สำนักงานราชบัณฑิตยสภา

วารสารราชบัณฑิตยสถาน ปีที่ ๓๙ ฉบับที่ ๒ เม.ย.-มิ.ย. ๒๕๕๗ หลังคาเปลือกบางและโครงสร้าง ๓ มิติ ชนิดอื่น ๆ * อรุณ ชัยเสรี ราชบัณฑิต ส� ำนักวิทยาศาสตร์ ราชบัณฑิตยสถาน บทคัดย่อ อาคารที่มีหลังคาช่วงกว้างมาก ๆ โดยไม่มีเสาตั้งขวางภายใน ปรกติมักใช้โครงสร้าง พิเศษชนิด ๓ มิติ ที่ไม่ใช่ระบบพื้น-คาน-เสาธรรมดา เปลือกบางเป็นโครงสร้าง ๓ มิติชนิดหนึ่งซึ่ง รูปร่างแตกต่างกันไป การเลือกใช้รูปแบบใดขึ้นอยู่กับความต้องการในการใช้งาน ความสูงที่มี ลักษณะ ภูมิประเทศ ลมฟ้าอากาศและสิ่งแวดล้อมรอบบริเวณที่จะสร้าง หลังคาเปลือกบางปรกติหมายถึง หลังคาคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีมิติหนึ่งน้อยกว่าอีก ๒ มิติมาก ๆ เช่น ช่วง ๓๐ x ๓๐ เมตร มีความ หนาของคอนกรีตเพียง ๐.๑๐ เมตร เพราะในการค� ำนวณออกแบบ ส่วนใหญ่จะใช้ทฤษฎีเมมเบรน (membrane theory) ซึ่งมีแต่แรงดึงในเมมเบรน ส่วนแรงอัดจะรองรับด้วยคานขอบซึ่งท� ำ หน้าที่ถ่ายแรงลงสู่ฐานราก ถ้าใช้ความหนามากจะเกิดแรงดัดขึ้นในเปลือกบาง ซึ่งไม่เป็นไปตาม ทฤษฎีเมมเบรนดังกล่าว ข้อเสียเปรียบของหลังคาเปลือกบางคอนกรีตคือ การสร้างแบบส� ำหรับ หล่อคอนกรีตที่ต้องมีค�้ ำยันสูง สร้างยาก ยกเว้นเปลือกบางชนิดไฮเพอร์โบลิกพาราโบลอยด์ (hyperbolic paraboloid) โครงสร้างชนิดโครง ๓ มิติ (space frame หรือ space truss) มักใช้โครงที่ท� ำด้วย ท่อเหล็กหรือเหล็กรูปพรรณ สามารถประกอบบนพื้นชั้นล่างจนเสร็จเรียบร้อย แล้วใช้อุปกรณ์ยก โครงสร้างที่สร้างเสร็จแล้วนั้นขึ้นวางบนที่รองรับที่ท� ำเตรียมไว้แล้ว จะได้งานที่เรียบร้อย สร้างได้เร็ว นอกจากหลังคาเปลือกบาง และโครง ๓ มิติแล้ว ยังมีหลังคา ๓ มิติอีกหลายชนิด เช่น โครงสร้างชนิด อัดลม หลังคาแขวน แผ่นพื้นกระทง หลักการเลือกชนิดของโครงสร้างนั้น ปรกติจะพิจารณาความ มั่นคง ความแข็งแรง ความคงทน และความปลอดภัยเป็นอันดับแรก ตามด้วยความสวยงาม ความ เป็นเอกลักษณ์ การใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ และข้อส� ำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือ ค่าก่อสร้างต้องไม่เกิน งบประมาณที่ตั้งไว้ ซึ่งหมายถึงงบประมาณเพื่อการบ� ำรุงรักษาหลังใช้งานแล้วด้วย ค� ำส� ำคัญ : เปลือกบาง, ทฤษฎีเมมเบรน, ไฮเพอร์โบลิกพาราโบลอยด์, โครงสร้าง ๓ มิติ, โครง ๓ มิติ, S.A.F.E. *รวบรวมและปรับปรุงจากการบรรยายในการประชุมส� ำนักวิทยาศาสตร์ ราชบัณฑิตยสถาน เรื่อง “หลังคาเปลือกบาง” เมื่อวันที่ ๒๐ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๕๖ และเรื่อง “หลังคา ๓ มิติ นอกเหนือจากหลังคาเปลือกบาง” เมื่อวันที่ ๒๕ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๖