ตารางเหล็ก H-Beam หรือเหล็กรูปพรรณหน้าตัด H เป็นข้อมูลที่ช่าง วิศวกร และฝ่ายจัดซื้อต้องเปิดดูแทบทุกโปรเจกต์ ไม่ว่าจะเป็นงานโครงหลังคาโรงงาน เสาคาน ชั้นลอย หรือแท่นรองเครื่องจักร บทความนี้รวบรวมขนาดมาตรฐานและน้ำหนักต่อเมตรของเหล็ก H-Beam ตามมาตรฐาน JIS G3192 ซึ่งเป็นระบบขนาดที่ใช้กันแพร่หลายในไทย ควบคู่กับ มอก. 1227 (เหล็กโครงสร้างรูปพรรณรีดร้อน) พร้อมอธิบายวิธีอ่านขนาดอย่าง H200x200x8x12 ความต่างระหว่าง H-Beam, I-Beam และ Wide Flange รวมถึงหลักการเลือกใช้และการตัดเหล็กรูปพรรณให้ได้งานเรียบร้อย
ถ้าคุณกำลังถอดแบบ ประมาณราคา หรือวางแผนตัดเหล็กรูปพรรณด้วยเครื่องเลื่อยสายพาน ตารางในบทความนี้จะช่วยให้คำนวณน้ำหนักและจำนวนเที่ยวขนส่งได้เร็วขึ้นมาก
เหล็ก H-Beam คืออะไร
เหล็ก H-Beam คือเหล็กโครงสร้างรีดร้อนที่มีหน้าตัดเป็นรูปตัว H ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ ปีก (Flange) สองข้างที่วางขนานกัน และ เอว (Web) ที่เชื่อมปีกทั้งสองไว้ตรงกลาง รูปทรงนี้ทำให้เนื้อเหล็กส่วนใหญ่ไปอยู่ไกลจากแกนกลาง จึงต้านแรงดัดได้ดีมากเมื่อเทียบกับน้ำหนัก เหมาะกับงานเสาและคานที่ต้องรับน้ำหนักมาก
ในประเทศไทย เหล็ก H-Beam ส่วนใหญ่ผลิตตามระบบขนาดของ JIS G3192 (Dimensions, mass and permissible variations of hot rolled steel sections) ส่วนเกรดเนื้อเหล็กที่พบบ่อยคือ SS400 ตาม JIS G3101 และเกรด SM ตาม JIS G3106 สำหรับงานที่ต้องเชื่อมมาก หากอยากรู้รายละเอียดเกรดเหล็กโครงสร้างที่ใช้บ่อยที่สุด อ่านเพิ่มได้ที่บทความ SS400 คืออะไร มาตรฐาน JIS G3101
วิธีอ่านขนาด H200x200x8x12
ขนาดเหล็ก H-Beam จะเขียนเรียงเป็น 4 ตัวเลขในหน่วยมิลลิเมตร คือ H x B x t1 x t2 ยกตัวอย่าง H200x200x8x12 อ่านได้ดังนี้
- H = 200 มม. ความสูงของหน้าตัด (Depth) วัดจากผิวนอกปีกบนถึงผิวนอกปีกล่าง
- B = 200 มม. ความกว้างของปีก (Flange width)
- t1 = 8 มม. ความหนาของเอว (Web thickness)
- t2 = 12 มม. ความหนาของปีก (Flange thickness)
นอกจาก 4 ค่านี้ ในตารางมาตรฐานจะมีค่า r คือรัศมีโค้งตรงรอยต่อระหว่างเอวกับปีก ซึ่งมีผลต่อพื้นที่หน้าตัดและน้ำหนักเล็กน้อย ร้านเหล็กบางแห่งเรียกขนาดแบบย่อ เช่น “H200” หรือ “H 200×200” ซึ่งอาจหมายถึงได้มากกว่าหนึ่งขนาด เวลาสั่งซื้อจึงควรระบุครบทั้ง 4 ตัวเลขเสมอ เพื่อไม่ให้ได้ของผิดสเปก
