ແນວໃດທີ່ຈະປັບປຸງຮູບພາບຂອງສ່ວນປະກອບໂຄງສ້າງເຫຼັກເພື່ອປະຢັດວັດຖຸ?

ເປັນຫຍັງການອອກແບບໂຄງສ້າງເຫຼັກແບບດັ້ງເດີມຈຶ່ງໃຊ້ວັດຖຸຫຼາຍເກີນໄປ

ກັບດັກຄວາມເປັນຢູ່ຢ່າງປອດໄພ: ຂະໜາດຂ້າມທີ່ເປັນມາດຕະຖານ ແລະ ຄວາມປອດໄພເກີນຄວາມຈຳເປັນ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກສ່ວນໃຫຍ່ຍັງຄົງໃຊ້ແບບດັ້ງເດີມທີ່ມີຮູບຮ່າງທີ່ເປັນມາດຕະຖານ ແລະ ມີຄວາມປອດໄພຫຼາຍເກີນໄປ. ນີ້ບໍ່ໄດ້ເกີດຈາກຄວາມຕ້ອງການດ້ານວິສະວະກຳແຕ່ຢ່າງໃດ— ແຕ່ເປັນເພາະວ່າເຮົາເຄີຍເຮັດແບບນີ້ມາຕະເໝີ ແລະ ຄົນເຮົາກັງວົນທີ່ຈະເສີຍຄວາມສ່ຽງ. ວິສະວະກຳໂຄງສ້າງມັກຈະໃຊ້ແຖວເຫຼັກທີ່ຜ່ານການຮ້ອນເປັນມາດຕະຖານທັງໝົດໃນທັງໝົດຂອງໂຄງສ້າງ, ເຖິງແມ່ນວ່າບາງສ່ວນຈະບໍ່ຕ້ອງການຄວາມແຂງແຮງຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ. ຜົນທີ່ໄດ້? ພວກເຮົາສູນເສຍເຫຼັກເພີ່ມຂື້ນປະມານ 30% ໃນເຄື່ອງສະເຫຼີຍງ, ອີງຕາມທີ່ອຸດສາຫະກຳໄດ້ສັງເກດເຫັນມາຕະເໝີ. ແນ່ນອນ, ມາດຕະຖານການກໍ່ສ້າງເຊັ່ນ: AISC 360-22 ມີຢູ່ເພື່ອເຫດຜົນທີ່ດີ, ແຕ່ການນຳໃຊ້ມັນຢ່າງເຂັ້ມງວດໂດຍບໍ່ພິຈາລະນາຈຸດທີ່ຮັບແຮງຈິງໆ ຈະເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາລືມໄປວ່າ ກຳລັງຕ່າງໆເຮັດວຽກຕ່າງກັນໄປຕາມສ່ວນຕ່າງໆຂອງໂຄງສ້າງ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເຮົາໃຊ້ເຫຼັກເກີນຄວາມຈຳເປັນໃນບໍລິເວນທີ່ບໍ່ມີແຮງດັນຫຼືບັນທຸກຫຼາຍເລີຍ.

ປັດໄຈທີ່ເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນເງົາ: ການຜະລິດ, ການຂົນສົ່ງ ແລະ ຄາບອນທີ່ຝັງຢູ່

ນອກຈາກການສູນເສຍວັດຖຸດິບແລ້ວ, ການອອກແບບແບບດັ້ງເດີມຍັງເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນທີ່ຕາມມາ ແລະ ຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມເພີ່ມຂື້ນ:

• ຄວາມສັບສົນໃນການຜະລິດ : ສ່ວນທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບຕ້ອງການແຮງງານການເຊື່ອມແລະການຕັດຫຼາຍຂຶ້ນ 40% (ສະພາຜູ້ຜະລິດ, 2023).
• ປະສິດທິພາບຕ່ຳໃນການຂົນສົ່ງ : ຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ເກີນໄປເຮັດໃຫ້ນ້ຳໜັກໃນການຈັດສົ່ງ ແລະ ການໃຊ້ເຊື້ອເພິງເພີ່ມຂຶ້ນ 25%.
• ກາກບອນທີ່ຝັງຕົວມາກັບວັດສະດຸ : ແຕ່ລະຕັນຂອງເຫຼັກທີ່ເຫຼືອເກີນຄວາມຕ້ອງການຈະປ່ອຍ CO₂ ອອກ 1.85 ຕັນ (ສະພາດ້ານດິນຟ້າອາກາດໂລກດ້ານເຫຼັກ).
  ຮ່ວມກັນແລ້ວ, ປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນທັງໝົດໃນວົฏຈະໄລ່ຂອງໂຄງການເພີ່ມຂຶ້ນ 15–20% ເມື່ອທຽບກັບທາງເລືອກທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຄວາມເຄັ່ງຕຶງ—ໂດຍບໍ່ໄດ້ປັບປຸງປະສິດທິພາບດ້ານໂຄງສ້າງ ຫຼື ຄວາມປອດໄພ.

