ເປັນຫຍັງການສ້າງໂຄງສ້າງແບບ spaceframe ຈຶ່ງມີປະສິດທິພາບສຳລັບຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ?

ການໂຫຼດເດີນທາງໃນທິດທາງຫຼາຍທິດ ບໍ່ໄດ້ເປັນພຽງແຕ່ລົງຕາມຄານ

ການສ້າງໂຄງສ້າງຮູບແບບ Spaceframe ໄດ້ຮັບຊື່ສຽງໃນການຈັດການຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ ເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງບໍ່ໄດ້ບັງຄັບໃຫ້ການໂຫຼດເດີນທາງຜ່ານເສັ້ນທາງດຽວ. ລະບົບຄານທົ່ວໄປຈະຮັບນ້ຳໜັກຈາກແຮງດຶງດູດຂອງໂລກລົງຕາມແກນດຽວ ແລະ ການໂຫຼດດ້ານຂ້າງຫຼືການບິດຕ້ອງຖືກຈັດການດ້ວຍການເສີມແຂງແຍກຕ່າງຫຼືດ້ວຍການເຮັດໃຫ້ຄານນັ້ນໆລຶກຂຶ້ນ. ໃນຂະນະທີ່ spaceframe ຈະແຈກຢາຍການໂຫຼດຜ່ານເຄືອຂ່າຍຂອງອົງປະກອບທີ່ມີມິຕິສາມມິຕິ ເຊິ່ງການໂຫຼດຈຸດໜຶ່ງຈະແຜ່ລາມໄປຕາມແກນຫຼາຍແກນກ່ອນທີ່ຈະເຂົ້າເຖິງຈຸດຮັບນ້ຳໜັກ.

ຄວາມເກີນເທີ່ງນີ້ປ່ຽນແປງວິທີທີ່ໂຄງສ້າງຕອບສະຫນອງຕໍ່ຮູບຮ່າງທີ່ບໍ່ປົກກະຕິ. ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເປັນຫຼັງຄາທີ່ເປັນເສັ້ນເວົ້າ ຫຼື ຫຼັງຄາຂອງອາຄານໃຈກາງທີ່ມີດ້ານຫຼາຍ, ກໍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ລະບົບຖ່າຍໂອນແຍກຕ່າງຫາກເພື່ອຮັບເອົາແຮງແລະສ่งໄປຍັງເຄືອຂ່າຍຮູບສີ່ເຫຼີ່ຍມ. ເຄືອຂ່າຍນີ້ເອງສາມາດດູດຊຶມຮູບຮ່າງໄດ້, ແລະ ສ່ວນປະກອບທັງໝົດເຮັດວຽກເປັນສ່ວນຫຼາຍໃນສະຖານະການທີ່ຖືກດຶງ ຫຼື ຖືກກົດ (axial tension or compression) ແທນທີ່ຈະເປັນສະຖານະການທີ່ຖືກງໍ (bending). ການເຄື່ອນຍ້າຍແຮງຜ່ານເຫຼັກດ້ວຍແຮງທີ່ເຮັດວຽກຕາມແກນ (axial force) ແມ່ນວິທີທີ່ຖືກທີ່ສຸດ, ເຊິ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ເຄືອຂ່າຍສະຖານທີ່ (spaceframe) ສາມາດຄຸມເອົາຫຼັງຄາທີ່ສັບສົນໄດ້ດ້ວຍນ້ຳໜັກເຫຼັກລວມທີ່ເບົາກວ່າເຄືອຂ່າຍທີ່ໃຊ້ຈຸດເຮັດວຽກ (moment frame) ໃນການປະຕິບັດວຽກດຽວກັນ.

ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ມາດຕະຖານ ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ ຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມສັບສົນຢູ່ໃນເຂດທີ່ຄວບຄຸມໄດ້

ເຫດຜົນທາງການຜະລິດທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງຂອງການສ້າງໂຄງສ້າງປະເພດ spaceframe ແມ່ນເກືອບຈະຂັດຕໍ່ຄວາມເຂົ້າໃຈທົ່ວໄປ. ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (nodes) ແມ່ນມາດຕະຖານ, ເຊິ່ງມັກຈະຖືກຫຼໍ່ຫຼືຕີຂຶ້ນດ້ວຍຮູບແບບຈຳນວນໜ້ອຍທີ່ມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນ, ໃນຂະນະທີ່ຊິ້ນສ່ວນ (members) ມີຄວາມຍາວແລະມຸມທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອໃຫ້ເຂົ້າກັບຮູບຮ່າງທັງໝົດ. ການແຍກນີ້ເປັນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ການຈັດແບ່ງທີ່ບໍ່ປົກກະຕິມີຄວາມຄຸ້ມຄ່າ. ໂຄງສ້າງຫຼັງຄາທີ່ສັບສົນອາດຈະໃຊ້ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຄ້າຍຄືກັນຫຼາຍຮ້ອຍຈຸດ ແລະ ຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີຄວາມຍາວທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍພັນຊິ້ນ, ເຊິ່ງເປັນບັນຫາການຜະລິດທີ່ດີກວ່າການຜະລິດຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍການເຊື່ອມທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍພັນຊິ້ນ.

ນີ້ກໍເປັນຈຸດທີ່ການອ້າງເຖິງຄວາມມີປະສິດທິພາບຈຳເປັນຕ້ອງມີຄວາມຊື່ສັດ. ການມາດຕະຖານຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ຊ່ວຍປະຢັດເວລາໃນການຜະລິດເຄື່ອງມື ແລະ ເວລາໃນການກວດສອບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຊິ້ນສ່ວນຍັງຄົງມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ເນື່ອງຈາກວ່າທຸກຄວາມຍາວທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈຳເປັນຕ້ອງຖືກຕັດແຍກຕ່າງหาก ແລະ ຕິດປ້າຍເປັນພິເສດ. ຮູບຮ່າງທີ່ເບິ່ງເປັນທີ່ງາມຢູ່ໃນຈໍຂອງນັກອອກແບບອາດຈະສ້າງໃຫ້ເກີດບັນຊີລາຍການຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງໃນການຜະລິດ ແລະ ມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ສູງທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມສັບສົນໃນເວລາຕິດຕັ້ງທີ່ສະຖານທີ່. ຄວາມມີປະສິດທິພາບແມ່ນມີຢູ່ຈິງ, ແຕ່ມັນເກີດຈາກຄອບຄົວຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ລຳດັບຂັ້ນຕອນການຕິດຕັ້ງ, ບໍ່ແມ່ນຈາກການເຮັດເປັນເປັນວ່າທຸກໆຊິ້ນສ່ວນເປັນຄືກັນ.

ການວັດແທກດ້ວຍຮູບສາມແຈໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງໂດຍບໍ່ເພີ່ມນ້ຳໜັກທີ່ບໍ່ຈຳເປັນ

ຮູບສາມແຈບໍ່ເปลີ່ນຮູບເມື່ອຖືກໂຫຼດເວັ້ນເຖິງແຕ່ຈະມີການປ່ຽນຄວາມຍາວຂອງດ້ານໜຶ່ງຢ່າງໜ້ອຍ. ຄຸນລັກສະນະນີ້ເປັນເຫດຜົນທາງດ້ານໂຄງສ້າງທີ່ເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງຮູບສາມແຈຮັກສາຮູບຮ່າງໄວ້ໄດ້. ທຸກໆຊ່ອງຂອງໂຄງສ້າງຖືກຈັດໃຫ້ເປັນຮູບສາມແຈໃນຫຼາຍໆແຕ່ນຳ, ສະນັ້ນການປະກອບຈຶ່ງສາມາດຕ້ານການເກີດການເບື່ອນແລະການບິດຕື້ນໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງອີງໃສ່ຄວາມແຂງແຮງຂອງຂໍ້ຕໍ່.

