วิธีคิดก็ประหยัดค่าก่อสร้างได้ถึง67%ทำอย่างไรจึงจะออกแบบได้ประหยัด

แค่เปลี่ยนวิธีคิดก็ประหยัดค่าก่อสร้างได้ถึง67%     (English Version on lower half)

วิศวกรรุ่นน้องคนหนึ่งมาหา บอกว่ามีงานออกแบบสนามกีฬาประกอบด้วยอัฒจันทร์ และหลังคาสแปน 45 เมตร ซึ่งวิศวกรคนเดิมออกแบบโครงหลังคา ไม่ประหยัด เลยเอาไปให้วิศวกรอีกคนดู ซึ่งคนใหม่บอกว่า ไม่สามารถลดได้อีกแล้ว จึงมาหาผู้เขียนดูว่า จะสามารถแก้ไขให้ประหยัดลงได้ไหม

แบบ เป็นสนามกีฬา มีหลังคาคลุม สแปน 45 เมตร ระยะเบย์ 6 เมตรโดยใช้สมมติฐานว่าเป็น simple beam เหล็กตามยาว ใช้ท่อขนาด190.7มม.(7.5")depth ระหว่างท่อบนและล่างประมาณ 2 เมตร ถักด้วยท่อขนาด 139.8 มม.(5"  )แนวกลาง และข้าง มีทรัสยันระหว่างจันทัน รวมเป็นห้าแนว และมีเหล็กไขว้ระหว่างจันทันช่องเว้นช่องขนาดเหล็กไขว้ 16 มม.    ระหว่างแป มีเหล็ก sagrod 12 มม.ทุกตัว

 ได้แก้ไขแบบให้ใหม่ ออกแบบใช้โครงสร้างของ arch  ซึ่งโมเมนต์ไดอะแกรม จะเหมือนกับรูปพาราโบลา และคล้ายกับตัวโครงสร้างหลังคา ลองนึกถึงคันธนู ตัวคันคือจันทันหลังคา ตัวสายคือเหล็กดึง ซึ่งของเดิมออกแบบเป็นคันธนู แต่ไม่มีสาย ดังนั้น ตัวคันธนูจึงต้องใหญ่มาก เพื่อรับแรงทั้งหลายที่กระทำ  ซึ่งแบบเดิม คิดแต่น้ำหนักของหลังคา ไม่ได้คิดแรงลมที่กระทำด้านข้าง และแรงถีบของหลังคา เมื่อรับน้ำหนัก จะมีแรงยันหัวเสา ซึ่งมีค่าประมาณ15ตัน แรงลมอีกประมาณ 3ตัน ที่ผลักหัวเสา แต่เสา ไม่ได้ออกแบบให้รับแรงถีบของหลังคา และแรงลม ดูได้จากวิธีการเสริมเหล็ก แม้จะเป็นเสาแบน แต่เหล็กเสริมด้านข้างส่วนใหญ่ แทนที่จะเป็นหน้าหลังเหมือนคาน

       แบบใหม่ ยกเลิกทรัสที่ใช้ยันระหว่างจันทัน ออกไปสามแนว เหลือแต่แนวที่ยันตรงตำแหน่งหัวเสา ทั้งขนาดของจันทัน และทรัสที่เป็นอะเส มีขนาดความลึกลดลง เหลือเพียง 1 เมตร จันทันออกแบบให้เป็นรูปกล่อง กว้าง 0.40 เมตร ตรงมุมเป็นท่อ ขนาด 50x3.2 (2") คือเวลามองรูปตัด จะเห็นเป็นสี่เส้นที่มุม ทั้งนี้เพื่อให้สามารถรับแรงด้านข้างได้ มิฉะนั้น  อัตราส่วนความกว้างต่อความสูงจะน้อยมากจะทำให้เกิดการพลิก หรือพับ(buckling)  เมื่อรับแรง หรือเมื่อยก จันทันที่ยาวขนาดนี้ อาจเสียหายได้ การที่ยกเลิกทรัสที่ยันด้านข้างของจันทันออกไป 3 ตัว เนื่องจากเห็นว่า ไม่มีความจำเป็น เพราะแรงกระทำด้านข้าง เหล็กแป เป็นตัวรับอยู่แล้ว  เหล็กsagrod ยกเลิกด้วยเช่นกัน เนื่องจากหลังคา เป็นหลังคาเหล็ก ตัวมันเป็นsagrodอยู่แล้วไม่จำเป็นต้องใส่เพิ่มให้เปลืองไปเปล่าๆ  ขนาดของเหล็กไขว้ คิดจากแรงลมที่กระทำด้านหัวท้ายโรง แล้วถ่ายแรงเข้าหาตามแนวเหล็กที่ดึง ซึ่งขนาดเหล็กลดลงได้มากกว่าของเดิม ซึ่งใส่แบบไม่ได้คำนวณ

เมื่อนำแบบโครงหลังคา เก่าและแบบใหม่มาคิดราคาอีกครั้ง ในราคาที่ผู้รับเหมาทั่วไปคิด ซึ่งรวมค่าวัสดุ ค่าแรง ค่าดำเนินการภาษี ปรากฎว่าลดไปได้ ถึง67% ประมาณ 3 ล้านบาท ยังไม่ได้คิดส่วนอัฒจรรย์ ซึ่งแบบเดิมออกแบบส่วนที่นั่งเป็นพื้น ซึ่งสามารถออกแบบให้ประหยัดได้ โดยการใช้ส่วนตั้งของแต่ละชั้นที่นั่ง ให้คิดว่าเป็นคาน แต่แบบ คิดเป็นพื้น โดยทิ้งประโยชน์ส่วนตั้งของพื้นไป ทำให้ออกแบบแพงขึ้น ซึ่งจะนำมาเขียนเป็นบทความในภายหลัง

จะเห็นได้ว่า การที่จะประหยัด ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการประมูล ซึ่งอย่างเก่งก็ต่างกันไม่เกิน10%  แต่การเข้าใจหลักการคิด และการตั้งสมมติฐานที่ถูกต้องต่างหาก ที่จะลดราคาได้มากถึงขนาดนี้ และเจ้าของโครงการ มักมองข้าม ชอบแต่ที่จะดูใครเสนอราคาค่าออกแบบได้ถูกกว่า แต่ไม่รู้ว่า ส่วนที่จะสิ้นเปลืองและเสียหายมากกว่าค่าออกแบบหลายร้อยเท่า คือส่วนงานออกแบบที่ไม่เข้าใจหลักเกณฑ์  และจากประสบการณ์ในการรับแบบมาเพื่อการประมูลพบกว่า กว่าครึ่ง เป็นแบบที่สิ้นเปลืองมาก และไม่แข็งแรง และอันตราย เช่นไม่คิดแรงลม ตัวอย่าง เสาด้านข้างโรง อยู่บนเข็มต้นเดียว ซึ่งไม่ต่างอะไรกับเอาดินสอจุ้มดินน้ำมันตั้งบนโต๊ะ  ตัวอย่างงานที่ไม่ประหยัด เช่น งานโกดัง สินค้าไม่สำคัญเช่น เศษเหล็ก เศษกระดาษ ออกแบบพื้นให้ใช้เข็มรับ ในที่ดินแข็ง ซึ่งรับแรงได้มากกว่า แรงจากการตอกเข็ม และตัวอย่างงานที่มีปัญหายากต่อการแก้ไข เช่น งานโชว์รูม ที่พื้นอาคารควรตอกเข็มรับ หรือวางบนคาน กลับไม่ตอกเข็มรับ หรือไม่อยู่บนคาน แต่วางอยู่บนดิน ทำให้พื้นทรุดเป็นแอ่งในภายหลัง ซึ่งยากต่อการแก้ไข  เช่นนี้เป็นต้น

ท่านที่สนใจบทความอื่นด้านนี้ อ่านได้ที่ www.factory-builder.comสงสัยประการใดหรือปรึกษาโดยไม่คิดมูลค่าได้ที่ ปรีชา 081 622 1531

Only the concept changes, construction cost is 67% reduced

One of my younger engineer friend told me that there was a design of sport stadium with 45 m. roof span to check. The former engineer's design was not economic so he gave this drawing to another engineer to do. The latter engineer said the cost cannot be reduced any more. He came to ask me whether I can do anything save.

The drawing is a stadium with 45 m. roof span.at bay 6 m. each . The assumption of the main roof truss is simple beam. The longitudinal members are 190.7 mm. pipe(7.5") .The depth is about 2 m. , diagonal members are 139.8 mm. pipe(5"). At each side of main trusses are proped with 5 trusses. The cross 15 mm.round bar tierods are between each another main truss spacing. At center of purlins are 12 mm. sagrod placed across the width of the roof.

Try to imagine . The former design was the bow without string so the bow must be large to withstand the moment(bending force). When the bow deflects due to the weight , there will be horizontal force act on column head. The columns were not reinforced to withstand this forces. It was observed by reinforcement in the columns that were at side instead of fore and back . The problem was solved by making the support plate slot holes to let the ends slide.

The drawing was revised. Structure of an arch was used.It moment diagram is like parabola (half moon curve) . and like the arch roof structure. The roof is the bow and the string is tierod which resist this horizontal force, about 15 tons, that act on column head. The moment arm lenght is the length from the center of the bow to the string. The moment arm length of new design is much longer than the former which is only 2 m. depth. ( a longer wrench arm needs less forces to turn the nut).

The side probe trusses were taken off . They are useless structures because when the main truss sway it will sway together. The cross tie bars were used instead. The new main truss was rectangular box section, 0.40 width 1.00 depth with 50x3.2 mm.(2") pipe at each corner. The box section was designed in order to resist side force, either from wind or handling. The mono plane section may cause buckling because the ratio of heigth to width was too large. The sagrods ( steel bar at center of purlin to keep the purlin straigth) across the roof were taken off because the steel roof was sagrod by itself.

When the cost of new design structure was estimated ,it was found that the cost was only 33% of the former design. About 3 m. baht was saved. This was only the roof exclude the step seats . The benefit of the step seats was the depth between each step,the more depth the more moment of inertia(material property to resist bending), the less reinforcement. The former design abandoned the depth of seat by using slab instead , and the depth of seat become load.This was the turning back of a good design.

It is obvious that saving construction cost not depend on bidding, but on the proper design.The difference in bidding is atmost 10% while the design is more than50%. The project owners always inspect only at bidding cost and overlook the skill of engineering designer. They do not realize what the principle of saving cost is. Some owners try to reduce designing fee. They do not know that this leads to less experience engineer hiring too.The unexperienced engineeer can  harm a lot with their ignorance as well if the project owner  lacks of cross check or  review of the design. 

From many cases of our bidding proposals, more than a half of the cases are very extravacant and weak. For example:

Warehouse: using piles on the stiff ground (sandy clay),where the capacity of piles are less than  bearing capacity and no problem of consoldation.

Showroom: avoid piles on ground floor when this will cause diffential settlement in the future.

