โครงหลังคาไม้
โครงหลังคาไม้เป็นโครงสร้างที่ทำจากไม้ซึ่งออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อพื้นที่เหนือห้องและเพื่อรองรับหลังคาโครงหลังคา มักจะเกิดขึ้นเป็นระยะๆ โดยเชื่อมต่อกันด้วยไม้ ตามแนวยาว เช่นแปพื้นที่ระหว่างโครงหลังคาแต่ละอันเรียกว่าช่อง [ 1 ]
คานหลังคามีแนวโน้มที่จะแบนราบลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ดันออกไปด้านนอกผนัง สำหรับช่วงกว้างที่มากขึ้นและผนังที่บางกว่า อาจทำให้ผนังล้มได้ ดังนั้นในตอนแรกจึงมีการผูกคานหลังคาคู่ตรงข้ามเข้าด้วยกันโดยใช้คานยึดแนวนอน เพื่อสร้างคานหลังคาแบบคู่ แต่หลังคาดังกล่าวมีโครงสร้างที่อ่อนแอ และเนื่องจากขาดการรองรับตามแนวยาว จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการโก่งงอ ซึ่งเป็นการพังทลายอันเนื่องมาจากการเคลื่อนไหวในแนวนอน โครงหลังคาไม้เป็นพัฒนาการในยุคกลางในภายหลัง[ 2 ]โครงหลังคาจะถูกค้ำยันขวางให้เป็นหน่วยที่มั่นคงและแข็งแรง ในอุดมคติแล้ว มันจะสมดุลแรงด้านข้างทั้งหมดซึ่งกันและกัน และดันลงด้านล่างโดยตรงบนผนังที่รองรับเท่านั้น ในทางปฏิบัติ อาจเกิดแรงด้านข้างขึ้นได้ เช่น เนื่องจากลม ความยืดหยุ่นมากเกินไปของโครงหลังคา หรือโครงสร้างที่ไม่รองรับการเคลื่อนไหวเล็กน้อยด้านข้างของปลายโครงหลังคา
ประวัติศาสตร์
ส่วนประกอบด้านบนของโครงหลังคาโดยทั่วไปเรียกว่าคอร์ดบนส่วนประกอบด้านล่างเรียกว่าคอร์ดล่าง และส่วนประกอบภายในเรียกว่าเว็บ ในงานไม้โบราณ คอร์ดบนมักเรียกว่าคานหลังคาและคอร์ดล่างมักเรียกว่าคานยึดโครงหลังคาไม้มีสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบปิด ซึ่งคอร์ดล่างอยู่ในแนวนอนและอยู่ที่ฐานของโครงหลังคา และแบบเปิด ซึ่งคอร์ดล่างยกสูงขึ้นเพื่อให้มีพื้นที่เปิดโล่งมากขึ้น หรือที่เรียกว่าโครงหลังคาคอร์ดล่างยกสูง[ 3 ]
โครงสร้างปิด
การแบ่งแยกแบบปิด/เปิดถูกนำมาใช้ในสองวิธีเพื่ออธิบายหลังคาโครงถัก
โครงสร้างคานปิด:
- โครงสร้างคานที่มีคานยึด หรือ
- โครงสร้างหลังคาที่มีฝ้าเพดาน ทำให้มองไม่เห็นโครงสร้างนั้น
โครงสร้างแบบเปิด:
- โครงสร้างคานค้ำยันแบบไม่ต่อเนื่อง หรือโครงสร้างคานกรรไกรที่ช่วยให้สามารถสร้างพื้นที่เพดานโค้งได้ หรือ
- โครงหลังคาเปิดให้เห็น ไม่ได้ถูกซ่อนไว้ด้วยฝ้าเพดาน[ 4 ]
โครงสร้างเสาคิงโพสต์
โครงสร้างคานหลักมีคานหลักสองตัว คานยึด และคานหลัก แนว ตั้ง ตรงกลาง [ 5 ] โครงสร้างคานหลักที่ง่ายที่สุดนี้ มักใช้ร่วมกับคานค้ำยันมุมสองตัว
เสาหลักมักจะอยู่ภายใต้แรงดึง และต้องใช้ข้อต่อที่ค่อนข้างซับซ้อนกับคานยึดและคานหลังคาหลัก ในรูปแบบที่เรียกว่าโครงสร้างคานยึดด้วยสลักเกลียว (หรือแท่งโลหะ) เสาหลักจะถูกแทนที่ด้วยสลักเกลียว (หรือแท่งโลหะ) ซึ่งโดยทั่วไปทำจากเหล็กดัด
โครงสร้างเสาควีน
