STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(ฉบับที่ 40 ประจำเดือนธันวำคม 2013)บทความตีพมิ พ์ ร่วมกันระหว่ างสหพันธ์ เหล็กและเหล็กกล้ าแห่ งประเทศญี่ปุ่นและสมาคมก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็กแห่ งประเทศญี่ปุ่นThai Versionว า ร ส า ร ฉ บั บ แ ป ล ภ า ษ า อั ง ก ฤ ษ ข อ ง Steel
Construction Today & Tomorrow ได้ มีการตีพิมพ์ 3 ครัง้ ต่อปีและ มี ก ารจั ด ส่ ง ทั่ ว โลกใ ห้ แก่ ผู้ บริ หารข อง บริ ษั ทใ นทุ กภาคอุตสาหกรรมและองค์กรที่เกี่ยวข้ อง จุดประสงค์สาคัญในการ
ตีพิมพ์วารสารนี ้ก็คือนาเสนอมาตรฐานและข้ อกาหนดที่เกี่ยวกับการก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก ตัวอย่างของโครงการก่อสร้ างใหม่ ๆเทคโนโลยีและวัสดุก่อสร้ างที่ล ้าหน้ า ในส่วนที่เกี่ยวข้ องกับการ
ก่อสร้ างโครงสร้ างอาคารและวิศวกรรมโยธา
เพื่อช่วยให้ ผ้ อู ่านชาวไทยสามารถที่จะเข้ าใจบทความได้ ง่ายขึ ้น ได้ มีการจัดแปลบทความภาคภาษาไทย และแนบท้ ายกับฉบับภาษาอังกฤษ สาหรับรูปภาพ ไดอะแกรมและตาราง ได้มี ก ารจัด แปลเป็ นภาษาไทยเพี ย งส่ว นหัว เรื่ อ ง ผู้อ่ า นสามารถอ้ างอิงกับฉบับภาษาอังกฤษสาหรับเนื ้อหาที่เกี่ยวเนื่อง นอกจากนี ้ถ้ าผู้อ่านต้ องการทราบศัพท์ บรรยายหรื อ รายละเอียดทางด้ า นเทคนิค โปรดอ้ างอิงกับบทความภาษาอังกฤษ เช่นเดียวกันฉบับที่ 40 ประจาเดือนธันวาคม 2013: สารบัญหัวข้อพิ เศษ : เทคโนโลยีการป้ องกันไฟโครงสร้ างอาคารและการต้ านทานไฟ1การป้องกันไฟสาหรับโครงสร้ างเหล็ก4การเผื่อสาหรับการต้ านทานไฟในโครงสร้ างเหล็ก6การสารวจความเสียหายจากไฟในโครงสร้ างเหล็ก9การออกแบบเพื่ อ ต้ านทานไฟส าหรั บ โครงสร้ าง TOKYOSKYTREEเหล็กต้ านทานไฟ1215เทคโนโลยีการใช้งานเหล็กรายละเอียดพื ้นฐานสาหรับการเชื่อมและการควบคุมการทางานด้ านการเชื่อม17การดาเนินงานล่าสุดของคณะกรรมการเกี่ยวกับการส่งเสริ มตลาดต่างประเทศ
ปกหลัง
หมายเหตุ: หมายเลขหน้ าอ้ างอิงกับวารสารภาคภาษาอังกฤษฉบับที่ 40ฉบับภาษาไทย: ©The Japan Iron and Steel Federation 2013
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025,
Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยูอ่ ีเมล: sunpou@jisf.or.jpเวบไซต์: http://www.jisf.or.jp1(หน้าที ่ 1 - 3)โครงสร้ างอาคารและการต้ านทานไฟ – พัฒนาการของการออกแบบโครงสร้ างต้ านทานไฟในญี่ปุ่น – โดย มาโมรุ โคโนศาสตราจารย์ ภาควิชาวิศวกรรมโครงสร้ างและอัคคีภัย Tokyo
University of Scienceต้ านทานไฟโดยทัว่ ไปสามารถแบ่งออกเป็ น 3 ประเภทดังนี ้: ความต้ านทานต่อน ้าหนักบรรทุก (R) การเป็ นฉนวนป้องกันไฟ (I) และความแข็งแรงสมบูรณ์ ของโครงสร้ าง (E) ในการที่จะควบคุมเพลิงให้ อยู่ในพื ้นที่จากัดไว้ การเป็ นฉนวน และ ความแข็งแรงสมบูรณ์
ของโครงสร้ างเป็ นปั จจัยที่สาคัญ และในการป้องกันความเสียหายหรื อการวิบตั ิของอาคาร ความสามารถในการต้ านทานต่อน ้าหนัก
บรรทุกเป็ นตัวทาหน้ าที่ที่สาคัญ ตัวอย่างเช่น ในการที่จะอพยพ
ผู้คนภายในอาคารออกอย่างปลอดภัย ความมัน่ คงปลอดภัยของ
อาคาร รวมไปถึ ง พื น้ ที่ เ ส้ น ทางอพยพจะต้ อ งมี ก ารป้ องกัน ให้ปลอดภัยจนกระทั่งการอพยพผู้คนเสร็ จสิ ้นสมบูรณ์ นอกจากนี ้เพื่อเป็ นการยับยังเชื้ ้อไฟมิให้ ลกุ ลามออกไปจากพื ้นที่ที่ล้อมรอบไว้
เพื่อกักขังไฟ (Fire Compartment) ความเป็ นฉนวนของและความ
แข็งแรงสมบูรณ์ ของโครงสร้ างเป็ นสิ่งที่จาเป็ นสาหรับ โครงสร้ างกาแพงและพื ้น ซึ่งทาหน้ าที่เป็ นขอบเขตกันของพื
้้นที่ล้อมรอบเพื่อกันไฟ

สาเหตุของการกาหนดบังคับการต้ านทานไฟแก่ โครงสร้ างอาคาร
โอกาสการเกิดเพลิงไหม้ ในอาคารมีไม่บอ่ ยนัก และอาคารส่วน
ใหญ่ จ ะไม่ ป ระสบกับ เพลิ ง ไหม้ เ ลยตลอดช่ ว งอายุก ารใช้ งานอย่างไรก็ตาม ถึงแม้ ว่าโอกาสที่จะเกิดเพลิงไหม้ จะต่ามาก แต่ถ้า
เกิดขึ ้นจริ ง ก็สามารถก่อให้ เกิดความเสี ยหายไม่เพียงแต่ภายในพื ้นที่อาคารเท่านัน้ แต่รวมไปถึงบริ เวณพื ้นที่ภายนอกเช่นเดียวกัน
ในการที่จะควบคุมความเสียหายจากเพลิงไหม้ ให้ อยู่ในระดับที่
ยอมรับได้ จึงเป็ นสิ่งจาเป็ นที่อาคารต้ องมีระดับความต้ านทานไฟได้ ตามที่กาหนดในปั จจุบนั อาคารจะต้ องสามารถทาหน้ าที่ระหว่างเกิดเพลิงไหม้ ได้ ดงั ต่อไปนี ้:(f1) ผู้อยู่อาศัย (ผู้ที่อ ยู่ในอาคาร) สามารถที่จะอพยพออกจากอาคารได้ อย่างปลอดภัย(f2) ถ้ าผู้อยูอ่ าศัยบางคนไม่สามารถที่จะอพยพออกจากอาคารได้
โดยตนเอง พนักงานดับเพลิงจะสามารถจะค้ นพบและให้ ความช่วยเหลืออพยพผู้คนออกมาได้(f3) ถึงแม้ วา่ อาคารทังหมดหรื้
อบางส่วนเกิดการวิบตั ิ การวิบตั ิของอาคารนี ้จะต้ องไม่สง่ ผลให้ เกิดความเสียหายต่ออาคารข้ างเคียง(f4) คลืน่ ความร้ อนที่แผ่ออกไปทางช่องเปิ ดหรื อส่วนของโครงสร้ างภายในอาคารจะต้ อ งไม่ก่อ ให้ เกิ ดเปลวไฟที่ สามารถลามไปยัง
อาคารข้ างเคียงได้(f5) ที่ดินที่ผนวกเป็ นส่วนหนึ่งของอาคารได้ รับการปกป้องจากอัคคีภยั
เพื่อที่จะเป็ นการตรวจสอบคุณสมบัติของโครงสร้ างเหล่านี ้ จึงได้ มีมาตรการต่าง ๆ นามาใช้ – การป้องกันไฟ การควบคุมไฟให้
อยู่ในพื ้นที่จากัด และการป้องกันความเสียหายและการวิบตั ิของอาคารเนื่ อ งจากความร้ อนจากเปลวไฟ ความสามารถในการ