Factory: Using single pile at side column , the wall cannot stand moment due to  wind force .Most of the design from subprovince administrations authority, the wind forces are always negleted.

This is only a part of misleading to the project owner of  unreasonably employment.  

Interested in other articles, find at http://www.factory-builder.com/index.php?p=fbd_articles&lg=en Any problems : asking without charge at

ทำอย่างไรจึงจะออกแบบได้ประหยัด ทำอย่างไรจึงออกแบบได้ประหยัด การจะออกแบบได้ประหยัด ใช้วิธีการ PDCA คือ plan do check act Plan  การวางแผน         1 อันดับแรก การจะออกแบบได้ประหยัด ต้องมีนิสัยที่ประหยัด คนประหยัดจนเป็นนิสัย เวลาทำงาน ก็จะคิด ว่าทำอย่างไรจึงจะทำให้ประหยัดได้ อันไหนสิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น จับมาทบทวน แก้ไข เวลาออกแบบ ก็ใส่เหล็กเท่าที่คำนวณได้ การวิเคราะห์ ก็ใช้ moment distribution ย้ายสลับ โหลด หาที่โมเมนต์ลบสูงสุด โมเมนต์บวกสูงสุด เลือกใช้โครงสร้างให้ถูกต้องเหมาะสม ใช้โครงสร้างที่โมเมนต์อินเนอร์เชียสูง เพื่อลดปริมาณเหล็ก คนที่นิสัยไม่ประหยัด เวลาออกแบบ ใช้คานสองหรือสามตัวที่ใหญ่สุด ใช้ทั้งอาคาร หาโมเมนต์ลบตัวเดียว แล้วใส่ทั้งเหล็กบนเหล็กล่าง แทนที่จะวิเคราะห์หา ก็ใช้สูตร ซึ่งสูตรก็มีข้อจำกัด ว่า ความต่างของสแปนต้องไม่เกิน 10% เคยตรวจเจอบางคนออกแบบได้ปริมาณเหล็กแล้ว เติมไปดื้อๆอีก 30% โดยไม่มีเหตุผล คนไม่ประหยัดไม่คำนึงถึงความเสียหายที่จะสิ้นเปลืองไปกับการออกแบบที่ไม่รับผิดชอบ คติว่า ตัวเองปลอดภัยไว้ก่อน เจ้าของจะฉิบหายช่างมัน เงินของมัน ไม่ใช่เงินของเรา คนประเภทนี้ พบมามาก การจะแก้นิสัยคนที่ไม่ประหยัด เป็นเรื่องค่อนข้างยาก หากว่าเจ้าตัวมีทัศนคติไปในทางลบ และไม่คิดจะปรับปรุงตนเอง ถืออัตตาของตนเป็นใหญ่ ถ้าหากคนที่มีจิตเมตตา ปรารถนาให้คนอื่นมีความสุข เวลาออกแบบ ก็อยากประหยัดให้ ไม่อยากให้ต้องเอาเงินไปฝังโดยเปล่าประโยชน์ ดังนั้น คนคนนั้น ต้องมีทัศนคติที่ดี เป็นอันดับแรก มีความมุ่งมั่นที่จะออกแบบให้ประหยัด เพื่อเห็นแก่ประโยชน์ของผู้อื่น       2 ต้องเป็นคนที่หมั่นเพียร หาความรู้ เพราะถ้าขาดความรู้เสียแล้ว การออกแบบให้ประหยัดทำได้ยาก เพราะจะเลือกโครงสร้างไม่ถูก เช่นจะเป็น flat slab หรือเป็นคาน และพื้นวาง อย่างไหนราคาถูกกว่า ต้องรู้ พื้นสแปนเท่าไรจึงควรใช้โพสเทนชัน หรือใช้พื้นสำเร็จ ข้อดีข้อเสียแต่ละอย่างเป็นอย่างไร หลังคาดาดฟ้า ถ้าใช้พื้นคอนกรีตสำเร็จ มีปัญหาเรื่องรั่วซึม และแตกร้าว เว้นแต่จะต้องทำกันซึมปิดหน้า อย่างดี บางคน ไม่รู้ว่า การที่ตัวตึกอยู่บนเสาเข็ม แต่พื้นชั้นล่างวางบนดิน จะทำให้พื้นทรุด ก็ยังเห็นออกแบบลักษณะเช่นนี้ เป็นอันมาก อ้างว่าเพื่อความประหยัด แต่จริงๆแล้วเพราะเป็นคนไม่รู้ ไม่ใส่ใจ เพราะถ้าประหยัดจริง ออกแบบหลังคาก็ต้องประหยัด แต่นี่เหล็กโครงหลังคาแทบจะเป็นโรงเก็บรถ สุดท้ายแล้ว พื้นทรุดเจ้าของก็ต้องมาซ่อม และด่าวิศวกรผู้ออกแบบ คนออกแบบโกดัง ใต้ดินเป็นศิลาแลง แล้วยังใช้เสาเข็ม เลยต้องตัดเสาเข็มกองเป็นพะเนิน บางอย่างเป็นความรู้พิเศษ เช่นบริเวณห้วยขวาง ดินจะลึกเป็นพิเศษ จะมาออกแบบ ความยาวเข็ม21 เมตร เหมือนบริเวณอื่น ต้องปวดหัวแน่ บางบริเวณ เช่นดำเนินสะดวก ชั้นดินแข็งเป็์นเหมือนลูกคลื่น ห่างกันไม่กี่เมตร ใช้ความยาวเสาเข็มต่างกันถึง 4 เมตร ก็มี ความรู้จากหน้างานก็สำคัญ เพราะตำราจะไม่มีทางที่จะเขียนครอบคลุมไปได้หมด บางอย่างก็อาศัยประสบการณ์แล้วประยุกต์ต่ออกไป เคยเห็นวิศวกรจบใหม่เขียนถามในเว็บนี้ว่า ควรเลือกทำงานคุมงานหรือออกแบบก่อนดี อยากบอกว่า การทำงานออกแบบ เป็นการสั่งให้เขาทำ แต่การคุมงาน เป็นการทำตามที่เขาสั่ง คนจบใหม่ ยังไม่มีความรู้และประสบการณ์อะไร ถ้าออกแบบจะเอาอะไรไปสั่งเขา ตำราที่เรียนมา ใช้ได้ครึ่งเดียวเท่านั้น และปัญหาที่ผู้รับเหมาแทบทุกรายเจอกัน ด้วยความเบื่อหน่ายคือเจอวิศวกรที่ไม่ค่อยจะรู้เรื่อง แล้วไปสั่งเขาทำอย่างนั้น อย่างนี้ วิศวกรต้องผ่านงานมาอย่างน้อย 5 ปี จึงรู้ปัญหา และพอที่จะออกแบบได้ พวกจบใหม่พอให้ไปออกแบบ โปรเจ็คปวดหัวไปตามกัน เอาโครงสร้างเป็นโหลด เอาโหลดเป็นโครงสร้าง ไม่เช็ค shear ไม่เช็คdeflectionใส่เหล็กผิด ใส่เหล็กกลับทาง อย่าว่าแต่คนจบใหม่เลย แม้แต่แบบที่วุฒิวิศวกรเซ็นต์ในแบบ ยังมีใส่เหล็กกลับทาง และใส่เหล็กมาก ขนาดว่าลดเหล็กอย่างเดียวยังได้ถึง 10% ของราคาค่าก่อสร้าง คิดดูว่ามากแค่ไหน ผู้เขียนเอามาเป็นกระทู้เพื่อการศึกษา บางท่านอาจเคยผ่านตา เคยสอบวิศวกรประสบการณ์ 10 ปี ที่มาสมัครงาน เอาแบบที่เคยทักท้วงเจ้าของงานถึง3 หน้ากระดาษพิมพ์ ให้เป็นข้อสอบ วิจารณ์ว่า แบบที่ให้ดูนี้ มีอะไรผิด และควรปรับปรุงแก้ไขอย่างไร ปรากฎว่า ผู้เข้าสอบรายนั้นส่งคำตอบเป็นกระดาษเปล่า มีรายหนึ่ง สมัครเป็นช่างสำรวจ ถามคำถามว่า ถ้ากล้องระดับมีerror เราจะรู้และแก้ไขได้อย่างไร ตอบไม่ได้ นี่ถือว่าเป็นความรู้ที่จำเป็น ที่คนทำงานหน้าที่นี้จำเป็นต้องรู้ ความรู้ซึ่งเป็นประสบการณ์จากการออกแบบจริงๆ เป็นเรื่องที่ค่อนข้างจะยากที่ไปหา เราจะพบได้แต่แบบ แต่ไม่อาจหารายการคำนวณได้ ถ้าคนที่ไม่ได้มีชื่อเสียงด้านวิศวกรรม เราจะรู้ได้อย่างไรว่าถูกต้อง ผลงานออกแบบไม่ใช่จะไปหาซื้อมาอ่านได้เหมือนอย่างทางด้านการตลาด ซึ่งมีบทความมากมายให้อ่าน ทางด้านกฎหมาย ก็มีคำตัดสินของศาลฎีกามาเป็นบรรทัดฐานในการยึดถือ อีกอย่างหนึ่ง ไม่มีการควบคุมไปตามระดับชั้น เว้นแต่ว่า คนนั้นไปทำงานในหน่วยงานราชการ หรืองานออกแบบเอกชน งานออกแบบของราชการ ยิ่งเอามาเป็นครูไม่ได้ใหญ่ เพราะส่วนใหญ่จะออกแบบค่อนข้างน่าเกลียด ใหญ่โตเกินความจำเป็นแทบทุกราย อย่างนี้แล้วน่าจะมีกฎหมายควบคุม เหมือนกฎหมายด้านการประหยัดพลังงาน        3. ต้องเป็นคนช่างสังเกต และเรียนรู้ พอเห็นแบบ ต้องเห็นล่วงหน้าว่า จะดูตรงไหน ต้องเห็นจุดที่จะเกิดปัญหาล่วงหน้า จึงจะตรวจสอบได้เร็ว ยกตัวอย่างเช่น พอเห็นบันไดท้องแบน สแปน 5 ม. ต้องเห็นแล้วว่า ปัญหาคือเหล็กแน่น เปลือง คอนกรีตรับแรงอัด รับเกินกำลังที่ออกแบบ ตรวจดูตรงจุดหัก ว่าเสริมเหล็กถูกต้องไหม แนวเหล็กไปทำให้เกิดแรงที่ผิวคอนกรีตหรือเปล่า คานที่สแปนยาว ก็ต้องนึกถึงว่าตัวที่จะเกิดปัญหาคือการแอ่น ตรงคานที่รับคานฝาก จุดที่ต้องตรวจคือแรงเฉือน เช่นนี้แล้ว เราจะตรวจแบบได้เร็ว อ่านแบบชั่วโมงเดียว ก็จะสามารถบอกปัญหาได้เกือบหมด  วิศวกรที่ประหยัด จะต้องตั้งคำถามในใจตลอดเวลาว่า แบบอย่างนี้ จะปรับปรุงให้ดีขึ้นได้ไหม ถ้าในวิชาวิศวกรรมอุตสาหการ หลักการของญี่ปุ่น เรียก po ka yo ke