ການຕິດຕັ້ງການຄຳນວນເຂົ່າໃນສະຖາປັດຕະຍາການເຫຼັກ

ການເບິ່ງຢ່າງເປັນຮູບປະທຳກ່ຽວກັບເວລາ ແລະ ໂອກາດທີ່ການຄຳນວນເຂົ່າເປັນທາງເລືອກທີ່ດີ

ສະຖາປັດຕະຍາການທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກມີຊື່ສຽງດີໃນການຄອບຄຸມເຂດພື້ນທີ່ກວ້າງໃຫຍ່ດ້ວຍການຂັດຂວາງທີ່ໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ແຕ່ເມື່ອທ່ານເຂົ້າໄປໃນເຂດທີ່ມີພາວະການເຮັດວຽກຈາກທິດທາງຂອງລົມທີ່ຮຸນແຮງ ຫຼື ມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງດິນ (seismic activity), ການສົນທະນາກ່ຽວກັບຄວາມສະຖຽນທາງດ້ານຂ້າງຈະເລີ່ມເປັນຫົວຂໍ້ທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນຂະບວນການອອກແບບ. ວິທີແກ້ໄຂໜຶ່ງທີ່ມັກຖືກເວົ້າເຖິງຢູ່ໃນການຝຶກອົບຮົມ ແລະ ການປະຊຸມໂຄງການແມ່ນການໃຊ້ສ່ວນປະກອບທີ່ເຮັດໆໃຫ້ຄືກັບຂ້ອຍ (knee bracing). ນີ້ອາດຈະບໍ່ແມ່ນອົງປະກອບທາງໂຄງສ້າງທີ່ດູດດຶ່ງທີ່ສຸດ, ແຕ່ມັກຈະເປັນສິ່ງທີ່ຊ່ວຍບັນເທົາໂຄງການຈາກການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ (moment connections) ຫຼື ສາຍຕານທີ່ໜັກເກີນໄປ (bulky shear walls).

ແນວຄິດພື້ນຖານແມ່ນງ່າຍດາຍພໍສົມຄວນ. ການຕັ້ງສະຖິດທີ່ເປັນເສັ້ນທາງທີ່ເອີ້ນວ່າ "ຫົວເຂົ່າ" ຈະເຊື່ອມຕໍ່ຄານກັບເສົາໃກ້ຈຸດຕັດກັນ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຈຸດເຊື່ອມທີ່ແໜ້ນແຟ້ນໂດຍບໍ່ຕ້ອງເຊື່ອມດ້ວຍວິທີການເຊື່ອມທີ່ຕ້ອງຮັບທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງທັງໝົດ. ລັກສະນະການຈັດຕັ້ງນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ແຮງດ້ານຂ້າງຖືກຖ່າຍໂອນຜ່ານການເຮັດວຽກເປັນແຮງອັດ (axial action) ໃນສ່ວນທີ່ເປັນເສັ້ນທາງ ແທນທີ່ຈະເປັນການເຮັດວຽກເປັນແຮງດັດ (bending) ໃນຈຸດເຊື່ອມລະຫວ່າງຄານກັບເສົາ. ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ການຕັ້ງສະຖິດແບບຫົວເຂົ່ານີ້ມີຄວາມດຶງດູດເປັນຢ່າງຍິ່ງ ແມ່ນວ່າມັນຢູ່ໃນຈຸດທີ່ເໝາະສົມລະຫວ່າງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍກັບປະສິດທິພາບ. ຈຸດເຊື່ອມທີ່ຕ້ອງຮັບທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງທັງໝົດຈະຕ້ອງໃຊ້ຊິ້ນສ່ວນທີ່ໜັກກວ່າ, ຕ້ອງເຊື່ອມຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະ ຕ້ອງມີການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບໃນໂຮງງານທີ່ເຂັ້ມງວດກວ່າ. ລະບົບການຕັ້ງສະຖິດແບບເສັ້ນທາງສູນກາງ (concentric braced frames) ຈະກິນເນື້ອທີ່ຊັ້ນເຮືອນດ້ວຍເສັ້ນທາງທີ່ເປັນເສັ້ນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຍຸ່ງຍາກຕໍ່ການຕິດຕັ້ງປະຕູ, ເຄື່ອງຈັກສົ່ງ, ຫຼື ການຈັດແບ່ງອຸປະກອນ. ການຕັ້ງສະຖິດແບບຫົວເຂົ່າຈະຢູ່ໃນຈຸດກາງທີ່ເສັ້ນທາງຢູ່ສູງເທິງ, ອອກຈາກເຂດທີ່ໃຊ້ງານ, ແຕ່ຍັງສາມາດໃຫ້ຄວາມຕ້ານທາງດ້ານຂ້າງໄດ້ຢ່າງມີນ້ຳໜັກ.

