หนวยท 4 วศวกรรมโครงสรางงานอาคาร

เนอหาการเรยนร

1. สวนประกอบของอาคารเบองตน

2. การกาหนดคณสมบตของวสดกอสราง

3. ขนตอนการกอสราง

ความหมายของอาคาร ตามพรบ.ควบคมอาคาร พ.ศ. 2522

“อาคาร” หมายถง ตก บาน เรอน โรง แพ คลกสนคา สานกงานและสง

ทสรางขนอยางอน ซงบคคลอาจเขาอย หรอเขาใชสอยได

“อาคารสง” หมายถง อาคารทบคคลอาจเขาอย หรอใชสอยได มความ

สงตงแต 23 เมตรขนไป โดยวดจากระดบพนถงดาดฟา สาหรบ

อาคารทรงจวหรอปนหยา ใหวดจากพนถงยอดผนงของชนสงสด

“อาคารขนาดใหญพเศษ”หมายถง อาคารทกอสรางขนเพอใชพนท

อาคารหรอสวนประกอบสวนใดสวนหนงทใชอยอาศยหรอประกอบ

กจการ โดยมพนทรวมตงแต 10,000 ตร.เมตร ขนไป

ความรเบองตนเกยวกบโครงสรางอาคาร

1. วสดกอสรางทใชประกอบโครงสรางอาคารพกอาศย

– โครงสรางไม

– โครงสรางเหลก และคอนกรตเสรมเหลก

2. โครงสรางอาคารพกอาศยตามลกษณะของแบบและการ

กอสราง

– บานเดยว

– ทาวนเฮาส

– อาคารพาณชย

ความรเบองตนเกยวกบโครงสรางอาคาร

สวนประกอบของอาคารเบองตน

ประกอบดวย

- หลงคา และโครงสราง

- คาน

- เสา

- พน

- ผนงและฝาเพดาน

- ฐานราก

- เสาเขม หรอ ตอมอสวนประกอบของโครงสรางใตดน

สวนประกอบของโครงสรางอาคารทอยเหนอดน

โครงสรางอาคารทอยใตดน

• ฐานราก คอ โครงสรางทอยลางสดของอาคาร มหนาทรบ

นาหนกทงหมดของอาคารและทาการถายเทนาหนกสดนและ/

หรอเสาเขม

• เสาตอมอ หรอเสาเขม คอ เปนเสาทตดอยกบฐานราก

โดยทวไปเสาตอมอจะจมอยใตดน มหนาทรบนาหนกในแนวดง

ของอาคารและถายเทนาหนกลงสฐานราก

ฐานรากและเสาตอมอ

ฐานรากและเสาตอมอ

การถายนาหนก (Load distribution)• นาหนกจากหลกคาทงหมด จะถกถายเทลงโครงสรางของอาคาร

หลงคาและโครงสรางหลงคา

หลงคา (Roof)

ทาหนาท ปองกน แดด ฝ น หรอสงตางๆ หลงคาทาใหอาคาร

ความสวยงาม บงบอกถงวฒนธรรมทองถน การออกแบบตอง

คานงถงน าหนก และวสดทเลอกใช

สวนประกอบของหลงคา และโรงหลงคา

สวนประกอบของโครงหลงคาและหนาทสวนประกอบโครง

หลงคา

หนาท

หลงคา (roof) บงแดด ลม ปองกนฝนและสตวรบกวน

แป (purlin) รบนาหนกหลงคา

จนทน (rafter) รบนาหนกจากแป ม 2 แบบ จนทนเอกจะวางตามแนวเสา และจนทน

พลางจะวางไมตรงแนวเสา

อกไก (ridge) รบนาหนกจากจนทนเอก และจนทนพราง

ดง (king post) รบนาหนกจากอกไกทอยตามแนวจนทนเอกและสงใหหลงคามทรงสงขน

อะเส (girt) รบนาหนกจากจนทนเอกและจนทนพรางรวมทงยดหวเสาใหมนคง

ขอ (tie beam) รบนาหนกจากดงและยดหวเสาใหมนคง

เชงชาย

(Eave board)