อีกจุดที่มือใหม่สับสนบ่อยคือขนาดที่ความสูงไม่ใช่ตัวเลขกลม เช่น H194x150 หรือ H294x200 ขนาดกลุ่มนี้คือ H-Beam ปีกกลางตามตาราง JIS เวลาเรียกทั่วไปอาจพูดว่า “H200x150” หรือ “H300x200” แต่ความสูงจริงคือ 194 และ 294 มม. ตามลำดับ ต้องระวังตอนถอดแบบและวัดระยะ
H-Beam vs I-Beam vs Wide Flange ต่างกันอย่างไร
สามคำนี้มักถูกใช้ปนกันในหน้างาน แต่จริงๆ แล้วมีความต่างที่ควรรู้
H-Beam
ปีกกว้างและผิวด้านในของปีกขนานกัน (ความหนาปีกเท่ากันตลอด) ในตาราง JIS แบ่งย่อยเป็น 3 กลุ่มตามสัดส่วนปีก คือ ปีกกว้าง (B เท่ากับหรือใกล้เคียง H เช่น 200×200) ปีกกลาง (เช่น 294×200) และปีกแคบ (B ประมาณครึ่งหนึ่งของ H เช่น 300×150) กลุ่มปีกกว้างนิยมใช้เป็นเสา ส่วนกลุ่มปีกแคบนิยมใช้เป็นคาน
I-Beam
ปีกแคบกว่าเมื่อเทียบกับความสูง และผิวด้านในของปีกมีลักษณะ ลาดเอียง (Tapered flange) คือปีกหนาที่โคนและบางลงที่ปลาย เอวมักหนากว่า H-Beam ที่ความสูงใกล้เคียงกัน ใน JIS G3192 จัดเป็นหน้าตัดรูปตัว I แยกจากรูปตัว H งาน I-Beam ที่พบบ่อยคือรางเครนและรอกไฟฟ้า เพราะปีกลาดเอียงเหมาะกับล้อรอกบางแบบ แต่การต่อสลักเกลียวที่ปีกต้องใช้แหวนรองเอียงชดเชย
Wide Flange (W-Shape)
เป็นชื่อเรียกตามมาตรฐานอเมริกัน (ASTM A6) ลักษณะเหมือน H-Beam คือปีกขนาน แต่เรียกชื่อเป็นนิ้วและปอนด์ต่อฟุต เช่น W8x31 หมายถึงความสูงระบุประมาณ 8 นิ้ว น้ำหนัก 31 ปอนด์ต่อฟุต (ประมาณ 46.1 กก./ม.) ในไทยคำว่า “WF” มักถูกใช้เรียก H-Beam ทั่วไปด้วย ในทางปฏิบัติจึงควรดูตัวเลขขนาดเป็นหลักมากกว่าชื่อเรียก
| หัวข้อ | H-Beam (JIS) | I-Beam (JIS) | Wide Flange (ASTM) |
|---|---|---|---|
| ผิวด้านในปีก | ขนาน | ลาดเอียง | ขนาน |
| สัดส่วนปีกต่อความสูง | กว้าง ถึง แคบ | แคบ | กว้าง ถึง แคบ |
| หน่วยเรียกขนาด | มม. (H x B x t1 x t2) | มม. (H x B x t1 x t2) | นิ้ว x ปอนด์/ฟุต |
| งานที่นิยม | เสา คาน โครงสร้างทั่วไป | รางเครน รางรอก | โครงสร้างตามแบบอเมริกัน |
| การต่อสลักเกลียวที่ปีก | ง่าย ใช้แหวนเรียบ | ต้องใช้แหวนเอียง | ง่าย ใช้แหวนเรียบ |
ตารางเหล็ก H-Beam ขนาดมาตรฐานและน้ำหนักต่อเมตร (JIS G3192)
ค่าในตารางด้านล่างคำนวณจากขนาดหน้าตัดและรัศมี r ตาม JIS G3192 ฉบับปัจจุบัน ที่ความหนาแน่นเหล็ก 7.85 ก./ซม.³ และตรวจทานกับตารางของผู้ผลิตญี่ปุ่นแล้ว น้ำหนักต่อท่อนคำนวณจากความยาวมาตรฐานที่ขายบ่อยคือ 6 ม. และ 12 ม.
