ເປັນຫຍັງຈຶ່ງເລືອກໃຊ້ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກສຳລັບຕຶກສູງ?

ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງ ແລະ ປະສິດທິພາບໃນທິດຕັ້ງຕັ້ງຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກຊ່ວຍໃຫ້ຕຶກສູງມີລັກສະນະສູງຂຶ້ນ ແລະ ບາງລົງຜ່ານຄວາມສາມາດໃນການຮັບແຮງທີ່ດີເລີດ

ການອອກແບບໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກໄດ້ຂະຫຍາຍຂອບເຂດຂອງຕຶກສູງໃນດ້ານອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມສູງຕໍ່ຄວາມກວ້າງ. ເນື່ອງຈາກອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ນ້ຳໜັກຂອງມັນສູງກວ່າເຫຼັກເສີມທີ່ປຸກສ້າງດ້ວຍເບຕົງ 30%, ເຫຼັກໜັກຈຶ່ງສາມາດບັນຈຸຄວາມສູງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນດ້ວຍເນື້ອທີ່ຂ້າມທີ່ເທົ່າກັນເພື່ອຮັບນ້ຳໜັກ. ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນຮູບຮ່າງໂຄງສ້າງທີ່ຖືກຮັກສາໄວ້, ມີຮູບຮ່າງທີ່ບາງລົງ ແລະ ພື້ນທີ່ໃຊ້ສອຍໄດ້ສູງສຸດ. ຕຶກເຫຼັກມັກຈະบรรລຸອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມສູງຕໍ່ຄວາມກວ້າງທີ່ 10:1 ແລະ ຕຶກເບຕົງຈະบรรລຸອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມສູງຕໍ່ຄວາມກວ້າງທີ່ 7:1. ນອກຈາກນີ້, ເຫຼັກມີຄວາມເປັນເອກະພາບຫຼາຍກວ່າເບຕົງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການຮັບນ້ຳໜັກ. ໃນປີ 2023, ສະພາຕຶກສູງ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມໃນເມືອງ (CTBUH) ໄດ້ລາຍງານຂໍ້ມູນການກໍ່ສ້າງທົ່ວໂລກ ໂດຍບອກວ່າໂຄງສ້າງທີ່ສູງກວ່າ 50 ຊັ້ນເຫຼັກຈະໄດ້ຮັບພື້ນທີ່ໃຊ້ສອຍໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ 15%, ເຮັດໃຫ້ເຫຼັກເປັນວັດສະດຸທີ່ນິຍົມໃຊ້ສຳລັບຕຶກສູງໃນເຂດເມືອງ.

ການເສີມຄວາມຕ້ານທາງດ້ານແຖວຂອງການເຄື່ອນທີ່: ການປະສົມປະສານລະຫວ່າງໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານການບິດ (Moment-Resisting Frames) ແລະ ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນເພື່ອຮັບການບິດ (Braced Cores)

ໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ໜັກໃຊ້ລະບົບທີ່ຖືກຜະສົມເຂົ້າດ້ວຍກັນ ເພື່ອບັນລຸຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ເພື່ອຕ້ານກັບແຮງດ້ານຂ້າງ. ໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານກັບທີ່ບິດ (Moment-resisting frames) ໃຊ້ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງຄານ ແລະ ເສົາ ເພື່ອຕ້ານ ແລະ ດູດຊຶມພະລັງງານຈາກລົມ ແລະ ສະເທືອນ. ໂຄງສ້າງຫຼັກທີ່ມີການຄ້ຳໝັ້ນດ້ວຍເສົາເຫຼັກທີ່ຕັ້ງເປັນເສັ້ນທີ່ເອີ້ນວ່າ 'diagonal braces' ທີ່ຖືກຈັດແຈງຢູ່ທົ່ວທັງຫຼັກ ເພື່ອຖ່າຍແຮງດ້ານຂ້າງໄປຍັງຮາກຖານ ເຊິ່ງຈະຫຼຸດຜ່ອນການເຄື່ອນໄຫວດ້ານຂ້າງໄດ້ເຖິງ 50%. ໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານກັບທີ່ບິດ ແລະ ໂຄງສ້າງຫຼັກທີ່ມີການຄ້ຳໝັ້ນດ້ວຍເສົາເຫຼັກເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອໃຫ້ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແກ່ໂຄງສ້າງໃນເວລາເກີດສະເທືອນທີ່ມີຄວາມຮຸນແຮງຕ່ຳ ແລະ ຕ້ານກັບແຮງທີ່ມີຄວາມຮຸນແຮງສູງ. ມາດຕະຖານ AISC 341 ຮັບປະກັນວ່າການອອກແບບເພື່ອຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຈະກຳນົດການສູນເສຍພະລັງງານຂອງໂຄງສ້າງຫຼັກ. ການປະສົມປະສານກັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງຫຼັກທີ່ມີການຄ້ຳໝັ້ນດ້ວຍເສົາເຫຼັກ ແລະ ໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານກັບທີ່ບິດສາມາດຕ້ານກັບແຮງລົມທີ່ມີຄວາມໄວຫຼາຍກວ່າ 150 mph ແລະ ເຫດການສະເທືອນທີ່ມີອັດຕາການເກີດຂຶ້ນທຸກໆ 2,500 ປີ ເຊິ່ງຈະຮັກສາຄວາມປອດໄພຂອງຜູ້ປະກອບ ແລະ ໂຄງສ້າງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ.

ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ການອອກແບບສະເພາະສຳລັບສະເທືອນຂອງລະບົບເຫຼັກທີ່ໜັກ

ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ການອອກແບບຕໍ່ານ້ຳໜັກສຳລັບເຫດໄຟຟ້າ: ເປັນຫຍັງໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກຈຶ່ງສາມາດໃຫ້ການແຈກຢາຍພະລັງງານຢ່າງທົ່ວທັ້ງ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກທີ່ຖືກອອກແບບຕາມລະບຽບ AISC 341 ໃຊ້ຫຼັກການຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ການອອກແບບຕໍ່ານ້ຳໜັກສຳລັບເຫດໄຟຟ້າເພື່ອແຈກຢາຍພະລັງງານຈາກເຫດໄຟຟ້າ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດການເຮັດວຽກທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ຢ່າງມີເປົ້າໝາຍໃນບ່ອນທີ່ກຳນົດ ແລະ ບໍ່ເກີດການພັງທີ່ເປີດເຜີຍຢ່າງທັນທີ. ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ອຸປະກອນປ້ອງກັນເຫດໄຟຟ້າ (seismic fuses) ສາມາດອອກແບບເພື່ອແຈກຢາຍພະລັງງານຈາກເຫດໄຟຟ້າໄດ້ເຖິງ 80% ຢູ່ບ່ອນທີ່ເຫດໄຟຟ້າມີຄວາມຮຸນແຮງທີ່ສຸດຕາມທີ່ກຳນົດໄວ້. ຄຸນລັກສະນະທີ່ຍືດຫຍຸ່ນຂອງເຫຼັກມີຜົນກະທົບຢ່າງມີນ້ຳໜັກຕໍ່ໂຄງສ້າງ ໂດຍອະນຸຍາດໃຫ້ເກີດການເปลີ່ນຮູບທີ່ມີຄວາມໝາຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເປັນສິ່ງທີ່ຈຳເປັນເທິງສຸດ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເກີດຂື້ນໃນສະຖານະການທີ່ອາດຈະມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການເລື່ອນລະຫວ່າງຊັ້ນ (inter-story drifts) ທີ່ເກີນ 2.5%. ລະບຽບ AISC 341 ມີຄຳແນະນຳທີ່ສຳຄັນເກີຍກັບການອອກແບບໂຄງສ້າງ ແລະ ວິທີການລາຍລະອຽດເພື່ອເຮັດໃຫ້ເກີດການເຮັດວຽກທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ຢ່າງມີເປົ້າໝາຍ ເພື່ອແຈກຢາຍພະລັງງານຈາກເຫດໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງຄາດເດົາໄດ້ ແລະ ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າໂຄງສ້າງຈະສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງສອດຄ່ອງ ແລະ ສາມາດທົດສອບຄືນໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຕະຫຼອດອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ກຳນົດໄວ້.

ການສຶກສາຄະດີຕຳຫຼວດໄຕເປ້ຍ 101: ຄວາມຮ່ວມມືລະຫວ່າງໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກແລະເຄື່ອງດູດຊືມຄວາມສັ່ນສະເທືອນທີ່ຖືກຕັ້ງຄ່າ

