หน้าแรก arrow มุมวิชาการ arrow คลังสินค้าโครงสร้างผ้าใบ (Membrane)
คลังสินค้าโครงสร้างผ้าใบ (Membrane)
เขียนโดย Wonsiri   

ปัจจุบันประเทศไทยได้ก้าวเข้าสู่สังคมยุคโลกาภิวัฒน์ ซึ่งในสังคมโลกไร้พรมแดนดังกล่าวได้มีการให้ความสำคัญกับกระบวนการ “โลจิสติกส์” เป็นอย่างมาก คำว่า “โลจิสติกส์” (Logistics) นั้นหมายถึง กระบวนการในการจัดการวางแผน จัดสายงาน และควบคุมกิจกรรมทั้งในส่วนที่มีการเคลื่อนย้าย ในการอำนวยความสะดวกของกระบวนการไหลของสินค้า ตั้งแต่จุดเริ่มจัดหาวัตถุดิบไปถึงจุดที่มีการบริโภคที่ถูกต้องในระยะเวลาที่เหมาะสมโดยมีเป้าหมายเพื่อให้เกิดค่าใช้จ่ายโดยรวมในการกระจายสินค้าที่ประหยัดที่สุด

เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางเมื่อไม่นานนี้ว่าโลจิสติกส์ประกอบด้วยส่วนประกอบใหญ่ 3 ส่วน คือ ตำแหน่งที่ตั้งของสถานที่ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับธุรกิจ (Facilities Location) การจัดการคลังสินค้า (Warehouse and Inventory) และการขนส่ง (Transport) ในโลกของการแข่งขันและการขยายต้วของเศรษฐกิจอย่างไม่หยุดยั้ง องค์การธุรกิจบางแห่งใช้คลังสินค้าเป็นศูนย์กลางการกระจายสินค้าให้แก่ลูกค้าในบริเวณพื้นที่หนึ่งที่ระยะทางการขนส่งไม่ห่างไกลจากคลังสินค้านั้นมากนัก การก่อสร้างคลังสินค้าขนาดใหญ่ (Warehouse)ในศูนย์กลางทำเลที่ตั้งที่เหมาะสม รวมถึงมีสภาพที่เหมาะสมที่จะใช้เก็บสินค้า เช่น มีระบบปรับอุณหภูมิเพื่อรักษาสภาพสินค้า มีระบบการเคลื่อนย้ายของที่สะดวกรวดเร็วและปลอดภัยต่อสภาพสินค้า มีพื้นที่ที่กว้างขวางเพียงพอสำหรับสำรองสินค้าไว้เผื่ออุปสงค์ที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันของลูกค้า ฯลฯ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งทั้งนี้เพื่อที่จะเก็บสินค้าให้พร้อมที่จะส่งต่อไปยังห่วงโซ่สินค้าในขั้นต่อไป

เป็นที่น่าสังเกตว่าคลังสินค้าหลายแห่งที่ถูกก่อสร้างและออกแบบให้ยึดติดอยู่กับที่ (Permanent structures for warehouse) เป็นอุปสรรคกีดกั้นโอกาสรวมถึงจังหวะการเปลี่ยนผ่านของกระบวนการไหลของสินค้า ในบางประเทศที่มีการพัฒนาและมีความเจริญก้าวหน้าทางโลจิสติกส์ อาทิเช่น ประเทศสหรัฐอเมริกา ออสเตรลีย อังกฤษ สิงคโปร์ ญี่ปุ่น ซึ่งการขนส่งในแต่ละครั้งไม่ว่าจะเป็นทางบก ทางน้ำ หรือทางอากาศสามารถขนสินค้าได้คราวละมาก ๆ (Mass Transportation) และมีประสิทธิภาพสูง เลือกที่จะหันมาก่อสร้างคลังสินค้าประเภทโครงสร้างผ้าใบรับแรงดึงสูงภายนอก รองรับด้วยโครงเคร่าโลหะข้อแข็งและค้ำยันต้านลม (Frame supported membrane structure) ดังแสดงในรูปที่ 1

Image

Image
รูปที่ 1 คลังสินค้าประเภทโครงสร้างผ้าใบรับแรงดึงสูงภายนอกรองรับ โครงข้อแข็งและค้ำยันต้านลม

