การประเมินวิธีวิเคราะห์แบบแรงกระทำด้านข้างแยกโหมดที่ถูกปรับปรุงโดยใช้คลื่อนแผ่นดินไหวระยะใกล้รอยเลื่อน

Abstract

การวิเคราะห์โครงสร้างอาคารที่มีพฤติกรรมอยู่ในช่วงไม่ยืดหยุ่น เพื่อหาผลตอบสนองต่อคลื่นแผ่นดินไฟวที่ถือว่ามีความถูกต้องที่สุดคือ วิธีการหาผลตอบสนองเชิงเวลาแบบไม่เชิงเส้น (Nonlinear Response History Analysis, NL-RHA) ซึ่งมีความยุ่งยากและซับซ้อนในการคำนวณ ดังนั้นเพื่อให้ทำการวิเคราะห์ได้สะดวกและรวดเร็วขึ้น โดยยังคงความถูกต้องของผลการวิเคราะห์ในระดับที่เพียงพอสำหรับประยุกต์ในงานทางวิศวกรรมโยธา งานวิจัยนี้จึงศึกษาและประเมินความถูกต้องของวิธีการวิเคราะห์เชิงสถิติแบบแรงกระทำด้านข้างแยกโหมดที่ถูกปรับปรุง (Modified Modal Pushover Analysis, MMPA) ซึ่งมีสมมติฐานว่าการตอบสนองของโครงสร้างสามารถคำนวณแบบแยกโหมดได้และผลตอบสนองในโหมดที่สูงกว่าโหมดพื้นฐานอยู่ในช่วงยืดหยุ่น ส่วนการตอบสนองในโหมดพื้นฐานคำนวณได้จากวิธีเชิงสถิติแบบแรงกระทำด้านข้าง งานวิจัยนี้ประเมินความถูกต้องของวิธีการวิเคราะห์เชิงสถิติโดยเปรียบเทียบค่าการเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างชั้นที่คำนวณได้จากวิธีเชิงสถิติกับค่าที่ได้จากวิธี NL-RHA ซึ่งถือเป็นค่าที่ถูกต้อง โดยแสดงความคลาดเคลื่อนในรูปของอัตราส่วนระหว่างค่าการเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างชั้นที่ได้จากวิธีเชิงสถิติและ NA-RHA และการกระจายของความคลาดเคลื่อนในรูปของการกระจายของอัตราส่วนการเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างชั้น การศึกษานี้วิเคราะห์โครงข้อแข็งที่มีความสูง 3, 6, 9, 12, 15 และ 18 ชั้น ทั้งแบบ 1 และ 2 ช่วงเสา ทั้งลักษณะเสาแข็งแรง-คานอ่อนแอ และเสาอ่อนแอ-คานแข็งแรง โดยออกแบบให้มีค่าระดับความแข็งแรงต่างๆ ซึ่งสอดคล้องกับระบบที่มีระดับขั้นความเสรีเดียวที่มีอัตราส่วนความเหนียวของการตอบสนองเท่ากับ 1, 15, 2, 4, และ 6 และได้รับกลุ่มคลื่นแผ่นดินไหวกรณีต่าง ๆ คือ คลื่นแผ่นดินไหวระยะใกล้รอยเลื่อน คลื่นแผ่นดินไหวระยะไกลรอยเลื่อน (large-magnitude small-distance, LMSR) และคลื่นแผ่นดินไหวที่บันทึกได้บนชั้นดินอ่อน ผลการศึกษาความคลาดเคลื่อนและการกระจายของความคลาดเคลื่อนที่วิเคราะห์ด้วยวิธี MMPA และ MPA พบว่า (1) โดยส่วนใหญ่ค่าการเคลื่อนที่สัมพันธ์ระหว่างชั้นที่คำนวณด้วยวิธี MMPA มีค่ามากกว่าค่าที่คำนวณด้วยวิธี MPA และต่างมีแนวโน้มความคลาดเคลื่อนและการกระจายความคลาดเคลื่อนและการกระจายความคลาดเคลื่อนคล้ายกัน (2) วิธี MMPA มีความคลาดเคลื่อนและการกระจายความคลาดเคลื่อนสูงในโครงข้อแข็งที่มีลักษณะเสาอ่อนแอ-คานแข็งแรงถึงแม้ว่าจะมีความสูงเพียง 3 ชั้น เนื่องจากมีความคลาดเคลื่อนในการประมาณค่าการเคลื่อนที่เป้าหมายที่บริเวณยอดอาคาร (3) โครงข้อแข็งที่มี 2 ช่วงเสามีความคลาดเคลื่อนและการกระจายความคลาดเคลื่อนสูงกว่าโครงข้อแข็งที่มี 1 ช่วงเสาอย่างมีนัยสำคัญ (4) ความคลาดเคลื่อนของวิธี MMPA เมื่อโครงข้อแข็งได้รับคลื่นแผ่นดินไหวระยะใกล้รอยเลื่อน มีแนวโน้มคล้ายกับเมื่อได้รับคลื่อนแผ่นดินไหวระยะไกล LMSR แต่มีการประมาณค่าสูงกว่าค่าแท้จริงน้อยลง และ (5) เมื่อโครงข้อแข็งได้รับคลื่นแผ่นดินไหวชั้นดินอ่อน วิธี MMPA แต่มีการประมาณค่าสูงกว่าค่าแท้จริงน้อยลง และ (5) เมื่อโครงข้อแข็งได้รับคลื่นแผ่นดินไหวชั้นดินอ่อน วิธี MMPA มีความคลาดเคลื่อนมากกว่าเมื่อได้รับคลื่นแผ่นดินไหวระยะไกล (LMSR) อย่างมีนัยสำคัญ