ให้ทุกคนมีส่วนร่วมในการปรับปรุงพัฒนาผลิตภัณฑ์ ไม่ต้องแก้มากมาย แค่จุดละเล็กน้อย ปรับปรุงตลอดทุกจุด จากตัวอย่างในรูป ที่ sagrod วางสลับซ้ายขวา ถ้าคนที่ช่างคิด ต้องรู้ว่า รับแรงอะไรไม่ได้ เห็นออกแบบเป็นรูปฟันปลา เช่นจากขอบบนของแปตัวหนึ่ง ไปยึดกับของล่างของแปอีกตัว ถ้าคิดไตร่ตรองให้ดี ก็เหมือนกันอีก คือรับแรงไม่ได้ ก็แค่เอาเหล็กแบบพาดยาวตลอดแค่นี้ทำไมคิดกันไม่ได้ก็ไม่รู้ อีกอันคือ gusset plate เวลาเราคำนวณเหล็กทแยง ที่จะยึดเหล็กตามยาว คำนวณรอยเชื่อม ยาวไม่เกิน 5 ซม. ข้างหนึ่งเชื่อมประมาณ 3ซม. อีกข้างประมาณ 2 ซม. แล้วทำไมต้องมีgusset plate ความกว้างของเหล็กตามยาว พออยู่แล้ว เสาเข็มรับถังบำบัดน้ำเสีย ก็เช่นกัน ถ้าเราคิดตาม เราจะเห็นว่า มันไม่ได้รับอะไร เสียของเปล่า เราเห็นแคตาล็อกมีเข็ม เราไม่คิดตาม ก็เลยคิดว่าต้องใช้เข็ม จะเห็นว่า ถ้าช่างคิด ช่างสังเกต เราก็จะออกแบบได้ประหยัด ลดในส่วนที่ไม่จำเป็นลงได้มาก      4. หัดหมั่นแลกเปลี่ยนประสบการณ์กับวิศวกร หรือช่าง รายอื่น จะทำให้ได้แนววิธีการคิด หรือมุมมองต่างกันออกไป บางทีช่างที่ทำงานอาจมีความคิดอะไรดีๆก็ได้ ไม่จำเป็นว่าจะต้องเป็นวิศวกรจึงจะแก้ปัญหาได้ ช่างอยู่กับหน้างานตลอดเวลา จุดที่เขาทำงานอยู่ อาจทำให้เขามีวิธีการในการแก้ปัญหา      5. ต้องศึกษา กฎหมายควบคุมอาคาร เทศบัญญัติ หรือกฎหมายอื่นที่เกี่ยวข้อง เพื่อว่าเมื่อออกแบบแล้วจะได้ไม่ต้องมาแก้ไข ทำให้เปลืองแรงงาน โดยไม่จำเป็น ผู้ออกแบบ ต้องคิดถึงวิธีการที่ประหยัดแรงงานในการทำงานด้วย      6. ในการรับงาน ศึกษาความต้องการอย่างแท้จริงของเจ้าของ เพื่อจะได้ออกแบบให้ตรงตามความต้องการของเจ้าของงาน ดังตามตัวอย่าง กรณีศึกษา โรงเก็บวัสดุ ที่รับน้ำหนัก 3 ตัน/ตร.ม. พอวิศวกรได้ข้อมูลว่า พื้นรับน้ำหนัก 3 ตัน/ตร.ม. จะต้องออกแบบให้ตอกเข็มรับ เหตุใดไม่ตั้งคำถามว่า จำเป็นต้องตอกเข็มหรือไม่ ความแตกต่างระหว่างการตอกเสาเข็มรับ กับการไม่ตอก ผลจะเป็นอย่างไร โดยทั่วไป พื้นก็รับน้ำหนักได้ไม่น้อยกว่า 5 ตัน/ตร.ม. อ ยู่แล้ว แต่ดินที่เป็นดินเหนียว จะมีการทรุดตัว เนื่องจากconsolidation ซึ่งเกิดจากการที่น้ำในดินเหนียวซึมออก ถ้าเป็นทราย เช่นแถวชลบุรี ซึ่งพื้นดิน รับน้ำหนักได้ไม่น้อยกว่า10ตัน/ตร.ม. ก็ไม่จำเป็นต้องตอกเสาเข็ม กรณีที่เป็นดินเหนียว คงต้องตั้งคำถามต่อว่า การไม่ตอกเสาเข็ม แล้วจะเกิดปัญหาหรือไม่ กรณีที่เป็นโกดัง พื้นทรุดไปบ้าง ไม่ได้ก่อให้เกิดความเสียหายแก่สินค้า แล้วจะตอกเข็มไปเพื่ออะไร มีบางราย ตอกเสาเข็มรับตัวอาคาร ส่วนพื้นไม่ตอกเสาเข็มรับ โดยไม่มองปัญหาว่า อาคารเป็นอาคารโชว์รูม ถ้าพื้นทรุดจะเป็นภาพที่น่าเกลียด การซ่อมก็ยาก นี่ก็จำเป็นต้องตอกเข็มทั้งหมด แต่วิศวกรกลับตอกเข็มรับเฉพาะชั้นสอง ชั้นล่างวางบนดิน เช่นนี้เกิดปัญหาแน่นอน DO      PDCA หมายถึง Plan การวางแผน Do ทำ Check ตรวจสอบ และAct ปรับปรุงแก้ไข เป็นหลักการทำงานของศาตราจารย์เดมมิ่ง การทำ PDCA ไม่ใช่ว่าทำครั้งเดียวเลิก แต่เป็นการทำทุกขั้นตอน เช่น โครงการหนึ่ง มีงาน 1,2,3,4งาน 1 มีงานย่อย 1.1, 1.2 1.3 และงาน 1.1 มีงานย่อย 1.1.1, 1.1.2……. แต่ละขั้นตอน ก็ทำ PDCA ทุกขั้นตอน รวม และขั้นตอนย่อย เมื่อมีการปรับปรุงแล้ว ก็ไม่ใช่อยู่กับที่ เราต้องคิดว่า จะพัฒนาอะไรให้ดีขึ้นอีก ตัวอย่างเช่นเดิมเคยออกแบบโครงหลังคา แบบเหล็กฉาก หันหลักชนกัน เวลาไปตรวจงาน เห็นช่างเชื่อมบ่นว่า เวลายก ก็อ่อน เวลาขึ้นไปเชื่อม ก็แกว่งไปมา ทำงานไม่สะดวก ก็ต้องคิดปรับปรุง ให้มีความแข็งด้านข้าง โดยแก้ไขเหล็กฉากให้หันขาชนกัน ก็ช่วยให้มีความแข็งด้านข้างมากขึ้น เหล็กไขว้ ช่วยไม่ให้แกว่ง เหล็กทรัสส์ตัวที่อยู่กลางอกไก่ พิจารณา ไม่มีประโยชน์ ก็เอาออกเสีย การออกแบบแต่ละครั้ง ก็ไปสำรวจความคิดเห็นของคนทำงาน ไปดูว่าหน้างานมีปัญหาอะไร เราก็แก้ไขให้ดีขึ้น การแก้ไข ไม่มีที่สิ้นสุด วนเวียนไปเรื่อย เหมือนวงล้อที่หมุน และก็พัฒนาไปเรื่อย คุณภาพงานก็ดีขึ้น ประหยัดขึ้น ดีกว่าคนที่ยึดถือแบบเดิมๆ ไม่รู้จักแก้ไข      ในการทำงาน มีสิ่งที่ต้องคำนึง เรื่องความรอบคอบ มองงานว่ามีปัญหาอะไร อย่าคิดว่าคนทำงานรู้เอง ควรอุดช่องโหว่ของความเข้าใจผิด ตรวจสอบให้ละเอียด เพราะผิดแล้วเสียชื่อ ถ้าผู้รับเหมาเอาไปบอกเจ้าของงาน แล้ววิศวกรอธิบายไม่ได้ ทุกวันนี้ พบความบกพร่อง หรือผิดพลาด ทุกงาน เช่น เสาอาคาร บนเสาเข็มเดี่ยว ไม่มีการทุบหัวเสา เพื่อให้เหล็กเชื่อมต่อเนื่องกัน เวลาเสารับโมเมนต์ มีโอกาสที่จะหัก และอีกอย่าง เสาเข็มก็ไม่ใช่ตอกตรงศูนย์ทุกต้น ผู้ออกแบบต้องระวัง      มีเรื่องไม่น่าเชื่อเรื่องหนึ่ง อาคารนิวเวิลด์ที่สิงคโปร์ถล่มลง คนตาย 33 คน วิศวกรได้ตรวจสอบหาสาเหตุต่างๆมากมาย สุดท้ายไปพบว่า อาคารนี้ให้ช่างเขียนแบบคำนวณและรายการคำนวณ มีแต่น้ำหนักจร ไม่มีการคิดน้ำหนักตัวเอง     บางกรณี งานสถาปัตยกรรมผิดพลาด วิศวกรควรจะทักท้วงได้ ไม่ใช่ว่า งานสถาปัตยกรรม วิศวกรไม่ไปดูเลย ยกตัวอย่างมุมเลี้ยวของที่จอดรถยนต์ มีอาคารหลายหลัง ที่ออกแบบที่จอดรถไม่ดีเลย รถเลี้ยวไม่ได้ ต้องถอย เพราะมุมเลี้ยวแคบมาก วิศวกรเห็นต้องบอกเพื่อแก้ไข มิฉะนั้นจะเสียชื่อด้วยกัน สถาปนิกมักชอบถามบ่อยๆเรื่องขนาดคาน ขนาดเสาควรเป็นเท่าไร วิศวกรเอง ก็ควรมีตัวเลขในใจเพื่อกำหนดขนาดเสาเ คาน อีกอย่างคือขนาดหน้าตัดเหล็กเส้น เราต้องจำได้ หรือหาได้ ไม่ใช่ว่า ถ้าขาดตารางเหล็กเส้น แล้วทำงานไม่ได้ตารางเหล็กรูปพรรณอาจจำเป็นต้องใช้ตาราง สูตรการหาพื้นที่ หาปริมาตร หาถพ. หาการแอ่นตัว ถ้าไม่มีหนังสือดู ก็ต้องวิเคราะห์ต่อไปได้        ที่เห็นผิดบ่อยอีกอย่างคือการเสริมเหล็ก เวลาบันไดหักจากแนวเอียง เป็นแนวราบ บางคนเสริมเหล็กตามแนวผิวล่าง โดยไม่มีการปล่อยปลายให้เป็นเหล็กไขว้ เพื่อป้องกันเหล็กดึงผิวเหล็กล่างแตก หลักการออกแบบอีกอย่าง ที่จะทำให้ประหยัด คือการลดโมเมนต์ดัด ยกตัวอย่างเช่น เสา ถ้าทำหูช้างรับเครน โมเมนต์ดัดจากหูช้าง ทำให้ต้องออกแบบหน้าตัดใหญ่ ลองออกแบบให้เป็นเสาคู่ โดยให้รางเครนวิ่งบนยอดเสาต้นหนึ่ง พอเป็นเสาคู่ ในทิศทางนอกในโรง เราใช้เหล็กเหล็กแต่ละตัว ให้โมเมนต์อินเนอร์เชียสูงไปในทิศทางตามยาวของโรง และด้านโมเมนต์อินเนอร์เชียน้อยไในทิศทางตั้งฉากกับโรง เพราะการที่เหล็กวางคู่กัน และถัก เราจะได้โมเมนต์อิเนอร์เชียจากการวางห่างกัน เท่ากับ Ar^2 และอย่าลืมป้องกันการโยก เนื่องจากการที่เครนวิ่ง โดยการเชื่อมเหล็กไขว้ในด้านผนังด้วย ขนาดเหล็ก หาจากโปรเจคชันของแรงเบรกของเครน  กรณีคาน ถ้ายิ่งลึก จะประหยัดกว่า เพราะมีความลึก หรือโมเมนต์อาร์มที่ยาวกว่า ดังนั้น คานที่ผอม ย่อมประหยัดกว่าคานที่อ้วน แต่การกำหนดขนาด ก็มีข้อจำกัด เพราะถ้าอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างเกิน ก็จะกลายเป็นคานลึก ต้องพิจารณาเรื่องการพลิกข้าง ด้วย      มีสะพานลอยสองสะพานเปรียบเทียบกัน ตรงหน้าจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อันหนึ่งตรงหน้าครุศาสตร์ อีกอันอยู่หน้าเตรียมอุดม ทั้งสองเป็นvenderval truss (เหล็กถักวางห่างไม่จรดกัน) มีหลังคาทั้งคู่ ปรากฎว่าอันที่อยู่หน้าคณะวิทยาศาสตร์ เหล็กตามยาว ประมาณ H 200 แต่ที่อยู่หน้าเตรียมอุดมประมาณว่า เป็๋น H600 เข้าใจว่าอันที่อยู่หน้าคณะวิทยาศาสตร์ คิดว่าเป็นtruss โดยคิดหลังคาเป็น upper member ส่วนตัวที่อยู่หน้าเตรียมอุดม ออกแบบเป็นsimple beam แล้วใช้หลังคาเป็น load คิดต่างกัน ทำให้ประหยัดต่างกัน      จันทัน ของโครงหลังคา มักออกแบบไม่ประหยัด เนื่องจากคิดว่า มันคือsimple beam ถ้าคิดว่ามันคือ frame โดยการคาดเหล็กเพื่อรับแรงดึงตามแนวนอน โครงสร้างเปลี่ยน สแปนเดิม เช่น 20 เมตร เมื่อเป็นframe เมมเบอร์บน ที่เอียง สองอัน ก็จะเปลี่ยน จากคานเอียง เป็นเสา สองต้นยันกัน ซึ่งจะมีแรงตามแนวนอน คือแรงที่ยันกัน และแรงดัด จากด้านข้าง สแปนจากเดิม 20 เมตร ก็จะเป็นเสายาว 10/cos15ํ (มุมหลังคา 15 ํ) ประมาณ10.35 เมตรสองต้นยันกันอยู่ เราก็ออกแบบเสารับแรงดัดด้านข้างด้วยสแปนที่สั้นกว่า ส่วนเพิ่มตรงเหล็กรับแรงดึง เล็กน้อยมาก รวมแล้ว จะประหยัดได้เกือบ50%      รูปพาราโบล่า หรืออาช (Arch) มีคุณสมบัติอย่างหนึ่ง คือ มีแรงดัดในตัวเองน้อยมาก สังเกตประตูโค้งแบบโรมัน เขาใช้อิฐเรียงโค้ง และวางก้อนสุดท้ายตรงกลาง wedgestone โดยไม่ต้องเสริมเหล็กเลย จากแนวความคิดนี้ ก็เอามาออกแบบหลังคาโค้ง แต่อย่าลืม มันมีแรงถีบด้านข้างด้วย ต้องมีเหล็กดึงระหว่างขาด้วย เราจะได้โครงหลังคาที่ใช้เหล็กน้อยมาก      โครงสร้างแบบต่างๆ จะมีข้อจำกัด เช่น พื้น ถ้าเกิน 4 เมตรก็จะไม่ประหยัด คาน ไม่ควรเกิน 8 เมตร ถ้าเกิน อาจแก้ไขเป็นคานprestressed หรือถ้ายาวมากๆ ก็ออกแบบเป็นสะพานรับโดยทรัส หรือเป็นสะพานขึง      มีรายหนึ่งออกแบบบันไดทำได้แต่บันไดท้องแบน สแปนยาวถึง 7เมตร ยังออกแบบบันไดแบบท้องแบน ปรากฎว่า ใส่เหล็ก 16 มม. ห่าง 5 ซม. ที่ท้องบันได แต่ไม่ได้ตรวจสอบว่าคอนกรีตรับน้ำหนักได้หรือไม่ ปรากฎว่าcompression stress ของคอนกรีต เกินไปถึง กว่า 3 เท่า อย่างนี้ แค่น้ำหนักตัวเองก็พังแล้ว ตรวจสอบแบบรายหนึ่ง ที่ใช้คานวางบนดิน และตั้งเสาบนคาน ตัวนี้ พบว่า การเสริมเหล็ก เหมือนคานปรกติทั่วไป ซึ่งผิดอย่างแรง ซึ่งที่ถูก ต้องเสริมเหล็ก กลับทางกันเลย เพราะน้ำหนักจร หรือน้ำหนักกระจาย ดันจากข้างล่างดัน เสาที่อยู่ข้างบน      กรณีของน้ำหนักจร ที่ถ่ายลงเสา ชั้นหลังคา หรือดาดฟ้า ชั้นถัดจากหลังคา และสองชั้นถัดจากหลังคาไม่ลดน้ำหนักจร ตั้งแต่ชั้นที่สามจากดาดฟ้า ลดน้ำหนักจรลงชั้นละ 10% จนถึงชั้นที่ 7 จากดาดฟ้า จะลด 50% และคง50% ลงไปตลอด (ขอย้ำว่า น้ำหนักจร ไม่ใช่น้ำหนักทั้งหมด ) เราก็จะได้ประโยชน์จากส่วนนี้ ในการคิดลดน้ำหนักจร ทำให้ออกแบบประหยัดได้อีก      วิศวกร ต้องขยัน และคิดแบบประหยัด มีบางรายมักง่าย ต้นที่รับน้ำหนักน้อย ก็เอาต้นใหญ่มาใส่ จากการตรวจแบบอพาร์ทเมนต์หลังหนึ่ง พบว่า เสาต้นมุม มุมแหลม ประมาณ 30ํ ใช้เสาเข็มรับถึง 7 ต้น แต่เมื่อมาทำรายการคำนวณปรากฎว่า ใช้เพียง 2 ต้น เท่านั้นเอง      คำว่าประหยัด ไม่ได้หมายความว่าต้องน้อยกว่าเสมอไป เช่นกรณีเสาโรงงานที่ออกแบบเสาเข็มต้นเดียวรับผนังโรงงาน โดยไม่คิดแรงลมเลย ไม่ใช่เป็นการประหยัด นั่นเป็นการออกแบบชนิดเสี่ยงตาย CHECK การตรวจสอบ      สมมติว่าเราเป็นผู้ออกแบบ การตรวจสอบมีทั้งก่อนทำงาน ขณะทำงานและหลังจากทำงาน เราใช้หลัก 5W 1H คือ what where when why who และ how      ก่อนออกแบบ สำรวจก่อนว่าสถานที่นั้นอยู่ที่ไหน สภาพเป็นอย่างไร พื้นที่จริง ตรงกับโฉนดหรือไม่ ต้องตรวจสอบ ตรงไหนเป็นบ่อเก่า เพิ่งถม ดินอ่อนมาก ตรงไหนเป็นอาคารเก่า มีฐานรากเดิมอยู่ หรือเปล่า จะต้องโค่นต้นไม้ตรงไหนต้นไหนควรเก็บไว้ ถ้ามีการตอกเสาเข็ม ดูว่า ทางเข้าออกเป็นอย่างไร มีใครอยู่ในบริเวณที่จะมีผลกระทบ ถ้ามีผลกระทบจะทำอย่างไร มีผู้ได้รับผลกระทบจำนวนมากไหม จะเปลี่ยนชนิดของเสาเข็ม จะหาวิธีป้องกัน หรือจะซื้อบ้านให้เขาหลังใหม่ เขาจะฟ้องร้องเราไหม จะทำให้บังลม บังแดดหรือไม่ ฝุ่นจะแก้ไขอย่างไร คำถามเหล่านี้ ต้องเตรียมให้เรียบร้อย และตอบให้ได้ก่อนลงมือออกแบบ เพราะมีผลต่อราคาในการก่อสร้างทั้งนั้น ไม่ใช่เป็นหน้าที่ของสถาปนิกเท่านั้น วิศวกรทุกระบบก็ต้องลงไปดูด้วย มิฉะนั้น จะกลายเป็นต่างคนต่างทำ ไม่ประสานกัน แก้แบบไม่จบไม่สิ้นซึ่งทำให้ต้นทุนการออกแบบสูงโดยไม่จำเป็น      ข้อกำหนดทางกฎหมาย เช่น อยู่ในบริเวณที่ถูกจำกัดความสูง เนื่องจากอยู่ใกล้สนามบิน หรือใกล้สถานที่บางอย่าง จำกัดขนาดพื้นที่ เนื่องจากอยู่ในพื้นที่สีเขียว อยู่ในข้อบังคับของกฎหมายอสังหาริมทรัพย์ กฎหมายเวนคืน เหล่านี้ ต้องรู้      เรื่องระยะห่างเขตที่ดิน ระยะเว้น วิศวกรโครงสร้างควรรู้ด้วย ในกรณีโรงงาน มีว่า โรงงานขนาดไหน ระยะห่างเขตเท่าไร กรณีไหน ต้องขออนุญาตใช้งาน ข้อบังคับของโรงงาน เช่นที่เก็บวัตถุไวไฟ ต้องมีอาคารแยกต่างหาก มีน้ำล้อมรอบ ควรรู้กฎหมายควบคุมโรงงานด้วย เพื่อจะไม่ต้องแก้ไขภายหลัง      กรณีที่จอดรถ ระยะเลี้ยวควรมีรัศมีเท่าไร บางทีวิศวกรออกแบบคานตรงแร้มพ์ พ้นจากพื้น ทำให้รถชนได้ บางคนออกแบบเสาเข้ามาขวางทางเลี้ยว มีที่จอดรถหลายที่ เลี้ยวยากมาก โดยเฉพาะรถปิ๊กอัพ ซึ่งวงเลี้ยวกว้าง ต้องถอย แล้วเลี้ยวใหม่ ซึ่งสร้างความรำคาญให้แก่คนขับรถตามหลัง ควรมีการปรึกษากันระหว่างสถาปนิก และวิศวกรโครงสร้าง ในการกำหนดระยะ และขนาดเสา และส่วนของชั้นบน ถ้ามีการใช้งานแตกต่างจากที่จอดรถ      ทั้งวิศวกร และสถาปนิก ในการออกแบบอาคารหลายชั้น ต้องรู้เรื่องความปลอดภัยในการป้องกันเพลิงไหม้ เช่น มีการกั้นห้องโถงลิฟท์ และบันไดหนีไฟ เพื่อไม่ให้ควันไฟลามขึ้นชั้นบน ช่องบันไดหนีไฟ ถ้าปิด ต้องมีการอัดอากาศเพื่อให้แรงดันเป็นบวก รู้ขนาดของถังเก็บน้ำเพื่อการดับเพลิง มีขนาดเท่าไร ระยะห่างของบันไดหนีไฟแต่ละตัว ระยะห่างของถังดับเพลิงแต่ละจุด ต้องรู้ เพราะต้องระบุในแบบด้วย      ผู้ที่ออกแบบโรงงานในอุตสาหกรรมบางชนิด จะมีข้อบังคับการออกแบบเป็นพิเศษ เช่น อุตสาหกรรมอาหาร ต้องรู้เรื่อง HACCP GMP เพราะถูกบังคับในการออกแบบ เช่น คานต้องไม่เก้บฝุ่น ยอดคานต้องไม่เป็นแนวราบ ต้องเฉียง รอยชนพื้นกับผนัง ต้องเป็นมุมมน โครงหลังคา ต้องไม่เก็บฝุ่น ห้องน้ำกับจุดทำงาน ต้องมีการป้องกันการปนเปื้อน ต้องมีห้องเปลี่ยนเสื้อผ้า