ข้อมูล ไม้ชนิดใด ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ

OTP
27 ก.พ. 26
17:13
1 views

ไม้ชนิดใด ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ ไม้ที่ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษไม่ใช่ไม้ธรรมดา แต่เป็นไม้ที่ผ่านการออกแบบหรือแปรรูปเพื่อให้มีคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ความแข็งแรง ทนแรงดัด และน้ำหนักเบา ไม้ประกอบเช่น LVL (Laminated Veneer Lumber) ถูกใช้ในโครงสร้างสะพาน อาคารสูง และงานวิศวกรรมที่ต้องการความแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีอะไรอีกบ้างมาดูได้ในบทความนี้

นิยามของไม้เชิงวิศวกรรมและไม้พิเศษ
ประเภทไม้ คุณสมบัติที่ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ
การใช้งานไม้ในโครงสร้างพิเศษ
ข้อดีและข้อจำกัดของไม้ในงานวิศวกรรม

นิยามของไม้เชิงวิศวกรรมและไม้พิเศษ

ความหมายของไม้ที่ใช้ในงานวิศวกรรม:

ไม้เชิงวิศวกรรม (Engineered Wood) คือไม้ที่ผ่านกระบวนการแปรรูป หรือประกอบขึ้นใหม่ เช่น Glulam, CLT (Cross-Laminated Timber), LVL (Laminated Veneer Lumber) เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ความทนทาน และความสม่ำเสมอในการใช้งานทางวิศวกรรม (27 พฤศจิกายน 2024) [1]
ส่วนไม้พิเศษ (Specialty Woods) หมายถึงไม้ที่มีคุณสมบัติเด่นเฉพาะ เช่น ความแข็งแรงสูง ความทนไฟ หรือความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ความแตกต่างจากไม้ธรรมชาติทั่วไป:

ไม้ธรรมชาติทั่วไป มีข้อจำกัดด้านความชื้น การบิดงอ และความไม่สม่ำเสมอของเนื้อไม้
ไม้เชิงวิศวกรรม ถูกออกแบบให้แก้ปัญหาเหล่านี้ โดยมีค่ามาตรฐานทางวิศวกรรมที่ชัดเจน เช่น Modulus of Elasticity (MOE) และ Modulus of Rupture (MOR)
ไม้พิเศษบางชนิด เช่น Ebony, Teak, Ironwood มีคุณสมบัติทางธรรมชาติที่โดดเด่น จึงถูกใช้ในงานโครงสร้าง หรือเครื่องมือเฉพาะ ที่ต้องการความทนทานสูง

ประเภทไม้ที่ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ

ไม้ชนิดใด ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ มีดังต่อไปนี้:

ไม้แปรรูป (Solid Timber)

คือไม้ธรรมชาติที่ถูกตัด และแปรรูปเป็นแผ่นหรือท่อน ใช้ในงานโครงสร้างพื้นฐานเช่น เสา คาน และพื้น
มีข้อดีคือความแข็งแรงตามธรรมชาติ แต่ข้อจำกัดคือความไม่สม่ำเสมอของเนื้อไม้ และการบิดงอเมื่อเจอความชื้น

ไม้ประกอบ (Engineered Wood)

เป็นไม้ที่ผ่านการประกอบ หรือแปรรูปใหม่ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางวิศวกรรมเช่น
- LVL (Laminated Veneer Lumber): แผ่นไม้บางซ้อนกัน เพิ่มความแข็งแรงและสม่ำเสมอ
- CLT (Cross-Laminated Timber): แผ่นไม้ซ้อนกันแบบไขว้ ใช้สร้างอาคารสูงและโครงสร้างขนาดใหญ่
- Glulam (Glued Laminated Timber): ไม้ประกอบด้วยกาว ใช้สร้างโครงสร้างโค้งและสะพาน

ไม้ผสมชีวภาพหรือวัสดุรีไซเคิล

ใช้เศษไม้หรือวัสดุเหลือใช้ มาผสมกับเรซิน หรือเส้นใยชีวภาพ เพื่อสร้างวัสดุที่แข็งแรง และยั่งยืน
นิยมในงานออกแบบที่เน้น ความยั่งยืนและลดคาร์บอนฟุตพริ้นต์เช่น เฟอร์นิเจอร์รีไซเคิล และโครงสร้างชั่วคราว