ບ່ອນທີ່ການຕັ້ງສະຖິດແບບຫົວເຂົ່າເຮັດວຽກໄດ້ດີເດັ່ນເປັນພິເສດໃນໂຄງການຈິງ

ໂຄງການທີ່ໄດ້ຮັບປະໂຫຍດຫຼາຍທີ່ສຸດຈາກການໃຊ້ແຖວຄອມເປີເຕີ (knee bracing) ມັກຈະມີລັກສະນະຮ່ວມກັນບາງຢ່າງ. ອາຄານອຸດສາຫະກຳຊັ້ນດຽວທີ່ມີຄວາມສູງຈາກພື້ນດິນຈົນເຖິງເທິງສຸດຕ່ຳກວ່າ 40 ແຟັດ. ສາງເກັບສິນຄ້າທີ່ມີໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເສົາ 30 ເຖິງ 60 ແຟັດ. ສະຖານທີ່ຜະລິດທີ່ຕ້ອງການເສົາຄອມເປີເຕີເພື່ອຮັກສາຄວາມແໜ້ນຂອງໂຄງສ້າງໃຕ້ພາວະເຄື່ອນທີ່ຈາກເຄື່ອງຈັກເທິງຟ້າ (overhead crane). ແລະ ອາດຈະສຳຄັນທີ່ສຸດ, ໂຄງການທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນເຂດທີ່ມີຄວາມສ່ຽງຈາກເຫດໄຟ່ດິນ (seismic zones) ທີ່ທີມອອກແບບຕ້ອງການອົງປະກອບທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ຄືກັບ fuse (ອຸປະກອນປ້ອງກັນໄຟຟ້າ) ເພື່ອສາມາດສູນເສຍພະລັງງານໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງບັງຄັບໃຫ້ໂຄງສ້າງທັງໝົດເຂົ້າສູ່ສະຖານະການທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ (inelastic range).

ໂຄງການໜຶ່ງຈາກບໍ່ເທົ່າໃດປີກ່ອນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນ. ສາງຜະລິດອາຫານໃນເຂດພາກຕາເວັນຕົກສຽງເໜືອຂອງປະເທດສະຫະລັດຕະອາມີຄວາມຕ້ອງການຂະຫຍາຍເຂດເກັບຮັກສາແຫ້ງອອກເປັນ 120,000 ຕາລາງຟຸດ. ສະຖານທີ່ຕັ້ງຢູ່ເທິງດິນອ່ອນທີ່ມີການຈັດປະເພດເປັນຊັ້ນ D ແລະ ອຳນາດທ້ອງຖິ່ນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໄດ້ຕ້ອງການການອອກແບບຕ້ານເຫດເຂີ່ນໄຟ (seismic design) ຕາມມາດຕະຖານ ASCE 7 ດ້ວຍຄ່າພາລາມິເຕີການເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຕອບສະຫນອງສະເປັກຕຣັມ (spectral response acceleration parameter) ທີ່ເຮັດໃຫ້ການອອກແບບເຂົ້າໄປຢູ່ໃນປະເພດເຫດເຂີ່ນໄຟທີ່ມີຄວາມຮຸນແຮງປານກາງ. ທີມງານວິສະວະກຳໄດ້ທົດສອບທາງເລືອກທີ່ໃຊ້ງານທົ່ວໄປ. ການໃຊ້ໂຄງສ້າງປະກອບດ້ວຍຄອລັມທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍ (ordinary moment frames) ຕ້ອງການຄອລັມ W24 ແລະ ການເສີມເຂັ້ມເຂົ້ນດ້ານເວັບຄູ່ (double-web stiffeners) ທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທຸກຈຸດ—ເຊິ່ງມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງທັງດ້ານວັດຖຸແລະເວລາໃນການຜະລິດ. ສ່ວນການໃຊ້ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນຄວາມເຄື່ອນໄຫວແບບເປັນສູນກາງ (concentric braced frames) ຈະຕ້ອງໃຊ້ທາງເຊື່ອມທີ່ເປັນເສັ້ນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ແບບທີ່ເປັນເສັ້ນທີ່ຕັດຜ່ານເຂົ້າໄປໃນສ່ວນກາງຂອງປ່ອງຢູ່ໃນແຖວ (bay windows) ທີ່ລູກຄ້າຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ມີແສງທຳມະຊາດໃນເຂດເກັບຮັກສາ.