วัสดุผ้าใบที่นิยมนำมาใช้กันเป็นส่วนใหญ่ในโครงสร้างประเภทนี้คือวัสดุโพลีเอสเตอร์เคลือบประสานด้วยพีวีซี (PVC impregnated Polyester fabric) ซึ่งก่อนการนำมาใช้ในการออกแบบและติดตั้งต้องผ่านการทดสอบมาตรฐานการรับแรงดึง การยืดและหยุ่น (DIN 53354, BS3424, EN ISO1421)   รวมถึงผ่านการทดสอบคุณสมบัติการทนไฟ (NFPA 701) โดยจะใช้ติดตั้งเป็นส่วนของผนังและหลังคา ในส่วนของโครงเคร่าโลหะข้อแข็งและเคเบิ้ลยึดโยงค้ำยันต้านลมก็จะนิยมใช้เหล็กท่อเคลือบด้วยระบบกัลวาไนซ์ (hot dipped galvanized steel) หรือที่บ้านเราเรียกว่าเหล็กท่อชุบสังกะสีทั้งนี้เพื่อความสวยงาม ปลอดภัย และเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อน ซึ่งก่อนการนำมาใช้ก็ต้องการผ่านทดสอบมาตรฐานอาทิ A500, A563Rev

ด้วยข้อดีที่มีอยู่มากของการก่อสร้างองค์อาคารประเภทนี้ซึ่งก็คล้ายกับการก่อสร้างโครงสร้างเหล็ก ถ้าไม่คิดข้อจำกัดเรื่องการโก่งเดาะ Buckling ก็คือ รูปลักษณ์ที่กว้างขวางและหลากหลาย (รูปที่ 2) มีน้ำหนักเบา ระยะเวลาการก่อสร้างสั้นกว่าโครงสร้างประเภทอื่นๆ สามารถออกแบบเพื่อถอดออกเป็นชิ้น ๆ แล้วเคลื่อนย้ายนำไปประกอบเพื่อการก่อสร้างใหม่ หรือยึดติดเข้ากับโครงสร้างหลักเดิม (ในบางครั้งสามารถติดตั้งเข้ากับตู้คอนเทนเนอร์สินค้า) ภายหลังการรื้อถอนก็สามารถตรวจสอบและซ่อมบำรุงได้สะดวกและรวดเร็ว การก่อสร้างโครงสร้างประเภทนี้จึงกำลังเป็นที่นิยมและได้มาปรับใช้เพื่อประโยชน์ใช้สอยอื่นๆอีกด้วย

Image
รูปที่ 2 รูปแบบและขนาดของโครงสร้างผ้าใบรับแรงดึงสูงภายนอกรองรับด้วยโครงข้อแข็ง

ข้อพึงระวังและควรคำนึงในการออกแบบก่อสร้างโครงสร้างประเภทนี้อยู่ที่การออกแบบองค์อาคาร ค้ำยัน และรอยต่อเชื่อมระหว่างโครงสร้างหลักกับฐานรากทั้งนี้เพื่อให้โครงสร้างสามารถต้านแรงลมและแรงกระทำเนื่องจากแผ่นดินไหว (รูปที่ 3) ซึ่งมาตราฐานที่อ้างอิงในการออกแบบก็ได้แก่ ASCE 7 ซึ่งว่าด้วยแรงกระทำขั้นต่ำที่ใช้ในการวิเคราะห์และออกแบบ และ ASCE 687, AWS D1.1 ซึ่งอ้างถึงคุณสมบัติรวมถึงข้อกำหนดของรอยต่อเชื่อม ยกตัวอย่างเช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของเคเบิ้ลสำหรับการค้ำยันเพื่อต้านแรงลมหลัก ควรมีขนาดไม่ต่ำกว่า 3/8 นิ้ว สำหรับโครงสร้างช่วงยาวประมาณ 130 ฟุต (หรือ 40 เมตร)   สำหรับโครงสร้างช่วงยาวระหว่าง 130 ถึง 200 ฟุต (ระหว่าง 40 ถึง 60 เมตรโดยประมาณ)   เคเบิ้ลควรมีขนาดไม่ต่ำกว่า ½ นิ้ว สำหรับโครงสร้างช่วงยาวตั้งแต่ 200 ฟุต  (หรือ 60 เมตรขึ้นไป) เส้นผ่านศูนย์กลางของเคเบิ้ลสำหรับการค้ำยันควรมีขนาดไม่ต่ำกว่า 5/8 นิ้ว และควรจัดให้อย่างต่ำทุกช่วงเสาโดยให้มีลักษณะการค้ำยันมุมแบบเอ็กซ์ “X” เพื่อความเสถียรของโครงข้อแข็ง   นอกจากนี้ในทุกช่วงต่อยึดประกอบเคเบิ้ลกับโครงข้อแข็งควรจัดให้มีเคเบิ้ลคลิปที่ทำด้วยเหล็ก A36 และหนาไม่ต่ำกว่า 3/8 นิ้ว

Image
รูปที่ 3 ตัวอย่างการออกแบบโครงสร้างโดยคำนึงถึงแรงลมและแรงกระทำเนื่องจากแผ่นดินไหว