ອັດຕາສ່ວນຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ນ້ຳໜັກສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນໃນການປຽບທຽບຄວາມຍາວຂອງຊ່ອງ. ແຖວເສັ້ນທີ່ມີສອງຊັ້ນສາມາດຂ້າມໄດ້ໄກກວ່າແຖວເສັ້ນທີ່ເຮັດດ້ວຍຄານທີ່ມີຄວາມເລິກເທົ່າກັນ, ແລະການເບື່ອນຍັງຄົງຄາດເດົາໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງເນື່ອງຈາກເສັ້ນທາງທີ່ຮັບແຮງເປັນສິ່ງທີ່ບໍ່ສາມາດກຳນົດໄດ້ຢ່າງແທ້ຈິງ (statically indeterminate) ໃນທາງທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ຄຳແນະນຳດ້ານອຸດສາຫະກຳຈາກແຫຼ່ງຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ມາດຕະຖານ ASCE 19 ສຳລັບການນຳໃຊ້ເສັ້ນລວມເຫຼັກໃນການປະກອບໂຄງສ້າງ ແລະ ມາດຕະຖານ JGJ 7 ຂອງຈີນສຳລັບໂຄງສ້າງຮູບສາມແຈ ລ້ວນຈັດແບ່ງແຖວເສັ້ນທີ່ມີສອງຊັ້ນເປັນລະບົບໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນດ້ວຍການກວດສອບການອອກແບບເອງ ແທນທີ່ຈະຖືວ່າເປັນຕົວຢ່າງທີ່ຂະຫຍາຍຂະໜາດຂອງຄານ.

ຄະດີຫຼັງຄາທີ່ເປັນຮູບເຄີງ ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າບັນຫາທີ່ແທ້ຈິງຢູ່ທີ່ໃດ

ໂຄງການສູນວັດທະນະທຳທີ່ມີຫຼັງຄາເປັນຮູບເຄີງສອງທິດທາງໃຫ້ຮູບພາບທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ຮູບຮ່າງທີ່ຕ້ອງການເຮືອງຂ່າຍທີ່ຕາມຮູບເຄີງໃນສອງທິດທາງ, ຈຸດສູງສຸດຢູ່ຫ່າງຈາກຈຸດກາງຂອງແຜນ. ຄອບຄົວຂອງຈຸດເຊື່ອມຖືກມາດຕະຖານເປັນສາມຮູບແບບ, ແລະຄວາມຍາວຂອງຊິ້ນສ່ວນຖືກຕັດດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ແນ່ນອນພໍທີ່ທີມງານໃນສະຖານທີ່ຈະສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ເຂົ້າດ້ວຍບຽກໂດຍບໍ່ຕ້ອງເຈาะເພີ່ມໃນສະຖານທີ່.

ບັນຫາທີ່ເກີດຂຶ້ນບໍ່ໄດ້ເປັນບັນຫາດ້ານໂຄງສ້າງ. ມັນເປັນບັນຫາດ້ານລຳດັບການຕິດຕັ້ງ. ເຄືອບຫຼັງຄາທີ່ມີຮູບປຸ່ມຄວນຈະຖືກຕິດຕັ້ງຈາກຫອນຊັ້ນກາງຊົ່ວຄາວໄປຫາດ້ານນອກ, ແລະຄວາມຍາວຂອງຊິ້ນສ່ວນໃກ້ດ້ານປະມານຕ້ອງຖືກປັບແຕ່ງໃຫ້ເຂົ້າກັບຕຳແໜ່ງທີ່ຕິດຕັ້ງຈິງຂອງວົງແຫວນທີ່ໃຊ້ຮັບນ້ຳໜັກ. ຄວາມຜິດພາດເລັກນ້ອຍບໍ່ເຖິງ 1 ມີລີແມັດທີ່ເກີດຂຶ້ນຢູ່ວົງແຫວນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງທີ່ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນທີ່ຈຸດສູງສຸດຂອງຫຼັງຄາ. ວິທີແກ້ໄຂແມ່ນການຕິດຕັ້ງແຜ່ນແທກທີ່ປັບໄດ້ທີ່ຈຸດຮັບນ້ຳໜັກ, ບໍ່ແມ່ນການອອກແບບຄືນໃໝ່ຂອງເຄືອຂ່າຍ. ໂຄງການນີ້ໄດ້ເຮັດໃຫ້ເຮົາເຂົ້າໃຈບົດຮຽນທີ່ສາມາດນຳໄປປະຍຸກໃຊ້ໄດ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ: ຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນໃນເຄືອຂ່າຍໂຄງສ້າງແມ່ນບັນຫາດ້ານການຜະລິດແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງມາດຕະຖານຫຼາຍກວ່າເປັນບັນຫາດ້ານການວິເຄາະໂຄງສ້າງ.

ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຜະລິດລ່ວງໆເທົ່ານັ້ນທີ່ເຮັດໃຫ້ຮູບຮ່າງທີ່ມີຮູບປຸ່ມສາມາດກໍ່ສ້າງໄດ້

ເຄືອຂ່າຍໂຄງສ້າງສຳລັບຫຼັງຄາຮູບສີ່ເຫຼີ່ຍມື່ງງ່າຍໆສາມາດຮັບເອົາຄວາມຜິດພາດຂອງຄວາມຍາວຊິ້ນສ່ວນໄດ້ບໍ່ເຖິງ 1 ມີລີແມັດ ແລະຍັງສາມາດຕິດຕັ້ງເຂົ້າດ້ວຍບຽກໄດ້. ແຕ່ຫຼັງຄາທີ່ມີຮູບປຸ່ມທັງສອງທິດທາງບໍ່ສາມາດເຮັດເຊັ່ນນັ້ນໄດ້. ເນື່ອງຈາກຮູບຮ່າງປິດລົງໃນທິດທາງຫຼາຍທິດ, ຄວາມຜິດພາດຈະຖືກສົ່ງຜ່ານແລະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນທີ່ສັງເກດເຫັນໄດ້ ແທນທີ່ຈະແຜ່ກະຈາຍອອກ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ເຮັດໃຫ້ວິຊາການດ້ານການຜະລິດມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍກວ່າຊອບແວອອກແບບ.

ການຄວບຄຸມທີ່ເປັນປະໂຫຍດໃຊ້ງ່າຍ. ຄວາມຍາວຂອງສະມາຊິກຖືກຕັດໃຫ້ໄດ້ຄວາມຖືກຕ້ອງຕາມທີ່ກຳນົດໄວ້ ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຢູ່ໃນຂອບເຂດຄວາມຜິດພາດ 1 ຫຼື 2 ມີລີແມັດ ຂຶ້ນກັບຂໍ້ກຳນົດຂອງໂຄງການ. ແນວກາງຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (node centerlines) ຖືກກວດສອບເທີບຽບກັບແບບຈຳລອງທີ່ທຳນຽມກ່ອນຈະສົ່ງອອກ. ສະມາຊິກທຸກຊິ້ນຖືກຕິດປ້າຍດ້ວຍເລກທີ່ເປັນເອກະລັກ ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບແຜນຜັງການຕິດຕັ້ງ. ເມື່ອການຄວບຄຸມເຫຼົ່ານີ້ຖືກຮັກສາໄວ້ຢ່າງເຂັ້ມງວດ ແລ້ວ ລະບົບເສົາແລະຄານທີ່ສັບສົນຈະຖືກປະກອບເຂົ້າດ້ວຍການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍແກນສະກູ ໂດຍບໍ່ຕ້ອງປັບປຸງເພີ່ມເຕີມໃນສະຖານທີ່. ແຕ່ເມື່ອການຄວບຄຸມເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ເຂັ້ມງວດພໍ ທີມງານຈະເລີ່ມຂະຫຍາຍຮູເພື່ອໃຫ້ເຂົ້າກັບຊິ້ນສ່ວນ ເຊິ່ງເປັນສັນຍານວ່າຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການຜະລິດບໍ່ໄດ້ຖືກຮັກສາໃຫ້ເຂັ້ມງວດພໍສຳລັບຮູບຮ່າງທີ່ກຳນົດໄວ້.

