การวิเคราะห์พลศาสตร์ของอาคารสูงภายใต้แรงลม

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเปรียบเทียบผลลัพธ์ ที่ได้จากการวิเคราะห์โครงสร้างประเภทโครงข้อแข็งในระนาบ (Plance Frame) ภายใต้แรงลมโดยทฤษฎีในการวิเคราะห์สองทฤษฎี คือ ทฤษฎีสถิตยศาสตร์ (Statics) และทฤษฎีพลศาสตร์ (Dynamics) ในการวิเคราะห์โดยทฤษฎีสถิตยศาสตร์ ขนาดแรงสมที่ใช้มีค่าตามข้อกำหนดของเทศบัญญัติกรุงเทพมหานคร ปี พ.ศ. 2522 ส่วนการวิเคราะห์โดยทฤษฎีพลศาสตร์ ใช้ข้อมูลลมจำลองตามลมที่เกิดขึ้นจริงในเขตกรุงเทพมหานคร ตามที่ได้มีการศึกษาไว้แล้ว และข้อมูลแรงลมที่เกิดขึ้นจริง ตามกราฟลมมุนโรโดน์ ของกรมอุตุนิยมวิทยา ที่วัดจากสถานีตรวจอากาศกรุงเทพมหานคร ถนนสุขุมวิท ระหว่าง ปี พ.ศ. 2512 ถึง พ.ศ. 2519 โดยขนาดความเร็วสูงสุดเท่ากับ 110.1 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ที่ความสูงจากพื้นดิน 45 เมตร ในการวิเคราะห์ผลลัพธ์ ได้นำหลักทฤษฎีพลศาสตร์มาประยุกต์กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์และได้พัฒนาโปรแกรมเพื่อช่วยให้การวิเคราะห์สามารถกระทำได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยใช้วิธีแอ็คทิฟว์คอลัมน์ (Active Column Method) ในการลดระดับขั้นความเสรี ใช้วิธีการทำซ้ำในสเปซย่อย (Subspace Iteration Method) ในการแก้ปัญหาเจาะจง (Eigenproblem) และใช้วิธีรวมโหมด (Model Superposition Method) ในการหาการตอบสนองของโครงสร้าง การศึกษาพบว่า สำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก สูง 15 ชั้น ผลการวิเคราะห์แบบสถิตยศาสตร์ที่ใช้ขนาดแรงลมตามเทศบัญญัติของกรุงเทพมหานคร ปี พ.ศ. 2522 จะให้ค่าการตอบสนองของโครงสร้างใกล้เคียงกับการวิเคราะห์แบบพลศาสตร์ที่ใช้ข้อมูลลมจำลองจากลมทิ่เกิดขึ้นจริงในเขตกรุงเทพมหานคร