ทาหนาทปดฝาชายคา และยดแนวของปลายจนทนไวดวยกนเพอไมใหเกด

การบดโกง ในปจจบนนยมใชไมเนอแขงขนาด 1 x 6 นว และ 1 x 8 นว

โดยตดตงซอนทบกนเขากบปลายจนทน เพอใหเกดความแขงแรงเพยงพอ

และเพมความสวยงามใหกบตวบาน

ประเภทของหลงคา ทนยมสรางม 2 ประเภท

1. โครงหลงคาไม : เปนโครงหลงคาทกอสรางดวยไมเนอแขง

ทงหมด เชนไมเตงรง ไมแดง ไมมะคา เปนตน

หากใชเนอออนจะไมทนทาน ใชงานไดไมด

โครงหลงคาไม เหมาะกบหลงคาสงกะส หรอแผนเหลกเรยบบาง และ

หลงคาประเภทกระเบองลอนค หรอลอนเลกทมน าหนกไมมาก

ประเภทหลงคา (ตอ)

2. โครงหลงคาเหลก

นยมมากในปจจบน เนองจากหาซองาย ราคาไมแพง (ไมแพงกวา)

ทางานสะดวก และรบนาหนกไดมากขน

สวนประกอบโครงสรางเหมอนหลงคาไม แตสามารถใชไดกบตว

อาคารทมความยาว, ความกวางของตวอาคารมากกวา

โครงหลงคาเหลกจะมสวนตางจากโครงหลงคาไม คอ จะมการเพม

เหลกดงขนมารบนาหนกจนทนมากขน

โครงสรางหลงคาเหลก

โครงสรางหลงคาเหลก

สวนประกอบของโครงสรางหลงคาเหลก

• แผนวสดมงหลงคา (sheet) แผนกระเบอง หรอแผนเหลก ตดให

เปนลอนกได ซงปจจบนมหลายรปแบบ

แปเหลก (purlins)

• ทาจากเหลกกลอง ทาหนาทรบนาหนกจากแผนหลงคา กอน

ลงไปสจดอน

เหลกยดแปร (sag rods)

• ใชยดแปรไมใหโกงหรอบดตว

คานโครงเหลกยดโครงหลงคาเหลก

(miner truss)• เปนเหลกสวนทชวยยดระหวางโครงหลงคาเหลก ทาหนาทคลายๆ

กบดงในโครงหลงคา แตมหลายชนเพอยดโครงหลงคาใหมนคง

แขงแรง

เหลกยดทแยงโครงหลงคาเหลก

(cross bracing)• เปนเหลกเสนชวยยดโครงหลงคาในแนวนอนกบหวเสาของอาคาร

โครงเหลก (Steel truss)• เปนโครงเหลกรปทรง

เปนหลงคาของอาคาร

เพอรบนาหนกหลงคา

ถายลงสเสาและฐานราก

คาน (Bream)

• เปนสวนของอาคารทรบนาหนกจากพนและผนง ลงส

เสาของอาคาร รวมทงทาหนาทยดเสาของอาคารใหอย

ในสภาพทมนคงแขงแรง แบงตามชนดของวสดทใช

กอสราง 3 ประเภท คอ

1.คานคอนกรตเสรมเหลก

(reinforced concrete beam)รบนาหนกไดมาก มความคงทนสง กอสรางงาย ราคาไมแพง เสรมเหลก

เขาไปเพอรบแรงดงไดสงขน ใสปลอกเหลกเพอสามารถรบแรงเฉอน

ไดด

2.คานไม (timber beam)

ทาจากไมเนอแขง เชนไมแดง ไมสก รบนาหนกจากหนงไม หรอ

วสดทเบา มทงคานเดยวและคานค

3.คานเหลก (steel beams)