ການໃຊ້ສ່ວນປະກອບທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ຄ້ຳລະຫວ່າງຂາທັງສອງ (knee bracing) ແມ່ນພົບວ່າເປັນວິທີແກ້ໄຂທີ່ເໝາະສົມ. ການອອກແບບນີ້ໃຊ້ຮູບແບບຂອງ knee brace ທີ່ມີສ່ວນເສັ້ນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ແທງທີ່ຢູ່ລະດັບ 5 ແຕກ (feet) ຈາກດ້ານເທິງລົງມາ ກັບສ່ວນເສັ້ນທີ່ຢູ່ຫ່າງອອກຈາກແຖວເສັ້ນຕັ້ງ (beam) ປະມານ 4 ແຕກ (feet). ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ສ່ວນປະກອບທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ຄ້ຳລະຫວ່າງຂາທັງສອງຢູ່ທັງໝົດເທິງລະດັບຄວາມສູງທີ່ຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ເຄື່ອງຈັກຂຸດຍົກ (forklift) ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່ ແລະ ຍັງໃຫ້ຄວາມແໜ້ນຂອງໂຄງສ້າງຕໍ່ການເຄື່ອນທີ່ດ້ານຂ້າງ (lateral stiffness) ທີ່ພໍເທົາຕໍ່ກັບຂອບເຂດການເຄື່ອນທີ່ທີ່ກຳນົດໄວ້. ຮູບແບບການຜະລິດ (shop drawings) ທີ່ສ่งຄືນມາມີລາຍລະອຽດການເຊື່ອມ (weld details) ນ້ອຍລົງຢ່າງເປັນທີ່ສັງເກດເຫັນເມື່ອທຽບກັບທາງເລືອກຂອງ moment frame, ແລະ ທີມງານຕິດຕັ້ງສາມາດຕິດຕັ້ງສ່ວນປະກອບທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ຄ້ຳລະຫວ່າງຂາທັງສອງໄດ້ໃນເວລາທີ່ສັ້ນລົງເຖິງເຄິ່ງໜຶ່ງເມື່ອທຽບກັບເວລາທີ່ຈະຕ້ອງໃຊ້ໃນການຕິດຕັ້ງສ່ວນເຊື່ອມທີ່ສັບສົນກວ່າ.

ເຄື່ອງຈັກທາງດ້ານເທັກນິກທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງຂອງວິທີການນີ້

ການເຂົ້າໃຈວ່າເຫດໃດທີ່ການຕັ້ງຄອບເຂົ່າ (knee bracing) ຈຶ່ງເຮັດວຽກໄດ້ດີ ຕ້ອງມີການພິຈາລະນາຢ່າງສັ້ນໆ ກ່ຽວກັບວິທີທີ່ແຮງດ້ານຂ້າງ (lateral loads) ຖ່າຍໂອນຜ່ານໂຄງສ້າງເຫຼັກ. ໃນໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ມີການຄອບ (unbraced frame), ແຮງຈາກລົມ ຫຼື ແຮງຈາກເຫດເກີດເຫດເຂີ່ນ (seismic forces) ຈະດັນສ່ວນເທິງຂອງເສົາໄປດ້ານຂ້າງ, ສ້າງສະຫຼັບ (moment) ທີ່ສ່ວນເບື້ອງລຸ່ມຂອງເສົາ ແລະ ສ່ວນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງເສົາ-ຄານ. ໂຄງສ້າງຈະຕ້ານການນີ້ດ້ວຍການງອ (bending) – ສິ່ງນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ສ່ວນຂອງເສົາ ແລະ ຄານຕ້ອງມີຄວາມເລິກ ແລະ ໜັກພໍທີ່ຈະຮັບສະຫຼັບເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ໂດຍບໍ່ເກີດຄວາມເຄັ່ນຕຶງຫຼາຍເກີນໄປ.

