ความหนาของแผ่นเหล็กส่งผลต่อความแข็งแรงเชิงโครงสร้างอย่างไร

ความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างความหนาของแผ่นเหล็กกับความแข็งแรงของโครงสร้าง

จากภาวะความเครียดแบบระนาบ (plane-stress) ไปสู่ภาวะความเครียดแบบระนาบเชิงการไหล (plane-strain): ความหนาเปลี่ยนแปลงภาวะความเครียดและค่าความต้านทานการแตกร้าวอย่างไร

ความหนาของ แผ่นเหล็ก เปลี่ยนแปลงวิธีการที่วัสดุตอบสนองต่อแรงจริงๆ เพราะมันส่งผลต่อประเภทหลักของความเค้นที่วัสดุนั้นรับอยู่ เมื่อพิจารณาแผ่นบางที่มีอัตราส่วนระหว่างความกว้างต่อความหนาเกิน 10 (b/h > 10) แผ่นเหล่านี้มักทำงานภายใต้เงื่อนไขที่วิศวกรเรียกว่า "ภาวะความเค้นในระนาบ (plane-stress)" ซึ่งทำให้ความเค้นสามารถกระจายตัวใหม่ได้ในสองทิศทาง และส่งผลให้วัสดุดูแข็งแรงขึ้นก่อนจะแตกหัก ในทางกลับกัน แผ่นที่หนากว่าซึ่งมีอัตราส่วนต่ำกว่า 5 (b/h < 5) จะก่อให้เกิดรูปแบบความเค้นสามมิติที่เรียกว่า "ข้อจำกัดภาวะความเค้นในระนาบ (plane-strain constraints)" ข้อจำกัดเหล่านี้แท้จริงแล้วป้องกันไม่ให้วัสดุยืดตัวผ่านความหนาของมัน จึงทำให้วัสดุหักหรือแตกหักได้ง่ายขึ้น งานวิจัยพบว่า เมื่อความหนาของแผ่นเพิ่มขึ้นจาก 10 มม. ไปเป็น 50 มม. ค่าความต้านทานการแตกร้าว (fracture toughness) จะลดลงประมาณ 15% ถึง 30% นี่จึงเป็นเหตุผลที่การทดสอบชาร์ปีแบบ V-notch (Charpy V-notch tests) มาตรฐานจำเป็นต้องใช้ตัวอย่างที่มีความหนาตรงตามสภาพจริง การทดสอบบนตัวอย่างที่บางเกินไปจึงไม่สามารถทำนายประสิทธิภาพของชิ้นส่วนโครงสร้างที่หนาได้อย่างแม่นยำเมื่อถูกกระทำด้วยแรง

การปรับสเกลความแข็งแรงแบบไม่เป็นเชิงเส้น: เหตุใดการเพิ่มความหนาของแผ่นเหล็กเป็นสองเท่าจึงไม่ได้ทำให้ความสามารถในการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