พัฒนาการของการออกแบบต้ านทานไฟในญี่ปุ่น
งานออกแบบโครงสร้ างที่มีการรวมส่วนของการต้ านทานไฟใน
อาคารเรี ยกว่าเป็ นการออกแบบต้ านทานไฟ งานประเภทนี ้ได้ ถูกออกแบบจัดทาขึ ้นเพื่อให้ ได้ คณุ สมบัติของโครงสร้ างทัง้ 3 ประเภท
ตามที่กล่าวถึง ในญี่ ปุ่น กฎหมายมาตรฐานเกี่ยวกับอาคารได้ มีการกาหนดขึ ้นมาเมื่อปี 1950 หลังจากสิ ้นสุดสงครามโลกครัง้ ที่ 2ร่วมกับข้ อกาหนดสาหรับอาคารอื่น ๆ ซึง่ กาหนดไว้ ในการที่จะต้ องออกแบบการต้ านทานไฟสาหรับโครงสร้ าง กฎหมายมาตรฐาน
ของอาคารได้ มี ก ารแก้ ไขหลายครั ง้ และส่ ว นข้ อก าหนดใน
กฏหมายที่เกี่ยวกับการต้ านทานไฟก่อนที่จะมีการแก้ ไขในปี 2000
มีความแตกต่างอย่างมากกับกฏหมายที่ใช้ ปัจจุบนัตามกฎหมายมาตรฐานของอาคาร ในกรณีที่ ข้อกาหนดตามข้ อ (f1) จนถึง (f5) นี ้ไม่สามารถที่จะตรวจสอบได้ เนื่องจากเพลิง
ไหม้ และผลที่เกิดขึ ้นจากเหตุการณ์จะมีความรุนแรง อาคารควรจะ
มีการต้ านทานไฟได้ โดยมีหลักการพิจารณาเกี่ ยวกับการใช้ งานขนาด และตาแหน่งของอาคาร ก่อนที่จะมีก ารแก้ ไขในปี 2000
ข้ อกาหนดที่ใช้ ทวั่ ไปคือให้ องค์อาคารโครงสร้ างหลัก เช่น เสา คานพื ้น และกาแพง ประกอบไปด้ วยองค์อาคารทนไฟโดยใช้ วสั ดุที่ไม่2ตัวอย่ างของอาคารขนาดใหญ่ ท่ ีเกิดการวิบัติเนื่ อ งจากการ
มิได้ ออกแบบโครงสร้ างให้ ต้านทานไฟได้ อย่ างพอเพียงถึ ง แม้ ว่ า ในอาคารที่ ดู เ หมื อ นจะอยู่ ใ นสภาพดี แต่ ถ้ าการออกแบบการต้ า นทานไฟมิ ได้ ออกแบบไว้ เ พีย งพอ อาจจะเกิ ดความเสี ย หายอย่า งใหญ่ ห ลวงแก่ อ าคารได้ ตัว อย่ า งของการ
ออกแบบที่มิได้ ออกแบบการต้ านทานไฟไว้ อย่างพอเพียง ได้ แสดงไว้ ณ ที่นี ้เพลิงไหม้ เกิดขึ ้นในเวลาเที่ยงคืนของวันที่ 12 กุมภาพันธ์ 2005(เวลาท้ องถิ่น) ในอาคารสูง 32 ชัน้ (อาคารวินด์เซอร์ ) ที่ก่อสร้ างอยูพ่ ื ้นที่ AZCA ตัวเมืองแมดริ ด เมืองหลวงของสเปน เพลิงไหม้ ได้กระจายตัว ไปอย่ า งรวดเร็ ว ทัง้ ทางด้ านบนและทางด้ านล่ า งครอบคลุมพื ้นที่แทบจะทุกชัน้ การวิบตั ิของโครงสร้ างขนาดใหญ่
ในส่วนชัน้ ตรงกลางอาคารและชัน้ บนส่งผลให้ ชิน้ ส่วน ผนังล้ อมอาคาร องค์อาคารโครงสร้ างและผนังกันห้้ องกระจายกลาดเกลื่อนอยู่ตามพื ้นที่รอบอาคารด้ านล่าง เพลิงไหม้ ไม่เพียงแต่ก่อให้ เกิ ดความเสียหายต่ออาคาร แต่ยงั ส่งผลต่อสาธารณูปโภคของแมดริ ดในการใช้ ง านเนื่ องจากการปิ ดถนนในพืน้ ที่ รอบศูน ย์ กลางทางธุรกิจและการระงับการเดินรถไฟใต้ ดินรู ปภาพที่ 1 แสดงให้ เห็นภาพรวมของความเสียหายในช่ว งปลายเดือนมีนาคม เป็ นเวลา 1 เดือนครึ่ งภายหลังการเกิดเพลิง
ไหม้ โครงสร้ างของอาคาร เสา คาน พื ้นและผนังรับแรงส่วนใหญ่เป็ นโครงสร้ างคอนกรี ตเสริ มเหล็ก ขณะที่ เสารอบนอกของอาคาร
ส่วนท้ ายของพื ้นที่สานักงานด้ านกว้ าง เป็ นโครงสร้ างเหล็ก โดยที่
มีพืน้ technical สองชัน้ ในตาแหน่งช่วงกลางและช่วงล่างของอาคารถูกแบ่งตามโครงสร้ างให้ เป็ นส่วนเตี ้ย (ความสูงถึงชันสาม้เหนือพื ้นดิน) ส่วนกลาง (ชันสี้ ่ถึงชัน้ 16) และส่วนสูง (ชัน้ 17 และสูงกว่านัน้ ) รู ปที่ 2 แสดงให้ เห็นถึงระดับความสูงของโครงสร้ างและรู ปที่ 3 เป็ นผังพื ้นของชันที
้ ่ 17 จนถึงชัน้ ที่ 26 รวมไปถึงชันที
้ ่21 ที่เกิดเพลิงไหม้
อาคารวินด์เซอร์ ได้ ก่อสร้ างเสร็ จขึ ้นเมื่อปี 1977 โดยออกแบบ
ตามมาตรฐานการต้ า นทานไฟในเวลานัน้ อย่างไรก็ ตาม ดัง ที่แสดงในรู ป ภาพ ด้ านนอกของส่ ว นอาคารสู ง ร่ ว มกั น กั บ พื น้โครงสร้ างก่อให้ เกิดการวิบตั ิขนาดใหญ่ และในขณะเดียวกัน ในส่ว นชัน้ กลาง ๆ ของอาคารซึ่ง ประกบพืน้ ชัน้ Technical โดยเป็ นเชื อ้ ไฟ หรื อระบุเพีย งว่า องค์ อ าคารโครงสร้ างหลัก จะต้ อ งประกอบไปด้ ว ยองค์ อ าคารต้ า นทานไฟและองค์ อ าคารเหล่า นี ้จะต้ องมีระยะเวลาต้ านทานไฟดังที่กาหนดไว้ ในตารางที่ 1 สาหรับชิ ้นส่วนโครงสร้ างหลัก (นอกจากนัน้ เป็ นการกาหนดว่า พื ้น ผนังและหลังคาจะต้ องมีระดับความเป็ นฉนวนและความแข็ งแรงที่เหมาะสม) วิธีการนี ้เรี ยกว่าการออกแบบโดยให้ สอดคล้ องตามข้ อกาหนด
ตารางที่ 1 ระยะเวลาต้ า นทานไฟที่ ต้ อ งการสาหรั บ การรองรั บน ้าหนักบรรทุกของโครงสร้ างหลังจากที่มีการแก้ ไขกฎหมายในปี 2000 กฏหมายมาตรฐาน
ของอาคารยอมรั บ วิ ธี ก ารออกแบบตามสมรรถนะ โดยใน
รายละเอียดแล้ วเป็ นการกาหนดว่า เมื่อเกิ ดเพลิงไหม้ ตามที่สมมุติขึ น้ โครงสร้ างอาคารต้ านทานไฟซึ่ ง ประกอบไปด้ ว ยชิ น้ ส่ ว นโครงสร้ างหลัก ซึ่ง ความสามารถการต้ านทานไฟของโครงสร้ างยังคงอยูไ่ ด้ จนกระทัง่ ไฟได้ ถกู ดับลงแล้ ว เพื่อเป็ นวิธีการที่จะยืนยัน
ถึงวิธีการตามแนวความคิดนี ้ กฎหมายได้ กาหนดถึงวิธีการในการ
ตรวจสอบการต้ านทานไฟไว้
ในขณะเดี ย วกัน กรณี ใ นอนาคตเมื่ อ เทคโนโลยี ข องการต้ านทานไฟและวิ ธี ใ นการตรวจสอบได้ มี ก ารพั ฒ นาขึ น้ และนามาใช้ งานได้ แต่การต้ านทานไฟไม่สามารถยืนยันได้ โดยขันตอน
้การคานวณที่กาหนดไว้ ในกฏหมาย กระทรวงสาธารณูปโภค ที่ดิน
การคมนาคมและการท่อ งเที่ย วสามารถที่จ ะท าการอนุมัติ การนาไปใช้ งานของการต้ านทานไฟ ตามผลของการประเมินระดับ
การต้ านทานไฟที่ตรวจสอบโดยคณะกรรมการตรวจสอบ ซึ่งเป็ นผู้เชี่ยวชาญทางด้ านนี ้ก่อนปี 2000 การออกแบบต้ านทานไฟตามข้ อกาหนดเท่านัน้ไว้ เท่านันที้ ่ได้ รับการยอมรับและนามาใช้ ได้ โดยมีข้อยกเว้ นเพียง
เล็กน้ อย ในปั จจุบนั นี ้ วิศวกรสามารถที่จะนาวิธีการออกแบบตามสมรรถนะมาใช้ แทนได้ เพิ่ ม เติ ม จากวิ ธี ก ารออกแบบตามข้ อกาหนด (อ้ างอิงกับรูปที่ 1)รูปที่ 1 การต้ านทานไฟและกฎหมายมาตรฐานสาหรับอาคาร3 ความเข้ าใจถึงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์เหล็กชนิดต่าง ๆขณะที่มีอณุ หภูมิสงู การพั ฒ นาของการป้ องกั น ไฟซึ่ ง มี ก ารค านึ ง ถึ งประสิทธิภาพ ความทนทาน และสภาวะแวดล้ อมในการใช้ งานจริ ง การใช้ แปลนวางผัง โครงสร้ างซึ่ ง มี ก ารเผื่ อ ระดับ การต้ านทานไฟ การพัฒ นาวิธี การทดสอบที่ เป็ นมาตรฐานซึ่งสามารถ
ตรวจสอบสมรรถนะโครงสร้ างได้ อย่างถูกต้ อง การกาหนดกรอบแนวทางสังคมในการที่จะตรวจสอบ
ความต้ า นทานไฟของอาคารทัง้ หมด (วิ ศ วกรและผู้ตรวจสอบ)ทาลายลงทัง้ หมดด้ วยเพลิงไหม้ ในการออกแบบต้ านทานไฟในปั จจุบนั แม้ วา่ จะเกิดเพลิงไหม้ ขึ ้น เพลิงไหม้ นี ้จะถูกห้ อมล้ อมให้ อยู่ในพื ้นที่กักกันไฟ ซึ่งจะทาให้ ไม่เกิดการแพร่ กระจายออกไปยังชัน้
อื่น ๆ หลายชัน้ และเสา พื ้น และชิ ้นส่วนโครงสร้ างอื่น ๆ จะไม่เกิด
การวิบตั ิได้ โดยง่าย
เพราะว่ า อาคารวิ น ด์ เ ซอร์ ได้ ถู ก ออกแบบตามมาตรฐาน
กฎหมายอาคารในเวลานัน้ การป้องกันไฟมิได้ ถกู ป้องกันไว้ สาหรับ
เสาเหล็กในส่วนด้ านนอกรอบ ๆ ของอาคาร นอกจากนี ้ รอยต่อ
ระหว่างพื ้นและผนังด้ านนอก ซึ่งเป็ นปั จจัยที่สาคัญในการทาให้เป็ นพื ้นที่กกั กันไฟระหว่างชัน้ เป็ นโครงสร้ างที่ลามไฟง่าย และยอมให้ เพลิงไหม้ ลามออกไปนอกเหนือ พืน้ ที่ (อ้ างอิงกับรู ปที่ 4) โดยวิธีการนี ้ การออกแบบการต้ านทานไฟที่เหมาะสมไม่ได้ มีการนาใช้
ในการออกแบบอาคารนี ้ จึงเป็ นเหตุให้ เกิด ไฟกระจายตัวทัว่ ทุกพืน้ ที่ ในอาคาร และก่อ ให้ เกิ ดการวิบัติข นาดใหญ่ แต่เพราะว่า
เพลิงไหม้ เกิดขึ ้นในช่วงเที่ยงคืนในวันเสาร์ เวลาซึ่งมีผ้ คู นเล็กน้ อยในอาคาร ถือว่าโชคดีที่ไม่มีใครเสียชีวิต■ ■ ■ ■ ■(หน้าที ่ 4 - 5)การป้องกันไฟสาหรับโครงสร้ างเหล็กโดย ชิเกกิ ทาซากะห้ องทดสอบวิศวกรรมอัคคีภยั General Building ResearchCorporation of Japanรูปที่ 2 ระดับของโครงสร้ างในอาคารวินด์เซอร์
รูปที่ 3 ผังพื ้นทัว่ ไป (ชันบน)้ของอาคารวินด์เซอร์
รูปที่ 4 หน้ าตัดของพื ้นที่รอบ ๆ ในอาคารวินด์เซอร์รู ปภาพที่ 1 ความเสีย หายจากไฟในอาคารวินด์ เซอร์ เวลาที่ 1เดือนครึ่งภายหลังจากเกิดเพลิงไหม้ขอบเขตของงานป้องกันไฟ
เนื่องจากการป้องกันไฟนี ้ไม่ได้ อยู่ในชิ ้นส่วนของโครงสร้ างเสา
และคานเหล็ก จึงเป็ นสิง่ จาเป็ นที่จะต้ องมีการเพิ่มเติมงานป้องกัน
ไฟเพื่อให้ อาคารได้ รับการป้องกันจากไฟ ในวิธีการป้องกันไฟที่มี
การใช้ กันอยู่คือวิธีฉีดพ่น ทาเคลือบ พันวัสดุป้องกันไฟ และใช้แผ่ น วัสดุติ ด เข้ า ไป ซึ่ง มัก จะอยู่ใ นรู ป ของวัส ดุ เ คลือ บติ ด หรื อลักษณะวางทับกันเป็ นชัน้ ๆอย่างไรก็ตาม สาหรับหน้ าตัดผนังด้ านนอก จะไม่สามารถมี
ระยะเผื่ อระหว่า งผนังด้ า นนอกกับ เสาหรื อ คาน ดัง นัน้ จึ งจะไม่
สามารถท าการป้ องกัน ไฟในจุดสัม ผัสต่า ง ๆ โดยใช้ เ พี ย งวัสดุ
เคลือบชันเดี้ ยวหรื อวัสดุที่ทาเคลือบเป็ นชัน้ ๆ เพื่อที่จะแก้ ไขปั ญหานี ้ จึงจาเป็ นที่จะต้ องให้ ชิ ้นส่วนของผนังภายนอกเป็ นส่วนหนึ่งของ
ระบบป้องกันไฟสาหรับเสาและคาน และสิ่งนีเ้ ป็ นผลให้ เกิ ดการแนวโน้ มสาหรั บการพัฒนาต่ อไปสาหรั บการต้ านทานไฟในอาคาร
ในบทความนี ้เราได้ กล่าวถึงความจาเป็ นที่จะต้ องให้ โครงสร้ างมี ค วามสามารถในการต้ า นทานไฟในอาคาร การพัฒ นาการ
ออกแบบโครงสร้ างต้ านทานไฟในญี่ปนุ่ และตัวอย่างหนึ่งของการ
วิบตั ิของโครงสร้ างอาคารสูงที่มีผลสืบเนื่องมาจากการออกแบบ
การต้ านทานไฟที่ไม่เหมาะสม ในการออกแบบเพื่อต้ านทานไฟใน
อาคารซึ่ ง ก าหนดให้ ใ ช้ ในญี่ ปุ่ น เป้ าหมายหลัก ในการที่ ท าให้อาคารมีความปลอดภัยต่อไฟได้ อย่างไรก็ตามในการที่จะปรับปรุง
ความเหมาะสมสาหรั บ การออกแบบการต้ า นทานไฟและการ
นาไปใช้ จะต้ องมีการพัฒนาและวิจยั ในงานหลัก ๆ 5 ประเภทนี ้:4พัฒนาวิธีการแบบโครงสร้ างผสมสาหรับการป้องกันไฟ
ในญี่ปนุ่ เมื่อมีการกาหนดใช้ วิธีการป้องกันไฟหนึ่ง ๆ สาหรับ
โครงสร้ างป้ องกั น ไฟ วิ ธี ก ารป้ องกั น ไฟที่ ก าหนดไว้ จะต้ องตอบสนองต่อระดับสมรรถนะที่กาหนดไว้ ตามกฎหมายมาตรฐาน
ของอาคาร วิ ธี ก ารป้ อกัน ไฟที่ ก าหนดไว้ จ ะมี ก ารทดสอบและ
ตรวจสอบโดยองค์ ก รท าหน้ า ที่ ต รวจสอบสมรรถนะ ได้ รั บ การอนุมตั ิโดยกระทรวงเมื่อระบบป้องกันไฟตอบสนองตามสมรรถนะที่ได้ กาหนดไว้ระบบป้องกันไฟที่ได้ รับการอนุมัติจากกระทรวงจะได้ รับการเผยแพร่ กับ สาธารณชนที่เ ว็ บ ไซท์ ข องกระทรวงสาธารณูป โภคที่ดิน การคมนาคมและการท่องเที่ยว (MILT) ตารางที่ 1 แสดงจ านวนของอาคารที่ ได้ รั บ การอนุมัติ จากที่ ได้ รั บ การอนุมัติ ไ ปทัง้ หมดนี ้ ระบบป้ องกั น ไฟแบบผสมมี จ านวนประมาณเกื อ บครึ่ งหนึ่งทีเดียว นอกจากนี ย้ ังมีจานวน 35 โครงการที่ได้ รับการ
อนุมตั ิให้ ใช้ ระบบเคลือบสารโฟม intumescent ที่ใช้ กบั เสา และจานวน 19 โครงการใช้ กบั คานในญี่ ปนุ่ การพ่นฉนวนใยหินและการใช้ แผ่นแคลเซียมซิลิเกตเป็ นที่ใช้ กนั อย่างแพร่หลายในงานป้องกันไฟ และการพ่นฉนวนใย
หินและการใช้ แผ่นคอนกรี ตหล่อสาเร็ จหรื อแผ่น ALC ก็ ได้ ถูกนามาใช้ บอ่ ย ๆ ในงานป้องกันไฟแบบผสม

