เหล็กเส้น เหล็กรูปพรรณ เลือกแบบไหนให้เหมาะกับงานโครงสร้าง
เหล็กเป็นวัสดุหลักที่ทำหน้าที่ “รับแรง” และ “เสริมความแข็งแรง” ให้กับโครงสร้าง ไม่ว่าจะเป็นบ้าน อาคารพาณิชย์ โรงงาน หรือโกดัง การเลือกใช้เหล็กให้เหมาะกับลักษณะงานจึงสำคัญมาก เพราะส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัย อายุการใช้งาน และงบประมาณในภาพรวม
บทความนี้จะพาแยกให้ชัดว่า เหล็กเส้น กับ เหล็กรูปพรรณ ต่างกันอย่างไร ใช้กับงานแบบไหน และควรพิจารณาอะไรบ้างก่อนตัดสินใจเลือกซื้อ (เนื้อหานี้เป็นแนวทางทั่วไป ควรยึดแบบและการคำนวณของวิศวกรเป็นหลัก)
ทำไม “เหล็ก” ถึงสำคัญในงานโครงสร้าง
โครงสร้างอาคารต้องรับแรงหลายรูปแบบ เช่น
-
แรงกด/แรงอัด (น้ำหนักตัวอาคาร, น้ำหนักใช้งาน)
-
แรงดึง (การโก่งตัวของคาน/พื้น, แรงจากลม/แผ่นดินไหว)
-
แรงเฉือน (บริเวณรอยต่อคาน-เสา, ฐานราก)
-
แรงบิด (โครงสร้างบางรูปแบบหรือจุดรับแรงเฉพาะ)
คอนกรีตแข็งแรงมากใน “แรงอัด” แต่ไม่เด่นใน “แรงดึง” จึงต้องใช้ เหล็กเส้นเสริมในคอนกรีต เพื่อช่วยรับแรงดึงและลดการแตกร้าว ส่วนงานที่ต้องการติดตั้งเร็ว รับช่วงยาว หรือเป็นโครงสร้างหลักแบบเหล็ก มักใช้ เหล็กรูปพรรณ เป็นตัวรับแรงโดยตรง
เหล็กเส้นคืออะไร ใช้งานอย่างไร
เหล็กเส้น คือเหล็กแท่งทรงกลม ใช้เสริมแรงในคอนกรีตเป็นหลัก (คอนกรีตเสริมเหล็ก) นิยมใช้ในงาน
-
เสา
-
คาน
-
พื้น
-
ฐานราก
-
ผนังคอนกรีตเสริมเหล็ก
-
บันไดคอนกรีต
ประเภทเหล็กเส้นที่พบบ่อย
1) เหล็กเส้นกลม (RB)
-
ผิวเรียบ โค้งงอง่าย
-
เหมาะกับงานผูกเหล็กทั่วไป งานปลอกคาน/ปลอกเสา งานโครงสร้างรอง
-
การยึดเกาะกับคอนกรีตน้อยกว่าเหล็กข้ออ้อย จึงมักใช้กับงานที่ไม่ต้องรับแรงสูงมาก หรือใช้เป็น “เหล็กปลอก” ตามแบบ
2) เหล็กเส้นข้ออ้อย (DB)
-
ผิวเป็นบั้ง/ข้อ ช่วยให้ยึดเกาะคอนกรีตดี
-
นิยมเป็น “เหล็กหลัก” ในเสา คาน พื้น ฐานราก
-
รับแรงดึงได้เหมาะกับงานโครงสร้างหลักมากกว่า
การเลือกขนาดเหล็กเส้น
เหล็กเส้นมีหลายเบอร์/หลายขนาด การเลือกต้องอิงจาก
-
แบบโครงสร้าง (Structural Drawing)
-
รายการคำนวณของวิศวกร
-
ตำแหน่งใช้งาน (เสา/คาน/พื้น/ฐานราก)
-
ระยะพาด ช่วงคาน และน้ำหนักใช้งาน
ข้อควรจำ: “เพิ่มขนาดเหล็กเอง” โดยไม่อิงแบบ อาจทำให้รายละเอียดอื่นผิด เช่น ระยะหุ้มคอนกรีต (cover), ระยะห่างเหล็ก, ปริมาณคอนกรีต และการทำงานร่วมกันของเหล็ก-คอนกรีต
เหล็กรูปพรรณคืออะไร และเหมาะกับงานแบบใด
เหล็กรูปพรรณ คือเหล็กที่ขึ้นรูปให้มีหน้าตัดเฉพาะเพื่อรับแรงได้ดีในทิศทางต่าง ๆ ใช้เป็นโครงสร้างหลักแบบเหล็ก หรือใช้ร่วมกับคอนกรีตในบางระบบ