โครงสร้างคานหลัก (Queen Post Truss) ประกอบด้วยคานหลักสองตัวและคานรองแนวตั้งสองตัว[ 5 ]โครงสร้างคานหลักนี้ช่วยขยายช่วงความยาว และเมื่อรวมกับการต่อเชื่อมในชิ้นส่วนที่ยาวกว่า จะช่วยขยายช่วงความยาวที่มีประโยชน์สำหรับโครงสร้างประเภทนี้ เช่นเดียวกับคานรอง (King Post) คานรองอาจถูกแทนที่ด้วยเหล็กเส้นและเรียกว่าโครงสร้างคานรองแบบแท่ง (Queen Rod Truss) โครงสร้างนี้มักเรียกว่าPalladiana (โครงสร้างแบบ Palladian) ในอิตาลี เนื่องจากสถาปนิกยุคเรเนสซองส์ Andrea Palladio ใช้โครงสร้างนี้บ่อยครั้ง[ 6 ] [ a ] บางครั้งโครงสร้างแบบ Palladian ถูกกำหนดให้เป็นโครงสร้างแบบผสมที่มีทั้งคานหลักและคานรองอยู่ในชุดประกอบเดียวกัน[ 7 ]
โครงสร้างคานหลักและโครงสร้างคานรองสามารถรวมกันได้โดยใช้คานรับแรงดึงของโครงสร้างคานหลักเป็นคานยึดสำหรับโครงสร้างคานรองด้านบน[ 8 ]การรวมกันดังกล่าวเรียกว่าโครงสร้างคานผสม
Liegender Stuhl
Liegender Stuhl เป็นโครงสร้างคานรับน้ำหนักที่มีต้นกำเนิดจากเยอรมนี ชื่อภาษาเยอรมันนี้ใช้ในอเมริกาโครงสร้างคานรับน้ำหนักนี้พบได้ในอาคารบางแห่งในศตวรรษที่ 18 และ 19 ที่ชาวเยอรมันมาตั้งถิ่นฐานในสหรัฐอเมริกา การแปลตามตัวอักษรคือ "เก้าอี้นอน" โดยคำว่านอนหมายถึงคานบนสุดเอียงหรือเอน (และคำว่าเก้าอี้ในความหมายของส่วนรองรับ ในกรณีนี้คือเสาหรือคานรับน้ำหนัก) [ 9 ]ช่างไม้ในเนเธอร์แลนด์ก็ใช้โครงสร้างคานรับน้ำหนักนี้เช่นกัน โดยสะกดว่า liggende stoel [ 10 ]
ในทางตรงกันข้ามคือ "Stehender Stuhl" ซึ่งเป็นโครงหลังคาแบบทั่วไปที่ใช้เสาแนวตั้งธรรมดาแทนโครงสร้างรองรับที่ซับซ้อนกว่าในภาพ (ไฮไลต์ด้วยสีน้ำเงิน)
โครงถักแบบเปิด
โครงสร้างคานโค้ง
โครงสร้างคาน โค้ง (คานค้ำยันโค้ง) [ 12 ] ที่ไม่มีคานยึด[ 11 ]ทำให้ภายในหลังคาดูโปร่งโล่งมากขึ้น คานหลักเชื่อมต่อกันด้วยคานค้ำยันที่รองรับด้วยคานค้ำยันโค้งคู่หนึ่ง ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างและช่วยถ่ายเทน้ำหนักของหลังคาลงผ่านคานหลักไปยังผนังรับน้ำหนัก โครงสร้างคานโค้งคู่[ 12 ]มีคานค้ำยันโค้งคู่ที่สองอยู่ต่ำลงมา จากคานไปยังบล็อกหรือธรณีประตูชั้นใน รูปทรงนี้เรียกว่าหลังคาแบบเกวียน เปล ถัง หรืออุโมงค์ เนื่องจากมีลักษณะทรงกระบอก[ 13 ]
โครงสร้างคานค้อน
หลังคาคานค้อนเป็นจุดสูงสุดของการพัฒนาโครงสร้างคานโค้ง ทำให้สามารถสร้างพื้นที่ครอบคลุมได้มากขึ้น หลังคาคานค้อนของ เวสต์ มินสเตอร์ฮอลล์ในลอนดอน ซึ่งออกแบบโดยฮิวจ์ เฮอร์แลนด์และติดตั้งระหว่างปี 1395 ถึง 1399 เป็นพื้นที่หลังคาไม้ที่ใหญ่ที่สุดในยุคกลางของยุโรป โดยครอบคลุมระยะทางมากกว่า 20 เมตร (66 ฟุต) [ 14 ] ถือเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของโครงสร้างคานค้อนในอังกฤษ[ 15 ]