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຮູບປະລິພັນຂ້າມທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ເພື່ອປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ຫຼັກການ: ການຈັບຄູ່ຄຸນສົມບັດຂອງຮູບປະລິພັນກັບຄວາມຕ້ອງການທ້ອງຖິ່ນດ້ານແກນ, ການງໍ, ແລະ ການຕັດ

ປະសິດທິພາບທີ່ແທ້ຈິງເລີ່ມຕົ້ນເມື່ອວິສະວະກອນປັບຮູບຮ່າງຂອງສ່ວນທີ່ເປັນໂຄງສ້າງໃຫ້ເຂົ້າກັບທິດທາງຂອງແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນຢູ່ໃນນັ້ນ ແທນທີ່ຈະເບິ່ງເພີ່ງແຕ່ຈຸດທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການສູງສຸດ. ແຮງຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ແຮງກົດຕາມແກນ, ແຮງດັດ, ແລະ ແຮງຕັດ ບໍ່ໄດ້ຄົງທີ່ທົ່ວທັງຄຽວ ຫຼື ຕົ້ນສະເຕີ. ມັນມັກຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຮຸນແຮງໃກ້ກັບຈຸດທີ່ຖືກ້າວ (supports) ຫຼື ຢູ່ເຄີ່ງກາງ ແລ້ວຫຼັງຈາກນັ້ນກໍຈະຫຼຸດລົງໃນບ່ອນອື່ນ. ການອອກແບບທີ່ສຸດຍອດໝາຍເຖິງການປ່ຽນຮູບຮ່າງຂອງສ່ວນຕົ້ນທີ່ຕັດ (cross sections) ໃນບ່ອນທີ່ຈຳເປັນ—ເຊັ່ນ: ການຫຼຸດລົງຄວາມກວ້າງຂອງແຜ່ນປົກ (tapering flanges), ການປັບລຶກຂອງແຜ່ນກາງ (web depths), ຫຼື ການປ່ຽນຈາກຮູບຮ່າງໜຶ່ງໄປອີກຮູບຮ່າງໜຶ່ງທັງໝົດ. ວິທີນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດວັດສະດຸທີ່ບໍ່ຈຳເປັນອອກຈາກບ່ອນທີ່ມັນບໍ່ໄດ້ເຮັດວຽກຫຼາຍ. ຍົກຕົວຢ່າງ, ສຳລັບຕົ້ນສະເຕີ: ສ່ວນລຸ່ມມັກຈະຕ້ອງໃຊ້ແຜ່ນປົກທີ່ໜາກວ່າເທົ່າທີ່ຢູ່ເທິງເພາະວ່າມັນຕ້ອງຮັບນ້ຳໜັກທັງໝົດທີ່ສົ່ງມາຈາກເທິງ. ການສຶກສາໃນປີ 2017 ຂອງ Changizi ແລະ Jalalpour ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ການປັບປຸງເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຫຼຸດການໃຊ້ເຫຼັກໄດ້ຈາກ 15% ຫຼື ຈົນເຖິງ 30% ໃນອາຄານທີ່ມີໂຄງສ້າງເປັນກະດູກ (framed buildings) ໂດຍບໍ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມປອດໄພຫຼຸດຕໍ່າລົງ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ຈະເບິ່ງຄືນວ່າແນວໃດໃນການປະຕິບັດຈິງ? ແລ້ວ, ມາເວົ້າກ່ຽວກັບຂັ້ນຕອນທີ່ແທ້ຈິງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຮັດໃຫ້ການປັບປຸງເຫຼົ່ານີ້ເກີດຂຶ້ນ...

