สาธารณะขนาดเล็ก the study of load bearing capacity of bamboo
TRANSCRIPT
P. Pongthana and S. Rittironk 1
การศกษาความสามารถการรบนำาหนกของโครงสรางไผโดยวธการรวบลำาเพอเปนแนวทางในการออกแบบอาคารสาธารณะขนาดเลกThe Study of Load Bearing Capacity of Bamboo Culm Bundles
for The Design Applications in Small Public Building
ภทฐตา พงศธนา1 และ สปรด ฤทธรงค2
Phattita Pongthana1 and Supreedee Rittironk
2
1คณะสถาปตยกรรมศาสตรมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลศรวชยจงหวดสงขลา90000 Faculty of Architecture, Rajamangala University of technology Srivijaya, Songkhla 90000, Thailand
2คณะสถาปตยกรรมศาสตรและการผงเมองมหาวทยาลยธรรมศาสตรจงหวดปทมธาน12121 Faculty of Architecture and Planning, Thammasat University, Pathumthani 12121, Thailand
E-mail: [email protected] , [email protected]
2
บทคดยอ
ไมไผเปนวสดธรรมชาตหางายสวยงามและมความแขงแรงเหมาะกบการนำามาใชในงานกอสรางทางสถาปตยกรรมเนองจากไผเปนพชโตเรวจงทำาใหสามารถนำาไปใชเปนวสดทางเลอกทดตอสงแวดลอมการนำาไมไผมาใชในการออกแบบโครงสรางทางสถาปตยกรรมตองมการคำานงถงการรบนำาหนกของอาคาร แตไผมขอจำากดในเรองขนาดของลำาไผ ทำาใหไมสามารถรบแรงอาคารขนาดใหญไดจงตองมการเพมลำาไผโดยการใชวธการรวบลำาไผดวยวธการตางๆใหเหมาะสมกบนำาหนกของอาคาร งานวจยนมวตถประสงคในการศกษาความสามารถในการรบนำาหนกของเสาและคานโดยวธการรวบลำาไผเพอศกษารปแบบและวธการตางๆทใชในการรวบลำาไผใหเหมาะสมกบการรบนำาหนกของประเภทอาคารและเปนแนวทางในการประยกตการเลอกใชจำานวนลำาไผและวธการรวบลำาไผเพอใชในการออกแบบเสาและคานทางสถาปตยกรรม การทดสอบเพอหาความสามารถในการรบนำาหนกกำาหนดใหใชไผซางหมน ขนาดความกวางเสนผานศนยกลาง8-10เซนตเมตรวธทใชในการรวบลำาไผประกอบดวยใชลมแลวมดดวยเชอกไนลอนและนอตเกลยวจำานวนลำาไผทใชในการรวบเสาและคานเพอทดสอบการรบนำาหนกใชจำานวน1-4ลำาโดยทดสอบตามมาตรฐานISO-22157และนำาผลการทดสอบไปเลอกใชในการออกแบบและการกอสรางงานสถาปตยกรรมไดอยางมประสทธภาพ การทดสอบการรบนำาหนกของเสาและคานปรากฏวาจำานวนการรวบลำาไผและระยะของการรวบลำาไผทเพมขนทำาใหสามารถรบนำาหนกไดเพมขนแตวธการรวบไผโดยใชวธการใชนอตเกลยวสามารถรบนำาหนกไดดกวาการใชลมแลวมดดวยเชอกไนลอน จากนนนำาไปออกแบบและจำาลองโดยใชโปรแกรมSAP2000 Educational Versionการเลอกใชเสาและคานจากวสดตางๆใหเหมาะสมกบขนาดหนาตดความยาวและอาคารสาธารณะขนาดเลก
JARS 12(2). 20152
Abstract
Bamboo is a natural material which is easy to find around the world. It is beautiful, strong, and suitable
for using in construction. It can grow fast; it can be used as an alternative construction material that can
become friendly to the environment. In bamboo construction, we know that bamboo has the limit of each culm
to the loading carrying. Therefore, in order for the structure to carry more loads, quantity of bamboo culms
should be increased. Most common method is to put culms together called “bundling”. There are also many
techniques to do bundles. This research is aimed to study the loading capacity of bamboo culm bundles with
various bundling methods in both column and beam application. The bundles of columns and beams are very
straight forward method, so it is chosen to be investigated. The research also will provides the design
guideline in choosing the right amount of culms and the right bundling method to design columns and beams.
