การปรับปรุงโครงแกงแนงเหล็กเพื่อเพิ่มความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหว                                     ด้วยชิ้นส่วนแกงแนงแบบต่างๆ

Ekkaphong Wiriyaphanit; Natthapong Areemit

ผู้แต่ง

Wiriyaphanit นักศึกษา หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
natthapg รองศาสตราจารย์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

คำสำคัญ:

วิธีแรงกระทำทางด้านข้าง, โครงสร้างเหล็ก, การปรับปรุงโครงสร้างเพื่อต้านแผ่นดินไหว

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหวของอาคารโครงสร้างเหล็กที่ไม่ได้ถูกออกแบบให้ต้านทานแผ่นดินไหวหรือถูกออกแบบให้ต้านทานแผ่นดินไหวได้ตามมาตรฐานเก่า NBCC-1980 [1] ซึ่งอาคารดังกล่าวจะถือเป็นตัวแทนของกลุ่มอาคารที่มีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหาย เมื่อประเมินด้วยระดับความรุนแรงของแผ่นดินไหวที่ใช้ในมาตรฐาน NBCC-2015 [2] ในปัจจุบัน ดังนั้นการศึกษานี้จึงได้ทำการประเมินระดับสมรรถนะของอาคารรวมไปถึงความเสียหายที่เกิดขึ้นในระบบโครงสร้างเพื่อเสนอแนวทางในการปรับปรุงกลุ่มอาคารดังกล่าว 3 รูปแบบประกอบด้วย การติดตั้งชิ้นส่วนแกงแนงรูปแบบตัววีคว่ำเพิ่มอีก 1 ช่วงเสา (Retrofit-A) การเพิ่มและปรับเปลี่ยนแนวชิ้นส่วนแกงแนง (Retrofit-B) และการเพิ่มขนาดของชิ้นส่วนแกงแนงเดิม (Retrofit-C) โดยใช้วิธีแรงกระทำทางด้านข้าง (Push-over analysis) ซึ่งในผลการศึกษาพบว่าการปรับปรุงโครงสร้างในทุกวิธีจะส่งผลให้โครงสร้างมีความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้นรวมถึงโครงสร้างจะมีการเสียรูปทางด้านข้างที่ลดลง โดยการปรับปรุงโครงสร้างวิธี Retrofit-A และ Retrofit-C จะไม่สามารถปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการวิบัติของระบบโครงสร้างได้จึงทำให้โครงสร้างยังคงอยู่ในรูปแบบโครงต้านแรงดัดแบบธรรมดา ในขณะที่การปรับปรุงวิธี Retrofit-B สามารถยกระดับให้โครงสร้างอยู่ในประเภทโครงต้านแรงดัดที่มีความเหนียวพิเศษได้เนื่องจากโครงสร้างยังคงมีเสถียรภาพในการรับแรงกระทำด้านข้างภายหลังจากที่ชิ้นส่วนแกงแนงเกิดการโก่งเดาะเนื่องจากรับแรงอัด

เอกสารอ้างอิง

NRCC. National Building Code of Canada (NBCC), 8th ed. Ottawa, ON, Canada: National Research Council of Canada (NRCC); 1980.

NRCC. National Building Code of Canada (NBCC), 13th ed. Ottawa, ON, Canada: National Research Council of Canada (NRCC); 2015.

Rai D C, Goel.S C.“Seismic Evaluation and Upgrading of Chevron Braced Frames.” Journal of Constructional Steel Research 59(8): 971–94 ; 2003.

Mottier, Paul, Robert Tremblay, and Colin Rogers. “Seismic Retrofit of Low-Rise Steel Buildings in Canada Using Rocking Steel Braced Frames.” Earthquake Engineering and Structural Dynamics 47(2): 333–35 ; 2018.

Nassani, Dia Eddin, Ali Khalid Hussein, and Abbas Haraj Mohammed. “Comparative Response Assessment of Steel Frames With Different Bracing Systems Under Seismic Effect.” Structures 11(June): 229–22 ; 2017.

Balazadeh-Minouei, Yasaman, Robert Tremblay, and Sanda Koboevic. “Seismic Retrofit of an Existing 10-Story Chevron-Braced Steel-Frame.” Journal of Structural Engineering 144(10): 04018180 ; 2018.

FEMA 440, Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures, Applied Technology Council (ATC-55 Project), Federal Emergency Management Agency, Washington, DC, USA, 2006.

American Society of Civil Engineers. Seismic evaluation and retrofit of existing building, ASCE 41-13. Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers ; 2014.

ATC 40, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Applied Technology Council, Redwood, CA, USA, 1996.

American Society of Civil Engineers. Minimum design loads and associated criteria for buildings and other structures, ASCE/SEI 7-16. Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers ; 2016.

CSI. SAP2000 Ultimate, Version 21. Berkeley, California: Computers and Structures, Inc; 2019.

Federal emergency management agency (FEMA). Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings. Reston, Virginia: Federal Emergency Management Agency ; 2000.