H-Beam ปีกกว้าง (นิยมใช้เป็นเสา)
| ขนาด H x B x t1 x t2 (มม.) | r (มม.) | พื้นที่หน้าตัด (ซม.²) | น้ำหนัก (กก./ม.) | ท่อน 6 ม. (กก.) | ท่อน 12 ม. (กก.) |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 x 100 x 6 x 8 | 8 | 21.59 | 16.9 | 101.4 | 202.8 |
| 125 x 125 x 6.5 x 9 | 8 | 30.00 | 23.6 | 141.6 | 283.2 |
| 150 x 150 x 7 x 10 | 8 | 39.65 | 31.1 | 186.6 | 373.2 |
| 175 x 175 x 7.5 x 11 | 13 | 51.43 | 40.4 | 242.4 | 484.8 |
| 200 x 200 x 8 x 12 | 13 | 63.53 | 49.9 | 299.4 | 598.8 |
| 250 x 250 x 9 x 14 | 13 | 91.43 | 71.8 | 430.8 | 861.6 |
| 300 x 300 x 10 x 15 | 13 | 118.5 | 93.0 | 558.0 | 1,116.0 |
H-Beam ปีกกลาง
| ขนาด H x B x t1 x t2 (มม.) | r (มม.) | พื้นที่หน้าตัด (ซม.²) | น้ำหนัก (กก./ม.) | ท่อน 6 ม. (กก.) | ท่อน 12 ม. (กก.) |
|---|---|---|---|---|---|
| 148 x 100 x 6 x 9 | 8 | 26.35 | 20.7 | 124.2 | 248.4 |
| 194 x 150 x 6 x 9 | 8 | 38.11 | 29.9 | 179.4 | 358.8 |
| 244 x 175 x 7 x 11 | 13 | 55.49 | 43.6 | 261.6 | 523.2 |
| 294 x 200 x 8 x 12 | 13 | 71.05 | 55.8 | 334.8 | 669.6 |
| 340 x 250 x 9 x 14 | 13 | 99.53 | 78.1 | 468.6 | 937.2 |
H-Beam ปีกแคบ (นิยมใช้เป็นคาน)
| ขนาด H x B x t1 x t2 (มม.) | r (มม.) | พื้นที่หน้าตัด (ซม.²) | น้ำหนัก (กก./ม.) | ท่อน 6 ม. (กก.) | ท่อน 12 ม. (กก.) |
|---|---|---|---|---|---|
| 150 x 75 x 5 x 7 | 8 | 17.85 | 14.0 | 84.0 | 168.0 |
| 200 x 100 x 5.5 x 8 | 8 | 26.67 | 20.9 | 125.4 | 250.8 |
| 250 x 125 x 6 x 9 | 8 | 36.97 | 29.0 | 174.0 | 348.0 |
| 300 x 150 x 6.5 x 9 | 13 | 46.78 | 36.7 | 220.2 | 440.4 |
| 350 x 175 x 7 x 11 | 13 | 62.91 | 49.4 | 296.4 | 592.8 |
| 400 x 200 x 8 x 13 | 13 | 83.37 | 65.4 | 392.4 | 784.8 |
| 450 x 200 x 9 x 14 | 13 | 95.43 | 74.9 | 449.4 | 898.8 |
| 500 x 200 x 10 x 16 | 13 | 112.2 | 88.1 | 528.6 | 1,057.2 |
หมายเหตุ: ตัวเลขเป็นน้ำหนักทางทฤษฎี (Nominal) น้ำหนักจริงอาจต่างได้ตามพิกัดความเผื่อของมาตรฐาน และแคตตาล็อกของผู้ผลิตบางรายอาจแสดงค่าต่างไปเล็กน้อยหากอ้างอิงรัศมี r หรือฉบับมาตรฐานที่ต่างกัน ก่อนใช้ในงานออกแบบโครงสร้างจริงควรตรวจกับเอกสารของผู้ผลิตที่ซื้อเสมอ
สูตรคำนวณน้ำหนักเหล็ก H-Beam ด้วยตัวเอง
ถ้าเจอขนาดที่ไม่อยู่ในตาราง สามารถคำนวณพื้นที่หน้าตัดได้จากสูตรนี้
A (มม.²) = 2 x B x t2 + (H − 2 x t2) x t1 + 0.858 x r²
เทอม 0.858 x r² (มาจาก 4 − π) คือเนื้อเหล็กที่เพิ่มขึ้นจากมุมโค้งทั้ง 4 มุม จากนั้นนำพื้นที่ (ซม.²) คูณ 0.785 จะได้น้ำหนักเป็นกิโลกรัมต่อเมตร ลองแทนค่า H200x200x8x12 r13 จะได้ประมาณ 63.53 ซม.² และ 49.9 กก./ม. ตรงกับตาราง สำหรับสูตรน้ำหนักเหล็กรูปทรงอื่น เช่น เพลากลม เหล็กแผ่น หรือท่อ ดูได้ที่ ตารางน้ำหนักเหล็กและสูตรคำนวณทุกรูปทรง
การเลือกใช้เหล็ก H-Beam ให้เหมาะกับงาน