หนึ่งชัน้ หรื อหลายชัน้ (ไม่รวมหน้ าตัดด้ านที่รองรับพื ้น)(อ้ างอิงกับรูปที่ 1 และ 2)ชนิดที่สองได้ ถกู จัดประเภทให้ เป็ นโครงสร้ างป้องกันไฟ
แบบผสม ที่ซึ่งผนังด้ านนอกทาหน้ าที่เป็ นส่วนหนึ่งของการ
ป้องกันไฟ รอบต่อของผนังภายนอกไปกับวัสดุป้องกันไฟได้
ถูกเสริ มความแข็งแรงโดยใช้ วสั ดุ Backing, Rib หรื อ องค์อาคารเสริ มความแข็งแรง เพื่อไม่ให้ เกิดช่องว่างในโครงสร้ างประเภทของวัสดุป้องกันไฟ
วัสดุป้องกันไฟสามารถจัดประเภทได้ 4 ประเภท การพ่ นสเปรย์ และเคลือบผิว
ฉนวนใยหิน วัสดุยิบซั่ม และซีเมนต์ ถูกพ่นสเปรย์หรื อเคลือบผิวในผลิตภัณฑ์เหล็ก วัสดุเหล่านี ้จะถูกนามาใช้
ขณะที่ เ ปี ยก รู ป ภาพที่ 1 แสดงให้ เ ห็ น ตัว อย่า งการนาไปใช้ สาหรับฉนวนใยหินที่พ่นสเปรย์เพื่อการป้องกันไฟ การพันรอบแผ่นสักหลาดฉนวนใยหิน แผ่นเส้ นใยเซรามิคและแผ่น
ไฟเบอร์ สงั เคราะห์ ได้ นามาใช้ พันรอบผลิตภัณฑ์ เหล็ก
วัสดุเหล่านี ้ได้ นามาใช้ ในสภาพที่แห้ งและยึดติดกับเหล็ก
โดยใช้ อุปกรณ์ ยึดติด รู ปภาพที่ 2 แสดงตัวอย่างการใช้
งานสาหรับการป้องกันไฟโดยใช้ แผ่นไฟเบอร์ สงั เคราะห์ การเข้ าแบบโดยใช้ วัสดุชิ ้นส่วนแผ่นบอร์ ดเช่นแผ่นไฟเบอร์ ผสมแคลเซียมซิลิเกต
แผ่นยิบซัม่ บอร์ ดและแผ่นไม้ ถกู ติดไว้ กบั ผลิตภัณฑ์เหล็ก
วัสดุเหล่านี ้จะถูกนามาใช้ งานในสภาพแห้ งและมีการยึด
ติดโดยใช้ ชิ ้นส่วนสาหรับยึดติดหรื อกาวยึดเกาะ รู ปภาพที่ 3 แสดงตัว อย่ า งการใช้ งานของแผ่ น ไฟเบอร์ ผ สมแคลเซียมซิลเิ กต การทาเคลือบโดย Intumescentผิว เคลือ บด้ า นบนสุด และด้ า นล่า งของวัสดุเ คลือ บผิ วแบบโฟมถูกนามาใช้ โดยตรงใน Laminated State กับผลิตภัณฑ์เหล็ก รู ปภาพที่ 4 แสดงตัวอย่างการนาไปใช้
ของสารเคลือบ Intumescent แบบโฟม

ตารางที่ 1 การอนุมตั ิโดยกระทรวงสาหรับงานป้องกันไฟสาหรับโครงสร้ างเหล็กชนิดของวัสดุงานป้องกันไฟ
การอนุมัติ โดยกระทรวงโดย MILT จะถูก ก าหนดคร่ า ว ๆสาหรับงานป้องกันไฟ 2 ชนิด โครงสร้ างป้ องกันไฟที่ ใช้ วัสดุเคลือ บหนึ่งชัน้ หรื อ แบบหลายชันเพื้ ่อเคลือบทังสี้ ่ด้านของเสาและสามด้ าน (ไม่รวมหน้ าตัดด้ านที่รองรับพื ้น) ของคาน เสา – หน้ าตัดด้ านหนึ่งมีการป้องกันโดยผนังด้ านนอกและหน้ าตัดที่เหลือทังสามด้้านด้ วยวัสดุเคลือบหนึ่งชัน้หรื อหลายชัน;้ คาน – หน้ าตัดด้ านหนึ่งป้องกันด้ วยผนังภายนอก และหน้ าตัดที่เหลือทังสองด้้านโดยวัสดุเคลือบ5น ้าหนักบรรทุกตามแรงโน้ มถ่วงของโลกกระทาในแนวดิ่งตลอด
ความสูงของโครงสร้ างอาคารและระหว่างการเกิ ดแผ่นดิ นไหวพื น้ ดิ น สั่ น สะเทื อ นและพลั ง งานของการสั่ น สะเทื อ นจากแผ่นดินไหวนี ้ไม่เพียงแต่กระทาต่อฐานรากเท่านันแต่้ ยงั ส่งผลไปยังโครงสร้ างอาคารทังหมดเช่้น กัน ในทางตรงกันข้ าม เพราะว่า
โดยทัว่ ไปเพลิงไหม้ จะก่อตัวที่สว่ นหนึง่ ของอาคารเท่านันและมี้การ
ดับไฟก่อนที่จะขยายตัวไปยังโครงสร้ างอาคารทัง้ หมด นา้ หนักบรรทุกเนื่องจากอุณหภูมิที่เกิดจากเพลิงไหม้ จะกระทาต่ออาคาร
เพียงส่วนหนึ่ง เท่านัน้ เพราะเหตุนี ้อุณหภูมิของชิ ้นส่วนโครงสร้ างอาคารบริ เวณที่เกิดเพลิงไหม้ จะสูงขึ ้น แต่ชิ ้นส่วนโครงสร้ างอาคาร
ในส่วนที่มิได้ สมั ผัสกับไฟจะไม่ได้ รับผลกระทบ
อีกปั จจัยหนึง่ ที่ต้องพิจารณาก็คือคุณสมบัติของกาลังวัสดุของชิ น้ ส่ว นโครงสร้ างระหว่า งการเกิ ด เพลิง ไหม้ เมื่ อ อุณ หภูมิ ข องชิน้ ส่วนโครงสร้ างเพิ่มขึ ้นเนื่องจากความร้ อน ไม่เพียงแต่จะเกิ ดการสูญเสียกาลังและความแข็งแรงเท่านัน้ แต่โครงสร้ างยังเกิดการ
ขยายตัว เนื่ อ งจากอุณ หภูมิ อี ก ด้ ว ย รู ป ที่ 2 แสดงภาพรวมของ
พฤติ ก รรมของโครงสร้ างอาคารระหว่ า งการเกิ ด เพลิ ง ไหม้โครงสร้ างอาคารเกิดการเสียรูปเนื่องจากการขยายตัวที่เกิดในองค์
อาคารในช่วงแรกของการเกิดเพลิงไหม้ ในขณะที่เสามีความยาว
ประมาณความสูงระหว่างชัน้ ความยาวของคานที่ ใช้ ป ระกอบ
โครงสร้ างจะมี ค่ า มากกว่ า หลายเท่ า โดยทั่ว ไปการขยายตัว
เนื่องจากอุณหภูมิของคานจะมี ค่าสูง ระหว่างการเกิดเพลิงไหม้
การขยายตัวของคานจะเกิดในแนวแกนของคาน แต่การต้ านทาน
จากโครงสร้ างเสาจะช่วยจากัดการขยายตัว เนื่องจากอุณหภูมินี ้และยังช่วยเพิ่มความแข็งต้ านทานแรงดัดที่ปลายคาน ส่งผลให้เกิ ด การเสี ย รู ป จากแรงดัด ในคาน เพราะเหตุนี ้ ปั จจัย ส าคั ญอันหนึง่ ในการพิจารณาความมัน่ คงแข็งแรงของโครงสร้ างระหว่าง
การเกิ ด เพลิง ไหม้ ก็ คื อ ความยาวของคานทัง้ หมดที่ ใ ช้ ในระดับ
ความสูงหนึง่ ๆ เพราะเหตุที่วา่ คานมีการสูญเสียความแข็งแรงเมื่อ
อุณหภูมิสงู ขึ ้นอย่างต่อเนื่อง คานเหล่านี ้จะเริ่ มเสียรูปเนื่องจากแรง
ในแนวดิ่ง ในขณะเดียวกัน เสาจะเกิดการเสียกาลังเนื่องจากผล
ของความร้ อนจากเพลิงไหม้♦♦♦♦♦
นอกจากวัสดุป้องกันไฟตามที่แสดงคือชิ ้นส่วนแผ่นชีทขยายตัว
ตามอุณหภูมิและแผ่นอลูมินมั กันความชื่น นอกจากนี ้ การป้องกัน
ไฟที่มีวสั ดุหลายอย่างผสมกันก็ยงั มีใช้ กนั อยู่รูปที่ 1 ตัวอย่างของโครงสร้ างป้องกันไฟของเสาเหล็ก
รูปที่ 2 ตัวอย่างของโครงสร้ างป้องกันไฟของคานเหล็กรู ปภาพที่ 1 ตัวอย่างการนาไปใช้ ของการป้องกันไฟโดยการพ่น
สเปรย์ฉนวนใยหินรู ปภาพที่ 2 ตัวอย่างการนาไปใช้ ของการป้องกันไฟโดยการพัน
แผ่นไฟเบอร์ สงั เคราะห์รู ปภาพที่ 3 ตัวอย่างการนาไปใช้ ของการป้องกันไฟโดยแผ่นไฟ
เบอร์ ผสมแคลเซียมซิลเิ กตรูปภาพที่ 4 ตัวอย่างการนาไปใช้ ของการป้องกันไฟโดยการเคลือบ
โฟมintumescent■■■■■(หน้าที ่ 6 - 8)การเผื่อสาหรับการต้ านทานไฟสาหรับโครงสร้ างเหล็กโดย เคนิชิ อิเกดะ
ศาสตราจารย์ สถาบันวิจยั วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี
Tokyo University of Scienceแนวความคิดของการเผื่อในโครงสร้ างเหล็กระหว่ างการเกิด
เพลิงไหม้
การวิเคราะห์ถึงการเผื่อสาหรับโครงสร้ างระหว่างการเกิดเพลิง
ไหม้ มีความแตกต่า งจากวิธี การเผื่อที่ ใช้ ในโครงสร้ างเมื่อ อยู่ใ นสภาพอุณหภูมิปกติ และดังนันจึ้ งจาเป็ นที่จะต้ องตรวจสอบแรง
ภายนอกที่กระทาระหว่างการเกิดเพลิงไหม้ และการเปลี่ ยนแปลงของกาลังชิ ้นส่วนโครงสร้ างที่เกิดจากแรงภายนอกเหล่านี ้ปั จจั ย แรกที่ จ ะต้ องน ามาพิ จ ารณาในการตรวจสอบแรงภายนอกที่กระทาต่อโครงสร้ างก็คือไฟจะก่อตัวมาจากส่วนหนึ่ งของอาคาร รู ปที่ 1 แสดงความแตกต่างของแรงภายนอกที่ใช้ ในการออกแบบต้ านทานไฟและการออกแบบป้องกันแรงแผ่นดินไหว

