Interier materials

ระบบโครงสร้างในอาคารสูง

ระบบโครงสร้างของอาคารสูงได้รับการออกแบบมาเพื่อรับมือกับแรงดึงดูดตามแนวตั้ง เช่นเดียวกับแรงด้านข้างที่เกิดจากลมหรือแผ่นดินไหว ระบบโครงสร้างประกอบด้วยส่วนประกอบที่ออกแบบมาเพื่อรับน้ำหนักเท่านั้น และสมาชิกอื่นๆ ทั้งหมดจะเรียกว่าไม่มีโครงสร้าง การกำหนดระบบโครงสร้างสำหรับอาคารสูงนั้นเกี่ยวข้องกับการเลือกและการจัดองค์ประกอบโครงสร้างหลักเพื่อต้านทานแรงโน้มถ่วงและการโหลดด้านข้างแบบต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด อาคารสูงจะต้องมีความเสถียรสำหรับโหลดในแนวนอน และเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ คุณสามารถเลือกระบบโครงสร้างต่างๆ ได้หลายแบบ ระบบต่าง ๆ ทั้งหมดมีวิวัฒนาการมาจากโครงโครงสร้างที่มีข้อต่ออย่างแน่นหนาแบบดั้งเดิม การออกแบบพื้นฐานสำหรับระบบโครงสร้างทั้งหมดนี้คือการวางวัสดุรับน้ำหนักไว้รอบๆ ขอบภายนอกของอาคารให้ได้มากที่สุดเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งในการรับแรงดัด ระบบโครงสร้างแบบต่างๆ ในอาคารสูง ระบบโครงสร้างแบบโครงค้ำยัน ระบบโครงสร้างแบบโครงค้ำยัน โครงค้ำยันใช้ในโครงสร้างที่รับแรงด้านข้าง เช่น ลมและแรงดันแผ่นดินไหว ส่วนประกอบในโครงค้ำยันโดยทั่วไปจะทำจากเหล็กโครงสร้าง ซึ่งสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งในด้านแรงตึงและแรงอัด คานและเสาที่สร้างเฟรมรับน้ำหนักแนวตั้ง และระบบค้ำยันรับน้ำหนักด้านข้าง อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งของเหล็กจัดฟันอาจเป็นปัญหาได้ เนื่องจากอาจรบกวนการออกแบบส่วนหน้าและตำแหน่งของช่องเปิด อาคารที่ใช้รูปแบบไฮเทคหรือหลังสมัยใหม่ได้ตอบสนองต่อสิ่งนี้โดยแสดงการค้ำยันเป็นคุณลักษณะการออกแบบภายในหรือภายนอก ในโครงแบบมีค้ำยัน โดยทั่วไปแล้วคานและเสาจะจัดเรียงในรูปแบบมุมฉากทั้งในระดับความสูงและในแผนผัง สมาชิกโครงสร้างเข้าร่วมโดยใช้การเชื่อมต่อที่ปักหมุดไว้ซึ่งไม่ถ่ายโอนช่วงเวลา ระบบที่มีโครงสร้างนี้ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อแรงลมและแผ่นดินไหว สมาชิกในโครงค้ำยันจะไม่ได้รับอนุญาตให้แกว่งไปด้านข้าง เนื่องจากการค้ำยัน การเคลื่อนตัวของเรื่องราวด้านข้าง การเลื่อนของเรื่องราว แรงในแนวแกน และโมเมนต์โค้งงอในคอลัมน์จะลดลงอย่างมาก ระบบโครงสร้างเฟรมแบบค้ำยัน ระบบโครงสร้างเฟรมแบบแข็ง ระบบโครงสร้างแบบเฟรมแข็งคือโครงกระดูกที่รับน้ำหนักซึ่งสร้างด้วยส่วนตรงหรือส่วนโค้งที่เชื่อมต่อกันโดยส่วนต่อแบบแข็งเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งต้านทานการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นที่ข้อต่อของสมาชิก