ก่อนที่จะพูดถึงเรื่องการปรับลดน้ำหนักบรรทุกจรบนหลังคา ผมก็อยากจะขอพูดถึงชนิดของน้ำหนักบรรทุกจรก่อนนะครับ ซึ่งใน Metal Building Systems Manual 2012 (MBMA2012) ได้ให้คำจำกัดความที่แตกต่างกัน ซึ่งการนำไปใช้งานในการออกแบบโครงสร้างหลังคาก็แตกต่างกันด้วยครับ โดย Load ทั้ง 2 ชนิดที่ว่านั้น คือ
.
1. น้ำหนักบรรทุกจร (Live Load) ซึ่งในที่นี้ คือ น้ำหนักที่เกิดขึ้นจากการใช้งานอาคาร หรือโครงสร้างอื่นๆ ที่ไม่รวมไปถึงน้ำหนักบรรทุกจากงานก่อสร้างและสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำหนักบรรทุกจากลม น้ำหนักบรรทุกจากน้ำฝน น้ำหนักบรรทุกจากแผ่นดินไหว น้ำหนักบรรทุกจากน้ำท่วม หรือน้ำหนักบรรทุกคงที่ อ้างอิงบทบัญญัติอาคารนานาชาติ (International Building Code ปี 2012)
2. น้ำหนักบรรทุกจรบนหลังคา (Roof Live Load) คือ น้ำหนักบรรทุกบนหลังคาที่เกิดขึ้น (1) ระหว่างการการบำรุงรักษาโดยคนงาน อุปกรณ์ และวัสดุ (2) ระหว่างอายุการใช้งานของอาคารโดยวัตถุที่สามารถเคลื่อนที่ได้ เช่น กระถางต้นไม้ หรืออุปกรณ์ตกแต่งขนาดเล็กอื่นๆที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับลักษณะการใช้งานอาคาร (3) โดยการใช้งานของหลังคา เช่น การทำสวนบนชั้นดาดฟ้าหรือใช้งานเป็นจุดรวมพล
โดย การกระจายแรงจากน้ำหนักบรรทุกบนหลังคาชนิดแผ่สม่ำเสมอที่น้อยที่สุดที่จะสามารถใช้ได้กับหลังคาประเภท
1. หลังคาทรงแบนทั่วไป (Ordinary flat roof)
2. หลังคาลาด (Pitched roof)
3. หลังคาดัดโค้ง (Curved roof)
4. หลังคากันสาด (Canopy)
5. รวมไปถึงหลังคาที่เป็นผ้าที่ถูกรองรับด้วย skeleton structure
.
การปรับลดน้ำหนักบรรทุกจรบนหลังคาจะขึ้นอยู่กับความลาดชัน และความกว้างของพื้นที่ของหลังคานะครับ ยิ่งหลังคามีความลาดชันและพื้นที่มากๆ ก็จะทำให้สามารถใช้น้ำหนักบรรทุกในการออกแบบที่น้อยลงไปตามลำดับนะครับ ซึ่งค่าน้ำหนักที่น้อยที่สุดที่สามารถนำไปปรับใช้ก็จะมีค่าเท่ากับ 58 kg/m2 (12 psf) โดย MBMA2012 ได้ทำการสรุปไว้ดังในรูปที่ 2
.
ตัวอย่างสำหรับการคำนวณ (รูปที่ 3)
– อาคารที่มีความยาว 100 ฟุต ที่มีเสา 5 ต้น @ 20 ฟุต
– ชนิดของ frame เป็นแบบ 4 spans @ 25 ฟุต
– ความชัน 1:12
– ระยะห่างแป 5 ฟุต
.
Uniform roof live load ที่กระทำกับแป
– พื้นที่รับน้ำหนัก = 5’ x 20’ = 100 sq ft < 200 sq ft
– น้ำหนักบรรทุกจรบนหลังคาที่ใช้จากตารางในรูปที่ 1 = 20 psf
– Uniform roof live load ที่กระทำ = 20 psf x 5’ = 100 plf (ปอนด์/ฟุต)
.
น้ำหนักที่กระทำกับตัว frame
– พื้นที่รับน้ำหนัก (ต่อ 1 bay) = 25’ x 20’ = 500 sq ft < 600 sq ft
– จากตารางเราจะต้องใช้น้ำหนักบรรทุกจรบนหลังคา = 20(1.2 – 0.001(500)) = 14 psf
– Uniform roof live load ที่กระทำกับตัว frame = 14 psf x 20’ = 280 plf (ปอนด์/ฟุต)
.
ซึ่งการนำ load ที่มีการปรับลดไปใช้จะต้องนำไปพิจารณาการวางน้ำหนักที่ทำให้เกิดน้ำหนักสูงสุดนะครับ ซึ่งการวางน้ำหนักจะมี 2 แบบด้วยกัน (ในรูปที่ 4) คือ
1. แบบช่วงเว้นช่วง (Alternate span loading)
2. แบบช่วงติดกัน (Adjacent span loading)
แหล่งที่มา : SSI Airepeb-ifactory
