เสา

ประวัติ

อาจเริ่มมาจากอารยธรรมในยุคเหล็กที่สำคัญของทางตะวันออกกลางและเมดิเตอร์เรเนียนโดยมีการทำมาใช้ในงานสถาปัตยกรรมด้วนเสาจะเป็นหินที่มีพื้นที่เป็นรูปสลักด้วยชาวอียิปต์ เปอร์เซีย และ อารยธรรมอื่น ด้วยส่วนใหญ่จะมีจุดประสงค์เพื่อในการรับนำหนักจากหลังคาและภายในของตัวอาคารและมีการตกแต่งด้วยสีสรรหรือภาพวาดแต่ชาวกรีกโบราณจะมีการนำเสามาใช้ไม้กว้างขวางมากกว่าทั้งภายในและภายนอกอาคารด้วยจะเน้นไปในทางคลาสสิก

มุมมองของแผนมุมมองด้านหน้าและด้านข้างของเสา Persepolis, ของ Persia (Iran).

ภาพประกอบของเสาDoric, Ionic และCorinthian

พบเสาวิหารแห่ง Apollo ใน Delphi Temple of Apollo in Delphi

ความหมาย

องค์ประกอบของโครงสร้างที่มีการรับน้ำหนักต่างๆในอาคารโดยจะมีการถ่ายลงเสาด้วยเสาจะทำหน้าที่รับน้ำหนักในแนวดิ่งและในบางกรณีก็ต้องรับโมเมนต์ดัดได้ด้วยเสาจะมีรูปแบบและข้อกำหนดที่แตกต่างกันไปตามรูปแบบของเสาและในการพิจารณาออกแบบเสาก็จะต้องพิจารณาถึงการรับแรงของเสาและลักษณะปลายยึดของตัวเสาด้วย

หน้าที่ของเสา

เสาเป็นโครงสร้างที่ทำหน้าที่เปรียบเสมือนลำต้นหลักของต้นไม้ที่ทำให้ต้นไม้คงรูปและยืนหยัดอยู่ได้ ซึ่งสามารถรับแรงต่างๆตามการออกแบบและใช้งานทั่วไปมีดังนี้ แรงอัด เช่น แรงเนื่องจากน้ำหนักของโครงสร้าง และน้ำหนักบรรทุกต่างๆเป็นการรับแรงตามแนวแกน โมเมนต์ดัด เช่น แรงเนื่องจากการเยื้องศูนย์ของแรงที่กระทำตามแนวแกนและเกิดจากแรงกระทำด้านข้างทำให้เกิดเป็นโมเมนต์ดัด แรงดึง เช่น แรงในแนวแกนที่จากน้ำหนักที่กระทำในแนวแกนลักษณะการแขวน ห้อยของโครงสร้าง การดึงของโครงสร้างและน้ำหนักบรรทุก แรงเฉือน เช่น การรับแรงเนื่องจากดินไหว การรับแรงลม และการรับแรงด้านข้างอื่นๆ แรงบิดหรือโมเมนต์บิด เช่น เป็นการรับแรงของเสาในลักษณะการหมุนบิด เช่น เสาของโครงสร้างที่รับแรงพายุทำให้เกิดการบิดของตัวเสา เสาของโครงสร้างที่เกิดการบิดในรูปแบบต่างๆ เป็นต้น โดยการออกแบบและการใช้งานเสาบางต้นอาจรับแรงเพียงหนึ่งแรงบางต้นอาจมากว่าหนึ่งแรงก็ได้

ส่วนประกอบของเสา

เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก

ประกอบด้วย เหล็กเสริมรับแรงอัดหรือเหล็กยืน(เหล็กข้ออ้อย) เหล็กปลอกรับแรงเฉือน คอนกรีตรับแรงอัด ( คอนกรีตประกอบด้วย หิน ทราย ปูนซีเมนต์ น้ำ)

เสาเหล็ก

• เหล็กรูปพรรณสำเร็จรูปจากโรงงาน เดี่ยวๆ เหล็กตัวไอ(I) เหล็กตัวเอส(H) เหล็กกล่อง(Tube)

• เสาโครงข้อแข็ง(Truss)สร้างขึ้นจากการนำเหล็กท่อนสั้นๆมาเชื่อมต่อกันด้วยลวดเชื่อม เหล็กท่อกลม(pipe) เหล็กฉาก(Equal angles) เหล็กกล่อง(Tube) เหล็กราง(Chanel)

เสาไม้

• ไม้เนื้ออ่อน ได้แก่ ไม้ที่มีเนื้อค่อนข้างเหนียว ทำการเลื่อยไสกบ ตกแต่งได้ง่าย ลักษณะเนื้อมีสีซีดจาง น้ำหนักเบา ขาดความแข็งแรงทนทาน รับน้ำหนักได้ไม่ดี เช่น ไม้ฉำฉา ไม้กะบาก ไม้ยาง