รูปที่ 1 ความแตกต่างระหว่างแรงภายนอกที่เกิดจากการออกแบบ6ต้ านทานไฟและการออกแบบต้ านทานแรงแผ่นดินไหว
รูปที่ 2 พฤติกรรมของโครงสร้ างอาคารระหว่างการเกิดเพลิงไหม้

อาคารที่มีการก่อสร้ างด้ วยการป้องกันแรงแผ่นดินไหวที่รุนแรงกว่า
มีความสามารถในการต้ านทานไฟได้ ดีกว่า และจึ งมีอตั ราเผื่อใน
การต้ านทานไฟของโครงสร้ างได้ ดียิ่งขึ ้นการออกแบบต้ านทานไฟโดยพิจารณาสมรรถนะของโครงสร้ างเป็ นวิธีที่ใช้ กนั โดยพิจารณาถึงการกระจายตัวใหม่ของความเค้ นในโครงสร้ างระหว่างการเกิดเพลิงไหม้ ในกรณีเช่นนี ้ จึงเป็ นสิง่ จาเป็ นที่ จ ะต้ อ งพิ จ ารณาการต้ า นทานไฟโดยพิ จ ารณาถึ ง ไม่เ พี ย งแต่สภาพท้ า ยสุด ของไฟ แต่ ก ารเกิ ด ของไฟเช่ น เดี ย วกัน ในการ
ก่อสร้ างอาคารภายหลังนี ้ รู ปแบบโครงสร้ างมีความซับซ้ อนมาก
ยิ่งขึ ้น จึงจาเป็ นที่จะต้ องมีการจัดเตรี ยมผังโครงสร้ างที่พิจารณาถึง
สภาพการเสียรูปของโครงสร้ างขณะเกิดเพลิงไหม้ อีกด้ วยในขันตอนนี
้้ ในโครงสร้ างอาคารปกติ ถึงแม้ วา่ องค์อาคารกลุม่
หนึ่งในส่วนที่เกิดเพลิงไหม้ จะเกิดการสูญเสียกาลังก็ตาม แต่องค์
อาคารรอบนอกที่อ ยู่น อกเหนื อ จากพื น้ ที่ ดัง กล่า วยัง คงมี ก าลังเช่ น เดิ ม และสามารถที่ จ ะกระจายความเค้ น ออกไปใหม่ แ ละป้องกันการเกิดการวิบตั ิของทังโครงสร้้
างได้ รู ปที่ 3 แสดงการ
กระจายใหม่ของความเค้ นนี ้ ในโครงสร้ างที่แสดงในรู ป ถึงแม้ ว่าเพลิงไหม้ เกิดขึ ้นในชันล่้ าง ๆ และก่อให้ เกิดความสูญเสียของกาลังในเสา แรงในแนวแกนที่อยูใ่ นเสาเหล่านีเ้ กิดจากการยึดโครงสร้ างกับพื ้นด้ านบนผ่านการกระจายตัว ใหม่ของความเค้ น ซึ่งเป็ นการป้องกันโครงสร้ างจากการวิบตั ิ ในกรณีซงึ่ เสาและคานมีการยึดต่อ
กันอย่างแข็งแรง ความเค้ นก็สามารถจากกระจายถ่ายสูก่ นั อย่าง
สะดวก นอกจากนี ้ ในกรณี ที่คานหลายตัวได้ ถูกติดตัง้ ในชัน้ บนและมีส่วนที่เ หลือ เผื่อ ให้ สาหรั บกาลัง รั บ แรงดัดทัง้ หมดในคาน
เหล่านี ้ ความเสีย่ งต่อการวิบตั ิของโครงสร้ างจะลดลงได้ เป็ นอย่าง
มากตัวอย่ างของการออกแบบต้ านทานไฟที่มีการพิจารณาถึง
การเผื่อไว้รู ป ที่ 4 แสดงตัว อย่ า งของการออกแบบต้ า นทานไฟซึ่ ง ใช้ประโยชน์ของการเผื่อในโครงสร้ างไว้ อย่างเต็มที่ อาคารประกอบ
ไปด้ วยโครงสร้ างขนาดใหญ่ซงึ่ ใช้ เสาแนวทแยงที่สว่ นด้ านนอกของ
อาคาร การสูญเสียกาลังในองค์อาคารด้ านข้ างเช่นคาน จะนาไปสู่
การวิบตั ิและการยุบลงมาของพื ้น ดังนันจึ้ งจาเป็ นที่จะต้ องมีการ
ป้องกันไฟให้ กบั องค์อาคารเหล่านี ้ เพื่อที่จะให้ องค์อาคารสามารถ
คงอยูไ่ ด้ ในช่วงเกิดเพลิงไหม้ ถึงแม้ วา่ องค์อาคารในแนวดิ่งเช่นเสา
จะสูญเสียกาลังแล้ ว ความเค้ นที่เกิดอยู่ในเสาเหล่านี ้สามารถที่จะ
กระจายตัวออกไปใหม่ยงั เสาแนวทแยงที่ประกอบกับโครงสร้ างขนาดใหญ่ได้

รูปที่ 3 ภาพของการกระจายตัวขึ ้นใหม่ของความเค้ นในโครงสร้ างเพราะว่าการทนไฟเป็ นข้ อบังคับสาหรับการก่อสร้ างอาคารใน
ญี่ปนุ่ รอยต่อโครงสร้ างแบบ Rigid ได้ นามาใช้ สาหรับรอยต่อใน
คาน – เสา นอกจากนี ้เพื่อที่จะเป็ นการต้ านทานแรงด้ านข้ างที่เกิด
จากแผ่นดินไหว เสาและคานจะเผื่อไว้ ให้ มีกาลังสูงกว่าที่จะต้ องต้ านทานแรงในแนวดิ่ง โดยทัว่ ไปแล้ ว มักจะเกิดเหตุการณ์ เพลิง
ไหม้ ภายหลัง จากการเกิ ด แผ่ น ดิ น ไหว แต่ ร ะหว่ า งการเกิ ดแผ่นดินไหว เพลิงไหม้ รุนแรงที่อาจก่อเกิดปั ญหาต่อความแข็งแรง
ของโครงสร้ างจะไม่เกิดขึ ้น ในทางตรงกันข้ าม เมื่อเพลิงไหม้ ระดับรุ นแรงเกิดขึ ้นที่อาจมีผลต่อความแข็งแรงของโครงสร้ าง มีความ
น่าจะเป็ นที่ต่ามากว่าจะเกิดแผ่นดินไหวขึ ้นในเวลานัน้ เพราะเหตุนี ้กาลังขององค์อาคารที่เพิ่มขึ ้นเพื่อรองรับแรงแผ่นดินไหวทาหน้ าที่ในการยกระดับอัตราส่วนปลอดภัยสาหรั บการป้องกันการวิบัติ
ของโครงสร้ างในช่วงการเกิดเพลิงไหม้ เป็ นที่ยอมรับกันทัว่ ไปว่า

รูปที่ 4 สภาพของโครงสร้ างขณะที่สว่ นหนึง่ ขององค์อาคารสูญเสีย
กาลังเนื่องจากเพลิงไหม้ (ตัวชี ้บ่งคือการเพิ่มของค่าขยายการเสียรูปของโครงสร้ าง)ตัวอย่างในการออกแบบนี ้ยอมให้ มีการยกเว้ นการป้องกันไฟ
ในเสาบางต้ นโดยการตรวจสอบและยืนยันการกระจายตัวใหม่ของ
ความเค้ น การตรวจสอบนี ้ นอกเหนือจากการศึกษาการเกิดตัว
ของไฟ ยืน ยันถึ ง สภาพของความเค้ น 2 ชนิ ด: ความเค้ น ในโครงสร้ างรอบนอกที่เกิดจากการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิในเสา7และความเค้ นที่ เ กิ ด จากการสูญ เสี ย ก าลัง ในเสา ระบบการ
ออกแบบต้ า นทานไฟดัง ที่ ใ ช้ ใ นกรณี ข องโครงสร้ างขนาดใหญ่
สามารถน ามาใช้ ไ ด้ ม ากขึ น้ บ่อ ยขึน้ เพราะว่า เป็ นการสะดวก
สาหรับเสาที่จะกระจายความเค้ นไปยังเสาที่ตงั ้ ในแนวทแยงที่มี
ความกาลังรับน ้าหนักสูงได้เปิ ดใช้ อาคารนีข้ ึน้ ใหม่ จึงจาเป็ นที่จะต้ องเข้ าใจถึงระดับความ
เสียหายจากเพลิงไหม้ และสามารถยืนยันตรวจสอบได้ ว่าความ
เสียหายที่เกิดขึ ้นนี ้อยูใ่ นระดับยอมรับได้ ในการนาอาคารนี ้กลับมาใช้ ใหม่
ผู้ทาหน้ าที่ตรวจสอบความเสียหายจากเพลิงไหม้ จะทาการ
ตรวจสอบระดับความเสียหายจากเพลิงไหม้ และนาเสนอวิธีการ
ตามแง่ มุม ทางวิ ศ วกรรมถึ ง การซ่ อ มแซมและการเสริ ม ความแข็งแรงที่จาเป็ นในการทาให้ อาคารที่เสียหายนากลับมาใช้ ใหม่ได้
สมรรถนะของอาคารที่วางเป้าไว้ สาหรับการแก้ ไขซ่อมแซมได้ ถูกตัดสินโดยเจ้ าของอาคาร และ/หรื อผู้ทาหน้ าที่จดั การอาคาร และผู้ใช้ อาคารถ้ าอาคารนันจะต้
้องมีการบูรณะซ่อมแซมถึงระดับการใช้ งานดังเดิม จะต้ องมีการตกลงกันในช่วงระยะการทาสัญญาว่าจะต้ องให้ เป็ นเช่นนัน้ ในทางตรงกันข้ าม ในกรณีที่อายุใช้ งานของอาคารมี
อายุที่น้อยลงแล้ วและอาคารมีกาหนดที่จะต้ องทาการก่อสร้ างใหม่
ในอนาคตอันใกล้ ก็เป็ นตามความเหมาะสมที่สามารถกาหนดให้
สมรรถนะของอาคารอยู่ในระดับที่ใช้ งานได้ เพียงไม่กี่เดือนเท่านัน้
ในกรณีสว่ นใหญ่ ระดับสมรรถนะที่ตกลงกันจะอยู่ในระดับเท่ากับ
ก่อนการเกิดเพลิงไหม้ โดยที่เป้าหมายหลักอยู่ที่สมรรถนะที่มีการ
วางเป้าเอาไว้ นี ้ สถาบันสถาปนิกของญี่ ปนไดุ้่ จัดเตรี ยม “คู่มือใน
การตรวจสอบความเสียหายจากเพลิงไหม้ และการซ่อมแซม และวิธีการเสริ มกาลังและข้ อคิดเห็น (ฉบับร่าง)”ขัน้ ตอนเพื่อเพิ่มระดับการเผื่อ ในโครงสร้ างระหว่ างการเกิด
เพลิงไหม้ ในอาคารส าหรั บ อาคารทั่ว ไป การออกแบบต้ า นทานไฟใน “ระดับ
ชิน้ ส่วน” ได้ ถูกนามาใช้ ในขณะที่การต้ านทานไฟของโครงสร้ างทังหมดระหว่
้างการเกิดเพลิงไหม้ ได้ ถูกทาให้ ปลอดภัยโดยการใช้
ความสามารถต้ านทานไฟขององค์ อาคารในอาคาร การใช้ การออกแบบต้ านทานไฟเช่นนันให้้ หลักประกันสาหรับการต้ านาทาน
ไฟของโครงสร้ างในอาคารทัว่ ไประหว่างการเกิดเพลิงไหม้ อย่ างไรก็ตาม ในขณะที่กาลังของชิ ้นส่วนโครงสร้ างระหว่างการเกิดเพลิง
ไหม้ สามารถตรวจสอบได้ ยังมีกรณีที่อาคารเกิดการวิบตั ิทงอาคาร
ั้ที่มีสาเหตุเริ่ มต้ นจากการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิในองค์อาคาร
ของอาคารที่อยู่ติดกัน – เช่นเดียวกันกับอาคาร WTC7 ที่ WorldTrade Center ในการออกแบบโครงสร้ างของอาคารโครงสร้ างเหล็ก จาเป็ นที่จะออกแบบผังโครงสร้ างที่ มองไปถึงระดับการเผื่อ
ในโครงสร้ างระหว่างการเกิดเพลิงไหม้■■■■■