ทางระบายน้ำ ต้องมีการกั้นไม่ให้หนูเข้า การเปิดก็อกน้ำ ต้องมีก็อกชนิดไม่ใช้มือเปิด เหล่านี้เป็นต้น      ในอุตสาหกรรมอีเล็คทรอนิคส์ ก็ต้องรู้เรื่องห้องสะอาด รู้วิธีป้องกันฝุ่น ซึ่งอาจต้องจ้างผู้ชำนาญด้านนี้มาช่วยออกแบบด้วย      สิ่งเหล่านี้ ต้องเตรียมล่วงหน้า อันไหนไม่รู้ไม่ชำนาญ ก็ต้องให้ผู้ชำนาญออกแบบ แต่เราก็ต้องรู้ เพราะถ้าเราเป็นผู้ออกแบบหลัก ความรับผิดชอบย่อมตกที่เรา      เคยพบวิศวกรสุขาภิบาล ออกแบบระบบท่อ ปรากฎว่าออกแบบให้ท่อผ่านใต้อาคารซึ่งพื้นติดดิน เช่นนี้ เราผู้รับผิดชอบก็ต้องแก้ไข เพราะการเดินท่อเช่นนี้ ไม่สามารถซ่อมบำรุงได้      ในขั้นตอนการออกแบบต้องรู้โค้ดที่ใช้ออกแบบ เช่น ในกรุงเทพ ใช้เทศบัญญัติ หรือกฎหมายเฉพาะท้องถิ่น เช่นการสร้างอาคารริมทะเล จะมีการกำหนดความสูงอาคาร ตามระยะห่างจากทะเลเช่นนี้เป็นต้น เทศบัญญัติจะกำหนดกำลังคอนกรีต เหล็ก ความสูงของห้อง ระยะห่างเขตที่ดิน ฯลฯ ข้อกำหนดบางอย่างเช่นเรื่องกำลังคอนกรีต ไม่อยากใช้ fc=65 ksc.เพราะต่ำเกินไป แต่จะใช้ fc=108 ksc. โดยการขอผลทดสอบจากคนขายคอนกรีตสำเร็จยื่นแนบรายการคำนวณด้วย      ผู้ที่เป็นวิศวกรโครงสร้างจำเป็นต้องรู้แรงกระทำที่มีต่อโครงสร้าง คิดถึงแรงทุกชนิดที่มากระทำ ประเภทที่ออกแบบโรงงานแล้วไม่คิดแรงลม พวกนี้ไม่เคยตรวจสอบว่าอันตรายแค่ไหน เพราะมองปัญหาไม่ครบถ้วน คิดแค่ว่า มีน้ำหนักจากหลังคาเท่านั้น ไม่ได้คิดว่า มีน้ำฝน มีพายุ ที่มากระทำ กรณีโรงเก็บวัสดุที่เป็นกอง ยังมีแรงจากวัสดุกระทำต่อผนังอีก      การออกแบบที่ประหยัด ต้องคิดถึงวัสดุที่ใช้ เช่นระยะเบย์ ทำไมต้องเป็น 6 เมตร เพราะเหล็กรูปพรรณที่มีขาย ความยาว 6 เมตร บางคนไปออกแบบระยะเบย์ของโรงงาน 5 เมตร คนทำงานหน้างาน ก็ต้องมาตัดเหล็ก เชื่อมเหล็กทำให้สิ้นเปลืองมาก ทำงานก็ยาก ต้องไปต่อแป ตรงจุดนอกแนวจันทัน      สำหรับคาน คนที่ประหยัด จะออกแบบความยาวเหล็กเสริมพิเศษให้ลงตัวกับการตัด เช่น 1.43, 1.67, 2.00, 2.50, 3.33, 5.00 เป็นต้น      การออกแบบ ต้องพยายามให้เกิดโมเมนต์น้อยที่สุด และพยายามให้มีdepth ของคานมากที่สุด เพราะยิ่งdepth คานมาก การเสริมเหล็กก็จะลดลง เสาไม่ทำเป็นหูช้าง แต่ให้รางเครนวิ่งบนยอดเสา ซึ่งผลรวมแม้เป็นเสาคู่แต่ก็ประหยัดกว่าเสาเดี่ยวขนาดใหญ่ ซ้ำยังรับโมเมนต์ดัดได้น้อยกว่าเสาคู่      โครงหลังคา ก็ออกแบบให้เป็นframe แทนที่จะเป็นbeam ซึ่งจะได้ depth ของโครงหลังคา 3-4 เมตร แทนที่จะเป็น แค่ 0.80-1.20 เมตร ทำให้ upper member มีสแปนลดลง      วิศวกรผู้ออกแบบ ต้องรู้จักมองโครงสร้าง และแรงกระทำต่อโครงสร้าง และลดค่าก่อสร้างที่ไม่จำเป็น เคยพบงานโรงงานหนึ่ง เป็นโรงงานทำปลาหมีกแห้ง ตัวพื้นยกสูงจากพื้น ประมาณ 1.5 เมตร วิศวกร ออกแบบให้เสารับพื้นชั้นล่างห่างกัน ประมาณ 7-8 เมตร และตอกเสาเข็มเป็นกลุ่ม ซึ่งเมื่อตรวจสอบแล้ว เปลืองมาก เพราะคานพื้น ต้องยาว ต้องมีความลึกคานมาก เป็นเมตร เสาเข็มเป็นกลุ่มต้องมีขั้นตอนหล่อฐานรากและหล่อเสา ต้องหล่อทีละตอน กว่าจะหล่อคานได้ ได้แก้ไข ให้ตอกเข็มรับไปกับคานเลย ระยะห่างประมาณ 2 เมตรโดยไม่ต้องมี ตอม่อ ทำให้ขนาดคานลดไปครึ่งหนึ่ง ลดค่าก่อสร้างพื้นและตอม่อไปกว่า 40%      มีงานออกแบบอู่บริการรถยนต์ ผู้ออกแบบออกแบบจันทันห่าง 3.50 เมตร เพื่อให้เข้ากับเครื่องยกรถ และแยกที่จอดรถรับบริการที่ไม่ต้องใช้เครื่องยก ใช้ระยะห่างจันทัน 2.50 เมตร ได้แก้ไข ให้รถที่จอด อยู่ข้างที่ยกรถ แล้วใช้ระยะห่างของจันทัน เป็น 6 เมตร โดยส่วนจอดรถข้างที่ยก กว้าง 2.50 เมตร ปรากฎว่าประหยัดไปได้กว่า50%      มีงานศูนย์การค้าแห่งหนึ่ง เจ้าของมาให้ตรวจสอบแบบ พบจุดผิดคือ ผนังชั้นใต้ดิน ซึ่งต้องรับแรงดันดิน ออกแบบให้เหล็กรับโมเมนต์บวก อยู่ด้านนอก แทนที่จะอยู่ด้านใน และผนังยันอยู่ที่เสา แทนที่จะให้ผนังยันกับพื้นชั้นบน ซึ่งทำให้เสาต้องรับทั้งโมเมนต์ และแรงกด ซึ่งในการออกแบบเสาชั้นใต้ดิน ไม่ได้คิดโมเมนต์ที่เกิดจากแรงดันนี้เลย ทำให้ประสิทธิภาพของเสาลดลง พอตรวจสอบการเสริมเหล็กของเสา ปรากฎว่าผู้ออกแบบ ใส่เหล็กเกินมากมาย เฉพาะเหล็กจากเสาอย่างเดียว สามารถลดได้ถึง5 ล้านบาท จากงบประมาณก่อสร้างทั้งอาคาร 40ล้านบาท เคยเอากรณีนี้ มาเป็นกระทู้ในเว็บนี้เพื่อการศึกษา   การตรวจสอบหลังการทำงาน      เมื่อออกแบบเสร็จ ผู้ออกแบบตรวจสอบเองแล้วควรให้อีกคนหนึ่งเป็นผู้ตรวจด้วย เพราะผู้ออกแบบเมื่อตรวจแล้ว อาจไม่พบที่ผิดของตนเอง เพราะความเข้าใจผิดว่าต้องเป็นเช่นนั้น แต่ความจริงไม่ใช่ และหากไม่มีผู้ใดท้วง ผุ้ออกแบบก็จะยึดถือวิธีการออกแบบเช่นนั้นไปตลอด ดังนั้นการที่มีผู้มีความรู้อีกคนเป็นผู้ตรวจสอบจะได้ประโยชน์เป็นอย่างมาก ช่วยให้แบบที่ได้มีความปลอดภัยกว่าผู้ออกแบบเอง ตรวจเอง      กรณีเช่นนี้ ต้องมีระบบการตรวจสอบ เพราะอาจทำให้ผิดใจกัน หากฝ่ายหนึ่งไม่ยอมรับ จึงต้องมีบรรทัดฐานในการทำงาน ว่ายึดถือเช่นไร ผู้ตรวจสอบภายหลัง ควรมีมนุษยสัมพันธ์ด้วย ไม่ใช่ว่าพบที่ผิดแล้วเอาอีกฝ่ายมาประจาน ก็จะเกิดการผิดใจกัน ผู้ตรวจสอบภายหลัง ควรเป็นผู้มีอาวุโสสูงกว่า ถ้าใช้ผู้มีอาวุโสต่ำกว่าก็อาจเกิดปัญหาในเรื่อง ego หรือการยึดมั่นในตัวตน คนที่อาวุโสต่ำกว่าอาจท้อใจได้      เมื่อออกแบบไปแล้ว ขั้นตอนของการผลิตผู้ออกแบบก็ควรไปตรวจสอบด้วย ว่าถูกต้องตามที่ออกแบบไว้หรือไม่ ความผิดพลาดมีได้ตลอด บางทีผู้ออกแบบอาจไม่เขียนรายละเอียดที่ดูแล้วจุกจิกเกินไป เช่นบอกระยะ covering ระยะห่างของแต่ละชั้นของเหล็กเสริม โดยคิดว่าหน้างานต้องรู้ ปรากฎว่า หน้างานก็ไม่รู้ พบเห็นบ่อยมาก ที่เหล็กชั้นที่สอง วางห่างชั้นที่ หนึ่งถึง10 ซม. ทำให้การคำนวณ กับของจริงผิดกันมาก      ผู้ออกแบบก็ต้องไปดูด้วย จะไว้ใจคนคุมหน้างานเลยทีเดียวไม่ได้ เว้นแต่ได้ทำงานกันมาจนรู้ทางกันแล้ว ผู้ออกแบบ ต้องคิดถึงวิธีการทำงานด้วย เช่นวิธีการขนส่ง วิธีการยก เช่นแผ่นผนังสำเร็จรูป เวลาออกแบบ ได้เหล็กเสริมเรียบร้อยแล้ว เวลายกจะทำอย่างไร เพราะทดสอบแล้ว ขืนยกธรรมดาพังแน่นอน ก็ต้องมาคิดเรื่องวิธียกอีก      ผู้ออกแบบต้องคิดถึงธรรมชาติของการทำงานอีก เช่นการขันเกลียว ถ้ามาใช้ในงานคอนกรีต อาจใช้ได้ครั้งเดียว ก็พัง เพราะคอนกรีตไปจับที่เกลียว ก็ต้องเปลี่ยนวิธียึดเป็นแบบลิ่ม เหล็กเสริมพื้น flatslab ที่เป็นเหล็ก 12มม. ถ้าผู้ออกแบบไม่ไปดูหน้างาน ก็ไม่รู้ว่า คนทำงานยืนบนเหล็ก แล้วจะงอลง จะผิดจากที่ออกแบบหมด ดังนั้น ถ้าใช้เหล็กเส้น ควรใช้ขนาด 16 มม. และทำให้เหล็กมีระยะห่างของเหล็กแต่ละเส้นมากขึ้น คนงานก็จะไม่เหยียบบนเหล็กชั้นบน แต่จะเหยียบที่พื้นแทน      เคยมีกรณีหนึ่ง งานเทพื้น แล้วใช้ตะแกรงสำเร็จรูป ใช้ปั๊มส่งคอนกรีต