ເມື່ອເພີ່ມການຄອບເຂົ່າ (knee brace) ແລ້ວ, ສາຍທາງຂອງແຮງຈະປ່ຽນໄປ. ການຄອບເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວຄອບທາງເສັ້ນທະແນວທີ່ຮັບແຮງຕາມແຖວ (axial force) ເຊິ່ງອາດເປັນແຮງດຶງ (tension) ຫຼື ແຮງກົດ (compression) ຂຶ້ນກັບທິດທາງຂອງແຮງດ້ານຂ້າງ. ແຮງຕາມແຖວນີ້ຈະຖືກແຍກອອກເປັນສ່ວນປະກອບທາງດ້ານຂວາງ ແລະ ດ້ານຕັ້ງທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່. ສ່ວນປະກອບທາງດ້ານຂວາງຈະຕ້ານແຮງດ້ານຂ້າງໂດຍກົງ, ໃນຂະນະທີ່ສ່ວນປະກອບທາງດ້ານຕັ້ງຈະເພີ່ມແຮງຕາມແຖວເພີ່ມເຕີມໃສ່ເສົາ. ຜົນລວມແມ່ນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງຄານ-ເສົາຈະຮັບສະຫຼັບທີ່ຕ່ຳລົງຫຼາຍ, ສິ່ງນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ສ່ວນຂອງຄານ ແລະ ເສົາທີ່ເບົາກວ່າກໍສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ດີ.

ຄູ່ມືການກໍ່ສ້າງເຫຼັກຂອງ AISC ໃຫ້ຂໍ້ກຳນົດການອອກແບບທີ່ເປັນເລື່ອງເພີ່ມເຕີມສຳລັບໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນດ້ວຍການໃຊ້ຕົວຢ່າງທີ່ເຮັດເປັນຮູບຂ້າງ (knee-braced frames) ໂດຍຖືວ່າເປັນປະເພດໜຶ່ງຂອງໂຄງສ້າງທີ່ຮັບແຮງດັດ (moment frame) ທີ່ມີຂໍ້ກຳນົດການອອກແບບເພີ່ມເຕີມ. ສ່ວນຂອງ knee ເອງຈະຖືກອອກແບບເປັນອົງປະກອບທີ່ຖືກສະເລີງໃຫ້ເສຍຫາຍ (sacrificial component) ໃນການນຳໃຊ້ໃນເຂດທີ່ມີຄວາມສ່ຽງຈາກເຫດໄຟ່ດິນສູງ—ມັນຈະເກີດການເສຍຮູບ (yield) ແລະ ດູດຊືມພະລັງງານໃນເຫດການທີ່ຮຸນແຮງ ໂດຍປ້ອງກັນສ່ວນຕົ້ນຕຳຂອງໂຄງສ້າງຈາກການເສຍຫາຍ. ຄຳແນະນຳກ່ຽວກັບການໃຊ້ knee bracing ເປັນອົງປະກອບທີ່ຖືກສະເລີງໃຫ້ເສຍຫາຍນີ້ ໄດ້ຖືກຢືນຢັນຜ່ານການທົດສອບໃນຂະໜາດທີ່ເທົ່າກັບຂະໜາດທີ່ຈິງ (full-scale testing) ແລະ ໄດ້ຮັບການຮັບຮູ້ໃນ AISC 341 ສຳລັບການອອກແບບຕໍ່ເຫດໄຟ່ດິນ ໂດຍເນັ້ນໃສ່ຄວາມຍືດຫວ່ານ (ductility).

ຕົວເລກເຫຼົ່ານີ້ບອກຫຍັງກ່ຽວກັບປະສິດທິພາບ

ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານລະຫວ່າງຍຸດທະສາດການເສີມສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຈະແຈ້ງເມື່ອທ່ານປຽບທຽບການຂັບເຄື່ອນ, ນ້ ໍາ ຫນັກ ວັດສະດຸ, ແລະຄວາມສັບສົນຂອງການຜະລິດ. ການສຶກສາປີ 2023 ທີ່ຖືກເຜີຍແຜ່ໃນ AISC Engineering Journal ໄດ້ປຽບທຽບກອບເວລາ ທໍາ ມະດາ, ກອບທີ່ກໍານົດໄວ້ດ້ວຍຈຸດສຸມ, ແລະກອບທີ່ກໍານົດໄວ້ດ້ວຍເຂົ່າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ການຕັ້ງຄ່າທີ່ກໍານົດໄວ້ດ້ວຍເຂົ່າໄດ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການຂັບເຄື່ອນຂ້າງໃນ 15% ຂອງຂອບ moment ໃນຂະນະທີ່ໃຊ້ນ້ ໍາ ຫນັກ ເຫຼັກ ຫນ້ອຍ ກວ່າ 30%. ກອບທີ່ຕິດຕັ້ງດ້ວຍຂຸມສຸມແມ່ນເບົາກວ່າເກົ່າ, ແຕ່ຄວາມຂັດແຍ້ງທາງດ້ານສະຖາປັດຕະຍະ ກໍາ ແລະຄວາມສັບສົນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຊຸກຍູ້ທີມອອກແບບຫຼາຍຄົນໄປສູ່ການຕິດຕັ້ງເຂົ່າເປັນພື້ນທີ່ກາງທີ່ໃຊ້ໄດ້.