- งานเสา เลือกกลุ่มปีกกว้าง (เช่น 150×150, 200×200, 250×250) เพราะต้านการโก่งเดาะได้ดีทั้งสองแกน
- งานคาน เลือกกลุ่มปีกแคบหรือปีกกลาง (เช่น 300×150, 400×200, 294×200) ซึ่งได้ความแข็งแรงในแนวดัดสูงต่อน้ำหนักเหล็ก ช่วยประหยัดเหล็ก
- รางเครนและรางรอก ดูสเปกจากผู้ผลิตรอกว่ารองรับปีกขนาน (H) หรือปีกลาดเอียง (I)
- แท่นเครื่องจักรและโครงขาตั้ง ใช้ H-Beam ขนาดเล็กถึงกลาง เน้นความแข็งตึง ลดการสั่นสะเทือน
- เกรดเนื้อเหล็ก งานโครงสร้างทั่วไปใช้ SS400 ได้ ส่วนงานที่ต้องเชื่อมหนักหรือรับแรงสูงมักระบุเกรด SM เช่น SM490 ขอใบรับรองผลทดสอบ (Mill Certificate) ประกอบด้วย ความต่างของมาตรฐานแต่ละระบบดูได้ใน มาตรฐานเหล็ก JIS vs DIN vs ASTM vs AISI
การเลือกขนาดหน้าตัดสำหรับงานรับน้ำหนักจริงต้องคำนวณโดยวิศวกรโยธาหรือวิศวกรโครงสร้างเสมอ ตารางนี้ใช้เพื่ออ้างอิงขนาด น้ำหนัก และการประมาณราคาเท่านั้น
ตัวอย่างใช้งานจริง: ประมาณน้ำหนักเหล็กสำหรับโครงชั้นลอย
สมมติโรงงานต้องการทำชั้นลอยเก็บของ ใช้เสา H200x200x8x12 จำนวน 8 ต้น ยาวต้นละ 4 ม. และคาน H300x150x6.5×9 จำนวน 10 ท่อน ยาวท่อนละ 6 ม.
- เสา: 8 ต้น x 4 ม. x 49.9 กก./ม. = 1,596.8 กก.
- คาน: 10 ท่อน x 6 ม. x 36.7 กก./ม. = 2,202.0 กก.
- รวมเหล็กหลักประมาณ 3,798.8 กก. หรือราว 3.8 ตัน (ยังไม่รวมแผ่นเพลท สลักเกลียว และเหล็กประกอบ)
ตัวเลขนี้ช่วยให้จองรถขนส่งได้ถูกขนาด และเห็นว่าเสายาว 4 ม. ถ้าซื้อท่อน 12 ม. จะตัดได้ 3 ต้นพอดีต่อท่อน (ต้องเผื่อคลองเลื่อยและการตัดหัวท้าย ซึ่งอาจทำให้ความยาวต่อต้นสั้นกว่า 4 ม. เล็กน้อย) การวางแผนตัดล่วงหน้าแบบนี้ช่วยลดเศษเหล็กได้มาก
การตัดเหล็ก H-Beam ด้วยเครื่องเลื่อยสายพาน
เหล็กรูปพรรณอย่าง H-Beam เป็นงานตัดที่มีลักษณะเฉพาะ เพราะหน้าตัดมีทั้งส่วนบาง (เอว) และส่วนหนา (ปีก) ใบเลื่อยต้องวิ่งผ่านความหนาที่เปลี่ยนไปตลอดการตัด ถ้าเลือกใบหรือตั้งค่าไม่เหมาะ จะเจอปัญหาฟันบิ่น ใบสั่น หรือตัดเบี้ยว ข้อควรรู้มีดังนี้
- เลือก TPI แบบฟันแปรผัน (Variable pitch) เช่น 3/4 หรือ 4/6 ตามขนาดหน้าตัด เพื่อลดการสั่นสะเทือนเมื่อฟันเปลี่ยนจากเนื้อบางไปเนื้อหนา ดูหลักการเลือกใน TPI ใบเลื่อยสายพานคืออะไร
- ใช้ใบที่ออกแบบสำหรับเหล็กรูปพรรณ ซึ่งมักมีมุมคายและการคัดฟันที่ทนแรงกระแทก ควรเลือกใบไบเมทัลคุณภาพดี เช่น ใบเลื่อยสายพาน Eberle ในรุ่นที่ผู้ผลิตแนะนำสำหรับงานโปรไฟล์และท่อ
- จับงานให้แน่น และวางชิ้นงานให้มั่นคง การวางตั้ง (ปีกตั้ง) หรือวางนอนให้ผลต่างกัน ควรทดลองให้เหมาะกับเครื่อง
- ตั้งความเร็วและแรงป้อนให้สัมพันธ์กับหน้าตัด แรงป้อนสูงเกินตอนใบวิ่งผ่านเอวบางมักทำให้ฟันบิ่น
- ตัดแบบมัด (Bundle) เหมาะกับเหล็กรูปพรรณขนาดเล็ก ช่วยเพิ่มผลผลิตต่อชั่วโมง
ถ้าต้องตัดเหล็กรูปพรรณ ท่อ และโปรไฟล์เป็นประจำ แนะนำอ่าน วิธีเลือกเครื่องเลื่อยสายพานสำหรับตัดท่อและโปรไฟล์ ซึ่งอธิบายขนาดปากตัดและฟีเจอร์ที่ควรมี และ การเลือกใบเลื่อยตามชิ้นงาน เหล็กตัน vs ท่อกลวง
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
H-Beam กับ WF เป็นเหล็กตัวเดียวกันไหม?
