การประยุกต์ใช้ผนังสลายพลังงานแบบวิสโคอิลาสติกสำหรับอาคารสูงในประเทศไทย

Abstract

การออกแบบโครงสร้างอาคารสูงซึ่งมีความชะลูด มักพบกับปัญหาการออกแบบให้อาคารผ่านเกณฑ์มาตรฐานการเคลื่อนที่ทางด้านข้าง เพราะอาคารสูงมีความอ่อนไหวต่อแรงด้านข้างมาก โดยปกติการเคลื่อนที่ของอาคารภายใต้แรงลมต้องไม่เกิน 1/500 ของความสูงอาคาร ตาม มยผ 1311-50 และการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นภายใต้แรงแผ่นดินไหวต้องไม่เกิน 0.015 ตาม มยผ 1301/1302-61 เพื่อให้อาคารมีความมั่นคงแข็งแรงและไม่เกิดการแตกร้าวเสียหายในสภาวะน้ำหนักบรรทุกใช้งาน ในต่างประเทศมีการใช้งานผนังสลายพลังงาน (Wall damper) ช่วยต้านทานแรงแผ่นดินไหวและแรงลมในอาคาร โดยผนังสลายพลังงานเป็นแผ่นเหล็กขนาดใหญ่จุ่มอยู่ในของเหลวหนืด เมื่ออาคารเกิดการเคลื่อนที่ทางด้านข้างก็จะเกิดเป็นแรงหน่วง (Damping force) จากการเฉือน (Shearing action) ผ่านของเหลวหนืด ช่วยต้านทานแรงด้านข้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งผนังสลายพลังงานยังติดตั้งได้สะดวกและไม่กระทบต่อความสวยงามของอาคาร งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาถึงประสิทธิภาพและความเหมาะสมในการประยุกต์ใช้ผนังสลายพลังงานสำหรับอาคารสูงในประเทศไทย โดยวิเคราะห์ผลตอบสนองของโครงสร้างไม่เชิงเส้นแบบประวัติเวลา เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพและความคุ้มค่าของการลดการเคลื่อนตัวทางด้านข้างของอาคาร ด้วยวิธีการติดตั้งผนังสลายพลังงานกับการเพิ่มขนาดของโครงสร้างเสาและกำแพงรับแรงเฉือน ผลการศึกษาพบว่าการติดตั้งผนังสลายพลังงานมีความคุ้มค่าทางด้านต้นทุนกว่าการเพิ่มขนาดของโครงสร้าง ผนังสลายพลังงานจึงเป็นอีกทางเลือกในการเพิ่มคุณสมบัติสลายพลังงานให้กับโครงสร้าง และทำให้สามารถควบคุมการเคลื่อนตัวของอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