โครงสร้างคาน

โครงสร้างคาน จำเป็นแค่ไหน และ ดีอย่างไร ?

1. ความหมายและบทบาทของคานในโครงสร้าง

คาน (Beam) เป็นโครงสร้างแนวนอนที่ทำหน้าที่รับน้ำหนักจากพื้น ผนัง หรือหลังคา และถ่ายน้ำหนักลงสู่เสา คานเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของโครงสร้าง เพราะช่วยให้โครงสร้างมีความแข็งแรง ทนทาน และมั่นคง

2. ประเภทของคานในงานก่อสร้าง

2.1) แบ่งตามวัสดุที่ใช้

•           คานคอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete Beam) – ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาคารทั่วไป เพราะมีความแข็งแรงและทนทาน

•           คานเหล็ก (Steel Beam) – นิยมใช้ในอาคารขนาดใหญ่ โรงงาน และโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรงสูง

•           คานไม้ (Timber Beam) – ใช้ในบ้านไม้ หรือโครงสร้างที่ต้องการความสวยงามแบบธรรมชาติ

•           คานคอมโพสิต (Composite Beam) – เป็นคานที่ผสมวัสดุ เช่น คานเหล็กที่หุ้มด้วยคอนกรีต

2.2) แบ่งตามรูปแบบการรับแรง

•           คานเรียบ (Simply Supported Beam) – มีจุดรองรับที่ปลายทั้งสองด้าน พบมากในอาคารทั่วไป

•           คานต่อเนื่อง (Continuous Beam) – คานที่มีจุดรองรับมากกว่าสองจุด ช่วยลดแรงดัดและเพิ่มความแข็งแรง

•           คานยื่น (Cantilever Beam) – คานที่รองรับเพียงด้านเดียว และอีกด้านยื่นออกไป เช่น กันสาด

•           คานสองช่วง (Fixed Beam) – คานที่ถูกตรึงแน่นทั้งสองด้าน ทำให้เกิดแรงดัดต่ำและแข็งแรงมาก

3. หลักการออกแบบคานที่ดี มีปัจจัยที่ต้องพิจารณาดังนี้

3.1  ขนาดและสัดส่วนของคาน – คานต้องมีความกว้างและความลึกที่เหมาะสมกับภาระที่รองรับ

3.2 วัสดุที่ใช้ – ต้องเลือกวัสดุที่แข็งแรงและเหมาะสมกับโครงสร้าง

3.3 การเสริมเหล็ก (ในกรณีคานคอนกรีตเสริมเหล็ก) – ต้องมีเหล็กเสริมที่เหมาะสมกับแรงดัดที่เกิดขึ้น

3.4 น้ำหนักบรรทุกที่รองรับ – คานต้องรับน้ำหนักจากพื้น ผนัง เฟอร์นิเจอร์ และผู้ใช้งาน

3.5 ระยะคาน (Span Length) – ยิ่งคานยาวมากเท่าไร จะต้องออกแบบให้แข็งแรงขึ้น

3.6 แรงเฉือนและแรงดัด (Shear and Bending Forces) – ต้องคำนวณให้คานรับแรงได้โดยไม่เสียรูป

4. ข้อดีและข้อเสียของคานแต่ละประเภท

✅ ข้อดีของคานคอนกรีตเสริมเหล็ก

•           ทนทานต่อแรงอัดสูง

•           มีอายุการใช้งานยาวนาน

•           ไม่ติดไฟ

❌ ข้อเสียของคานคอนกรีตเสริมเหล็ก

•           มีน้ำหนักมาก

•           ใช้เวลาในการก่อสร้างและต้องรอคอนกรีตเซ็ตตัว

✅ ข้อดีของคานเหล็ก

•           น้ำหนักเบากว่าคานคอนกรีต

•           สามารถติดตั้งได้รวดเร็ว

•           เหมาะสำหรับอาคารที่ต้องการระยะคานยาว

❌ ข้อเสียของคานเหล็ก

•           ต้องป้องกันสนิม

•           ไม่ทนไฟ ต้องมีฉนวนกันไฟหุ้ม

✅ ข้อดีของคานไม้

•           มีความยืดหยุ่นสูง

•           ให้ความสวยงามแบบธรรมชาติ

❌ ข้อเสียของคานไม้

•           ไม่ทนปลวกและเชื้อรา

•           รับน้ำหนักได้น้อยกว่าวัสดุอื่น

5. สรุปและข้อควรระวัง

คานเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงสร้างที่ต้องออกแบบให้เหมาะสมกับการใช้งาน การเลือกวัสดุ ขนาด และรูปแบบคานที่ถูกต้องจะช่วยให้โครงสร้างมีความแข็งแรง ทนทาน และปลอดภัยในระยะยาว

ปดิยุทธ