การศึกษาความพร้อมองค์อาคารข้อต่อคาน-เสาเหล็กในประเทศไทยเพื่อรับแรงแผ่นดินไหว

Abstract

ก่อนการเกิดแผ่นดินไหว Northridge ในปี 1994 วิศวกรโครงสร้างในประเทศสหรัฐอเมริกาเชื่อว่า โครงข้อแข็งเหล็กจะแสดงพฤติกรรมที่โดดเด่นในเรื่องความเหนียวและจะสามารถต้านทานการสั่นไหวที่รุ่นแรงได้ โดยไม่สูญเสียความแข็งแรงขององค์อาคารโดยรวม หรือสูญเสียน้อยมาก อย่างไรก็ตาม หลังการเกิดแผ่นดินไหว Northridge พบว่าโครงข้อแข็งจำนวนมากเกิดรอยแตกร้าวบริเวณรอยต่อระหว่างคาน-เสา และต่อมาพบอีกว่ารอยแตกเหล่านี้เป็นรอยแตกแบบเปราะ ทำให้วิศวกรส่วนใหญ่มีความกังวลถึงองค์ความรู้และมาตรฐานในการออกแบบโครงข้อเหล็กที่ใช้อยู่ในขณะนั้น (ก่อนปี 1994) อาจมีข้อบกพร่องจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมการศึกษานี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาพฤติกรรมข้อต่อคาน-เสาเหล็ก ที่มีรายละเอียดตามการก่อสร้างในประเทศไทย เมื่อรับแรงแผ่นดินไหวด้วยวิธีไฟไนอิลิเมนต์ โดยเริ่มจากการสร้างแบบจำลองไฟไนอิลิเมนต์ของข้อต่อคาน-เสาชนิด Welded Unreinforced Flanges-Bolted Web (ExBShlC) ทำการวิเคราะห์แบบจำลอง ExTShlC นำผลที่ได้จากการวิเคราะห์ เปรียบเทียบกับผลที่ได้จากผลงานจริง จากนั้นจะทำการปรับรายละเอียดแบบจำลอง ExBShlC ให้มีรายละเอียดแบบจำลอง ตามรายละเอียดการก่อสร้างในประเทศไทแบบเชื่อมรอบหน้าตัดคาน (ExTShlC) ผลการวิเคราะห์แบบจำลอง ExBShlC แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองไฟไนอิลิเมนต์ที่พัฒนาขึ้นมามีความแม่นยำ ถูกต้องสูง แรงตอบสนองสูงสุดของแบบจำลองมีค่าใกล้เคียงกับค่าที่ได้จากการทดสอบชิ้นงานและแบบจำลองสามารถแสดงตำแหน่งการครากของข้อต่อได้ตรงกับผลที่ได้จากการทดสอบ เมื่อพิจารณาจากผลการวิเคราะห์แบบจำลอง ExTShlC จะพบว่าแบบจำลองนี้มีพฤติกรรมด้านการรับแรงและการกระจายความเค้นได้ดีกว่า ดังนั้นจึงอาจนำสรุปได้ว่าข้อต่อประเภทเชื่อมรอบหน้าตัดคาน อาจมีพฤติกรรมและศักยภาพในการรับแรงแผ่นดินไหวได้ดีกว่าข้อต่อประเภท Welded Unreinforced Flanges-Bolted Web