หลายคนคิดว่าความแข็งแรงเชิงโครงสร้างจะดีขึ้นโดยอัตโนมัติเมื่อวัสดุมีความหนามากขึ้น แต่จริงๆ แล้วนี่เป็นความเข้าใจผิด ความต้านทานแรงดึง (Tensile strength) นั้นเพิ่มขึ้นตามพื้นที่หน้าตัดอย่างแน่นอน แต่เมื่อเราพิจารณาคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความแข็งต่อการโก่งตัว (bending stiffness) และความต้านทานต่อการยุบตัวแบบเสถียรภาพ (buckling resistance) คุณสมบัติเหล่านี้กลับมีรูปแบบการเปลี่ยนแปลงที่ต่างออกไปโดยสิ้นเชิง โดยคุณสมบัติเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามกำลังสามของความหนา (t³) ดังนั้น หากผู้ใดเพิ่มความหนาเป็นสองเท่า ก็อาจคาดหวังว่าความแข็งต่อแรงดัดจะเพิ่มขึ้นเป็นแปดเท่า อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ผลได้เชิงทฤษฎีนี้ไม่จำเป็นต้องเกิดขึ้นเสมอไป ตามทฤษฎีแผ่นของออยเลอร์ (Euler Plate theory) แผ่นที่มีความหนา 20 มม. ควรรับแรงยุบตัวได้มากกว่าแผ่นที่มีความหนา 10 มม. ถึงแปดเท่า แต่ผลการทดสอบกลับให้ข้อสรุปอีกแบบหนึ่ง โดยแสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงในเชิงการรับแรงอัดมีเพียงประมาณสี่ถึงห้าเท่าเท่านั้น ทำไมจึงเกิดความแตกต่าง? เนื่องจากแผ่นที่หนากว่ามักทำให้เกิดการสะสมแรงเครียด (stress concentration) บริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงอย่างฉับพลัน เช่น รอยเชื่อม รูสำหรับสกรู หรือมุมที่รูปร่างเปลี่ยนไปอย่างเฉียบพลัน จุดเหล่านี้กลายเป็นจุดอ่อนที่อาจนำไปสู่ความล้มเหลว เช่น รอยร้าวที่เกิดขึ้นทันที หรือปัญหาการยุบตัวแบบเฉพาะจุด (localized buckling) ดังนั้น จากมุมมองเชิงวิศวกรรมแล้ว วิศวกรพบว่า การเปลี่ยนจากแผ่นความหนา 12.5 มม. เป็นแผ่นความหนา 25 มม. มักให้ความสามารถในการรับโหลดเพิ่มขึ้นประมาณ 75% เท่านั้น ไม่ใช่ผลประโยชน์เชิงทฤษฎีเต็มรูปแบบที่ทุกคนคาดไว้

โหมดการล้มเหลวที่ขับเคลื่อนด้วยความหนา: การยุบตัว การไหลของวัสดุ และการแลกเปลี่ยนระหว่างการแตกหัก

ความไวต่อการยุบตัว: ความสัมพันธ์แบบกำลังสามของโหลดวิกฤตกับความหนาของแผ่นเหล็ก (ทฤษฎีออยเลอร์สำหรับแผ่น)

ความสามารถของวัสดุในการต้านทานการโก่งตัว (buckling) ขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุเป็นอย่างมาก ตามหลักการจากทฤษฎีแผ่นของออยเลอร์ (Euler's plate theory) เมื่อพิจารณาแรงสูงสุดที่แผ่นสามารถรับได้ก่อนเกิดการโก่งตัว ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับความหนาไม่เป็นเชิงเส้น แต่กลับสอดคล้องกับรูปแบบกำลังสาม (cubic pattern) ยกตัวอย่างเช่น การเพิ่มความหนาจาก 10 มม. เป็น 20 มม. ไม่ได้ทำให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความสามารถในการต้านทานการโก่งตัวขึ้นประมาณแปดเท่าอีกด้วย ลักษณะการตอบสนองแบบไม่เป็นเชิงเส้นนี้หมายความว่า แม้การเปลี่ยนแปลงความหนาเพียงเล็กน้อยก็มีผลอย่างมากต่อแผ่นบาง ๆ โดยเฉพาะส่วนที่บาง เช่น ผนังแกนแนวตั้ง (column webs) หรือปีกของคาน (flanges) ซึ่งไม่มีการเสริมความแข็งแรง จะกลายเป็นจุดที่มีความเสี่ยงสูงมากหากมีความเบี่ยงเบนใด ๆ จากข้อกำหนดด้านความหนา ด้วยเหตุนี้ วิศวกรโครงสร้างจึงจำเป็นต้องตรวจสอบอัตราส่วนความยาวต่อความกว้าง (slenderness ratios) อย่างรอบคอบในระยะการออกแบบ นอกจากนี้ ยังอาศัยมาตรฐานที่ยอมรับโดยทั่วไป เช่น ข้อกำหนด AISC 360 และ Eurocode 3 สำหรับการคำนวณความกว้างที่มีประสิทธิภาพ (effective widths) เพื่อให้มั่นใจว่าจะมีปัจจัยความปลอดภัยที่เพียงพอต่อการล้มเหลวที่ไม่คาดคิดภายใต้โหลดแบบอัด (compression loads)