• ການສ້າງເຂດທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງພາຍໃນຈາກແບບການວິເຄາະ
• ການຄຳນວນຄວາມຕ້ານທາງຊີວະພາບທີ່ຕ້ອງການ ແລະ ພື້ນທີ່ ແລະ ຄວາມຕ້ານທາງຕໍ່ການຫຼຸ້ນທີ່ຈຸດທີ່ກຳນົດໄວ້
• ການເລືອກຮູບປະຫຼາກທີ່ຫຼຸດລົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ຫຼື ຮູບປະຫຼາກທີ່ຖືກແບ່ງເປັນສ່ວນໆ ເຊິ່ງເຂົ້າເກນເຫຼົ່ານີ້—ບໍ່ຫຼາຍເກີນໄປ ແລະ ບໍ່ໜ້ອຍເກີນໄປ

ການເຊື່ອມຕໍ່ເຄື່ອງມື: ການຈັດເຂດທີ່ອີງໃສ່ເຂດທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນ RFEM ແລະ Robot Structural Analysis

ຊອບແວທີ່ທັນສະໄໝເຊັ່ນ RFEM ແລະ Robot Structural Analysis ສາມາດອັດຕະໂນມັດເຫຼົ່ານີ້ຜ່ານການຈັດເຂດທີ່ອີງໃສ່ເຂດທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ. ເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ແບ່ງອົງປະກອບອອກເປັນສ່ວນທີ່ສາມາດກໍ່ສ້າງໄດ້—ແຕ່ລະສ່ວນຈະຖືກກຳນົດຮູບປະຫຼາກຂ້າມທີ່ຄົງທີ່ ໂດຍອີງໃສ່ ຄວາມເຄັ່ນລວມສູງສຸດ ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ແຖບຍາວ 20 ແມັດເຕີ ອາດຖືກເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບດັ່ງນີ້:

ເຂດແຖວຖືກປັບປຸງຢ້ຳໆອີກ ແລະ ອີກຄັ້ງໂດຍອັລກົຣິດີມທີ່ເຮັດວຽກກັບການຈັດສົ່ງສ່ວນດັ່ງກ່າວ ເຊິ່ງທັງໝົດມີຈຸດປະໝາຍເພື່ອຫຼຸດນ້ຳໜັກທັງໝົດໃຫ້ໜ້ອຍລົງ ແຕ່ຍັງຄົງບັນລຸເງື່ອນໄຂທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນໂລກຈິງ ເຊັ່ນ: ຄວາມຍາວຂັ້ນຕ່ຳສຸດຂອງສ່ວນຕ່າງໆ ແລະ ສິ່ງທີ່ຂະບວນການຜະລິດຈະສາມາດຈັດການໄດ້ຢ່າງແທ້ຈິງ. ຜົນໄດ້ຮັບຈາກຂະບວນການນີ້ເປັນການຄົບຄົວທີ່ດີລະຫວ່າງສິ່ງທີ່ມີປະສິດທິພາບທາງທິດສະດີ ແລະ ສິ່ງທີ່ສາມາດສ້າງຂຶ້ນໄດ້ຈິງໆ. ໃນສ່ວນຫຼາຍ, ພວກເຮົາຈະເຫັນວ່າຈຳນວນວັດສະດຸທີ່ຕ້ອງການຫຼຸດລົງປະມານ 10 ເຖິງ 25 ເປີເຊັນ ເມື່ອທຽບກັບການອອກແບບຮູບກ່ອງທີ່ມາດຕະຖານທີ່ທຸກຄົນໃຊ້. ເມື່ອທຸກຢ່າງເสรັດສິ້ນ, ຈະມີບັນຊີວັດສະດຸທີ່ຖືກກວດສອບແລ້ວຢ່າງລະອຽດ ແລະ ກວດສອບຄືນອີກຄັ້ງໜຶ່ງ, ພ້ອມດ້ວຍແຜນຜັງລາຍລະອຽດທີ່ພ້ອມໃຊ້ສຳລັບການຜະລິດ. ເອກະສານເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ການຖ່າຍໂອນໂຄງການໄປຫາຜູ້ຮັບເໝາະມີຄວາມລຽນລ້ອຍຫຼາຍຂຶ້ນ ເມື່ອທຽບກັບການອະທິບາຍທຸກຢ່າງຈາກເລີ່ມຕົ້ນ.

ການປັບປຸງໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ມີປະສິດທິຜົນ: ການຮັກສາດຸລິຍະພາບລະຫວ່າງທິດສະດີ ແລະ ຄວາມເປັນຈິງຂອງການຜະລິດ

ຂໍ້ຈຳກັດຂອງບັນຊີລາຍການ: ເຫດໃດທີ່ຄ່າທີ່ດີທີ່ສຸດຕາມທິດສະດີຈຶ່ງມັກບໍ່ເຂົ້າກັນກັບສ່ວນທີ່ມີຢູ່

ໃນເວລາທີ່ອັລກົຣິດທຶມການປັບປຸງເຮັດໃຫ້ຮູ້ວ່າຂະໜາດໃດຄວນຈະເປັນໄປຕາມທາງຄະນິດສາດຢ່າງແທ້ຈິງ, ຜູ້ຜະລິດເຫຼັກໃນໂລກຈິງຈັງຕ້ອງຍືດໝັ້ນໃຊ້ຕາມຕາຕະລາງຂະໜາດມາດຕະຖານ. ແຖວເຫຼັກ, ເສົາ, ແລະ ຊ່ອງເຫຼັກທີ່ໃຊ້ໃນການກໍ່ສ້າງມີຢູ່ເພີ່ງແຕ່ຂະໜາດທີ່ກຳນົດໄວ້ເທົ່ານັ້ນ. ເມື່ອໃຜໆກໍຕາມຕ້ອງການບາງສິ່ງທີ່ບໍ່ຄົງທີ່ດີພໍ ຫຼື ຕ້ອງການຮູບແບບທີ່ປັບແຕ່ງເປັນພິເສດ, ນີ້ຈະໝາຍເຖິງການປ່ຽນເຄື່ອງມືທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງສຳລັບຜູ້ຜະລິດ, ເວລາລໍຖ້າທີ່ຍາວນານຂຶ້ນ, ແລະ ເງິນເພີ່ມເຕີມສຳລັບແຮງງານທີ່ມີຄວາມຊຳນິຊຳນານເປັນພິເສດ. ພວກເຮົາເຄີຍເຫັນຄະດີທີ່ການອອກນອກຈາກຂໍ້ກຳນົດມາດຕະຖານເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນການຜະລິດເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 30 ເຖິງ 50 ເປີເຊັນ. ເນື່ອງຈາກເຫດນີ້, ວິສະວະກອນສ່ວນຫຼາຍຈຶ່ງເລືອກເອົາຂະໜາດຕໍ່ໄປທີ່ໃຫຍ່ຂຶ້ນເຊິ່ງເຮັດວຽກໄດ້ດີ, ເຊິ່ງເພີ່ມເຫຼັກເພີ່ມຂຶ້ນປະມານ 5 ເຖິງ 15 ເປີເຊັນໃນແຕ່ລະຊິ້ນສ່ວນ. ວິທີການນີ້ຂັດກັບທຸກສິ່ງທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງການສຳລັບຄວາມຍືນຍົງ, ເພີ່ມການປ່ອຍກາຊີນຄາບອນຈາກວັດຖຸທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນທັງໝົດ, ແລະ ລົບລ້າງການປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ອາດຈະເກີດຂຶ້ນ. ເພື່ອແກ້ໄຂຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງລະຫວ່າງທິດສະດີກັບການປະຕິບັດນີ້, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງມີວິທີການປັບປຸງທີ່ດີຂຶ້ນ ເຊິ່ງຈະພິຈາລະນາວິທີການຜະລິດ ແລະ ຈັດສົ່ງເຫຼັກຢ່າງແທ້ຈິງ, ບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ສິ່ງທີ່ເບິ່ງດີໃນເຈ້ຍເທົ່ານັ້ນ.

ວິທີການທີ່ພິສູດແລ້ວ: ອັລກົຣິດທຶມພັນພັນທຸກີ (Genetic Algorithm) ສຳລັບຕົວແປທີ່ແຍກອອກໄດ້ ຮ່ວມກັບຟັງຊັນທີ່ໃຊ້ເປັນຄ່າຫຼຸດ (Penalty Functions) ສຳລັບການຜະລິດ