ຕຳຫຼວດໄຕເປ້ຍ 101 ແສດງໃຫ້ເຫັນເຖິງວິສະວະກຳທີ່ດີເລີດດ້ວຍການປະສົມປະສານລະຫວ່າງໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກ ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມຈັງຫວะ. ເຄື່ອງດູດຊືມຄວາມສັ່ນສະເທືອນທີ່ມີນ້ຳໜັກ 730 ຕັນ ແລະ ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກທີ່ຕັ້ງຢູ່ແຖວນອກຂອງອາຄານ ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເສົາເຫຼັກຂະໜາດໃຫຍ່ 8 ເສົາ. ໃນເວລາທີ່ມີພາຍຸໄທ້ວັນຊູເດໂລ, ການປະສົມປະສານນີ້ໄດ້ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເລີ່ມຕົ້ນສູງສຸດລົງ 40%, ເຮັດໃຫ້ການເຄື່ອນທີ່ຂ້າງຂວາ-ຂ້າງຊ້າຍທີ່ມີຄວາມໄວ 700 ມີລີເມີເຕີບໍ່ເຮັດໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ງານຮູ້ສຶກບໍ່ສະດວກ. ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກທີ່ຕັ້ງຢູ່ແຖວນອກຂອງອາຄານໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງທີ່ຈຳເປັນເພື່ອເປັນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ຂັບເຄື່ອນເຄື່ອງດູດຊືມຄວາມສັ່ນສະເທືອນ, ພ້ອມທັງປັບຮູບແບບສ່ວນປະກອບຂອງໂຄງສ້າງໃຫ້ເໝາະສົມ ແລະ ດູດຊືມຄວາມສັ່ນສະເທືອນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນລະບົບ. ລະບົບນີ້ໄດ້ຖືກທົດສອບແລະຢືນຢັນວ່າສາມາດຕ້ານທານເຫດການເຂີ່ນເຂົ້າທີ່ເກີດຂຶ້ນທຸກໆ 2,500 ປີ. ສິ່ງນີ້ໄດ້ຖືກຢືນຢັນໃນເຫດເຂີ່ນເຂົ້າໃນປີ 2022 ຢູ່ໄຕ້ຫວັນ, ໂດຍເຄື່ອງດູດຊືມຄວາມສັ່ນສະເທືອນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນແຮງເຂີ່ນເຂົ້າຈົນເຖິງ 700 kN ທີ່ກະທຳຕໍ່ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກ.

ການປຽບທຽບປະສິດທິພາບໃນໄລຍະຍາວ: ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກ ເທືອບກັບທາງເລືອກອື່ນ

ອາຍຸການໃນການໃຊ້ງານແລະຄວາມສາມາດໃນການໃຊ້ງານທີ່ຄວາມສູງ 50 ຊັ້ນຂຶ້ນໄປ: ລະບົບໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກມີປະສິດທິພາບດີກວ່າລະບົບເຄື່ອງມືເປີດ (concrete) ແລະ ລະບົບປະສົມ

ລະບົບໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກມີອາຍຸການໃນການໃຊ້ງານແລະຄວາມສາມາດໃນການໃຊ້ງານດີກວ່າທີ່ຄວາມສູງ 50 ຊັ້ນຂຶ້ນໄປ. ເຫຼັກມີໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ເປັນເອກະພາບ ເຊິ່ງຊ່ວຍແຈກຢາຍຄວາມເຄັ່ງຕົວຢ່າງເທົ່າທຽມກັນ ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີອາຍຸການໃນການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານຂຶ້ນ ແລະ ການແຜ່ຂະຫຍາຍຂອງແຕກຫັກນ້ອຍລົງເມື່ອທຽບກັບເຄື່ອງມືເປີດທີ່ມີການເສີມແຂງ, ໂດຍຄວາມແຕກຕ່າງດັ່ງກ່າວມີປະມານ 40% ອີງຕາມການສຶກສາປີ 2023 ຂອງ O. C. ເລື່ອງຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງໂຄງສ້າງ. ເມື່ອທຽບກັບການຜ່ານການເຜີ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕົວ (relaxation) ແລະ ການເຮັດໃຫ້ເກີດຮູບຮ່າງທີ່ຂຶ້ນກັບເວລາ (time-dependent creep deformations) ຂອງເຄື່ອງມືເປີດ, ລະບົບໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກມີການຜ່ານຄວາມເຄັ່ງຕົວເພີຍງ 0.1% ແລະ ບໍ່ມີການປ່ຽນຮູບຮ່າງທີ່ຂຶ້ນກັບເວລາເລີຍໃນໄລຍະເວລາ 50 ປີ. ການປ່ຽນແປງຂອງລະບົບ ແລະ ການປັບປຸງໃໝ່ທີ່ເຂັ້ມງວດ ແລະ ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ທີ່ເກີດຈາກລະບົບປະສົມ ຖືກດູດຊຶມໄວ້ໂດຍລະບົບປະສົມເອງ ໂດຍທີ່ລະບົບປະສົມດັ່ງກ່າວຈະຜ່ານຄວາມເຄັ່ງຕົວໄດ້ໄວຂຶ້ນ 25%.