ผู้รับเหมาจะไม่วางลูกปูนหนุน แต่ใช้วิธียกตะแกรง ขณะที่เทคอนกรีต ปรากฏว่าผู้คุมงานไม่ยอม ให้ใช้ลูกปูนหนุน โดยผูกกับเหล็กตะแกรง ผู้รับเหมาทักท้วง ผู้คุมงานไม่ยอม บอกต้องผูกลูกปูน ผู้รับเหมาบอกว่าจะเกิดปัญหาเหล็กลอย และลูกปูนหนุนไปก็ไม่ได้ประโยชน์ เพราะเหล็กตะแกรงอ่อน ติดผิวล่างของแบบ ผู้คุมงานก็ไม่ฟัง เรื่องนี้ ผู้เขียนรู้อยู่ว่าผลเป็นอย่างไร แต่ไม่สามารถไปคัดค้านผู้คุมงานที่ดื้อเช่นนี้ได้ ต้องปล่อยไป แต่ให้ทำหลักฐานการสั่งงานไว้ ผลงานฟ้องเอง เมื่อเทคอนกรีต ปรากฏว่า เหล็กลอยมาอยู่ที่ผิวหน้า และไม่สามารถไปกดลงให้จมได้ทันทั้งหมด เพราะคอนกรีตแข็งตัวก่อน สุดท้าย ต้องเททับหน้าอีกรอบ และฝ่ายเจ้าของงานต้องเสียเงินค่าเททับหน้าเพิ่ม      เรื่องนี้เป็นอุทธาหรณ์ในเรื่องการคุมงาน ผู้คุมงาน ไม่รู้ของเขตหน้าที่ของตนเอง และสิทธิที่ตนเองมีอยู่ ผู้คุมงานไม่ควรอย่างยิ่งที่จะไปสั่งให้ผู้รับเหมาทำอย่างนั้นอย่างนี้ เพราะถ้าผิดไปแล้ว ผู้ควบคุมงานเองจะต้องรับผิดชอบ และการสั่งงานโดยไม่มีความรู้ ผลเป็นอย่างไร เสียหายไปหมด      บางท่านอาจสงสัยว่า เหล็กตะแกรงลอยได้อย่างไร เรื่องนี้อธิบายได้ว่า ก้อนคอนกรีตที่หนุนตะแกรง เมื่อมีคอนกรีตเหลวจากปั๊มมากระทบ จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า เนื่องจากถูกผูกติดกับตะแกรง จึงหมุนรอบจุดหมุนที่ผูกตะแกรงนั้น จะลอยขึ้นข้างบน และดึงเหล็กลอยขึ้นไปด้วย      ในงานการผลิต ก่อนส่งออกจากโรงงาน จะตรวจสอบความเรียบร้อย เมื่อถึงหน้างาน จะมีฝ่ายผู้คุมงานหรือคอนซัลท์ มาตรวจสอบอีก บางทีก็มีปัญหา เนื่องจากความไม่เข้าใจของผู้คุมงาน ตรวจสอบโดยตั้งวิธีการตรวจสอบของตนเองขึ้นมา โดยไม่ได้เป็นข้อกำหนดในมาตรฐานใดๆ เพราะผู้คุมนั้น ไม่เคยอ่านวิธีการตรวจสอบ ก็มี ยกตัวอย่างงานเสาเข็ม เมื่อเสาเข็มส่งถึงหน้างาน ผู้คุมงาน จะเอาน้ำมาราดหารอยแคร็ก ปรากฎว่า 80% ของเสาเข็มที่ส่งเข้าหน้างาน ถูกตีกลับทั้งที่เป็นเข็มที่ได้มาตรฐาน มอก. ได้บอกผู้คุมงานตรวจตามมาตรฐาน การตรวจสอบ ก็ไม่ยอม ในที่สุดต้องเขียนจดหมายแจ้งกรรมการผู้จัดการของบริษัทคอนซัลท์ ถึงวิธีการตรวจสอบของผู้คุมงาน ที่ทำให้เกิดความเสียหายกับผู้รับเหมา      ในทางทฤษฎี คอนกรีตเป็นวัสดุเปราะ รวมตัวกันได้ด้วยเหล็ก เปรียบเหมือนเอาหนังสือหลายเล่ม มาร้อยด้วยเชือก รอยแคร็กของคอนกรีต เป็นเรื่องปรกติ ถ้ารอยนั้น ไม่ได้ทำให้เกิดช่องว่าง หรือเหล็กเกิน yield มีข้อกำหนดในการตรวจสอบว่าราอยแคร็กต้องห่างไม่เกินเท่าไร ไม่ใช่ว่าไม่ยอมให้มี      อีกเรื่องคือการใช้อำนาจโดยไม่เป็นธรรมของผู้คุมงาน ผู้คุมงานมักจะมีทัศนคติอย่างหนึ่งว่า ผู้รับเหมาจะต้องโกง ต้องตุกติก ซึ่งยุคสมัยปลี่ยนไปแล้ว เดี๋ยวนี้ผู้รับเหมาอาจมีความรู้มากว่าผู้คุมงาน ผู้คุมงานจะมีทัศนะคติว่า ต้องเข้าข้างเจ้าของงาน เพราะเป็นผู้ว่าจ้าง นั่นเป็นทัศนคติที่ผิด เพราะจะก่อให้เกิดความขัดแย้งไม่มีที่สิ้นสุด ที่ถูกต้อง ต้องวางตัวเป็นกลาง และจัดการงานให้บรรลุเป้าหมาย คือ คุณภาพ ราคา เวลา มีบางงาน คอนซัลท์เอง ทำให้งานล่าช้าจนเปิดโครงการไม่ทันเป้าหมาย ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายแก่เจ้าของงานเป็นอย่างมาก จนชื่อเสียงเรื่องนี้ เป็นที่รู้กันในวงการ เมื่อใครจะรับงานที่รายนี้เป็นคอนซัลท์ ต้องบวกราคาและเวลาเพิ่ม นี่เป็นการไม่รู้จักการบริหารโครงการให้บรรลุเป้าหมายซึ่งมองแต่เป้าหมายในเรื่องคุณภาพอย่างเดียวจนทำให้เป้าหมายอื่นเสียหาย ซึ่งความเสียหายเนื่องจากการเปิดโครงหารล่าช้า แทนที่เจ้าของโครงการจะเปิดขายโครงการได้ เป็นความเสียหายมากมายที่เกิดจาการควบคุมงานที่ไม่เป็นงาน ACT  การแก้ไข เมื่อตรวจสอบแล้ว พบว่าผิด ต้องมีการแก้ไขปัญหาคือ แก้ไขไปแล้ว มันอาจผิดซ้ำอีกในภายหลัง จะทำอย่างไร และมีวิธีป้องกันอย่างไร นอกจากนั้น จะทำอย่างไร ให้สิ่งที่มีอยู่ ได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้น งานที่ทำผิดไปแล้ว คงต้องแก้ไข ดูว่ามันผิดอย่างไร เช่น การวัดระยะ ผิดไปถึง 10ซม. ผิดได้อย่างไรขนาดนั้น ไปดูที่เทปวัด ปรากฎว่า ปลายสายเทปขาด คนวัดจึงมาเริ่มต้นที่ 10ซม. ผิดแบบนี้นี่ อันตรายมาก อาจถูกสั่งให้รื้อทั้งหมดได้       ในกรณีที่ผิดหนึ่ง หรือสองเซ็นติเมตร ต้องไปหาสาเหตุให้ได้ เช่น การวัดเทปไม่ตึงพอ ใช้เทปไม่ได่มาตรฐาน ไม่ได้ใช้เทปเหล็ก การวัดมีการหย่อนมากเกินไป การวัดดึงด้วยแรงไม่สม่ำเสมอ ไม่ได้มาตรฐาน เราต้องมาแก้ไข การแก้ไขทำอย่างไรให้รู้กันทั่ว อาจต้องมีการประชุม ทำความเข้าใจ ทำเป็นระเบียบวิธีการทำงานเป็นลายลักษณ์อักษร เช่น การวัด ต้องใช้เทปเหล็กมาตรฐาน ห้ามใช้เทปขาด การดึงต้องใช้ตาชั่งดึง การวัด ต้องห้ามข้ามสิ่งกีดขวางความสูงเกิน สองเซ็นติเมตร เช่นนี้เป็นต้น         เมื่อแก้ไขแล้ว ต้องป้องกันไม่ให่เกิดซ้ำอีก เช่น การเจาะรู ให้ทำแบบเทมเพลทสำหรับเจาะ เพื่อให้เจาะตรงตำแหน่งทุกครั้ง ความผิดพลาดที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุก็ต้องหาทางป้องกัน เช่น ทำครอบโซ่ การใช้เครื่องเจียรต้องมีครอบป้องกัน เครื่องจะไม่ทำงาน เพราะแสงที่ตรวจจับถูกบัง การบังคับเครื่อง ต้องใช้สองมือกด เหล่านี้เป็นต้น อบรมคนที่เป็นผู้คุม ต้องกวดขันในการใช้อุปกรณ์ป้องกันประจำตัวการทำงานที่สูง ต้องมีสายป้องกันการตก จะมาอ้างว่าไม่สะดวก ไม่ยอมสวมหมวกนิรภัย แบบนี้ไม่ได้ เพราะถ้าเกิดอุบัติเหตุขึ้นมา จะทำความเดือดร้อนไปทั้งหมด บางทีต้องเด็ดขาด มิฉะนั้นจะเป็นเยี่ยงอย่าง      นอกจากการแก้ไขเพื่อไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดแล้ว ยังต้องคิดต่อ ในการแก้ไขเพื่อการพัฒนาให้ดีขึ้น ซึ่งญี่ปุ่น เรียกว่า po ka yo ke งานนี้ ทำอย่างไรให้เร็วขึ้น เช่น การขนของมาเข้าเครื่อง ขนมาทีละชิ้น ก็ขนหลายชิ้นมาวางข้างเครื่อง ก็จะประหยัดระยะทางในการเดินไปเอาชิ้นงานมา เช่นนี้เป็นต้น การพัฒนานี้ อาจใช้วิธีการจูงใจ เช่นมีรางวัลให้สำหรับผู้ที่มีความคิดแก้ไขปรับปรุงงานให้ดีขึ้น จัดการแข่งขันทุกสามเดือน และสิ้นปี มีรางวัลใหญ่ให้ เช่นนี้ ก็จะเป็นแรงจูงใจให้พนักงานช่วยกันแก้ไข ช่วยกันคิด ทำอย่างไรให้งานดีขึ้น เร็วขึ้น ประหยัดขึ้น      การทำ PDCA ไม่ใช่ว่าทำครั้งเดียวแล้วจบ แต่เป็นการทำตลอดเวลา ทุกขั้นตอน ในทุกขั้นตอนย่อย ก็มีPDCA ทำไปแล้ว แก้ไขแล้ว ก็ทำใหม่ให้ดีขึ้น ดีขึ้นแล้ว ต้องดีขึ้นอีก เช่นเป้าหมายเคยตั้งว่า ปีที่แล้ว ต้องลดความสูญเสียของคอนกรีต จาก ห้าเปอร์เซ็นต์ ปีนี้ ต้องทำให้เหลือสามเปอร์เซ็นต์ อุบัติเหตุปีที่แล้ว เกิดขึ้น สิบครั้ง ปีใหม่ต้องลดเหลือ แปดครั้ง เป็นต้น การปรับปรุง จะเป็นวงล้อ วนไปไม่มีที่สิ้นสุด

