คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย

พ.ศ. 2561

คมอปฏบต

ทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมค

วามม นคงแขงแรงใหกบโค

รงสรางของอาคารเพ

อใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผ

นดนไหว

กรมโยธาธการและผงเมอง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย

กรมโยธาธการและผงเมอง คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว ISBN : 978-974-458-628-5 สงวนลขสทธตามพระราชบญญตลขสทธ พ.ศ.2558 โดย ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ กรมโยธาธการและผงเมอง ถนนพระราม 6 แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรงเทพฯ 10400 โทร. 0-2299-4813 โทรสาร 0-2299-4797 พมพท : บรษทสหมตรพรนตงแอนดพบลสชง จ ากด 59/4 หม 10 ถนนกาญจนาภเษก ต าบลบางมวง อ าเภอบางใหญ จงหวดนนทบร 11140

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท i

ค ำน ำ

เหตแผนดนไหวทต ำบลทรำยขำว อ ำเภอพำน จงหวดเชยงรำย เมอวนท 5 พฤษภำคม พ.ศ. 2557 ไดสรำงควำมเสยหำยตออำคำร โบรำณสถำน สถำนทรำชกำร สำธำรณปโภค และบำนเรอนของประชำชน เปนจ ำนวนมำก เหตกำรณดงกลำวไดย ำเตอนวำ บำงพนทของประเทศไทยมควำมเสยงตอภยแผนดนไหวทรนแรงซงพรอมจะสรำงควำมสญเสยตอชวตและทรพยสนของประชำชนได ถงแมกระทรวงมหำดไทย โดยกรมโยธำธกำร และผงเมอง ไดก ำหนดกฎ ระเบยบ เกยวกบกำรกอสรำงอำคำรในพนทเสยงภยแผนดนไหวไวแลวกตำม แตขอก ำหนดเหลำนนสวนใหญมงเนนในเรองเกยวกบกำรกอสรำงอำคำรขนใหม มไดมบทบงคบยอนหลงไปถง อำคำรทมอยเดมใหตองประเมนและเสรมควำมมนคงแขงแรงใหตำนทำนแรงสนสะเทอนจำกแผนดนไหวได ซงหำกอำคำรทมอยเดมเหลำนนไมไดรบกำรออกแบบและค ำนวณใหสำมำรถตำนทำนแรงสนสะเทอนจำก แผนดนไหว กอำจเสยหำยหรอไมสำมำรถใชงำนไดเมอมแผนดนไหวขนำดรนแรงเกดขน กรมโยธำธกำรและผงเมอง จงเหนควำมส ำคญและควำมจ ำเปนทจะตองด ำเนนกำรประเมนและเสรมควำมมนคงแขงแรงใหกบอำคำร ทมอยเดม โดยเฉพำะอำคำรภำครฐทใชเปนอำคำรสำธำรณะ หรอใชเปนอำคำรชมนมคน รวมถงอำคำรภำครฐ ทใชเปนยทธศำสตรในกำรอ ำนวยกำร ศนยบญชำกำร หรอศนยบรรเทำทกขสำธำรณภยในขณะเกดภย แผนดนไหว ซงหำกอำคำรเหลำนเสยหำยหรอพงทลำยจะท ำใหเกดควำมสญเสยอยำงรนแรง ไมสำมำรถใช ประโยชนตำมเปำหมำยกำรบรหำรรำชกำรตอไปในภำวะฉกเฉนได

กำรประเมนและกำรเสรมควำมมนคงแขงแรงของอำคำรทมอยเดมใหสำมำรถตำนทำนแรงสนสะเทอน จำกแผนดนไหว ยงถอวำเปนเรองทคอนขำงใหมส ำหรบวศวกรทงภำครฐและเอกชน กำรค ำนวณโครงสรำง มควำมซบซอนมำกกวำกำรค ำนวณโครงสรำงส ำหรบกำรกอสรำงอำคำรใหม กรมโยธำธกำรและผงเมอง จงรวมกบมหำวทยำลยเทคโนโลยพระจอมเกลำธนบร ทปรกษำโครงกำรศกษำ วเครำะห ออกแบบ และก ำหนด วธกำรเสรมควำมมนคงแขงแรงของอำคำรในพนทเสยงภยตอแผนดนไหว ใหสำมำรถตำนทำนแรงแผนดนไหวได ในระดบทก ำหนด ๓ หลง ท ำกำรศกษำ วเครำะห ออกแบบ และก ำหนดวธกำรเสรมควำมมนคงแขงแรงของ อำคำรภำครฐ รวมทงจดท ำคมอปฏบตทใชในกำรตรวจสอบ ประเมน และเสรมควำมมนคงแขงแรงใหกบ โครงสรำงของอำคำร เพอใหสำมำรถตำนทำนแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว ซงกำรจดท ำคมอปฏบตฉบบน ไดน ำขอมลจำกกำรด ำเนนกำรทงสำมอำคำรมำประยกตใช เพอใหเปนตวอยำงของกำรปฏบตทมควำมชดเจน เขำใจงำย บคลำกรทงภำครฐและเอกชนสำมำรถน ำไปใชปฏบตไดอยำงมประสทธภำพ

กรมโยธำธกำรและผงเมอง หวงเปนอยำงย งวำ คมอปฏบ ตฉบบน จะม สวนชวยใหกำรประเมน และกำรเสรมควำมมนคงแขงแรงของอำคำรทมอยเดมในพนทเสยงภยแผนดนไหวเปนไปอยำงถกตองตำม หลกวชำกำร อนเปนกำรเพมควำมปลอดภยตอชวตและทรพยสนของประชำชนในพนทเสยงภยแผนดนไหว ใหมำกยงขน

(นายมณฑล สดประเสรฐ)

อธบดกรมโยธาธการและผงเมอง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท ii

บทน ำ มาตรฐานการประเมนและการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารในเขตทอาจไดรบ

แรงสนสะเทอนของแผนดนไหว (มยผ. 1303-57) พรอมคมอการปฏบตประกอบมาตรฐานฯ จดพมพขนในป พ.ศ. 2557 โดยกรมโยธาธการและผงเมอง ตามเปาหมายทมงหวงใหวศวกรในประเทศเรมตระหนกถงความส าคญของการประเมนและการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารในเขตทมความเสยงตอภยแผนดนไหว รวมถงแนะน าหลกการออกแบบโครงสรางเชงสมรรถนะ (Performance Based Design) ซงเปนหลกการออกแบบแนวทางใหมทวศวกรภายในประเทศยงไมคนเคย อยางไรกตามดวยแนวทางการประเมนและวธการวเคราะหออกแบบโครงสรางโดยวธเอมแฟคเตอร (M-factor Method) ทแสดงไวในคมอการปฏบตประกอบมาตรฐานฯ นน มความซบซอนกวาวธการวเคราะหออกแบบอาคารใหมตาม มยผ. 1302 -52 ซงวศวกรในประเทศมความคนเคยอยบางแลว นอกจากนการประเมนความสามารถตานทานแผนดนไหวของอาคารดวยวธการท 2 ตามทระบไวในหวขอ 3.3.4 ของ มยผ. 1303 -57 ยงขาดการขยายความหรอแสดงตวอยางในคมอการปฏบตประกอบมาตรฐานฯ ดงนนคมอการประเมน วเคราะห ออกแบบและก าหนดวธการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารเพอใหสามารถตานทานแรงแผนดนไหวฉบบน จงจดท าขนเพอแสดงรายละเอยดและตวอยางเพมเตมขนจาก มยผ. 1303-57 และคมอการปฏบตประกอบมาตรฐานฯ ดงกลาวขางตน

คมอปฏบตฉบบนมวตถประสงคเพอแสดงตวอยางการประเมน วเคราะห และออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคารในเขตพนทเสยงภยแผนดนไหวใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวไดตามแนวทางและวธการทระบไวใน มยผ. 1303 -57 โดยแสดงหลกเกณฑในการวเคราะห ออกแบบและก าหนดวธเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร แนวทางการรวบรวมและตรวจสอบสภาพของอาคาร การประเมนและการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารผานอาคารตนแบบจ านวน 3 หลง ทก าหนดใหตงอยในบรเวณทอยใกลรอยเลอนทอาจไดรบผลกระทบจากแผนดนไหว หรอพ นทเสยงภยแผนดนไหวบรเวณท 2 ตามกฎกระทรวงก าหนดการรบน าหนก ความตานทาน ความคงทนของอาคารและพนดนทรองรบอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว พ.ศ. 2550 ส าหรบอาคารตวอยาง 2 หลงแรกไดแสดงวธการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงดวยวธการท 2 ตามทระบไวในหวขอ 3.3.4 ของ มยผ. 1303-57 ซงเปนวธการทมความใกลเคยงกบการออกแบบอาคารใหมตาม มยผ. 1302 -52 สวนตวอยางท 3 ไดแสดงวธการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงดวยวธการท 1 ตามทระบไวในหวขอ 3.3.4 ของ มยผ. 1303-57 ซงเปนการตรวจสอบระดบสมรรถนะของอาคาร โดยอาศยวธเอมแฟคเตอร

คณะท างานขอขอบคณกรมโยธาธการและผงเมองทใหการสนบสนนงบประมาณในการศกษาและจดท าคมอฉบบน พรอมทงขอขอบคณคณะกรรมการก ากบดแลการปฏบตงานของทปรกษารวมถงเจาหนาทส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบทเกยวของทกทานส าหรบความชวยเหลอดานขอมล ขอเสนอแนะ และการอ านวยความสะดวกตางๆ ในระหวางการศกษาและจดท าคมอฉบบน

(ศาสตราจารย ดร.สมชาย ชชพสกล)

ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร หวหนาคณะท างาน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท iii

คณะท ำงำนจดท ำคมอปฏบตทใชในกำรตรวจสอบ ประเมน และเสรมควำมมนคงแขงแรงใหกบโครงสรำงของอำคำรเพอใหสำมำรถตำนทำนแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

หวหนำคณะท ำงำน ศ.ดร.สมชาย ชชพสกล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร คณะท ำงำน

1. รศ.ดร.สทศน ลลาทววฒน มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 2. รศ.เอนก ศรพานชกร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 3. รศ.ดร.ทวช พลเงน มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 4. ผศ.ดร.ชยณรงค อธสกล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 5. ผศ.ดร.สมโพธ อยไว มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 6. ผศ.ดร.ณฐวฒ ธนศรสถตย มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ 7. อ.ไมเคล ปรพล ตงตรงจตร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 8. ดร.เชดชย ประภานวรตน มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 9. นายพรสทธ มหาสวรรณชย มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 10. นายพรเทพ วฒนากรแกว มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 11. นายทวชย ทวผลสมเกยรต มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ 12. นายกสาน จนทรโต มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 13. นายวราวทย เอกอนทมาศ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 14. นายภาส สายรวมญาต มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 15. นางสาวสาธน พฤฒวจตรา มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 16. นายบดนทร โชตนนทน มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 17. นางสชาดา ไวยวทธ มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 18. นางสาวองคณารตน กาญจนมณนล มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร 19. นางสาวจราพร โสมแกว มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท iv

คณะกรรมการก ากบดแลการปฏบตงานของทปรกษา เรอง คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสราง

ของอาคารเพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ประธานกรรมการ ดร.เสถยร เจรญเหรยญ วศวกรใหญ คณะกรรมการ นายวชต อรณมานะกล นายวนจ ชยชนะศรวทยา ผอ านวยการส านกสนบสนนและพฒนาตามผงเมอง วศวกรโยธาเชยวชาญ ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ นายนเวศน ล าเลศลกษณชย นางอภญญา จาวง วศวกรโยธาช านาญการพเศษ วศวกรโยธาช านาญการพเศษ ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ ดร.ทยากร จนทรางศ วศวกรโยธาช านาญการพเศษ ส านกควบคมและตรวจสอบอาคาร กรรมการและเลขานการ กรรมการและผชวยเลขานการ ดร.นครนทรา สงหรตน นางสาวอตนช สนศลาเกต วศวกรโยธาช านาญการพเศษ วศวกรโยธาปฏบตการ ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ นายกฤตธ กลนนช วศวกรโยธาปฏบตการ ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท v

สารบญ หนา ค าน า i บทน า ii สวนท 1 หลกเกณฑในการวเคราะห ออกแบบและก าหนดวธการเสรมความมนคงแขงแรง ของอาคารเพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

