ການພັດທະນາ ແລະ ການປະດິດສ້າງໃໝ່ໃນການອອກແບບໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ບັນດາເຫດການທີ່ສຳຄັນໃນປະຫວັດສາດຂອງການພັດທະນາໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ເລື່ອງຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ແທ້ຈິງເລີ່ມຕົ້ນມາແຕ່ເວລາທີ່ປະຊາຊົນເລີ່ມນຳໃຊ້ເຫຼັກໃນການສ້າງອາຄານ ເຊັ່ນ: ສະຖິດຕິເຫຼັກທີ່ນ່າອັດສະຈັນຢູ່ເດລີ້ ຈາກປະມານປີ ຄ.ສ. 400 ທີ່ຍັງຄົງຢືນຢູ່ໃນມື້ນີ້. ແຕ່ນີ້ແມ່ນບັນຫາກ່ຽວກັບເຫຼັກ: ມັນມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະແ cracks ແລະ ກິນຊີ້ນໄດ້ງ່າຍ ແລະ ມີເວລາດົນນານ, ດັ່ງນັ້ນບໍ່ມີໃຜສາມາດສ້າງສິ່ງຕ່າງໆໄດ້ຫຼາຍດ້ວຍມັນໃນຂະໜາດໃຫຍ່ ຈົນເຖິງເວລາທີ່ບຸກຄົນທີ່ເປັນຜູ້ທີ່ເຂົ້າໃຈດີໃນການປຸງແຕ່ງເຫຼັກໄດ້ເຮັດການປັບປຸງທີ່ສຳຄັນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ ມີບຸກຄົນໜຶ່ງຊື່ວ່າ ເບສເຊີເມີ (Bessemer) ໃນປີ 1856 ທີ່ໄດ້ຄົ້ນພົບວິທີການຜະລິດເຫຼັກໄດ້ໄວຂຶ້ນ ແລະ ຖືກກວ່າ. ພ້ອມກັນນັ້ນ ຜູ້ສ້າງຈຶ່ງໄດ້ເຂົ້າເຖິງວັດຖຸທີ່ທັງແຂງແຮງ ແລະ ມີຄວາມຍືດຫຼຸ່ນພໍສຳລັບໂຄງການກໍ່ສ້າງທຸກຮູບແບບ ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ເງິນຫຼາຍ. ການປ່ຽນແປງນີ້ບໍ່ໄດ້ເກີດຂຶ້ນທັນທີທັນໃດ ແຕ່ຕ້ອງໃຊ້ເວລາໃນການທີ່ທຸກຄົນຈະເຂົ້າໃຈວ່າ ສິ່ງທີ່ເປັນໄປໄດ້ດ້ວຍເຕັກນິກໃໝ່ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຫຍັງ.

• ອາຄານເຫຼັກທີ່ຖືກຫຼໍ່ເປັນອັນດັບທຳອິດ (ຟີລາເດລເຟຍ, ປີ 1820) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການນຳໃຊ້ໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ເກີນເທົ່າທີ່ໃຊ້ໃນສະພານ
• ສະພານເຫຼັກທີ່ເປັນຜູ້ບຸກເບີກ (ເວີນ, ປີ 1828) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກທີ່ດີເລີດ
• ການຜະລິດເຫຼັກຂອງອາເມລິກາເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຮຸນແຮງ ຈາກ 380,000 ຕັນ (ຄ.ສ. 1875) ເຖິງ 60 ລ້ານຕັນ (ຄ.ສ. 1920)