The research is the experimental research that does the finding by testing the loading capacity of
setting specimens. The bamboo specie is selected to be Pai Sang Mon (Dendrocalamus Munro). The
diameter is set to be the diameter of 8-10 centimeters. The variables in bundling methods are set to be 2
types. They are bamboo dowels with nylon rope and nuts and bolts. The amount of bamboo columns used
in bundling in order to test the load carrying capacity is one to four culms. The method is to find load
carrying capacity of bamboos by using ISO-22157 standards (Determination of physical and mechanical
properties of bamboo). The load carrying capacity of bamboo columns and beams result appears to be
highly increased if the amount of bamboo column increases. The load carrying from the bundling method with
nuts and bolts appears to be higher than the bundling method with be bamboo dowels with nylon rope. The
result of experimental research testing then are put to do modeling program, SAP2000 Educational Version.
It is a tool to design and calculate the structural to finding sizing cross sectional, long culm and small public
building.
คำาสำาคญ (Keywords)
การรวบลำาไผ(Bamboo Bundle)
วธการรวบลำาไผ(Bamboo Bundling Method)
การทดสอบการรบนำาหนกของลำาไผ(The Load Carrying Capacity of Bamboo)
ลมไผ(Bamboo Dowels)
นอตเกลยว(Nut and Bolt)
P. Pongthana and S. Rittironk 3
1. บทนำา
ในปจจบนสภาพอากาศและสงแวดลอมของโลกเปลยนไปทำาใหเกดภาวะโลกรอนและภยพบตธรรมชาตมากยงขนทำาใหเกดแนวคดในการออกแบบสถาปตยกรรมทคำานงถงการอนรกษสงแวดลอมมากยงขน จงทำาใหการออกแบบตองคำานงถงการออกแบบทเปนมตรกบสงแวดลอมเพอการอยรวมกบธรรมชาตอยางยงยนประเทศไทยเปนประเทศทมความอดมสมบรณทำาใหมวสดจากธรรมชาตหลากหลายใหในดานการกอสรางงานสถาปตยกรรม แตในปจจบนยงไมมการนำาวสดจากธรรมชาตมาใชงานไดอยางเตมประสทธภาพทงในดานความสามารถของวสดและการนำามาใชเปนวสดทดแทน ไผเปนพชทขนงายในทกสภาวะอากาศและเตบโตเรวจงสามารถนำาไมไผมาใชประโยชนไดภายในเวลา1-4ปไมไผมคณสมบตพเศษคอความแขงแรงความเหนยวการยดหดตว ความโคงงอ และการสปรงตว เปนตน โดยประเทศไทยเปนศนยกลางการกระจายพนธไผแหงหนงของโลก(Dransfield & Widjaja, 1995)จงเปนทยอมรบวาทรพยากรไมไผมความจำาเปนตอการดำารงชวตของคนไทยในชนบทมาเปนเวลาชานาน(Forest Bureau, 2001) จงทำาใหเกดภมปญญาในการประยกตใชใหเขากบการดำารงชวตในอดตจงมกมการนำาไมไผมาใชเปนวสดในการกอสรางงานสถาปตยกรรม แตเนองดวยเทคโนโลยสมยใหมทเขามาแทนททำาใหการนำาไมไผมาใชในชวตประจำาวนเรมลดนอยลงทำาใหการพฒนาภมปญญาเทคนคและองคความรในการพฒนาในการนำาไมไผมาใชในงานโครงสรางทางสถาปตยกรรมยงมอยอยางจำากดจงทำาใหไมสามารถนำาความสามารถของวสดมาใชไดอยางเตมประสทธภาพดงนน