ຈຳນວນນິ້ວຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ເລົ່າເລື່ອງທີ່ສົ່ງຜົນຕໍ່ຮ້ານເຊື່ອມຕໍ່. ຈຳນວນນິ້ວທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ໜ້ອຍລົງໝາຍຄວາມວ່າມີແຮງງານໜ້ອຍລົງ, ມີການບິດເບືອນໜ້ອຍລົງ, ແລະເວລາໃນການຜ່ານຮ້ານເຊື່ອມຕໍ່ໄວຂຶ້ນ. ສຳລັບສາງທີ່ມີ 50 ຊ່ອງທຳມະດາ, ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງໂຄງສ້າງແບບ moment frame ແລະ knee brace ສາມາດບັນຍາຍເຖິງຮ້ອຍໆຟຸດຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຖືກບັນຢັດ—ແລະນີ້ເປັນການປະຢັດເວລາ ແລະ ຕົ້ນທຶນໂດຍກົງ.

ຂໍ້ຈຳກັດທີ່ເປັນປະໂຫຍດທີ່ຄວນຮັບຮູ້

ການໃຊ້ສ່ວນປະກອບຮູບຕົວເຂົ້າໃນການຄຳນວນບໍ່ແມ່ນວິທີທີ່ເໝາະສົມສຳລັບທຸກໆສະຖານະການ ແລະ ການເຮັດເຊັ່ນນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ຂະບວນການອອກແບບບໍ່ມີປະສິດທິພາບ. ວິທີນີ້ເຮັດວຽກໄດ້ດີທີ່ສຸດໃນສິ່ງອາຄານທີ່ມີຄວາມສູງປານກາງຫຼືຕ່ຳ ໂດຍທີ່ອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມສູງຂອງອາຄານຕໍ່ຄວາມກວ້າງ (ຄວາມສູງ/ຄວາມກວ້າງ) ມີຄ່າຕ່ຳກວ່າ 0.3. ສຳລັບອາຄານທີ່ສູງແລະແຄບກວ່ານີ້ ຈະເກີດມີອານຸພາບທີ່ເຮັດໃຫ້ອາຄານເອງເອີ້ນຕົວໄດ້ (overturning moments) ທີ່ໃຫຍ່ຂຶ້ນ ເຊິ່ງການໃຊ້ສ່ວນປະກອບຮູບຕົວເຂົ້າໃນການຄຳນວນຢ່າງເດີ້ยวບໍ່ສາມາດຈັດການໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ໃນສະຖານະການດັ່ງກ່າວ ການປະສົມປະສານການໃຊ້ສ່ວນປະກອບຮູບຕົວເຂົ້າໃນການຄຳນວນໃນສ່ວນລຸ່ມຂອງອາຄານ ແລະ ການໃຊ້ໂຄງສ້າງປະເພດ moment frames ຫຼື shear walls ໃນສ່ວນເທິງຈະເປັນທາງເລືອກທີ່ເໝາະສົມກວ່າ.