ชิ้นส่วนสามารถรับแรงดัด แรงเฉือน และแรงในแนวแกนได้ สมมติฐานทั่วไปสองข้อเกี่ยวกับพฤติกรรมของโครงอาคารคือ คานของอาคารสามารถหมุนได้อย่างอิสระเมื่อเชื่อมต่อ หรือส่วนต่างๆ ของโครงเชื่อมต่อกันจนมุมที่ทำร่วมกันไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้น้ำหนักบรรทุก กรอบงานที่มีการเชื่อมต่อของความแข็งระดับกลางจะอยู่ตรงกลางระหว่างสุดขั้วทั้งสองนี้ กรอบที่มีการเชื่อมต่อของความแข็งระดับกลางมักเรียกว่าเฟรมกึ่งแข็ง ในระบบโครงสร้างประเภทนี้ คานและเสาจะถูกสร้างขึ้นแบบเสาหินเพื่อให้ทนต่อโมเมนต์ที่กำหนดเนื่องจากโหลดและทนต่อโมเมนต์ดัด แรงเฉือน และโหลดในแนวแกน ระบบโครงสร้างแบบโครงแข็ง ระบบโครงสร้างคู่แบบคอนกรีต ระบบคู่เป็นระบบโครงสร้างที่โครงที่สมบูรณ์โดยพื้นฐานแล้วจะรองรับการรับน้ำหนักจากแรงโน้มถ่วง และความทนทานต่อโหลดด้านข้างมีให้โดยโครงต้านทานช่วงเวลาที่มีรายละเอียดพิเศษและผนังรับแรงเฉือนหรือโครงค้ำยัน ผนังและโครงรับแรงเฉือนทั้งสองมีส่วนในการต้านทานแรงด้านข้างที่เกิดจากแผ่นดินไหว ลมหรือพายุ และแรงที่แต่ละแรงต้านจะขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่ง โมดูลัสความยืดหยุ่นและความเหนียว และความเป็นไปได้ในการพัฒนาบานพับพลาสติกในตัว ชิ้นส่วน โครงต้านทานโมเมนต์อาจเป็นเหล็กหรือคอนกรีตก็ได้ แต่โครงคอนกรีตกลางไม่สามารถใช้ในเขตแผ่นดินไหวได้ ในระบบคู่ ทั้งโครงและผนังรับแรงเฉือนมีส่วนในการต้านทานแรงด้านข้าง ระบบโครงสร้างประเภทนี้ประกอบด้วยกลุ่มของคานและเสาที่เชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อแบบแข็ง และเฟรมจะโค้งงอตามโหมดแรงเฉือน ในขณะที่การโก่งตัวของผนังเฉือนจะใช้โหมดการดัดแบบเดียวกับผนังคานยื่น ระบบโครงสร้างคอนกรีตคู่ ระบบโครงสร้างผนังแรงเฉือน ผนังเฉือนเป็นส่วนประกอบโครงสร้างที่ใช้ต้านทานแรงด้านข้าง คือ ขนานกับระนาบของผนัง สำหรับผนังที่เพรียวบางซึ่งมีการเสียรูปการดัดงอมากกว่า ผนังแรงเฉือนจะต้านทานการรับน้ำหนักอันเนื่องมาจาก Cantilever Action ผนังแรงเฉือนในแกนหลักจะแข็งกว่าในแกนอื่น ถือเป็นโครงสร้างหลักที่ให้ความต้านทานที่ค่อนข้างแข็งต่อแรงแนวตั้งและแนวนอนที่กระทำในระนาบของมัน ภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักแบบผสมผสานนี้ ผนังแรงเฉือนจะพัฒนาความเค้นตามแนวแกน แรงเฉือน แรงบิด และแรงดัดงอที่เข้ากันได้ ส่งผลให้เกิดการกระจายความเค้นภายในที่ซับซ้อน ด้วยวิธีนี้ โหลดจะถูกถ่ายโอนในแนวตั้งไปยังฐานรากของอาคาร