จงมความสนใจในการศกษาการนำาเอาไมไผมาใชในงานโครงสรางทางสถาปตยกรรมโดยเนนดานการออกแบบโครงสรางเสาและคานทใชในการรบนำาหนกในงานสถาปตยกรรม งานวจยนจงเลงเหนความสำาคญของไมไผเพอนำามาพฒนาและทดสอบโดยการนำาเอาภมปญญาและเทคโนโลยทใชในการกอสรางงานสถาปตยกรรมมาประยกตเพอใหสามารถนำาไมไผไปใชในการออกแบบและงานกอสรางไดอยางเตมประสทธภาพ เนองจากการกอสรางสถาปตยกรรมกรรมไมไผในปจจบนการออกแบบโครงสรางเสาและคานยงไมมการทดสอบและการคำานวณการรบนำาหนกของโครงสรางอยางมมาตรฐานทำาใหในการออกแบบและการกอสรางมกจะมการเผอไวกอนทำาให
โครงสรางทใชเกนความจำาเปนทงในดานการใชวสด การรบนำาหนก และงบประมาณการกอสราง งานวจยนจงนำาทฤษฏในการออกแบบโครงสรางเสาและคานมาใชในการทดสอบการรบนำาหนกจากทฤษฏการออกแบบโครงสรางเสาและคานขนาดของเสาและคานแปรผนตามขนาดของหนาตดและการรบนำาหนกของอาคารแตในการออกแบบอาคารโครงสรางไมไผไผมขอจำากดในเรองขนาดของลำาไผทำาใหไมสามารถรบนำาหนกอาคารขนาดใหญไดดงนนการทจะเพมขนาดของเสาและคานไผจงตองนำาลำาไผมารวบเพอใหมความสามารถในการรบแรงเพมขน โดยวธการรวบไผมหลายวธเชนใชลมแลวมดดวยเชอกไนลอนและนอตเกลยวเปนตนและแตละวธมผลตอการรบนำาหนกทแตกตางกนดงนนการวจยจงตองการทจะทดสอบวาพนธไมไผจำานวนและวธการรวบลำาไผใหเหมาะสมสอดคลองกบการรบนำาหนกและงายตอการนำาไปเลอกใชในการออกแบบและการกอสรางงานสถาปตยกรรมไดอยางมประสทธภาพ เพอเปนการเลอกใชไมไผในปรมาณทเหมาะสมสามารถชวยในการประหยดงบประมาณ สวยงามตามธรรมชาตและเปนการสงเสรมใหใชวสดจากธรรมชาตมากยงขน
2. วตถประสงค 1.ศกษาวธการตางๆ ของการรวบลำาไผเพอนำาไปใชเปนชนสวนในงานโครงสรางทางสถาปตยกรรม 2.ศกษาการรบนำาหนกของเสาและคานโดยใชวธการเพมจำานวนลำาไผและวธการรวบลำาไผดวยวธการใชลมแลวมดดวยเชอกไนลอนและนอตเกลยว 3.เปรยบเทยบประสทธภาพในการรบนำาหนกโครงสรางเสาและคานของวสดตางๆ 4.นำาเสนอแนวทางในการออกแบบโครงสรางสถาปตยกรรมไมไผสำาหรบอาคารสาธารณะขนาดเลกโดยใชรปแบบและวธการรวบลำาไผไดอยางเหมาะสมและมประสทธภาพ
3. วธการศกษา
3.1 วธการตางๆ ของการรวบลำาไผ จากการวเคราะหขอมลตารางท1ผวจยจงเลอกใชวธการรวบลำาไผ2วธคอวธการรวบลำาไผโดยใชการเขาลมแลวมดดวยเชอกไนลอนและวธการรวบลำาไผดวยนอตเกลยวเนองจากทงสองวธเปนวธทมความนยมใชอยางแพรหลายมความแขงแรงคงทนราคาทเหมาะสมและวสดหาไดงาย
JARS 12(2). 20154
นอกจากนแลวในทางสถาปตยกรรมการรวบลำาไผโดยใชลมแลวมดดวยเชอกไนลอนและการรวบลำาไผดวยนอตเกลยวสามารถทำาใหมผลตอการออกแบบรปดานและความสวยงามทแตกตางกน
3.2 วสดทใชในการศกษา 1. ไผซางหมน(Dendrocalamus sericeus Munro) อาย3-4ปทมเสนผานศนยกลาง8-10เซนตเมตร 2.ความยาวไผทใชในการทดสอบเสายาว1.5เมตรและคานยาว3เมตร 3. จำานวนไผทใชในการรวบ(123และ4)
รปท 1 จำ�นวนไผทใชในก�รรวบทดสอบตวอย�ง
4. วธการรวบลำาไผ 4.1 ลมแลวมดดวยเชอกไนลอน
วธการรวบลำาไผโดยใชการลม(1)
มดดวยเชอกไนลอน(2)
รปท 2 วธการรวบลำาไผโดยใชการเขาลม (1) แลวมดดวยเชอก ไนลอน(2)
4.2นอตเกลยว