โครงสร้างคานค้อนสามารถมีคานค้อนเดี่ยวหรือหลายคานค้อนได้ หลังคาคานค้อนเทียม (โครงสร้าง) มีสองคำจำกัดความ: 1) ไม่มีเสาค้อนบนคานค้อน[ 16 ] [ 17 ]ดังที่บางครั้งพบในโครงสร้างค้ำยันโค้งประเภทหนึ่ง[ 18 ]หรือ 2) คานค้อนเชื่อมต่อเข้ากับเสาค้อนแทนที่จะเป็นเสาค้อนวางบนคานค้อน[ 19 ]
โครงสร้างกรรไกร
โครงสร้างแบบกรรไกรได้ชื่อมาจากรูปร่างที่คล้ายกับกรรไกร คุณสมบัติสำคัญสองประการของโครงสร้างแบบกรรไกรคือ 1) ข้อต่อที่คอร์ดล่างผ่าน (บานพับของกรรไกร) ต้องเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา และ 2) ปลายของคาน (คอร์ดบน) ต้องวางอยู่บนคอร์ดล่าง หากคอร์ดล่างเชื่อมต่อกับด้านล่างของคอร์ดบน โครงสร้างนั้นจะเรียกว่า "ค้ำยันแบบกรรไกร" [ 20 ]แทนที่จะเป็นโครงสร้างแบบกรรไกร
การค้ำยัน
ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการออกแบบค้ำยันถาวรสามารถปรับปรุงเสถียรภาพด้านข้างของโครง หลังคา ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับคอร์ดรูปตัว J ค้ำยันด้านข้างแบบต่อเนื่องสามารถป้องกันผลกระทบเชิงลบของแรงด้านข้างได้โดยการติดตั้งในแนวทแยงเพื่อค้ำยันคอร์ดอย่างไรก็ตามผลกระทบของค้ำยันถาวรต่อเว็บโครงหลังคาอาจแตกต่างกันไป เนื่องจากความยาวของคอร์ดจะเป็นตัวกำหนดจำนวนตำแหน่งของค้ำยัน[ 21 ]
โครงไม้สำเร็จรูป
โครงหลังคาไม้สำเร็จรูปมีข้อดีในการก่อสร้างอาคารด้วยความแม่นยำที่ผลิตด้วยเครื่องจักร และมีแนวโน้มที่จะใช้ไม้น้อยลง[ 22 ]อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงการออกแบบเฉพาะพื้นที่ที่ต้องใช้การออกแบบโครงหลังคาแบบกำหนดเอง แม้จะมีข้อจำกัดนี้ การนำส่วนประกอบสำเร็จรูปมาใช้ก็กำลังเร่งตัวขึ้นเนื่องจากการขาดแคลนแรงงานฝีมือในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นแนวโน้มที่เห็นได้ชัดในภาคการสร้างบ้านโดยการเปลี่ยนการผลิตโครงหลังคาไปสู่โรงงาน การเปลี่ยนแปลงนี้ส่วนใหญ่เกิดจากความต้องการมุมที่ตัดอย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นทักษะเฉพาะที่ปัจจุบันขาดแคลนในหมู่คนงานก่อสร้าง[ 23 ]
โครงไม้โบราณ
ความท้าทายในการบำรุงรักษาโครงไม้ไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะโครงการก่อสร้างใหม่เท่านั้น การประเมินด้วยสายตาสามารถใช้ในการประเมินสภาพของโครงไม้เก่าแก่ได้ การประเมินนี้ควบคู่กับการทดสอบการรับน้ำหนัก สามารถใช้เพื่อกำหนดแนวทางแก้ไขที่ดีที่สุดสำหรับการซ่อมแซมระบบโครงไม้เก่า สามารถใช้แผ่นโลหะและวัสดุที่ถูกต้องตามยุคสมัยในการซ่อมแซมได้ แม้ว่าการกู้คืนวัสดุได้ 100% อาจทำได้ยากหากโครงไม้เสื่อมสภาพ โครงไม้ MPC (Metal Plate Connected) มักทำจากไม้แปรรูป (ไม้แปรรูป) มากกว่าไม้ซุง (เสาไม้กลม) [ 24 ]
จุดเชื่อมต่อในโครงไม้