ການນຳໃຊ້ສາຍເຄືອບທີ່ບວມຂຶ້ນເມື່ອໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນ (Intumescent Coatings) ແລະ ການຫໍ້ອມ (Encasing) ເປັນຍຸດທະສາດໃນການຕ້ານໄຟສຳລັບໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກ ສຳລັບການຈັດອັນດັບຄວາມຕ້ານໄຟໃນໄລຍະເວລາ 2-4 ຊົ່ວໂມງ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກທີ່ທັນສະໄໝປະສົມຜະສານຢ່າງມີປະສິດທິພາບລະຫວ່າງ ພາລາມິເຕີທີ່ອອກແບບມາຢ່າງດີ ເພື່ອບັນລຸຄວາມຕ້ານໄຟ ແລະ ສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານການຈັດອັນດັບຄວາມຕ້ານໄຟ (fire rated envelope) ຂອງ ASTM E119. ຊັ້ນສີທີ່ມີຄຸນສົມບັດຂະຫຍາຍຕัว (Intumescent Coatings) ສາມາດຂະຫຍາຍຕົວໄດ້ເຖິງ 50 ເທົ່າຂອງຄວາມໜາເດີມ ແລະ ເກີດເປັນຊັ້ນຖ່ານ (charring) ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມ 200 ອົງສາເຊີເລັຽດ. ການຫໍ້ອມສ່ວນໃຈກາງຂອງອົງປະກອບເຫຼັກດ້ວຍເບຕົງຈະໃຫ້ສິ່ງກີດຂວາງທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ມີມວນສານຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ຊ່ວຍປ້ອງກັນທາງຮ່າງກາຍດ້ວຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າເຫຼັກໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປ້ອງກັນຈະສູນເສຍຄວາມແຂງແຮງເມື່ອຖືກເຜົາໄຟ, ແຕ່ຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (ductility) ຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຮັກສາຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກໄດ້ດົນກວ່າວັດສະດຸອື່ນໆ ທີ່ອາດຈະລົ້ມສະຫຼາບທັນທີທັນໃດ. ສິ່ງນີ້ເຫັນໄດ້ຈະຊັດເຈນໃນການທົດສອບຂະໜາດເຕັມ (full scale tests) ຂອງ NFPA 2022 ໂດຍທີ່ການອອກຈາກອາຄານຢ່າງປອດໄພ (safe egress) ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຮັບຮອງການດຳເນີນງານຂອງທີມດັບໄຟ (fire ground operations) ສາມາດບັນລຸໄດ້.

1. ໂຄງສ້າງຫຼັກຂອງເບຕົງທີ່ມີການຈັດອັນດັບຄວາມຕ້ານໄຟ.

2. ໃນໂຄງສ້າງເຫຼັກຂະໜາດໃຫຍ່, ຂໍ້ດີທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນຫຍັງ?
ຂອງການຮັບນ້ຳໜັກຕາມແນວຕັ້ງ ແລະ ວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກທີ່ດີເລີດ?

ການສ້າງດ້ວຍເຫຼັກໜັກຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດສ້າງຕຶກສູງແລະບາງລົງໄດ້ ເນື່ອງຈາກມີອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ນ້ຳໜັກທີ່ດີກວ່າ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກ ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ໄດ້ຮັບພື້ນທີ່ໃຊ້ງານທີ່ດີທີ່ສຸດ.

3. ວິທີການໃດທີ່ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກສາມາດກະຈາຍແຮງໄດ້?

ໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກສາມາດປະຕິບັດຕາມການອອກແບບທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຕາມມາດຕະຖານ AISC 341 ເຊິ່ງສາມາດຄາດການການກະຈາຍພະລັງງານຈາກເຫດສືນເຮືອນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ມີການຈັດການຢູ່ໃນບ່ອນທີ່ກຳນົດໄວ້ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າການເກີດການຍືດຫຍຸ່ນຈະບໍ່ສິ້ນສຸດດ້ວຍການຫັກຫົວຢ່າງທັນທີທັນໃດ.

4. ຈຸດປະສົງຂອງການມີໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານການບິດ (moment-resisting frames) ແລະ ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນເພື່ອຮັບແຮງດ້ານຂ້າງ (braced cores) ແມ່ນຫຍັງ?

ໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານການບິດສາມາດຈັດການກັບພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກລົມ ແລະ ພະລັງງານຈາກເຫດສືນເຮືອນ ເນື່ອງຈາກການປິດລົງຂອງໂຄງສ້າງທີ່ຖືກຄວບຄຸມໄວ້ຢ່າງດີ ແລະ ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນເພື່ອຮັບແຮງດ້ານຂ້າງຍັງສາມາດຄວບຄຸມແຮງທາງດ່າງນອນໄດ້ອີກດ້ວຍ.

ຄຳຖາມ: ຍຸດທະສາດໃດທີ່ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອປ້ອງກັນໄຟສຳລັບໂຄງສ້າງເຫຼັກໜັກ?

A: ວິທີການບາງຢ່າງທີ່ໃຊ້ປະກອບດ້ວຍ: ຊັ້ນຫຸ້ມທີ່ຂະຫຍາຍຕົວເມື່ອຮ້ອນ, ການຫຸ້ມດ້ານນອກທີ່ໃຫ້ການປ້ອງກັນໄຟ, ແລະ ວິທີການຈັດອັນດັບຄວາມຕ້ານໄຟແບບຮ່ວມທີ່ສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານ ASTM E119.