ปฏิสัมพันธ์ของแผ่นหนา: ความต้านทานแรงดึงที่เพิ่มขึ้นเทียบกับความเสี่ยงที่สูงขึ้นต่อความไม่เสถียรในท้องถิ่นของส่วนที่บางและยาว

การใช้แผ่นที่หนากว่าอย่างแน่นอนช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการไหลแบบรวมทั้งหมด (overall yielding) แต่ก็มาพร้อมกับปัญหาเฉพาะของตนเอง โดยเฉพาะเมื่อจัดการกับโครงสร้างที่ยาวและบาง หรือโครงสร้างที่ถูกจำกัดการเคลื่อนที่อย่างเข้มงวด ความต้านทานต่อการดัดจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกำลังสองของความหนา (t²) เช่นเดียวกับความสามารถในการรับโมเมนต์พลาสติก (plastic moment capacity) อย่างไรก็ตาม ความเครียดมักจะสะสมตัวที่จุดเชื่อมต่อ บริเวณรอยเชื่อม และรอบๆ รูเจาะหรือช่องเปิดต่างๆ ในวัสดุ จุดที่เกิดการสะสมความเครียดนี้ทำให้โครงสร้างมีแนวโน้มเกิดการแตกหักแบบเปราะ (brittle fractures) มากขึ้น โดยเฉพาะเมื่ออุณหภูมิลดลง หรือมีความเครียดตกค้าง (residual stresses) จากกระบวนการเชื่อม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการปรับสมดุลระหว่างข้อดีและข้อเสียอย่างรอบด้าน: ส่วนที่หนากว่าสามารถรับการไหลแบบรวมทั้งหมดและการยุบตัวแบบโค้ง (buckling) ได้ดีกว่าส่วนที่บางกว่า แต่กลับอาจเริ่มล้มเหลวในระดับท้องถิ่น (locally) ได้เร็วกว่า ส่วนที่บางกว่านั้นจะไม่ประสบปัญหาความเครียดเกินขนาดในระดับท้องถิ่นมากนัก แม้ว่าจะมีแนวโน้มยุบตัวแบบโค้งได้ง่ายขึ้นเมื่อถูกแรงกดก็ตาม นี่คือเหตุผลที่ปัจจัยความปลอดภัย (safety factors) จำเป็นต้องคำนึงถึงโหมดการล้มเหลวที่แตกต่างกันเหล่านี้แยกจากกัน แทนที่จะปฏิบัติกับทุกโหมดเหมือนกัน

การออกแบบที่เหมาะสมจะสมดุลปัจจัยที่ขัดแย้งกันเหล่านี้ — โดยใช้ความหนาในตำแหน่งที่ช่วยเสริมเสถียรภาพ ขณะเดียวกันก็ลดข้อเสียของความหนานั้นผ่านรายละเอียดการออกแบบ การเลือกวัสดุ และการสำรองระบบ