© 2007 Factory-Builder.com All Rights Reserved | | Contact : info@factory-builder.com      Admin

กรณีศึกษา-การออกแบบโรงงานที่ผิดพลาด

จุดประสงค์ของการทำกรณีศึกษา เพื่อช่วยเพิ่มประสบการณ์วิศวกรที่จบใหม่ เพราะที่พบมา เห็นข้อผิดพลาดในงานออกแบบมาก เห็นการออกแบบที่ผิดหลักการทางวิศวกรรม และการออกแบบที่ไม่ประหยัดจำนวนมาก จึงได้เขียนบทความเพื่อช่วยเป็นแนวคิดในการประหยัด เนื่องจากการเป็นผู้ออกแบบ เป็นผู้สั่งให้เขาทำ ถ้าไม่รู้เสียเอง ตัวเองจะเป็นผู้ทำให้เกิดการสูญเสียมากที่สุด แบบนี้ เป็นแบบที่เห็นกันจนเป็นปรกติ ที่มักออกแบบกันเช่นนี้ จนเห็นว่าเป็นสิ่งที่ถูกต้อง คนอื่นเห็นก็จะทำตามโดยไม่ฉุกคิด และเอาหลักการทางวิศวกรรมไปพิจารณา เพราะนึกว่าเป็นแบบที่ถูกต้อง

ไม่อยากพบเห็นวิศวกรรุ่นใหม่ออกแบบที่ไม่ประหยัด ซึ่งทำให้ชาติสูญเสีย ไปกับทรัพย์สินที่ฝังไปโดยไร้ประโยชน์


ที่ยกมาเป็นตัวอย่าง เป็นส่วนหนึ่ง เพียงงานเดียว

นี่เป็นแบบ ที่มักออกแบบกันจนเป็นมาตรฐาน ถ้าเราไม่ดูให้ละเอียด อาจไม่พบที่ผิด นี่เป็นโกดัง ส่วนที่ไม่ตอกเข็ม รับประมาณ 300 กก./ตร.ม. ส่วนตอกเข็ม รับ 3 ตัน/ตร.ม.งานอยู่แถวกระทุ่ เห็นจุดที่ควรแก้ไขหรือไม่ แก้ไขอย่างไร

แบบโครงสร้างพื้น

รูปตัด

รูปที่แล้วตัดตามขวางเห็นผนังด้านหลังด้วย รูปนี้ตัดตามยาว

 

ถังแซท ที่พบอยู่ในแคตาล็อก

ผังโครงหลังคา

โรงงานมีพื้นที่ 900 ตร.ม.(20x45)

แต่ละรูป มีความสมบูรณ์เห็นข้อผิดพลาดภายในรูปเดียว ไม่ต้องไปดูรูปอื่น ยกตัวอย่าง รูปแรก เป็นระยะถึงเขต กฎหมายบอกว่า ถ้าเป็นโรงงาน พื้นที่เกิน 500 ตร.ม. ต้องมีระยะห่างเขตอย่างน้อย 10 ม.สองด้าน ยาวไม่น้อยกว่าครึ่งของเส้นรอบรูปอาคาร และด้านอื่นต้องห่างไม่น้อยกว่า 5 ม.

คำว่า" ห่าง" ต้องหมายถึงขอบอาคาร ไม่ใช่เส้นกริด จะเห็นว่า แบบเขียนมาผิด ถ้าคนตรวจที่เคร่ง จะตีความต่ออีกว่า ต้องไม่มีส่ิ่งปกคลุมด้วย ซึ่งหมายถึงหลังคา และระยะห่างต้องจากปลายหลังคา แต่เห็นขอกัน ขอบอาคารจากเขตก็ได้ จนเป็นปรกติแล้ว

รูปตัดตามยาว

ทรัสที่อยู่ที่หัวเสา ยังพอใช้ประโยชน์ได้บ้าง ในการบังคับไม่ให้ทรัสเอน หรือขยับตัว แต่ทรัสที่อยู่ตรงอกไก่ได้ประโยชน์อะไร ไม่มีประโยชน์อะไรเลย ติดไปก็เสียเงินเปล่า เพราะเมื่อรวมกันแล้ว หน้าตัดแปยังมากกว่า หน้าตัดทรัสตัวนี้ และกรณีที่มีลมพัดมาทางหัวโรง ทรัสก็แอ่นไปด้วยกันทั้งชุด

วิธีแก้ปัญหา ตัดออกไปทั้งตัว แล้วใช้เหล็กไขว้แทน ขนาดของเหล็กไขว้ หาจากแรงลมที่กระทำ แล้วโปรเจคเข้าแนวเหล็ก

โปรดสังเกต เหล็กไขว้ เห็นในรูปแปลน แต่ไม่เห็นในรูปตัดขวาง ช่างเหล็กจะเข้าใจว่า เหล็กนี้วางแนวนอน เส้นทับกับขอบคานอะเส จึงไม่เห็น เลยเชื่อมระหว่่างหัวเสา ซึ่งแม้แต่วิศวกรบางคน ยังออกแบบให้เหล็กไขว้ยึดระหว่างหัวเสาก็มี

จะห็นว่า วิศวกร เองเป็นตัวการใหญ่ที่ทำให้แบบเปลืองโดยใช่เหตุ

sagrod

เดิมมีแต่หลังคากระเบื้อง แต่กระเบื้องรับแรงดึงไม่ได้ และแปเองไม่สามารถรับแรง เนื่องจากน้ำหนักกระเบื้อง จึงต้องใส่sagrod ดึงไว้ การดึง แรงต้องต่อเนื่องกัน ถ้าสลับไปมา ซ้ายขวาแบบนี้ จะรับแรงได้อย่างไร แปก็จะแอ่นเป็นแบบหีบเพลง แปตัวล่างก็แอ่นลงตามสบาย ไม่มีประโยชน์อะไร

กรณีหลังคากระเบื้อง ก็ใส่เหล็กแบน 40x3 วางพาดตลอดก้ได้แล้ว ทำงานก็ง่าย

บางคนถามว่า แล้วถ้าหลังคาวางทับบนเหล็ก จะไม่กระโดกกระเดกหรือ
ก็จะถามกลับว่า แล้วแผ่นหลังคา หนากว่าแผ่นเหล็กหรือเปล่า แล้วซ้อนกันย่ิงไม่เป็นมากกว่าหรือ ตรงที่ซ้อน 4

ความหนาของเหล็ก ไม่ทำให้หลังคาดูผิดรูป

แล้วmetalsheet เป็นsagrod ได้ไหม พื้นที่หน้าตัดก็มากกว่า แล้วจะใส่sagrod ไปเพื่ออะไร เปลืองโดยใช่เหตุ

เราสามารถเอาออกได้หมด ประหยัดไป 100%

นี่ก็สาเหตุอีกอันที่วิศวกรทำให้เปลือง

เรื่องถังบำบัดน้ำเสีย

รูปนี้ เป็นรูปจากแคตตาล็อก แทบจะทุกบริษัท จะมีเข็มตอกรับเหมือนกันหมด แต่ไม่เห็นมีวิศวกรประท้วง ว่าพวกนี้ผิดหมด ผิดอย่างไร มาดูกัน

กรณีดินแข็ง ระดับน้ำใต้ดินสูงและต่ำ

ถ้าน้ำใต้ดินอยู่สูง เราจะเอาถังบำบัดลงได้ไหม ไม่ได้ใช่ไหม เพราะอะไร เนื่องจากถังมันเบา ใครจะเอาถังลงได้ต้องใส่น้ำก่อน ให้เต็มแล้วถึงจะจมลง