ทาจากเหลกขนาดใหญและหนา นยมมากในปจจบน ไมใหญเทอะทะ

เหมอนคานคอนกรตเสรมเหลก รบแรงอดแรงดงไดด กอสรางงาย

รวดเรว แตทนความรอนสงๆไมได จะมจดออนในบรเวณจดตอของ

คาน

ลกษณะของคานในอาคารม 3 ลกษณะคอ

1.คานชวงเดยว : รบนาหนกแลวถายเทไปทปลายคานทงสองดานหรอหวเสา

2.คานแบบตอเนอง :เปนคานทตอเนองกนตงแต 2 ชวงคานขนไป เมอมแรงมา

กระทาบนคาน จะเกดลกษณะคลายๆกบคานชวงเดยวแตม

ความตอเนองเรยงกนไป

3. คานยน :เปนคานยนออกไปจากอาคาร มจดยดทปลายคานดานเดยว

ของ อาคารเทานน เชน คานทรองรบพนกนสาด หรอระเบยง

ของอาคาร

เสา (column)• เปนสวนของอาคารททาหนาทรบนาหนกตงแตหลงคา

โครงหลงคา และคาน รวมทงน าหนกของสงของทวางอยใน

อาคาร มรปราง วงกลม สเหลยม ตามแตจะออกแบบ แต

ตองมความมนคง แขงแรง รบนาหนกได ม 4 ประเภท

1. เสาไม (timber column)

• ทาจากไมเนอแขง ไมสก ไมแดง ไมพยง เปนตน ซงปจจบนราคา

แพงและหายาก

2.เสาคอนกรตเสรมเหลก

(reinforce concrete column)

• ทาจากคอนกรตใสเหลกเสรมเพอเพมกาลงในการรบแรงอดและแรงดด ซง

คอนกรตจะรบแรงอดได สวนเหลกจะรบแรงดดหรอแรงดงไดด

• ขนาดเสาจะเพมขนตามนาหนกทรบ

• เชนอาคาร 4 ชน ชนลางเสาขนาด 40x40cm ชนสอง 30x30cm ชน

สาม 25x25cm ซงขนาดจะลดลงตามการบนาหนก

• ตามมาตรฐานของวศวกรรมสถานแหงประเทศไทย (ว.ส.ท.) เสาเหลยมม

เหลกเสรมไมนอยกวา 4 เสน และไมนอยกวา 6 เสนในเสากลม คอนกรต

หมเหลกไมนอยกวา 3 cm

รปตดเสาคอนกรตเสรมเหลก

เสาคอนกรตเสรมเหลก

3.เสาเหลก (steel column)

• เปนเสาททาจากเหลกรปพรรณลวนๆ หรอนาเหลกแผนมาประกอบกน

หรอทอเหลกกลม เปนทนยมเพราะนาหนกนอยกวา แตขอดวยคอทน

ความรอนไดไมด เกดการวบตไดงาย เชน อาคารเวลดเทรดทนวยอรค

ถกโจมตโดยเครองบน แลวเกดเพลงลกไหม และอาคารทรดตวลงมาทง

อาคาร

4.เสาเหลกผสมคอนกรต

• เปนเสาทใชเหลกรปพรรณจากขอ 3 เทคอนกรตทบอกครง เพอให

สามารถรบนาหนกไดมากขน และทนไฟไดมากขน

พน (slab)

• เปนสวนของอาคารทรบนาหนกตางๆ รวมทงน าหนกของบคคล

ทอยอาศยในอาคาร กอนจะสงนาหนกไปลงทคานของอาคาร

พนของอาคารเปนสวนทชวยยดใหโครงสรางอาคารมความ

แขงแรงมากขน

• ม 2 ประเภท คอ

1. พนไม (timber Floors) 2. พนคอนกรตเสรมเหลก (reinforce concrete slab)

ตวอยางพนไม

ตวอยางคอนกรตเสรมเหลก

คานไรพน

ตวอยางของพนสาเรจ

แรงกระทาบนพนแบงออกเปน 2 ลกษณะ

1. นาหนกบรรทกคงท (dead load) คอนาหนกของพนทงหมด

รวมถงนาหนกของอปกรณสงของทนามาวางรวมกน เชนสขภณฑ

เครองกลง ตเยนขนาดใหญเปนตน

2 นาหนกบรรทกจร (live load) คอนาหนกบรรทกทอาจมการ

เปลยนแปลงขนาดและตาแหนง เชน รถบรรทก คน เครน

ผนง (wall)

เปนสวนของอาคารทาหนาทปดกนความเปนสดสวน มทง

ผนงภายนอกอาคาร ภายในอาคาร แบงเปน 4 ประเภท

1. ผนงเบา

2. ผนงกอดวยวสดประสาน

3.ผนงคอนกรตสาเรจรป

4.ผนงคอนกรตเสรมเหลก

ฝาเพดาน (ceiling)

แบงตามวสดททาได 4 ประเภทคอ ไดแก

• ไม

• กระเบองแผนเรยบ

• แผนยบซม

• อลมเนยม

ฐานราก(Footing)

