การศึกษาออกแบบข้อต่อเหล็กเพื่อสร้างนวัตกรรมโครงสร้างสำเร็จรูปของสถาปัตยกรรมไผ่

ไผ่เป็นวัสดุธรรมชาติที่ยั่งยืนพบได้ทุกภูมิภาคทั่วประเทศไทย เป็นพืชโตเร็วและมีเส้นใยที่แข็งแรงเป็นวัสดุทางเลือกใหม่ในงานก่อสร้างทางสถาปัตยกรรม มีคุณสมบัติทางโครงสร้างในการรับแรงดึงและแรงอัดได้ดี และเนื่องจากการก่อสร้างสถาปัตยกรรมไผ่มีการใช้องค์ความรู้ที่เฉพาะทางและมีเอกลักษณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความซับซ้อนของการต่อโครงสร้างไผ่เข้าด้วยกัน ซ้ำยังจัดเป็นงานที่ละเอียดอ่อนต่อระบบโครงสร้าง ส่งผลให้ใช้ระยะเวลาก่อสร้างนานและต้องปรับแก้ปัญหาหน้างานจำนวนมาก ทำให้เล็งเห็นความสำคัญในการพัฒนาเทคนิคการต่อโครงสร้างเข้าด้วยกัน จึงมีแนวคิดที่จะใช้ประโยชน์จากการใช้ข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปมาใช้กับการต่อโครงสร้างไผ่เข้าด้วยกัน โดยที่ไม่ต้องใช้ทักษะเฉพาะทางและช่วยลดระยะเวลาการก่อสร้าง สามารถถอดประกอบและรื้อถอนได้รวดเร็ว สร้างความหลากหลายทางการต่อและความยืดหยุ่นในระบบการก่อสร้างสำเร็จรูป อันเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาออกแบบข้อต่อเหล็กเพื่อสร้างนวัตกรรมโครงสร้างสำเร็จรูปของสถาปัตยกรรมไผ่ การวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลอง อันมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบจุดต่อจากโครงสร้างสถาปัตยกรรมไผ่ที่มีอยู่ปัจจุบัน ศึกษาออกเเบบข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปที่มีความหลากหลายและยืดหยุ่นในการก่อสร้างงานสถาปัตยกรรมไผ่ เปรียบเทียบประสิทธิภาพการรับแรงดึงของข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวเมียและข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวผู้เเบบต่างๆ ทั้งยังนำเสนอแนวทางการใช้ข้อต่อเพื่อการออกเเบบสถาปัตยกรรมไผ่ รูปแบบข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวเมียมี 4 ประเภท ได้แก่ ข้อต่อหักมุม ข้อต่อหางเหยี่ยว ข้อต่อเสียบ และข้อต่อสับหว่าง ข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวผู้มี 3 ประเภท ได้แก่ ข้อต่อกระบอก ข้อต่อล็อค และข้อต่อใส้ใน โดยข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวผู้มีการต่อร่วมกับลำไผ่ ชนิดไผ่ที่ใช้ในการต่อร่วมคือไผ่ซางหม่น ที่มีความแข็งแรงและประสิทธิภาพในการรับแรงดึง เหมาะสมใช้ในตำแหน่งโครงสร้างคานของสถาปัตยกรรมไผ่ ไผ่ซางหม่นที่ใช้ในการทดสอบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8-10 เซนติเมตร การทดสอบไผ่ใช้มาตรฐาน ISO 22157:2019 Bamboo structures — Determination of physical and mechanical properties of bamboo culms — Test methods แบ่งเป็น 2 ส่วน ได้แก่ การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของไผ่ซางหม่น และการทดสอบคุณสมบัติเชิงกลของไผ่ซางหม่น การทดสอบข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปใช้มาตรฐาน ASTM D198-22 Standard test methods of static tests of lumber in structural sizes แบ่งเป็น 2 ส่วน ได้แก่ การทดสอบประสิทธิภาพการรับแรงดึงข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวเมีย และการทดสอบประสิทธิภาพการรับแรงดึงข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวผู้ หลังจากการทดสอบทั้งหมด นำรูปแบบข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปมาเปรียบเทียบค่าประสิทธิภาพในการรับแรงดึงที่ดีที่สุดตามแต่ละประเภท สรุป วิเคราะห์ อภิปรายผลการทดลอง เพื่อเสนอแนวทางการนำข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปไปใช้ในการออกเเบบโครงสร้างสถาปัตยกรรมไผ่ ผลจากการวิจัยพบว่าข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวเมียประเภทข้อต่อเสียบ มีประสิทธิภาพในการรับแรงดึงเฉลี่ยสูงสุด มีค่าเฉลี่ยแรงดึงสูงสุด 3,869.96 กก. และมีค่าเฉลี่ยความเค้นเฉือนสูงสุดของสลักเกลียว 1,528.27 กก./ตร.ซม. ทั้งยังสามารถสร้างความหลากหลายทางการต่อได้ ส่วนของข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวผู้ประเภทข้อต่อกระบอก มีประสิทธิภาพในการรับแรงดึงเฉลี่ยสูงสุด มีค่าเฉลี่ยแรงดึงสูงสุด 3,745.81 กก. และมีค่าเฉลี่ยความเค้นเฉือนสูงสุดของไผ่ 35.91 กก./ตร.ซม. ทั้งยังสามารถสร้างความยืดหยุ่นที่ต่อรับลำไผ่ได้หลายขนาด ข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปตัวเมียและตัวผู้ช่วยลดเวลาระยะเวลาประกอบและรื้อถอนกว่าการต่อแบบเดิม และยังคงอัตลักษณ์การเป็นสถาปัตยกรรมไผ่ไว้ได้ การวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการนำข้อต่อเหล็กสำเร็จรูปมาใช้ในการต่อโครงสร้างสถาปัตยกรรมไผ่ สุดท้ายงานวิจัยนี้ก็หวังว่าจะเป็นแรงกระตุ้นและผลักดันให้เกิดการพัฒนางานนวัตกรรมเพื่อการสรรค์สร้างงานสถาปัตยกรรมไผ่ให้ดียิ่งขึ้น