การป้องกันภัยแผ่นดินไหวของอาคารสูงคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยมวลหน่วงปรับค่า

Abstract

เดิมเชื่อกันว่าอาคารในพื้นที่กรุงเทพมหานครปลอดภัยจากแผ่นดินไหว ทำให้การออกแบบก่อสร้างไม่ได้คำนึงถึงผลของแรงแผ่นดินไหว แต่จากข้อมูลทางธรณีวิทยาในปัจจุบันพบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในบริเวณจังหวัดใกล้เคียงซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อโครงสร้างอาคารในเขตกรุงเทพมหานคร งานวิจัยนี้จึงศึกษาความเป็นไปได้ในการป้องกันภัยแผ่นดินไหวของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยระบบมวลหน่วงปรับค่าแบบแพสสีฟที่นิยมติดตั้งในอาคารสูงซึ่งมีความชะลูดเพื่อลดการสั่นไหวของโครงสร้างจากแรงลม โดยจะคำนึงถึงกรณีที่เกิดแผ่นดินไหวรุนแรงจนโครงสร้างได้รับความเสียหาย ทำให้โครงสร้างให้มีพฤติกรรมในช่วงอินอีลาสติก ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบมวลหน่วงที่ปรับค่าไว้ การศึกษาจะพิจารณาเปรียบเทียบพฤติกรรมและระดับความเสียหายของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กตัวอย่างสูง 20 ชั้น ที่ติดตั้งและไม่ได้ติดตั้งระบบมวลหน่วงปรับค่าแบบแพสสีฟภายใต้แผ่นดินไหว โดยอาศัยการวิเคราะห์โครงสร้างเชิงเวลาแบบอินอีลาสติก (inelastic dynamic analysis) ด้วยโปรแกรม Perform 3D ซึ่งผลการศึกษาที่ได้แสดงให้เห็นว่าระบบมวลหน่วงปรับค่าที่ออกแบบอย่างเหมาะสมสามารถลดความเสียหายที่เกิดขึ้นเนื่องจากแผ่นดินไหวรุนแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากคลื่นแผ่นดินไหวที่มากระทำมีความถี่เด่นชัดใกล้เคียงกับการสั่นพื้นฐานของอาคารและมีช่วงระยะเวลาของคลื่นที่ค่อนข้างยาว