รปท 3 วธการรวบลำาไผโดยใชนอตเกลยว
4.3ระยะหางจากของการรวบไผ
วธการรวบลำาไผ ราคา ความยาก-งายในการรวบลำา
ความแขงแรงความคงทน
ความหางายของวสด
ความนยม
1.เขาลม ถกมาก งายมาก แขงแรงไมคงทน
หาไดทวไป ไมนยม
2.เขาลมแลวมดเชอกไนลอน ถกมาก งาย แขงแรงมากคงทนมาก
หาไดทวไป นยม
3.เขาลมแลวมดหวาย แพง ยาก แขงแรงมากคงทนมาก
คอนขางยาก นยม
4.เขาลมแลวมดเชอกมะนลา ปานกลาง งาย แขงแรงมากคงทนมาก
คอนขางยาก ไมนยม
5.เขาลมแลวมดลวดเหลก ปานกลาง งาย แขงแรงคงทน หาไดทวไป ไมนยม
6.เขาดวยนอตเกลยว ถก งายมาก แขงแรงคงทน หาไดทวไป นยม
7.มดดวยเขมขดรดทอ คอนขางแพง งายมาก แขงแรงคงทน หาไดทวไป ไมนยม
เวนระหะหางปลายทง2ขางๆละ0.15เมตร
สดสวนการเวนระยะการเชอมตอ1/2ของความยาว
สดสวนการเวนระยะการเชอมตอ1/3ของความยาว
รปท 4ระยะหางจากของการรวบไผ
ตารางท 1วธการรวบลำาไผ
P. Pongthana and S. Rittironk 5
3.3 วธการทดสอบ 1. ทดสอบคณสมบตทางกายภาพและเชงกลตามมาตรฐาน ISO 22157 Determination of physical and
mechanical properties of bamboo
1.1 คณสมบตทางกายภาพประกอบดวยการทดสอบปรมาณความชนสมพทธ(moisture content)การทดสอบความหนาแนน (density)และการทดสอบความถวงจำาเพาะ(specific gravity) 1.2คณสมบตเชงกลประกอบดวยการทดสอบแรงดง(tension test)การทดสอบแรงอด(compression
test) การทดสอบแรงดด (bending test)และการทดสอบแรงเฉอน(shear test) 2. ทดสอบหาแรงอดและดดของลำาไมไผ1ลำาโดยใชคามาตรฐานISO 22157 Determination of physical
and mechanical properties of bamboo เพอเปรยบเทยบคณสมบตและความสามารถในการรบแรงอดและแรงดดของการรวบลำาไผ 3.ทดสอบการรวบลำาไผโดยกำาหนดจำานวนและวธการรวบลำาไผทแตกตางกนโดยใชคามาตรฐานISO 22157
Determination of physical and mechanical properties
of bambooเพอหาคาความสามารถในการรบแรงอดของเสาและแรงดดของคาน 4. การวเคราะหและสรปผลการทดลองโดยการนำาคาทไดจากการทดสอบมาใชในการคำานวณแบบจำาลองคณตศาสตรกำาหนดให 4.1การคำานวณแบบจำาลองของเสา ความยาวประสทธผล(K)เทากบ1 ความยาวของเสาไมไผ(L)เทากบ4เมตร 4.2การคำานวณแบบจำาลองของคาน ความยาวของเสาไมไผ(L)เทากบ4เมตร 5. ออกแบบและจำาลองการเลอกใชเสาและคานจากวสดตางๆ ใหเหมาะสมกบการเลอกใชขนาดหนาตดความยาว สำาหรบประเภทอาคารสาธารณะขนาดเลกโดยใชโปรแกรมคอมพวเตอร(SAP2000 Educational Version)
4. ผลการทดสอบและวเคราะหผล
4.1 ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพและเชงกล ผลการทดสอบคณสมบตทางกายภาพและเชงกล(ตารางท2)การทดสอบปรากฏวาสวนโคนของลำาไผและความหนาของเนอไผทมความหนามากมผลทำาใหคณสมบตเชงกลสงมากขน
ตารางท 2คณสมบตทางกายภาพและเชงกล
คณสมบตทางกายภาพ
1.ปรมาณความชน 12.30 เปอรเซนต
2.คาความหนาแนน 711.76 กก./ลบ.ม.
3.คาความถวงจำาเพาะ 69.83 เปอรเซนต
คณสมบตเชงกล
4.กำาลงรบแรงดงเฉลย 1,521.27 กก./ตร.ซม.
5.กำาลงรบแรงอดเฉลย 267.84 กก./ตร.ซม.
6.กำาลงรบแรงเฉอนเฉลย 263.62 กก./ตร.ซม.
7.กำาลงรบแรงดดเฉลย 794.24 กก./ตร.ซม.
