โครงการผลกระทบของจุดต่อระหว่างผนังและโครงต้านแรงดัดคอนกรีตเสริมเหล็กต่อพฤติกรรมของผนังอิฐก่อภายใต้แรงด้านข้างในระนาบ

Abstract

โครงการวิจัยนี้ทำการศึกษาพฤติกรรมการต้านทานแรงด้านข้างของผนังอิฐก่อ เพื่อพัฒนาวิธีการเสริมกำลังจุดต่อระหว่างผนังและโครงต้านแรงดัดคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีประสิทธิภาพในการต้านทานแผ่นดินไหวและสามารถลดความเสียหายของโครงสร้าง โดยการทดสอบชิ้นส่วนโครงสร้างผนังอิฐก่อภายใต้แรงด้านข้างแบบวัฏจักรร่วมกับการวิเคราะห์โดยใช้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ จากผลการศึกษาวิจัยพบว่าประสิทธิภาพในการส่งถ่ายแรงของจุดต่อระหว่างผนังอิฐและคานคอนกรีตเสริมเหล็กมีผลกระทบอย่างมากต่อการต้านทานแรงและรูปแบบความเสียหายที่เกิดขึ้นในผนัง จุดต่อที่มีประสิทธิภาพจะต้องมีสมรรถนะในการส่งถ่ายแรงได้ดีและยอมให้ผนังเกิดการเลื่อนไถลได้ในระดับที่เหมาะสม การใช้เดือยเหล็กรับแรงเฉือน (steel shear dowels) ร่วมกับคานทับหลังที่มีการเสริมเหล็ก (reinforced tie beams) เชื่อมต่อระหว่างผนังอิฐก่อและคานของโครงต้านแรงดัด สามารถส่งถ่ายแรงจากคานไปยังผนังอิฐก่อในระดับที่เหมาะสม เมื่อแรงที่ส่งถ่ายผ่านจุดต่อถึงขีดจำกัดในการต้านทานแรง ผนังอิฐก่อสามารถเลื่อนไถลได้ซึ่งช่วยลดความเสียหายที่จะเกิดขึ้นอีกทั้งช่วยลดการเอียงตัวออกนอกระนาบของผนัง จากการศึกษาสมรรถนะในการต้านทานแรงด้านข้างของโครงต้านแรงดัดคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีผนังอิฐก่อ (masonry infilled reinforced concrete frames) โดยใช้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ พบว่าผนังอิฐก่อส่งผลให้ค่าสติฟเนสและกำลังต้านทานแรงด้านข้างสูงสุดของโครงสร้างสูงขึ้นเมื่อเทียบกับโครงต้านแรงดัดที่ไม่มีผนัง (reinforced concrete bare frames) อย่างไรก็ตามเมื่อผนังเกิดความเสียหาย กำลังต้านทานโดยรวมของโครงสร้างลดลงอย่างทันทีทันใด และแรงปฏิสัมพันธ์จากผนังอิฐจะก่อให้เกิดความเสียหายเนื่องจากแรงเฉือนขึ้นในเสา การปรับปรุงจุดต่อระหว่างโครงต้านแรงดัดคอนกรีตเสริมเหล็กและผนังอิฐก่อ โดยการแยกผนังไม่ให้ติดกับเสาและใช้เดือยเหล็กรับแรงเฉือนร่วมกับคานทับหลังที่มีการเสริมเหล็กเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างผนังอิฐก่อและคาน สามารถเพิ่มสติฟเนสและกำลังต้านทานแรงด้านข้างโดยรวมของโครงสร้างได้อย่างมีนัย เมื่อเทียบกับโครงต้านแรงดัดที่ไม่มีผนัง ที่สำคัญวิธีการนี้สามารถป้องกันการวิบัติด้วยแรงเฉือนของเสาเนื่องจากแรงปฏิสัมพันธ์จากผนังอิฐก่อและลดความเสียหายของผนังอิฐก่อได้อีกด้วย