ຂໍ້ຈຳກັດອີກຢ່າງໜຶ່ງເກີດຂຶ້ນໃນອາຄານທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຈາກເຄື່ອງຈັກເຄື່ອນຍ້າຍທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍ. ຜົນກະທົບຈາກເຄື່ອງຈັກເຄື່ອນຍ້າຍທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງ (overhead cranes) ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາການເສື່ອມສະພາບຈາກການເຄື່ອນໄຫວຊ້ຳໆ (fatigue concerns) ຢູ່ບ່ອນທີ່ສ່ວນປະກອບຮູບຕົວເຂົ້າໃນການຄຳນວນເຊື່ອມຕໍ່ກັບຄານ (beam) ໂດຍສະເພາະ. ການອອກແບບບ່ອນເຊື່ອມຕໍ່ດັ່ງກ່າວໃຫ້ສາມາດຮັບທັງການເຄື່ອນໄຫວຈາກເຫດສະເຫນີ (seismic) ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຈາກເຄື່ອງຈັກເຄື່ອນຍ້າຍ ຕ້ອງໃຫ້ຄວາມສົນໃຈຢ່າງເຂັ້ມງວດຕໍ່ການປະສົມປະສານຂອງແຕ່ລະປະເພດຂອງແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນ ແລະ ອາດຈະເຮັດໃຫ້ການອອກແບບຕ້ອງໃຊ້ຊິ້ນສ່ວນທີ່ໜັກກວ່າທີ່ຈະຕ້ອງໃຊ້ໃນການອອກແບບທີ່ອີງໃສ່ພຽງແຕ່ການເຄື່ອນໄຫວຈາກລົມ ຫຼື ເຫດສະເຫນີເທົ່ານັ້ນ.

ຮูບແບບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ຍັງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍກວ່າທີ່ນັກອອກແບບຫຼາຍຄົນຈະຄິດເຖິງໃນເບື້ອງຕົ້ນ. ມຸມຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ແຖວຄອລັມທີ່ເປັນຮູບຕົວກີບ (knee brace) ຕໍ່ກັບແຖວຄອລັມ ແລະ ແຖວເສົາ ສົ່ງຜົນຕໍ່ທັງຄວາມແໜ່ນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແຮງອັດຕາມແກນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນແຖວຄອລັມທີ່ເປັນຮູບຕົວກີບ. ມຸມທີ່ເອີ້ນວ່າ “ເບົາ” (shallow angles) – ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ນ້ອຍກວ່າ 30 ອົງສາຈາກແຖວນອນ – ຈະສ້າງແຮງອັດຕາມແກນທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຫຼາຍສຳລັບແຮງດ້ານຂ້າງທີ່ໃຫ້ໄວ້, ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ຂະໜາດຂອງແຖວຄອລັມທີ່ເປັນຮູບຕົວກີບ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ມຸມທີ່ຊັນ (steep angles) ຈະເຮັດວຽກໄດ້ດີກວ່າໃນດ້ານໂຄງສ້າງ ແຕ່ອາດຈະຂັດແຍ້ງກັບຄວາມຕ້ອງການເຖິງພື້ນທີ່ເທິງສູງ.

ການປະສົມປະສານກັບລະບົບໂຄງສ້າງອື່ນໆ

ການເຊື່ອມຕໍ່ແຖວຄອລັມທີ່ເປັນຮູບຕົວກີບ (knee bracing) ມັກຈະບໍ່ເຮັດວຽກດ້ວຍຕົນເອງ. ໃນອາຄານສ່ວນຫຼາຍ, ລະບົບຕ້ານແຮງດ້ານຂ້າງປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບຫຼາຍຊິ້ນທີ່ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນ. ຮູບແບບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ແຖວຄອລັມທີ່ເປັນຮູບຕົວກີບ (knee-braced frames) ມັກຈະຖືກປະສົມປະສານເຂົ້າກັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງແຜ່ນປູກ (diaphragm action) ຈາກຫຼັງຄາ ຫຼື ພື້ນຊັ້ນ, ເຊິ່ງຈະແຈກແຮງດ້ານຂ້າງໄປຫາແຖວຄອລັມທີ່ເປັນຮູບຕົວກີບຕາມຄວາມແໜ່ນສຳພັດຂອງແຕ່ລະຊິ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຕ້ອງອອກແບບແຜ່ນຫຼັງຄາໃຫ້ສາມາດຖ່າຍແຮງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ໂດຍບໍ່ເຮັດໃຫ້ສານເຊື່ອມຕໍ່ເກີນຄວາມຕ້ານທານ ຫຼື ເກີດການລົ້ມສະຫຼາຍກ່ອນເວລາທີ່ເກີດຂຶ້ນທີ່ເທິງຂອງແຖວຄອລັມ.