ຄວາມກ້າວໜ້າຂອງເຫຼັກໄດ້ເຮັດໃຫ້ສາມາດສ້າງສິ່ງກໍ່ສ້າງທີ່ເປັນສັນຍາລັກໄດ້ ເຊັ່ນ: ອາຄານ Woolworth ຂອງນະຄອນນິວຢອກ ທີ່ມີຄວາມສູງ 60 ຊັ້ນ ແລະ ສ້າງເสรັດໃນປີ 1913, ຕາມດ້ວຍອາຄານ Chrysler ໃນປີ 1928. ອາຄານເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ທຸກຄົນເຫັນວ່າເຫຼັກບໍ່ໄດ້ເປັນພຽງແຕ່ເປັນເຄື່ອງມືທີ່ເປັນເຫຼັກເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ເປັນສິ່ງທີ່ສາມາດປ່ຽນຮູບຮ່າງຂອງເມືອງຈາກເທິງລົງມາໄດ້ຢ່າງແທ້ຈິງ. ເມື່ອຜູ້ກໍ່ສ້າງຫັນມາໃຊ້ເຫຼັກທີ່ແຂງແຮງກວ່າເຫຼັກທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກດາວ (iron) ພວກເຂົາໄດ້ເປີດໂອກາດໃໝ່ທັງໝົດໃຫ້ແກ່ນັກອອກແບບອາຄານ. ບໍ່ມີອີກຕໍ່ໄປທີ່ຈະມີຂໍ້ຈຳກັດທີ່ເຂັ້ມງວດເທິງຄວາມຍາວຂອງຄານ (beams) ທີ່ສາມາດຂ້າມໄປເທິງພື້ນທີ່ຕ່າງໆ, ຄວາມສູງຂອງຫ້ອງທີ່ສາມາດເຂົ້າໄປໃນທ້ອງຟ້າ, ຫຼື ປະສິດທິພາບໃນການກໍ່ສ້າງອາຄານ. ວັນນີ້ ລະບົບເຮືອນທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກແມ່ນເປັນທາຍາດທີ່ເກີດຈາກການທົດລອງເຫຼົ່ານີ້ ໂດຍປະສົມປະສານຄວາມແຂງແຮງທີ່ໄດ້ຮັບການຢືນຢັນແລ້ວເຂົ້າກັບເຕັກນິກການອອກແບບທີ່ທັນສະໄໝໃນປັດຈຸບັນ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕຶກສູງເປັນທັງປອດໄພ ແລະ ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການໃຊ້ງານປະຈຳວັນ.

ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີທີ່ສຳຄັນໃນການອອກແບບໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ທັນສະໄໝບັນລຸຜົນສຳເລັດທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນຜ່ານການພັດທະນາຮ່ວມກັນດ້ານວິທະຍາສາດວັດຖຸແລະວິສະວະກຳດິຈິຕອນ—ຊຶ່ງເຮັດໃຫ້ການກໍ່ສ້າງມີຄວາມໝັ້ນຄົງ, ມີປະສິດທິພາບ, ແລະ ມີຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານສະຖາປັດຕະຍະກຳຫຼາຍຂຶ້ນ.

ວັດຖຸທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ: TMCP, ເຫຼັກທີ່ຕ້ານການແຕກຫຼຸດ, ແລະ ການຜະລິດເຫຼັກທີ່ຍືນຍົງ

ເຫຼັກ TMCP ໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງທີ່ດີເລີດເມື່ອປຽບທຽບກັບນ້ຳໜັກຂອງມັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສະຖາປັດຕະຍະກຳມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ເຫດການແຜ່ນດິນໄຫວໄດ້ດີຂຶ້ນ ແລະ ໃຊ້ວັດຖຸໜ້ອຍລົງປະມານ 22% ເມື່ອທຽບກັບເຫຼັກທົ່ວໄປ. ປະເພດເຫຼັກທີ່ຕ້ານສະພາບອາກາດຈະສ້າງຊັ້ນຂອງສາຍເຫຼັກທີ່ປ້ອງກັນຕົວເອງໃນເວລາຕໍ່ມາ, ເຊິ່ງຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຳເປັນໃນການທາສີ ແລະ ບັນດາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານການບໍາຮັກສາລົງປະມານ 35% ໃນຊ່ວງອາຍຸການຂອງສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ຖືກສຳຜັດກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ. ວິທີການຜະລິດທີ່ເປັນມິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມກໍໄດ້ມີຄວາມກ້າວໜ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຊັ່ນກັນ. ບາງເຫຼັກສະເລັກປະກອບໃນປັດຈຸບັນມີວັດຖຸທີ່ຖືກນຳມາຮີໄຊເຄີນຫຼາຍກວ່າ 90%, ແລະ ໂຮງງານຜະລິດຫຼາຍແຫ່ງໃຊ້ເตาປະສົມແບບເຄື່ອງໄຟຟ້າ (electric arc furnaces) ທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ສາມາດຕ່ອງຕາມໄດ້. ການປ່ຽນແປງນີ້ໄດ້ຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານການປ່ອຍກາຊີຄາບອນຈາກຂະບວນການຜະລິດເຫຼັກພື້ນຖານລົງເຖິງເຖິງເຄິ່ງໜຶ່ງນັບຕັ້ງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນສະຕະວັດນີ້ ໂດຍອີງຕາມການລາຍງານຂອງສະຫະພັນເຫຼັກໂລກ (World Steel Association).

