การออกแบบเพื่อควบคุมการแอ่นตัว (Deflection Controlled Design)
เจ้าของโครงการ สถาปนิก หรือกระทั่งวิศวกรผู้ออกแบบหลายท่านอาจมีความสับสนว่า การออกแบบเพื่อควบคุมการแอ่นตัว นั้น เป็นข้อกำหนดที่ควบคุมตามกฎหมาย หรือเป็นเงื่อนไขในการออกแบบเพื่ออำนวยให้เกิดความปลอดภัย ซึ่งอาจไม่ใช่สิ่งที่ถูกต้องมากนัก
ประเด็นที่น่าสนใจเรื่อง การออกแบบเพื่อควบคุมการแอ่นตัว
1. การออกแบบเพื่อควบคุมการแอ่นตัวเป็นการออกแบบเพื่อการใช้งานได้ดี หรือ serviceability design เป้าหมายคือ เพื่อ อำนวยให้ผู้ใช้งานอาคารรู้สึกสบายใจ ไม่รู้สึกหวาดกลัวเมื่อเห็นการแอ่นตัวมากๆ รำคาญใจเมื่อแอ่นตัวจนเกิดน้ำรั่วซึมเข้าตัวอาคาร หรือ ไม่เกิดการรู้สึกเวียนศีรษะเมื่อเกิดการสั่นไหวมากๆ
2. เกณฑ์การแอ่นตัวสำหรับพื้นโครงสร้างจะเข้มข้นกว่าเกณฑ์การแอ่นตัวสำหรับโครงหลังคา เหตุผลสำคัญคือ ความรู้สึกของผู้ใช้อาคารที่ยืนบนพื้นจะรู้สึกต่อการสั่นไหวของพื้นมากกว่าความรู้สึกของผู้ใช้อาคารที่อยู่ในอาคารแล้วมองขึ้นไปเห็นการสั่นกระพือของโครงหลังคา
โดยอ้างอิงจาก แนวปฏิบัติเพื่อการออกแบบอาคารเหล็กสำเร็จรูปสำหรับอาคารโรงงานอุตสาหกรรมและคลังสินค้า โดยวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ซึ่งอ้างอิงจากมาตรฐาน International Building Code (IBC) และมาตรฐาน Metal Building Manufacturer Association (MBMA)
จะเห็นว่า เกณฑ์การพิจารณาการแอ่นตัวของพื้นอาคาร (Dead + Live Load Deflection = L/240 และ Live Load Deflection = L/360) จะกำหนดไว้เพียงครึ่งหนึ่งของ เกณฑ์การพิจารณาการแอ่นตัวของโครงหลังคาที่ไม่มีฝ้าเพดาน (DL+LL Deflection = L/120 และ LL Deflection = L/180)
หมายเหตุ แนวปฏิบัติเพื่อการออกแบบอาคารเหล็กสำเร็จรูปสำหรับอาคารโรงงานอุตสาหกรรมและคลังสินค้า นี้จะมอบให้กับผู้สมัครเข้าร่วมงานสัมมนา SSI Steel Construction Virtual Forum 2021 ที่จัดในวันที่ 9 – 11 พฤศจิกายน 2564 โดยท่านสามารถติดตามรายละเอียดได้ทาง คลิก !
3. การออกแบบเพื่อควบคุมการแอ่นตัวไม่ได้เป็นการออกแบบเพื่อความมั่นคงแข็งแรง หรือ strength design ดังนั้นโดยหลักการแล้ว เงื่อนไขด้านการแอ่นตัวจึงไม่ได้ถูกบัญญัติไว้ในกฎกระทรวง
ด้วยกฎกระทรวงกำหนดเกณฑ์ความปลอดภัยของประชาชนผู้ใช้อาคารเป็นสำคัญ หรืออาจกล่าวได้ว่า เจ้าของอาคารหรือวิศวกรโครงสร้างสามารถใข้ดุลพินิจในการกำหนดเกณฑ์ดังกล่าวได้โดยไม่ผิดกฎหมาย (ตาม พรบ.ควบคุมอาคาร) หรือเกณฑ์จรรยาบรรณ (ตาม พรบ.วิศวกร)
แต่ทั้งนี้วิศวกรผู้ออกแบบจำเป็นต้องพูดคุยหารือทำความเข้าใจกับเจ้าของโครงการถึงประเด็นเรื่องการลดต้นทุนค่าก่อสร้างเทียบกับการแอ่นตัวที่สูงขึ้น
4. แม้ว่าการออกแบบเพื่อควบคุมการแอ่นตัวไม่ได้เป็นการออกแบบเพื่อความมั่นคงแข็งแรง แต่การแอ่นตัวที่โครงหลังคาที่มากจนเกินไป ส่งผลทำให้เกิดน้ำขัง ซึ่งการเกิดน้ำขังจะส่งผลให้เกิดน้ำหนักบรรทุกที่มากเกินกว่าน้ำหนักบรรทุกจรที่ออกแบบ (น้ำสูง 2 ซม. หนัก 50 กก./ตรม. เทียบกับน้ำหนักบรรทุกจรตาม กฎกระทรวง ที่ 30 กก./ตรม.)
อันอาจส่งผลต่อความปลอดภัยของโครงสร้างอาคารโดยรวมได้ ตัวอย่างที่คล้ายคลึงกัน เช่น การทำความสะอาดท่อระบายน้ำบนหลังคา (roof drain) หรือช่องเปิดเพื่อระบายน้ำ (scupper) ซึ่งมิใช่การออกแบบเพื่อความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างแต่ความบกพร้อมของอุปกรณ์ดังกล่าวอาจส่งผลต่อความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างได้
นอกจาก strength design และ serviceability design ซึ่งเป็นมิติในการออกแบบที่มีวัตถุประสงค์ในการพิจารณาที่แตกต่างกันที่ผู้ออกแบบโครงสร้างต้องคำนึกงถึงแล้ว ผู้ออกแบบยังต้องพิจารณามิติในการออกแบบเพื่อความคงทนถาวร หรือ durability design ของโครงสร้าง ให้สามารถทนทาน มีอายุการใช้งานตามที่เจ้าของอาคารต้องการด้วยนะครับ