เหมาะกับงานที่ต้องการ
-
รับน้ำหนักมาก/ช่วงยาว
-
ติดตั้งรวดเร็ว ลดงานแบบหล่อ/เทคอนกรีต
-
ควบคุมคุณภาพงานหน้างานได้ดี (โรงงานผลิต/มาตรฐานชัด)
-
ปรับแก้/ต่อเติมโครงสร้างได้ง่ายกว่างานคอนกรีตบางประเภท
ประเภทเหล็กรูปพรรณที่ใช้บ่อย
1) เหล็กตัวไอ (I-Beam)
-
เหมาะทำคาน โครงสร้างรับแรงดัด
-
ใช้ในงานที่ต้องการรับน้ำหนักมากแต่ต้องคุมต้นทุน
2) เหล็กตัวเอช (H-Beam)
-
หน้าตัดแข็งแรง รับแรงดัดและแรงอัดได้ดี
-
เหมาะกับเสา/คานหลัก โครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น โรงงาน อาคารหลายชั้น โกดัง
3) เหล็กกล่อง (Rectangular/Square Tube)
-
ใช้ทำโครงหลังคา โครงสร้างเบา งานต่อเติม งานโครงกรอบ
-
จุดเด่นคือรูปลักษณ์เรียบร้อย งานสถาปัตย์นิยม แต่ต้องดูความหนาและการป้องกันสนิมให้เหมาะ
4) เหล็กฉาก (Angle)
-
ใช้เป็นโครงสร้างรอง ค้ำยัน โครงเฟรม งานประกอบ
-
นิยมในงานเสริมแรง งานเชื่อมประกอบ
5) เหล็กรางน้ำ (Channel)
-
ใช้ทำคานรอง แป โครงหลังคา โครงสร้างรองบางประเภท
-
เหมาะกับงานที่ต้องการรูปหน้าตัดช่วยรับแรงเฉือน/แรงดัดระดับหนึ่ง
เหล็กเส้น vs เหล็กรูปพรรณ ต่างกันตรงไหน (เข้าใจง่าย)
เหล็กเส้น (คอนกรีตเสริมเหล็ก)
ข้อดี
-
เหมาะกับงานบ้านและอาคารทั่วไป
-
ยืดหยุ่นในการทำรูปทรง (หล่อได้หลายแบบ)
-
วัสดุหาได้ง่าย ช่างคุ้นเคย
ข้อจำกัด
-
ใช้เวลางานมาก (ผูกเหล็ก-ทำแบบ-เท-บ่ม)
-
คุณภาพหน้างานขึ้นอยู่กับทีมงานและการควบคุมงาน
-
งานแก้ไข/ต่อเติมบางส่วนทำได้ยากกว่า
เหล็กรูปพรรณ (โครงสร้างเหล็ก)
ข้อดี
-
ติดตั้งเร็ว ลดเวลาโครงการ
-
เหมาะกับช่วงยาวและงานรับน้ำหนักมาก
-
ควบคุมคุณภาพงานได้ดี (ประกอบ/เชื่อม/น็อตตามมาตรฐาน)
ข้อจำกัด
-
ต้องออกแบบรายละเอียดรอยต่ออย่างแม่นยำ
-
ต้องมีการป้องกันสนิม/ไฟ (ตามสภาพใช้งาน)
-
ต้องใช้ช่างเฉพาะทาง (เชื่อม/ยึดน็อตแรงบิดตามสเปก)
เลือกแบบไหนให้เหมาะกับงานโครงสร้าง (แยกตามประเภทงาน)
1) บ้านพักอาศัยทั่วไป
-
เสา/คาน/พื้น/ฐานราก: มักใช้เหล็กเส้น (คอนกรีตเสริมเหล็ก)
-
โครงหลังคา/กันสาด/ต่อเติม: มักใช้เหล็กรูปพรรณ (เหล็กกล่อง/เหล็กตัวซี/เหล็กฉาก/เหล็กไอเล็ก)
แนวคิดคือ “โครงสร้างหลักใช้คอนกรีตเสริมเหล็ก” แล้วใช้เหล็กรูปพรรณในส่วนที่ต้องการความเบาและติดตั้งเร็ว
2) อาคารพาณิชย์/อาคารหลายชั้น
-
โครงสร้างหลักอาจใช้คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นหลัก (เหล็กเส้น)
-
หรือเป็นระบบผสม เช่น เสา/แกนลิฟต์เป็นคอนกรีต แต่คาน/พื้นบางส่วนใช้เหล็ก เพื่อเพิ่มความเร็วและลดน้ำหนัก