ເຄື່ອງມືວິສະວະກຳດິຈິຕອລ: ການບູລະນາການ BIM, CAD ພາລາເມີຕຣິກ, ແລະ ການຜະລິດອັດຕະໂນມັດ

ການຈຳລອງຂໍ້ມູນສຳເນົາອາຄານ (Building Information Modeling) ຫຼື BIM ເຊິ່ງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກທົ່ວໄປ, ສະຫຼາດໃຫ້ທີມງານຕ່າງໆເຮັດວຽກຮ່ວມກັນໃນເວລາຈິງ ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນບັນຫາການຂັດແຍ້ງດ້ານການອອກແບບ (design clashes) ໃນການປະສານງານອົງປະກອບເຫຼັກໂຄງສ້າງລົງໄປປະມານ 40%. ລະບົບ CAD ທີ່ມີຄຸນສົມບັດພາລາເມຕຣິກ (parametric CAD) ກໍເຮັດວຽກໄດ້ດີຢ່າງຍິ່ງໃນສ່ວນນີ້ ໂດຍສາມາດສ້າງຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນຕ່າງໆອັດຕະໂນມັດ ເຊິ່ງຈຳເປັນສຳລັບລະບົບການດຶງ (tension structures) ແລະ ລະບົບເຊື່ອມຕໍ່ແບບເສັ້ນທາງເຊີງມຸມ (diagrid systems). ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ນັກອອກແບບຈະໃຊ້ເວລານ້ອຍລົງຫຼາຍອາທິດໃນການປັບປຸງແລະທົດສອບຊ້ຳໆກັນ. ໃນຮ້ານຜະລິດ, ມືເຮືອບັດ (robotic arms) ຈະຈັດການການຕັດດ້ວຍພລາສມາ (plasma cutting) ແລະ ການເຊື່ອມ (welding) ດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງປະມານ 0.5 ມີລີແມັດ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ເຄື່ອງຈັກ CNC ອັດຕະໂນມັດກໍສາມາດຜະລິດຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສັບສົນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ໄວຂຶ້ນປະມານ 8 ເທົ່າ ເມື່ອທຽບກັບການເຮັດດ້ວຍມື. ເມື່ອທຸກໆຢ່າງເຮັດວຽກຮ່ວມກັນໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ຂະບວນການລວມທັງໝົດນີ້ຈະຮັກສາຄວາມຜິດພາດໃນການຜະລິດໃຫ້ຕ່ຳກວ່າ 1/16 ນິ້ວ (≈1.5875 ມີລີແມັດ) ໃນສ່ວນຫຼາຍ, ສະນັ້ນຈຶ່ງມີຄວາມຈຳເປັນທີ່ຈະຕ້ອງປັບປຸງຂໍ້ຜິດພາດຫຼັງຈາກເລີ່ມການກໍ່ສ້າງທີ່ສະຖານທີ່ນ້ອຍລົງຫຼາຍ.

ຄວາມສາມາດດ້ານການອອກແບບທີ່ເກີດຂື້ນຈາກລະບົບໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ທັນສະໄໝ