ການອອກແບບຮູບແບບຂອງຮາກຖານຍັງຈຳເປັນຕ້ອງສະທ້ອນເຖິງເສັ້ນທາງຂອງການຮັບນ້ຳໜັກ. ການໃຊ້ຄານເຂົ້າເຂົ້າ (knee bracing) ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການຮັບນ້ຳໜັກແກນ (axial loads) ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງເຂົ້າໄປໃນເສົາ, ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການຂອງຮາກຖານ (footing demands) ໃຫຍ່ຂຶ້ນເທື່ອລະຫນຶ່ງເມື່ອທຽບກັບໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ມີການຄຳເຫັນ (unbraced frame). ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນ້ຳໜັກທີ່ຮາກຖານຕ້ອງຮັບນີ້ມັກຈະນ້ອຍກວ່ານ້ຳໜັກທີ່ເກີດຈາກໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳເຫັນແບບສູນກາງ (concentrically braced frame), ໂດຍທີ່ກຳລັງຈາກຄານເສັ້ນທະແນນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ (diagonal brace forces) ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຍົກຂຶ້ນ (uplift) ແລະ ການເອີ້ງຕົວ (overturning) ທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ບ່ອນຕັ້ງຮາກຖານ. ສຳລັບໂຄງການທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການກໍ່ສ້າງຮາກຖານເປັນປັດໄຈຫຼັກ—ເຊັ່ນ: ພື້ນທີ່ທີ່ມີສະພາບດິນທີ່ບໍ່ດີ ຫຼື ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງໃນການຂຸດເຈາະຫີນ—ຮູບແບບການຮັບນ້ຳໜັກທີ່ຢູ່ລະຫວ່າງກາງນີ້ສາມາດເປັນປັດໄຈທີ່ຕັດສິນໃຈໄດ້.

ໂຄງການຫຼ້າສຸດໃນພາກຕາເວັນອອກສຽງໃຕ້ຂອງສະຫະລັດອາເມລິກາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດນີ້ຢ່າງຊັດເຈນ. ສູນຈັດສົ່ງທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນເຂດທີ່ມີລະດັບນ້ຳສູງ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກທີ່ບໍ່ແນ່ນອນ ໄດ້ຜ່ານການວິສະວະກຳຄຸ້ມຄ່າ ໂດຍປຽບเทີຍບັນດາການຄຳນວນການເສີມຄວາມແໜ່ນຂອງຕົວເຊື່ອມແບບເຂົ້າສູ່ຈຸດກາງ (concentric bracing) ກັບການເສີມຄວາມແໜ່ນແບບເຂົ້າມຸມ (knee bracing). ຕົວເລືອກ concentric ຕ້ອງໃຊ້ການຂັບເຂົ້າດິນແບບເຈาะ (drilled piers) ເພື່ອຮັບກຳລັງດຶງຂຶ້ນ (uplift forces) ຈາກຕົວເຊື່ອມ ເຊິ່ງເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນສ່ວນຮາກຖານປະມານ 180,000 ໂດລາ. ສ່ວນການເລືອກໃຊ້ knee brace ຊ່ວຍຮັກສາກຳລັງໃຫ້ຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ເທົ້າຮາກແຜ່ກວ້າງ (spread footings) ສາມາດປະຢັດທັງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ເວລາໃນການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດໂຄງການ.

ການμີການμີການຕັດສິນໃຈຕາມແຕ່ລະໂຄງການ

ການຕັດສິນໃຈທີ່ຈະໃຊ້ການປົກປ້ອງຂໍ້ເຂົ້າດ້ວຍການໃຊ້ແຖບຄອມເປີເທີ (knee bracing) ຂຶ້ນກັບຄຳຖາມທີ່ເປັນປະຈຳຈຳນວນໜຶ່ງ. ຂອບເຂດການເລື່ອນ (drift limits) ແມ່ນຫຍັງ? ປະເພດການອອກແບບຕ້ານໄຟ່ເຂີ່ນ (seismic design category) ຕ້ອງການຫຍັງ? ພື້ນທີ່ຊັ້ນ (floor plan) ສາມາດຮັບເອົາການຮີດຂອງແຖບທີ່ເອີ້ນວ່າ diagonal braces ໄດ້ຫຼາຍປານໃດ? ຮ້ານຜະລິດທ້ອງຖິ່ນນີ້ເຮັດໄດ້ດີໃນດ້ານໃດ – ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຕ້ອງຮັບຄວາມເຄີຍ (moment connections) ຫຼື ລາຍລະອຽດການເຊື່ອມຕໍ່ແຖບທີ່ງ່າຍຂຶ້ນ? ການຕອບຄຳຖາມເຫຼົ່ານີ້ໃນເວລາທີ່ເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການອອກແບບຈະຊ່ວຍປ້ອງກັນການອອກແບບຄືນໃໝ່ໃນຂະບວນການສຸດທ້າຍ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ເວລາການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ (schedules) ແລະ ງົບປະມານ (budgets) ສູນເສຍ.