• เปนสวนสดทายของอาคารทรบนาหนกทงหมดของอาคารลงส

พนดน ดงนนอาคารจะมนคงหรอไม กตองขนอยกบฐานราก

• หลกการทางานคอ นาหนกทงหมดทมาจากอาคาร จะผานทเสา

แลวเสาจะสงตอมาทฐานราก

• หากฐานรากไมแขงแรง รบนาหนกไมได อาคารจะทรด แบงได 2 ลกษณะ คอ

1. ฐานรากตามลกษณะของทรองรบ

2. ฐานรากตามลกษณะของนาหนกบรรทก

ฐานรากตามลกษณะของทรองรบ

• ฐานรากแบบแผ เปนฐานรากแบบกระจายออก โดยใหดนเปน

ทรองรบนาหนกทงหมด มกจะกอสรางทดนทรายแขงแรง

รบนาหนกไดเชนดนตามทราบสงเชงเขา

ฐานรากตามลกษณะของทรองรบ

• ฐานรากบนเสาเขม เปนฐานรากทนาหนกทงหมดถายลงสเสาเขมท

รองรบฐานราก ตนเดยวหรอหลายตน เขมอาจทาจากไมหรอคอนกรต

เหมาะกบดนทรบนาหนกมากๆไมได เชน ดนเหนยวออน ดนฝ นผงแปง

ฐานรากตามลกษณะของนาหนกบรรทก

เสาเขม (pile)

• ในกรณอาคารตองวางฐานรากบนเสาเขม ดงนนตองเตรยมเสาเขมใหเหมาะกบการรบนาหนก เสาเขมม 6 แบบ

1. เสาเขมไม

2. เสาเขมคอนกรตเสรมเหลก

3. เสาเขมคอนกรตอดแรง

4. เสาเขมคอนกรตอดแรงแบบกลม

5. เสาเขมหลก

6. เสาเขมเจาะ

งานดน

• ดนเปนสวนแรกทรองรบนาหนกทงหมดของอาคารทถายนาหนกของอาคารทถายนาหนกจากฐานรากลงสดน ดนจะตองแขงแรงพอทจะรบนาหนก

• ดนทมความสามารถในการรบกาลงตา ไดแก ดนเหนยว ดนเหนยวทมทรายปน หรอมทรายปนแปง ดนทรายแปงทมสารอนทรย หรอฮวมสปน

• ดนทเหมาะสมในการรบนาหนกคอ ดนทรายทมขนาดใกลเคยงกน ดนทรายผสมกรวด กรวดปนทรายขนาดเลกมความเหมาะสมเปนฐานรากใหกาลงสง

งานไม

• พจารณาจากความแขงแรงทางกลและความทนทานของไมเปนสาคญ ไดแก

• ไมเนอแขง : มนาหนกมาก มความถวงจาเพาะสง มความทนทานด

• ไมเนอออน : มนาหนกเบา มความถวงจาเพาะตา มความทนทานตา

• ว.ส.ท. จาแนกไมออกเปน 5 ประเภทคอ

1. ไมเนอออนมาก

2. ไมเนอออน

3. ไมเนอแขงปานกลาง

4. ไมเนอแขง

5. ไมเนอแขงมาก

งานคอนกรต (Concrete)

• เปนวสดทเกดจากการผสมกนของวสด 4 ชนดคอ นา ปนซเมนต ทราย หน

• ปนซเมนต ทาหนาทประสาน ยด กบวสดกอสราง ตามมาตรฐาน

สมาคมทดสอบวสดอเมรกน (ASTM) แบงเปน 5 ประเภท

1.ปนซเมนตปอรตแลนดธรรมดา

2.ปนซเมนตปอรตแลนดดดแปลง

3.ปนซเมนตปอรตแลนดใหกาลงอดเรว

4.ปนซเมนตปอรตแลนดเกดความรอนตา

5.ปนซเมนตปอรตแลนดทนซลเฟตสง

มาตรฐานกาหนดสมบตของวสด

มาตรฐานทใชในประเทศไทยถกกาหนดขนโดยกระทรวงอตสาหกรรม

เรยกวา มอก. และมหมายเลขกากบและป พ.ศ. ทออกใช เชน

มอก. 59-2526 คอนกรตบลอค

มาตรฐานอตสาหกรรมมพนฐานมาจากมาตรฐานของสหรฐอเมรกาหรอ

ASTM (American Society for Testing and Materials) และขององกฤษหรอ

BS (British Standards)

