โครงถักหลังคาไม้

โครงถักหลังคาไม้ () คือโครงสร้างแบบโครงคร่าวของไม้ที่ออกแบบเพื่อครอบคลุมที่ว่างเหนือห้องและทำหน้าที่เป็นตัวพยุงหลังคา โดยทั่วไปโครงถักจะได้รับการติดตั้งเป็นช่วงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยไม้ตามยาว เช่น แป ส่วนที่ว่างระหว่างโครงถักแต่ละชุด เรียกว่า ช่วงเสา (bay)

จันทันมีแนวโน้มจะยุบตัวลงเป็นแนวราบภายใต้ความโน้มถ่วง ทำให้เกิดแรงผลักดันออกข้างต่อผนัง สำหรับช่วงที่กว้างกว่าและผนังที่บางลง สามารถทำให้ผนังล้มได้ ดังนั้นจันทันคู่ตรงข้ามจะมีการมัดเข้าด้วยกันด้วยคานยึดฐานรากหรือขื่อในตอนแรก เพื่อสร้างโครงจันทันคู่ แต่หลังคาในลักษณะนี้มีความแข็งแรงเชิงโครงสร้างต่ำและขาดการพยุงตามยาว จึงมีแนวโน้มจะเกิดการยุบตัวอันเนื่องมาจากการเคลื่อนไหวในแนวนอน ซึ่งต่อมาในยุคกลางจึงได้พัฒนามาเป็นโครงถักหลังคาไม้ มีการเสริมค้ำไขว้โครงถักหลังคาเพื่อเป็นหน่วยโครงสร้างที่มั่นคงและแข็งแรง ตามหลักการแล้ว โครงถักหลังคาจะถ่วงดุลแรงแนวข้างให้สมดุลกัน และถ่ายแรงผลักดันลงบนผนังรองรับในแนวดิ่งเท่านั้น แต่ในทางปฏิบัติอาจเกิดแรงแนวข้างอื่นขึ้นได้ เช่น จากแรงลม จากความยืดหยุ่นมากของโครงถัก หรือจากโครงสร้างที่ไม่ได้การปรับให้เหมาะสำหรับการรองรับการเคลื่อนไหวในแนวข้างเล็กน้อยที่เกิดขึ้นบริเวณปลายของโครงถัก

ประวัติ
ส่วนประกอบด้านบนของโครงถักเรียกรวมว่า คอร์ดบน (top chord) ส่วนประกอบด้านล่างเรียกว่า คอร์ดพื้น (bottom chord) และส่วนประกอบภายในเรียกว่า เว็บ (web) ในงานไม้เชิงโบราณ มักเรียกคอร์ดบนว่าจันทัน ส่วนคอร์ดพื้นเรียกว่าคานยึดฐานรากหรือขื่อ โดยโครงถักหลังคาไม้สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลักคือ แบบปิด ซึ่งมีคอร์ดพื้นวางในแนวนอนอยู่ที่ฐานล่างของโครงถัก และแบบเปิด ซึ่งมีคอร์ดพื้นยกสูงขึ้นเพื่อสร้างที่ว่าง เรียกอีกชื่อว่า โครงถักสามเหลี่ยมฐานยก (raised bottom chord truss)Lewandoski, Jan, Jack Sobon, and Kenneth Rower. Historic American roof trusses. Becket, MA: Timber Framers Guild, 2006. 48. 

โครงถักปิด
การแบ่งประเภทแบบปิดหรือเปิด ใช้ในสองความหมายเพื่ออธิบายโครงถักหลังคา

โครงถักแบบปิด
โครงถักที่มีขื่อหรือคานยึดฐานราก หรือ
โครงหลังคาที่มีฝ้าเพดาน ทำให้ไม่เห็นโครง
โครงถักแบบเปิด 
โครงถักที่มีคานยึดฐานรากขาดช่วง หรือเป็นโครงถักกรรไกร ซึ่งเปิดให้เป็นพื้นที่เพดานทรงโค้ง หรือ
โครงหลังคาที่เปิดให้เห็นได้ ไม่มีปิดฝ้าเพดานปิดบังDomestic Buildings Research Group (Surrey, England), http://www.dbrg.org.uk/GLOSSARY/Open%20truss.html