1.1 เปาหมายระดบสมมรถนะของอาคารและระดบความรนแรงของแผนดนไหว 1 1.2 การประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคารเพอใหสามารถ

ตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว 3

สวนท 2 การรวบรวมและตรวจสอบขอมลอาคารตามการกอสรางจรง 2.1 การรวบรวมขอมลอาคารตามการกอสรางจรง 5 2.2 การตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคาร 6

สวนท 3 วธการวเคราะหเพอการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารเพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

3.1 วธการวเคราะหโครงสราง 11 3.2 วธการประเมนความสามารถของอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว 12 3.3 วธการเสรมความมนคงแขงแรง 12

สวนท 4 ตวอยางการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคารตวอยางจ านวน 3 หลง

4.1 อาคารตนแบบหลงทหนง 17 4.2 อาคารตนแบบหลงทสอง 67 4.3 อาคารตนแบบหลงทสาม 123

บรรณานกรม 173

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 1

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรง ใหกบโครงสรางของอาคารเพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

สวนท 1 หลกเกณฑในการวเคราะห ออกแบบและก าหนดวธการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

1.1 เปาหมายระดบสมรรถนะของอาคารและระดบความรนแรงของแผนดนไหว การก าหนดเปาหมายระดบสมรรถนะเปนขนตอนแรกของกระบวนการเสรมความมนคงแขงแรง

ใหกบอาคารซงผออกแบบและเจาของอาคารตองมขอตกลงรวมกน ทงนการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารจะกระท าขนเพอแกไขโครงสรางอาคารใหมความแขงแรงเปนไปตามเปาหมายและวตถประสงคทก าหนดได ส าหรบการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคาร เพอบรรลวตถประสงคในการตานทานแรงแผนดนไหวนน มยผ. 1303-57 [1] ไดจ าแนกระดบสมรรถนะของอาคารไว 4 ระดบ ไดแก ระดบอาคารปฏบ ต งานได (Operational Level – OP) ระดบเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy Level – IO) ระดบปลอดภยตอชวต (Life Safety Level – LS) และระดบปองกนการพงทลาย (Collapse Prevention Level – CP) ซงสามารถอธบายโดยสรปไดดงน

1) ระดบอาคารปฏบตงานได (Operational Level – OP) • อาคารมสภาพใกลเคยงกบสภาพกอนเกดแผนดนไหว ไมมการเคลอนทระหวางชนอยางถาวร

โครงสรางโดยรวมยงคงสตฟเนสและก าลงสวนใหญของเดมไวได • สวนทไมใชโครงสรางไมมความเสยหาย ระบบไฟฟาและสาธารณปโภคตางๆ ใชงานไดถงแมวา

อาจตองใชระบบฉกเฉนชวยสนบสนน • อาคารยงคงมความปลอดภยสามารถเขาใชอาคารไดทนท • จดเปนระดบสมรรถนะอาคารทมความเสยงตอการสญเสยชวตและทรพยสนในระดบต าทสด

2) ระดบเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy Level – IO) • อาคารมสภาพใกลเคยงกบสภาพกอนเกดแผนดนไหวไมมการเคลอนทระหวางชนอยางถาวร

โครงสรางโดยรวมยงคงสตฟเนสและก าลงสวนใหญของเดมไวได • สวนทไมใชโครงสรางเกดความเสยหายนอย • ซอมแซมอาคารเลกนอยกสามารถใชงานไดตามปกต • จดเปนระดบสมรรถนะอาคารทมความเสยงตอการสญเสยชวตและทรพยสนในระดบต ามาก

3) ระดบปลอดภยตอชวต (Life Safety Level – LS) • โครงสรางมความเสยหายอยางมนยส าคญภายหลงการเกดแผนดนไหวแตไมพงทลาย • สวนทไมใชโครงสราง เชน ชนสวนทางสถาปตยกรรม ระบบเครองจกรกลและไฟฟาเกดความ

เสยหายแตไมมความเสยงจากวตถตกหลน • อาคารไมสามารถใชงานไดทนท ตองท าการตรวจสอบและซอมแซมอาคารกอนกลบเขาใชงาน • จดเปนระดบสมรรถนะอาคารทมความเสยงตอการสญเสยชวตและทรพยสนในระดบต า

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 2 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

4) ระดบปองกนการพงทลาย (Collapse Prevention Level – CP) • อาคารเกดความเสยหายโดยรวมรนแรงมาก • โครงสรางอาคารมสตฟเนสและก าลงคงคางอยนอยมากแตยงสามารถรบน าหนกบรรทกจากแรง

โนมถวงได ท าใหสามารถอพยพผใชอาคารสวนใหญได • มความเสยงตอการสญเสยชวตของผใชอาคารบางสวนเนองจากการพงทลายของชนสวนทไมใช

โครงสราง เปาหมายระดบสมรรถนะของอาคารทก าหนดขนจะสมพนธกบระดบความรนแรงของแรง (Force) ทกระท าตออาคาร โดยเมอพจารณาความสมพนธระหวางแรงทกระท าตออาคารกบการเสยรปของอาคารทเกดขนจะท าใหสามารถระบระดบสมรรถนะของอาคารไดตามขนาดของแรงทกระท าตออาคารไดดงตวอยางทแสดงในรปท 1.1-1 ทงนรายละเอยดของระดบสมรรถนะของอาคารแสดงไวในหวขอ 3.4 ตาม มยผ. 1303-57 [1]

Force

Deformation

Imm

edia

te O

ccu

pan

cy

(IO

)

Lif

e S

afet

y

(LS

)

Co

llap

se P

rev

enti

on

(CP

)

รปท 1.1-1 การระบสมรรถนะของอาคารตามความสมพนธระหวางแรงกระท ากบการเสยรป

จากระดบสมรรถนะของอาคารทกลาวมาแลวขางตนจะเหนวาการประเมนระดบสมรรถนะของอาคารจะขนอยกบระดบความรนแรงของแผนดนไหวทเลอกใชในการประเมน ทงน คมอการปฏบตประกอบมาตรฐานการประเมนและการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารในเขตทอาจไดรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว [2] (คมอปฏบตประกอบ มยผ. 1303-57) ไดอธบายถงระดบความรนแรงของแผนดนไหวไวคอนขางชดเจน ดงนนคมอฉบบนจงขอยกค าศพทและสาระส าคญทอางองจากคมอขางตน [2] มาสรปเพอใหเกดความเขาใจตรงกนอกครงดงน