ผลที่มีต่อการออกแบบ: ความหนาขั้นต่ำที่กำหนดเพื่อให้มั่นคงและสอดคล้องตามข้อบังคับ

ความแข็งแรงและความมั่นคงของโครงสร้างขึ้นอยู่กับการเลือกความหนาของแผ่นเหล็กให้ถูกต้องตามที่รหัสการออกแบบปัจจุบันกำหนดไว้เป็นหลัก เมื่อความหนาของแผ่นเหล็กไม่เพียงพอ โครงสร้างจะมีแนวโน้มเกิดปัญหาการโก่งตัว (buckling) มากขึ้น โดยเฉพาะในส่วนที่ยาวและบางซึ่งรับแรงอัด เช่น สะพาน อาคารสูง และเครน ตามการคำนวณความมั่นคงเชิงยืดหยุ่น (elastic stability calculations) การลดความหนาของแผ่นเหล็กเพียงร้อยละ 20 อาจทำให้โหลดที่ทำให้เกิดการโก่งตัวลดลงครึ่งหนึ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าปัจจัยด้านความปลอดภัยเหล่านี้มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเพียงใด ด้วยเหตุนี้ มาตรฐานต่าง ๆ เช่น AISC 360 และ Eurocode 3 จึงกำหนดกฎเกณฑ์เฉพาะเกี่ยวกับค่าความหนาต่ำสุดและอัตราส่วนความเพรียวสูงสุด (maximum slenderness ratios) ข้อกำหนดเหล่านี้ช่วยป้องกันสถานการณ์ที่โครงสร้างอาจล้มเหลวอย่างไม่คาดคิด เกิดการเคลื่อนตัวหรือยุบตัวมากเกินไป หรือสูญเสียความสามารถในการรับน้ำหนักได้อย่างเหมาะสมเมื่อเวลาผ่านไป การปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้จึงช่วยให้อาคารและโครงสร้างพื้นฐานยังคงมีความปลอดภัยและใช้งานได้ตามปกติเป็นเวลานานหลายปีหลังจากการก่อสร้าง

เกณฑ์อัตราส่วนความกว้างต่อความสูง (b/h) สำหรับการควบคุมการโก่งตัวแบบดัด-บิดข้างในคานสะพาน (AASHTO LRFD §6.10.8)

การควบคุมอัตราส่วนความกว้างต่อความหนาของแผ่นยื่น (b/h) นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับคานสะพาน หากเราต้องการป้องกันปัญหาการโก่งตัวแบบบิด-ดัดข้าง (lateral-torsional buckling) ที่น่ารำคาญเหล่านี้ ตามมาตรา 6.10.8 ของแนวทาง AASHTO LRFD เมื่อจัดการกับส่วนของแผ่นยื่นที่มีลักษณะแน่นหนา (compact flange sections) วิศวกรจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่า b/h จะต้องไม่เกิน 0.38 เท่าของรากที่สองของ E หารด้วย Fy โดยที่ E แทนโมดูลัสของยัง (Young’s modulus) และ Fy แทนความต้านแรงดึงที่ระบุไว้ของวัสดุ (specified yield strength) หากค่าดังกล่าวเกินขีดจำกัดที่กำหนด ชิ้นส่วนนั้นจะถูกจัดประเภทเป็นแบบไม่แน่นหนา (non-compact) หรือแบบบางมาก (slender) ซึ่งหมายความว่านักออกแบบจำเป็นต้องใช้ค่าความเครียดที่ต่ำลง หรือติดตั้งแผ่นเสริมความแข็งแรงเพิ่มเติม (stiffeners) ตามแนวคาน ยกตัวอย่างเช่น คานที่มีอัตราส่วน b/h สูงกว่าประมาณ 0.45 มักจำเป็นต้องใช้แผ่นยื่นที่หนาขึ้นราว 15 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ หรือเลือกติดตั้งแผ่นเสริมความแข็งแรงแบบขวาง (transverse stiffeners) บริเวณต่าง ๆ ตามคาน เพื่อรักษาระดับความต้านทานต่อการโก่งตัวไว้ในระดับเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้ส่งผลต่อปริมาณเหล็กที่ใช้ ทำให้ความต้องการงานเชื่อมเพิ่มขึ้น และส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยเหตุนี้ การกำหนดความหนาที่เหมาะสมตั้งแต่ระยะเริ่มต้นของการออกแบบจึงเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ทำงานกับชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็ก

การประยุกต์ใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง: การปรับแต่งความหนาของแผ่นเหล็กในระบบโครงสร้างที่มีความต้องการสูง

แผ่นฐานของหอคอยกังหันลม: สมรรถนะการเหนื่อยล้าของแผ่นเหล็กความหนา 25 มม. ภายใต้การรับโหลดแบบเป็นจังหวะ (IEC 61400-1)