ในส่วนของจุดต่อระหว่างโครงข้อแข็งและผ้าใบก็ควรเผื่ออัตราส่วนความปลอดภัยเพื่อให้แรงที่มากระทำสามารถถ่ายโอนไปยังโครงข้อแข็งและฐานรากได้ สำหรับองค์อาคารช่วงยาวประมาณ 90 ฟุต (หรือ 25 เมตร) ในกรณีการใช้สลักเกลียวยึด สลักเกลียวชนิด A325 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5/8 นิ้ว อย่างน้อย 2 ตัว หรือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ¾” นิ้ว 1 ตัวควรใช้ยึดจุดต่อบริเวณองค์อาคารเหล็กของโครงข้อหมุนหลัก (main truss chord) หากองค์อาคารช่วงยาวระหว่าง 90 ถึง 170 ฟุต (หรือตั้งแต่ 25 ถึง 50 เมตร) สลักเกลียวที่ใช้ยึดควรเป็น สลักเกลียวชนิด A325 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/4 นิ้ว อย่างน้อย 2 ตัว เพื่อใช้ยึดบริเวณจุดต่อขององค์อาคารเหล็กของโครงข้อหมุนหลัก และสำหรับองค์อาคารช่วงยาวมากกว่า 170 ฟุต (หรือตั้งแต่ 50 เมตรขึ้นไป) มาตรฐานกำหนดให้ใช้สลักเกลียวชนิด A325 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้ว อย่างน้อย 2 ตัวเพื่อใช้ยึดบริเวณจุดต่อขององค์อาคารเหล็กของโครงข้อหมุนหลัก ในกรณีจุดต่อฝังในคอนกรีตโลหะที่ใช้ยึดบริเวณรอยต่อจำเป็นจะต้องสามารถออกแบบให้สามารถรับแรงเฉือนได้อย่างปลอดภัยด้วย ทั้งนี้ในส่วนของโครงสร้างรับแรงในแนวแกนมาตรฐานกำหนดให้ใช้สลักเกลียวชนิด A325 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 5/8 นิ้ว และชนิดเดียวกันแต่ขนาดไม่น้อยกว่า 1/2 นิ้วสำหรับแปและแนวระแนงของหลังคา นี่เป็นเพียงบางส่วนของข้อกำหนดและมาตรฐานการก่อสร้างสำหรับโครงสร้างผ้าใบรับแรงดึงสูงภายนอกรองรับด้วยโครงข้อแข็ง รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถหาอ่านได้ในมาตราฐานที่อ้างอิงในการออกแบบโครงสร้างชนิด Frame supported membrane structure

ความสำเร็จของโครงสร้างประเภทนี้ ส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับความชำนาญการของวิศวกรผู้ออกแบบโรงงานประกอบชิ้นส่วนไม่ว่าจะเป็นผ้าใบรวมไปถึงข้อต่อของโครงเคร่า ซึ่งต้องการความละเอียดในขนาดของชิ้นส่วนและตำแหน่งของรอยต่อเชื่อมหรือรูสำหรับขันยึด มิฉะนั้นการนำไปติดตั้งที่หน้างานก็จะมีปัญหา ยกตัวอย่างเช่นปัญหารอยย่น (รูปที่ 4) ซึ่งในปัจจุบันนักวิชาการ วิศวกรควรหันมาให้ความสนใจ รวมถึงทำความเข้าใจเพื่อหาสาเหตุ ปัจจัยและวิธีป้องกันปัญหาดังกล่าวแบบถาวรโดยไม่ก่อให้เกิด High weight penalty ไม่ว่าจะด้วยทฤษฎีหรือการจำลองโครงสร้างประเภทนี้ด้วยไฟไนต์อิลิเมนต์ ทั้งนี้เพื่อเพิ่มพูนประสบการณ์ความชำนาญการด้านนี้ได้มีเพิ่มมากขึ้นเพื่อเตรียมพร้อมกับการสอดรับการก่อสร้างองค์อาคารประเภทนี้ซึ่งจะเกิดขึ้นอีกเป็นจำนวนมากในประเทศในอนาคต

Image

Image
รูปที่ 4 แบบจำลองไฟไนต์อิลิเมนต์ ANSYS SHELL63 เพื่อการจำลองปัญหาและขนาดรอยย่นในผ้าใบ เนื่องจากการเคลื่อนตัวในแนวเฉือนบริเวณขอบเป็นระยะ 3 มิลลิเมตร

 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >

[+]
  • Narrow screen resolution
  • Wide screen resolution
  • Increase font size
  • Decrease font size
  • Default font size
  • fresh color
  • warm color