ขัน้ ตอนการทาการสารวจความเสียหายจากเพลิงไหม้รู ปที่ 1 แสดงขันตอนการท้างานของการทาการสารวจความ
เสียหายจากเพลิงไหม้ ไปจนถึงงานซ่อมแซม/เสริ มกาลังโครงสร้ างการสารวจความเสียหายจากเพลิงไหม้ ประกอบไปด้ วยส่วนต่าง ๆ3 ส่วนดังนี ้ ขันตอนการเตรี
้ยมการตรวจสอบ: การรวบรวมข้ อมูลเกี่ ยวกับอาคารที่เสียหายจากแบบและข้ อมูลเกี่ ยวกับ
เพลิงไหม้ จากหนังสือพิมพ์และสื่ออื่น ๆ ก่อนที่จะทาการเข้ าตรวจสอบสถานที่เกิดเพลิงไหม้ การสารวจเบื ้องต้ น: การสารวจในสถานที่ด้วยการเดินดู
สารวจสาหรับสภาพของเพลิงไหม้(หน้าที ่ 9 - 11)การสารวจความเสียหายจากไฟในโครงสร้ างเหล็กโดย เคนิชิ อิเกดะ
ศาสตราจารย์ สถาบันวิจยั วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีTokyo University of Scienceแนวความคิดของการสารวจความเสียหายจากเพลิงไหม้
เพลิงไหม้ สร้ างความเสียหายเป็ นจุด ๆ แก่อาคารเนื่ องจาก
ความร้ อนของเปลวเพลิง เพราะว่าความเสียหายที่เกิดขึ ้นนี ้อยู่ที่ส่ว นใดส่ ว นหนึ่ ง ของอาคาร ท าให้ อาคารเหล่ า นี จ้ ะสามารถ
นามาใช้ งานได้ ใหม่อีกครัง้ หนึ่งเป็ นส่วนใหญ่ ในการที่จะทาการ8 การสารวจขัน้ สูง : การทาการทดสอบในชิ น้ ส่วนองค์
อาคารจากอาคารที่เสียหาย ถ้ าจาเป็ นจากผลการสารวจ ระดับความเสียหายจากเพลิงไหม้ ได้ รับการ
ตรวจสอบ และหลังจากนัน้ แผนในการซ่อมแซม และการเสริ มความแข็งแรงได้ จดั เตรี ยมขึ ้น จากผลการตรวจสอบความเสียหาย
จากเพลิงไหม้ ที่ขนตอนนีั้้ จะมีการตกลงกันถึงระดับสมรรถนะของ
โครงสร้ างที่วางเป้าหมายไว้ วิธีการในการบูรณะซ่อมแซมจะถูก
เลือกใช้ และมีการวางระบบงานซ่อมแซมและเสริ มความแข็งแรง
สาหรับโครงสร้ างรู ปที่ 2 และ 3 แสดงให้ เห็นขัน้ ตอนการทางานต่าง ๆ ในการ
ตัดสินระดับของความเสียหายจากเพลิงไหม้ ในอาคารโครงสร้ างเหล็ก ในกรณีของการสารวจอาคารโครงสร้ างเหล็ก ไม่เพียงแต่
การลดกาลังวัสดุเนื่องจากความร้ อนของเพลิงไหม้ แต่ยงั รวมไปถึงการเสียรูปของโครงสร้ างเนื่องจากการขยายตัวเนื่องจากอุ ณหภูมิ
ที่เป็ นปั จจัยที่มีผลต่อการตัดสินใจใช้ อาคารขึ ้นใหม่ ด้ วยเหตุนี ้ การประมาณระดับอุณหภูมิของโครงสร้ างเหล็กระหว่างการเกิดเพลิงไหม้ และการวัดการเสียรู ปขององค์อาคารเหล่านี ้ถือว่าเป็ นงานที่
สาคัญในการสารวจความเสียหายจากเพลิงไหม้ ในปั จจุบนัการประมาณระดับอุณหภูมิขณะเกิดเพลิงไหม้ ในองค์อาคารโครงสร้ างเหล็กได้ กระทาขึ ้นเพี่อที่จะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุในองค์อาคารที่วางเป้าในการกลับนามาใช้ ใหม่การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางกลศาสตร์ ของผลิตภัณฑ์เหล็กกาลังสูงและสลักเกลียวกาลังสูง ซึง่ มีการเพิ่มกาลังวัสดุให้ สงู ขึ ้นในขันตอนการผลิ้ต เกิดขึ ้นที่ระดับอุณหภูมิที่ค่อนข้ างต่า แม้ กระทัง่ชิ ้นส่วนองค์อาคารเหล็กที่แทบจะไม่ได้ รับผลกระทบโดยตรงจากความร้ อนจากเพลิ ง ไหม้ อาจจะเกิ ด การเสีย รู ป ขนาดใหญ่ ไ ด้เนื่องจากผลกระทบจากการขยายตัวจากอุณหภูมิของชิ ้นส่วนองค์อาคารอื่น ๆ สาหรับอาคารโครงสร้ างเหล็ก อุณหภูมิที่เกิดระหว่างเพลิ ง ไหม้ แ ละการเสี ย รู ป ขององค์ อ าคารจะถู ก ส ารวจไว้ เ พื่ อตรวจสอบระดับความเสียหายจากเพลิงไหม้

