ระบบเหล็กโครงสร้างทั่วไปในการก่อสร้างอาคารสูง

ระบบเหล็กโครงสร้างมีบทบาทสำคัญในก่อสร้างอาคารสูง การเลือกใช้ระบบเหล็กโครงสร้างที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อรับรองความปลอดภัยและประสิทธิภาพของโครงสร้างสูงเหล่านี้ การจำแนกประเภทของระบบเหล็กโครงสร้างในอาคารสูงครอบคลุมตัวเลือกต่าง ๆ ซึ่งแต่ละรูปแบบมีข้อดีและข้อพิจารณาที่แตกต่างกัน บทความนี้จะสำรวจการจำแนกประเภทของระบบเหล็กโครงสร้างที่ใช้งานกันทั่วไปในอาคารสูง

1. ภาพรวมของโครงสร้างเหล็กและอาคารสูง

โครงสร้างเหล็ก:

โครงสร้างเหล็ก เป็นประเภทของอาคารที่ใช้เหล็กเป็นวัสดุหลักในการสนับสนุนและกรอบอาคาร อาคารเหล็กเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากข้อได้เปรียบหลายประการ เช่น ความแข็งแรง ทนทาน และความยืดหยุ่น เป็นต้น

ก่อนอื่น โครงสร้างเหล็กมีความแข็งแรงและทนทาน เหมาะสำหรับการก่อสร้างที่ต้องการพื้นที่กว้าง เช่น โกดัง โรงงาน และอื่น ๆ นอกจากนี้ ความสามารถในการต้านทานไฟ แรงสั่นสะเทือน ฯลฯ ทำให้สามารถรับรองความปลอดภัยและความมั่นคงในระดับสูงได้ ยิ่งไปกว่านั้น วัสดุเหล็กยังยืดหยุ่น สามารถปรับรูปทรงได้ตามความต้องการของเจ้าของอาคาร

อาคารสูง:

อาคารสูงมีลักษณะเด่นที่มีความสูงมากและมีหลายชั้น การก่อสร้างอาคารสูงได้ปฏิวัติการพัฒนาเมือง ทำให้เมืองสามารถรองรับประชากรที่เพิ่มมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็สามารถใช้ที่ดินได้อย่างสูงสุด เนื่องจากการก่อสร้างอาคารที่ใช้งานได้โดยใช้เพียงเหล็กหรือคอนกรีตนั้นไม่สามารถทำได้ จึงมักแบ่งอาคารสูงออกเป็นโครงสร้างผสม

2. การจำแนกประเภทของระบบเหล็กโครงสร้างในอาคารสูง

นี่คือการจำแนกประเภทของระบบเหล็กโครงสร้างที่ใช้กันทั่วไปในอาคารสูง:

2.1 ระบบกรอบแข็ง

ระบบกรอบแข็งมักใช้ในการก่อสร้างทั้งเหล็กและคอนกรีตเสริมเหล็กเพื่อทนต่อแรงโหลดตั้งตรงและข้างเคียง ระบบเหล่านี้ได้รับการยอมรับมายาวนานว่าเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพในการออกแบบอาคาร ในการกรอบแข็ง โดยเฉพาะกรอบที่มีโมเมนต์ การเชื่อมต่อระหว่างคานกับเสาจะถูกออกแบบให้แข็งแรงและแข็งมาก ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเพราะการเชื่อมต่อนี้มีหน้าที่ในการรักษามุมต้นฉบับระหว่างส่วนประกอบที่ตัดกันให้คงเดิม มุมที่ความสูงคานและเสาตัดกันยังคงอยู่ตายตัวและไม่เปลี่ยนแปลงแม้ภายใต้แรงโหลดและแรงภายนอก

ในอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ความแข็งของท่อทำให้การกรอบแข็งเป็นทางเลือกที่เหมาะสม ในอาคารเหล็ก รอยต่อต่าง ๆ จะได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มความแข็งและรับประกันความแน่นหนาในส่วนของการเชื่อมต่อ

2.2 ระบบกรอบแข็งแบบมีสายเสริมและระบบกรอบผนังต้านแรงเฉือน

ระบบกรอบแข็งที่มีสายเสริมใช้ส่วนควบคุมรูปทรงทแยงเพื่อทนต่อแรงโหลดข้างเคียง สายเสริมเหล่านี้สามารถทำจากเหล็กหรือคอนกรีตเสริมเหล็กและจะถูกวางอย่างมีกลยุทธ์ภายในกรอบของอาคารเพื่อให้ความมั่นคง ระบบกรอบผนังต้านแรงเฉือน ได้รวมเอาผนังแนวดิ่งที่เรียกว่าผนังต้านแรงเฉือน ซึ่งทนต่อแรงข้างได้ดี ทั้งสองระบบนี้มีประสิทธิภาพในการบรรเทาแรงข้าง เช่น ลมและแรงสั่นสะเทือน และนิยมใช้ในออกแบบอาคารสูง