• ไม้เนื้อแข็ง ได้แก่ ไม้ที่มีเนื้อแข็งปานกลาง ทำการเลื่อยไสกบ ตกแต่งได้ยาก ลักษณะเนื้อไม้มีสีเข้มค่อน ไปทางสีแดง มีความแข็งแรงทนทาน เช่น ไม้ตะเคียน ไม้ชิงชัน ไม้เต็ง ไม้มะม่วง ฯลฯ

• ไม้เนื้อแกร่ง ได้แก่ ไม้ที่มีเนื้อแกร่ง ทำการเลื่อยไสกบ ตกแต่งได้ยากมาก ลักษณะเนื้อไม้เป็นมันในตัว แน่น ลายละเอียด น้ำหนักมาก มีสีเข้มจัดจนถึงสีดำ มีความแข็งแรงทนทานดีมาก เช่น ไม้ประดู่ ไม้แดง ไม้เกลือ ฯลฯ

ประเภทของเสา

แบ่งตามขนาดความสูงของเสา

เสาสั้น

คือ เสาที่มีอัตราส่วนความสูงต่อด้านแคบของเสา(เสาสี่เหลี่ยม) หรืออัตราส่วนความสูงต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเสา (เสากลม) น้อยกว่า 15

แบ่งตามวัสดุที่ใช้ทำเสา

เสาไม้ (timber column)

ทำจากไม้เนื้อแข็ง ไม้สัก ไม้แดง ไม้พยุง เป็นต้น ปัจจุบันราคาแพงหายาก

เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก (reinforce concrete column)

ทำ จากคอนกรีตใส่เหล็กเสริมเพื่อเพิ่มกำลังในแรงรับแรงอัดและแรงดัด ซึ่งคอนกรีตจะรับแรงอัดได้ ส่วนเหล็กจะรับแรงดัดหรือแรงดึงได้ดี เสาคอนกรีตเสริมเหล็กสามารถแบ่งออกได้ดังนี้

• เสาปลอกเดี่ยว

เป็นเสาคอนกรีตที่เสริมเหล็ก โดยมีเหล็กยืน (ตั้งในแนวดิ่ง) รัดด้วยเหล็กปลอก เป็นวงๆ ซึ่งเหล็กปลอกที่รัดอาจจะมีวงเดียวหรือหลายวงก็ได้และการงอเหล็กปลอกจะงอ เป็นฉาก

• เสาปลอกเกลียว

เป็นเสาคอนกรีตที่เสริมเหล็ก โดยมีเหล็กยืน (ตั้งในแนวดิ่ง) รัดด้วยเหล็กปลอกที่เป็นเกลียวรัดต่อเนื่อง เสาประเภทนี้จะรับแรงได้ดีกว่า เสาปลอกเดี่ยวประมาณ 15% โดยปกติจะใช้กับ เสากลม หรือเสาหลายเหลี่ยม

เสาเหล็ก (steel column)

สามารถแบ่งได้เป็น

• เสาเหล็กรูปพรรณล้วนๆ หรือนำเหล็กแผ่นมาประกอบกัน หรือท่อเหล็กกลม

เป็นที่นิยมเพราะน้ำหนักน้อยกว่าส่วนใหญ่ใช้เหล็กรูปตัวไอ (I) เหล็กรูปตัวเฮช (H) หรือเหล็กกล่อง(Tube) แต่ข้อด้อยคือทนความร้อนได้ไม่ดี เกิดวิบัติได้ง่าย

• เสาโครงข้อแข็ง(Truss)

ทำจากเหล็กท่อนสั้นๆนำมาเชื่อมต่อกัน

เสาเหล็กผสมคอนกรีต

เป็นเสาที่ใช้เหล็กรูปพรรณจากข้อ 3 เทคอนกรีตหุ้มทับหรือเสริมอีกครั้ง เพื่อให้สามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้น ทนไฟ ได้มากขึ้น อาจแบ่งได้ดังนี้

• เสาปลอกเกลียวเสริมแกนเหล็ก

จะมีลักษณะเหมือนกับเสาปลอกเกลียวธรรมดาแต่จะมีเหล็กรูปพรรณ เสริมอยู่ตรงแกนกลาง ส่วนใหญ่ใช้เหล็กรูปตัวไอ (I) หรือเหล็กรูปตัวเฮช (H) พื้นที่หน้าตัดของแกนเหล็กเมื่อเทียบกับพื้นที่หน้าตัดคอนกรีตจะไม่มากนัก โดยทั่วไปนิยมใช้กับเสาที่มีแป้นหูช้าง หรือใช้เมื่อต้องการลดขนาดเสาให้เข้ากับแบบสถาปัตยกรรม