ເມື່ອໃດທີ່ລະບົບເສົາແລະຄານ (Spaceframes) ບໍ່ເປັນທາງເລືອກທີ່ເໝາະສົມອີກ

ການຈັດຕັ້ງຮູບແບບເປັນຮູບສີ່ຫຼ່ຽມ (spaceframe) ບໍ່ໄດ້ເປັນທາງເລືອກທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປສຳລັບທຸກໆ ເຄືອບຫຼັງຄາ. ສຳລັບອາຄານສາງທີ່ມີຮູບສີ່ຫຼ່ຽມງ່າຍໆ ທີ່ມີຄວາມກວ້າງ 20 ແມັດເຕີ, ລະບົບຂອງຄານ (beam) ແລະ ຄານຍົກ (purlin) ຈະຖືກກວ່າ, ເຮັດໄດ້ໄວຂຶ້ນ ແລະ ງ່າຍຂຶ້ນໃນການຕິດຕັ້ງວັດສະດຸກັນຄວາມຮ້ອນ. ຂໍ້ດີຂອງການຈັດຕັ້ງຮູບແບບເປັນຮູບສີ່ຫຼ່ຽມຈະເຫັນຢ່າງຊັດເຈນເມື່ອຮູບຮ່າງຂອງໂຄງສ້າງບໍ່ເປັນປົກກະຕິ, ຄວາມກວ້າງຂອງໂຄງສ້າງຍາວ, ຫຼື ເມື່ອເຄືອບຫຼັງຄາຕ້ອງຮັບນ້ຳໜັກທີ່ເປັນຈຸດເດັ່ນຢູ່ຫຼາຍຈຸດ. ຖ້າຕ່ຳກວ່າເກນດັ່ງກ່າວ, ຈຳນວນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ (node count) ແລະ ຄວາມສັບສົນໃນການຜະລິດຈະເຮັດໃຫ້ໂຄງການເສຍປຽບ.

ສະຫຼຸບຢ່າງຊື່ສັດແມ່ນວ່າ ການກໍ່ສ້າງດ້ວຍຮູບແບບ spaceframe ມີປະສິດທິພາບສຳລັບຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ ເນື່ອງຈາກມັນປ່ຽນບັນຫາທີ່ເກີດຈາກຮູບຮ່າງທີ່ບໍ່ປົກກະຕິໃຫ້ເປັນບັນຫາການຜະລິດ ທີ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ດ້ວຍຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ມາດຕະຖານ ແລະ ຄວາມຍາວຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ຄວບຄຸມໄດ້. ມັນບໍ່ມີປະສິດທິພາບເພາະວ່າໂຄງສ້າງນີ້ເປັນສິ່ງວິເສດ. ມັນມີປະສິດທິພາບເພາະວ່າໂຮງງານຜະລິດເຮັດວຽກທີ່ຫຍຸ້ງຍາກ ແລະ ວຽກທີ່ເຮັດຢູ່ສະຖານທີ່ກໍ່ສ້າງນັ້ນງ່າຍ.

Shenyang Zhongwei Heavy Industry ສະໜັບສະໜູນແບບນີ້ດ້ວຍຄວາມຈຸການຜະລິດທີ່ຄອບຄຸມການຜະລິດຈຸດຕ່າງໆ, ການຕັດຊິ້ນສ່ວນ, ແລະ ການກວດສອບກ່ອນການຈັດສົ່ງ. ບົດບາດຂອງບໍລິສັດໃນໂຄງການຫຼັງຄາທີ່ສັບສົນແມ່ນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຮູບຮ່າງທີ່ຄາດຄະເນໄວ້ຈະຖືກຮັກສາໄວ້ໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງຈາກແບບຈຳລອງໄປສູ່ເຫຼັກ, ເຊິ່ງເປັນຈຸດທີ່ປະສິດທິພາບຈະຖືກຮັບຮູ້ຫຼືສູນເສຍຢ່າງແທ້ຈິງ.