แผ่นฐานที่ติดตั้งบนหอคอยกังหันลมต้องเผชิญกับสภาวะที่รุนแรงอย่างยิ่ง โดยต้องรับภาระได้ประมาณ 100 ล้านรอบตลอดอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า 20 ปี ตามมาตรฐาน IEC 61400-1 แผ่นเหล่านี้จำเป็นต้องมีความหนาอย่างน้อย 25 มม. ทั้งสำหรับการติดตั้งบนบกและในทะเล คำแนะนำนี้เกิดขึ้นจากผลการทดสอบจริงในขนาดเต็ม ซึ่งศึกษาพฤติกรรมของวัสดุภายใต้แรงเครียดซ้ำๆ รวมถึงการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการแตกร้าว ที่จุดสำคัญที่แรงเครียดสะสมสูง เช่น บริเวณสลักยึดหรือรอยเชื่อม การมีความหนานี้ช่วยป้องกันไม่ให้รอยร้าวขยายตัว และรักษาความแข็งแรงของวัสดุไว้เพียงพอที่จะต้านทานสัญญาณแรกเริ่มของการล้มเหลว หากลดความหนาลงจะเพิ่มโอกาสในการเกิดรอยร้าวแบบค่อยเป็นค่อยไป เนื่องจากทิศทางลมเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ในทางกลับกัน การเพิ่มความหนาเกินไปจะทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นและส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้นโดยไม่ได้ยืดอายุการใช้งานที่แท้จริงมากนัก หลักฐานจากสถานที่ติดตั้งจริงในทะเลแสดงว่า การยึดมั่นตามความหนาที่แนะนำไว้ที่ 25 มม. สามารถลดความจำเป็นในการบำรุงรักษาแบบฉุกเฉินลงได้ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นที่ใช้ความหนาไม่เป็นไปตามข้อกำหนดอย่างเหมาะสม

แผ่นเปลือกเรือ: ความหนาแบบค่อยเป็นค่อยไปเชิงกลยุทธ์ (16–32 มม.) เพื่อสมดุลระหว่างความต้านทานการโก่งตัวทั่วทั้งโครงสร้างกับประสิทธิภาพน้ำหนัก

ในการออกแบบโครงสร้างทางทะเล วิศวกรจะจงใจปรับความหนาของแผ่นเหล็กให้แตกต่างกันไปตามบริเวณต่าง ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะแต่ละส่วน ขณะเดียวกันก็ควบคุมน้ำหนักรวมของโครงสร้างให้อยู่ในระดับต่ำที่สุด บริเวณหัวเรือ (keel) และส่วนท้องเรือจำเป็นต้องใช้แผ่นเหล็กที่หนาที่สุดประมาณ 32 มม. เนื่องจากส่วนนี้รับแรงเครียดหลักของตัวเรือขณะแล่นผ่านทะเลที่คลื่นลมรุนแรง หรือกรณีที่เรือเกยตื้น เมื่อพิจารณาขึ้นไปตามลำตัวเรือ ส่วนดาดฟ้าและด้านข้างของเรือมักใช้แผ่นเหล็กที่บางลงเหลือเพียง 16 มม. ซึ่งช่วยลดจุดศูนย์กลางมวลให้ต่ำลงและทำให้เรือมีความมั่นคงในน้ำมากยิ่งขึ้น สำหรับบริเวณพิเศษ เช่น ส่วนโค้งด้านหน้าของเรือ (bow flare) ซึ่งรับแรงกระแทกจากคลื่นโดยตรงอย่างรุนแรงนั้น มักใช้แผ่นเหล็กที่มีความหนาอยู่ระหว่าง 22–28 มม. เพื่อรับแรงดันฉับพลันได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ทำให้เรือมีขนาดใหญ่เกินไปหรือส่งผลเสียต่อสมรรถนะการเคลื่อนที่ผ่านน้ำ การเลือกใช้ความหนาของแผ่นเหล็กแบบเปลี่ยนแปลงตามตำแหน่งนี้จึงช่วยให้เรือมีความแข็งแรงเชิงโครงสร้างอย่างเพียงพอ แม้ต้องเผชิญกับสภาพมหาสมุทรที่ไม่แน่นอน นอกจากนี้ จากการคำนวณบางฉบับระบุว่าวิธีการนี้สามารถลดต้นทุนเชื้อเพลิงได้ราว 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแบบเรือรุ่นเก่าที่ใช้ความหนาของเปลือกเรือแบบสม่ำเสมอ ซึ่งการประหยัดเชื้อเพลิงในระดับนี้ส่งผลสำคัญอย่างมากเมื่อพิจารณาในระยะยาว ตามที่รายงานอุตสาหกรรมล่าสุดปี 2024 ได้ระบุไว้

