การออกแบบอุปกรณ์หน่วงแบบใช้มวลเพื่อควบคุมการสั่นสะเทือนสำหรับปัญหาแรงลมต่ออาคารหอสูง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การสั่นสะเทือนของอาคารเนื่องจากแรงลมอาจทำให้เกิดปัญหาด้านการใช้งานต่อผู้อยู่อาศัยหากค่าความเร่งของการสั่นสะเทือนเกินระดับความสะดวกสบายของมนุษย์ ปัญหาดังกล่าวมักเกิดขึ้นโดยเฉพาะกับการออกแบบอาคารสูง การแก้ปัญหาการสั่นสะเทือนด้วยการเพิ่มสติฟเนสด้านข้างของโครงสร้างมักทำให้องค์อาคารมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งแนวทางการลดการสั่นสะเทือนด้วยอุปกรณ์ควบคุมการสั่นสะเทือน เช่น อุปกรณ์หน่วงแบบใช้มวล (Tuned Mass Damper, TMD) หรืออุปกรณ์หน่วงแบบใช้มวลหลายชุด (Multiple Tuned Mass Damper, MTMD) มีประสิทธิภาพดีกว่า บทความนี้นำเสนอการออกแบบ MTMD ที่จำลองและวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้างทั่วไป สำหรับตัวอย่างอาคารหอสูง ที่มีความสูง 140 เมตร ความถี่พื้นฐานประมาณ 0.26 เฮิรตซ์ มีความหน่วงน้อยมาก และพบว่าเกิดการสั่นสะเทือนสูงเกินระดับการรับรู้ของผู้ใช้อาคารบ่อยครั้ง ค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมของ MTMD หาจากการวิเคราะห์แบบจำลองพลศาสตร์ ภายใต้แรงกระตุ้นแบบฮาร์มอนิก แล้วทำการศึกษาประสิทธิภาพของ MTMD จากแรงจำลองที่ทำให้เกิดการตอบสนองของอาคารเทียบเท่ากับผลการตรวจวัดในระดับรุนแรงที่เกิดกับอาคารจริง รวมถึงศึกษาการออกแบบส่วนประกอบของอุปกรณ์หน่วงแบบใช้มวลเพื่อเสนอรูปแบบการใช้งาน
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของวารสารวิศวกรรมสารฉบับวิจัยและพัฒนา วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์
References
Den Hartog, J. P. Mechanical Vibrations, 4th edn, McGraw-Hill, New York, 1956.
Yamaguchi, H. and Harnpornchai, N. Fundamental characteristics of multiple tuned mass dampers for suppressing harmonically forced oscillations. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1993, Vol.22, Page 51-62.
Warburton, G.B. Optimum absorber parameters for various combinations of response and excitation parameters. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1982, Vol. 10, pp.381-401.
Chansukho, P. Development of a Tuned Mass Damper using multi-stage steel laminated rubber bearings. Master thesis, Asian Institute of Technology, School of Engineering and Technology, Thailand, 2018.
Corner, J. Introduction to Structural Motion Control. Prentice Hall, Incorporated, 2003, pp.261-338.
กรมโยธาธิการและผังเมือง กระทรวงมหาดไทย. การประชุมเผยแพร่ความรู้ โครงการศึกษาและพัฒนาแนวทางการออกแบบและคำนวณโครงสร้างของอาคารที่ติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมการสั่นสะเทือน (Vibration Control) เพื่อสลายพลังงานจากแรงแผ่นดินไหวและแรงลม. โรงแรมเอเชีย (ราชเทวี), กรุงเทพ, 3 กันยายน 2563.