เอกสารประกอบการสอนวิชาการออกแบบโครงสร้างไม้และเหล็ก

ตารางที่ 5.3 ขนาดมาตรฐานของตะปูเกลียว (นิ้ว)

ทม่ี า (วนิ ิต ช่อวเิ ชียร, 2542, หนา้ 138)
ตารางที่ 5.4 ความยาวส่วนกา้ นของตะปูเกลียว (นิ้ว)

ทมี่ า (วนิ ิต ช่อวเิ ชียร, 2542, หนา้ 139)
5.4.1 กาลงั ต้านทานแรงของตะปูเกลยี ว
ความตา้ นทานของตะปูเกลียวมีท้งั กาลงั ตา้ นทานตอ่ แรงถอนและกาลงั ตา้ นทานต่อ

แรงเฉือนทางดา้ นขา้ ง ซ่ึงมีค่าข้ึนอยูก่ บั ปัจจยั ต่างๆเช่นเดียวกบั ตะปูหรือตะปูควงดงั ที่ได้

กล่าวแลว้ ขา้ งตน้ สูตรสาหรับการหากาลงั ตา้ นทานแรงที่ปลอดภยั ของตะปูเกลียวหรือสลกั
เกลียวปลายปล่อยมีดงั น้ี

1. กาลงั ตา้ นทานต่อแรงถอน

ในแนวต้งั ฉากเส้ียนไม้ P = 160G3/2D3/4 สมการท่ี 5.9

ในแนวขนานเส้ียนไม้ P = 0.75(160G3/2D3/4 ) สมการที่ 5.10

เม่ือ P = กาลงั ตา้ นทานแรงถอนที่ปลอดภยั ของตะปูเกลียวหรือ
สลกั เกลียวปลายปล่อย 1 ตวั (kg ต่อระยะท่ีตะปู
เกลียวหรือสลกั เกลียวปลายปล่อยฝังในเน้ือไม้ 1 cm
ระยะฝังคิดจากระยะฝังส่วนเกลียวไม่นบั รวมความยาว
ที่ปลายของส่วนเกลียวท่ีเรียวแหลม ; E)

G = ความถ่วงจาเพาะของไม้
D = ขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของตะปูเกลียวหรือสลกั เกลียว

ปลายปล่อย (cm)

2. กาลงั ตา้ นทานต่อแรงเฉือนดา้ นขา้ ง (ระนาบเดียว)

ในแนวขนานเส้ียนไม้ P = K3D2 สมการที่ 5.11

ในแนวต้งั ฉากเส้ียนไม้ P = FK3D2 สมการที่ 5.12

ในแนวต้งั ฉากท่ีปลายเส้ียน P = 2 FK 3D 2 สมการท่ี 5.13
3

เม่ือ P = กาลงั ตา้ นทานแรงเฉือนดา้ นขา้ งท่ีปลอดภยั ของ
K3 = ตะปูเกลียวหรือสลกั เกลียวปลายปล่อย 1 ตวั (kg)
คา่ คงท่ีข้ึนกบั ชนิดของไม้

= 186, 161, 144, 127 สาหรับไมท้ ่ีมีความถ่วงจาเพาะ
0.9, 0.8, 0.7, 0.6 ตามลาดบั

F = ตวั คูณส่วนลด ดูไดจ้ ากตารางที่ 5.5
D = ขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของตะปูเกลียวหรือสลกั เกลียว

ปลายปล่อย (cm)

ตารางที่ 5.5 ตวั คูณส่วนลด

ขนาดเส้นผา่ น 3 1 5 3 7 1 5 3 7 1

ศูนยก์ ลาง 16 4 16 8 16 2 8 4 8

ตะปูเกลียว (นิ้ว)

ส่วนลด 1.0 0.97 0.85 0.76 0.71 0.65 0.60 0.55 0.52 0.50

ทม่ี า (ณฐั วฒุ ิ อศั วสงคราม, วนั เฉลิม กรณ์เกษมและประกิจ เปรมธรรมกร, ม.ป.ป.,
หนา้ 5-23)

5.4.2 ข้อกาหนดทว่ั ไปในการใช้ตะปูเกลยี ว
1. ขนาดของรูเจาะนาเพ่อื ขนั ตะปูเกลียว
1.1 รูเจาะนาสาหรับส่วนก้านจะตอ้ งมีขนาดเท่ากบั ขนาดของ

กา้ น หรืออาจใหญก่ วา่ แตไ่ ม่เกิน 1/16 นิ้ว
1.2 รูเจาะสาหรับส่วนเกลียว
- สาหรับไมท้ ี่มีความถ่วงจาเพาะ 0.90 : อยรู่ ะหวา่ ง

ร้อยละ 65 ถึง 85 ของ Ø ส่วนกา้ น

- สาหรับไมท้ ่ีมีความถ่วงจาเพาะ 0.80 : อยรู่ ะหวา่ ง
ร้อยละ 60 ถึง 75 ของ Ø ส่วนกา้ น

- สาหรับไมท้ ่ีมีความถ่วงจาเพาะ 0.70 - 0.60 : อยู่
ระหวา่ งร้อยละ 40 ถึง 70 ของ Ø ส่วนกา้ น

2. ระยะฝังยดึ ของตะปูเกลียวในเน้ือไม้
2.1 สาหรับไมท้ ่ีมีความถ่วงจาเพาะ 0.90 :  7 Ø ส่วนกา้ น

2.2 สาหรับไมท้ ี่มีความถ่วงจาเพาะ 0.80 :  8 Ø ส่วนกา้ น

2.3 สาหรับไมท้ ี่มีความถ่วงจาเพาะ 0.70 – 0.60 :  10 Ø

ส่วนกา้ น

5.4.3 การจัดระยะของตะปเู กลยี ว
ระยะการจดั ตะปูเกลียวท่ีเหมาะสมมีดงั น้ี

1. ระยะห่างระหวา่ งศูนยก์ ลางของตะปูเกลียว  4 Ø ตะปูเกลียว
2. ระยะจากปลายไม้  7 Ø ตะปูเกลียว เม่ือรับแรงดึง
3. ระยะจากปลายไม้  4 Ø ตะปูเกลียว เม่ือรับแรงอดั
4. ระยะจากขอบไม้  1.5 Ø ตะปูเกลียว เมื่อรับแรงขนานเส้ียน
5. ระยะจากขอบไม้  4 Ø ตะปูเกลียว เมื่อรับแรงต้งั ฉากเส้ียน

ตัวอย่างท่ี 5.5 จงหาจานวนตะปูเกลียวเพ่ือใชย้ ดึ ระหวา่ งแผน่ ไมข้ นาด 26 กบั ไม้

ชิ้นส่วนหลกั (Main Member) ขนาด 66 ดงั ภาพดา้ นล่าง เพ่ือรับแรงถอน 650 kg
กาหนดความถ่วงจาเพาะของไมช้ ิ้นส่วนหลกั เทา่ กบั 0.80

650 kg ไม้ 26

ไม้ 66 (Main Member)

วธิ ที า

สาหรับไมท้ ี่มีความถ่วงจาเพาะ 0.80 ระยะฝังของตะปูเกลียว = 8 5  2.54
16
= 6.35 cm

ความยาวของตะปูเกลียวท่ีตอ้ งการ = 6.35 + (22.54) = 11.43 cm

ลองเลือกตะปูเกลียวขนาด Ø 5 (0.79 cm) ความยาว 5
16
ระยะส่วนเกลียว จากตารางที่ 5.4 = 5 - 2 = 32.54

= 7.62 cm > 6.35 cm ใชไ้ ด้

กาลงั ตา้ นทานแรงถอนของตะปูเกลียว :

P = 0.75(160G3/2D3/4 ) = 0.75(160 0.803/2 0.793/4 )

= 71.95 kg/ระยะฝัง 1 cm

กาลงั ตา้ นทานแรงถอนของตะปูเกลียว = 71.957.62 = 548.26 kg

ตอ้ งใชต้ ะปูเกลียว = 650/548.26 = 1.19 ตวั ใช้ = 2 ตวั

ดงั น้นั ใชต้ ะปูเกลียว Ø 5 จานวน 2 ตวั
16

5.5 สลกั เกลยี ว (Bolt)

สลกั เกลียวเป็ นอุปกรณ์ยึดไมท้ ี่นิยมใช้กนั มากสาหรับโครงสร้างไม้ เน่ืองจาก

สามารถรับกาลงั แรงเฉือนดา้ นขา้ งได้สูง และสะดวกต่อการประกอบและร้ือถอน แต่

อยา่ งไรก็ตามเราไม่ใชส้ ลกั เกลียวเพ่ือรับแรงถอน สลกั เกลียวที่ใช้มีท้งั ชนิดแบบหวั กลม

หวั ส่ีเหลี่ยมจตั ุรัส หรือหวั หกเหลี่ยม โดยใช้ร่วมกบั แหวนรองไมด้ งั แสดงในภาพท่ี 5.7

แลว้ ใชป้ ระแจทาการขนั น๊อตเพื่อยดึ ไมใ้ ห้แน่น ขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของสลกั เกลียวที่

ใชม้ ีต้งั แต่ขนาด 1 ไปจนถึง 112 ความยาวมีหลายขนาดเลือกใชต้ ามความเหมาะสม
4
ท้งั น้ีขอยกตวั อยา่ งขนาดทวั่ ไปของสลกั เกลียวแบบหวั หกเหล่ียมซ่ึงสามารถดูไดจ้ ากตาราง

ท่ี 5.6

(ก) สลกั เกลียวหวั กลม (ข) สลกั เกลียวหวั เหล่ียม

ภาพท่ี 5.7 ลกั ษณะของสลกั เกลียว
ทมี่ า (กวี หวงั นิเวศน์กุล, 2553, หนา้ 371) และ (ทนงศกั ด์ิ แสงวฒั นะชยั , 2539,

หนา้ 84)

ตารางท่ี 5.6 ขนาดของสลกั เกลียวแบบหวั หกเหล่ียม (Black Heagon Bolts)

เส้นผา่ นศูนยก์ ลาง ความยาวที่มีการผลิต (ไมร่ วมหวั ), ซม.
นิ้ว ซม.

1/4 0.64 2.5, 3.2, 3.8, 4.5, 5.1, 6.4, 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9,

15.2

5/16 0.79 2.5, 3.2, 3.8, 4.5, 5.1, 6.4, 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9,

15.2

3/8 0.95 2.5, 3.2, 3.8, 4.5, 5.1, 6.4, 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9,

15.2

7/16 1.11 2.5, 3.2, 3.8, 4.5, 5.1, 6.4, 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9,

15.2

1/2 1.27 5.1, 6.4, 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8,

19.1, 20.3, 21.6, 22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

5/8 1.59 5.1, 6.4, 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8,

19.1, 20.3, 21.6, 22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

3/4 1.91 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8, 19.1, 20.3,

21.6, 22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

7/8 2.22 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8, 19.1, 20.3,

21.6, 22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

1 2.54 7.6, 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8, 19.1, 20.3,

21.6, 22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

1 1/8 2.86 8.9, 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8, 19.1, 20.3, 21.6,

22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

1 1/4 3.18 10.2, 11.4, 12.7, 13.9, 15.2, 16.5, 17.8, 19.1, 20.3, 21.6,

22.9, 24.1, 25.4, 26.7, 27.9, 29.2, 30.5

1 1/2 3.81 15.2, 16.5, 17.8, 19.1, 20.3, 21.6, 22.9, 24.1, 25.4, 26.7,

27.9, 29.2, 30.5

ทม่ี า (กวี หวงั นิเวศนก์ ลุ , 2553, หนา้ 382)