2.3 ระบบเอาต์ริกเกอร์

ระบบเอาต์ริกเกอร์ใช้แทรซซิสแนวนอนหรือผนังที่เรียกว่าระบบเอาต์ริกเกอร์ที่เชื่อมต่อกับแกนกลางของอาคารไปยังโครงสร้างรอบนอก เอาต์ริกเกอร์เหล่านี้ให้ความแข็งเพิ่มขึ้นและกระจายแรงข้างออกไปอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งอาคาร ทำให้เสถียรภาพโดยรวมดีขึ้น ระบบเอาต์ริกเกอร์มักใช้ในอาคารสูงที่มีแกนกลาง เป็นอย่างยิ่งในลดการแกว่งและเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้าง

2.4 ระบบกรอบท่อ

ระบบกรอบท่อซึ่งเหมาะสำหรับการก่อสร้างเหล็ก คอนกรีตเสริมเหล็ก และการก่อสร้างแบบผสม เสนอการพัฒนาประโลมกับโครงสร้างกรอบปกติ ระบบนี้เป็นทางเลือกแทนระบบกรอบแข็งและระบบกรอบที่มีผนังต้านแรงเฉือนซึ่งจะมีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อเกิดอาคารสูงมาก

ระบบกรอบท่อประกอบด้วยกริดของเสาที่อยู่ใกล้กันโดยถูกเชื่อมต่อด้วยคาน ซึ่งสร้างโครงสร้างคล้ายท่อที่มีความแข็งแกร่ง ระบบนี้จะต้านทานแรงข้างได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยกระจายให้ทั่วทั้งท่อ ลดความจำเป็นในการใช้ส่วนควบคุมรูปทรงเสริม โครงสร้างกรอบท่อให้ความแข็งแกร่งที่ยอดเยี่ยม เพิ่มความยืดหยุ่นทางสถาปัตยกรรม และมักใช้ในอาคารสูง

2.5 ระบบกรอบท่อผสม

ระบบกรอบท่อผสมสามารถนำไปใช้ในหลายวิธีการก่อสร้าง เช่น เหล็ก คอนกรีตเสริมเหล็ก และโครงสร้างที่ผสมกัน ระบบเหล่านี้รวมเอาสายเสริมทแยงเพื่อเพิ่มความแข็งและประสิทธิภาพ ความเหมาะสมของระบบชนิดนี้เรียกว่าระบบกรอบผสมหรือระบบท่อทแยงนอก ซึ่งเหมาะสำหรับอาคารสูงกว่าทำให้สามารถสร้างความสูงและเว้นระยะห่างระหว่างเสาได้มากขึ้น

ระบบกรอบท่อผสมมีทางออกที่มีประสิทธิภาพโดยการใช้จำนวนเส้นทแยงที่น้อยที่สุดในแต่ละด้านของท่อ ที่ตัดกันในบริเวณมุมเดียวกันกับเสาที่อยู่มุม เพื่อรับประกันให้หัวเสาอยู่ร่วมกันเพื่อแบกรับทั้งโหลดตั้งตรงและขนาน ส่งผลให้โครงสร้างแข็งแกร่งขึ้น เพิ่มความแข็งแกร่งและประสิทธิภาพของโครงสร้างอนุญาตให้มีความสูงมากขึ้นและระยะห่างระหว่างเสาที่มากขึ้น

2.6 ระบบท่อรวมกลุ่ม

ระบบท่อรวมกลุ่มเหมาะสำหรับการก่อสร้างเหล็ก คอนกรีตเสริมเหล็ก และการก่อสร้างที่ผสมกัน เมื่อต้องการความแข็งในทางโครงสร้างที่สูงมากเกินไป ระบบท่อรวมกลุ่มมีความเหมาะสมมากขึ้น ระบบนี้ประกอบด้วยหลอดหรือแกนหลายตัวที่เชื่อมต่อกันเพื่อทำหน้าที่ต้านทานแรงข้าง

หลอดหรือแกนเฉพาะได้รับการออกแบบให้ร่วมกันแบ่งเบาแรงข้าง ทำให้ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของโครงสร้างดีขึ้น ระบบท่อรวมกลุ่มให้ความยืดหยุ่นในทางสถาปัตยกรรมและประสิทธิภาพทางโครงสร้าง และมักนำไปใช้ในอาคารสูงพิเศษ

ข้างต้นคือระบบเหล็กโครงสร้างทั่วไปในการก่อสร้างอาคารสูง หวังว่าบทความนี้จะให้ข้อมูลที่มีประโยชน์แก่คุณ เข้าไปที่ BMB Steel’s website เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับอาคารเหล็กที่ออกแบบล่วงหน้าและโครงสร้างเหล็ก คุณยังสามารถติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาการออกแบบและบริการผลิตเหล็กได้