ทีนี้ น้ำหนักระหว่างถัง บวกน้ำ กับน้ำหนักดิน ที่ปริมาตรเท่าถัง ใครจะหนักกว่า ดินประมาณ 1.7 ตัน/ลบ.ม. น้ำบวกถังประมาณ 1.05 ตัน ดังนั้น เมื่อเอาถังมาใส่จะไม่มีวันน้ำหนักเท่าดินเดิม แล้วเข็มจะรับน้ำหนักได้อย่างไร

ถ้าจะรับ ก็ต้องเป็นการดึงลง ไม่ใช่การแบกน้ำหนัก แต่ไม่เคยเห็นมีแคตตาล็อกบริษัทไหนออกแบบให้เข็มเป็๋นเข็มสมอ เห็นแต่เข็มรับน้ำหนักทุกต้น

กรณีที่น้ำใต้ดินอยู่ต่ำ ก็ช่วยได้เพียงไม่ต้องเติมน้ำให้เต็มถังก่อนวาง ถึงระดับน้ำอยู่ต่ำ น้ำหนักน้ำบวกถังก็ยังน้อยกว่าน้ำหนักของดินเดิมที่เคยรับ แล้วถังจะจมได้ไหม แต่ถ้าใช้งานแล้ว น้ำยังไม่เต็มถัง แต่ถึงหน้าน้ำก่อน จะอันตราย เพราะถังจะลอย หลุดขึ้นมา เข็มก็ไม่ได้รับอะไรอีก ไม่ว่ากรณีไหน

ดังนั้น การตอกเข็มไม่ได้ประโยชน์อะไรเลย ควรไม่มีเข็ม เพื่อความประหยัด

เรื่องเข็มที่ตอกรับพื้นโกดัง รับน้ำหนัก 3ตัน/ตร.ม.

พอวิศวกรได้ข้อมูลว่า พื้นรับน้ำหนัก 3 ตัน/ตร.ม. จะต้องออกแบบให้เป็นเสาเข็มรับเลย โดยไม่พิจารณาปัจจัยอย่างอื่นประกอบ เช่น การทรุดของพื้น มีผลต่อการผลิตหรือไม่ ทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหายหรือไม่ ตัวอย่างเช่น โรงพิมพ์ โรงงานกระดาษ การทรุดของพื้น มีผลต่อผลิตภัณฑ์ อย่างนี้ต้องตอกเข็มแน่นอน แต่อย่างกรณีนี้ ใช้เป็นโกดังเก็บเศษกระดาษ มีกระดาษเป็นม้วนตั้งด้วย การทรุดของพื้น จะมีผลทำให้กระดาษเหล่านี้เสียหายหรือไม่ ไม่มีผลเลย ถ้าหากว่าพื้นรับน้ำหนัก 3 ตัน/ตร.ม. แล้วจำเป็นต้องตอกเข็มละก็ ถนนทุกสายในประเทศไทยก็ต้องตอกเข็ม เพราะรถบรรทุก 10 ล้อ ล้อหลัง พื้นที่ประมาณประมาณ 1 ตร.ม. มีน้ำหนักกดอยู่ประมาณ 8 ตัน มิหนักกว่าพื้นที่ออกแบบนี้หรือ

พบงานออกแบบโรงงานหล่ออลูมิเนียม เพื่อเป็นอลูมิเนียมแท่ง ซึ่งเป็นวัตถุดิบผลิตอลูมิเนียมเส้น ผู้ออกแบบออกแบบให้พื้นรับเศษอลูมิเนียม โดยตอกเสาเข็มรับ ทั้งที่พื้นซึ่งอยู่ชลบุรี เป็นดินทราย รับน้ำหนักไม่น้อยกว่า 20 ตัน/ตร.ม. อย่างนี้ถือว่าเป็นการออกแบบโดยไม่ได้ใช้ความคิดเลย

อีกพวกหนึ่ง ก็สุดโต่งไปอีกทาง พบเห็นผู้ออกแบบโชว์รูม ที่กาญจนบุรี ออกแบบให้ตัวอาคารอยู่บนเข็ม แต่พื้นอาคารวางอยู่บนดิน ลองนึกภาพดู โชว์รูม พื้นทรุดเป็นแอ่ง เพราะขอบอยู่กับคาน จะดูน่าเกลียดเพียงไหน และกระเบื้องต้องแตก และล่อน เนื่องจากการทรุดอีก การซ่อมไม่ใช่เรื่องง่าย

การที่ตอกเข็มส่วนหนึ่ง อีกส่วนหนึ่งวางบนดิน จะมีปัญหาในภายหลัง คือส่วนที่ตอกเข็มจะสูงโด่ง ส่วนไม่มีเข็มจะทรุดลงต่างกันมาก และมีผลต่อเสาเข็มอีก เพราะเสาเข็มต้นเดียว เสี่ยงต่อการเอนออก เนื่องจากแรงดันดินที่ออกข้าง

มีงานออกแบบให้ลูกค้ารายหนึ่ง วางเครื่องจักร รับน้ำหนักพอกัน อยู่ใกล้กับรายนี้ ออกแบบให้พื้นรับน้ำหนัก เหมือนถนน คือบดอัดดิน และลงลูกรัง หิน เหมือนสเป็กของถนน แบ่งพื้นย่อย และมีเหล็กโดเวล เหมือนถนน ส่วนตัวโครงหลังคา ออกแบบให้เสาเข็มรับแรงดึง เนื่องจากลม เพราะพื้นความหนาไม่พอรับแรงดึง จึงตอกเสาเข็มสั้นรับ

มาดูเรื่องจันทัน
ก่อนอื่น ต้องเข้าใจทฤษฎีของtruss
การออกแบบtruss มีข้อสมมติฐานว่า ข้อต่อเป็นhinge จึงไม่มีโมเมนต์ในข้อต่อ และเมมเบอร์ มีแต่แรงตามแนวของเมมเบอร์

อีกอันที่ควรรู้ คือ หลักของการออกแบบ คือ ออกแบบโครงสร้างแล้ว ต้องทำให้เป็นตามที่ออกแบบ หรือออกแบบให้ถูกต้องตามสภาพโครงสร้าง ไม่ใช่ว่า ออกแบบอย่างหนึ่ง แล้วไปคำนวณ หรือสร้างอีกอย่างหนึ่ง

ในกรณีนี้ จะเห็นได้ว่า แปวางไม่ลงjoint และรับรองได้เลยว่า ผู้ออกแบบ ไม่ได้คำนวณupper member ของtruss เป็น combind axial moment คือไม่ได้เอาผลของโมเมนต์ที่เกิดขึ้น เนื่องจากการวางแปไม่ตรงjoint มาคำนวณ ซึ่งทำให้upper member รับแรงได้น้อยกว่าที่คำนวณ เนื่องจากเกิดการดัดโก่ง
อีกอย่าง รูของเพลทที่ยึดยอดเสา ข้างหนึ่งจะเป็นfix อีกข้างจะเลื่อนได้ แต่มีใครคิดถึงผลที่เกิดอีกอย่างหนึ่ง
สมมติว่าการเลื่อนตามแนวยาวของรูเกิดอย่างสมบูรณ์ เมื่อหลังคารับลม ปลายเสาด้านfix จะเป็นตัวที่รับแรง จนกว่าbolt ที่ รูยาวที่แผ่นของอีกข้างจะชนขอบรู เสาจึงจะช่วยรับแรงลม และถ้าหากรูยิ่งยาว เสาด้านfix ก็จะเกิดmoment มาก เนื่องจากรับอยู่ต้นเดียว กรณีเสาคอนกรีต อาจหักก่อนก็ได้ แต่รูปที่ออกแบบมา เสาเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส ไม่ได้คิดเรื่องแรงลม ที่เสาต้องรับเลย

เวลาคำนวณหาโมเมนต์ เพื่อหาขนาดของทรัส ก็คิดว่า นี้่คือ simple beam ต้องใช้สูตร (wl^2)/8 ซึ่ง l คือความกว้างของสแปน และหาขนาดเหล็ก โดยใช้ความลึกของทรัส ซึ่งเป็นวิธีที่ไม่ประหยัด และเมื่อทรัสรับน้ำหนัก ก็จะเกิดการบานออก ของยอดเสา เนื่องจากการรับน้ำหนักของโครงหลังคา ทำให้ทรัสแอ่น และขาทรัสกว้างออกซึ่งมีแรงมหาศาล ทำให้เกิดโมเมนต์ที่โคนเสา แต่่วิศวกรผู้ออกแบบไม่คิดถึงโมเมนต์ตัวนี้
จากการคำนวณ หลังคามุม 25 องศา แรงลม 50 กก./ตร.ม. แป 4 กก./ม. ห่าง 1.25 ม. แผ่นหลังคา 4 กก/ตร.ม.จันทัน ห่าง 5 ม. มีแรงถีบหัวเสาประมาณ 3644 กก.
ถ้าไม่มีเหล็กคาด รับแรงนี้ แรงนี้จะไปถีบหัวเสา เกิดโมเมนต์ที่โคนเสา 3644*8=29152 kg-m.

เสาเข็มที่รับ I22 Z=1638 cm^3 allowable stress ด้าน tension 29.7 ksc ด้าน compression =157.5 ksc.
โมเมนต์ที่เข็มรับได้ M=f*Z=29.7*1638/100= 486 kg-m.
M=157.5*1638/100=2579 kg-m

จะเห็นได้ว่า ถ้าเกิดแรงลมกระทำ 50 กก/ตร.ม. เสาเข็มจะหักได้ แต่ที่ไม่หัก เพราะการถ่างมีระยะจำกัด เนื่องจากการยึดของหัวเสากับทรัส แต่อาจหัก เนื่องจากการเคลื่อนของหลังคาทั้งชุดไปพร้อมกัน

ดังนั้น การตอกเสาเข็มต้นเดียว มีความเสี่ยงอย่างสูงที่โรงงานจะโค่นได้

การแก้ไข ต้องออกแบบให้มีเหล็กคาด เสาต้อง ให้รับโมเมนต์นี้ได้โดยต้องเป็นเสารูปผืนผ้า เสาเข็มต้องตอกให้รับโมเมนต์ โดยตอกเข็มคู่

จะเห็นได้ว่า การออกแบบ ทางโครงสร้าง วิศวกรอาจใส่ในสิ่งที่ไม่ควรใส่ เช่น sagrod และใส่เกินจำเป็น เช่่น tierod ซึ่งมีขนาดถึง19 มม. และจำนวนถึง 40 เส้น ซึ่ง ถ้าแก้ไขแล้ว จะใช้เพียง 12 มม.16 เส้นก็พอ

ในสิ่งที่ควรใส่ ก็ไม่ใส่ เช่น เหล็กคาดที่หัวเสา เสา เสาที่รับโมเมนต์ เสาเข็มที่รับโมเมนต์

ส่ิงเหล่านี้เพราะขาดการมองปัญหาให้ทะลุปรุโปร่ง ไม่ทำfree body diagram ตั้งสมมติฐานที่ผิด เช่นนี้ เป็นต้น