ສຳລັບໂຄງການທີ່ຄຳຕອບຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄວນໃຊ້ການປົກປ້ອງຂໍ້ເຂົ້າດ້ວຍແຖບຄອມເປີເທີ (knee bracing), ການອອກແບບລາຍລະອຽດຄວນໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈເທົ່າທີ່ເທົ່າທີ່ເຮັດໄດ້ເທົ່າກັບອົງປະກອບໂຄງສ້າງອື່ນໆ. ການອອກແບບການເຊື່ອມຕໍ່ຄວນປະຕິບັດຕາມຂໍ້ກຳນົດຂອງ AISC 360 ສຳລັບການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູ (bolted) ຫຼື ການເຊື່ອມ (welded), ໂດຍໃຫ້ຄວາມສົນໃຈເປັນພິເສດຕໍ່ຮູບຮ່າງຂອງແຖບເຊື່ອມ (gusset plate) ແລະ ການຖ່າຍໂອນແຮງເຂົ້າໄປຍັງສ່ວນທີ່ເປັນ flange ຂອງ beam ແລະ column. ສ່ວນຂອງແຖບ (brace member) ເອງຈະຕ້ອງຖືກກວດສອບທັງໃນສະຖານະການທີ່ຮັບແຮງດຶງ (tension) ແລະ ສະຖານະການທີ່ຮັບແຮງກົດ (compression), ໂດຍອັດຕາສ່ວນຄວາມຍາວຕໍ່ຄວາມໜາ (slenderness ratios) ຕ້ອງຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ຈະບໍ່ເກີດການບີບອັດ (buckling) ພາຍໃຕ້ແຮງທີ່ອອກແບບ.

ການພິຈາລະນາດ້ານການຜະລິດແລະການຕິດຕັ້ງກໍເປັນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ມີອິດທິພົວຕໍ່ການμຕັດສິນໃຈ. ການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງຕົວຢື້ນຮູບເຂົ້າແຂວງ (knee brace) ມີຄວາມງ່າຍດາຍໃນການຜະລິດຢູ່ໃນໂຮງງານ ໂດຍມີຊິ້ນສ່ວນໜ້ອຍລົງ ແລະ ຄວາມສັບສົນໃນການຈັດຕັ້ງເຂົ້າດ້ວຍກັນ (fit-up) ນ້ອຍກວ່າການເຊື່ອມຕໍ່ແບບ moment. ລຳດັບການຕິດຕັ້ງມັກຈະອະນຸຍາດໃຫ້ຕົວຢື້ນຮູບເຂົ້າແຂວງຖືກຕິດຕັ້ງຫຼັງຈາກໂຄງສ້າງຫຼັກຖືກຕັ້ງຂຶ້ນແລ້ວ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ທີມງານມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍໃນການຈັດຕັ້ງການເຮັດວຽກ ແລະ ການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຈັກຫຼັງ (crane). ຄວາມໄດ້ປຽດທາງດ້ານການຈັດຕັ້ງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຂຶ້ນໃນເວັບໄຊທ໌ທີ່ມີພື້ນທີ່ຈຳກັດ ຫຼື ໂຄງການທີ່ມີເວລາດຳເນີນງານທີ່ສັ້ນ.

Zhongwei Heavy Industry ໄດ້ສ້າງຊື່ເສີງໃນການຈັດສົ່ງວິທີແກ້ໄຂດ້ານໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ສາມາດສົ່ງເສີມທັງດ້ານການປະຕິບັດທາງດ້ານໂຄງສ້າງ ແລະ ຄວາມງ່າຍດາຍໃນການກໍ່ສ້າງ. ສາມາດສະຖານທີ່ຜະລິດ ແລະ ການສະໜັບສະໜູນດ້ານວິສະວະກຳຂອງບໍລິສັດຊ່ວຍໃຫ້ທີມງານໂຄງການສາມາດຈັດການກັບການເລືອກທາງເລືອກຕ່າງໆ ດ້ານການຢື້ນຮູບ (bracing strategies) ໂດຍຮັບປະກັນວ່າວິທີທີ່ເລືອກຈະສອດຄ່ອງທັງກັບເງື່ອນໄຂການອອກແບບ ແລະ ຄວາມເປັນຈິງໃນການປະຕິບັດທີ່ເວັບໄຊທ໌.