• มาตรฐาน มยผ. 1302-52 [3] ส าหรบการออกแบบอาคารใหม ไดก าหนดคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณา (Maximum Considered Earthquake, MCE) ทคาบการสน 0.2 วนาท และคาบการสน 1 วนาท ส าหรบอ าเภอและจงหวดตางๆ ทวประเทศไทย ยกเวนพนทในแองกรงเทพ ทงน มยผ. 1302 นยามแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณา หรอ MCE ไวดงน “แผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณา หมายถง แผนดนไหวทมระดบความรนแรงสงสดทพจารณาซงความนาจะเปนทจะเกดแผนดนไหวรนแรงกวาระดบน (Probability of Exceedance) มคาเทากบรอยละ 2 ในชวงเวลา 50 ป หรอแผนดนไหวทมคาบการกลบ (Return Period) ประมาณ 2,500 ป”

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 3

• การค านวณแรงทใชส าหรบการออกแบบอาคารใหมตาม มยผ. 1302-52 [3] จะใชแผนดนไหวส าหรบการออกแบบ (Design Basis Earthquake, DBE) ซ งหมายถงแผนดนไหวทมระดบ ความรนแรงเทากบ 2 ใน 3 ของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณา (MCE) ซงในคมอการปฏบตประกอบมาตรฐาน มยผ. 1307-57 เรองการประเมนและการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารในเขตทอาจไดรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวไดระบวาการศกษาภยแผนดนไหวในประเทศไทยพบวาความรนแรงของแผนดนไหวส าหรบการออกแบบนมคาบการกลบทประมาณ 1,000 ป [2]

• ส าหรบการประเมนและการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารเกา มยผ. 1303-57 [1] ระบใหสเปกตรมผลตอบสนองมคาเปนครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหมทระบไวใน มยผ. 1302-52 [3] ซงแผนดนไหวทมระดบความรนแรงระดบนเรยกวา แผนดนไหวระดบความปลอดภยขนพนฐาน (Basic Safety Earthquake, BSE) โดยแผนดนไหวระดบนส าหรบประเทศไทยจะสอดคลองกบแผนดนไหวทมคาบการกลบประมาณ 225 ป

ตามขอสรปขางตน แผนดนไหวระดบความปลอดภยขนพนฐาน หรอ BSE จะใชส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมก าลงอาคารเกา โดย มยผ. 1303-57 [1] ระบใหก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารภายใตภยแผนดนไหวระดบ BSE ไวดงน

1) อาคารทวไปใหเสรมความมนคงแขงแรงขนต าดวยระดบเปาหมายเพอความปลอดภยขนพนฐาน (Basic Safety Objective, BSO) โดยระบใหอาคารมสมรรถนะในระดบปลอดภยตอชวต (LS) ภายใตแผนดนไหวระดบ BSE

2) อาคารส าคญใหเสรมความมนคงแขงแรงดวยระดบเปาหมายการเสรมสมรรถนะทดกวาระดบเปาหมายเพอความปลอดภยขนพนฐาน (Enhanced Rehabilitation Objective) โดยระบใหอาคารมสมรรถนะในระดบเขาใชงานไดทนท (IO) ภายใตแผนดนไหวระดบ BSE ทงนอาคารส าคญไดแก อาคารทจ าเปนตอความเปนอยของสาธารณชน สถานศกษาทรบนกเรยนหรอนกศกษาไดตงแตสองรอยหาสบคนขนไป และอาคารเกบวตถอนตราย ตามทไดระบไวใน มยผ. 1303-57 หวขอ 3.3.2 [1]

3) อาคารทมขอจ ากดใน ดานการปฏบ ตซ งท าใหการเสร มก าลงตามเปาหมายทก าหนดไว ใน มยผ. 1303-57 [1] ไมสามารถกระท าได อาจพจารณาลดเปาหมายการเสรมก าลงดวยระดบเปาหมายอยางจ ากด โดยอาจพจารณาเสรมก าลงอาคารดวยแรงแผนดนไหวทมระดบความรนแรงต ากวาระดบความปลอดภยขนพนฐาน หรอ BSE ทงนวศวกรผออกแบบตองระบเปาหมายและท ารายงานระบขอจ ากดของการเสรมความมนคงแขงแรง รวมถงใหเหตผลของการเลอกใชเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารอยางจ ากด ซงภายหลงการเสรมความมนคงแขงแรงแลวโครงสรางอาคารตองเปนไปตามขอก าหนดทระบไวใน ขอ 3.3.2 ของ มยผ. 1303-57 [1]

1.2 การประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคารเพอใหสามารถตานทาน แรงสนสะเทอนของแผนดนไหว การประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารจะเรมตนจากการก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตามความส าคญของอาคารดงทไดกลาวมาแลวในหวขอ 1.1 จากนนจะท าการรวบรวมขอมลตางๆ ของอาคารทตองการเสรมความมนคงแขงแรง ซงขอมลของอาคารทรวบรวมไดจะตองน ามาตรวจสอบความถกตองตามการกอสรางจรงอกครง โดยรายละเอยดของการรวบรวมและตรวจสอบขอมลอาคารตามการกอสรางจรงไดแสดงไวในสวนท 2 ของคมอฉบบน เมอทราบขอมลอาคาร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 4 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ครบถวนแลว ในล าดบถดไปจะด าเนนการประเมนสภาพอาคารเดมเพอประเมนสมรรถนะในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวตามวธการทระบไวใน มยผ. 1303-57 [1] หากผลการประเมนพบวาอาคารเดมมความมนคงแขงแรงเพยงพอตามระดบสมรรถนะของอาคารทไดก าหนดไวกไมจ าเปนตองท าการเสรมความมนคงแขงแรง แตหากวเคราะหโครงสรางแลวพบวาระดบสมรรถนะของอาคารไมเปนไปตามเปาหมายทก าหนดจะตองท าการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร หลงจากนนจะตรวจสอบผลการออกแบบอกครงเพอยนยนวาการเสรมความมนคงแขงแรงเปนไปตามเปาหมายระดบสมรรถนะทก าหนด ในกรณทผลการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงเปนไปตามเปาหมายและสามารถกระท าไดในทางปฏบตจงด าเนนการท ารายละเอยดการเสรมก าลงพรอมรายการประกอบแบบตอไป แตหากพบวาผลการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงไมเปนไปตามเปาหมายหรอไมสามารถกระท าไดในทางปฏบต ผออกแบบและเจาของอาคารอาจตองหารอเพอพจารณาปรบลดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงใหเปนระดบเปาหมายอยางจ ากดตามทระบไวในขอ 3.3.2 ของ มยผ. 1303-57 [1] ทงนตวอยางวธการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบจ านวน 3 หลงไดแสดงไวในสวนท 3 ของคมอน ขนตอนการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารเพอวตถประสงคในการตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวสรปไดเปนผงงานดงรปท 1.2-1