8.คาโมดลสของการยดหยน 27,436.62 กก./ตร.ซม.
4.2 ผลการทดสอบคณสมบตการรบแรงอด ของการรวบลำาไผ จากการทดสอบคณสมบตการรบแรงอดของการรวบลำาไผปรากฏวาลกษณะการวบตของวสดไผ 1 ลำา ทสวนปลายของลำาไผทง 2ดานตดกบสวนขอ (node) มลกษณะการวบตแบบการโกงเดาะ (Buckling)ดงรปท5สวนไผ 1ลำาทสวนปลายของลำาไผทง2ดานไมตดกบสวนขอ(node) และการรวบลำาไผตงแต2-4ลำา มลกษณะการวบตของวสดแบบ Bearing และSplitsดงรปท6โดยบรเวณทเกดการวบตสวนใหญมกอยบรเวณจดเชอมตอ เนองจากการการเขาลมหรอนอตเกลยวทำาใหวสดไดรบความเสยหาย(micro-crack)
การเพมลำาไผสงผลใหความสามารถในการรบนำาหนกเพมมากขนและการรวบลำาไผโดยใชวธการเชอมดวยนอตเกลยวสามารถรบนำาหนกไดมากกวาวธการเขาลมแลวมดดวยเชอกไนลอนนอกจากนนการรวบลำาไผโดยใชวธการเขาลมแลวมดดวยเชอกไนลอนทมระยะหางของการเชอมตอ 1/2 ของความยาวเสามความสามารถในการรบนำาหนกไดดกวาระยะหางของการเชอมตอ1/3ของความยาวเสา แตการรวบลำาไผโดยใชวธการเชอมดวยนอตเกลยวทมระยะหางของการเชอมตอ1/3ของความยาวเสามความสามารถในการรบนำาหนกไดดกวาระยะหางของการเชอมตอ 1/2 ของความยาวเสา แตทงหมดแตกตางกนอยางไมมนยสำาคญแสดงวาการรวบไผโดยใชวธการเชอมตอแบบตางๆ ทำาใหเนอวสดทอยในชวงของจดเชอมตอเกดความเสยหายทำาใหมผลตอความสามารถในการรบนำาหนกลดลงไดดงรปท7-8
JARS 12(2). 20156
รปท 8 ความสมพนธระหวางกำาลงรบแรงอดสงสดและแบบตางๆของการรวบลำาไผ
รปท 7 ความสมพนธระหวางแรงอดสงสดและแบบตางๆของการรวบลำาไผ
แรงอดสงสด(กโลกรม)
แบบตางๆของการรวบลำาไผ
แรงอดสงสด(กโลกรม)
แบบตางๆของการรวบลำาไผ
รปท 5 ลกษณะการวบตจากการโกงงอ(buckling) ลกษณะการวบตแบบลกษณะการวบตแบบBearing (1) Splits (2)
รปท 6 ลกษณะการวบตจากเนอวสด
P. Pongthana and S. Rittironk 7
4.3 ผลการทดสอบคณสมบตการรบแรงดด ของการรวบลำาไผ จากการทดสอบคณสมบตการรบแรงดดของการรวบลำาไผมการลกษณะการวบตของวสดม2แบบคอการวบตแบบแรงเฉอน(local crushing) และการวบตทมรอยแตกตามความยาว (splitting) ดงรปท9จากการทดสอบสงเกตไดวาการรวบลำาไผไมทำาใหหนาตดของคานทำางานเปนระบบเดยวกน
รปท 9 ลกษณะการวบตของวสดจากแรงดด
การวบตแบบLocal crushing (1)
การวบตแบบSplitting (2)
รปท 10 การรวบลำาไผทมระยะหางของการเชอมตอ1/3ของความ ยาวคาน บรเวณจดทถายนำาหนกลงตรงจดเชอมตอของ ลำาไผ
การเพมลำาไผมผลใหความสามารถในการรบแรงดดเพมมากขนแตกำาลงรบแรงดดลดลง แสดงใหเหนวาขนาดหนาตดของคานมผลตอการรบแรงดด คอหนาตดคานทมขนาดเลกมความแขงแรงมากกวาหนาตดขนาดใหญ การรวบลำาไผโดยใชวธการเชอมดวยนอตเกลยวสามารถรบนำาหนกไดมากกวาวธการเขาลมแลวมดดวยเชอกไนลอน เนองจากนอตเกลยวมหวนอตปดปลายทงสองดานชวยรดลำาไผทรวบไวใหแนนยงขนทำาใหการทำางานเปนระบบมากยงขนและระยะหางของการเชอมตอ
ระยะ 1/3ของความยาวคานมความสามารถในการรบนำาหนกไดดกวาระยะหางของการเชอมตอ1/2ของความยาวคานอยางไมมนยสำาคญจากความสมพนธระหวางแรงดดสงสดและแบบตางๆ ของการรวบลำาไผ ดงรปท 10 การรวบลำาไผโดยใชวธการเขาลมแลวมดดวยเชอกไนลอนทมระยะหางของการเชอมตอ 1/2ของความยาวคานมความสามารถในการรบนำาหนกไดดกวาระยะหางของการเชอมตอ1/3ของความยาวคานอยางมนยสำาคญเนองจากการเขาลมแลวมดดวยเชอกไนลอนจงไมไดชวยคานรบแรงอยางเปนระบบ และการรวบลำาไผทมระยะหางของการเชอมตอ1/2ของความยาวคานบรเวณจดทถายนำาหนกไมลงตรงจดเชอมตอของลำาไผทำาใหไมเกดแรงเฉอนขนณบรเวณนนจงทำาใหสามารถรบแรงดดไดมากยงขนแตการรวบลำาไผทมระยะหางของการเชอมตอ1/3ของความยาวคานบรเวณจดทถายนำาหนกลงตรงจดเชอมตอของลำาไผพอด ดงรปท 10 ทำาใหเกดแรงเฉอนขนในบรเวณนนจนทำาใหวสดและจดเชอมตอเกดการวบตกอนสวนอนๆ