ในการซื้อขายในไทยมักใช้เรียกแทนกันได้ เพราะทั้งคู่เป็นเหล็กปีกขนาน แต่ WF (Wide Flange) เป็นชื่อตามระบบอเมริกันที่เรียกขนาดเป็นนิ้วและปอนด์ต่อฟุต ส่วน H-Beam ระบบ JIS เรียกขนาดเป็นมิลลิเมตร ควรยืนยันขนาดเป็นตัวเลขทุกครั้ง
H200x200 หนักกี่กิโลต่อเมตร?
ขนาด H200x200x8x12 ตาม JIS G3192 หนักประมาณ 49.9 กก./ม. ท่อนยาว 6 ม. หนักประมาณ 299.4 กก. และท่อนยาว 12 ม. ประมาณ 598.8 กก.
ทำไมน้ำหนักในแคตตาล็อกแต่ละเจ้าไม่ตรงกัน?
สาเหตุหลักคือค่ารัศมี r ที่ใช้คำนวณต่างกันตามฉบับมาตรฐาน การปัดเศษ และพิกัดความเผื่อของการรีด น้ำหนักจริงจากการชั่งจึงอาจคลาดจากค่าทฤษฎีได้เล็กน้อย ควรใช้ตารางของผู้ผลิตที่ซื้อจริงเป็นหลักเวลาออกแบบ
เหล็ก H-Beam ยาวท่อนละกี่เมตร?
ความยาวที่พบบ่อยในตลาดคือ 6 ม. และ 12 ม. บางขนาดอาจสั่งความยาวพิเศษได้ตามผู้ผลิต ควรสอบถามร้านเหล็กก่อนสั่ง
ตัด H-Beam ด้วยเครื่องเลื่อยสายพานดีกว่าตัดด้วยแก๊สหรือไฟเบอร์ตัดอย่างไร?
เครื่องเลื่อยสายพานให้หน้าตัดเรียบ ได้ฉาก ไม่มีบริเวณร้อนแข็งจากความร้อน ต่อเชื่อมหรือเจาะต่อได้ทันที และตัดได้ซ้ำความยาวแม่นยำ เหมาะกับงานผลิตจำนวนมาก ส่วนการตัดแก๊สเหมาะกับงานหน้างานที่เคลื่อนย้ายเครื่องไม่ได้
สรุป
ตารางเหล็ก H-Beam ตาม JIS G3192 ช่วยให้คุณอ่านขนาดอย่าง H200x200x8x12 ได้ถูกต้อง คำนวณน้ำหนักต่อเมตรและต่อท่อนได้เร็ว และเลือกกลุ่มหน้าตัดให้เหมาะกับงานเสาหรือคาน จำไว้ว่าต้องระบุขนาดครบ 4 ตัวเลข ใช้ค่าในตารางเพื่อประมาณการ และให้วิศวกรเป็นผู้ยืนยันสำหรับงานโครงสร้างจริง
หากโรงงานหรือร้านเหล็กของคุณต้องตัดเหล็กรูปพรรณเป็นประจำ และกำลังมองหาเครื่องเลื่อยสายพานหรือใบเลื่อยสายพาน Eberle ที่เหมาะกับงาน H-Beam ท่อ และโปรไฟล์ ติดต่อ CNE Service เพื่อรับคำแนะนำการเลือกเครื่องและใบเลื่อยให้ตรงกับชิ้นงานของคุณ
