคาน เพื่อเสริมให้รอยต่อแข็งแรงและถ่ายแรงได้ทั้งแรงดัด แรงเฉือน ให้เหมือนเหล็กเป็นท่อนเดียวกัน 

(ภาพที่ 1 การต่อคานกับคาน ด้วยการเชื่อม, ภาพที่ 2 การต่อคานกับคาน ด้วยการขันน็อต (Bolted Connection))

 

เพลทเหล็กที่นำมาใช้นั้นต้องยึดเข้ากับคานเหล็ก H-BEAM ใน 2 ส่วนคือ ส่วนของเอวและส่วนของปีก (ทั้งปีกบนและปีกล่าง) โดยเพลทเหล็กที่ใช้จะต้องมีความหนามากกว่าหรือเท่ากับส่วนที่จะนำไปประกับ เช่น จะนำเพลทเหล็กไปประกับที่ส่วนปีก เพลทเหล็กนั้นจะต้องมีความหนามากกว่าหรือเท่ากับส่วนปีกของเหล็ก H-BEAM เป็นต้น

การเชื่อมเพลทเหล็กเข้ากับรอยต่อคานจะต้องเชื่อมให้รอบเพลทเหล็ก และมีการคำนวณรอยเชื่อมและ ขนาดรอยเชื่อมที่เหมาะสมจากวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ ส่วนในการขันน็อตหรือ Bolted Connection จะต้องมีการคำนวณ เพื่อหาขนาดและจำนวน Bolt ที่เหมาะสมเช่นกัน โดย SYS Steel Connection ได้มีตัวอย่างการต่อคานในระนาบเดียว กันนี้ไว้ในหน้าที่ 24 – 27

 

รอยต่อระหว่างคานหลักและคานรองในแนวตั้งฉาก

ในหน้าที่ 28 – 31 ในคู่มือ SYS Steel Connection ได้แสดงตัวอย่างการต่อคานหลักกับคานรองในมุมตั้งฉากกันเอาไว้ โดยแยกได้เป็น 2 รูปแบบ คือ รูปแบบการตัดส่วนปีกล่างของคานรองออกและรูปแบบการต่อที่ใช้ เพลท 2 ชิ้นมาประกับ ซึ่งทั้ง 2 รูปแบบที่แสดงในคู่มือนี้เป็นรูปแบบการต่อคานหลักกับคานรองที่รับแรงเฉือนเท่านั้น และใช้การเชื่อมและการขันน็อตผสมผสานกัน ทำให้งานก่อสร้างทำได้ไวขึ้นมากกว่าการเลือกใช้การเชื่อมเพียงอย่างเดียว

(ภาพตัวอย่างแสดงการต่อคานหลักกับคานรองด้วยการตัดปีกล่างของคานรอง ในหน้าที่ 29)

 

ในรูปแบบที่ 1 จะเป็นการนำเพลทเหล็กมาเชื่อมในแนวตั้งเข้าที่ส่วนเอวของคานหลัก และนำคานรองมาตัดปีกล่างออกบริเวณของส่วนปลายคานข้างหนึ่ง จากนั้นจึงนำคานทั้งสอง มาประกอบกันด้วยการเจาะรูรอยน็อตแล้วขันให้แน่น การใช้รูปแบบนี้จะช่วยให้ติดตั้งได้ง่าย เพราะสามารถยกคานขึ้นติดตั้งจากด้านบน หรือด้านข้างก็ได้ และใช้เพลทเหล็กเพียงแผ่นเดียวกันจัดการรอยต่อ 

(ภาพตัวอย่างแสดงการต่อคานหลักและคานรองด้วยเพลทเหล็ก 2 ชิ้น ในหน้าที่ 31)

 

ในรูปแบบที่ 2 เป็นการใช้เพลทเหล็ก 2 ชิ้นมาประกับเข้ากับคานหลักและคานรอง โดยชิ้นแรกจะเชื่อมออกมา จากเอวของคานหลัก ส่วนชิ้นที่ 2 จะทำหน้าที่ประกับคานรองให้ติดแน่นอยู่กับเพลทแผ่นแรก รูปแบบนี้การเตรียมงานจะทำได้ง่ายและรวดเร็ว ทั้งยังไม่ต้องตัดคานให้ยุ่งยาก ทำให้คานยังคงคุณสมบัติของตัวเองเอาไว้ได้ครบถ้วนเพราะได้โดนตัดปีกบางส่วนออกไป 

 

ออกแบบรอยต่อระหว่างคานกับคาน ในคู่มือ SYS Steel Connection

ในการจัดการรอยต่อระหว่างคานกับคาน ไม่ว่าจะเป็นคานในระนาบเดียวกันหรือคานหลักกับคานรอง จำเป็นที่จะต้องใช้เพลทเหล็กเข้ามาประกับในส่วนของรอยต่อ เพื่อให้รอยต่อถูกจัดการได้อย่างถูกต้องตามหลักวิศวกรรมและ แข็งแรงสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังช่วยให้คานที่ต่อกันแบบนี้สามารถรับแรงกระทำได้เสมือนกับเป็นคานท่อนเดียว 

ซึ่งในคู่มือ SYS Steel Connection นี้ได้แสดงตัวอย่างของรอยต่อโครงสร้างกับโครงสร้างในส่วนต่าง ๆ ของ อาคารไว้อย่างครบถ้วน รวมไปถึงรอยต่อของคานกับคานด้วย ผู้ที่สนใจหรือผู้ใช้งานโครงสร้างเหล็กจึงสามารถใช้เป็น แนวทางเบื้องต้นในการจัดการรอยต่อเหล็ก ระหว่างคานกับคานได้ แต่ทั้งนี้ในรายละเอียดที่เฉพาะด้าน จำเป็นอย่างมากที่จะต้องให้วิศวกรคำนวณและออกแบบรอยต่อโครงสร้างให้ เพื่อให้ได้รูปแบบรอยต่อที่เหมาะสม แข็งแรงและถูกต้องมากที่สุดสำหรับโครงการนั้น ๆ 

สามารถอ่านรายละเอียดรอยต่อระหว่างโครงสร้างกับโครงสร้างของอาคารโครงสร้างเหล็กเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ ของ SYS : https://www.syssteel.com/  หรืออ่านคู่มือ SYS Steel Connection ที่ : https://bit.ly/3YwohiG