แบบตางๆของการรวบลำาไผ
รปท 11 ความสมพนธระหวางแรงดดสงสดและแบบตางๆของการรวบลำาไผ
แรงอดสงสด(กโลกรม)
JARS 12(2). 20158
แบบตางๆของการรวบลำาไผ
รปท 12ความสมพนธระหวางกำาลงรบแรงดดสงสดและแบบตางๆของการรวบลำาไผ
แรงอดสงสด(กโลกรม)
5. สรปผลการศกษา
5.1 ความสมพนธและคาสมประสทธการรบแรงอด และดดของการรวบลำาไผ คาความสมพนธแสดงใหเหนวาการรบแรงอดและดดของการเพมจำานวนลำาไผไมไดเพมขนตามจำานวนของลำาไผทเพมขนเนองจากจำานวนและวธการรวบลำาไผดงนนการนำาคาคณสมบตของไผไปใชในการคำานวณจงตองมคาสมประสทธ (factor) เพอชวยใหผลการคำานวณแมนยำามากยงขนดงตารางท3-4
ตารางท 3ความสมพนธของการรบแรงอดและคาสมประสทธของการรวบลำาไผ
จำานวนระยะเชอมตอและวธการรวบลำาไผของเสา
ความสมพนธของการรบแรงอด
คาสมประสทธของการรวบลำาไผ
1ลำา 1.00 1
2ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/2) 1.46 0.73
2ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/3) 1.11 0.55
2ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 1.69 0.85
2ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 1.79 0.89
3ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/2) 1.92 0.64
3ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/3) 1.83 0.61
3ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 2.75 0.92
3ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/3) 2.12 0.71
4ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/2) 2.65 0.66
4ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/3) 2.76 0.69
4ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 3.15 0.79
4ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/3) 3.45 0.86
ตารางท 4 ความสมพนธของการรบแรงดดและคาสมประสทธของการรวบลำาไผ
จำานวนระยะเชอมตอและวธการรวบลำาไผของคาน
ความสมพนธของการรบแรงดด
คาสมประสทธของการรวบลำาไผ
1ลำา 1.00 1.00
2ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/2) 2.05 1.02
2ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/3) 1.18 0.59
2ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 1.43 0.72
2ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 1.57 0.78
3ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/2) 3.39 1.13
3ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/3) 1.49 0.50
3ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 1.94 0.65
3ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/3) 1.94 0.65
4ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/2) 2.67 0.67
4ลำา(ลมมดเชอก-ระยะL/3) 1.94 0.48
4ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/2) 1.29 0.32
4ลำา(นอตเกลยว-ระยะL/3) 2.93 0.73