ตามอุณหภูมิขณะเพลิงไหม้ ตามการประมาณการ
รูปที่ 3 ขันตอนของงานซ่
้อมแซมและเสริ มความแข็งแรงตามระดับการเสียรูปของโครงสร้ าง■■■■■(หน้าที ่ 12 - 14)การออกแบบเพื่อต้ านทานไฟสาหรับ TOKYO SKYTREEโดย โตโมยูกิ โซเมยา
แผนกออกแบบโครงสร้ าง บ. นิกเกน เซกไก จากัดTOKYO SKYTREE เป็ นอาคารหอคอยสาหรับการกระจาย
เสียง ซึง่ เปิ ดใช้ งานเมื่อเดือนพฤษภาคม 2012 ในโตเกียว อาคารมี
ส่วนสูงที่สดุ ที่ 634 เมตรและทาหน้ าที่หลักเป็ นทังอาคารกระจาย้
เสียงและหอชมวิว ตามข้ อกาหนดในกฏหมายมาตรฐานเกี่ยวกับ
อาคาร อาคารหอคอยถูกจัดประเภทเป็ นอาคารที่ อยู่ในโครงสร้ าง(รูปที่ 1) โครงสร้ างทังหมดประกอบไปด้้
วยส่วนที่เป็ นอาคารเตี ้ยซึ่งเป็ นพื ้นที่พาณิชยกรรมและส่วนที่เป็ นหอคอยส่วนตรงกลางของหอชมวิวรู ป ที่ 1 อาคารถูก จัด ประเภทเป็ นอาคารในโครงสร้ างและส่ว นหอคอยและอาคารเตี ้ย ใน TOKYO SKYTREEเมื่อเกิดเพลิงไหม้ ขึ ้นในอาคาร สิง่ สาคัญเป็ นอันดับแรกคือผู้คน
สามารถอพยพออกจากอาคารได้ อย่างปลอดภัย ข้ อที่ต้องคานึง
ต่อมาก็คือเพลิงไหม้ ที่อาจลามขึ ้นมาให้ เกิดการวิบตั ิของโครงสร้ างขึ ้นอยู่กับขนาดและตาแหน่งของอาคาร ดังนันจึ้ งเป็ นหน้ าที่ของ
การออกแบบต้ านทานไฟที่จะป้องกันการเกิดเหตุวิบตั ิของอาคารเช่นนี ้ในการออกแบบการต้ านทานไฟ เป็ นสิ่งสาคัญที่จะคานึงถึงปั จจัยของความน่าจะเป็ นของการลามไฟ ไฟซึ่งมีผลกระทบต่อ
อาคารได้ ถกู จัดประเภทตามตาแหน่งการเกิดภายในหรื อภายนอก
อาคาร ในการออกแบบ TOKYO SKYTREE ทังการเกิ้
ดเหตุเพลิงไหม้ ภายในและภายนอกอาคารได้ ถู ก สมมุติ ขึน้ ไว้ และวิ ธี ก ารป้องกันไฟที่เหมาะสมรวมทังวิ้ ธีมาตรการอื่น ๆ ได้ ถูกจัดเตรี ยมขึ ้นรู ปที่ 1 ขัน้ ตอนจากการสารวจเพลิงไหม้ ไปจนถึงงานซ่อมแซม/เสริ มความแข็งแรงรู ปที่ 2 ขัน้ ตอนของงานในการซ่อมแซมและเสริ มความแข็งแรง
9เพื่อป้องกันไม่ให้ โครงสร้ างสูญเสียการแข็งแรงเมื่อ เกิดเพลิงไหม้ขึ ้นเกิดเพลิงไหม้ และมีการตรวจสอบความมัน่ คงของโครงสร้ างตาม
อุณหภูมิที่คานวณไว้ ให้ สามารถตรวจสอบได้ รู ปที่ 2 แสดงโมเดล
ที่ใช้ ในการคานวณอุณหภูมิที่ร้อนขึ ้นที่เกิดจากเพลิงไหม้ ที่สมมุติไว้
และตัวอย่างในการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้ อง รูปที่ 3 แสดงวิธีการในการ
ตรวจสอบความมัน่ คงของโครงสร้ างในโครงสร้ างทาวเวอร์ ตอ่ เพลิง
ไหม้ ที่สมมุติขึ ้น แม้ ว่ามีการสมมุติไฟที่เกิดในเมือง องค์อาคารที่
วิเคราะห์ยงั คงอยู่ภายใต้ จุดอิลาสติก ซึ่งเป็ นการชี ้ว่าความมัน่ คงของโครงสร้ างของส่วนทาวเวอร์ ยงั อยู่ในสภาพใช้ ได้การออกแบบต้ านทานไฟในสภาพที่ แย่ กว่ าก าหนดใน
กฏหมายสาหรับอาคาร TOKYO SKYTREEการออกแบบการต้ านทานไฟที่นามาใช้ สาหรับอาคารถือว่ามี
ความปลอดภัยเพียงพอสาหรับเพลิงไหม้ สมมุติที่อาจเกิดขึ ้นตามข้ อกาหนดทางกฏหมาย นอกจากนี ้ เพราะความสาคัญ และขนาดความใหญ่ ของอาคาร สมมุติฐานของเพลิงไหม้ ในการออกแบบต้ า นทานไฟต้ อ งเตรี ย มไว้ ม ากเกิ น กว่ า ระดับ ที่ ก าหนดไว้ ต ามกฏหมาย ซึ่งถื อว่าโครงสร้ างนีไ้ ด้ มีการจัดเตรี ยมออกแบบไว้ ในกรณีสภาพที่แย่ที่สดุ ไว้สมมุติฐานหนึง่ ซึง่ ถือว่ามากกว่าระดับปกติเกี่ยวกับเพลิงไหม้ ที่เกิดในเมือง เพลิงไหม้ ที่เกิดในเมืองได้ ถูก สมมุติให้ มีการลุกโพลงรอบพื ้นที่รอบ ๆ อาคาร ดังที่กล่าวถึงต่อไปการออกแบบต้ านทาน
ไฟที่ใช้ ใน TOKYO SKYTREE จะต้ องไม่ทาให้ เกิดปั ญหาทางด้ านโครงสร้ างถึงจะตกอยูใ่ นสภาพขันวิ้ กฤติเช่นนัน้ส่ ว นของโครงสร้ างที่ ถื อ ว่ า ไม่ ค่ อ ยปลอดภั ย ใน TOKYOSKYTREE ก็คือ “พื ้นกระจก” ที่ติดตังบนดาดฟ้้
า tembo (จุดชมวิว) ซึง่ นักท่องเที่ยวสามารถมองลอดลงมาได้ ถ้ าพื ้นกระจกเกิดตก
ลงมาระหว่างเพลิงไหม้ อาจจะก่อให้ เกิ ดความเสียหายต่อพื ้นที่รอบ ๆ ได้ ในการที่จะป้องกันอุบตั ิเหตุดังกล่าว การทดสอบการต้ า นทานไฟได้ ถูก จัด ท าขึน้ โดยการให้ ค วามร้ อนต่ อ โมเดลพื น้กระจกขนาดเท่าของจริ งในตู้อบไฟเพื่อตรวจสอบว่าสามารถที่จะทนไฟได้ หรื อไม่ ผลการทดสอบรั บ รองว่าจะไม่เกิ ด ปั ญหา ดัง ที่แสดงในด้ านล่างรูปที่ 2 โมเดลเพื่อการคานวณอุณหภูมิที่สงู ขึ ้นเนื่องจากไฟที่สมมุติขึ ้นและตัวอย่างในการวิเคราะห์คานวณ (ความเร็ วลม 0.5 เมตร/วินาที)รู ปที่ 3 การตรวจสอบความมัน่ คงของโครงสร้ างกับไฟที่ สมมุติขึ ้น(แนวทางเกี่ยวกับการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิ และรู ปภาพในการคานวณระดับการเคลือ่ นตัวระหว่างชัน)้
วิธีการสาหรับการทดสอบการต้ านทานไฟสาหรับพืน้ กระจกรู ป ที่ 4 แสดงต าแหน่ ง และรู ป แสดงหน้ า ตัด ของพื น้ กระจก
ส่วนล่างของพื ้นใช้ สาหรับการใช้ งานภายนอก และส่วนบนของพื ้นใช้ สาหรับการใช้ งานภายใน ในกรณีฉกุ เฉินจากเพลิงไหม้ หน้ าตัดส่วนบนของพื ้นจะสัมผัสไฟโดยตรง การทดสอบการต้ านทานไฟได้
กระทาโดยการใส่ชิ ้นส่วนโมเดลขนาดเท่าของจริ งของพื ้นกระจกที่ใช้ ภายในอาคารเข้ าไปในตู้อ บไฟ รู ป ภาพที่ 1 แสดงชิ น้ ส่ ว นทดสอบ สาหรับวิธีการทดสอบนัน้ การทดสอบโดยการให้ น ้าหนัก
บรรทุกและความร้ อนได้ นามาใช้ โดยที่ชิน้ ส่วนทดสอบถูกทาให้ มีอุณ หภู มิ สูง ขึ น้ และมี น า้ หนัก บรรทุก กดลงบนชิ น้ ส่ ว น ในขณเดียวกันองค์อาคารตัวอย่างรู ปทรงกระบอกตามที่แสดงในรู ปที่ 1จานวน 5 ชิ ้นส่วนเป็ นรู ป ภาพที่ 2 แสดงตั ว อย่ า งทดสอบภายในอุ ณ หภู มิ ที่ สู งในขณะที่ช่วงเวลาที่กาหนดสาหรับเพลิงไหม้ ในอาคารสมมุติไว้ ที่36 นาที ช่วงเวลาที่ให้ ความร้ อนเป็ นเวลา 1 ชัว่ โมงตามมาตรฐานได้ ถกู นามาใช้ ในการทดสอบ รู ปภาพที่ 3 และ 4 แสดงถึงชิ ้นส่วน
ทดสอบภายหลังจากการให้ ความร้ อน ถึงแม้ ในการทดสอบการรับน ้าหนักในสภาพที่มีความร้ อนซึง่ มีระยะเวลาให้ ความร้ อนนานกว่า

การตรวจสอบการต้ านทานไฟของชิน้ ส่ วนอาคารระหว่ า งการเกิดไฟ
สิ่ง แรกที่ ต้ อ งกระทาเมื่ อพิ จ ารณาไฟที่ เ กิ ดในเมือ งก็ คือ การประเมินระดับการไม่ติดไฟของอาคารในพื ้นที่ที่วางไว้ และ จากผล
การประเมินที่ได้ ดงั กล่าว ทาการประเมินระดับความเข้ มของไฟที่
อาจเกิดขึ ้นในพื ้นที่บริ เวณรอบ ๆ อาคาร ความเร็ วลมและปั จจัยอื่น ๆ ได้ นามาใช้ เพื่อคานวณระดับความร้ อนในโครงสร้ างในจุดที่10สมมุติฐานของไฟที่เกิดในอาคาร รอยแตกเกิดขึ ้นเพียงชัน้ 2 ชัน้ด้ านบนของแผ่นลามิเนท 4 ชันที้ ่ใช้ ทดสอบ เป็ นการยืนยันว่าพื ้นกระจกมีความแข็งแรงปลอดภัยเพียงพอระหว่างการเกิดเพลิงไหม้

