ข้อเสนอแนะสำหรับหน่วยแรงลมและการออกแบบอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ต้านพายุไต้ฝุ่นในประเทศไทย

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเพื่อเสนอแนะวิธีการอย่างง่าย เพื่อคำนวณค่าหน่วยแรงลมสถิตเทียบเท่าสำหรับการออกแบบอาคารสูงปานกลางในประเทศไทย โดยพิจารณาผลของพายุไต้ฝุ่นในเขตที่ได้รับอิทธิพลพายุไต้ฝุ่น ทฤษฎีการคำนวณแรงลมอิงตามมาตรฐาน NBC 1990 ของประเทศแคนาดา ตัวแปรที่สำคัญที่ทำการพิจารณาได้แก่ ลักษณะสมบัติด้านพลศาสตร์ของโครงสร้างอันได้แก่ คาบเวลาการสั่นพื้นฐานตามธรรมชาติของอาคาร อัตราส่วนความหน่วงและความชะลูดของอาคาร รวมทั้งผลของความเร็วลมและคาบเวลากลับของความเร็วลมที่ใช้พิจารณาหน่วยแรงลมบนอาคาร จากผลการศึกษาพบว่าสำหรับลักษณะรูปทรงอาคารและภูมิประเทศเหมือนกัน เมื่อคาบเวลาการสั่นไหวธรรมชาติเพิ่มขึ้น 100 % ( จาก H/60-H/30 วินาที ) หน่วยแรงลมจะเพิ่มขึ้นเพียงประมาณ 20 % ในเขตลมอ้างอิง ( ความเร็วลมพื้นฐาน 24.9 เมตร/วินาที ที่คาบเวลากลับ 30 ปี ) เมื่ออัตราส่วนความหน่วงของอาคารลดลง ค่าตัวประกอบผลการกระโชกจะเพิ่มขึ้นแบบไม่เป็นเชิงเส้น มีผลทำให้หน่วยแรงลมมากขึ้น 5% และ 15% เมื่อค่าอัตราส่วนความหน่วงลดลง 0.5% และ 1.0% จากค่าอ้างอิง 1.5% ตามลำดับ เมื่ออาคารมีความชะลูดมากขึ้น โดยที่ตัวแปรอื่นมีค่าคงที่หน่วยแรงลมจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยประมาณ 5% และ 10% เมื่อความชะลูดเปลี่ยนจากค่าอ้างอิง 4 เป็น 6 และ 8 ตามลำดับ สำหรับความเร็วลมเมื่อเปลี่ยนจากค่าอ้างอิง 24.9 เมตร/วินาที เป็น 28.2 เมตร/วินาที มีผลทำให้หน่วยแรงลมเพิ่มขึ้น 33% และเมื่อออกแบบอาคารสำหรับคาบเวลากลับ 100 ปี พบว่าค่าหน่วยแรงลมเพิ่มขึ้น 33% จากการศึกษาผลของลมพายุไต้ฝุ่นพบว่า ค่าหน่วยแรงลมสูงกว่าค่าในเขตอ้างอิง (ภาคกลาง) ประมาณ 70% จากผลที่ศึกษาสามารถสร้างเป็นสูตรอย่างง่ายซึ่งเสนอสำหรับสภาพอ้างอิง โดยต้องทำการปรับแก้ด้วยตัวคูณสำหรับเขตความเร็วลม อิทธิพลของไต้ฝุ่น คาบเวลากลับของลม ผลความชะลูดและความหน่วงของอาคาร ซึ่งสะดวกกับการใช้ในการออกแบบในทางปฏิบัติ เมื่อทำการเปรียบเทียบราคาก่อสร้างในส่วนโครงสร้าง สำหรับอาคารกรณีศึกษา 2 หลัง พบว่า การออกแบบอาคารต้านพายุไต้ฝุ่นเมื่อเทียบกับแรงลมตามกฎกระทรวงฯ ราคาค่าก่อสร้างจะเพิ่มขึ้น 0.9% และ 0.7% สำหรับโรงเรียน สปช. 2/28 และหอพัก 8 ชั้น ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปดังกล่าวใช้ได้กับกรณีเฉพาะที่ศึกษาเท่านั้น ซึ่งน้ำหนักบรรทุกจากแรงโน้มถ่วงของโลกมีผลมาก