จดประสงคของการมมาตรฐานกาหนดคอ เปนการปองกนอนตรายทจะ

เกดแกผบรโภคและปองกนการสญเสยทางเศรษฐกจ เชน ปองกนไมให

ผลตผลตภณฑทมคณภาพตา ซงอาจจะมราคาถกแตมกจะไมคมคา และให

ผลตผลตภณฑทมความสอดคลองกน เชน ความยาวของหลอดนออน

56

มาตรฐานกาหนดสมบตของวสดประกอบดวย

1. ขอกาหนดคณสมบตของผลตภณฑ (specifications) ซงกาหนดให

ผลตภณฑนนๆ ตองมคณสมบตตามทไดระบไว

2. วธการทดสอบ (testing method) ซงบอกวธการทดสอบผลตภณฑ

วา มคณสมบตตามมาตรฐานหรอไม

เหลกโครงสรางรปพรรณตาม มอก.116-2529

สญลกษณ หนวยแรงคราก

(yielding stress)

(ksc)

หนวยแรงประลย

(ultimate stress)

(ksc)

คาการยดตว

(elongation)

(%)

Fe 24 2,400 4,100 23

Fe 30 3,000 5,000 23

57

ทดสอบแรงกดอดของคอนกรตตามมาตรฐาน ASTM C 31

ทดสอบแรงดงของเหลกเสนตามมาตรฐาน มอก. 20-2543

58

มาตรฐานอตสาหกรรมของไทยแบงออกเปน 2 ประเภท

1. ประเภททผผลตตองผลตใหไดมาตรฐาน ถาผลตไมไดมาตรฐาน

จะผดกฏหมาย เชน ปนซเมนตปอรตแลนด เหลกเสนเสรม

คอนกรต และกระจกนรภยรถยนต ซงจะตองตดเครองหมาย

2. ประเภททผผลตตองผลตใหไดมาตรฐานหรอไมกได แตถาผลต

ไดมาตรฐานจะตดเครองหมาย

มอก. 20-2543 เหลกเสนเสรมคอนกรต : เหลกเสนกลม

มอก. 24-2548 เหลกเสนเสรมคอนกรต : เหลกขอออย

มอก. 80-2550 ปนซเมนตผสม

59

1. กรมโยธาธการไดกาหนดมาตรฐานการทดสอบ จานวน 47

มาตรฐาน

2. วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย

3. สมอ.

มาตรฐานการทดสอบวสดกอสราง

60

สมบตทางกลของวสดโดยสวนใหญขนอยกบสภาวะแวดลอม

- อณหภม

- การทดสอบทอณหภมหอง

- การทดสอบทอณหภมตา

- การทดสอบทอณหภมสง

- ความชน

- สารเคม

เชน โครงสรางหองเยน

เชน โครงสรางโรงผลตเหลก

เชน บอบาบดนาเสย โรงงานปโตรเคม น าทะเล ฯลฯ

เงอนไขการทดสอบ

61

ตวอยางทดสอบจะตองถกจดเตรยมขนมาตามมาตรฐานการทดสอบทใช

อางอง เชน

โดยจะตองใหม

- ความคลาดเคลอนของขนาดและรปรางทอยในเกณฑทยอมรบได

- จานวนของตวอยางทดสอบใหมจานวนมากเพยงพอตอการทดสอบใน

แตละครง (มกตองเตรยมเผอไว)

การเลอกและจดเตรยมตวอยางทดสอบ

ซเมนต (cement) ตามมาตรฐาน ASTM C183

อฐดนเผา (brick) ตามมาตรฐาน ASTM C67

อฐบลอก (concrete block) ตามมาตรฐาน ASTM C143

ไม (timber) ตามมาตรฐาน ASTM D143 เปนตน

62

เครองมอทใชในการทดสอบ

ในการเลอกเครองมอทใชในการทดสอบตองคานงถงปจจย 3 ขอคอ

จดประสงคของการทดสอบ

ความถกตองแมนยาและความนาเชอถอทตองการ

คาใชจาย

63

ตวอยางเครองมอวดในการทดสอบวสด

64