สามารถทนความร้ อนได้ ถึง 600 องศาเซลเซียส ซึง่ เป็ นการลดการใช้ วสั ดุฉนวนกันไฟได้ อย่างมาก นอกจากนี ้ ในกรณีที่สภาพของ
เพลิงไหม้ และการออกแบบโครงสร้ างอาคารระหว่างการเกิดเพลิง
ไหม้ สามารถทาให้ อุณหภูมิ ของผลิตภัณ ฑ์ เหล็ก อยู่ต่า กว่า 600องศาเซลเซียส เหล็ก FR สามารถนามาใช้ ได้ โดยมิต้องมีการ
ป้องกันไฟ ดังนัน้ การใช้ เหล็ก FR สามารถลดค่าก่อสร้ างได้ ลดระยะเวลาก่ อ สร้ าง และยอให้ ลดพื น้ ที่ ภ ายในอาคารอย่ า งมีประสิทธิภาพมากขึ ้นรูปที่ 4 ตาแหน่งของพื ้นกระจกและชิ ้นส่วนทดสอบที่สมมุติ
รูปภาพที่ 1 ชิ ้นส่วนทดสอบรู ปภาพที่ 2 ชิน้ ส่วนทดสอบภายใต้ ความร้ อน (จากหน้ าต่างของตู้อบไฟที่ใช้ ทดสอบ)รูปภาพที่ 3 ชิ ้นส่วนทดสอบหลังจากการให้ ความร้ อนรูปภาพที่ 2 หลังการให้ ความร้ อน (ชัน้ 2 ชันด้้ านบนถูกตัดออกเพื่อยืนยันว่าไม่มีรอยแตกในชันที้ ่ 3 ของแผ่นกระจกลามิเนท)■■■■คุณสมบัติในสถานะอุณหภูมิสูงที่ดีเยี่ยมของเหล็ก FR
ความต้ านทานอุณหภูมิที่สงู ของเหล็ก FR ได้ ถกู ปรับปรุ งให้ ดียิ่งขึน้ โดยการเติ มองค์ ประกอบอัลลอยด์ ที่เหมาะสมเข้ าไปเช่ นMo, Nb และ Cr และโดยการควบคุมสภาพความร้ อนในการผลิตกาลังครากที่อณุ หภูมิสงู ของเหล็ก FR ได้ ถกู ปรับปรุงขึ ้นโดยวิธีการ
เร่งการเกิดและการเสริ มการกระจายตัวของคาร์ บอนไนไตรด์ และโดยการเสริ มให้ เกิดกระบวนการหลอมละลายให้ เป็ นเนื ้อเดียวกัน
ของวัสดุอลั ลอยด์ คุณสมบัติหลักของเหล็ก FR คือ: ก าลัง วัส ดุ ที่ อุ ณ หภู มิ สู ง ที่ ดี เ ยี่ ย ม และก าลัง ครากที่อุณ หภูมิ 600 องศาเซลเซี ย ส (0.2 % ออฟเซท) มี ค่ ามากกว่า 2/3 ของค่าที่กาหนดไว้ ที่อณุ หภูมิห้อง คุณสมบัติของอุณหภูมิห้องสอดคล้ องกันกับค่าที่กาหนดไว้ ในผลิตภัณฑ์เหล็กโครงสร้ างหลายชนิด คุณสมบัติความสามารถในการเชื่อมมีค่าเช่นเดียวกันหรื อดีกว่าเหล็กทัว่ ไปมาตรฐานที่ เ กี่ ยวข้ อ งที่ก าหนดคุณ สมบัติที่ อุณ หภูมิ สูง ของผลิตภัณฑ์เหล็กกล้ าคือ ASTM A1077 (ข้ อกาหนดมาตรฐานของเหล็ก โครงสร้ างที่มีกาลังครากที่ อุณหภูมิสูงที่ มีการปรั บปรุ งขึน้
สาหรั บใช้ ใ นอาคาร) ที่ ออกมาเมื่ อ เมษายน 2012 มาตรฐานนี ้ต้ องการการยืนยันจากผู้ผลิตเหล็กต่าง ๆ ว่าสามารถผลิตเหล็กที่สอดคล้ องกับมาตรฐานนี ้ได้■(หน้าที ่ 15 - 16)เหล็กต้ านทานไฟโดย คณะกรรมการป้องกันและต้ านทานไฟ สมาพัน์เ หล็กและเหล็กกล้ าแห่งประเทศญี่ปนุ่กฎหมายตามมาตรฐานอาคารของญี่ปนไดุ้่ กาหนดให้ อาคารพิเศษ (อาคารอพาร์ ตเมนท์ โรงแรม และอาคารอื่น ๆ เช่นเดียวกัน)ซึง่ มีการใช้ งานโดยผู้คนจานวนมากและอาคารอยู่ในเขตเมืองควร
จะมีการก่อสร้ างให้ โครงสร้ างมีความต้ านทานไฟ ในโครงสร้ างต้ า นทานไฟ มี ข้ อ ก าหนดว่า เสา คาน และหน้ า ตั ด โครงสร้ างที่
สาคัญอื่น ๆ ให้ เป็ นไปตามข้ อกาหนดโครงสร้ างต้ านทานไฟ หรื อการต้ านทานไฟของโครงสร้ างเหล่านี ้สามารถตรวจสอบได้ โดยวิธีการคานวณ
วิธีการหนึ่งเพื่อที่จะให้ ได้ ตามข้ อกาหนดด้ านการต้ านทานไฟ
ในขัน้ ตอนแรกก็ คื อ มี ก ารป้ องกัน ไฟให้ อุณ หภูมิ ข องผลิต ภัณ ฑ์เหล็ ก ระหว่ า งที่ ก ารเกิ ด เพลิ ง ไหม้ ไ ม่ ใ ห้ เ พิ่ ม ขึ น้ ตาม เพราะว่ าอุณหภูมิของไฟอยู่ที่ประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส โดยทัว่ ไปจึงเป็ นสิง่ ที่จาเป็ นที่จะต้ องทาการป้องกันไฟกับเหล็กที่มีทาหน้ าทีเ่ ป็ นฉนวนกั น ความร้ อนสามารถทนอุ ณ หภู มิ ไ ด้ จนถึ ง 350 องศาเซลเซีย ส อย่า งไรก็ ตาม ด้ วยเหล็กประเภททนไฟ (FR) จะต้ อ งคุณสมบัติทางกลศาสตร์ ของเหล็ก FR
รูปที่ 1 แสดงการเปรี ยบเทียบกาลังครากที่อณุ หภูมิสงู ระหว่าง
เหล็ก FR และเหล็กทัว่ ไป ในขณะที่กาลังครากของเหล็กทัว่ ไป11ลดลงที่อณุ หภูมิประมาณ 350 องศาเซลเซียสองศาเซลเซียสไปที่
ประมาณ 2/3 กับค่าที่ได้ ที่อุณหภูมิห้อง ค่ากาลังครากของเหล็กFR คงอยูท่ ี่ประมาณ 2/3 หรื อสูงกว่าจนกระทัง่ อุณหภูมิสงู ขึ ้นกว่า600 องศาเซลเซียส ซึ่งแสดงให้ เห็นถึงคุณสมบัติที่อุณหภูมิสงู ที่ดีก ว่าของเหล็ก FR เมื่ อเที ย บกับ เหล็ก ทั่ว ไป รู ป ที่ 2 แสดงการ
เปรี ยบเทียบถึงการแปรเปลี่ ยนตามอุณหภูมิของค่ายังก์ โมดูลสั ที่อุณหภูมิสงู ของเหล็ก FR และเหล็กทัว่ ไป การลดลงของค่าโมดูลสัที่อณุ หภูมิ 550 – 700 องศาเซลเซียสในเหล็ก FR มีคา่ น้ อยกว่าใน
เหล็กทัว่ ไปอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์เหล็ก
การเชื่อมต่ อวัสดุสาหรับเหล็ก FR
ในการเชื่อมต่อองค์อาคารโครงสร้ างที่ทาจากเหล็ก FR วัสดุ
เชื่ อมได้ ถูกจัดเตรี ยมเป็ นพิเศษเพื่อที่จะให้ ได้ กาลังรั บนา้ หนักที่
อุณหภูมิสงู สาหรับรอยเชื่อม ซึง่ มีคณุ สมบัติเช่นเดียวกันหรื อดีกว่า
วัสดุโลหะพื ้นฐาน คุณสมบัติของรอยต่อจากการเชื่อมที่ใช้ โดยใช้
วัสดุเชื่อมสาหรับเหล็ก FR เช่นเดียวกันหรื อดีกว่าเหล็กทัว่ ไป และก าลัง รั บ แรงดึ ง ที่ อุณ หภูมิ สูง ของรอยต่ อ จากการเชื่ อ มก็ ยัง คงเช่นเดียวกันหรื อดีกว่าวัสดุโลหะพื ้นฐาน
นอกจากนี ้ ในสลัก เกลี ย วก าลั ง สู ง ที่ ใ ช้ เชื่ อ มต่ อ ชิ น้ ส่ ว นโครงสร้ างสาคัญที่ใช้ เหล็ก FR สลักเกลียวกาลังสูงที่ใช้ สาหรับ
เหล็ก FR ได้ ถกู ออกแบบเพื่อให้ ได้ กาลังครากที่อณุ หภูมิสงู สาหรับ
รอยต่อสลักเกลียวที่มีค่าเดียวกันหรื อสูงกว่าองค์อาคาร สลักเกลียวแบบ Torshear,สลักเกลียวกาลังสูง, สลักเกลียวHexagonal แบบกาลังสูง และสลักเกลียวชุบกันสนิม สามารถนามาใช้ ได้ กบั เหล็ก FR และสามารถนามาใช้ ในการเชื่อมต่อแบบ
สลักเกลียวเช่นเดียวกันกับเหล็กปกติ รู ปที่ 5 แสดงตัวอย่างของ
ผลทดสอบแรงดึงของวัสดุโลหะพื ้นฐานที่ใช้ ในสลักเกลียวกาลังสูง
ผลการทดสอบแสดงให้ เห็นว่าสลักเกลียวกาลังสูงสาหรับเหล็ก FR
มีระดับการต้ านทานไฟถึงที่ 600 องศาเซลเซียส ประมาณ 2 เท่าของสลักเกลียวกาลังสูงเหล็กปกติ

รูปที่ 1 ค่าที่แปรเปลีย่ นตามอุณหภูมิของกาลังครากที่อณุ หภูมิสงู
รูปที่ 2 ค่าที่แปรเปลีย่ นตามอุณหภูมิของยังก์โมดูลสั ที่อณุ หภูมิสงูคุณสมบัติขององค์ อาคารสาหรับเหล็ก FR
การทดสอบการรับน ้าหนักที่อณุ หภูมิสงู ได้ กระทาขึ ้นเพื่อยืนยัน
ถึงคุณสมบัติที่อณุ หภูมิสงู ของเหล็ก FR เมื่อทาหน้ าที่เป็ นเสา คานและองค์อาคารอื่น ๆวิธีการทดสอบที่นามาใช้ คือการทดสอบการรับน ้าหนัก สาหรับ
เสาที่กาหนดไว้ ใน ISO834 การทดสอบได้ กระทาขึ ้นโดยใช้ ต้ เู ผาทดสอบชนาดใหญ่ ส าหรั บ เสาที่ ส ถาบัน วิ จัย ด้ านอาคารของ
กระทรวงสาธารณูปโภค ที่ ดิน การคมนาคมและการท่องเที่ย วตั ว อ ย่ า ง ท ด ส อ บ ชิ ้ น ส่ ว น เ ห ล็ ก FR เ ป็ น เ ห ล็ กH-3003001015 ที่มีความยาว 3.5 เมตร (รู ปที่ 3) การป้ องกั น ไฟแบบพั น รอบได้ น ามาใช้ ในตั ว อย่ า งทดสอบ ในขณะเดียวกัน อีกตัวอย่างทดสอบหนึ่งซึ่งเป็ นเหล็กปกติในขนาดมิติเดียวกันได้ ถกู ทดสอบเพื่อเปรี ยบเทียบด้ านคุณสมบัติวสั ดุ รู ปที่4 แสดงถึงความสัมพันธ์ ระหว่างช่วงระยะเวลาการให้ ความร้ อนและอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์เหล็ก ช่วงเวลาจนถึงจุดวิบตั ิของเสา
เหล็ก FR ซึง่ การวิบตั ิเกิดขึ ้นมีคา่ สูงกว่า เป็ นสิ่งที่เข้ าใจได้ ว่าแม้ ว่าจะน ามาใช้ เ ป็ นชิ น้ ส่ว นโครงสร้ าง เหล็ก FR แสดงให้ เ ห็ น ถึ งคุณสมบัติที่อณุ หภูมิระดับสูงกว่าที่ดีกว่าเหล็กทัว่ ไปรูปที่ 5 ผลของการทดสอบแรงดึงสาหรับวัสดุสลักเกลียวกาลังสูง■■■■■(หน้าที ่ 17 - 18)
เทคโนโลยีการใช้งานเหล็ก
รายละเอียดพืน้ ฐานสาหรั บการเชื่อมและการควบคุ มการทางานด้ านการเชื่อม-----การเชื่อมหน้ างาน----โดย ทาดาโอะ นากาโกมิ
ศาสตราจารย์ คณะสถาปั ตยกรรม มหาวิทยาลัยชินชู

รูปที่ 3 กรอบของการทดสอบการทนไฟรู ป ที่ 4 ความสัม พัน ธ์ ร ะหว่า งระยะเวลาการให้ ค วามร้ อนและ