ผนังรับแรงเฉือนทนทานต่อแรงดึงดูดทั้งแรงดึงดูดและแรงด้านข้าง และทำหน้าที่เป็นคานคานยื่นลึกแคบ ผนังรับแรงเฉือนมีความสำคัญอย่างยิ่งในอาคารขนาดใหญ่หรือสูงระฟ้า หรืออาคารในบริเวณที่มีลมแรงและเกิดแผ่นดินไหว สามารถติดตั้งไว้ที่ขอบของอาคารหรืออาจสร้างแกนเฉือน ซึ่งเป็นโครงสร้างของผนังแรงเฉือนที่อยู่ตรงกลางของอาคารสูง ระบบโครงสร้างผนังเฉือน Outrigger ระบบโครงสร้าง Outriggers Outriggers เป็นระบบโครงสร้างภายในด้านข้างที่มีให้เพื่อปรับปรุงความแข็งและความแข็งแรงพลิกคว่ำของอาคารสูง เป็นระบบรับน้ำหนักด้านข้างที่อยู่ภายในอาคาร ทั้งระบบประกอบด้วยโครงสร้างหลักที่เชื่อมต่อกับเสารอบนอกของอาคารโดยใช้ส่วนประกอบโครงสร้างที่เรียกว่าแขนกล รอกสามารถอยู่ในรูปแบบของคานแนวนอน โครงถัก หรือผนัง ระบบเอาท์ริกเกอร์สามารถทำจากวัสดุใดๆ ก็ตามที่เป็นคอนกรีต เหล็ก หรือคอมโพสิต ด้วยระบบโครงสร้างเหล่านี้ แรงยกและแรงตึงจะลดลงอย่างมากตลอดทั้งเสาและฐานราก ระยะห่างของคอลัมน์ภายนอกสามารถขับเคลื่อนโดยการพิจารณาทางสถาปัตยกรรมและการใช้งาน ไม่ใช่การพิจารณาโครงสร้าง ระบบโครงสร้างช่วยลดโมเมนต์พลิกคว่ำและให้ประสิทธิภาพในการต้านทานแรงมากขึ้น Outrigger ประกอบคอลัมน์ปริมณฑลในการต้านทานโหลดด้านข้าง ซึ่งมิฉะนั้นจะทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบต้านทานแรงโน้มถ่วง ระบบโครงสร้าง Outrigger ระบบโครงสร้างเฟรมเติม ในระบบโครงสร้างเฟรมเติม คานและคอลัมน์ที่มีช่องของเฟรมเติมด้วยผนังก่ออิฐที่อาจหรือ อาจไม่สามารถเชื่อมต่อกับเฟรมได้ เนื่องจากระนาบมีความแข็งแกร่งและแข็งแรง ผนัง infill ไม่อนุญาตให้คานและเสาโค้งงอภายใต้แรงกดในแนวนอน ทำให้ประสิทธิภาพโครงสร้างของเฟรมเปลี่ยนไป ระหว่างที่เกิดแผ่นดินไหว เสารับแรงอัดในแนวทแยงก่อตัวใน infill เพื่อให้โครงสร้างมีลักษณะเหมือน Braced Frame มากกว่า Moment Frame ผนังเติมสามารถสูงบางส่วนหรือเติมเฟรมได้ เมื่อเฟรมที่เติมเข้าไปต้องรับน้ำหนักในระนาบ ชิ้นส่วนเฟรมและวัสดุเติมจะทำงานร่วมกันเพื่อพัฒนาความต้านทานรวมต่อโหลด ส่วนประกอบจะเปลี่ยนรูปโดยหลักจากการดัดและความเค้นในแนวแกน และวัสดุเติมโดยแรงเฉือนในระนาบและความเค้นโดยตรง ระบบโครงสร้างเฟรมเติม ระบบโครงสร้างท่อ ท่อเป็นระบบที่ต้านทานแรงด้านข้าง (ลม แผ่นดินไหว แรงกระแทก) อาคารได้รับการออกแบบให้ทำหน้าที่เหมือนทรงกระบอกกลวง คานยื่นตั้งฉากกับพื้น ระบบท่อสามารถสร้างได้โดยใช้คอนกรีต เหล็ก หรือทั้งสองอย่างรวมกัน ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด เสาที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิดจะถูกมัดเข้าด้วยกันด้วยคานสแปนเดรลลึกผ่านจุดเชื่อมต่อชั่วขณะซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปริมณฑลภายนอกของอาคาร โครงที่แข็งแรงซึ่งประกอบกันเป็นเสาและคานทำให้เกิด 'ท่อ' ที่มีโครงสร้างหนาแน่นและแข็งแรงรอบๆ ด้านนอก เนื่องจากโครงภายนอกที่แข็งนี้สามารถรับน้ำหนักด้านข้างได้ เสาภายในจึงอยู่ที่แกนกลางและมีจำนวนน้อยกว่า การตกแต่งภายในสามารถวางกรอบอย่างเรียบง่ายเพื่อรองรับน้ำหนักบรรทุก และมีพื้นที่ว่างเหลือจากเสา ระบบโครงสร้างประเภทนี้ประกอบด้วย Framed tube, Trussed tube, Tube-in-tube, Bundled tube และระบบ Hybrid ระบบโครงสร้างท่อ ระบบโครงสร้างแบบแผ่นเรียบและแผ่นพื้นเรียบ ระบบโครงสร้างแบบแผ่นเรียบและแผ่นพื้นเรียบเป็นแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบสองทางที่ปกติแล้วจะไม่มีคานและคาน และโหลดจะถูกถ่ายโอนโดยตรงไปยังเสาคอนกรีตที่รองรับ เป็นระบบสองทางซึ่งปกติแล้วจะหนุนอย่างถูกกฎหมายบนเสาหรือตัวแบ่งรับภาระ เป็นหนึ่งในประเภทการก่อสร้างพื้นในโครงสร้างที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุด ความต้านทานด้านข้างของระบบโครงสร้างประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความแข็งในการดัดงอของส่วนประกอบและจุดเชื่อมต่อ ระบบโครงสร้างแบบแผ่นเรียบและแผ่นพื้นเรียบ ระบบผนังคู่ ผนังคู่เป็นระบบรับน้ำหนักด้านข้างที่ไม่เพียงแต่ลดความต้องการการเสียรูปของตัวอาคาร แต่ยังกระจายการเสียรูปที่ไม่ยืดหยุ่นทั้งในแนวตั้งและในแผนผัง ระหว่างคานคลัปกับเสาผนัง เมื่ออยู่ภายใต้แรงแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ คานข้อต่ออาจเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วโดยแสดงทั้งความแข็งแรงและความแข็งลดลง ระบบโครงสร้างนี้ประกอบด้วยผนังรับแรงเฉือนที่เชื่อมต่อถึงกันตั้งแต่สองแผ่นขึ้นไป และเชื่อมต่อที่ระดับพื้นด้วยคานหรือแผ่นพื้นแข็ง ระบบโครงสร้างไฮบริด ระบบโครงสร้างไฮบริดประกอบด้วยรูปแบบโครงสร้างพื้นฐานตั้งแต่สองรูปแบบขึ้นไป โดยการผสมผสานโดยตรงหรือโดยการนำรูปแบบต่างๆ มาใช้ในส่วนต่างๆ ของโครงสร้าง มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในการลดน้ำหนักตัวเอง ลดขนาดหน้าตัดของส่วนประกอบโครงสร้าง และเร่งความคืบหน้าในการก่อสร้าง ข้อสรุปที่กล่าวข้างต้นเป็นระบบโครงสร้างประเภทต่างๆ ที่ใช้ในอาคารสูง ผู้เชี่ยวชาญจะต้องทำการวิเคราะห์ที่ถูกต้องเพื่อเลือกประเภทของระบบโครงสร้างที่ตอบสนองความต้องการของอาคารสูง

  • บ้าน
  • วัสดุตกแต่งภายใน
  • Related Articles

    Back to top button