. 1303-57

รปท 1.2-1 ขนตอนการประเมนและออกแบบเสรมความแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคารเพอใหสามารถ

ตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 5

สวนท 2 การรวบรวมและตรวจสอบขอมลอาคารตามการกอสรางจรง

2.1 การรวบรวมขอมลอาคารตามการกอสรางจรง ขอมลเพอการประเมนสมรรถนะในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวของอาคารนนตอง

รวบรวมใหไดครบถวนทสดเทาทจะสามารถกระท าได ทงนขอมลอาคารเบองตนของอาคารทตองทราบมดงน [4,5]

• ขอมลทวไปของอาคาร ไดแก ชออาคาร สถานทตงอาคาร จ านวนชน ขนาดพนท ชอเจาของอาคาร ผครอบครองอาคาร ผจดการอาคาร ผออกแบบอาคาร ผควบคมงาน และผด าเนนการกอสราง วนทไดรบใบอนญาตกอสราง วนทกอสรางแลวเสรจ

• ประเภทของอาคารและลกษณะการใชอาคาร อาท อาคารเปนอาคารทวไปหรอเปนอาคารส าคญ เปนอาคารสงหรอเปนอาคารขนาดใหญ เปนอาคารส าหรบการชมนมคน การใชงานอาคารเปนตามประเภทของอาคารหรอไม จ านวนผใชอาคาร กจกรรมการใชอาคารตางๆ เวลาท าการ การตดตอกบผจดการอาคาร อาคารมการเกบเชอเพลงหรอวตถอนตรายอยางไร เปนตน

• รปแบบอาคารและระบบโครงสราง ไดแก ขอมลแบบกอสราง ขอก าหนดและรายการประกอบแบบ ประวตการตอเตมอาคาร ทงนขอมลแบบกอสรางจรงมความส าคญอยางมากทจะชวยท าใหการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารมความถกตองแมนย ามากยงขน ดงนนในกรณทไมมแบบกอสรางหรอมขอมลไมครบถวน ผประเมนจ าเปนตองท าการประเมนสภาพอาคารแบบละเอยด และควรจดท าผงอาคารแตละชนขนมาใหมเพอประโยชนในการประเมนรปแบบการรบน าหนกบรรทก ทงนจากขอมลแบบกอสรางทมหรอขอมลทจดท าขนใหมนจะน ามาใชในการพจารณารายละเอยดของระบบโครงสรางในประเดนตางๆ ไดแก ระบบตานทานแรงดานขาง (Lateral-Force-Resisting-System) ไดรบการออกแบบให ตานทานแรง สนสะเทอนของแผนดนไหวหรอไม รปแบบเปนอยางไร ระบบตานทานแรงในแนวดง (Vertical-Force-Resisting System) เปนรปแบบใด มความตอเนองของเสนทางการถายแรงหรอไม สวนทไมใชโครงสราง (Non-structural Component) มผลกระทบตอสตฟเนสหรอก าลงของโครงสราง หรอมผลกระทบตอความตอเนองของเสนทางการถายน าหนกบรรทกในโครงสราง (Structural Load Path) หรอไม

• สมบตของชนสวน ไดแก ขนาดและรายละเอยดทางเรขาคณตของชนสวนโครงสราง สมบตวสด รายละเอยดการยดตอกน (Interconnection) กบชนสวนอน ทเพยงพอตอการวเคราะหก าลงและการเคลอนท ในกรณทขอมลไมเพยงพอจ าเปนตองท าการประเมนสภาพอาคารอยางละเอยดเพมเตม

• ประเภทชนดนและฐานราก ไดแก สภาพผวดนและสภาพดนฐานราก ณ บรเวณทตงอาคาร รวมถงรปแบบของฐานราก ทงนในกรณทขอมลไมเพยงพอหรอมความจ าเปนอนๆ ผประเมนตองพจารณาส ารวจตรวจสอบสภาพดนและรปแบบฐานรากโดยละเอยดเพมเตม

• ขอมลระดบความรนแรงแผนดนไหว ณ ต าแหนงทตงอาคาร อาจพจารณาตามขอมลอางองทก าหนดไวใน มยผ. 1302-52 [3] และ มยผ. 1303-57 [1]

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 6 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

• ขอมลสวนประกอบทไมใชโครงสราง ไดแก ชนสวนอาคารทไมไดรบการออกแบบใหเปนโครงสรางส าหรบรบน าหนกบรรทกใดๆ เชน ชนสวนในหมวดงานสถาปตยกรรม และงานระบบ ซงจ าเปนตองส ารวจตรวจสอบวาชนสวนเหลานมโอกาสทจะไดรบผลกระทบจากแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวหรอไม และพจารณาความเปนอนตรายตอผใชอาคารเมอเกดความเสยหายตอชนสวนเหลาน

• อาคารและสงกอสรางขางเคยง ไดแก ระยะหางของอาคารกบอาคารขางเคยง และมสวนใดสวนหนงของอาคารขางเคยงอยภายในระยะรอยละ 1 ของความสงจากพนถงพนชนทพจารณา ในบรเวณซงอาจเกดการชนกนพจารณาผลกระทบของการกอสรางเพอเสรมก าลงอาคารทมตออาคารขางเคยง ขอจ ากดอนๆ ทอาจเปนอปสรรคตอการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร

2.2 การตรวจสอบขอมลและการประเมนสภาพอาคาร ขอมลของอาคารตามการกอสรางจรงทรวบรวมไดตองตรวจสอบขอมลกอนการน าไปใชประเมน

ความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนแผนดนไหวของอาคาร นอกจากนยงจ าเปนตองประเมนสภาพอาคารโดยการลงพนทตรวจสอบสภาพอาคารดวยสายตาเพอตรวจสอบความถกตองของแบบกอสรางทรวบรวมได รวมถงการเสอมสภาพขององคอาคารและวสดตางๆ

กรณไมพบการเสอมสภาพของวสด ผประเมนสามารถใชคาสมบตของวสดจากเอกสารการกอสรางเดมทรวบรวมไดโดยไมตองท าการทดสอบวสด แตการน าคาสมบตของวสดทไดมาจากการรวบรวมเอกสารรวมกบการตรวจสอบประเมนสภาพดวยสายตามาใชนน มยผ.1303-57 [1] ก าหนดใหใชตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) ส าหรบการค านวณก าลงขององคอาคารเทากบ 0.75

กรณทพบการเสอมสภาพของวสดหรอกรณทตองการประเมนสภาพแบบละเอยด ผประเมนตองด าเนนการทดสอบตามเกณฑทระบไวในหวขอ 4.2.6.2.1 ของ มยผ. 1303-57 [1] ทงนหากสมบตเชงกลของโครงสรางมคาสมประสทธของการแปรผน (Coefficient of Variation) มคาไมเกนรอยละ 25 สามารถใชคาตวประกอบความเชอมนของขอมลเทากบ 1.0 ได แตหากสมประสทธของการแปรผนมคามากกวารอยละ 25 หรอมความไมมนใจในขอมล ใหใชคาตวประกอบความเชอมนเทากบ 0.75 ทงนการประเมนสภาพอาคารโดยการตรวจสอบดวยสายตา และการประเมนสภาพอาคารแบบละเอยดมแนวทางการปฏบตดงหวขอตอไปน

2.2.1 การประเมนสภาพอาคารโดยการตรวจสอบพนจ การประเมนสภาพอาคารโดยการตรวจสอบพนจเปนกจกรรมบงคบทจ าเปนตองด าเนนการเมอ

ตองการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารเดม ทงนกอนลงพนทส ารวจผประเมนควรเตรยมความพรอมในเรองตางๆ ไดแก การรวบรวมขอมลอาคาร พกดทตง แบบกอสราง ภาพถาย แผนทการจดท ารายการขอมลอาคารทจ าเปนตองตรวจสอบเพมเตม การจดเตรยมอปกรณส าหรบการส ารวจ การประสานงานกบผจดการอาคารเพอขอเขาส ารวจ นอกจากนควรก าหนดเปาหมายของการตรวจสอบ โดยมประเดนหลกทควรค านงถงความถกตองดงตอไปน

• ตรวจสอบความถกตองของขอมลอาคารตามแบบกอสรางกบสภาพอาคารจรงในประเดน ขนาด มต และจ านวนองคอาคาร

• ความตอเนองของระบบการถายน าหนกบรรทก รายละเอยดของจดตอ ขนาดของสลกเกลยว ความหนาของวสดตอยด เปนไปตามทระบในแบบกอสราง

• การตอเตมหรอดดแปลงอาคาร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 7

• การปรบเปลยนรปแบบการใชงาน • ความทรดเอยงของอาคาร • การเสอมสภาพขององคอาคารและวสด ซงผส ารวจตองบนทกรายละเอยดทเกยวของกบความ

เสยหายและการเสอมสภาพใหละเอยดครบถวน อาท ความบกพรองของการกอสราง ทศทางและลกษณะรอยราว ขนาดความกวางและความลกของรอยราว การสลายตวของวสด การสกกรอนของผววสด การวบตของวสดอดรอยตอ การรวซมของน า การหลดลอนของผวคอนกรต การเกดสนมเหลก เปนตน

• น าหนกบรรทกหรอแรงตางๆ ทกระท าตอโครงสรางสอดคลองกบสมมตฐานตามขอมลทไดรบ • ความเสยงของสวนทไมใชโครงสรางตอการเกดอนตรายตอผใชอาคารเมอเกดแผนดนไหว • การตรวจสอบตองครอบคลมถงฐานรากในสวนทมองเหนได • การตรวจสอบสามารถกระท าในลกษณะสมไดโดย มยผ. 1303-57 [1] ก าหนดใหมตวแทนไมนอย

นอยกวารอยละ 20 ของชนสวนและจดตอในแตละชน • สภาพแวดลอมโดยรอบอาคารและสงกอสรางขางเคยง ความยากงายในการปรบเปลยนอาคาร

เพอเสรมความมนคงแขงแรง • การจดการระบบสาธารณปโภคตางๆ ภายในอาคารและ มความเกยวของมากนอยเพยงใดกบ

รปแบบการเสรมความมนคงแขงแรงอาคาร

2.2.2 การประเมนสภาพอาคารแบบละเอยด เมอขอมลของแบบกอสรางมไมครบถวน หรอขาดความเชอมนในขอมลทไดรบ การประเมนสภาพ

อาคารแบบละเอยดมความจ าเปนมาก ซงขอมลตางๆรวมถงผลจากการประเมนสภาพดวยการตรวจพนจทพบการเปลยนแปลงและการเสอมสภาพขององคอาคารเปนจ านวนมาก โดยการตรวจสอบสภาพอาคารแบบละเอยดกระท าไดหลายวธดงน

1) การทดสอบแบบไมท าลาย ดวยวธหาคาความแขงแรงของคอนกรตดวยคอนกระแทก (Rebound Hammer) ตาม มยผ. 1502-51 [6] มยผ.1502-51 ไดครอบคลมการใชคอนกระแทก (Rebound Hammer) ในการวดคาการสะทอน

อปกรณและสวนประกอบของคอนกระแทก ไดแสดงไวดงรปท 2.2-1

รปท 2.2-1 สวนประกอบของคอนกระแทกแบบสมดท (Schmidt’s Rebound Hammer) [6]

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 8 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