• เสาเหล็กหุ้มด้วยคอนกรีต

คล้ายกับเสาปลอกเกลียวเสริมแกนเหล็ก แต่เหล็กที่ใช้ตรงแกน นิยมใช้เหล็กแผ่นหนาๆ นำมาตัดเชื่อมหรือย้ำหมุดให้ได้รูปหน้าตัดเป็นตัว “H” ขนาดใหญ่ และหุ้มด้วยตะแกรงเหล็กเบอร์ 10 AS&W Gage และมีคอนกรีตหุ้มไม่น้อยกว่า 6 ซม. เสาชนิดนี้นิยมใช้ในกรณีที่ต้องการให้เสามีขนาดเล็ก แต่รับน้ำหนักได้มาก

• เสาคอนกรีตหุ้มด้วยท่อเหล็ก

เป็นเสาที่มีเปลือกนอกเป็นเหล็ก ภายในเป็นคอนกรีต จะไม่มีการเสริมเหล็กเพิ่มภายใน เสาประเภทนี้จะรับน้ำหนักไม่มาก และตรงปลายเสาต้องใช้แผ่นเหล็กหนา 3/8 นิ้ว หรือประมาณ 10 มม. เชื่อมติดท่อเหล็กเพื่อช่วยในการกระจายน้ำหนัก

เสาในยุคคลาสสิก

ตัวอย่าง: เสาแบบดอริก Northington Grange Hampshire England Doric Columns

ส่วนประกอบของ เสาแบบไอออนิก
1. entablature = คานเหนือเสา
2. column = เสา
3. cornice = บัวคอร์นิซ
4. frieze = ลายตกแต่ง
5. architrave หรือ epistyle = หน้ากระดานทับหลัง
6. capital = หัวเสา
7. shaft = ลำต้นเสา
8. base = ฐานเสา
9. stylobate = ฐานใต้เสา
10. stereobate = ฐานแรก

ตัวอย่าง: เสาแบบคอรินเทียน ใน Jerash Governorate, Jordan

รูปแบบของเสาต่างๆ ที่สร้างล้อมรอบห้องใจกลางวิหารกรีก ช่วงยุคแรกๆเป็นเสาไม้ แต่เปลี่ยนมาเป็นเสาหินปูน (limestone) ในราวศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสตกาล (ปีที่ 700 ก่อนคริสตกาล) และเป็นเสาหินปูนในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสตกาล เสาเหล่านี้จะมีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกัน รวมทั้งรูปลักษณะตรงหัวเสาและด้านล่างหรือฐานของเสาก็แตกต่างกัน และมีชื่อเรียกต่างๆ กัน คือ

เสาแบบดอริก (Doric order)

บทความหลัก: เสาแบบดอริก

เสาแบบดอริกได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกในเขตเพลอพอนเนซุสของกรีกดอเรียน มีขนาดหนามากที่สุด ส่วนบนของเสา (Capital) (ที่รองรับคานที่เรียกว่า Architrave และ Frieze) มีลักษณะราบเรียบไม่มีลวดลายโค้งให้อารมณ์ความอ่อนช้อย และส่วนล่างของเสา (ที่ติดกับพื้น) ไม่มีฐานของเสาที่เรียกว่า Base ชาวกรีกเห็นว่าเสาแบบดอริกเป็นสัญลักษณ์แห่งหลุมฝังศพหรือความตาย (grave) ความเงียบขรึมน่าเกรงขาม (dignified) และความเป็นชาย (masculine)

เสาแบบไอออนิก (Ionic order)

บทความหลัก: เสาแบบไอออนิก

เสาแบบไอออนิกได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกในกรีกตะวันตก เขตเอเชียไมเนอร์ (ฝั่งติดกับเปอร์เซีย) มีขนาดที่บางและเรียวกว่าแบบดอริก ส่วนบนของเสาหรือหัวเสามีลักษณะที่ตกแต่งมีลวดลายที่คดโค้งมากขึ้นที่เรียกว่า Volute และส่วนฐานของเสาก็เช่นกันมีการตกแต่งไม่แข็งทื่อเหมือนกับแบบดอริก ชาวกรีกเห็นว่าเสาแบบไอโอนิคเป็นสัญลักษณ์ของความบอบบาง (slender) ความงดงาม (elegant) และความเป็นผู้หญิง (feminine)

เสาแบบคอรินเทียน (Corinthian order)

บทความหลัก: เสาแบบคอรินเทียน

เสาแบบคอรินเทียนได้รับการพัฒนาขึ้นมาหลังสุดในราวปลายศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสตกาล ขนาดเสายังคงความเรียวเช่นกับแบบไอโอนิค และมีการประดับมาฐานเสาเช่นกัน แต่มีความแตกต่างตรงที่ส่วนบนของเสามีการตกแต่งเป็นรูปใบไม้ที่เรียกว่า acanthus leave