โครงถักดั้ง
โครงถักดั้ง (king-post truss) ประกอบด้วยจันทันเอกสองต้น ขื่อ และเสากลางแนวดิ่งที่เรียกว่าดั้งGlossary of Australian Building Terms – Third Edition.(NCRB) ซึ่งถือเป็นโครงถักที่มีรูปแบบเรียบง่ายที่สุดและมักใช้ร่วมกับค้ำยันเฉียงสองต้น

โดยปกติโครงถักดั้งจะอยู่ภายใต้ความตึงและจำเป็นต้องใช้ข้อต่อที่ค่อนข้างซับซ้อนในการเชื่อมกับขื่อและจันทันเอก และในรูปแบบดัดแปลงที่เรียกว่า โครงถักสลักเกลียว(แท่ง)ดั้ง จะแทนที่ดั้งปกติด้วยสลักเกลียวโลหะ (แท่ง) โดยมักทำขึ้นจากเหล็กพืด (wrought iron)

โครงถักเสาตุ๊กตา
โครงถักเสาตุ๊กตา (queen-post truss) ประกอบด้วยจันทันเอกสองต้น และเสาตั้งแนวดิ่งสองต้นที่เรียกว่าเสาตุ๊กตา โครงถักเสาตุ๊กตาสามารถขยายช่วงได้มากขึ้น และเชื่อมด้วยข้อต่อแบบประกบกันในชิ้นส่วนที่ยาวจะช่วยเพิ่มช่วงที่ใช้งานได้สำหรับโครงถักประเภทนี้ เช่นเดียวกับดั้ง เสาตุ๊กตาสามารถแทนที่ด้วยแท่งเหล็กเรียกว่า โครงถักแบบแท่งเสาตุ๊กตา มักเรียกโครงถักประเภทนี้ว่า ปัลลาดีอานา (โครงถักปัลลาดีอานา) ในประเทศอิตาลี เนื่องจากมีใช้งานบ่อยโดยสถาปนิกสมัยฟื้นฟูศิลปวิทยาอันเดรอา ปัลลาดีโอ บางครั้งมีการนิยามโครงถักปัลลาดีอานาเป็นโครงถักผสมซึ่งประกอบด้วยทั้งโครงถักเสาตุ๊กตาและโครงถักดั้งอยู่ในชุดโครงเดียวกันProceedings of the Third Annual Congress on Construction History, May 2009. Figure 1. based on 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.pdf accessed 12/24/2012

โครงถักเสาตุ๊กตาและโครงถักดั้งสามารถรวมกันได้ โดยใช้ขื่อรองของโครงถักเสาตุ๊กตาเป็นขื่อสำหรับโครงถักดั้งที่อยู่ด้านบน การรวมกันลักษณะนี้เรียกว่าโครงถักผสม

โครงถักเปิด

โครงถักค้ำช่องโค้ง
โครงถักค้ำช่องโค้ง (arch-braced truss) Chappell, Steve. A timber framer's workshop: joinery, design & construction of traditional timber frames. Brownfield, Me.: Fox Maple Press, 1998. 115. Print. ไม่มีขื่อ ทำให้ภายในหลังคาดูโปร่งมากขึ้น จันทันเอกเชื่อมต่อด้วยขื่อพราง (collar beam) ที่รองรับด้วยค้ำช่องโค้งสองต้น ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างและถ่ายน้ำหนักของหลังคาลงสู่ผนังรองรับผ่านจันทันเอก และโครงถักค้ำช่องโค้งคู่ จะมีค้ำช่องโค้งคู่ที่สองอยู่ต่ำลงมา จากจันทันไปยังบล็อกหรือวงกบล่างภายใน (inner sill) รูปแบบนี้มักเรียกว่า หลังคาเกวียน หรือเปลซุง หรือถัง หรืออุโมงค์ เนื่องจากมีลักษณะเป็นทรงกระบอกWhewell, William, and F. de. Lassaulx. Architectural notes on German churches; with notes written during an architectural tour in Picardy and Normandy.. The 3d ed. Cambridge: J. and J.J. Deighton; [etc.], 1842. 44. Print.

โครงถักขื่อเต้า
หลังคาโครงขื่อเต้า (hammer-beam roof) เป็นจุดสูงสุดของการพัฒนาโครงถักค้ำช่องโค้งทำให้สามารถขยายช่วงพื้นที่ได้มากขึ้น หลังคาโครงขื่อเต้าของโถงเวสต์มินสเตอร์ในลอนดอน ออกแบบโดย Hugh Herland และติดตั้งระหว่าง ค.ศ. 1395–1399 เป็นพื้นที่หลังคาไม้ที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปยุคกลาง มีช่วงกว้างกว่า  เล็กน้อย ซึ่งถือเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของโครงถักขื่อเต้าในอังกฤษWebber, Frederick G.. Carpentry & Joinery. Methuen and Co., London: 1898. 152.