วธการใชงานคอนกระแทก ในการประเมนก าลงอดของคอนกรตมปจจยทมผลตอการทดสอบและขอควรระวง รวมถงการสรปผลการทดสอบและการแปลผลการทดสอบใหเปนไปตามทมาตรฐานระบไว โดยการทดสอบนจะไมสงผลเสยหายตอเสถยรภาพของโครงสราง สามารถท าการตรวจสอบไดอยางสะดวกและรวดเรว แมวาคาทไดจะเปนเพยงคาทใกลเคยงกบคาทแทจรง ดงนนจะตองมการน ามาตความรวมกบผลทดสอบตวอยางจากการเจาะแกนคอนกรตจงจะเพยงพอทจะน าผลมาใชในการประเมนคาความแขงแรงของโครงสราง โดยขอมลจากการทดสอบดวยคอนกระแทกจะใชประกอบการวเคราะหโครงสรางตอไป โดยจ านวนนอยทสดส าหรบการทดสอบหาคาสมบตของวสดคอนกรตและแนวทางในการเลอกต าแหนงส าหรบการทดสอบขององคอาคารทงหมด ใหเปนไปตามเกณฑใน มยผ.1303-57 (ขอ 4.2.6.2.1)

2) การทดสอบก าลงตานทานแรงอดของคอนกรต โดยวธการเจาะแกนคอนกรต การทดสอบก าลงตานทานแรงอดของคอนกรต การเกบชนสวนตวอยางจะประกอบดวยการน าชนสวน

แกนแทงคอนกรตมาตรฐานออกมาจากโครงสรางเดม โดยการเจาะแกนคอนกรต (Core Drilling) ทงนตองเลอกบรเวณทคาดวามหนวยแรงอดนอยทสด หรอบรเวณทกระทบตอเหลกเสรมนอยทสด กอนตวอยางทไดตองน าไปทดสอบหาก าลงตานทานแรงอดของคอนกรตในหองปฏบตการ ส าหรบการค านวณกรณทตวอยางรปทรงกระบอกทไดจากการเจาะมอตราสวนความสงตอเสนผานศนยกลางนอยกวาหรอเทากบ 2.00 ใหปรบแกคาความตานทานแรงอดทค านวณได โดยคณดวยคาคงทตามตารางท 2.2-1 เพอใหไดผลเทยบเทากบกอนตวอยางมาตรฐาน โดยรายละเอยดการน าชนสวนแทงคอนกรตออกจากโครงสรางใหใชตามวธทระบในมาตรฐาน ASTM C42/C42M-03 [7] และวธการทดสอบก าลงตานทานแรงอดของคอนกรตใหใชตามวธทระบใน มยผ. 1210-50 [8] โดยคาก าลงตานทานแรงอดของคอนกรตทไดจากหองปฏบตการจะน าไปแปลผลรวมกบคาทไดจากการทดสอบดวยวธการทดสอบแบบไมท าลายดวยคอนกระแทก (Rebound Hammer Test)

ตารางท 2.2-1 คาคงทส าหรบปรบแกคาความตานทานแรงอดส าหรบตวอยางทไดจากการเจาะ อตราสวนความสงตอเสนผาน

ศนยกลางของตวอยางทเจาะ (L/D) ตวคณส าหรบแกไขคาความตานทานแรงอด

2.00 1.00 1.75 0.98 1.50 0.96 1.25 0.93 1.00 0.87

3) การทดสอบแบบไมท าลาย ดวยวธทดสอบคอนกรตโดยใชคลนอลตราโซนก (Ultrasonic Pulse Velocity) ตาม มผย. 1504-51 [9] การทดสอบคอนกรตดวยคลนอตราโซนกสามารถประเมนสภาพของคอนกรตในโครงสรางคอนกรต

โดยอาศยการวดความเรวของคลนเสยงอลตราทเคลอนทในคอนกรต หลกการท างานของเครองทดสอบ คอ การปลอยคลนอลตราโซนกเขาไปในคอนกรต และจบเวลาทคลนใชในการเคลอนทจากตวสงสญญาณไปยงตวรบสญญาณ โดยมระยะหางระหวางตวรบและตวสงสญญาณคงท ซงผลของการทดสอบดวยวธการนสามารถตรวจสอบความเปนเนอเดยวกนของคอนกรต เปรยบเทยบคณภาพของคอนกรตทต าแหนงตางๆ ประเมนคณภาพของงานซอมแซม และประเมนความลกของรอยราวได

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 9

4) การส ารวจเหลกเสรมตาม มยผ. 1505-51 [10] การตรวจสอบดวยเครองมอแบบ Ferro Scan เปนการตรวจสอบเพอหาต าแหนง และจ านวน

เหลกเสรมของโครงสราง ซงการตรวจสอบดวยวธนเปนการตรวจสอบแบบไมท าลาย (Non-Destructive Test) และไมมผลเสยหายตอโครงสราง สามารถท าการตรวจสอบไดอยางสะดวกและรวดเรว ไดผลการทดสอบคอนขางชดเจนโดยเฉพาะต าแหนงและจ านวนของเหลกเสรม โดยสามารถน าผลการตรวจสอบทไดมาพจารณารวมกบการทดสอบอนๆ เพอประเมนคาความแขงแรงของโครงสรางตอไป การทดสอบจะเรมจากการตรวจสอบสภาพผวตวอยางทดสอบ โดยผวทตองการตรวจสอบตองคอนขางเรยบ จากนนท าการสแกนดวยเครองมอสแกนเพอหาเหลกเสรมในทศทางทสนใจ เมอท าการสแกนแลวเสรจ จะไดผลการตรวจสอบประกอบดวย ต าแหนง และระยะเรยงของเหลกเสนเสรมคอนกรต ตวอยางผลการส ารวจเหลกเสรมในคอนกรตดวย Ferro Scan เปนดงรปท 2.2-2

รปท 2.2-2 ตวอยางผลของการส ารวจเหลกเสรมในคอนกรตดวย Ferro Scan

5) การเจาะส ารวจและการทดสอบในสนาม การเจาะส ารวจดนจะใชวธ Boring Test คอใชแทงเหลกทเปนสวานหรอตวกระทงกวนดนและใชน า

เปนตวพาเอาดนขนมาจากหลมเจาะ ขนตอนเจาะส ารวจดนจะเรมตนดวยการตอกทอเหลกปองกน ดนพง (Steel Casing) ขนาดเสนผาศนยกลางประมาณ 4 นว ยาวประมาณ 3.00-6.00 เมตร น าแทงเหลกทเปนตวกวนดนซงตออยกบทอสง (Rod) หยอนลงไปกวนดน ทอสงเปนทอกลวงขณะกวนดนจะเปดน าใหไหลในทอสงไปออกทปลายลางตลอดเวลา การกวนดนจะกระท าอยางตอเนองจนไดความลกเพมขนตามล าดบ และจะเกบดนตวอยางทกๆ ชวงความลกดงรปท 2.2-3 เมอไดดนตวอยางแลวจะน าเขาหองปฏบตการเพอหาสมบตตางๆ ของดน เชนความชนของดน (Water Content), ขดจ ากดเหลว (Liquid Limit), ขดจ ากดพลาสตก (Plastic Limit), หนวยน าหนก (Unit Weight) ชนดของดน และก าลงรบแรงเฉอนของดน เพอน าไปใชในการก าหนดสมบตส าหรบการวเคราะหโครงสรางตอไป