การเชื่อมต่อโครงไม้ในยุคแรกๆ ประกอบด้วยข้อต่อเดือยและร่อง และน่าจะทำขึ้นที่ไซต์ก่อสร้างพร้อมกับเสา เนื่องจากโครงไม้ในยุคแรกส่วนใหญ่ทำจากเสา ที่ยังไม่แห้งสนิท การหดตัวในภายหลังจะทำให้เกิดรอยแตกที่ ข้อต่อ เดือยและร่องนอกจากนี้ ข้อต่อเดือยและร่องในโครงไม้แบบเก่าจะอยู่ที่จุดที่อ่อนแอที่สุดของเสา ทำให้เกิดความเสียหายเร็วขึ้น การออกแบบการเชื่อมต่อโครงไม้ในยุคแรกส่วนใหญ่คาดการณ์พฤติกรรมโครงสร้างภายใต้น้ำหนักบรรทุก นี่คือเหตุผลที่เจาะรูเยื้องศูนย์เล็กน้อย เพื่อให้เดือยดึงเสาเข้าหากันโดยธรรมชาติด้วยแรงโน้มถ่วง[ 25 ]
ดูเพิ่มเติม
- ↑ Curl, James Stevens (2006), "truss", พจนานุกรมสถาปัตยกรรมและสถาปัตยกรรมภูมิทัศน์ ( ฉบับออนไลน์), สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด, ISBN 978-0-19-860678-9สืบค้นข้อมูลเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2555(ต้องสมัครสมาชิก)
- ↑สเตน (1984)หน้า 196
- ↑ Lewandoski, Jan, Jack Sobon และ Kenneth Rower. โครงหลังคาแบบอเมริกันโบราณ. Becket, MA: Timber Framers Guild, 2006. 48. ISBN 0970664346
- ↑กลุ่มวิจัยอาคารที่อยู่อาศัย (เซอร์เรย์ ประเทศอังกฤษ) http://www.dbrg.org.uk/GLOSSARY/Open%20truss.html
- 1 2คำศัพท์เฉพาะทางด้านการก่อสร้างของออสเตรเลีย – ฉบับที่สาม (NCRB)
- 1 2 วาเลเรียนี, ซิโมน่า (สิงหาคม 2549), "หลังคาของเรนและโจนส์: การอพยพความรู้ทางเทคนิคจากอิตาลีสู่อังกฤษในศตวรรษที่ 17" เอกสารวิจัยเกี่ยวกับลักษณะของหลักฐาน: 'ข้อเท็จจริง' เดินทางได้ดีเพียงใด?"ภาควิชาประวัติศาสตร์เศรษฐกิจ โรงเรียนเศรษฐศาสตร์ลอนดอนสืบค้นเมื่อ 22 ธันวาคม 2555
- ↑รายงานการประชุมประจำปีครั้งที่ 3 ว่าด้วยประวัติศาสตร์การก่อสร้าง พฤษภาคม 2552 รูปที่ 1 อ้างอิงจาก Sachero, C., 1864: Sulla stabilità delle armature dei tetti Giornale del Genio Militare 2. 250 http://www.bma.arch.unige.it/PDF/CONSTRUCTION_HISTORY_2009/VOL3/TURRI-Zamperin_Cappelletti_1_paper-revised_layouted.pdfเข้าถึงเมื่อ 24/12/2012
- ↑เยโอแมนส์ (2003)หน้า 42
- ↑อันเดเรก, ฌอง. Holzbaukunst: Fachwerk, Dachgerüst, Zimmermannswerkzeug : systematisches Fachwörterbuch = สถาปัตยกรรม en bois : การก่อสร้าง en pan de bois, charpente de toit, outils du charpentier : dictionnaire spécialisé et systématique = สถาปัตยกรรมในไม้ : โครงสร้างไม้, โครงหลังคา, เครื่องมือของช่างไม้ : พจนานุกรมเฉพาะทางและเป็นระบบ มิวนิก: KG Saur, 1997. : 65. ISBN 3598104618
- ↑เฮอร์มาน ยานเซอ, เฮาเทน คัปเปนในเนเธอร์แลนด์ ค.ศ. 1000-1940 Delftse Universitaire Pers, Delft / Rijksdienst สำหรับ Monumentenzorg, Zeist 1989
- ↑แฮร์ริส (2003)หน้า 75–77
- 1 2แชปเปลล์, สตีฟ.โรงงานช่างไม้: งานไม้ การออกแบบ และการก่อสร้างโครงไม้แบบดั้งเดิมบราวน์ฟิลด์, เมน: สำนักพิมพ์ฟ็อกซ์เมเปิล, 1998. 115. พิมพ์.