5.5.1 กาลงั ต้านทานแรงของสลกั เกลยี ว
สลกั เกลียวมีกาลงั ตา้ นทานต่อแรงเฉือนทางด้านขา้ งเพียงอย่างเดียว และไม่มี
ความสามารถในการตา้ นทานต่อแรงยดึ ถอน กาลงั ตา้ นทานต่อแรงเฉือนทางดา้ นขา้ งของ
สลกั เกลียว ข้ึนอยูก่ บั ปัจจยั ต่างๆ เช่น แรงกดหรือแรงแบกทาน (Bearing) ระหวา่ งเน้ือ
ไมก้ บั สลกั เกลียว ระนาบที่รับแรงเฉือน ความยาวของแกนสลกั เกลียวที่อยู่ในชิ้นส่วน
หลกั (Main Member) ขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของสลกั เกลียว และชนิดของเน้ือไม้
เป็ นต้น รอยต่อของไม้ด้วยสลกั เกลียวอาจจะถูกออกแบบให้สลักเกลียวรับแรงเฉือน
ระนาบเดียว หรือรับแรงเฉือนสองระนาบ โดยมีแรงท่ีกระทาต่อสลกั เกลียวในทิศทางที่
ขนานเส้ียนเป็ น P (Load parallel to grain) และแรงที่กระทาต้งั ฉากกบั เส้ียนไมเ้ ป็ น Q
(Load perpendicular to grain) ดงั แสดงในภาพท่ี 5.8

ภาพท่ี 5.8 ทิศทางแรงและระนาบในการรับแรงเฉือนของสลกั เกลียว
ทมี่ า (กวี หวงั นิเวศนก์ ลุ , 2553, หนา้ 372)

มาตรฐานของวศิ วกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ ไดก้ าหนดค่ากาลงั ตา้ นทานแรง
เฉือนที่ปลอดภยั ของสลกั เกลียวโดยเป็ นแรงเฉือนแบบสองระนาบ โดยนาไมไ้ ปทดสอบ
ดงั แสดงในภาพที่ 5.9 ไดค้ ่ากาลงั ตา้ นทานแรงเฉือนโดยปลอดภยั ของสลกั เกลียวใน
แนวขนานกบั เส้ียนไม้ (P) และกาลงั ตา้ นทานแรงเฉือนโดยปลอดภยั ของสลกั เกลียวใน
แนวต้งั ฉากเส้ียนไม้ (Q) ดงั แสดงในตารางที่ 5.7

ภาพท่ี 5.9 การทดสอบกาลงั ตา้ นทานแรงปลอดภยั ของสลกั เกลียวตามมาตรฐาน ว.ส.ท.
ทม่ี า (ณฐั วฒุ ิ อศั วสงคราม, วนั เฉลิม กรณ์เกษมและประกิจ เปรมธรรมกร, ม.ป.ป.,

หนา้ 5-35)

ตารางท่ี 5.7 แรงเฉือนคูท่ ่ียอมใหข้ องสลกั เกลียว (kg) ตามมาตรฐานของ ว.ส.ท.

ตารางท่ี 5.7 แรงเฉือนคู่ที่ยอมใหข้ องสลกั เกลียว (kg) ตามมาตรฐานของ ว.ส.ท. (ตอ่ )

ทม่ี า (ณฐั วฒุ ิ อศั วสงคราม, วนั เฉลิม กรณ์เกษมและประกิจ เปรมธรรมกร, ม.ป.ป.,
หนา้ 5-36 - 5-37)

5.5.2 ข้อกาหนดทวั่ ไปในการใช้สลกั เกลยี ว

มาตรฐาน ว.ส.ท. ได้กาหนดค่ากาลงั ตา้ นทานแรงเฉือนสองระนาบของสลกั

เกลียวที่ยอมใหต้ ามตารางที่ 5.7 โดยมีขอ้ กาหนดการใชด้ งั น้ี (กวี หวงั นิเวศน์กุล, 2553,

373-374)

1. กาลังรับน้าหนักตามท่ีกาหนดใช้กับจุดต่อไม้ในสภาวะปกติแห้ง

หมายถึง อยใู่ นท่ีร่มและไม่เปี ยกช้ืน

2. ค่ากาลงั ท่ียอมให้ตามตารางที่ 5.7 เป็ นสลกั เกลียวรับแรงเฉือนสอง

ระนาบ ประกอบไปดว้ ยไมข้ า้ ง 2 ชิ้น และองคอ์ าคารเอก 1 ชิ้น ซ่ึงมีขอ้ กาหนดดงั น้ี

2.1 ความหนาของไม้ประกับข้างแต่ละชิ้น มีความหนาเป็ น

คร่ึงหน่ึงของความหนาไมอ้ งคอ์ าคารเอก

2.2 กรณีความหนาของไม้ประกับข้าง มีความหนามากกว่า

คร่ึงหน่ึงของความหนาไมอ้ งคอ์ าคารเอก ความยาวกา้ นของสลกั เกลียวใชเ้ ท่ากบั ความหนา

ขององคอ์ าคารเอก ส่วนคา่ กาลงั ท่ียอมให้ P และ Q ใชต้ ามท่ีกาหนดไวเ้ ดิม

2.3 กรณีความหนาของไม้ประกับข้าง มีความหนาน้อยกว่า

คร่ึงหน่ึงของความหนาไมอ้ งคอ์ าคารเอก ความยาวกา้ นของสลกั เกลียวให้ใชเ้ ท่ากบั สอง

เทา่ ของความหนาไมป้ ระกบั ขา้ งชิ้นท่ีบางที่สุด ส่วนคา่ กาลงั ที่ยอมให้ P และ Q ใชต้ ามท่ี

กาหนดไวเ้ ดิม

3. กรณีสลกั เกลียวรับแรงเฉือนระนาบเดียว ประกอบดว้ ยไมป้ ระกบั ขา้ ง

1 ชิ้น และองคอ์ าคารเอก 1 ชิ้น ความยาวกา้ นของสลกั เกลียวใชเ้ ท่ากบั สองเท่าของความ
P Q
หนาไมช้ ิ้นที่บางกวา่ ส่วนค่าท่ียอมให้ลดลงคร่ึงหน่ึงและใช้เป็ น 2 และ 2 แต่ถา้ ใช้

แผน่ เหลก็ ประกบั ความยาวกา้ นของสลกั เกลียวใชเ้ ท่ากบั สองเทา่ ของความหนาไมช้ ิ้นที่รับ
P Q
กาลงั ส่วนค่ากาลงั ที่ยอมใหใ้ ชเ้ ป็น 2 และ 2

4. กรณีสลกั เกลียวรับแรงเฉือนต้งั แต่สามระนาบ และไมแ้ ต่ละชิ้นหนา

เทา่ กนั คา่ กาลงั ท่ียอมใหค้ ูณดว้ ย 0.5 เท่าของจานวนระนาบแรงเฉือน เช่น ไม้ 4 ชิ้น มี
3P 3Q
3 ระนาบแรงเฉือน ใชเ้ ป็น 2 และ 2 เป็ นตน้

5. ถา้ ไมม้ ีสภาพเปี ยกช้ืนตลอดเวลา ให้ลดค่า P ลงเหลือ 0.67P ถา้ ไม้

ยดึ ตรึงกลางแจง้ ตลอดเวลา ใหล้ ดคา่ P ลงเหลือ 0.75P

6. กรณีใช้แผ่นเหล็กประกบั ขา้ ง เมื่อรับน้าหนกั ในแนวขนานเส้ียนให้

เพ่ิมค่า P ไดอ้ ีก 25% แต่ถา้ แผน่ เหล็กประกบั ขา้ งรับน้าหนกั กระทาในแนวต้งั ฉากเส้ียน

ใหใ้ ชค้ า่ รับน้าหนกั คงเดิม
L
7. ค่า D ของสลกั เกลียวเป็ นอตั ราส่วนของความยาว (L) ของแกน

สลักเกลียวเฉพาะความยาวของส่วนที่อยู่ในองค์อาคารเอกกบั เส้นผ่านศูนย์กลางของ

สลกั เกลียว (D)

8. หนา้ ตดั วิกฤติเป็ นหน้าตดั ขององค์อาคารที่ต้งั ฉากกบั ทิศของน้าหนกั

กระทา ซ่ึงเป็ นหน้าตดั ที่เกิดหน่วยแรงสูงสุดในองค์อาคารน้นั โดยใช้พ้ืนท่ีหน้าตดั จริง

หลงั จากไดห้ กั พ้ืนท่ีรูเจาะของสลกั เกลียวออกแลว้

9. พ้ืนท่ีหน้าตดั จริงท่ีรับแรงดึงในแนวขนานเส้ียนสาหรับไมเ้ น้ืออ่อน

หนา้ ตดั วิกฤติตอ้ งมีพ้ืนที่อยา่ งน้อยร้อยละ 80 ของพ้ืนท่ีท้งั หมดท่ีรับแรงแบกทานของ

สลกั เกลียวทุกตวั ท่ีจุดตอ่ สาหรับไมเ้ น้ือแขง็ อบแหง้ ตอ้ งมีพ้นื ท่ีหนา้ ตดั วิกฤติร้อยละ 100

ของพ้ืนท่ีท้งั หมดท่ีรับแรงแบกทานของสลกั เกลียวทุกตวั ที่จุดตอ่

10. รูเจาะเพ่ือใส่สลักเกลียว ต้องใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของ

สลกั เกลียวต้งั แต่ 0.80 mm ถึง 1.60 mm

11. กรณีน้าหนกั ทามุมกบั แนวเส้ียนไมด้ งั แสดงในภาพที่ 5.10 ใหแ้ ทน

ค่าสูตรการรับน้าหนกั ของสลกั เกลียวดว้ ยสูตรของ “ฮนั กินสัน” (Hankinson) ดงั น้ี

N= P.Q สมการที่ 5.14
P.sin 2 θ  Q.cos2 θ

เมื่อ N = กาลงั รับน้าหนกั ท่ียอมใหส้ าหรับสลกั เกลียว
แต่ละตวั ในแนวทามุม θ กบั แนวเส้ียน

P = กาลงั รับน้าหนกั ที่ยอมใหส้ าหรับสลกั เกลียว
แต่ละตวั รับแรงอดั ขนานกบั แนวเส้ียน

Q = กาลงั รับน้าหนกั ท่ียอมใหส้ าหรับสลกั เกลียว
แต่ละตวั รับแรงอดั ต้งั ฉากกบั แนวเส้ียน

θ = มุมระหวา่ งแนวแรงกระทากบั แนวเส้ียน

ภาพที่ 5.10 ความตา้ นทานของแรงในแนวเฉียง
ทม่ี า (มนสั อนุศิริ, 2542, หนา้ 76)

5.5.3 การจัดระยะของสลกั เกลยี ว
เพอื่ ใหส้ ลกั เกลียวมีกาลงั ตา้ นทานแรงเฉล่ียเท่าๆกนั จะตอ้ งจดั ระยะหรือตาแหน่ง
ของสลกั เกลียวใหเ้ หมาะสมดงั แสดงในภาพที่ 5.11 และภาพท่ี 5.12 เมื่อกาหนดให้ D
เป็นขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของสลกั เกลียว และ L เป็ นความยาวของสลกั เกลียวที่อยใู่ น
องคอ์ าคารเอก

1. เม่ือสลกั เกลียวรับแรงขนานเส้ียน
1.1 ระยะระหวา่ งศูนยก์ ลางของสลกั เกลียว  4D
1.2 ระยะจากปลายไม้
-  7D สาหรับไมเ้ น้ือออ่ นท่ีรับแรงดึง
-  5D สาหรับไมเ้ น้ือแขง็ ที่รับแรงดึง
-  4D เมื่อรับแรงอดั
1.3 ระยะระหว่างแถวท่ีต้งั ฉากกับแนวแรง ต้องพิจารณาจาก

เน้ือท่ีหนา้ ตดั สุทธิของส่วนโครงสร้างท่ีรับแรงดึง กล่าวคือ เน้ือที่หนา้ ตดั สุทธิสาหรับไม้
เน้ืออ่อนตอ้ งไม่นอ้ ยกวา่ 80 % ของเน้ือที่ท้งั หมดท่ีรับแรงกดของสลกั เกลียว และเน้ือที่
หนา้ ตดั สุทธิสาหรับไมเ้ น้ือแขง็ ตอ้ งไม่นอ้ ยกวา่ 100 % ของเน้ือท่ีท้งั หมดท่ีรับแรงกดของ
สลกั เกลียว