ອັລກົຣິດທຶມພັນພັນທຸກີ (GAs) ແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຂອງບັນຊີລາຍການດ້ວຍການຈັດປະເພດສ່ວນທີ່ມາດຕະຖານເປັນຕົວແປທີ່ແຍກອອກໄດ້—ບໍ່ແມ່ນເປັນພາລາມິເຕີທີ່ຕໍ່ເນື່ອງ. ເຕັກນິກເມຕາເຮູລິສຕິກນີ້ປະເມີນການປະສົມປະສານທີ່ເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍພັນຄັ້ງ, ໂດຍເລີຍຮູບແບບການຄັດເລືອກທາງທຳມະຊາດເພື່ອເຂົ້າຫາວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ຢ່າງໃນການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ, ຟັງຊັນທີ່ໃຊ້ເປັນຄ່າຫຼຸດ (penalty functions) ນຳເອົາຂໍ້ຈຳກັດທີ່ເກີດຂື້ນໃນໂລກຈິງໄປຝັງຢູ່ໃນຟັງຊັນຄວາມເໝາະສົມ (fitness function) ໂດຍກົງ:

ການປະສົມຜະສານວິທີການນີ້ເຂົ້າກັບ RFEM ສົ່ງຜົນໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການເຫຼັກຫຼຸດລົງປະມານ 12 ເຖິງ 18 ເປີເຊັນ ເມື່ອທຽບກັບວິທີການດັ້ງເດີມ. ລະບົບນີ້ຮັບປະກັນວ່າທຸກໆສ່ວນທີ່ເລືອກໄວ້ຈະສາມາດຊື້ໄດ້ຢູ່ໃນທ້ອງຕະຫຼາດ, ສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ງານທົ່ວໄປ, ແລະ ສາມາດຂົນສົ່ງຜ່ານຊ່ອງທາງການຂົນສົ່ງທີ່ປົກກະຕິໂດຍບໍ່ມີບັນຫາ. ສິ່ງທີ່ເຄີຍເປັນພຽງຄະນິດສາດທີ່ທິດສະດີເທົ່ານັ້ນ ປະຈຸບັນກາຍເປັນສິ່ງທີ່ຜູ້ກໍ່ສ້າງສາມາດນຳໄປປະຕິບັດໃນສະຖານທີ່ຈິງໄດ້. ວິສະວະກອນໄດ້ຮັບຄວາມຖືກຕ້ອງທາງດ້ານເຕັກນິກ ແລະ ຜູ້ຮັບເໝາສາມາດເຮັດວຽກກັບວັດຖຸທີ່ເຂົາຮູ້ຈັກແລະຈັດການໄດ້ຢ່າງສະເໝືອນເຄີຍໃນທຸກໆວັນ. ສ່ວນທີ່ເປັນສ່ວນເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງທິດສະດີກັບການປະຕິບັດນີ້ຊ່ວຍປະຢັດເງິນໂດຍບໍ່ທຳລາຍມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພທັງໝົດ.

ພາກ FAQ

ຂໍ້ເສຍທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດຂອງການອອກແບບໂຄງສ້າງເຫຼັກແບບດັ້ງເດີມແມ່ນຫຍັງ?

ວິທີການທົ່ວໄປນຳໄປສູ່ການໃຊ້ວັດຖຸເກີນຄວາມຈຳເປັນ ເນື່ອງຈາກການໃຊ້ສ່ວນທີ່ມີຮູບຮ່າງເທົ່າທຽວກັນ ແລະ ມີຄວາມປອດໄພເກີນຄວາມຈຳເປັນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການໃຊ້ເຫຼັກເກີນຄວາມຈຳເປັນ.

ວິທີການທີ່ອີງໃສ່ຄວາມເຄັ່ນຕຶງ (stress-driven) ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກໄດ້ແນວໃດ?

ດ້ວຍການຈັບຄູ່ສ່ວນທີ່ເປັນໂຄງສ້າງກັບຄວາມຕ້ອງການແຮງທີ່ແທ້ຈິງ ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ວັດຖຸດິບເກີນຄວາມຈຳເປັນ ຫຼຸດຕົ້ນທຶນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ.

ເປັນຫຍັງຈຶ່ງໃຊ້ອັລກົຣິດີມທາງພັນທຸກຳໃນການເພີ່ມປະສິດທິພາບເຫຼັກ?

ອັລກົຣິດີມທາງພັນທຸກຳຊ່ວຍໃນການຈັດການຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງສ່ວນເຫຼັກທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດ ແລະ ສ່ວນເຫຼັກທີ່ມີຢູ່ຈິງ ໂດຍການປະເມີນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງວິທີແກ້ໄຂຕ່າງໆ ໂດຍຄຳນຶງເຖິງຂໍ້ຈຳກັດໃນໂລກຈິງ.