5.2 ผลการจำาลองอาคารสาธารณะขนาดเลกโดยใช การรวบลำาไผเปนโครงสรางในการออกแบบ ขอกำาหนดในการออกแบบการจำาลองอาคาร 1.ประเภทอาคารเปนอาคารสาธารณะขนาดเลกมลกษณะการใชงานประกอบดวยพนทจดแสดงนทรรศการและรานอาหารดงรปท13-15 2.ระยะชวงพาด4X4เมตร 3.อาคารสงชนละ4เมตร 4.นำาหนกบรรทกจรเทากบ300 kg/m2
5.นำาหนกบรรทกคงทดงตารางท2.15
P. Pongthana and S. Rittironk 9
5.1 หลงคาเมทลชต (สงกะส) เทากบ 5 kg/m2
5.2 ฝาไม½”รวมคราวเทากบ20kg/m2
5.3พนไม1”รวมตงเทากบ30kg/m2
6.คาสวนความปลอดภยของไมไผเทากบ 3โดยพจารณาจากสวนความปลอดภยสำาหรบไมกอสรางชน1และ2งานในรมเทากบ2.5-6.5 ในการออกแบบผงอาคารใชแนวความคดการจดองคประกอบเพอความยดหยนในพนทใชสอยเพอรองรบกจกรรมทหลากหลายเปนเอกลกษณของเรอนไทยโดยมพนทหนงสามารถรองรบประโยชนใชสอยทหลากหลายในชวงเวลาทแตกตางกน(Prasertsuk, 2015, p. 38)
การออกแบบโครงสรางเสาใชวธการคำานวณหานำาหนกบรรทกคงทและนำาหนกบรรทกจรแลวนำาคานำาหนกบรรทกทได นำาไปหาขนาดหนาตดเสาทตองใชเพอนำามาหาจำานวนของลำาไผทตองสำาหรบโครงสรางเสาดงน
จำานวนเสาไผทตองใช=
พนทหนาตดไผ1ลำา
ขนาดหนาตดเสา
วธการเลอกประเภทการรวบลำาไผของเสาดงน จำานวนลำาไผทตองใช xคาสมประสทธของการรวบลำาไผของเสา
หมายเหต: คาสมประสทธของการรวบลำาไผของเสา (ตารางท 3)
การออกแบบโครงสรางคานออกแบบโดยใชโปรแกรมSAP 2000 for Educationalในการชวยคำานวณคาโมเมนตดดสงสด(M)นำาคาทไดมาคำานวณออกแบบขนาดหนาตดของคานเพอหาจำานวนลำาไผทตองใชในการออกแบบคานดงน
0.3Fb > Mc
I
โดย Fb=กำาลงรบแรงดด,kg/cm2 M=โมเมนตรบแรงดดสงสด,kg/cm2
c=ระยะทวดหางจากแรงสะเทน,cm.
I=โมเมนตอนเนอรเชยของรปตดรอบแกนทรบ โมเมนตดด,cm4
การเลอกประเภทการรวบลำาไผของคาน
คาสมประสทธของการรวบลำาไผของคาน
คาFbทสามารถใชได
วธการเลอกประเภทการรวบลำาไผ=
หมายเหต: คาสมประสทธของการรวบลำาไผของคาน (ตารางท 4)
โดยผลการคำานวณโครงสรางเสาและคานดงรปท16
รปท 15 แบบหลงคาอาคารสาธารณะขนาดเลกโดยการนำาวธการ รวบลำาไผมาประยกตในการออกแบบโครงสราง
รปท 13แบบพนชน1อาคารสาธารณะขนาดเลกโดยการนำาวธการ รวบลำาไผมาประยกตในการออกแบบโครงสราง
รปท 14 แบบพนชน 2 อาคารสาธารณะขนาดเลกโดยการนำาวธ การรวบลำาไผมาประยกตในการออกแบบโครงสราง
JARS 12(2). 201510
จากผลการคำานวณการออกแบบโครงสรางเสาและคานการออกแบบโครงสรางเสากำาหนดใหเสาทรบนำาหนกบรรทกสวนของอาคารทม2ชนใชเสาไผ4ลำาโดยใชวธการรวบแบบนอตเกลยวและเวนระยะการเชอมตอ1/3ของความยาวเสาและเสาทรบนำาหนกบรรทกสวนของอาคารทม1ชนใชเสาไผ3ลำาโดยใชวธการรวบแบบนอตเกลยวและเวนระยะการเชอมตอ 1/2 ของความยาวเสา การออกแบบโครงสรางคานกำาหนดใหคานชนหลงคาและคานชน1และ2ในแนวนอนใชคานไผ2ลำาโดยใชวธการรวบแบบนอตเกลยวและเวนระยะการเชอมตอ 1/3 ของความยาวคานและคานชน1และ2ในแนวตงใชคานค4ลำาโดยใชวธการรวบแบบนอตเกลยวและเวนระยะการเชอมตอ1/3ของความยาวคานดงรปท17 การออกแบบโครงสรางอาคารโดยใชวธการรวบลำาไผสามารถใชวธการคำานวณและการจำาลองโครงสรางเพอวเคราะหหาจำานวนลำาไผและรปแบบของการรวบลำาไผทเหมาะสมตอการนำาไปใชไดอยางมประสทธภาพ ในการออกแบบยงตองคำานงถงขอจำากดของวสดทนำามาใชในการรวบลำาไผและระยะการเชอมตอของความยาว อาท การรวบลำาไผโดยใชเชอกถาไผเกดการหดตวทำาใหเชอกทมดไวไมแนนเหมอนเดมตองมการมดใหแนนอกครงหนงดงนนการใชมดดวยเชอกควรจะเปนสวนของโครงสรางทอยในสามารถแกไขไดงายและระยะการเชอมตอทมากขนทำาใหสามรถรบนำาหนกไดดยงขนแตในกรณของการรวบลำาไผโดยวธการเขาลมไมแนะนำาใหใชกบโครงสรางคานเนองจากลมสามารถคลายตวไดงายไมเหมาะสมกบการรบนำาหนกบรเวณทเกดถายนำาหนกโดยตรง