1.4 ระยะจากขอบไม้
-  1.50D เม่ืออตั ราส่วน L/D  6
- ใช้ค่ามากระหว่าง 1.50D หรือคร่ึงหน่ึงของระยะ

ระหวา่ งแถว เม่ืออตั ราส่วน L/D > 6

ภาพที่ 5.11 ระยะของสลกั เกลียวเม่ือรับแรงขนานเส้ียน
ทมี่ า (วนิ ิต ช่อวเิ ชียร, 2542, หนา้ 156)

2. เม่ือสลกั เกลียวรับแรงต้งั ฉากเส้ียน
2.1 ระยะระหวา่ งศูนยก์ ลางของสลกั เกลียว  4D
2.2 ระยะจากปลายไม้  4D
2.3 ระยะระหวา่ งแถว
-  2.50D เม่ืออตั ราส่วน L/D  2
-  5D เมื่ออตั ราส่วน L/D  6
- ถา้ 2 < L/D < 6 ใหเ้ ทียบสัดส่วนระหวา่ ง 2.50D กบั

5D
2.4 ระยะจากขอบไม้
-  1.50D สาหรับดา้ นไมร่ ับแรง
-  4D สาหรับดา้ นที่รับแรง

ภาพท่ี 5.12 ระยะของสลกั เกลียวเม่ือรับแรงต้งั ฉากเส้ียน
ทม่ี า (วนิ ิต ช่อวเิ ชียร, 2542, หนา้ 156)

5.5.4 ความหนาของแผ่นประกบั เหลก็
แผ่นเหล็กที่ใช้เพ่ือประกับขอ้ ต่อสลกั เกลียว สามารถคานวณหาความหนาที่
ตอ้ งการไดจ้ ากสูตรดงั น้ี

t = P สมการที่ 5.15
n.Fs (b   dh )

เม่ือ t = ความหนาของแผน่ เหล็กประกบั (cm)
P = แรงสูงสุดในขอ้ ต่อ (kg)
n = จานวนแผน่ เหลก็ ประกบั ขา้ ง
Fs = หน่วยแรงใชง้ านท่ียอมใหข้ องแผน่ เหลก็
= 0.60Fy (kg/cm2) โดยที่ Fy คือ หน่วยแรง
ท่ีจุดคลากของเหลก็
b= ความกวา้ งของแผน่ เหล็กประกบั (cm)
dh = ผลรวมของขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางของรูเจาะ
(เส้นผา่ นศูนยก์ ลางใหค้ ิดบวกเผอื่ ความเสียหายเนื่อง
จากการเจาะรู) (cm)

ตัวอย่างที่ 5.6 ถา้ ตอ้ งการต่อไมเ้ น้ือแข็งปานกลางขนาด 26 โดยวิธีต่อชนและ

อาศยั แผน่ เหลก็ ประกบั ขา้ งท้งั สองดา้ น เพื่อรับแรงดึง 2,000 kg จงออกแบบรอยต่อน้ีโดย

ใช้สลกั เกลียวขนาดเส้นผา่ ศูนยก์ ลาง 5 กาหนดให้ไมถ้ ูกใชง้ านในสภาวะกลางแจง้
8
ตลอดเวลา

ไม้ 26 ไม้ 26

2,000 kg 2,000 kg

แผน่ เหล็กประกบั ท้งั สองดา้ น

วธิ ีทา

สลกั เกลียวรับแรงเฉือน 2 ระนาบ

ความหนาของไมค้ ือ 2 ดงั น้นั ความยาว L = 2

สลกั เกลียวขนาด Ø 5 จากตารางท่ี 5.7 จะได้ :
8
ความตา้ นทานแรงปลอดภยั ในแนวขนานเส้ียน = P = 590 kg/ตวั

เน่ืองจากมีเหล็กประกบั ดงั น้นั คา่ แรงตา้ นทานเพิ่มข้ึนอีก 25% = 1.25590

= 737.50 kg/ตวั

ไมถ้ ูกใชก้ ลางแจง้ ตลอดเวลา ตอ้ งลดค่าลงเหลือ = 0.75737.50

= 553.13 kg/ตวั

จานวนสลกั เกลียวท่ีตอ้ งการ = 2,000/553.13 = 3.62 ตวั ใช้ 4 ตวั

จดั ตาแหน่งของสลกั เกลียว ใช้ 2 แถวๆละ 2 ตวั จะได้ :

ระยะขอบอยา่ งนอ้ ย = 1.5D = 2.34 cm ใช้ 2.5 cm

ระยะศูนยก์ ลางแถวเดียวกนั อยา่ งนอ้ ย = 4D = 6.25 cm ใช้ 8 cm

ระยะจากปลายไมอ้ ยา่ งนอ้ ย = 5D = 7.81 cm ใช้ 10 cm

ดงั น้นั ใชส้ ลกั เกลียว Ø 5 จานวน 4 ตวั จดั ตาแหน่งสลกั เกลียวดงั ภาพ
8

ไม้ 26 ไม้ 26 2.5 cm

10 8 10 10 8 10 cm 10 cm
2.5 cm

ตัวอย่างที่ 5.7 จงออกแบบรอยต่อระหวา่ งด้งั ไมก้ บั ขื่อไมด้ ว้ ยสลกั เกลียว เม่ือด้งั ไมร้ ับ

แรงอดั เทา่ กบั 750 kg กาหนดใชไ้ มเ้ น้ือแขง็ และถูกใชง้ านในสภาวะปกติ

750 kg 750 kg

ไม้ 112  6 112 6
ไม้

ไม้ 26 (Main Member) ไม้ 26
รูปด้าน รูปต้ัง

วธิ ีทา

สลกั เกลียวรับแรงเฉือน 1 ระนาบ

ความหนาของไมท้ ่ีนอ้ ยท่ีสุดคือ 112 ดงั น้นั ความยาว L = 21.5 = 3
1
เลือกใชส้ ลกั เกลียวขนาด Ø 2 จากตารางท่ี 5.7 จะได้ :

ความตา้ นทานแรงปลอดภยั ในแนวต้งั ฉากเส้ียน = Q/2 = 398/2 = 199 kg/ตวั

จานวนสลกั เกลียวท่ีตอ้ งการ = 750/199 = 3.77 ตวั ใช้ 4 ตวั

จดั ตาแหน่งสลกั เกลียว ใช้ 2 แถวๆละ 2 ตวั จะได้ :

ระยะขอบไมอ้ ยา่ งนอ้ ย = 1.5D = 1.875 cm ใช้ 5 cm

ระยะศูนยก์ ลางแถวเดียวกนั อยา่ งนอ้ ย = 4D = 5 cm ใช้ 5 cm

ระยะจากปลายไมอ้ ยา่ งนอ้ ย = 4D = 5 cm ใช้ 5 cm

ระยะระหวา่ งแถวอยา่ งนอ้ ย = 5D = 6.25 ใช้ 10 cm

ดงั น้นั ใชส้ ลกั เกลียว Ø 1 จานวน 4 ตวั จดั ตาแหน่งสลกั เกลียวดงั ภาพ
2

ไม้ 112 6

5 cm
5 cm
5 cm

2.5 10 2.5 cm

ไม้ 26

ตัวอย่างท่ี 5.8 จงออกแบบรอยต่อของไมท้ แยงขนาด 26 ที่เอียงทามุม กบั ไม้

จนั ทนั ขนาด 2  28 ดว้ ยสลกั เกลียว เมื่อไมท้ แยงรับแรงดึงเท่ากบั 1,500 kg
กาหนดไมท้ ่ีใชเ้ ป็นไมเ้ น้ือแขง็

ไม้ 2  2 8 (Main Member) ไม้ 28

60 ไม้ 26

ไม้ 26

รูปด้าน 1,500 kg รูปต้งั

วธิ ที า

สลกั เกลียวรับแรงเฉือน 2 ระนาบ

เน่ืองจากไมจ้ นั ทนั ท่ีประกบั มีความหนามากกวา่ คร่ึงหน่ึงของไมท้ แยง

ดงั น้นั ความยาว L = 2

เลือกใชส้ ลกั เกลียวขนาด Ø 3 จากตารางที่ 5.7 จะได้ :
4
ความตา้ นทานแรงปลอดภยั ในแนวขนานเส้ียน P = 854 kg/ตวั

ความตา้ นทานแรงปลอดภยั ในแนวต้งั ฉากเส้ียน Q = 330 kg/ตวั

เนื่องจากสลกั เกลียวตอ้ งรับแรงท่ีทามุม 60 กบั แนวเส้ียนของไมจ้ นั ทนั

ดงั น้นั ความตา้ นทานแรงปลอดภยั :
854 330
N= 854 = 389.79 kg/ตวั
3/ 2 2  3301/ 22

จานวนสลกั เกลียวท่ีตอ้ งการ = 1,500/389.79 = 3.85 ตวั ใช้ 4 ตวั

จดั ตาแหน่งสลกั เกลียว ใช้ 2 แถวๆละ 2 ตวั จะได้ :

ระยะขอบอยา่ งนอ้ ย = 1.5D = 2.81 cm ใช้ 3 cm

ระยะศูนยก์ ลางแถวเดียวกนั อยา่ งนอ้ ย = 4D = 7.50 cm ใช้ 7.50 cm

ระยะจากปลายไมอ้ ยา่ งนอ้ ย = 5D = 9.37 cm ใช้ 9.50 cm

ดงั น้นั ใชส้ ลกั เกลียว Ø 3 จานวน 4 ตวั จดั ตาแหน่งสลกั เกลียวดงั ภาพ
4

3 cm

3 cm ไม้ 2  2 8

9.5 cm
7.5 cm
3 cm

ไม้ 26

5.6 สรุปเนื้อหา

การนาไมม้ าประกอบเป็ นโครงสร้างน้นั นอกจากจะออกแบบให้ไมส้ ามารถรับ
น้าหนกั ไดอ้ ยา่ งปลอดภยั แลว้ สิ่งจาเป็นอีกอยา่ งหน่ึงคือการออกแบบอุปกรณ์ยดึ ไมเ้ พ่ือยึด
ไมต้ รงรอยต่อ หากอุปกรณ์ยึดไมท้ ่ีออกแบบไม่สามารถรับแรงไดพ้ อหรือมีความแข็งแรง
น้อย โครงสร้างก็อาจจะเกิดการพังทลายหรื อวิบัติลงได้ อุปกรณ์ยึดไม้ (Timber
Fasteners) ไดแ้ ก่ ตะปู ตะปูควง ตะปูเกลียว และสลกั เกลียว ซ่ึงในปัจจุบนั ก็ยงั พบเห็น
ใชก้ นั มากในงานก่อสร้างโดยเฉพาะตะปูและสลกั เกลียว ส่วนอุปกรณ์ยึดไมว้ งแหวนแบบ
ผา่ ในปัจจุบนั มีใชก้ นั นอ้ ยลง

ความสามารถในการตา้ นทานแรงโดยปลอดภยั ของอุปกรณ์ยึดไมแ้ บ่งออกเป็ น 2
ชนิด คือ ความสามารถในการตา้ นทานตอ่ แรงถอน และความสามารถในการตา้ นทานต่อ
แรงเฉือนทางดา้ นขา้ ง อุปกรณ์ยดึ ไมพ้ วกที่สามารถตา้ นทานต่อแรงถอนและแรงเฉือนทาง
ดา้ นขา้ ง ไดแ้ ก่ ตะปู ตะปูควง และตะปูเกลียว ส่วนพวกที่สามารถตา้ นทานแรงเฉือน
ทางดา้ นขา้ งไดเ้ พียงอยา่ งเดียว ไดแ้ ก่ สลกั เกลียว และแหวนยดึ ไมแ้ บบตา่ งๆ

ในการออกแบบอุปกรณ์ยึดไมต้ ่างๆ จะตอ้ งพิจารณาดว้ ยวา่ ลกั ษณะแรงที่กระทา
ตรงรอยต่อน้นั เป็ นแรงชนิดใด เช่น แรงดึง หรือแรงอดั เป็ นตน้ ชิ้นไมท้ ี่นามายึดกนั ไม้
ชิ้นใดเป็ นองคอ์ าคารเอก (Main Member) และแรงท่ีกระทาต่ออุปกรณ์ยึดไมเ้ ป็ นแรงที่

เกิดข้ึนในแนวขนานเส้ียน หรือเป็ นแรงที่เกิดข้ึนในแนวต้งั ฉากเส้ียน แลว้ ก็เลือกขนาด
ของอุปกรณ์ยึดไม้และกาหนดจานวนของอุปกรณ์ยึดไมใ้ ห้เพียงพอ เพื่อให้สามารถ
ตา้ นทานต่อแรงท่ีเกิดข้ึนได้ หลงั จากน้ันก็จดั ระยะเรียงของอุปกรณ์ยึดไมใ้ ห้เหมาะสม
ท้งั น้ีอุปกรณ์ยดึ ไมจ้ ะสามารถตา้ นทานต่อแรงที่มากระทาไดม้ ากนอ้ ยเพียงใด ยงั ข้ึนอยกู่ บั
ปัจจยั อีกหลายอยา่ ง ไดแ้ ก่ ความถ่วงจาเพาะของไม้ ชนิดของไมเ้ ป็ นไมเ้ น้ืออ่อนหรือไม้
เน้ือแข็ง หนา้ ตดั วกิ ฤติของอุปกรณ์ยึดไม้ การประกบั ขา้ งดว้ ยแผน่ เหล็ก และสภาวะของ
ไมท้ ่ีถูกนาไปใชง้ าน เช่น ในที่ร่ม เปี ยกช้ืน หรือกลางแจง้ เป็นตน้

แบบฝึ กหัดประจาบท

1. จงออกแบบรอยต่อด้วยตะปูระหว่างไม้ 26 กับไม้ชิ้นส่วนหลัก (Main
Member) ขนาด 66 เพือ่ รับแรง 1,500 kg กาหนดความถ่วงจาเพาะของไมช้ ิ้นส่วน
หลกั เทา่ กบั 0.80 และตะปูท่ีใชช้ นิด 60d

1,500 kg

ไม้ 66 (Main Member)

ไม้ 26

2. จากขอ้ ท่ี 1 จงออกแบบรอยต่อไมด้ ว้ ยการใชต้ ะปูเกลียวยดึ ไม้ (ใหก้ าหนดขนาดของ

ตะปูเกลียวข้ึนเอง)

3. จงหากาลงั ตา้ นทานแรงถอนโดยปลอดภยั ของตะปูควงขนาด (เกจ) 9 ยาว 2 1 เม่ือ
2
ใชย้ ดึ ตรึงกบั ไมช้ ิ้นส่วนหลกั ท่ีมีความถ่วงจาเพาะเทา่ กบั 0.80

P

ไม้ 1  6
2

ไม้ 26 (Main Member)

4. จงออกแบบรอยต่อระหวา่ งไม้ 28 กบั ไมช้ ิ้นส่วนหลกั 210 โดยยึดดว้ ย

สลกั เกลียวขนาด Ø 7 เม่ือเกิดแรงอดั ในไม้ 2  8 เท่ากบั 900 kg กาหนดใชไ้ ม้
8
เน้ือแขง็ และถูกใชง้ านในสภาวะปกติ

900 kg 900 kg

ไม้ 28
ไม้ 28

ไม้ 210 (Main Member) ไม้ 210
รูปด้าน รูปต้ัง

5. จากภาพดา้ นล่างน้ี จงหากาลงั ตา้ นทานแรงโดยปลอดภยั ท้งั หมดของสลกั เกลียวขนาด

3 - Ø 1 เพื่อใช้ยึดไม้ 2  6 เขา้ กบั ไมช้ ิ้นส่วนหลกั หลกั 6 6 กาหนดใชไ้ ม้
2
เน้ือแขง็ ปานกลาง

P

50

ไม้ 26
ไม้ 66 (Main Member)

เอกสารอ้างองิ

กวี หวงั นิเวศน์กลุ . (2553). การออกแบบโครงสร้างเหลก็ และไม้เบือ้ งต้น. กรุงเทพฯ :
โรงพิมพ์ หจก. รุ่งแสงการพิมพ.์

ณฐั วฒุ ิ อศั วสงคราม, วนั เฉลิม กรณ์เกษมและประกิจ เปรมธรรมกร. (ม.ป.ป.).
การออกแบบโครงสร้างไม้และเหลก็ . กรุงเทพฯ : ภาควชิ าวศิ วกรรมโยธา
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยมี หานคร.

ทนงศกั ด์ิ แสงวฒั นะชยั . (2539). การออกแบบโครงสร้างไม้และเหลก็ . พิมพค์ ร้ังที่ 3.
ขอนแก่น : คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ขอนแก่น.

มนสั อนุศิริ. (2542). การออกแบบโครงสร้างไม้และเหลก็ . พมิ พค์ ร้ังที่ 4. กรุงเทพฯ :
ซีเอด็ ยเู คชนั่ .

รังษี นนั ทสาร. (2538). การออกแบบโครงสร้างไม้. พิมพค์ ร้ังที่ 10. ขอนแก่น :
คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั ขอนแก่น.

วนิ ิต ช่อวเิ ชียร. (2542). การออกแบบโครงสร้างไม้. กรุงเทพฯ : หา้ งหุน้ ส่วนจากดั
ป. สมั พนั ธ์พาณิชย.์

แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 6

หวั ข้อเนื้อหาประจาบท

บทท่ี 6 โครงหลงั คาไม้ 3 คาบ
6.1 โครงขอ้ หมุนในโครงหลงั คาไม้
6.2 ประเภทของโครงหลงั คาไม้
6.3 น้าหนกั บรรทุกของโครงหลงั คาไม้
6.4 หลกั การวเิ คราะห์โครงหลงั คาขอ้ หมุนไม้
6.5 การหาน้าหนกั บรรทุกกระทาที่ขอ้ ตอ่ ของโครงขอ้ หมุนไม้
6.6 แปไม้
6.7 สรุปเน้ือหา

แบบฝึกหดั ประจาบท
เอกสารอา้ งอิง

วตั ถุประสงค์เชิงพฤตกิ รรม

1. เพ่ือให้ผู้ศึกษาสามารถอธิ บายลักษณะและส่ วนประกอบต่างๆของ
โครงหลงั คาไมไ้ ด้

2. เพ่ือใหผ้ ศู้ ึกษาสามารถจาแนกประเภทของโครงหลงั คาไมไ้ ดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3. เพื่อให้ผู้ศึกษามีความรู้และความเข้าใจในหลักเกณฑ์การออกแบบ
โครงหลงั คาไม้
4. เพ่อื ใหผ้ ศู้ ึกษาสามารถวเิ คราะห์หาน้าหนกั บรรทุกที่กระทาต่อโครงหลงั คาไม้
ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5. เพ่ือใหผ้ ูศ้ ึกษาสามารถวเิ คราะห์หาค่าแรงภายในที่เกิดข้ึนกบั ชิ้นส่วนต่างๆใน
โครงขอ้ หมุนไมไ้ ดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
6. เพ่ือให้ผูศ้ ึกษาสามารถคานวณออกแบบ เพ่ือเลือกหาขนาดหน้าตดั ของ
ชิ้นส่วนต่างๆในโครงหลงั คาไมไ้ ดอ้ ยา่ งถูกตอ้ งและเหมาะสม

วธิ สี อนและกจิ กรรมการเรียนการสอนประจาบท

1. บรรยายประกอบแผน่ ใสตามหวั ขอ้ เน้ือหาประจาบท ในระหวา่ งการบรรยาย
ผูส้ อนจะทาการซักถามความเขา้ ใจของผูศ้ ึกษาเป็ นระยะๆ และเปิ ดโอกาสให้ผูศ้ ึกษาได้
ซกั ถามหากไม่เขา้ ใจหรือมีความสงสัยตลอดการบรรยาย

2. ผสู้ อนทาการสร้างโจทยป์ ัญหาประจาบท พร้อมท้งั บรรยายวธิ ีการและเทคนิค
ต่างๆในการแกโ้ จทยป์ ัญหาแต่ละขอ้ เพื่อให้ผูศ้ ึกษาไดม้ ีความรู้และความเขา้ ใจในเน้ือหา
และทฤษฎีท่ีมากยง่ิ ข้ึน

3. ผสู้ อนทาการสรุปเน้ือหาประจาบท และเปิ ดโอกาสใหผ้ ศู้ ึกษาไดซ้ กั ถาม
4. ผสู้ อนมอบหมายงานใหท้ าแบบฝึกหดั ประจาบท

ส่ือการเรียนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอน
2. แผน่ ใส
3. แบบฝึกหดั ประจาบท

การวดั และการประเมนิ ผล

การวดั ผล
1. สงั เกตพฤติกรรมในการเรียนและการมีส่วนร่วมของผศู้ ึกษา
2. ความเป็ นระเบียบเรี ยบร้อยและความถูกต้องของแบบฝึ กหัด

ประจาบทท่ีมอบหมายใหผ้ ศู้ ึกษาทา

การประเมินผล

การประเมินผลเป็นคะแนนดิบเพ่อื นามารวมเป็ นคะแนนระหวา่ งภาค ดงั น้ี

1. ความสนใจและการมีส่วนร่วมในช้นั เรียน 5 คะแนน

2. แบบฝึกหดั ประจาบท 5 คะแนน

บทท่ี 6
โครงหลงั คาไม้

โครงหลงั คาไม้ (Timber Truss) จดั เป็ นโครงขอ้ หมุน (Truss) หรือโครงถกั
ประเภทหน่ึง เป็ นโครงสร้างท่ีเกิดจากการนาชิ้นส่วนไมต้ ่างๆ มาประกอบกนั และยึด
ติดกนั ดว้ ยอุปกรณ์ยดึ ไมท้ ี่ตรงจุดต่อ (Joints) แลว้ เกิดเป็ นโครงสร้างพาดช่วงยาวโดยไม่มี
เสาคนั่ อยู่ตรงกลางช่วง โครงสร้างน้ีจะทาหน้าท่ีรับน้าหนักจากวสั ดุมุงหลังคา เช่น
กระเบ้ืองมุงหลงั คา กระเบ้ืองคอนกรีต และสังกะสี เป็ นตน้ และทาหนา้ ท่ียึดวสั ดุมุง
เหล่าน้นั ใหอ้ ยอู่ ยา่ งมนั่ คงแข็งแรงและเป็ นระเบียบ ขณะเดียวกนั ก็จะยึดตวั หลงั คาท้งั หมด
เชื่อมต่อเข้ากับเสาหรือคานของตวั บ้านให้มีความแข็งแรงข้ึน อีกท้งั ยงั ช่วยป้องกัน
แสงแดดและฝน ลกั ษณะรูปทรงของหลงั คามีอยูห่ ลายรูปแบบดงั แสดงในภาพที่ 6.1 ซ่ึง
ในปัจจุบนั ที่ใชก้ นั มากและคงพบเห็นอยทู่ วั่ ไป ไดแ้ ก่ หลงั คาทรงเพิงแหงน (Shed Roof)
หลงั คาทรงจว่ั (Gable Roof) และหลงั คาทรงป้ันหยา (Hip Roof) เป็นตน้

ภาพที่ 6.1 รูปทรงตา่ งๆของหลงั คา
ทมี่ า (กวี หวงั นิเวศน์กลุ , 2553, หนา้ 387)

โครงหลงั คาไมน้ ิยมใชก้ นั มากในอดีตเพราะไมม้ ีมาก ข้นั ตอนการก่อสร้างไม่
ยุง่ ยาก ไม่ตอ้ งใชเ้ ครื่องมือมาก การเช่ือมต่อระหวา่ งโครงหลงั คากบั โครงสร้างเสาและ
คานที่ทาดว้ ยไมเ้ หมือนกนั สามารถทาไดโ้ ดยสะดวก แต่ปัจจุบนั อาคารส่วนใหญ่มกั จะเป็ น
อาคารโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ประกอบกบั ไมเ้ ป็ นวสั ดุที่หายากมากข้ึน ทาใหก้ าร
ท่ีจะไดไ้ มท้ ี่มีคุณภาพดีและมีความแขง็ แรงทนทานกลบั ตอ้ งเสียค่าใชจ้ ่ายสูงข้ึน และช่วง
ความยาวของโครงหลงั คาจะส้นั โดยถูกจากดั ท่ีขนาดหนา้ ตดั ของไมท้ ่ีมีอยู่ กบั อีกเรื่องหน่ึง
ที่จะตามมาคือปัญหาของปลวกกินไม้ จึงทาให้โครงหลงั คาไมไ้ ม่เป็ นท่ีนิยมทากนั ใน
ปัจจุบนั คงแต่จะพบเห็นสาหรับอาคารที่เป็นบา้ นไมเ้ ท่าน้นั

6.1 โครงข้อหมุนในโครงหลงั คาไม้

6.1.1 ส่วนประกอบของโครงข้อหมุน
ดังที่ได้กล่าวไวข้ ้างต้น โครงหลังคาไม้เกิดจากการนาชิ้นไม้แต่ละท่อนมา
ประกอบกนั เกิดเป็นโครงสร้างหลงั คาที่เรียกวา่ โครงขอ้ หมุนหรือโครงถกั ดงั แสดงในภาพ
ที่ 6.2 ซ่ึงชิ้นส่วนตา่ งๆ (Member) มีช่ือเรียกท่ีแตกตา่ งกนั ออกไป

ภาพที่ 6.2 ส่วนประกอบต่างๆของโครงขอ้ หมุน
ทมี่ า (ชาญชยั จารุจินดา, ม.ป.ป., หนา้ 184)

จากภาพที่ 6.2 ส่วนประกอบของโครงขอ้ หมุนในโครงสร้างหลงั คาจะแบ่ง
ออกเป็น 3 ส่วนใหญๆ่ คือ ส่วนท่ี 1 เป็ นชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนบน (Upper Chord or
Top Chord) หรือท่ีเรียกวา่ “จนั ทนั ” ส่วนท่ี 2 เป็ นชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนล่าง (Lower
Chord or Bottom Chord) หรือท่ีเรียกวา่ “ขื่อ” และส่วนท่ี 3 เป็ นชิ้นส่วนค้ายนั ต่างๆ

(Web Member) ซ่ึงแบ่งออกเป็ นชิ้นส่วนท่ีค้ายนั ในแนวด่ิง (Vertical Member) และ
ชิ้นส่วนท่ีค้ายนั ในแนวเอียงทแยง (Diagonal Member) ซ่ึงชิ้นส่วนต่างๆเหล่าน้ีจะเกิดแรง
กระทาภายในข้ึน และเป็ นแรงที่เกิดข้ึนตามแนวแกนของชิ้นส่วนโครงสร้าง โดยอาจจะ
เป็ นแรงดึงหรือแรงอดั หรืออาจจะเป็ นแรงในแนวแกนร่วมกบั โมเมนตด์ ดั ก็ได้ ซ่ึงข้ึนกบั
การจดั วางรูปแบบของโครงสร้าง ดงั น้นั เม่ือเราทราบแรงภายในท่ีเกิดข้ึนสูงสุดของแต่ละ
ส่วน กจ็ ะสามารถออกแบบเลือกขนาดหนา้ ตดั ไมร้ วมท้งั อุปกรณ์ยดึ ไมท้ ี่จุดต่อเหล่าน้นั ได้

6.1.2 รูปแบบของโครงข้อหมุน
ลกั ษณะรูปทรงของหลงั คา ข้ึนอยูก่ บั การนาชิ้นส่วนไมม้ าประกอบกนั จนเกิดเป็ น
โครงขอ้ หมุน โดยมีช่ือเรียกที่แตกตา่ งกนั ไปดงั แสดงในภาพท่ี 6.3 ดงั น้ี

ภาพที่ 6.3 โครงถกั รูปแบบต่างๆ
ทม่ี า (มนสั อนุศิริ, 2542, หนา้ 60)

6.2 ประเภทของโครงหลงั คาไม้

ค่าอตั ราส่วนระหวา่ งความสูงของโครงหลงั คากบั ความยาวของโครงหลงั คา มีผล
ต่อลกั ษณะการเอียงของจนั ทนั ในโครงหลงั คาที่แตกต่างกนั ออกไป จึงทาใหโ้ ครงหลงั คา
บางรูปแบบมีความชนั มาก หรือบางรูปแบบมีความชนั นอ้ ย ท้งั น้ี มนสั อนุศิริ (2542 :
59) ไดแ้ บง่ โครงหลงั คาไมอ้ อกเป็น 3 ประเภท ดงั น้ี

1. โครงหลงั คาชนั (Pitched Truss) : มีมุมมากกวา่ 18 องศา
2. โครงหลงั คาแบน (Flat Truss) : มีมุมนอ้ ยกวา่ 18 องศา
3. โครงหลงั คาโคง้ (Bowstring Truss) : มีมุมนอ้ ยกวา่ 18 องศา
อน่ึง สาหรับการหาน้าหนกั ของโครงหลงั คาไมใ้ นแนวราบหน่วยเป็ นกิโลกรัมต่อ
ตารางเมตร (kg/m2) วินิต ช่อวเิ ชียร (2542 : 187) กล่าววา่ อาจจะประมาณไดจ้ ากสูตรท่ี
เสนอโดย Howard J. Hansen ดงั น้ี

โครงหลงั คาชนั : W = 1.025L สมการที่ 6.1

โครงหลงั คาแบน : W = 0.689L + 8.545 สมการที่ 6.2

โครงหลงั คาโคง้ : W = 0.609L + 2.930 สมการที่ 6.3

เม่ือ W = น้าหนกั ของโครงหลงั คาไม้ (kg/m2)
L= ช่วงความยาวของโครงหลงั คาไม้ (m)

6.3 นา้ หนักบรรทุกของโครงหลงั คาไม้

น้าหนกั บรรทุกที่กระทากบั โครงหลงั คาสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ดงั น้ี

6.3.1 นา้ หนักบรรทกุ คงที่

น้าหนักบรรทุกชนิดน้ี เช่น น้าหนักโครงหลงั คา น้าหนักวสั ดุมุงหลงั คาชนิด
ต่างๆ (แสดงในตารางท่ี 6.1 ตารางที่ 6.2 และตารางท่ี 6.3) น้าหนกั แปหรือระแนง
น้าหนกั ฝ้าเพดาน และน้าหนกั แผน่ ฉนวนกนั ความร้อน เป็นตน้

ตารางที่ 6.1 ขอ้ มูลจาเพาะของกระเบ้ืองชนิดตา่ งๆ

ชนิด ขนาด (กวา้ งยาวหนา) น้าหนกั /แผน่ ระยะช่วงห่าง
(ซ.ม.) (กก.) ของแปสูงสุด

กระเบ้ืองลอนคู่ 50  120  0.5 6.2 (ม.)
ลูกฟูกลอนเล็ก 50  150  0.5 7.7 1.00
ลูกฟูกลอนใหญ่ 54  120  0.4 5.4 1.20
54  150  0.4 6.7 1.00
1021200.6 15.7 1.20
1021500.6 19.7 1.00
1.20

ทมี่ า (กวี หวงั นิเวศน์กลุ , 2553, หนา้ 394)

ตารางท่ี 6.2 ขอ้ มูลจาเพาะของวสั ดุมุงหลงั คาโลหะเคลือบ (Metal sheet) โดยประมาณ

ความหนา น้าหนกั ระยะช่วงห่างของแปสูงสุด

(มม.) (กก./ตร.ม.) (ม.)

0.4 4.00 - 5.00 1.20 - 1.50

0.5 5.00 - 6.00 1.50 - 1.80

0.6 6.00 - 7.00 1.80 - 2.00

0.8 8.00 - 10.00 2.00 - 2.50

1.0 10.00 - 13.00 2.50 - 3.00

1.2 13.00 - 17.00 3.00 - 4.00

หมายเหตุ : ขอ้ มลู ขา้ งตน้ ข้ึนอยกู่ บั ผลิตภณั ฑข์ องแตล่ ะยห่ี อ้ , รูปร่างของลอน, ใหเ้ ลือกพิจารณา

ตามคาแนะนาของแตล่ ะยห่ี อ้

ทมี่ า (กวี หวงั นิเวศนก์ ุล, 2553, หนา้ 394)

ตารางท่ี 6.3 ขอ้ มูลจาเพาะของกระเบ้ืองคอนกรีตโมเนียโดยประมาณ

จานวนแผน่ /ตร.ม. ขนาด (กวา้ งยาว) น้าหนกั /แผน่ ระยะช่วงห่างของระแนง

(ซม.) (กก.) (เมตร)

10 3342 4-5 0.32 - 0.34

ทมี่ า (กวี หวงั นิเวศนก์ ลุ , 2553, หนา้ 264)

6.3.2 นา้ หนักบรรทกุ จร

น้าหนกั บรรทุกจรใหพ้ ิจารณาใชด้ งั น้ี
1. กฎกระทรวงฉบบั ที่ 6 ออกความตามพระราชบญั ญตั ิควบคุมอาคาร

พ.ศ. 2522 กาหนดน้าหนกั บรรทุกจรสาหรับหลงั คาไว้ 30 kg/m2
2. ขอ้ บญั ญตั ิกรุงเทพมหานคร กาหนดน้าหนกั บรรทุกจรสาหรับหลงั คา

ไว้ 50 kg/m2

6.3.3 แรงลม
สาหรับค่าแรงลมที่กระทาต่อหลงั คาน้นั อาจจะพิจารณาใช้ตามพระราชบญั ญตั ิ
ควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 ดงั ที่ไดแ้ สดงไวใ้ นตารางที่ 1.3 ในบทท่ี 1 ซ่ึงเป็ นค่าแรงลม
ในแนวราบ ( Ph ) มีหน่วยเป็ นกิโลกรัมต่อตารางเมตรข้ึนกบั ความสูงของอาคาร สาหรับ
โครงหลงั คาชนั ใหค้ ิดผลของแรงลมเขา้ ไปดว้ ยในการออกแบบ ส่วนโครงหลงั คาแบนไม่
ตอ้ งคิดแรงลม และแรงลมท่ีคิดน้ีตอ้ งเป็ นแรงลมที่กระทาต้งั ฉากกบั โครงหลงั คา ( Pn )
ดงั แสดงในภาพที่ 6.4 ท้งั น้ี รังษี นนั ทสาร (2538 : 79) ไดแ้ นะนาให้ใชส้ ูตรของ
Duchemin ในการคานวณหาแรงลมที่ต้งั ฉากกบั โครงหลงั คาดงั น้ี

Pn = Ph (2sinθ ) ) สมการท่ี 6.4
(1  sin 2θ

เมื่อ Ph = แรงลมในแนวราบ (kg/m2)
Pn = แรงลมในแนวต้งั ฉากกบั โครงหลงั คา (kg/m2)
θ = มุมลาดเอียงของหลงั คา (องศา)

Pn
Ph 90

θ

ภาพท่ี 6.4 ลกั ษณะแรงลมที่กระทาต่อโครงหลงั คา

6.4 หลกั การวเิ คราะห์โครงหลงั คาข้อหมุนไม้

ทนงศกั ด์ิ แสงวฒั นะชยั (2539 : 133) กล่าววา่ สาหรับการวเิ คราะห์โครงหลงั คา

ขอ้ หมุนไม้ น้าหนกั บรรทุกท้งั หมดที่เกิดข้ึนจะถูกแบ่งเฉล่ียไปเป็ นน้าหนกั ยอ่ ย กระทาที่
ขอ้ ต่อต่างๆของโครงหลงั คา และตวั โครงหลงั คาจะถูกสมมุติวา่ เป็ นโครงสร้างที่มีเงื่อนไข