คำถามที่พบบ่อย

1. ความหนาของแผ่นเหล็กมีผลต่อความแข็งแรงเชิงโครงสร้างอย่างไร?

ความหนาของแผ่นเหล็กส่งผลต่อความแข็งแรงเชิงโครงสร้างผ่านการกระจายแรงดัน แผ่นที่บางมักอยู่ภายใต้สภาวะแรงดันในระนาบ (plane-stress) ซึ่งทำให้มีความต้านทานการแตกร้าวสูงขึ้น ในขณะที่แผ่นที่หนามีข้อจำกัดภายใต้สภาวะแรงดันแบบปริภูมิ (plane-strain) จึงมีแนวโน้มแตกหักได้ง่ายกว่า

2. การเพิ่มความหนาของแผ่นเหล็กเป็นสองเท่าจะทำให้ความสามารถในการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือไม่?

ไม่ใช่ การเพิ่มความหนาของแผ่นเหล็กเป็นสองเท่าไม่ได้ทำให้ความสามารถในการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ความแข็งแกร่งต่อการโก่งตัว (bending stiffness) เพิ่มขึ้นตามกำลังสามของความหนา แต่ผลการทดสอบจริงแสดงว่าความสามารถในการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นเพียงสี่ถึงห้าเท่า แทนที่จะเป็นแปดเท่า

3. ความหนามีผลต่อความต้านทานการยุบตัว (buckling resistance) อย่างไร?

ความต้านทานของวัสดุต่อการยุบตัวขึ้นอยู่กับความหนา ตามทฤษฎีแผ่นของออยเลอร์ (Euler's plate theory) การเพิ่มความหนาเป็นสองเท่าสามารถเพิ่มความต้านทานการยุบตัวได้ถึงแปดเท่า อย่างไรก็ตาม ชิ้นส่วนที่มีสัดส่วนยาวมาก (slender sections) จำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อป้องกันความเสี่ยง

4. ข้อกำหนดขั้นต่ำเกี่ยวกับความหนาตามรหัสการออกแบบคืออะไร?

รหัสการออกแบบ เช่น AISC 360 และ Eurocode 3 ระบุค่าความหนาขั้นต่ำและอัตราส่วนความเพรียวสูงสุดเพื่อป้องกันปัญหาการโก่งตัว (buckling) และรับประกันเสถียรภาพเชิงโครงสร้างในระยะยาว

5. ทำไมการปรับเปลี่ยนความหนาของแผ่นเหล็กอย่างมีกลยุทธ์จึงมีความสำคัญต่อการออกแบบโครงเรือ?

การปรับเปลี่ยนความหนาของแผ่นเหล็กในการออกแบบโครงเรือช่วยให้เกิดสมดุลระหว่างความสามารถในการรับแรงเครียดและความมีประสิทธิภาพด้านน้ำหนัก โดยใช้แผ่นเหล็กที่หนากว่าบริเวณก้นเรือ (keel) เพื่อรองรับโครงสร้าง ขณะที่ใช้แผ่นเหล็กที่บางกว่าบริเวณดาดฟ้า (deck) และด้านข้างของเรือ เพื่อรักษาความมั่นคงและลดจุดศูนย์กลางมวล