การเพิ่มสมรรถนะต้านแผ่นดินไหวของอาคารด้วยผนังสลายพลังงานแบบเสียดทาน

Abstract

การเพิ่มความต้านทานแผ่นดินไหวให้กับอาคารไม่ว่าจะเป็นการติดตั้ง Base Isolator การเสริมกำลังหรือการติดตั้งอุปกรณ์สลายพลังงาน ล้วนแต่มีค่าใช้จ่ายที่สูงและมีผลกระทบต่อความสวยงามของอาคาร ในอดีตพบว่าได้มีการพัฒนาผนังที่มีตัวหน่วงติดตั้งในแนวผนังปกติของอาคารผลวิจัยพบว่ามีประสิทธิภาพ อีกทั้งปัจจุบันยังมีการใช้งานจริงด้วย แต่ผนังที่มีตัวหน่วงเหล่านั้นยังจำเป็นที่จะต้องทำการบำรุงรักษา ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเสนอผนังสลายพลังงานแบบเสียดทานที่มีราคาต่ำ ไม่กระทบต่อความสวยงามของอาคาร ไม่ต้องทำการบำรุงรักษา แล้วศึกษาพฤติกรรมของอาคารที่ติดตั้งผนังสลายพลังงานแบบเสียดทานที่มีค่าแรงเสียดทานที่ต่างกัน โดยอาคารตัวอย่างเป็นอาคารชุดพักอาศัยคอนกรีตเสริมเหล็กขนาด 8 ชั้น ในเขตกรุงเทพมหานคร โดยทำการวิเคราะห์โครงสร้างด้วยวิธีพลศาสตร์ไม่เชิงเส้นแบบประวัติเวลา (Time history inelastic dynamic analysis) ภายใต้คลื่นแผ่นดินไหวสมมติที่สอดคล้องกับเส้นสเปกตรัมออกแบบของกรุงเทพมหานครตาม มยผ. 1302 ที่แบ่งเป็น 2 ระดับความรุนแรง คือ แผ่นดินไหวระดับพังทลายและแผ่นดินไหวระดับออกแบบ จากการศึกษาพบว่าผนังสลายพลังงานแบบเสียดทานมีประสิทธิภาพในการลดความเสียหายของอาคารภายใต้แผ่นดินไหวทั้ง 2 ระดับ อีกทั้งยังป้องกันการวิบัติของอาคารได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยการเพิ่มแรงเสียดทานให้กับผนังพบว่าจะมีแนวโน้มทำให้การเคลื่อนที่และความเสียหายของอาคารลดลงตามไปด้วย ดังนั้นผนังสลายพลังงานแบบเสียดทานจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการเพิ่มความต้านทานแผ่นดินไหวให้กับอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด