การเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก ข้อดีข้อเสียของแต่ละประเภท

การเชื่อมต่อในโครงสร้างเหล็กมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการก่อสร้าง ดังนั้นการเลือกวิธีการเชื่อมต่อเหล็กที่เหมาะสม จะช่วยให้โครงการมีความปลอดภัยสามารถลดค่าใช้จ่ายและลดการใช้วัสดุได้ วันนี้เปปสตีลอยากชวนทุกคนมาสำรวจประเภทต่าง ๆ ของการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก และข้อดีข้อเสียของการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแต่ละประเภท

การเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กคืออะไร ?

การเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก คือ องค์ประกอบที่สำคัญในอาคารโครงสร้างเหล็ก การเชื่อมต่อเหล็กรวมถึงส่วนประกอบต่าง ๆ เช่น ตะปู, สลักเกลียว, และการเชื่อม ซึ่งมีหน้าที่เชื่อมต่อส่วนประกอบเหล็กสองส่วนหรือมากกว่าเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการเชื่อมต่ออาคารเหล็กกับโครงสร้างอื่น ๆ เช่น อิฐหรือบล็อกคอนกรีต ความสามารถในการรับน้ำหนักและความแข็งแรงของการเชื่อมต่อเหล็กขึ้นอยู่กับวิธีการติดตั้ง เพราะการติดตั้งอย่างถูกต้องคือปัจจัยสำคัญในการให้การเชื่อมต่อทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3 ประเภทของการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก

1. ประเภทการเชื่อมต่อด้วยการเชื่อม

การเชื่อมเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตโครงสร้างเหล็ก วิธีนี้ใช้ความร้อน (ผ่านเปลวไฟหรือการอาร์กไฟฟ้า) เพื่อให้โลหะที่จุดสัมผัสร้อนขึ้นจนละลายและค่อย ๆ ผสมเข้าด้วยกัน หลังจากเย็นตัวลง ส่วนโลหะนี้จะค่อย ๆ แข็งตัวและสร้างเป็นแนวเชื่อม

ประเภทของการเชื่อมต่อด้วยการเชื่อม:

• การเชื่อมด้วยการอาร์กไฟฟ้าแบบมือ (Manual Electric Arc Welding)
• การเชื่อมด้วยการอาร์กไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ (Automatic Electric Arc Welding)
• การเชื่อมแบบกึ่งอัตโนมัติ (Semi-Automatic Welding)
• การเชื่อมด้วยแก๊ส (Gas Welding)

ข้อดีของการเชื่อมต่อด้วยการเชื่อม:

• ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อสูงถึง 100%
• สามารถใช้กับโครงสร้างเหล็กที่ซับซ้อนได้
• เสียงรบกวนต่ำ
• ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย
• มีน้ำหนักเบา

ข้อเสียของการเชื่อมต่อด้วยการเชื่อม:

• มีความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนรูปของโครงสร้างเหล็ก เนื่องจากมีการเกิดความร้อนตอนเชื่อม
• รอยเชื่อมมีโอกาสแตกและหักได้
• การเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมต้องการช่างที่มีฝีมือแม่นยำ
• ยากที่จะทำการตรวจสอบคุณภาพของรอยเชื่อม
• โลหะฐานอาจเกิดการล้าใต้จุดเชื่อม

2. การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว (Bolt connections)

การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวในโครงสร้างเหล็กเป็นที่นิยมมาเป็นเวลานาน โดยมีการยึดส่วนประกอบสองส่วนเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียวและน็อต การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวสามารถประกอบหรือถอดประกอบได้ง่าย ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบและบำรุงรักษาได้ง่าย สามารถใช้กับส่วนประกอบที่ได้รับแรงดึง, แรงเฉือน, หรือทั้งสองอย่าง

การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวแบ่งออกเป็น 3 ประเภท:

1. การเชื่อมต่อศูนย์กลาง (Concentric connections)

2. การเชื่อมต่อนอกศูนย์ (Eccentric connections)

3. การเชื่อมต่อทนต่อแรงบิด (Moment resisting connections)

จากประเภทของแรง การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวแบ่งออกเป็น 3 ประเภท:

1. การเชื่อมต่อแรงเฉือน (Shear connections)

2. การเชื่อมต่อแรงดึง (Tension connections)

3. การเชื่อมต่อแรงเฉือนรวมกับแรงดึง (Combined tension shear connection)

จากกลไกแรง การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวแบ่งออกเป็น 2 ประเภท:

1. การเชื่อมต่อแบบทนแรงแบก (Bearing-type connections)

2. การเชื่อมต่อแบบทนแรงเสียดทาน (Friction-type connections)

ข้อดีของการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว:

• กระบวนการประกอบโครงสร้างทำได้รวดเร็ว
• ไม่อาศัยช่างที่มีฝีมือสูง
• ไม่สร้างเสียงรบกวนมากนักในระหว่างการดำเนินการ
• โครงสร้างสามารถใช้งานได้ทันทีหลังจากทำการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว
• สามารถจัดวางและเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบโครงสร้างได้หากจำเป็น

ข้อเสียของการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว:

• ต้นทุนวัสดุค่อนข้างสูง
• การเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวมีความทนทานน้อยเนื่องจากพื้นที่เธรดที่ลดลงและมีโอกาสเกิดความเข้มของความเค้น (stress concentration)
• สลักเกลียวสามารถหลวมได้ หากได้รับแรงกระทำจากภายนอก

3. การเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำ (Riveted connections)

การเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำคล้ายกับการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวตรงที่ทั้งสองใช้ส่วนประกอบชนิดหนึ่งในการเชื่อมต่อองค์ประกอบต่าง ๆ เข้าด้วยกัน เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการวางหมุดย้ำในช่องของส่วนประกอบที่ต้องการเชื่อมต่อและยึดปลายของหมุดย้ำเพื่อให้ส่วนประกอบยังคงอยู่ แต่การเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำเป็นวิธีที่เก่าและใช้น้อยในปัจจุบัน

หมุดย้ำแบ่งออกเป็น 4 ประเภท

1. Hot-driven rivets

2. Shop rivets

3. Field rivets

4. Cold-driven rivets

ข้อดีของการเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำ

• การเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำมีความทนทานมาก
• ความทนทานของการเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำสูง ทำให้เหมาะสำหรับโครงการขนาดใหญ่

ข้อเสียของการเชื่อมต่อด้วยหมุดย้ำ:

• สร้างเสียงรบกวนมากในระหว่างการติดตั้ง
• จำเป็นต้องใช้ช่างฝีมือสูงในการตรวจสอบคุณภาพของการเชื่อมต่อ
• กระบวนการติดตั้งและถอดประกอบใช้เวลานานและค่าใช้จ่ายสูง

สรุป

ข้างต้นเป็นข้อมูลเกี่ยวกับประเภทต่าง ๆ ของการเชื่อมต่อในโครงสร้างเหล็กและข้อดีข้อเสียของแต่ละประเภท หากลูกค้าต้องการโซลูชันที่ครอบคลุมสำหรับอาคารเหล็กสำเร็จรูปและโครงสร้างเหล็ก โปรดติดต่อเปปสตีลทางอีเมล [email protected] หรือหมายเลขโทรศัพท์ (+66)02 258 4639-41 เพื่อขอคำปรึกษาทันที