ผลกระทบที่เกิดจากแรงแผ่นดินไหวและแรงลมต่อแผ่นพื้นไร้คาน คอนกรีตอัดแรงในประเทศไทย

Research title: The effect of earthquake and wind loads on post-tensioned concrete slabs in Thailand. The comparison of the analysis and design results emphasizes the effect of the total amount of mild reinforcement due to the lateral load in part of the post-tensioned flat concrete slabs.

ความเปนมาและความสําคัญของปญหา

วัตถุประสงคของการวิจัย

คําถามการวิจัย

สมมุติฐานการวิจัย

วิธีการตอบสนองสมมูลและสเปกตรัม และใช้โปรแกรม SAFE 12.3.2 ในการออกแบบรายละเอียด การเสริมเหล็กในพื้นเพื่อใช้เป็นข้อมูลสนับสนุนการออกแบบอาคารดังกล่าวในอนาคต การตอบสนองของระบบ Multi Degrees of Freedom (MDOF) เกิดจากคลื่นเวลา สามารถคำนวณได้โดยการแบ่งระบบออกเป็นชุดของระบบ Single Degrees of Freedom (SDOF) และใช้การคำนวณการตอบสนองของ Time Domain จากนั้นจึงรวมการตอบสนองที่จะใช้สำหรับการวิเคราะห์ระบบ MDOF หากความแตกต่างของความถี่ทั้งสองโหมดไม่เกิน 10% ค่า SRSS อาจนำไปสู่การประเมินต่ำเกินไป โอเวอร์โหลดการตอบสนองของโครงสร้าง แม้ว่าวิธีการรวม SRSS จะรับประกันความแน่นอนของขีดจำกัดบนของการตอบสนองเชิงโครงสร้างในแง่ของปริมาณโดยรวมสำหรับกรณีส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงแล้ว ในบางกรณี พารามิเตอร์การตอบสนองย่อยอาจไม่ใช่ขีดจำกัดบน

ระบบโครงสร้างแบบผสมผสานที่มีกรอบรับแรงดัดโค้งที่แข็งแรงซึ่งสามารถต้านทานแรงด้านข้างได้อย่างน้อย 25% ของแรงที่กระทำต่อทั้งอาคาร (ระบบคู่ที่มีกรอบต้านทานโมเมนต์ความเหนียวจำกัด / ระบบคู่ที่มีกรอบต้านทานโมเมนต์กึ่งกลาง) พร้อมด้วย ผนังรับแรงเฉือนคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดา และมีค่า Response Adjustment Factor เท่ากับ R=5.5, Excess Strength Factor เท่ากับ Ω0 = 2.5 และปัจจัยการขยายแรงดัดงอ Cd = 4.5 จึงครอบคลุมการออกแบบแผ่นดินไหวระดับ C โปรแกรม ETAB 9.7 ใช้สำหรับ การวิเคราะห์ .4 โครงสร้างอาคารทนทานต่อแรงลมและน้ำหนักบรรทุก วิธีไดนามิกการตอบสนองสเปกตรัมและโปรแกรม SAFE 12.3.2 สำหรับการวิเคราะห์ความเค้นภายในในแผ่นคอนกรีตอัดแรงรับน้ำหนัก แบบแสดงรายละเอียดและการคำนวณปริมาณเหล็กเสริมข้ออ้อยที่ใช้ในแต่ละกรณี การวิเคราะห์โครงสร้างเพื่อหาแรงภายในที่เกิดขึ้น โดยคำนึงถึงการรวมโหลดต่างๆ ด้วยโปรแกรม ETAB 9.7.4

สำหรับกรณีของอาคารในและรอบๆ กรุงเทพฯ มาสร้างสเปกตรัมในการออกแบบกันเถอะ โดยใช้ไดนามิกส์ จากรูปที่ 2.2 ตามโซนที่อาคารตั้งอยู่ (ดูแผนที่ในรูปที่ 2.1) โดยกำหนดพิกัดของกราฟจากตัวเลือก User Spectrum ในโปรแกรม ETAB 9.7.4 ดังรูปที่ 3.3 ไซโลที่พิจารณาการกระจายมวลและความแข็งสอดคล้องกับสภาพจริงโดยตั้งค่าโมเมนต์ความเฉื่อยสำหรับคอลัมน์เป็น 0.7 สำหรับผนังรับแรงเฉือน (ไม่แตกร้าว) คือ 0.7 และของพื้นไร้คานคือ 0.25 เท่าของโมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนรวม ซึ่งกำหนดโดย Analysis Property Modification Factor ในโปรแกรม ETAB 9.7.4 ดังรูปที่ 3.4