งานประเภทนี้ต้องยึดแบบวิศวกรเป็นหลัก เพราะแรงและความซับซ้อนสูง
3) โรงงาน/โกดัง/อาคารช่วงยาว
-
นิยม เหล็กรูปพรรณ เป็นโครงสร้างหลัก (H-Beam/I-Beam + โครงถัก/แป)
-
เหมาะกับการทำ “ช่วงเสายาว” ลดจำนวนเสา ใช้พื้นที่ได้เต็ม
-
ติดตั้งเร็ว คุมเวลางานได้ดี
ปัจจัยสำคัญก่อนเลือกเหล็ก (เช็กลิสต์ใช้งานจริง)
1) ประเภทโครงสร้างและรูปแบบงาน
-
โครงสร้างคอนกรีต → เหล็กเส้นเป็นหลัก
-
โครงสร้างเหล็ก/งานต่อเติม/งานช่วงยาว → เหล็กรูปพรรณเหมาะกว่า
2) น้ำหนักที่ต้องรับและช่วงพาด
-
ช่วงยาว + ต้องการพื้นที่โล่ง → เหล็กรูปพรรณได้เปรียบ
-
งานทั่วไป/ช่วงไม่ยาวมาก → คอนกรีตเสริมเหล็กคุ้มค่าและนิยม
3) สภาพแวดล้อมและสนิม
-
ใกล้ทะเล/ความชื้นสูง ต้องระวังสนิมมากขึ้น
-
เหล็กรูปพรรณควรมีระบบกันสนิม/สีรองพื้น/ทาสีตามมาตรฐาน
-
งานคอนกรีตเสริมเหล็กต้องคุม “ระยะหุ้มคอนกรีต” ให้พอ ลดสนิมในระยะยาว
4) เวลาในการก่อสร้าง
-
ต้องการงานเร็ว → เหล็กรูปพรรณมักทำงานไวกว่า
-
ถ้าไม่เร่งมากและต้องการช่างทั่วไปทำได้ → คอนกรีตเสริมเหล็กเหมาะ
5) งบประมาณรวมทั้งระบบ
อย่าดูแค่ “ราคาเหล็กต่อกิโล” ให้ดูภาพรวม เช่น
-
ค่าช่าง/ค่าเชื่อม/ค่าน็อต/ค่าเครน
-
ค่าแบบหล่อ/ค่าแรงผูกเหล็ก/เวลาบ่มคอนกรีต
-
ค่ากันสนิม/ค่าเคลือบ/ค่าบำรุงรักษา
6) มาตรฐานและแหล่งที่มา
-
เลือกวัสดุที่ได้มาตรฐานอุตสาหกรรม
-
ตรวจสอบฉลาก/มาร์กบนเหล็ก/ใบรับรอง (Mill Certificate) ในงานที่ต้องคุมคุณภาพ
-
หลีกเลี่ยงเหล็กที่ผิวเสียหายมาก บิดงอหนัก หรือสนิมลึกเป็นเกล็ด
ข้อควรระวังที่เจอบ่อย (ช่วยลดปัญหาหน้างาน)
-
ใช้เหล็ก “ผิดประเภท” เช่น เอาเหล็กกลมไปเป็นเหล็กหลักแทนข้ออ้อยโดยไม่ยึดแบบ
-
ระยะหุ้มคอนกรีตไม่พอ ทำให้เหล็กเป็นสนิมเร็ว
-
งานเหล็กรูปพรรณเชื่อม/เจาะ/ต่อไม่ถูกวิธี ทำให้รอยต่ออ่อนแรง
-
ไม่ทากันสนิมหรือทาไม่ครบขั้นตอน โดยเฉพาะงานภายนอก
-
สั่งของไม่ตรงสเปก (ความหนาเหล็กกล่อง/ขนาดหน้าตัด H-Beam) ทำให้รับแรงไม่พอ
สรุป: เลือกเหล็กแบบไหนถึง “เหมาะ” กับงานโครงสร้าง
-
ถ้าเป็น โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก (เสา-คาน-พื้น-ฐานราก) → ใช้ เหล็กเส้น เป็นหลัก โดยเลือกชนิดและขนาดตามแบบวิศวกร
-
ถ้าเป็น โครงสร้างเหล็ก หรืองานที่ต้องการ ติดตั้งเร็ว รับช่วงยาว ใช้พื้นที่โล่ง (โรงงาน/โกดัง/หลังคา/ต่อเติม) → ใช้ เหล็กรูปพรรณ เป็นหลัก และต้องให้ความสำคัญกับรายละเอียดรอยต่อและการป้องกันสนิม
-
หลายโครงการใช้ “ระบบผสม” เพื่อให้ได้ทั้งความแข็งแรง ความเร็ว และความคุ้มค่า