คุณสมบัติที่จำเป็นในงานวิศวกรรมไม้

ความแข็งแรง (Modulus of Rupture – MOR)

เป็นค่าที่บอกถึงความสามารถของไม้ ในการต้านแรงดัดจนถึงจุดแตกหัก ใช้เพื่อกำหนดความแข็งแรงโดยรวมของไม้แต่ละชนิดได้ (22 พฤศจิกายน 2012) [2]
ไม้เชิงวิศวกรรม เช่น Glulam และ LVL มักมีค่า MOR สูงกว่าไม้ธรรมชาติทั่วไป เพราะถูกออกแบบให้สม่ำเสมอ

ความทนทานต่อแรงดัด แรงอัด และแรงเฉือน

ไม้ที่ใช้ในงานวิศวกรรมต้องผ่านการทดสอบ Modulus of Elasticity (MOE) เพื่อวัดความยืดหยุ่น
ตัวอย่างเช่น CLT สามารถรับแรงอัดในแนวตั้งได้ดี จึงถูกใช้ในอาคารสูง

ความสามารถในการรับแรงแผ่นดินไหว หรือแรงลม

โครงสร้างไม้ประกอบ เช่น Cross-Laminated Timber มีการจัดเรียงชั้นไม้แบบไขว้ ทำให้กระจายแรงได้ดี
งานวิศวกรรมสมัยใหม่ ใช้ไม้ในโครงสร้างที่ต้องการความยืดหยุ่น และน้ำหนักเบา เพื่อทนแรงสั่นสะเทือนและแรงลมแรง ๆ ได้

การใช้งานไม้ในโครงสร้างพิเศษ

สะพานไม้
- ใช้ Glulam (Glued Laminated Timber) ในการสร้างสะพานโค้งและสะพานคนเดิน เพราะมีความแข็งแรงและสามารถทำโครงสร้างโค้งได้ง่าย
- ตัวอย่าง: สะพานไม้ Fort Worth Botanical Garden, สหรัฐฯ ที่ใช้ Glulam เป็นโครงสร้างหลัก
อาคารไม้สูง
- ใช้ CLT (Cross-Laminated Timber) และ LVL (Laminated Veneer Lumber) ในการสร้างอาคารสูง เนื่องจากรับแรงอัดและแรงดัดได้ดี
- ตัวอย่าง: Mjøstårnet, นอร์เวย์ อาคารไม้สูงกว่า 80 เมตร ถือเป็นอาคารไม้สูงที่สุดในโลก
โครงสร้างหลังคาแบบ Glulam
- นิยมใช้ในสนามกีฬาและหอประชุม เพราะสามารถสร้างโครงสร้างโค้งขนาดใหญ่ได้ โดยไม่ต้องใช้เหล็กเสริมมาก
- ตัวอย่าง: สนามกีฬา Richmond Olympic Oval, แคนาดา ใช้โครงสร้างหลังคา Glulam ที่ยาวและโค้งอย่างสวยงาม

มาตรฐานและข้อกำหนดทางวิศวกรรมไม้

ค.ศ. 1964 – ประเทศไทยประกาศใช้ มยผ. 1104-64 เป็นมาตรฐานงานไม้โครงสร้างเช่น เสา คาน และพื้น ครอบคลุมการคำนวณแรงดัด แรงอัด และแรงเฉือน เพื่อให้โครงสร้างไม้มีความปลอดภัย ตามหลักวิศวกรรม (30 มีนาคม 2021) [3]

ค.ศ. 1980 – สหรัฐฯ พัฒนาและใช้ ASTM D198 อย่างแพร่หลายในการทดสอบไม้โครงสร้าง ใช้ทดสอบคุณสมบัติทางกลของไม้ เช่น Modulus of Rupture (MOR) และ Modulus of Elasticity (MOE)

