เหล็กรูปพรรณ (Steel) กับคุณสมบัติที่ควรรู้ก่อนจะนำไปใช้งาน

เหล็กรูปพรรณ (Steel) ที่ใช้ในงานสถาปัตยกรรมในปัจจุบัน แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลักๆก็คือ เหล็กรูปพรรณรีดร้อน และ เหล็กรูปพรรณขึ้นรูปเย็น ซึ่งแต่ละแบบจะมีลักษณะที่ต่างกัน ดังนี้

เหล็กรูปพรรณรีดร้อน

คือ เหล็กที่มีการรีด ตอนที่เหล็กยังมีอุณหภูมิสูงประมาณ 1,200 องศา เพื่อให้ได้รูปทรงตามที่ต้องการ เช่น เหล็ก H-Bean, I-Beam, Channel ซึ่งในการรีดเหล็กในขณะที่มีอุณหภูมิสูงนี้ เป็นกรรมวิธีที่ให้ความร้อนแก่เหล็กและทำให้เหล็กเย็นตัวลงเป็นลำดับ เพื่อลดความเครียดในเนื้อเหล็กและทำให้ผลึกเหล็กมีความละเอียดมากขึ้น ซึ่งทำให้เหล็กมีกำลังและความเหนียวสูงขึ้น ซึ่งสามารถรีดเหล็กที่มีความหนาที่มากๆได้ ส่งผลให้เมื่อมีการนำไปออกแบบใช้งาน จะสามารถใช้งานได้หลากหลาย

ประเภทการใช้งานของเหล็กรูปพรรณรีดร้อน

มักนิยมใช้กันมากในงานโครงสร้างสถาปัตยกรรม และงานสาธารณูปโภคต่างๆ ก็คือ เหล็ก H-Bean, I-Beam, Channel ,Cut beam ฯลฯ ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นเหล็กรูปพรรณรีดร้อน

เหล็กรูปพรรณขึ้นรูปเย็น​

คือ เป็นการขึ้นรูปจากเหล็กแผ่นที่มีอุณหภูมิปกติ โดยเป็นการพับ แผ่นเหล็กและเชื่อมให้กลายเป็น เหล็กกล่อง เหล็กท่อกลม หรือนำแผ่นเหล็กมาพับเป็นตัว Z ซึ่งการนำเหล็กแผ่นมาพับหรือม้วนนั้น จะต้องมีการเชื่อมเหล็กเข้าด้วยกัน และต้องมีการตรวจสอบรอยเชื่อมดังกล่าว จัดเป็นกรรมวิธีที่ทำให้เกิด strain-hardening ในเหล็ก และทำให้เหล็กมีกำลังและความแข็งของผิวต่อการกดสูงขึ้นมากกว่าเหล็กรูปพรรณรีดร้อน แต่จะมีผลทำให้ความเหนียวของเหล็กลดลง

ประเภทการใช้งานของเหล็กรูปพรรณขึ้นรูปเย็น​

มักนิยมใช้กันมากในงานตกแต่งสถาปัตยกรรม  เช่น  เหล็กกล่อง ,เหล็กท่อกลม ฯลฯ ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นเหล็กรูปพรรณรูปเย็น​

ข้อดีของเหล็กรูปพรรณ

1. มีกำลังต่อน้ำหนักสูง เหมาะในการก่อสร้างอาคารที่มีระยะช่วงที่ยาวมากๆ และอาคารสูง

2. มีสมบัติทางกลสม่ำเสมอ สามารถออกแบบงานสถาปัตยกรรมได้หลากหลาย เช่น ดัดโค้ง ทำโครงสร้างโปร่ง หรือทำส่วนยื่นได้มาก

3. มีความยืดหยุ่นสูง ลดการเสียรูปอย่างถาวร

4. มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ถ้าดูแลเหมาะสมและถูกต้อง

5. มีความเหนียว เปลี่ยนแปลงรููปร่างที่สูงก่อนการวิบัติ

6. ก่อสร้างได้ง่าย และรวดเร็ว

7. ก่อสร้างในที่จำกัดได้สะดวก ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะผุ่น

8. สามารถรับแรงสั่นสะเทือนและแผ่นดินไหวได้ดีกว่าโครงสร้างระบบอื่น

9. ดัดแปลง ต่อเติม หรือรื้อไปสร้างใหม่ได้ ไม่ต้องทุบทิ้ง

10. สามารถนำวัสดุมาหมุนเวียนได้ 100%

ข้อเสียของเหล็กรูปพรรณ

1. มีค่าดูแลรักษาสูง หากออกแบบไม่เหมาะสมกับการใช้งาน

2. มีค่าใช้จ่ายในการพ่นกันไฟ กำลังของเหล็กค่าลดลงมากในกรณีที่เกิดไฟไหม้และเหล็กเป็นสื่อนำความร้อนได้ดี

3. เกิดการโก่งเดาะได้ง่าย ในองค์อาคารเหล็กที่รับแรงกดอัดและมีความชะลูดสูง เนื่องจากเหล็กมีกำลังที่ค่อนข้างสูง

4. อาจวิบัติโดยการล้า  หากออกแบบไม่เหมาะสมและถูกใช้งานในที่อุณหภูมิต่ำและถูกแรงกระทำซ้ำ

5. อาจวิบัติโดยการแตกหักแบบเปราะ เมื่อโครงสร้างเหล็กอยู่ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำมากๆ

ข้อมูลอ้างอิงจาก

http://hbeamconnect.com

eng.sut.ac.th

เขียน และเรียบเรียงโดย Wazzadu Encyclopedia

#Wazzadu #WazzaduEncyclopedia #WazzaduAcademy #Steel #เหล็กรูปพรรณ #ArchitectureDesign #material #SteelStructure #วัสดุ