- ↑ Whewell, William และ F. de. Lassaulx.บันทึกทางสถาปัตยกรรมเกี่ยวกับโบสถ์เยอรมัน พร้อมบันทึกที่เขียนขึ้นระหว่างการทัวร์สถาปัตยกรรมใน Picardy และ Normandy .. ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 3 Cambridge: J. และ JJ Deighton; [ฯลฯ], 1842. 44. พิมพ์.
- ↑สเตน (1984) , หน้า 196–97
- ↑เว็บเบอร์, เฟรเดอริค จี. งานไม้และการประกอบเฟอร์นิเจอร์ เมธูเอน แอนด์ โค. ลอนดอน: 1898. 152.
- ↑ Davies, Nikolas และ Erkki Jokiniemi. พจนานุกรมสถาปัตยกรรมและการก่อสร้างอาคาร. อัมสเตอร์ดัม: Elsevier/Architectural Press, 2008. 144.
- ↑ Alcock, NW. การบันทึกอาคารโครงไม้: อภิธานศัพท์พร้อมภาพประกอบ ลอนดอน: สภาโบราณคดีอังกฤษ, 1989
- ↑ Sharpe, Geoffrey R. โบสถ์อังกฤษโบราณ คู่มือเกี่ยวกับการก่อสร้าง การออกแบบ และลักษณะเด่น ลอนดอน: IB Tauris, 2011. 111. รูปที่ 61.
- ↑ Wood, Margaret. The English Mediaeval House. London: Ferndale Editions, 1980, 1965. 319.
- ↑ Lewandoski, Jan, Jack Sobon และ Kenneth Rower. โครงหลังคาแบบอเมริกันโบราณ. Becket, MA: Timber Framers Guild, 2006. 7. ISBN 0970664346
- ↑ "การออกแบบค้ำยันถาวรสำหรับเว็บและคอร์ดโครงหลังคาไม้ MPC", Forest Products Journal , 51(7), 73-81
- ↑ "ประโยชน์ของโครงหลังคาไม้สำเร็จรูป"วิศวกรรมโยธา (10212000) 24, ฉบับที่ 7: 47-48. Business Source Complete , EBSCO host (เข้าถึงเมื่อ 8 พฤศจิกายน 2017)
- ↑มาริ, ฟรานเชสกา (8 มิถุนายน 2024). "ความฝันเรื่องที่อยู่อาศัยแบบอเมริกันกลายเป็นความจริงในสวีเดนได้อย่างไร"เดอะนิวยอร์กไทมส์
- ↑การประเมินแบบไม่ทำลาย การทดสอบรับน้ำหนักเต็มรูปแบบ และการแทรกแซงเฉพาะจุดบนโครงหลังคาไม้คานขวางโบราณสองแห่ง โครงสร้างทางวิศวกรรม 140
- ↑ "การเชื่อมต่อโครงไม้แบบดั้งเดิมกับการหดตัวของไม้: จากข้อต่อเดือยและร่องไปจนถึงการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว" APT Bulletinเล่มที่ 27 ฉบับที่ 1/2 เพื่อเป็นเกียรติแก่ Lee H. Nelson (1996) หน้า 11-23
บรรณานุกรม
- แฮร์ริส, ริชาร์ด (2003), การค้นพบอาคารโครงสร้างไม้ , สำนักพิมพ์ไชร์, ISBN 978-0-7478-0215-0
- สตีน, จอห์น (1984), โบราณคดีของอังกฤษและเวลส์ในยุคกลาง , ครูม เฮล์ม, ISBN 978-0-7099-2385-5
- เยโอแมนส์, เดวิด ที. (2003), การซ่อมแซมโครงสร้างไม้โบราณ , โทมัส เทลฟอร์ด, ISBN 978-0-7277-3213-2
- Hoffsummer, Patrick, บรรณาธิการ (2009), โครงหลังคาตั้งแต่ศตวรรษที่ 11 ถึง 19 ประเภทและการพัฒนาในภาคเหนือของฝรั่งเศสและในเบลเยียม , Brepols, ISBN 978-2-503-52987-5
ลิงก์ภายนอก
- คำศัพท์เกี่ยวกับหลังคาพร้อมภาพประกอบ
- Frame-X – แกลเลอรี่โครงหลังคาและโครงผนัง