ขั้นตอนการวิเคราะห์โครงสร้างลมแบบละเอียด (IDP 1311-50) ขั้นตอนข้างต้นคำนวณได้โดยใช้โปรแกรม Guppy 2.1 (ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์) ขั้นตอนข้างต้นคำนวณได้โดยใช้โปรแกรม Guppy 2.1 (ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์) มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์) ดังรูปที่ 3.12 จากรูปที่ รูปที่ 4.5 IBC2006 seismic load input ในโปรแกรม ETAB 9.7.4 4.2 ผลการปรับขนาดคอลัมน์ ความหนาของผนังและพื้น จากการทดลองออกแบบ 4.2 ผลการปรับขนาดคอลัมน์ ความหนาของผนังและพื้น จากการทดลองออกแบบ จากการวิเคราะห์การออกแบบโดยใช้โปรแกรม SAFE 12.3.2 จำนวน Submission จะเท่ากับค่าเริ่มต้นของโปรแกรม และใช้เหล็กข้ออ้อยขนาดตั้งแต่ 12 มม. ถึง 40 มม. ดังรูปที่ 4.4 และไม่ใช้ระยะเฉือนเหล็กที่กำหนดดังรูปที่ 4.8 เนื่องจากแรงภายในแผ่นในกรณีของแรงด้านข้างมีความแตกต่างกันมาก ลักษณะการกระจายมากกว่าแรงโน้มถ่วง (ซึ่งถ้าเลือกแบบนี้จะทำให้ปริมาณเหล็กเพิ่มขึ้นอีกมาก) จะได้ปริมาณเหล็กในแต่ละชั้นดังตารางที่ 4.6

ขอบเขตการวิจัย

นิยามศัพทเฉพาะ

ความรูพื้นฐานเกี่ยวกับเรื่องที่วิจัย

การประมาณค่าพารามิเตอร์การตอบสนองโดยรวม E ตามกฎของ CQC สามารถมากกว่าหรือน้อยกว่าการประมาณค่า SRSS

ทฤษฏีที่รองรับ หรือกรอบความคิดทางทฤษฏี

มาตรฐานการออกแบบอาคารตานทานการสั่นสะเทือนของ

จํานวนของโหมดที่จําเปนตองพิจารณา
การคํานวณคาตอบสนองของแตละโหมด
ประเภทการออกแบบตานทานแผนดินไหว
การรวมคาการตอบสนองจากหลายโหมด
การปรับคาการตอบสนองเพื่อใชในการออกแบบ
การกระจายแรงเฉือนในแนวราบ
ผลของ P-Delta

กับผนังคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดารับแรงเฉือน (ordinary เหล็กเสริมคอนกรีต Shear wall X. Interaction system รายละเอียดความเหนียว Shear wall frame ระบบโต้ตอบกับผนังคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดา Moment frame ผนังเลื่อนคอนกรีตธรรมดา)

มาตรฐานประกอบการออกแบบอาคารตานทานการสั่นสะเทือน

มาตรฐานสําหรับออกแบบอาคารเพื่อตานแรงลม (2550) มยผ. 1311-50 26

สรุป

รูปแบบการวิจัย หรือแบบแผนการวิจัย

ประชากรและกลุมตัวอยาง

การรวบรวมขอมูล

เครื่องมือการวิจัย

ขั้นตอนในการดําเนินงานวิจัย

การวิเคราะหขอมูล

ขั้นตอนการวิเคราะหโครงสรางเนื่องจากแรงแผนดินไหวโดยวิธี

หลังจากปรับ Scale Factor ดังรูปที่ 3.11 แล้ววิเคราะห์

ขั้นตอนการวิเคราะหโครงสรางเนื่องจากแรงลมโดยวิธีอยางละเอียด

ผลการวิเคราะหอาคารเมื่อพิจารณา แรงลม และแรงแผนดินไหว

รูปที่ 4.5 การป้อนโหลดแผ่นดินไหว IBC2006 ในโปรแกรม ETAB 9.7.4 4.2 ผลลัพธ์ขนาดเสา ความหนาของผนังและแผ่นพื้น จากการทดลองออกแบบ

