บทความนี้อธิบายการใช้ท่อเหล็กเป็นเสาอาคารร่วมกับพื้นคอนกรีต โดยเน้นการประยุกต์ใช้ในงานวิศวกรรมสาขาต่าง ๆ เช่น โยธา ไฟฟ้า และเครื่องกล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความยั่งยืนในโครงการก่อสร้าง นอกจากนี้ยังมีการเชื่อมโยงกับการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติและคุณภาพสิ่งแวดล้อมเพื่อบรรลุวิสัยทัศน์ระยะยาวของประเทศ.
ประเทศไทยได้เข้าสู่ยุคพัฒนาเมือง ส่งผลให้มีอุปสงค์ด้านงานก่อสร้างเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะระบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่ได้รับความนิยม เนื่องจากมีแหล่งวัสดุและแรงงานที่มีราคาไม่สูง ทำให้เกิดการพัฒนานวัตกรรมใหม่ ๆ เช่น ระบบคอนกรีตอัดแรงทั้งก่อนและหลังการแข็งตัว รวมถึงผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ที่ใช้คอนกรีตเป็นวัสดุพื้นฐานในงานก่อสร้าง.
สำหรับระบบโครงสร้างเหล็กในประเทศไทยยังไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากขาดอุตสาหกรรมการผลิตเหล็กต้นน้ำและค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างที่สูงกว่าโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก นอกจากนี้ยังมีปัญหาด้านการขาดแคลนแรงงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ทำให้การก่อสร้างด้วยเหล็กมีความท้าทายมากขึ้น อย่างไรก็ตาม นวัตกรรม PostConnex ที่ใช้ท่อเหล็กเป็นเสาอาคารได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรับน้ำหนักและลดต้นทุนการก่อสร้าง โดยสามารถติดตั้งได้ง่ายและเพิ่มพื้นที่ใช้สอยภายในอาคาร.
โดยหลักการและแนวคิดในเชิงวิศวกรรมโครงสร้างนั้น PostConnex จะมีลักษณะการถ่ายแรงที่คล้ายคลึงกับการถ่ายแรงในแนวดิ่ง (gravity load) จากเสาอาคาร (column) ผ่านแผ่นรองฐาน (baseplate) ลงฐานสู่ราก ซึ่งตัว base plate ก็จะต้องต้านทานการดัด (bending) จากแรงดัน (pressure) ใต้ base plate ที่กระทำโดยฐานรากหรือตอม่อคอนกรีต (concrete foundation or pier)ด้านใต้ โดย PostConnex จะมีลักษณะการถ่ายแรงที่กลับทิศกล่าวคือ น้ำหนักบรรทุกคงที่และน้ำหนักบรรทุกจรที่ถ่ายจากพื้นอาคารคอนกรีต (concrete floor dead and live load) จะถ่ายลงสู่แผ่นปิดหัวเสา (cap plate) ที่ติดมากับเสาที่รองรับพื้นอาคารชั้นนั้น ๆ โดย cap plate ก็จะต้องต้านทาน bending อันเกิดจากแรงกระทำจากพื้นคอนกรีต ดังเช่น base plate ที่ต้องต้านทานแรงดัดจากฐานรากคอนกรีต
ประเด็นสำคัญประการหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือ กำลังเฉือนทะลุของพื้นคอนกรีต ซึ่งขึ้นอยู่กับกำลังรับแรงอัดของคอนกรีต (fc’)
ความหนาของแผ่นพื้นคอนกรีต (concrete slab thickness) และขนาดของ cap plate ที่จะต้องมีกำลังรับแรง (strength) และความสามารถในการต้านทานการดัดตัว (stiffness) ที่มากเพียงพอ ซึ่งการดัดตัวของ cap plate นั้น ส่วนหนึ่งจะช่วยรับโดย bracket เสริมความแข็งแรงที่ติดตั้งเข้ากับ high strength bolt ซึ่งต่อมาจาก capplate ซึ่งด้วยลักษณะทางกายภาพที่ระบบจุดต่อนี้ถูกฝังอยู่ในเนื้อคอนกรีต การรับและถ่ายแรงจะมีลักษณะร่วมกันรับและถ่ายแรงที่เรียกว่า composite behavior ซึ่งมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบพฤติกรรมกับการทดสอบจริงควบคู่ไปกับการจำลองผลบนแบบจำลองคอมพิวเตอร์ (finite element model) โดยคณะนักวิจัย จาก บมจ.สหวิริยาสตีลอินดัสตรี (SSI) ร่วมกับภาควิชาวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ดำเนินการทดสอบ PostConnex ในห้องปฏิบัติการทดสอบที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) เพื่อทำความเข้าใจต่อการรับแรงในเชิงพฤติกรรม อันนำไปสู่แนวทางการวิเคราะห์คำนวณได้อย่างถูกต้องและเหมาะสมต่อไป
สามารถอ่านบทความเพิ่มเติมได้ที่ https://www.ebookservicepro.com/showcase/EIT/issue3_65/