ค.ศ. 2000 – ยุโรปประกาศใช้ EN 14080 สำหรับไม้ประกอบ (Glulam, CLT) เพื่อรองรับการสร้างอาคารไม้สูง กำหนดคุณภาพการผลิต และการทดสอบเพื่อให้มั่นใจในความแข็งแรง และความทนทาน

ข้อดีและข้อจำกัดของไม้ในงานวิศวกรรม

ข้อดี

น้ำหนักเบา: ไม้มีความหนาแน่นต่ำกว่าเหล็ก และคอนกรีต ทำให้โครงสร้างเบา และง่ายต่อการก่อสร้างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: ไม้เป็นวัสดุหมุนเวียน ดูดซับคาร์บอน และช่วยลดรอยเท้าคาร์บอน (Carbon Footprint)
ความยืดหยุ่นสูง: โครงสร้างไม้สามารถทนแรงสั่นสะเทือน เช่น แผ่นดินไหว ได้ดีกว่าโครงสร้างแข็งที่เปราะ

ข้อจำกัด

ความชื้น: ไม้ไวต่อการเปลี่ยนแปลงความชื้น อาจทำให้บวม หดตัว หรือเสื่อมสภาพ
การบิดงอและแตกร้าว: ไม้ธรรมชาติอาจมีความไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดการบิดงอ เมื่อใช้งานระยะยาว การพัฒนา CLT ทำให้ไม้ถูกใช้ในอาคารสูง แต่ยังคงต้องแก้ปัญหาด้านความชื้น และการบิดงอ
ความทนไฟต่ำ: แม้ไม้เชิงวิศวกรรมบางชนิด จะผ่านการปรับปรุง แต่โดยธรรมชาติไม้ยังคงเป็นวัสดุที่ติดไฟง่าย ปี ค.ศ. 2020 แนวโน้มการใช้ไม้เพื่อความยั่งยืนเพิ่มขึ้น พร้อมการวิจัยวัสดุผสมชีวภาพ เพื่อลดข้อจำกัดด้านไฟ และความชื้น อ่านเพิ่มเติมได้ที่ ไม้แบบใดที่ทนไฟ ทนอากาศ

สรุป ไม้ชนิดใด ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ ไม้แปรรูป

สรุป ไม้ชนิดใด ใช้ในงานวิศวกรรมพิเศษ ไม้แปรรูป (Solid Timber) ถูกใช้ในงานโครงสร้างพื้นฐาน เช่น เสาและคาน เพราะมีความแข็งแรงตามธรรมชาติ ไม้ประกอบ เช่น Glulam, CLT, LVL ถูกออกแบบให้ทนแรงดัด อัด และเฉือนได้ดี เหมาะกับสะพานและอาคารไม้สูง ไม้ผสมชีวภาพหรือวัสดุรีไซเคิล เน้นความยั่งยืน ลดคาร์บอน

โครงสร้างสะพานและอาคารสูงใช้ไม้ชนิดใด?

สะพานไม้และโครงสร้างโค้งนิยมใช้ Glulam (Glued Laminated Timber) เพราะแข็งแรงและดัดโค้งได้ง่าย อาคารไม้สูงใช้ CLT (Cross-Laminated Timber) และ LVL (Laminated Veneer Lumber) ในการรับแรงอัดและแรงดัด ไม้เชิงวิศวกรรมเหล่านี้ถูกเลือกเพราะมีความสม่ำเสมอ แข็งแรง และเหมาะกับงานโครงสร้างพิเศษที่ต้องการความแม่นยำ

มาตรฐาน มยผ. 1104-64, ASTM, EN 14080 สำคัญอย่างไร?

มาตรฐานเหล่านี้กำหนดวิธีการออกแบบและทดสอบไม้โครงสร้าง เพื่อให้มั่นใจในความแข็งแรงและความปลอดภัย
มยผ. 1104-64 ใช้ในประเทศไทย ส่วน ASTM D198 และ EN 14080 เป็นมาตรฐานสากลที่รองรับการทดสอบและการผลิตไม้ประกอบ
การมีมาตรฐานช่วยให้โครงสร้างไม้ในงานวิศวกรรมมีคุณภาพสม่ำเสมอ และสามารถใช้งานได้อย่างมั่นใจทั้งในประเทศและระดับโลก