ผลการกําหนดขนาดเสา ความหนาของกําแพงและแผนพื้น จากการทดลอง

ผลการวิเคราะหออกแบบแผนพื้นคอนกรีตอัดแรง

เนื่องจากปริมาณเหล็กเสริมในแผ่นที่ออกแบบไว้ดังกราฟที่แสดง แรงโน้มถ่วง, ลม, แรงโน้มถ่วงสถิตสมมูล, ลม, สเปกตรัมการตอบสนอง

สรุปผลการดําเนินงานวิจัย

อภิปรายและสรุปผลการวิจัย

ขอเสนอแนะ

การเรงตอบสนองเชิงสเปคตรัมสําหรับการออกแบบดวยวิธีเชิงพลศาสตรในเขต

แสดงความกวางประสิทธิผล

รายละเอียดการเสริมเหล็กในแถบเสา

รายละเอียดการเสริมเหล็กในแถบกลาง

F อัตราส่วนของพลังงานกระแทกที่ความถี่ธรรมชาติของโครงสร้าง ดังรูปที่ 2.10

แผนภูมิเพื่อหาคา Background Turbulence Factor ( B )

แผนภูมิเพื่อหาคาตัวคูณลดเนื่องจากลักษณะของอาคาร ( s )

แผนภูมิเพื่อคํานวณ Gust energy ratio at the natural frequency of the structure

แผนภูมิเพื่อหาคาประกอบเชิงสถิติเพื่อปรับคารากกําลังสองใหเปนคาสูงสุด

แปลนของอาคาร Mass-3

แปลนของแบบจําลองในโปรแกรม ETAB แสดงระยะเสา จํานวนชวง และตําแหนง

Load Combination ที่กําหนดไวใน ASCE7-10

สเปคตรัมตอบสนองออกแบบหนวยเปน g สําหรับอาคารนอกเขตกรุงเทพมหานคร

สเปคตรัมตอบสนองออกแบบหนวยเปน g สําหรับอาคารในเขตกรุงเทพมหานคร

สติฟเนสประสิทธิผลสําหรับเสา กําแพงรับแรงเฉือนและแผนพื้นไรคาน

การกําหนดน้ําหนักประสิทธิผลของโครงสราง (Define Mass Source)

Modal participation mass ratios

ตัวคูณปรับคาแรงดวย I R (และคูณ g ดวยเพราะกราฟสเปคตรัมมีหนวยเปน g)

ตัวคูณปรับผลของ P-Delta ดวย 1 (ไมตองปรับ)

แรงเฉือนที่ไดจากการวิเคราะหแบบแรงสถิตเทียบเทา ( V )

การปรับตัวคูณเพื่อใหไดแรงเฉือนไมต่ํากวา 85% ของที่ไดจากการวิเคราะหแบบแรง

หนาจอที่แสดงชื่อของโปรแกรมหางนกยูง 2.1

ขอมูลที่ใสในโปรแกรม หางนกยูง 2.1

ผลการคํานวณจากโปรแกรมหางนกยูง 2.1

แรงลมแบบ User Defined ที่ใสในโปรแกรม ETAB 9.7.4

แบบจําลองแบบรายละเอียดอาคารที่ใชในโปรแกรม ETAB 9.7.4

การหาคาความเรงตอบสนองเชิงสเปคตรัมสําหรับการออกแบบดวยวิธีแรงสถิต

การคํานวณหา S a ดวยโปรแกรม ETAB 9.7.4 ตามมาตรฐาน IBC2006 ซึ่งคลายกับ

การใสคา IBC2006 Seismic Loading ในโปรแกรม ETAB 9.7.4

การตรวจสอบเปรียบเทียบการเคลื่อนตัวสัมพันธระหวางชั้นที่วิเคราะหไดกับคาที่

การกําหนดขนาดเหล็กเสริมขอออยในแผนพื้น

ขอกําหนดระยะการตัดเหล็ก (Curtailment) ซึ่งมาจากพื้นฐานของการกระจายของ