หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 63 – การสร้างโครงยึด (2)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


การสร้างโครงยึด

โครงยึดฮาว (Howe) ตั้งชื่อตามนักประดิษฐ์ (Inventor) ชาวอเมริกัน วิลเลียม ฮาว (William Howe) จากรัฐแมสสาชูเส็ตส์ เขาเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิก (Pioneer) ที่พัฒนาโครงยึดสะพาน (Bridge truss) ในสหรัฐอเมริกา เขาได้จดสิทธิบัตร (Patent) อันมีชื่อเสียง (Famous) ไปทั่ว ของโครงยึดฮาวในปี พ.ศ. 2383

ส่วนโครงยึดแพร็ต (Pratt) ตั้งชื่อตาม โทมัส และแคลเหล็บ แพร็ต (Thomas and Caleb Pratt) ซึ่งทั้งคู่เป็นวิศวกรรถไฟ (Rail-road engineer) ที่มีชีวิตอยู่ในคริสต์ทศวรรษ 1880s ในนคร Boston รัฐแมสสาชูเส็ตส์ โดยโทมัส ออกแบบโครงยึด ร่วมกับพ่อของเขาแคลเหล็บ แล้วจดสิทธิบัตร ในปี พ.ศ. 2387

สถาปนิก (Architect) และวิศวกรพึ่งพาอาศัยการใช้โครงยึดค่อนข้างมาก ในการก่อสร้างอาคาร สะพาน หอคอย (Tower) เป็นต้น เขารู้ถึงความแข็งแรง (Sturdiness) ของสามเหลี่ยม (Triangle) เป็นอย่างดี ในการออกแบบบ้านและโครงยึดสำหรับหลังคา

หนึ่งในโครงยึดหลังคายอดนิยมเรียกว่า “โครงยึดตำรวจ” (Fink truss) เหมาะสำหรับบ้านที่สร้างด้วยไม้ (Timber) ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งอุดม (Abundance) ไปด้วยไม้ ลองให้เด็กแยกแยะ (Identify) สามเหลี่ยมที่เท่ากันทุกด้าน (Equilateral) อยู่ตรงศูนย์กลาง โดยมีสามเหลี่ยมที่เชื่อมต่อไปทั้ง 2 ข้าง เป็นสามเหลี่ยมมุมฉาก

ความคิดของการออกแบบให้เพิ่มความแข็งแกร่งแก่โครงสร้าง โดยใช้สามเหลี่ยม ก็เป็นที่พบเห็นทั่วไปในโครงสร้างอื่นๆ ที่ออกแบบโดยสถาปนิก หนึ่งในตัวอย่างที่ดี คือ “ยานอวกาศโลก” (Spaceship Earth) ที่แสดง ณ ศูนย์เอปคอตของดิสนีย์เวิลด์ (Disney World’s Epcot Center) ซึ่งเป็นทรงกลมขนาดยักษ์ของสามเหลี่ยม (Giant sphere of triangles) ทั้งส่วนในของเปลือก (Inner shell) และเกราะภายนอก (Outside cladding)

สามเหลี่ยมดังกล่าวค้ำจุน (Support) โครงสร้างอย่างแข็งแกร่งและมั่นคง (Rigid) ทุกๆ สามเหลี่ยมของส่วนในของเปลือก จะถูกแบ่งเป็นสามเหลี่ยมที่เล็กลงอีก 4 อันในส่วนห่อหุ้มภายนอก เมื่อเราจ้องมอง (Gaze) ไปที่ “ยานอวกาศโลก” จากภายนอก เราจะเห็นเปลือกนอก ที่ประกอบด้วยสามเหลี่ยมเล็กว่า 11,000 อัน!

คำถามที่น่าสนใจก็คือ การใช้โครงยึดในการก่อสร้างมีมานานแค่ไหน? คำตอบก็คือ ชาวอียิปต์โบราณ ได้สร้างโครงยึดเชือก (Rope truss) เพื่อค้ำจุนคาน (Beam) ของเรือมานานแล้ว จึงเป็นการยากที่จะเห็นชัด (Discern) ว่า ชาวกรีกหรือชาวโรมันกันแน่ที่ประดิษฐ์คิดค้นโครงยึด? แต่ที่แน่ๆ ก็คือ ชาวโรมันเป็นผู้นำโครงยึดไปประยุกต์ใช้เมื่อมีการก่อสร้างโครงยึดหลังคาไม้

แต่ไม่ใช่ทุกคนต้องเดินทางไปถึงดิสนีย์เวิลด์ จึงจะเห็นการออกแบบโครงสร้างอย่างประณีต (Elaborate) ด้วยสามเหลี่ยม เราสามารถแยกแยะสามเหลี่ยมที่ใช้ในโครงยึดที่แตกต่างกันตามหลังคาสูงภายในสนามบิน ร้านโลหะภัณฑ์ขนาดใหญ่ สะพาน หอคอย และขบวนรถไฟเหาะ (Roller-coaster) ในสวนสนุก (Amusement park) และในหลากหลายสถานที่ ลองให้เด็กสังเกตโครงยึดที่ทำด้วยโลหะอันเป็นสื่อลำเลียง (Transmit) ไฟฟ้าที่อยู่รอบตัวเขา ซึ่งอาศัยสามเหลี่ยมค้ำจุนโครงสร้าง

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Truss - https://en.wikipedia.org/wiki/Truss [2017, September 7].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน