เทคนิครอยต่อ (Detail joint) เสา กับ คานเหล็ก

หลายคนยังคงมีความสงสัยเรื่องเทคนิคการจบรอยต่อ โดยเฉพาะบริเวณเสากับคานเหล็กซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักที่มีผลต่อความแข็งแรงของโครงสร้าง เช่นว่า “จุดนี้รอยต่อแบบไหนจะรับแรงได้ดีที่สุด?” หรือ “เราจำเป็นต้องเชื่อมรอบทุกจุดหรือไม่?” หากคุณเป็นช่างผู้ติดตั้งก็ควรเข้าใจว่าในแต่ละจุดรอยต่อที่วิศวกรโครงสร้างได้ทำการออกแบบไว้นั้น ตั้งใจให้เกิดพฤติกรรมการถ่ายแรงของอาคารแบบใด ซึ่งมีอยู่ 2 รูปแบบหลัก ได้แก่ Shear Connection และ Moment Connection

---

จุดต่อรับแรงเฉือน (Shear Connection)

รอยต่อรูปแบบนี้ จะใช้วิธีการยึดเฉพาะส่วนเอว (web) ของคานเข้ากับเสา (column) และไม่เชื่อมรอบเพื่อให้ส่วนของเอว (web) เป็นจุดถ่ายแรงเฉือนตามการออกแบบโดยวิศวกรโครงสร้าง ซึ่งตัวคานสามารถยึดเข้าได้ทั้งบริเวณปีกของ H-BEAM หรือเอวของ H-BEAM ก็ได้ และออกแบบรูปแบบของรอยต่อให้เหมาะสมกับขนาดความกว้างของเสาและคานที่เลือกใช้

จุดเชื่อมต่อสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การยึดเหล็กฉากเข้ากับเสา การเชื่อมเหล็กแผ่นเข้ากับเสา เป็นต้น ก่อนจะทำการยึดด้วยสลักเกลียวเข้ากับคาน ซึ่งข้อดีของการเชื่อมเพลตติดกับเสามาเรียบร้อยจากโรงงานจะสะดวกต่อการติดตั้งและมีความแม่นยำมากกว่า นอกจากนี้ยังสามารถใช้วิธีการยึดฉากเหล็กเป็นบ่า (Seating) ไว้กับเสาเพื่อแสดงระดับติดตั้งก็ได้ โดยการออกแบบจุดต่อรับแรงเฉือน (Shear Connection) จะเหมาะสำหรับการดีไซน์อาคารที่ต้องการให้เสามีขนาดเล็ก คานจึงต้องมีขนาดใหญ่เพื่อให้สามารถรับน้ำหนักที่ถ่ายลงมาได้เป็นอย่างดี โดยจะต้องผ่านการคำนวณและออกแบบโดยละเอียดจากวิศวกรผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น จึงเห็นได้ว่าการทำจุดต่อลักษณะนี้ไม่จำเป็นต้องเชื่อมรอบให้คานยึดแน่นกับเสา ช่างจึงควรติดตั้งจุดต่อตามแบบไม่เช่นนั้นจะส่งผลให้มีแรง (Moment force) ลงสู่เสา ทำให้เสาอาคารโก่งหรือแอ่นเกิดโครงสร้างวิบัติได้

---

จุดต่อรับโมเมนต์ (Moment Connection)

รอยต่อรูปแบบนี้จะใช้วิธีการยึดติดทั้งเอว (web) และปีก (flange) ของคานเข้ากับเสา (column) เพื่อให้ส่วนของเอว (web) เป็นจุดถ่ายแรงเฉือนและปีก (flange) เป็นจุดถ่ายโมเมนต์ตามการออกแบบโดยวิศวกรโครงสร้าง ซึ่งตัวคานสามารถยึดเข้าได้ทั้งบริเวณปีกของ H-BEAM หรือเอวของ H-BEAM ที่ใช้ทำเป็นเสาก็ได้ โดยหากทำเป็นระบบ Bolted Connection นิยม ออกแบบจุดเชื่อมต่อให้ยื่นออกมาจากเสาประมาณ 50-100 ซม. เพื่อให้สะดวกต่อการติดตั้ง

จุดเชื่อมต่อลักษณะนี้สามารถทำได้หลายวิธีทั้งการเชื่อมและการใช้สลักเกลียว โดยหากออกแบบให้เป็นสลักเกลียวยึดทั้งบนและล่างของคาน การวางแผ่นพื้นสำเร็จจะต้องมีการบากพื้นเพื่อเว้นที่ว่างสำหรับหัวน็อตด้วย จุดเชื่อมต่อสามารถทำให้เสร็จเรียบร้อยมาจากโรงงานได้เช่นเดียวกับ Shear Connection ซึ่งจะทำให้การติดตั้งเป็นไปอย่างสะดวกและมีความแม่นยำมากขึ้น การออกแบบจุดต่อรับโมเมนต์ (Moment Connection) ซึ่งมีพฤติกรรมการถ่ายแรงของคานลงสู่เสา จึงเหมาะสำหรับการดีไซน์อาคารที่ต้องการให้คานมีขนาดเล็ก เสาจึงต้องมีขนาดใหญ่เพื่อให้สามารถรับน้ำหนักที่ถ่ายลงมาได้เป็นอย่างดี โดยจะต้องผ่านการคำนวณและออกแบบโดยละเอียดจากวิศวกรผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น เพื่อให้ได้รอยต่อที่แข็งแรงและมีประสิทธิภาพต่อโครงสร้างอาคารสูงสุด