ในประเทศญี่ ปนซึุ่ ่งเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่อยู่บ่อย ๆ การ12ออกแบบเพื่อป้องกันแรงสัน่ สะเทือนจากแผ่นดินไหวเป็ นสิ่งสาคัญมาก ที่ผา่ นมาได้ เกิดเหตุการณ์กรณีที่รอยเชื่อมเป็ นจุดเริ่ มต้ นของการแตกหักในชิ ้นส่วนซึ่งส่งผลให้ เกิดการวิบตั ิของโครงสร้ างเหล็กได้ ในวารสารฉบับที่ 37 (เดือนธันวาคม 2012) รายละเอียดทัว่ ไปสาหรับรอยเชื่อมและการควบคุมรอยเชื่อมในโครงสร้ างอาคารและข้ อมูลเกี่ยวกับสมรรถนะด้ านพลศาสตร์ ที่สาคัญของรอยเชื่อมได้ มีการกล่าวถึงไว้ วารสารฉบับปั จจุบนั นาเสนอบทความเกี่ยวกับการ
เชื่อมหน้ างาน โดยเน้ นไปที่ปัญหาที่เกิดขึ ้นในงานเชื่อมที่หน้ างานและวิธีการในการตรวจสอบที่เหมาะสมวิธีการในการปรับปรุ งความสามารถด้ าน Deformationดัง ที่ ไ ด้ กล่ า วมาแล้ ว ในวิ ธี ก ารเชื่ อ มหน้ างาน ก าลัง และความสามารถด้ า น Deformation ของรอยเชื่ อ มมี ค่ า ลดลงเพราะฉะนัน้ จึงจาเป็ นที่จะต้ องสามารถมีวิธีการวัดค่าเหล่านี ้เพื่อ
ปรับปรุงความสามารถด้ าน Deformation 3 วิธี โดยมีการทดสอบ
เพื่อตรวจสอบประสิทธิ ภาพของการวัดค่าเหล่านี ้ รู ปที่ 3 แสดงรูปร่างและการติดตังของชิ้
้นส่วนทดสอบ ตารางที่ 1 แสดงผลของ
การทดสอบ และรู ปที่ 4, 5 และ 6 แสดงความสัมพันธ์ ระหว่างน ้าหนักบรรทุกและการเคลือ่ นตัวของ Scallopการเชื่อมหน้ างานในการเชื่อมสาหรับโครงสร้ างเหล็ก ได้ มี 2 วิธีการที่ใช้ – การเชื่อมในโรงงาน (วิธีเชื่อมแบบ Non-Scallop) และการเชื่อมที่หน้ า
งาน (วิธีเชื่ อมแบบ Scallop) ในญี่ ปุ่น การเชื่อมในโรงงานได้ ถูกนามาใช้ เป็ นส่วนใหญ่ รู ปที่ 1 และ 2 แสดงตัวอย่างของการเชื่อม
ทังในโรงงานและหน้
้างาน ในวิธีเชื่อมแบบ Scallop การจัดเตรี ยมGroove ที่เอียงเข้ าด้ านในสามารถทาให้ การเชื่อมสามารถกระทาได้ ทงทีั ้ ่สถานที่ก่อสร้ างหรื อในโรงงาน และโลหะเสริ มด้ านหลังจะ
ถูกติดไว้ ด้านนอกของชิน้ ส่วน ในทางตรงกันข้ าม ในวิธีการแบบNon-Scallop มีการจัดเตรี ยม Groove อยู่เอียงไปทางด้ านนอกซึ่งหมายความว่าการเชื่อมสามารถที่จะในตาแหน่งที่แบนเท่านัน้
และในวิ ธี ก ารนี ไ้ ม่ ส ามารถน าไปใช้ ได้ ที่ ห น่ ว ยงานก่ อ สร้ างนอกจากนี ้ วิธีการนี ้ โลหะเสริ มด้ านหลังมีการติดไว้ ด้านในของชิ ้นส่วนในการก่อสร้ างโครงสร้ างขนาดยักษ์ ซึง่ ยากที่จะใช้ วิธีการเชื่อม
แบบ Non-Scallop ซึ่งจะต้ องมีการขนส่งชิน้ ส่วนโครงสร้ างที่ถูก
เชื่อมในโรงงานมาที่หน่วยงานก่อสร้ าง วิธีการเชื่อมแบบ scallopได้ ถูกนามาใช้ เพราะว่าสามารถที่จะเชื่อมที่หน้ างานได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณี ที่ อ าคารโครงสร้ างเหล็ก ต้ อ งรองรั บ แรงภายนอก
ขนาดใหญ่ เช่ น แรงแผ่น ดิ น ไหว ก าลัง และความสามารถด้ า นdeformation ของวิธีการเชื่อมแบบ Scallop ซึง่ ก่อให้ เกิดตาหนิในหน้ าตัด (Scallop) ที่แผ่น web มีค่าต่ากว่าวิธีการเชื่อมในโรงงาน
แบบ Non-Scallp มากเพราะการเกิดความเค้ นที่มีค่าสูงในจุด
ปลายของ Scallop วิธีการเจาะปี กเหล็กรูปพรรณ
วิธีการนี ้ต้ องการกระจายความเค้ นในรอยเชื่อมเสา-คานไปยังรู ที่เจาะไว้ ในปี กคานเพื่อที่จะลดความเค้ นที่ปลายคาน รู ป ที่ 7 แสดงรู ป ร่ า งของปี กที่ เ จาะรู แ ละรู ป ที่ 8แสดงความสัมพันธ์ระหว่างน ้าหนักและค่าการเคลือ่ นตัว การขยายความกว้ างของปี กคานโดยการใช้ Haunchวิธีการนีต้ ้ องการไม่เพียงแต่ลดความเค้ นที่เกิ ดที่ปลาย
คานโดยวิธีการขยายพืน้ ที่ปีกที่ได้ โดยการขยายความกว้ างของรอยต่อคาน แต่ยงั เคลื่อนย้ ายตาแหน่งของค่า
ความเค้ น สูง สุด ไปยัง เหล็ ก ปลายคาน รู ป ที่ 9 แสดงHaunch และรู ป ที่ 10 แสดงความสัม พัน ธ์ ร ะหว่า งน ้าหนักบรรทุกและค่าการเคลือ่ นตัว วิธีการใช้ Reinforcement Bead กับ ส่ วนปลายของscallopเพื่อที่จะปรับปรุ งคุณสมบัติด้าน Deformation วิธีการนี ้มีจุดหมายเพื่อลดระดับความเข้ มของความเค้ นโดยการเสริ ม bead ที่ส่วนปลายของ scallop ซึ่งเป็ นจุดที่
เริ่ มเกิดรอยแตกในการเชื่อมแบบ Non-Scallop รู ปที่ 11แสดง Reinforcement Bead และรู ป ที่ 12 แสดงค ว า ม สั ม พั น ธ์ ร ะ ห ว่ า ง น ้ า ห นั ก บ ร ร ทุ ก แ ล ะ
Displacement ในขณะเดีย วกัน ขนาดของตัวอย่า งทดสอบมีค่าเท่ากับที่ใช้ ในทัง้ 2 วิธีที่กล่าวถึงข้ างต้ น แต่วิธีก ารทดสอบมีค วามแตกต่า งจากวิ ธีการทัง้ 2 วิ ธีใ ช้13และการทดสอบแบบแรงดัด 3 จุดได้ นามาใช้
วิธีการคานวณ sรู ปที่ 13 แสดงความสัมพันธ์ ทั่วไปของ P- ในองค์ อาคาร
โครงสร้ างเหล็กในสภาวะแรงดัดแบบวัฏจักร เส้ นโค้ งบ่งบอกให้
เห็นถึงรู ปแบบของน ้าหนักบรรทุกที่กระทาซึ่งมีค่าเกินกว่ากาลัง
สูงสุดที่แสดงโดยชิน้ ส่วนองค์อาคารเหล็ก เพราะว่ามีผลการวิจัย
แสดงไว้ วา่ พื ้นที่ที่เมื่อนาเส้ นโค้ งมาต่อกันทังหมดแล้
้วเหมือนกันกับเส้ นโค้ ง P- ขององค์อาคารที่อยู่ภายใต้ น ้าหนักบรรทุกประเภททางเดียว เส้ นโค้ ง Skeleton สามารถทาหน้ าที่ในการตรวจสอบค่า
ความสามารถของ Deformation ขององค์ อ าคารภายในแรงภายนอกเช่นน ้าหนักบรรทุกจากแผ่นดินไหว เนื่องจากเป็ นตัวชี ้บ่งความสามารถด้ าน Deformation ขององค์อาคาร ค่าตัวคูณขยายs ของ Plastic Deformation ที่สะสมได้ นามาใช้ โดยที่นามาจาก
การหารค่าที่เป็ น 2 เท่าของ elastic Limit Distortion Energy(Ws) ของพลังงานที่รองรับมาโดยใช้ เส้ น Skelton Curve โดย(cPp×cδp).

การเชื่อมที่หน้ างานแบบ Scallopรู ปที่ 5 ความสัมพันธ์ ระหว่างน ้าหนักบรรทุก – การเคลื่อนตัวของการเชื่อมที่หน้ างานแบบ Scallopรู ปที่ 6 ความสัมพันธ์ ระหว่างน ้าหนักบรรทุก – การเคลื่อนตัวของ
การเชื่อมที่หน้ างานแบบ Scallopรูปที่ 7 ปี กเหล็กรูปพรรณที่เจาะรู
รูปที่ 8 ความสัมพันธ์ระหว่างน ้าหนักบรรทุก – การเคลือ่ นตัวในปี กที่เจาะรู
รูปที่ 9 Haunchรู ปที่ 10 ความสัมพันธ์ ระหว่างน ้าหนักบรรทุก - Displacement
ของ Haunchรูปที่ 11Reinforcement Beadรู ปที่ 12 ความสัมพันธ์ ระหว่างน ้าหนักบรรทุก - Displacement
ของ Reinforcement Beadรูปที่ 13 การคานวณ Skeleton Curveตารางที่ 1 ผลการทดสอบ■การเพิ่มความสามารถด้ าน deformation ในการเชื่อมหน้ างานดังที่แสดงในตารางที่ 1 ผลของการทดสอบแสดงว่าในขณะที่ค่า ความสามารถด้ า น Deformation ของการเชื่ อ มหน้ า งานตามปกติมีค่าต่า 1~4 ค่าความสามารถด้ าน Deformation ของวิธีการเชื่อมหน้ างานตามที่วิธีการดังที่กล่าวถือว่าเพียงพอ 7~12นอกจากนี ้ ยังเป็ นที่เข้ าใจได้ ว่าในขณะที่ค่าความสามารถด้ าน
deformation ของวิธีการเชื่อมในโรงงานด้ วยวิธี Non-Scallop เป็ น
6.9 วิธีการเชื่ อมแบบ Scallop ที่หน้ างานสามารถทาให้ ได้ ค่าความสามารถด้ าน Deformation เช่นเดียวกันหรื อดีกว่าวิธีการเชื่อมในโรงงานแบบ Non-Scallop โดยใช้ วิธีการตามที่นาเสนอไว้ข้ างต้ น■■■■(ปกหลัง)การทางานของ JISFการท างานของกรรมการในด้ านการส่ ง เสริ ม การตลาดต่ างประเทศคณะกรรมการด้ านการส่งเสริ ม การตลาดต่า งประเทศของสมาคมเหล็กและเหล็กกล้ าแห่งญึ่ปนุ่ (JISF) ได้ ทาการส่งเสริ มกิ จ กรรม หลา ยอ ย่ า ง เพื่ อ น าเ สนอ ผลิ ต ภั ณ ฑ์ เ หล็ ก แ บบ
high-performance และเทคโนโลยีการนาไปใช้ งานของเหล็กชนิดนี ้ดังที่ใช้ อยู่ปัจจุบันในญี่ ปุ่น เป้าหมายหลักเพื่อที่จะเพิ่มการใช้
โครงสร้ างเหล็กให้ มากขึ ้นในต่าประเทศ ผลงานของคณะทางานมี
ดังต่อไปนี ้การสารวจตลาดในกัมพูชา
คณะกรรมการได้ เดินทางไปกัมพูชา 3 ครัง้ เพื่อทาการสารวจตลาดเกี่ ยวกับสภาพทางเศรษฐกิ จ งานก่อสร้ างสาธารณูปโภค
งานสืบเนื่องในการที่จะสนับสนุนการใช้ โครงสร้ างเหล็ก และงานอื่น ๆ ที่ JISF ต้ องทาในประเทศนี ้ ในปี 2012 งานประชุมเกี่ยวกับเทคโนโลยี ใ หม่ ๆ สาหรั บ โครงสร้ างเหล็ก จะจัด ให้ มี ขึน้ ในกรุ งรูปที่ 1 การเชื่อมในโรงงานแบบ Non-Scallopรูปที่ 2 การเชื่อมที่หน้ างานรูปที่ 3 ขนาดรูปทรงของตัวอย่างทดสอบและการติดตัง้
รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ ระหว่างน ้าหนักบรรทุก – การเคลื่อนตัวของ14พนมเปญ โดย JISF ร่ วมกันกับกระทรวงสาธารณูปโภคและการ
คมนาคมของกัมพูชาและ สถาบันเทคโนยีแห่งกัมพูชา และการสนับสนุนของสถานทูตญี่ปนในกั
ุ่มพูชา มีวิศวกรจานวนกว่า 200ท่านจากส่วนราชการ สถานศึกษา และส่วนเอกชนที่เข้ าร่ วมในงานสัมมนาครัง้ นี ้ ซึ่งนับว่าประสบผลสาเร็ จอย่างดี งานประชุมนี ้ได้ รับการตอบรับจากผู้เข้ าร่วมงานอย่างดี และจากข้ อมูลจากการ
สารวจ มากกว่า 90 % ของผู้เข้ าร่วมงานหวังว่าจะเข้ าร่วมงานครัง้หน้ าอีกการสารวจตลาดในเมียนมาร์
คณะกรรมการได้ เยี่ยมตลาดเมียนมาร์ อีกครัง้ หลังจากปี 2012ซึง่ ได้ ทาการเข้ าพบตัวแทนทางราชการ 6 หน่วยงาน ไม่เพียงแต่ใน
นครย่างกุ้งแต่ในเมืองนาปิ ดอว์ด้วย เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดและข้ อมูล ตัวแทนจากทางราชการเหล่านี ้มีความคาดหวังเป็ นอย่างสูง
สาหรั บ งานต่าง ๆ ที่ เกี่ ยวเนื่องกับโครงสร้ างเหล็กที่ จะกระจาย
แพร่ หลายออกไปโดย JISF คณะกรรมการวางแผนไว้ ว่าจะจัดทา
การสารวจเกี่ยวกับการแพร่ หลายของโครงสร้ างเหล็กในอนาคตนี ้อีกด้ วย(captions)งานประชุม ทางวิช าการในหัวข้ อ เทคโนโลยีใ หม่ ๆ สาหรั บการก่อสร้ างด้ วยโครงสร้ างเหล็กเมื่อเดือนธันวาคม 2012 เป็ นครัง้ แรกในเมืองพนมเปญ การบรรยายวิชาการ การบรรยายวิชาการโดยผู้อานวยการ ดร. OM Romnyของ ITC แขกผู้มีเกียรติงานประชุมแลกเปลีย่ นในเมียนมาร์ (จากซ้ ายไปขวา)งานประชุมที่กระทรวงการก่อสร้ าง กระทรวงการคมนาคมทางรถไฟและ กระทรวงการคมนาคม15