โครงถักขื่อเต้าอาจมีขื่อเต้าเดี่ยวหรือหลายขื่อเต้าก็ได้
โดยหลังคา (โครงถัก) โครงขื่อเต้าเทียม (false hammer-beam roof) มีความหมายสองประการคือ 1) ไม่มีเสาตุ๊กตา (hammer post) อยู่บนขื่อเต้าDavies, Nikolas, and Erkki Jokiniemi. Dictionary of architecture and building construction. Amsterdam: Elsevier/Architectural Press, 2008. 144.Alcock, N. W.. Recording timber-framed buildings: an illustrated glossary. London: Council for British Archaeology, 1989. เหมือนที่พบในโครงถักค้ำช่องโค้งบางประเภทSharpe, Geoffrey R.. Historic English churches a guide to their construction, design and features. London: I.B. Tauris, 2011. 111. fig. 61. หรือ 2) ขื่อเต้าเชื่อมต่อกับเสาตุ๊กตาแทนที่เสาตุ๊กตาจะวางลงบนขื่อเต้าWood, Margaret. The English Mediaeval House. London: Ferndale Editions, 1980, 1965. 319.

โครงถักกรรไกร
โครงถักกรรไกร (scissor truss) ได้ชื่อมาจากรูปร่างที่คล้ายกรรไกร โดยจุดเด่นสองประการของโครงถักกรรไกรคือ 1) ข้อต่อที่คอร์ดล่างผ่านกัน (เหมือนข้อพับของกรรไกร) และ 2) คอร์ดบน (จันทัน) ต้องวางบนคอร์ดล่าง และถ้าคอร์ดล่างเชื่อมต่อกับด้านล่างของคอร์ดบน โครงชุดนี้จะเรียกว่า ค้ำกรรไกร (scissor braced)Lewandoski, Jan, Jack Sobon, and Kenneth Rower. Historic American roof trusses. Becket, MA: Timber Framers Guild, 2006. 7.  มากว่าเรียกว่าโครงถักกรรไกร

การค้ำยัน
ได้มีการพิสูจน์แล้วว่า งานออกแบบค้ำยันถาวรสามารถช่วยเพิ่มเสถียรภาพแนวข้างของโครงถักหลังคาได้ โดยเฉพาะส่วนของคอร์ดรูปตัวเจ (j-chord) การค้ำยันแนวข้างต่อเนื่องในลักษณะทแยงเพื่อค้ำยันคอร์ดสามารถป้องกันผลกระทบเชิงลบจากแรงแนวข้างได้ อย่างไรก็ตาม ผลที่เกิดจากการค้ำยันถาวรต่อส่วนเว็บโครงถักหรือส่วนประกอบภายในโครงถักนั้นอาจแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความยาวของคอร์ด ซึ่งเป็นตัวกำหนดจำนวนของตำแหน่งของตัวค้ำยัน"Permanent bracing design for MPC wood roof truss webs and chords", Forest Products Journal, 51(7), 73-81

โครงถักไม้สำเร็จรูป

โครงถักไม้สำเร็จรูป (pre-fabricated wood truss) มีข้อได้เปรียบในการก่อสร้าง เนื่องจากความแม่นยำจากการผลิตด้วยเครื่องจักรและมักใช้ไม้ที่น้อย"The benefits of pre-fabricated timber roof trusses." Civil Engineering (10212000) 24, no. 7: 47-48. Business Source Complete, EBSCOhost (accessed November 8, 2017) อย่างไรก็ตาม ข้อดีนี้ไม่รวมถึงการการแก้ไขเปลี่ยนแปลงงานออกแบบเฉพาะ ณ สถานที่ก่อสร้าง ซึ่งงานออกแบบโครงถักอาจจำเป็นต้องผลิตตามสั่งที่กำหนด

ดูเพิ่มเติม
โครงข้อแข็งตามขวาง
โครงไม้
สะพานโครงถัก

เชิงอรรถและอ้างอิง
เชิงอรรถ

อ้างอิง

บรรณานุกรม

แหล่งข้อมูลอื่น
 Illustrated roof glossary

หมวดหมู่:ส่วนประกอบของสิ่งก่อสร้าง
โครงถักไม้