ครบถ้วนท่ีจะเป็ นโครงข้อหมุนอุดมคติ กล่าวคือ ข้อต่อท้งั หมดมีคุณสมบตั ิเป็ นสลัก
เกลียวท่ีไม่มีความฝืด ชิ้นส่วนทุกชิ้นเป็นเส้นตรงและแนวแรงท้งั หมดที่ขอ้ ต่อใดๆตดั กนั ท่ี
จุดๆหน่ึง ซ่ึงจากการแปลงน้าหนกั กระทาและการสมมุติต่างๆดงั กล่าวน้ี จะมีผลทาให้แรง
ตา้ นทานท่ีเกิดข้ึนในชิ้นส่วนต่างๆ เป็ นแรงดึงหรือแรงอดั ตามแนวแกนของชิ้นส่วนน้นั ๆ
เทา่ น้นั

สาหรับการออกแบบจะต้องทาการวิเคราะห์หาแรงในแนวแกนที่เกิดข้ึนใน
ชิ้นส่วนโครงข้อหมุนก่อน โดยอาศยั วิธีการต่างๆ เช่น วิธีการตดั รอบจุดต่อ (Joint
Method) วธิ ีการตดั ผา่ นหนา้ ตดั (Section Method) และวิธีการเขียนรูปกราฟฟิ ค เป็ นตน้

จากน้นั ก็นาค่าแรงสูงสุดในแนวแกนไปออกแบบ โดยใช้วิธีการออกแบบชิ้นส่วนไมร้ ับ
แรงดึงหรือแรงอดั ในแนวแกน ดงั ที่ได้กล่าวไวใ้ นบทท่ี 4 ในบางกรณีหากชิ้นส่วน
จาเป็ นตอ้ งรับโมเมนต์ดดั เพิ่มนอกเหนือจากแรงในแนวแกนท่ีเกิดข้ึน เช่น ในกรณีที่วาง
แปไม่ตรงกบั จุดต่อ จึงมีผลทาใหจ้ นั ทนั ตอ้ งรับโมเมนตด์ ดั ดว้ ย เป็ นตน้ ซ่ึงจาเป็ นจะตอ้ ง

ตรวจสอบความปลอดภยั ในการรับแรงร่วม โดยอาศยั สมการดงั น้ี

(P / A) + (M /S) 1 สมการที่ 6.5
F Fb

เมื่อ P = แรงดึงหรือแรงอดั ในแนวแกนท่ีเกิดข้ึน (kg)
A = พ้ืนท่ีหนา้ ตดั ไมท้ ี่ใช้ (cm2)

F= หน่วยแรงดึงขนานเส้ียนที่ยอมใหข้ องไมห้ รือ
หน่วยแรงอดั ขนานเส้ียนที่ยอมใหข้ องไม้ (kg/cm2)
M= โมเมนตด์ ดั สูงสุดท่ีเกิดข้ึน (kg.cm)
S= ค่าโมดูลสั ของหนา้ ตดั ไม้ (cm3)
Fb = หน่วยแรงดดั ที่ยอมใหข้ องไม้ (kg/cm2)

6.5 การหานา้ หนักบรรทกุ กระทาทขี่ ้อต่อของโครงข้อหมนุ ไม้

น้าหนกั บรรทุกท้งั หมดของโครงหลงั คาไมใ้ นแนวดิ่งหน่วยเป็ นกิโลกรัมต่อตาราง
เมตร สามารถท่ีจะคิดถ่ายน้าหนกั ลงที่จุดต่อของโครงขอ้ หมุนดงั แสดงในภาพท่ี 6.5 โดย
อาศยั การคานวณจากสูตรดงั น้ี

P1 = ระยะห่างโครงหลงั คา (m)  ระยะช่วงยอ่ ย (m)  W (kg/m2) สมการที่ 6.6

P2 = ระยะห่างโครงหลงั คา (m)  ระยะช่วงยอ่ ย (m)  W (kg/m2) สมการที่ 6.7
2

เม่ือ P1 = น้าหนกั ที่กระทาตรงจุดต่อภายใน (kg)
P2 = น้าหนกั ที่กระทาตรงจุดต่อภายนอก (kg)
W = น้าหนกั บรรทุกท้งั หมดของโครงหลงั คาในแนวด่ิง (kg/m2)

P2 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P1 P2

ระยะช่วงยอ่ ย
ภาพที่ 6.5 น้าหนกั ที่กระทาตรงจุดต่อของโครงขอ้ หมุน

6.6 แปไม้

แปไมเ้ ป็ นส่วนของโครงสร้างที่รับน้าหนกั จากวสั ดุมุงหลงั คาต่างๆโดยตรง แลว้
จากน้นั ก็จะถ่ายน้าหนกั ไปยงั โครงขอ้ หมุนต่อไป น้าหนกั ของวสั ดุมุง ระยะของการวาง
แป และระยะช่วงโครงหลงั คา เป็นตน้ ส่ิงเหล่าน้ีลว้ นเป็นปัจจยั ที่มีผลต่อขนาดของแปไม้
กล่าวคือ หากวสั ดุมุงมีน้าหนกั มาก หรือมีการเพ่ิมระยะของการวางแปหรือระยะของช่วง
โครงหลงั คาออกไป จะมีผลทาใหแ้ ปตอ้ งรับน้าหนกั บรรทุกมากข้ึนหรือรับแรงดดั มากข้ึน
นน่ั คือจะตอ้ งใชแ้ ปไมข้ นาดใหญข่ ้ึน

ภาพท่ี 6.6 ลกั ษณะการวางแป
ทมี่ า (มนสั อนุศิริ, 2542, หนา้ 62)

สาหรับการออกแบบแปไมน้ ้นั จะเริ่มจากการวิเคราะห์หาน้าหนักที่ถ่ายลงแป
ซ่ึงน้าหนกั ท่ีกระทาต่อแปไมจ้ ะเป็ นน้าหนกั ในแนวดิ่งไปตลอดความยาวแป แต่เนื่องจาก
แปไมจ้ ะวางอยบู่ นส่วนจนั ทนั ของโครงขอ้ หมุนท่ีวางเอียงดงั แสดงในภาพท่ี 6.6 จึงทาให้

แปไมเ้ กิดแรงดดั ในสองทิศทาง คือ ทิศทางแกน X และทิศทางแกน Y พร้อมกนั

ดงั น้นั สาหรับโครงสร้างรับแรงดดั ท้งั สองแกน สามารถตรวจสอบความปลอดภยั โดยใช้
สูตรดงั น้ี

fb x + fb y <1 สมการท่ี 6.8
Fbx Fb y

เม่ือ fbx = หน่วยแรงดดั ที่เกิดข้ึนจริงทางแกน X (kg/cm2)
= 6Mx
bd 2

fby = หน่วยแรงดดั ที่เกิดข้ึนจริงทางแกน Y (kg/cm2)
= 6My
bd 2
Fbx = หน่วยแรงดดั ที่ยอมใหท้ างแกน X (kg/cm2)
Fb y = หน่วยแรงดดั ท่ียอมใหท้ างแกน Y (kg/cm2)
=
Mx, My โมเมนตด์ ดั ท่ีเกิดข้ึนจริงทางแกน X และแกน Y

b= ตามลาดบั (kg.cm)
d= ความกวา้ งแปไม้ (cm)
ความลึกแปไม้ (cm)

ตวั อย่างท่ี 6.1 จงออกแบบแปไมเ้ พื่อวางพาดบนจนั ทนั ไมท้ ี่มีมุมลาดเอียง 15 องศา

และจนั ทนั แต่ละตวั วางห่างกนั 2.00 m กาหนดใหแ้ ปไมร้ ับน้าหนกั จากวสั ดุมุงหลงั คา
กระเบ้ืองลอนคู่ ระยะของการวางแป 1.00 m และวางดงั ภาพดา้ นล่าง หน่วยแรงดดั ที่
ยอมใหข้ องไม้ 120 kg/cm2 หน่วยน้าหนกั ของแปไม้ 1,000 kg/m3

แปไม้ @ 1.00 m

15 จนั ทนั ไม้

วธิ ีทา

น้าหนกั บรรทุกลงแปในแนวดิ่ง :
น้าหนกั บรรทุกจรของหลงั คา = 30 kg/m2

น้าหนกั กระเบ้ืองลอนคู่ = 14 kg/m2

รวมน้าหนกั บรรทุกท้งั หมดของหลงั คา = 44 kg/m2

เมื่อแปวางห่างกนั 1.00 m และจนั ทนั วางห่างกนั 2.00 m

น้าหนกั จากหลงั คาถ่ายลงแปในแนวด่ิง = 441 = 44 kg/m

สมมุติน้าหนกั แป = 6 kg/m

ดงั น้นั แปรับน้าหนกั ในแนวดิ่งท้งั หมด = 44+6 = 50 kg/m

Wx = 50sin15 = 12.94 kg/m

Wy = 50cos15 = 48.30 kg/m
48.30 22
Mx = 8 = 24.15 kg.m

My = 12.94  22 = 6.47 kg.m
8
ลองเลือกแปไม้ 112 5
fb x fb y
ตรวจสอบความปลอดภยั จากสูตร Fbx + Fb y <1

fb x = 6 24.15100 = 78.60 kg/cm2
(5 2.54)(1.5 2.54)2
6  6.47 100
fb y = (1.5 2.54)(5 2.54)2 = 6.32 kg/cm2

แทนคา่ จะได้ 78.60  6.32 = 0.71 < 1 ใชไ้ ด้
120 120
ตรวจสอบน้าหนกั ของแปไม้ = 1,000(1.52.54 /100)(52.54 /100)

= 4.84 kg/m < 6 kg/m ใชไ้ ด้

ดงั น้นั ใชแ้ ปไมข้ นาด 1 1  5 @ 1.00 m
2

ตัวอย่างท่ี 6.2 จงตรวจสอบค่าความปลอดภยั ในการโก่งตวั ของแปไมข้ นาด 1 1  5
2
จากตวั อยา่ งในขอ้ 6.1 โดยกาหนดค่าโมดูลสั ยืดหยนุ่ ของแปไม้ 140,000 kg/cm2 และค่า
L
การโก่งตวั ที่ยอมใหไ้ ม่เกิน 300

วธิ ีทา

คา่ โมเมนตอ์ ินเนอร์เชียร์ของแปไม้ :

Ix = (5 2.54)(1.5 2.54)3 = 58.53 cm4
12

Iy = (1.5 2.54)(5 2.54)3 = 650.36 cm4
12

ค่าการโก่งตวั ที่เกิดข้ึน :

Δx = 5Wx L4 = 5(12.68 /100)(200)4 = 0.32 cm
384EIx 384(140,000)(58.53) = 0.11 cm

Δy = 5Wy L4 = 5( 47.33 / 100)( 200) 4
384 EI y 384(140,000)(650.36)

คา่ การโก่งตวั ในแนวดิ่งรวม :

Δ = 2x  2 y = 0.34 cm

คา่ การโก่งตวั ท่ียอมให้ Δall = 200/300 = 0.67 cm
 Δ < Δall ใชไ้ ด้
ดงั น้นั แปไมข้ นาด 112 5 สามารถตา้ นทานตอ่ การโก่งตวั ที่เกิดข้ึนได้

ตัวอย่างที่ 6.3 จงออกแบบโครงหลงั คาไมช้ ่วงยาว 8.00 m ช่วงโครงหลงั คาวางห่างกนั

4.00 m ถา้ วสั ดุมุงเป็นกระเบ้ืองลอนคู่มีแปไมร้ องรับทุกระยะ 1.00 m

กาหนด - หน่วยแรงดดั ท่ียอมให้ 150 kg/cm2

- หน่วยแรงดึงขนานเส้ียนท่ียอมให้ 150 kg/cm2

- หน่วยแรงอดั ขนานเส้ียนที่ยอมให้ 110 kg/cm2

256 kg 256 kg 256 kg 256 kg 256 kg 256 kg 256 kg

128 kg 128 kg 1.50 m
0.50 m

1,024 kg 1,024 kg

8 @ 1.00 m = 8.00 m

วธิ ที า

ความชนั ของหลงั คา θ = tan-1 (1/4) = 14.04 องศา < 18 องศา

 เป็นหลงั คาแบน ไม่ตอ้ งคิดแรงลม

น้าหนกั บรรทุกท้งั หมดของหลงั คา :

