ผลกระทบของทิศทางลมต่อค่าแรงลมสูงสุดสำหรับการออกแบบผนังรอบอาคาร

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาหาผลกระทบของทิศทางลมที่มีผลต่อค่าแรงลมสูงสุดที่เกิดขึ้นบนผนังโดยรอบอาคาร โดยพิจารณาถึงผลกระทบของอาคารข้างเคียง ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงความเร็วลมในทิศทางต่างๆ เพื่อประโยชน์ในการกำหนดค่าแรงลมสูงสุดที่ปลอดภัยและประหยัด สำหรับการออกแบบผนังรอบอาคาร การศึกษาแบ่งออกเป็น 2 ส่วน โดยส่วนแรกเป็นการศึกษาผลกระทบของอาคารข้างเคียง โดยไม่พิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงของความเร็วลมในทิศทางต่างๆ โดยการทดสอบแบบจำลองภายในอุโมงค์ลม โดยใช้อาคาร Jewelry trade center เป็นกรณีศึกษา ผลการทดสอบจะอยู่ในรูปของค่าสัมประสิทธิ์ความดันลม ซึ่งเมื่อนำไปพิจารณาประกอบกับค่าความเร็วลมสูงสุด จะได้ค่าแรงลมสูงสุดสำหรับการออกแบบผนังรอบอาคาร ค่าที่ได้จากการทดสอบเมื่อนำไปเปรียบเทียบกับค่าที่ได้จากการวิเคราะห์ตามข้อกำหนดของ ANSI A58.1-1982 พบว่าในช่วงระดับความสูงซึ่งได้รับผลกระทบจากอาคารข้างเคียง (ระดับพื้นดินถึงระดับยอดของอาคารข้างเคียง) ค่าแรงลมสูงสุดจากการทดสอบมีค่าสูงกว่าค่าที่ได้จากการวิเคราะห์ประมาณร้อยละ 50 ถึง 60 และลดลงเหลือร้อยละ 1 ถึง 35 เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น การทดสอบภายในอุโมงค์ลมจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการกำหนดค่าแรงลมสูงสุดที่ปลอดภัย ในการออกแบบผนังรอบอาคาร ในส่วนที่สองเป็นการศึกษาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงค่าความเร็วลมในทิศทางต่างๆ ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้ใช้แนวทางของ Simiu และ Filliben ในการศึกษาโดยการใช้ค่าตัวแปรสุ่ม ซึ่งอยู่ในรูปของผลคูณระหว่างรากที่สองของค่าสัมประสิทธิ์ความดันลม (หรือหน่วยแรงดูด) สูงสุดและค่าความเร็วลมในแต่ละทิศทางในแต่ละปี ค่าที่มากที่สุดของค่าตัวแปรสุ่มในแต่ละปี จะถูกนำมาจำลองกระจายด้วยทฤษฎีค่าปลายสุดแบบที่ 1 เพื่อหาค่าตัวแปรนุ่ม สำหรับคาบการกลับที่ 50 ปี จากการหาค่าสหสัมพันธ์อย่างง่าย พบว่าการกระจายคำปลายสุดแบบที่ 1 มีความสอดคล้องกับการกระจายของข้อมูลตัวแปรสุ่มมากและจากค่าแรงลมสูงสุดที่หาได้จากค่าตัวแปรสุ่ม พบว่ามีค่าต่ำกว่าค่าแรงลมสูงสุดเมื่อไม่พิจารณาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความเร็วลมในทิศทางต่างๆ ประมาณร้อยละ 30 ถึง 40 ซึ่งจะช่วยให้สามารถออกแบบผนังรอบอาคารได้อย่างประหยัด โดยที่มีค่าความปลอดภัยอย่างเพียงพอ