สมรรถนะของอาคารโครงสร้างเหล็กที่ถูกออกแบบด้วยวิธีสเปกตรัมผลตอบสนองในการต้านทานแผ่นดินไหว

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาสมรรถนะของอาคารโครงสร้างเหล็กที่ถูกออกแบบด้วยวิธีสเปกตรัมผลตอบสนองในการต้านทานแผ่นดินไหว ซึ่งในมาตรฐานการออกแบบอาคารต้านการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว มยผ. 1301/1302-61 ได้มีการปรับปรุงวิธีสเปกตรัมผลตอบสนอง (Response Spectrum Analysis, RSA) เป็นวิธี Modified Response Spectrum Analysis (MRSA) ซึ่งเป็นการปรับวิธีคำนวณแรงเฉือนที่ต้องต้านทานให้มีความปลอดภัย ซึ่งได้มาจากการศึกษาวิจัยจากอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กที่เป็นอาคารสูง แต่ยังไม่ได้มีการศึกษาความจำเป็นที่จะต้องใช้วิธี MRSA กับอาคารโครงสร้างเหล็ก การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบความเพียงพอของค่าแรงที่ต้องต้านทานสำหรับการออกแบบด้วยวิธี RSA ในการออกแบบโครงสร้างเหล็กที่ต้องต้านแผ่นดินไหว โดยพิจารณาอาคารโครงต้านแรงดัดเหล็กที่มีความเหนียวปานกลาง ที่มีความสูง 3, 6 และ 9 ชั้น, อาคารโครงต้านแรงดัดเหล็กที่มีความเหนียวพิเศษ มีความสูง 3, 6, 9 และ 15 ชั้น และอาคารโครงแกงแนงเหล็กแบบตรงศูนย์แบบพิเศษ ที่มีความสูง 3, 6, 9, 15, 20 และ 25 ชั้น โดยสมมติที่ตั้งของอาคารตัวอย่างอยู่ที่ อ.เมือง จ.เชียงใหม่ ซึ่งอาคารที่นำมาศึกษาจะถูกออกแบบด้วยวิธีสเปกตรัมผลตอบสนอง อ้างอิงตามมาตรฐาน มยผ. 1301/1302-61, มยผ. 1304-61 และ AISC 360-16 และทำการวิเคราะห์ด้วยวิธีประวัติเวลาไม่เชิงเส้น (Nonlinear Response History Analysis) เพื่อประเมินสมรรถนะของโครงสร้างในการต้านทานแผ่นดินไหว โดยพิจารณาความเสียหายของอาคารจากการหมุนพลาสติก และการเสียรูปในแนวแกน, การเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ระหว่างชั้น, การโก่งเดาะของเสาเหล็ก, การโก่งเดาะเฉพาะที่ของเสา และแรงที่ต้องต้านทานสำหรับการออกแบบจุดต่อ จากผลการวิเคราะห์พบว่าอาคารโครงสร้างเหล็กที่ศึกษาที่ถูกออกแบบด้วยวิธีสเปกตรัมผลตอบสนองแบบเดิมสามารถต้านทานแผ่นดินไหวได้