น้าหนกั บรรทุกจรของหลงั คา = 30 kg/m2

น้าหนกั กระเบ้ืองลอนคู่ = 14 kg/m2

น้าหนกั แปไม้ = 5 kg/m2

น้าหนกั โครงหลงั คาไม้ = 0.689L + 8.545

= (0.6898) + 8.545

= 14.06 kg/m2 ใช้ 15 kg/m2

ดงั น้นั น้าหนกั บรรทุกท้งั หมดของหลงั คา = 30 + 14 + 5 + 15 = 64 kg/m2

น้าหนกั ลงจุดตอ่ หลงั คา :

น้าหนกั ลงจุดตอ่ ภายใน = 4164 = 256 kg

น้าหนกั ลงจุดตอ่ ภายใน = 40.564 = 128 kg

ผลการวเิ คราะห์แรงภายในชิ้นส่วน (แสดงผลคร่ึงเดียว อีกคร่ึงหน่ึงค่าเทา่ กนั ) :

ชิ้นส่วนโครงสร้าง แรงในแนวแกน ความยาวชิ้นส่วน
(kg) โครงสร้าง (m)
Top Chord
10-11 +175.92 1.03
11-12 -527.76 1.03
12-13 -738.86 1.03
13-14 -703.68 1.03

Lower Chord 0 1.00
1-2 -170.67 1.00
2-3 +512.00 1.00
3-4 +716.80 1.00
4-5

ชิ้นส่วนโครงสร้าง แรงในแนวแกน ความยาวชิ้นส่วน
(kg) โครงสร้าง (m)
Vertical Member
1-10 0 0.50
2-11 -938.67 0.75
3-12 -512.00 1.00
4-13 -204.80 1.25
5-14 +85.33 1.50

Diagonal Member -190.81 1.12
2-10 +853.33 1.25
3-11 +289.63 1.41
4-12 -54.64 1.60
5-13

1. ออกแบบขนาดไมท้ าจนั ทนั (Top Chord)

แรงในชิ้นส่วนสูงที่สุดเป็นแรงอดั = 738.86 kg ความยาว 1.03 m

ลองเลือกไมห้ นา 112
Le
d = (1103)/(1.52.54) = 27.03 > 12 (เสายาว)

F'c // = 110.1.33 - 27.03 = 61.35 kg/cm2
35 
P
เม่ือ A = 61.35

A = 738.86 = 12.04 cm2
61.35
12.04
ความกวา้ งไมท้ ่ีใช้ = (1.5  2.54) = 3.16 cm ใช้ 3

สามารถรับแรงได้ (P) = 61.35(1.532.542)

= 1,781.13 kg > 738.86 kg ใชไ้ ด้

ดงั น้นั ใชไ้ มจ้ นั ทนั ขนาด 112 3

2. ออกแบบขนาดไมท้ าขื่อ (Lower Chord)

แรงในชิ้นส่วนสูงที่สุดเป็นแรงดึง = 716.80 kg ความยาว 1.00 m
P
จากสูตร Ft // = An
An = 4.78 cm2
= 716.80
150
ลองเลือกไมห้ นา 112
ดงั น้นั ความกวา้ งสุทธิของไม้ = 4.78 = 1.25 cm
(1.5  2.54)
1
สมมุติใชส้ ลกั เกลียวขนาด Ø 2 ยดึ ที่จุดตอ่ จานวน 1 ตวั (เผอ่ื รูเจาะ 2 mm)

ความกวา้ งของไมท้ ้งั หมด = 1.25 + (0.52.54) + 0.2

= 2.72 cm

เน่ืองจากขื่อจะมีชิ้นส่วนท้งั Vertical Member และ Diagonal Member ยดึ กนั ที่

จุดต่อ ฉะน้นั ตามขอ้ กาหนดของสลกั เกลียวตอ้ งมีระยะจากขอบถึงศูนย์กลางของสลัก

เกลียวไมน่ อ้ ยกวา่ 4 เท่าของขนาดเส้นผา่ นศูนยก์ ลางสลกั เกลียว

ระยะขอบขา้ งเดียว = 4(0.52.54) = 5.08 cm

ดงั น้นั ความกวา้ งของไมท้ ่ีใชจ้ ริงท้งั หมด = 25.08

= 10.16 cm ใช้ 4

ดงั น้นั ใชไ้ มข้ ื่อขนาด 112 4

3. ออกแบบขนาดไมท้ าค้ายนั (Vertical Member และ Diagonal Member)

แรงในชิ้นส่วนสูงท่ีสุดเป็นแรงอดั = 938.67 kg ความยาว 0.75 m

ลองเลือกไมห้ นา 1 1
2
Le
d = (175)/(1.52.54) = 19.69 > 12 (เสายาว)

F'c // = 110.1.33 - 19.69  = 84.42 kg/cm2
35 
P
เม่ือ A = 84.42

A = 938.67 = 11.12 cm2
84.42
11.12
ความกวา้ งไมท้ ่ีใช้ = (1.5  2.54) = 2.92 cm ใช้ 3

สามารถรับแรงได้ (P) = 84.42(1.532.542)

= 2,450.90 kg > 938.67 kg ใชไ้ ด้

ดงั น้นั ใชไ้ มค้ ้ายนั ขนาด 112 3

6.7 สรุปเนื้อหา

โครงหลังคาไม้เกิดจากการนาชิ้นส่วนไม้ต่างๆ มาประกอบกนั และยึดติดกัน
ดว้ ยอุปกรณ์ยดึ ไมต้ า่ งๆท่ีตรงจุดต่อ เกิดเป็นโครงสร้างท่ีเรียกวา่ โครงขอ้ หมุนหรือโครงถกั

ทาหนา้ ที่รับน้าหนกั บรรทุกจากหลงั คาแลว้ ถ่ายน้าหนกั ลงสู่โครงสร้างในส่วนต่างๆ เช่น
แปไม้จะรับน้าหนักจากวสั ดุกระเบ้ืองมุงหลงั คาแล้วถ่ายน้าหนักให้กับโครงข้อหมุน
ชิ้นส่วนต่างๆในโครงข้อหมุนจะเกิดแรงกระทาภายในข้ึน จากน้ันแรงปฏิกิริ ยาท่ี
ฐานรองรับในโครงขอ้ หมุนจะถ่ายน้าหนกั ลงสู่เสาไมต้ ่อไป เป็นตน้

รูปแบบของโครงขอ้ หมุนมีหลายลกั ษณะ เช่น แบบแพรด (Pratt) แบบโฮว์

(Howe) แบบฟิ งค์ (Fink) และแบบโคง้ (Bowstring) เป็ นตน้ จึงส่งผลใหห้ ลงั คามี

รูปทรงท่ีแตกต่างกนั และทาให้หลงั คามีความชนั หรือความลาดเอียงท่ีแตกต่างกนั ออกไป

ดว้ ย กล่าวโดยสรุปแลว้ โครงขอ้ หมุนจะประกอบดว้ ยชิ้นส่วนหลกั 3 ส่วน ไดแ้ ก่ ส่วนที่
1 เป็ นชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนบน (Upper Chord or Top Chord) หรือที่เรียกวา่
“จนั ทนั ” ส่วนที่ 2 เป็ นชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนล่าง (Lower Chord or Bottom Chord)
หรือท่ีเรียกวา่ “ขื่อ” และส่วนที่ 3 เป็ นชิ้นส่วนค้ายนั ต่างๆ (Web Member) ซ่ึงแบ่ง
ออกเป็ นชิ้นส่วนท่ีค้ายนั ในแนวด่ิง (Vertical Member) และชิ้นส่วนที่ค้ายนั ในแนวเอียง
ทแยง (Diagonal Member)

ในการออกแบบโครงหลงั คาไมจ้ าเป็ นท่ีจะตอ้ งทราบน้าหนักบรรทุกท้งั หมดที่
กระทาต่อโครงหลงั คา ซ่ึงสามารถแบ่งน้าหนกั บรรทุกออกเป็ น 2 ชนิด ไดแ้ ก่ น้าหนกั
บรรทุกคงที่ เช่น น้าหนกั โครงหลงั คา น้าหนกั วสั ดุมุงหลงั คา น้าหนกั แป น้าหนักฝ้า
เพดาน และน้าหนกั แผ่นฉนวนกนั ความร้อน เป็ นตน้ ส่วนน้าหนกั บรรทุกอีกชนิด คือ
น้าหนกั บรรทุกจร เช่น น้าหนกั บรรทุกจรของหลงั คาตามพระราชบญั ญตั ิควบคุมอาคาร
พ.ศ. 2522 หรือตามขอ้ บญั ญตั ิกรุงเทพมหานคร และแรงลม เป็ นตน้ ท้งั น้ีสาหรับแรงลม

ที่กระทาต่อหลงั คาจะมีเง่ือนไข คือ สาหรับโครงหลงั คาชนั (ความลาดเอียงมากกว่า 18

องศา) ใหค้ ิดผลของแรงลมเขา้ ไปดว้ ยในการออกแบบ ส่วนโครงหลงั คาแบน (ความลาด

เอียงนอ้ ยกวา่ 18 องศา) ไม่ตอ้ งคิดแรงลม และแรงลมท่ีคิดน้ีตอ้ งเป็ นแรงลมที่กระทาต้งั
ฉากกบั โครงหลงั คา เม่ือรวมคา่ น้าหนกั บรรทุกท้งั สองส่วนเขา้ ดว้ ยกนั แลว้ ต่อไปก็ทาการ
ถ่ายน้าหนกั ลงที่จุดต่อของโครงขอ้ หมุน ซ่ึงในการออกแบบชิ้นส่วนต่างๆภายในโครงขอ้
หมุน จะตอ้ งทาการวิเคราะห์หาแรงภายในที่เกิดข้ึนในแต่ละชิ้นส่วนเสียก่อน จากน้นั จะ
นาค่าแรงสูงสุดที่เกิดข้ึนในแต่ละส่วนไปออกแบบ เช่น ถา้ แรงสูงสุดในชิ้นส่วนบนเป็ น
แรงอดั ก็จะนาไปออกแบบตามวธิ ีการออกแบบชิ้นส่วนโครงสร้างรับแรงอดั แลว้ ก็เลือก
ขนาดไม้ทาจันทนั เป็ นขนาดเดียวกันท้งั หมด หรือถ้าแรงสูงสุดเป็ นแรงดึงให้นาไป
ออกแบบตามวิธีการออกแบบชิ้นส่วนโครงสร้างไมร้ ับแรงดึง เป็ นตน้ สาหรับชิ้นส่วน
โครงสร้างอื่นก็พิจารณาออกแบบในทานองเดียวกันดงั ที่ได้กล่าวขา้ งตน้ ท้งั น้ีสาหรับ
ชิ้นส่วนโครงสร้างท่ีรับแรงในแนวแกนร่วมกบั โมเมนต์ดดั ให้พิจารณาตรวจสอบความ
ปลอดภยั ในการรับแรงร่วมกนั ดว้ ย

แบบฝึ กหัดประจาบท

1. จงคานวณหาแรงลมต้งั ฉากท่ีกระทาต่อโครงหลงั คา โดยกาหนดความชนั ของหลงั คา
เท่ากบั 20 องศา และความสูงของหลงั คาเหนือระดบั พ้ืนดินเท่ากบั 8.00 m
2. จงออกแบบแปไมเ้ พอื่ วางพาดบนจนั ทนั ไมท้ ่ีมีมุมลาดเอียง 14 องศา และจนั ทนั แต่ละ
ตวั วางห่างกนั 4.00 m กาหนดใหแ้ ปไมร้ ับน้าหนกั จากวสั ดุมุงหลงั คาชนิดแผน่ หลงั คา
เหล็กรีดลอน (Metal Sheet) หนา 0.40 mm ระยะของการวางแป 1.20 m และวาง
ดงั ภาพดา้ นล่าง หน่วยแรงดดั ที่ยอมใหข้ องไม้ 120 kg/cm2 หน่วยน้าหนกั ของแปไม้
1,000 kg/m3

แปไม้ @ 1.20 m

14 จนั ทนั ไม้

3. จากโจทยข์ อ้ ที่ 2 จงหาค่าการโก่งตวั ท่ีเกิดข้ึนท้งั หมดของแปไม้ และจงตรวจสอบวา่

ขนาดของแปไมท้ ่ีเลือกสามารถตา้ นทานต่อการโก่งตวั ไดห้ รือไม่ เมื่อกาหนดให้ค่าการ
L
โก่งตวั ที่เกิดข้ึนมีคา่ ไม่เกิน 300

4. จงออกแบบโครงหลงั คาไมช้ ่วงยาว 6.00 m ช่วงโครงหลงั คาวางห่างกนั 5.00 m ถา้

วสั ดุมุงเป็นกระเบ้ืองลอนคูม่ ีแปไมร้ องรับทุกระยะ 1.00 m

กาหนด - หน่วยแรงดดั ที่ยอมให้ 150 kg/cm2

- หน่วยแรงดึงขนานเส้ียนที่ยอมให้ 150 kg/cm2

- หน่วยแรงอดั ขนานเส้ียนท่ียอมให้ 110 kg/cm2

0.90 m

6 @ 1.00 m = 6.00 m

5. จากโจทยข์ อ้ ท่ี 4 ถา้ รูปแบบของโครงถกั เปล่ียนไป จงคานวณเพ่ือหาขนาดของไมท้ า
โครงหลงั คา โดยใชค้ ่าเดิมท่ีกาหนดในโจทยข์ อ้ ท่ี 4

1.50 m

0.50 m

6 @ 1.00 m = 6.00 m

เอกสารอ้างองิ

กวี หวงั นิเวศนก์ ลุ . (2553). การออกแบบโครงสร้างเหลก็ และไม้เบื้องต้น. กรุงเทพฯ :
โรงพมิ พ์ หจก. รุ่งแสงการพิมพ.์

ชาญชยั จารุจินดา. (ม.ป.ป.). ทฤษฎโี ครงสร้าง. กรุงเทพฯ : โรงพมิ พบ์ ุญเลิศการพิมพ.์
ทนงศกั ด์ิ แสงวฒั นะชยั . (2539). การออกแบบโครงสร้างไม้และเหลก็ . พมิ พค์ ร้ังท่ี 3.

ขอนแก่น : คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ขอนแก่น.
มนสั อนุศิริ. (2542). การออกแบบโครงสร้างไม้และเหล็ก. พมิ พค์ ร้ังที่ 4. กรุงเทพฯ :

ซีเอด็ ยเู คชน่ั .
รังษี นนั ทสาร. (2538). การออกแบบโครงสร้างไม้. พมิ พค์ ร้ังที่ 10. ขอนแก่น :

คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั ขอนแก่น.
วนิ ิต ช่อวเิ ชียร. (2542). การออกแบบโครงสร้างไม้. กรุงเทพฯ : หา้ งหุน้ ส่วนจากดั

ป. สัมพนั ธ์พาณิชย.์

แผนบริหารการสอนประจาบทท่ี 7

หัวข้อเนื้อหาประจาบท

บทที่ 7 ความรู้เก่ียวกบั เหล็กโครงสร้าง 3 คาบ
7.1 คุณสมบตั ิของเหลก็
7.2 การจาแนกประเภทของเหลก็ โครงสร้าง
7.3 การออกแบบโครงสร้างเหลก็
7.4 เหล็กโครงสร้างรูปพรรณ
7.5 การระบุขนาดและชนิดของเหล็กโครงสร้างรูปพรรณ
7.6 สรุปเน้ือหา

แบบฝึกหดั ประจาบท
เอกสารอา้ งอิง

วตั ถุประสงค์เชิงพฤตกิ รรม

1. เพื่อให้ผู้ศึกษาสามารถอธิบายคุณสมบัติต่างๆของเหล็ก จากแผนภาพ
ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งความเคน้ และความเครียดได้

2. เพื่อให้ผูศ้ ึกษาสามารถจาแนกประเภทของเหล็กโครงสร้างรูปพรรณชนิด
ต่างๆไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

3. เพื่อให้ผูศ้ ึกษาสามารถระบุขนาดของเหล็กโครงสร้างรูปพรรณชนิดต่างๆ
จากตารางคุณสมบตั ิของเหลก็ ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

4. เพื่อใหผ้ ศู้ ึกษามีความรู้และความเขา้ ใจในทฤษฎีของการออกแบบโครงสร้าง
เหลก็

5. เพื่อให้ผศู้ ึกษาสามารถเลือกใชเ้ หล็กโครงสร้างรูปพรรณไดอ้ ย่างถูกตอ้ งและ
เหมาะสม

วธิ ีสอนและกจิ กรรมการเรียนการสอนประจาบท

1. บรรยายประกอบแผน่ ใสตามหวั ขอ้ เน้ือหาประจาบท ในระหวา่ งการบรรยาย
ผูส้ อนจะทาการซกั ถามความเขา้ ใจของผูศ้ ึกษาเป็ นระยะๆ และเปิ ดโอกาสให้ผูศ้ ึกษาได้
ซกั ถามหากไมเ่ ขา้ ใจหรือมีความสงสัยตลอดการบรรยาย

2. แบ่งกลุ่มผูศ้ ึกษาทาการศึกษาค้นคว้ากรรมวิธีการผลิตเหล็กโครงสร้าง
รูปพรรณ โดยใหผ้ ูศ้ ึกษาทาการคน้ ควา้ ขอ้ มูลโดยการใชส้ ่ืออินเทอร์เน็ต หรือคน้ ควา้ จาก
หอ้ งสมุด โดยจดั ทารายงานเป็นรูปเล่มแลว้ นาส่งในสัปดาห์ที่ 10

3. ผสู้ อนนาตวั อยา่ งเหลก็ โครงสร้างรูปพรรณชนิดต่างๆมาใหผ้ ศู้ ึกษาไดเ้ ห็นจริง
เพ่ือใหผ้ ศู้ ึกษาไดม้ ีความรู้และความเขา้ ใจในคุณสมบตั ิตา่ งๆของเหล็กใหด้ ียง่ิ ข้ึน

4. ผสู้ อนทาการสร้างโจทยป์ ัญหาประจาบท พร้อมท้งั บรรยายวธิ ีการและเทคนิค
ต่างๆในการแกโ้ จทยป์ ัญหาแต่ละขอ้ เพ่ือให้ผูศ้ ึกษาไดม้ ีความรู้และความเขา้ ใจในเน้ือหา
และทฤษฎีที่มากยง่ิ ข้ึน

5. ผสู้ อนทาการสรุปเน้ือหาประจาบท และเปิ ดโอกาสใหผ้ ศู้ ึกษาไดซ้ กั ถาม
6. ผสู้ อนมอบหมายงานใหท้ าแบบฝึกหดั ประจาบท

ส่ือการเรียนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอน
2. แผน่ ใส
3. ตวั อยา่ งเหลก็ โครงสร้างรูปพรรณชนิดตา่ งๆ
4. แบบฝึกหดั ประจาบท

การวดั และการประเมนิ ผล

การวดั ผล
1. สังเกตพฤติกรรมในการเรียนและการมีส่วนร่วมของผศู้ ึกษา
2. ความสมบูรณ์ถูกตอ้ งและความเรียบร้อยของรายงานการศึกษาคน้ ควา้

กรรมวธิ ีการผลิตเหลก็ โครงสร้างรูปพรรณ
3. ความเป็ นระเบียบเรี ยบร้อยและความถูกต้องของแบบฝึ กหัด

ประจาบทที่มอบหมายใหผ้ ศู้ ึกษาทา

การประเมนิ ผล

การประเมินผลเป็นคะแนนดิบเพื่อนามารวมเป็ นคะแนนระหวา่ งภาค ดงั น้ี

1. ความสนใจและการมีส่วนร่วมในช้นั เรียน 5 คะแนน

2. รายงานกรรมวธิ ีการผลิตเหล็กโครงสร้างรูปพรรณ 10 คะแนน

3. แบบฝึกหดั ประจาบท 5 คะแนน

บทท่ี 7
ความรู้เกยี่ วกบั เหลก็ โครงสร้าง

ปัจจุบนั น้ีเหล็กไดถ้ ูกนาเขา้ มาทดแทนการใชไ้ ม้ และมีบทบาทอยา่ งมากต่อวงการ
อุตสาหกรรมการก่อสร้าง จะเห็นว่าการก่อสร้างส่วนใหญ่จะนาเหล็กเข้ามาใช้เป็ น
โครงสร้างต่างๆ เช่น โครงสร้างเสาหรือคานของอาคารก็ได้นาเหล็กเขา้ มาใช้ในการ
ก่อสร้าง เป็ นตน้ หรือแมก้ ระทง่ั โครงสร้างอ่ืนๆอีกท่ีมีการนาเหล็กเขา้ ไปใช้ก่อสร้าง
ไดแ้ ก่ สะพาน สะพานลอย หอสูง โครงหลงั คา วงกบประตูวงกบหนา้ ต่าง ระบบท่อส่ง
น้าประปา และระบบท่อส่งก๊าซ ท้งั น้ีเน่ืองจากเหล็กมีความแข็งแรงสูงและมีคุณภาพท่ี
ดีกว่าไม้ ประกอบกบั เหล็กมีน้าหนกั เบาจึงทาให้โครงสร้างมีขนาดไม่ใหญ่นกั ข้นั ตอน
การก่อสร้างกระทาไดง้ ่าย เพยี งตดั เหล็กและทาการประกอบโดยอาศยั วธิ ีการเช่ือมหรือขนั
ด้วยสลกั เกลียว เป็ นตน้ จึงเป็ นเหตุผลที่ทาให้เหล็กได้รับความนิยมในการถูกเลือก
นามาใชง้ านจนถึงทุกวนั น้ี

ดงั น้นั การจะนาเหล็กไปใชใ้ นงานโครงสร้างไดอ้ ยา่ งปลอดภยั และเกิดประโยชน์
อยา่ งสูงสุด ผูศ้ ึกษาควรมีความรู้และเขา้ ใจเก่ียวกบั คุณสมบตั ิเหล็ก ประเภทเหล็ก และ
มาตรฐานหรือขอ้ กาหนดต่างๆ ซ่ึงลว้ นมีความจาเป็ นสาหรับผูท้ ่ีจะเร่ิมทาการออกแบบ
โครงสร้างเหลก็

7.1 คุณสมบตั ิของเหลก็

ผทู้ ่ีจะทาการออกแบบโครงสร้างเหล็ก จาเป็ นจะตอ้ งมีความรู้เกี่ยวกบั คุณสมบตั ิ
ของเหล็กโครงสร้างท่ีจะนามาใชใ้ นการออกแบบ โดยเฉพาะคุณสมบตั ิทางกลของเหล็ก
ซ่ึงอาจจะหาไดจ้ ากแผนภาพหน่วยแรง-ความเครียด (Stress-Strain Diagram) ดงั แสดงใน
ภาพที่ 7.1 ซ่ึงไดจ้ ากการนาชิ้นเหล็กตวั อยา่ งมาทดสอบการรับแรงดึง โดยจะทาการเพิ่ม
แรงดึงใหก้ บั ชิ้นตวั อยา่ งทีละนอ้ ย จนกระทงั่ ชิ้นตวั อยา่ งขาดออกจากกนั ขนาดของแรงดึง
และค่าการยดื ตวั ท่ีช่วงตา่ งๆจะถูกบนั ทึกไว้ จากน้นั ก็จะนามาเขียนเป็ นแผนภาพเพ่ือแสดง
ความสัมพนั ธ์ระหว่างค่าหน่วยแรงกบั ค่าความเครียดท่ีเกิดข้ึน สาหรับเหล็กโครงสร้าง
โดยทวั่ ไป ทนงศกั ด์ิ แสงวฒั นะชยั (2539 : 146-149) กล่าววา่ คุณสมบตั ิต่างๆของเหล็ก
โครงสร้างที่แสดงอยใู่ นแผนภาพจะมีดงั น้ี