รปท 17 ขนาดของเสาและคานของผลการออกแบบจำาลองโครงสราง อาคาร
รปท 16นำาหนกบรรทกของเสา(1)และการจำาลองโครงสรางเพอหาคาโมเมนตดดสงสดโดยการใชโปรแกรม(2)
การจำาลองโครงสรางเพอหาคาโมเมนตดดสงสดโดยการใชโปรแกรม(2)
นำาหนกบรรทกของเสา(1)
กตตกรรมประกาศ
คณะผวจยใครขอขอบคณทนอดหนนการวจยประเภทบณฑตศกษา จากสำานกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต ประจำาป 2557 ซงใหการสนบสนนทนอดหนนการวจยน
P. Pongthana and S. Rittironk 11
References
Anusiri, M. (2002). การออกแบบโครงสรางไมและเหลก [Structural timber and steel design] (8th ed.). Bangkok:
SE-ED Public Company Limited.
Chovichien, V. (2002). การออกแบบโครงสรางไม [Structural timber design] (8th ed.). Bangkok: POR.SAMPHAN
Printing.
Chung, K. F. & Yu, W. K. (2002). Mechanical properties of structural bamboo for bamboo scaffoldings. Journal
of Engineering, 6(4), 275-281.
Computer & Structures INC. (2011). Introductory tutorial for SAP2000 linear and nonlinear static and dynamic
analysis and design of three-dimensional structures. California: University Avenue Berkeley.
Fan, H. & Fan, C. (n.d). Test method for determination of mechanical properties of bamboo. Harbin: Civil
Engineering and Architecture Harbin University.
International Organization for Standardization [ISO]. (2004). Bamboo-determination of physical and mechanical
properties. ISO 22157-1: 2004(E)., Switzerland: Author.
Khongyon, A. (2011). พฤตกรรมการรบแรงดดของลำาไมไผตง [Bending behavior of Pai Tong (Dendrocalamus
asper backer) bamboo culms]. Master of Engineering Thesis, Faculty of Engineering, Kasetsart
University, Bangkok, Thailand.
Malanit, P. (2009). The suitability of dendrocalamus asper basker for oriented strand lumber. Doctor of
Philosophy’s Thesis, University of Hamburg, Hamburg.
Nienhuys, S. (2012). Thin bamboo culms for trusses-use of two and three culms in composite beams. Retrieved
November 17, 2012, from http://www.nienhuys.info
Prasertsuk, S. (2015). การจดองคประกอบเพอการใชสอยและการเชอมตอทวางในสถาปตยกรรมไทยสมยใหม[Archi-
tectural composition for utilities and spatial connection in modern Thai architecture]. Journal of Archi
tecture/Planning Research and Studies, 12(1), 38.
Prasongpornsakul, P. (2011). การศกษาพฤตกรรมและกำาลงรบนำาหนกตามแนวแกนของเสาไมไผ [Behavior and load
carrying capacity of bamboo columns]. Master of Engineering Thesis, Faculty of Engineering, Kasetsart
University, Bangkok, Thailand.
JARS 12(2). 201512