ພື້ນທີ່ພາຍໃນທີ່ບໍ່ມີເສົາກາງ, ການຂະຫຍາຍຂະໜາດແບບປັບຕົວໄດ້ຕາມແບບມອດູລ, ແລະ ການບູລະນາການວັດສະດຸປະກອບຫຼາຍຊະນິດ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກໃນປັດຈຸບັນໃຫ້ບໍລິການທີ່ເຫຼືອເຊື່ອໄດ້ຫຼາຍເມື່ອເວົ້າເຖິງການວາງແຜນພື້ນທີ່. ມັນສາມາດສ້າງເຂດເປີດກວ້າງໃຫຍ່ໂດຍບໍ່ມີເສົາຮັບນ້ຳໜັກທີ່ເປັນອຸປະສັກເຫຼົ່ານີ້ຂັດຂວາງ. ເຂດເຫຼົ່ານີ້ມັກມີຄວາມກວ້າງຫຼາຍກວ່າ 100 ແມັດເຕີ, ເຮັດໃຫ້ເຫມາະສົມຢ່າງຍິ່ງສຳລັບສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ສະຖານທີ່ເກັບເຮືອບິນ, ອາຄານສາງໃຫຍ່, ແລະ ຮ້ານຄ້າທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ຫຼາຍທີ່ພວກເຮົາເຫັນໄດ້ທົ່ວໄປໃນປັດຈຸບັນ. ລັກສະນະແບບປະກອບຂອງການອອກແບບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ທຸລະກິດສາມາດຂະຫຍາຍຕົວໄດ້ຢ່າງໄວວາ ຫຼື ເปลີ່ຍແປງຮູບແບບພາຍໃນຕາມຄວາມຕ້ອງການ. ສ່ວນປະກອບທີ່ຜະລິດໄວ້ລ່ວງໆ (prefab) ຊ່ວຍຫຼຸດເວລາການກໍ່ສ້າງລົງຢ່າງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບວິທີການກໍ່ສ້າງແບບດັ້ງເດີມ—ບາງຄັ້ງຫຼຸດລົງໄດ້ເຖິງເຄິ່ງໜຶ່ງ ຫຼື ຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ແຕ່ສິ່ງທີ່ນ่าສົນໃຈທີ່ສຸດແມ່ນວິທີທີ່ວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນເຮັດວຽກຮ່ວມກັນໃນການກໍ່ສ້າງທີ່ທັນສະໄໝ. ເຫຼັກຖືກນຳມາປະສົມກັບວັດສະດຸອື່ນໆ ເຊັ່ນ: ໄມ້ທີ່ປະສົມແບບຂ້າມ (cross laminated timber) ຫຼື ເຖິງແຕ່ພາສຕິກທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍກາບອນ (carbon fiber reinforced plastics). ການປະສົມນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເຮັດໃຫ້ອາຄານມີຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນການຕ້ານກັບເຫດໄຟ່ດິນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຊ່ວຍຫຼຸດການປ່ອຍກາຊີນຄາບອນໃນຂະບວນການກໍ່ສ້າງລົງໄດ້ປະມານ 30 ເຖິງ 40 ເປີເຊັນ ຕາມການສຶກສາລ່າສຸດຈາກສະຖາບັນເຫຼັກຂອງອາເມລິກາ (American Institute of Steel Construction) ໃນບົດລາຍງານປີ 2024 ຂອງພວກເຂົາ. ການຈຳລອງຂໍ້ມູນການກໍ່ສ້າງ (Building Information Modeling) ກໍມີບົດບາດສຳຄັນຢູ່ທີ່ນີ້ເຊັ່ນກັນ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນສາມາດຈຳລອງທຸກສິ່ງທີ່ເກີດຂື້ນ ເລີ່ມຈາກການແຈກຢາຍນ້ຳໜັກທົ່ວທັງໂຄງສ້າງ ເຖິງການເຄື່ອນທີ່ຂອງຄວາມຮ້ອນຜ່ານວັດສະດຸຕ່າງໆ ກ່ອນທີ່ຈະເລີ່ມກໍ່ສ້າງໃດໆ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ສິ່ງທີ່ເປັນການພັດທະນາຄັ້ງໃຫຍ່ທຳອິດໃນການຜະລິດເຫຼັກແມ່ນຫຍັງ?

ການພັດທະນາຄັ້ງທຳອິດແມ່ນຂະບວນການເບີສເມີ (Bessemer) ໃນປີ 1856 ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການຜະລິດເຫຼັກໄວຂຶ້ນ ແລະ ຖືກກວ່າ.

ເຫຼັກ TMCP ມີຂໍ້ດີຕໍ່ການກໍ່ສ້າງແນວໃດ?

ເຫຼັກ TMCP ມີຄວາມແຂງແຮງທີ່ດີເລີດເມື່ອທຽບກັບນ້ຳໜັກຂອງມັນ ເຮັດໃຫ້ອາຄານມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ເຫດເກີດแผ่นດິນໄຫວໄດ້ດີຂຶ້ນ ແລະ ຫຼຸດການໃຊ້ວັດຖຸລົງໄປ 22%.

ການນຳໃຊ້ BIM ໃນການກໍ່ສ້າງດ້ວຍເຫຼັກມີຂໍ້ດີແນວໃດ?

BIM ອະນຸຍາດໃຫ້ທີມງານເຮັດວຽກຮ່ວມກັນໃນເວລາຈິງ ເຮັດໃຫ້ຈຳນວນຄວາມຂັດແຍ້ງໃນການອອກແບບຫຼຸດລົງ 40% ແລະ ຮັບປະກັນການປະສານງານທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ມີຄວາມຖືກຕ້ອງຫຼາຍຂຶ້ນໃນການຈັດຕັ້ງສ່ວນປະກອບທາງໂຄງສ້າງ.