รปท 2.2-3 การเจาะส ารวจในสนามและตวอยางดน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 10 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

6) การตรวจสอบความยาวเสาเขมดวยวธ Parallel Seismic Test การตรวจสอบดวยวธ Parallel Seismic Test เปนวธการทดสอบเพอหาคาความยาวเสาเขมของฐาน

อาคารในสนาม ทยอมรบกนวาใหคาใกลเคยงกบความเปนจรงและยอมรบไดมากทสดกคอ โดยหลกการของการทดสอบดวยวธน เปนการทดสอบเพอประเมนความยาวและความสมบรณของเสาเขม โดยเสาเขมทท าการตรวจหาความยาว จะอางองจากการขดส ารวจฐานรากและเสาเขม การตรวจหาความยาวเสาเขมดวยวธนจะใชวธตรวจจบคลนความสนสะเทอนทเกดจากการใชคอนเคาะทฐานราก ดวยการตรวจวดคาเวลาทคลนวงผานเสาเขม จากต าแหนงหวเสาเขมวงผานเขาไปในโครงสรางของเสาเขมและสงผานไปยงหวรบสญญาณทตดตงไวในทอ PVC ทท าการเจาะฝงไวในบรเวณขางเคยง โดยททอ PVC จะตองอยในแนวดงขนานกบเสาเขมและมความลกมากกวาความยาวเสาเขมทจะทดสอบ โดยคลนความสนสะเทอนจะเคลอนผานตวเสาเขมไปสตวรบสญญาณทหยอนลงไปในทอ PVC เมอใดทตวรบสญญาณหยอนลงลกเลยความยาวเสาเขม คลนทตรวจวดไดจากตวรบสญญาณจะเปลยนแปลง ซงกราฟความสมพนธระหวางเวลาทตรวจวดไดจากตวรบสญญาณเทยบกบความลกดงรปท 2.2-4 เปนกราฟทมลกษณะเปนเสนตรง โดยต าแหนงทมการเปลยนแปลงคาความชนของกราฟเสนตรงเปนต าแหนงทแสดงปลายของเสาเขมนน

รปท 2.2-4 ตวอยางผลการตรวจสอบความยาวเสาเขมดวยวธ Parallel Seismic Test

ความ

ลก (เ

มตร)

ระยะเวลาทคลนผานตวกลาง (มลลวนาท)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 11

สวนท 3 วธการวเคราะหเพอการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

3.1 วธการวเคราะหโครงสราง คมอนมเปาหมายทจะน าหลกการและขอก าหนดทระบไวใน มยผ. 1303-57 [1] มาขยายความและ

แสดงตวอยางการประเมนและเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารเพอตานทานแรง สนสะเทอนของแผนดนไหวจ านวนทงสน 3 อาคาร ในสวนของการวเคราะหโครงสรางอาคารนน มยผ. 1303-57 [1] ไดแนะน าวธการวเคราะหโครงสรางไว 4 วธการ ซงการเลอกใชวธวเคราะหแบบใดขนกบขอจ ากดดานขอมล เวลา ความสลบซบซอนของโครงสราง ระดบความละเอยดทจ าเปน และความรนแรงของแผนดนไหว ซงสามารถสรปหลกการโดยสงเขปของแตละวธไดดงน

วธสถตเชงเสน (Linear Static) เปนการวเคราะหโครงสรางอาคารทสมมตใหแรงทเกดจากแผนดนไหวกระจายเปนแรงแบบสถตกระท าทางดานขางของอาคาร และวเคราะหโครงสรางโดยอยบนสมมตฐานวาโครงสรางอาคารทถกกระท าดวยแผนดนไหวยงอยในชวงเชงเสน

วธสถตไมเชงเสน (Nonlinear Static) หรอทเรยกวา วธ Pushover Analysis เปนการวเคราะหโครงสรางอาคารทสมมตใหแรงทเกดจากแผนดนไหวกระจายเปนแรงแบบสถตกระท าทางดานขางของอาคารเชนเดยวกบวธแรก แตจะอาศยการวเคราะหโครงสรางแบบไม เชงเสน (Nonlinear) เพอใชประมาณผลตอบสนองของอาคารเนองมาจากแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

วธพลศาสตรเชงเสน (Linear Dynamic) เปนวธวเคราะหทมพนฐานบนหลกการพลศาสตรของโครงสราง (Structural Dynamics) โดยพจารณาถงผลตอบสนองของโครงสราง การเสยรป และแรงภายในองคอาคาร ทเปลยนแปลงไปตามเวลา การวเคราะหดวยวธพลศาสตรมวธวเคราะหอยสองวธหลก ไดแก วธผลตอบสนองแบบโหมด (Response Spectrum Analysis) และวธแบบประวตเวลา (Time-History Analysis) วธผลตอบสนองแบบโหมด เปนวธหาการผลตอบสนองของโครงสรางโดยพจารณาการตอบสนองของโครงสรางทมรปแบบการสนไหวเปนโหมดตางๆ ทสามารถหาไดจากการแกสมการทางคณตศาสตร ซงในแตละโหมดจะเปนตวแทนการสนของโครงสรางในลกษณะทแตกตางกน ทงนการวเคราะหในรปแบบนจะสามารถหาผลการเสยรปและแรงภายในองคอาคารสงสดทจะเกดขน สวนวธแบบประวตเวลา เปนวธวเคราะหทพจารณาการตอบสนองของโครงสรางทมตอแผนดนไหวทเนองมาจากการสนไหวของพนดน โดยท าการแบงชวงเวลาทเกดแผนดนไหวเปนชวงเวลายอยๆ และท าการหาผลตอบสนองของโครงสรางในแตละชวงเวลา วธนจะท าใหสามารถหาประวต (History) ของผลตอบสนองทตองการได ตงแตแผนดนไหวเรมตนจนถงสนสด

วธพลศาสตรไมเชงเสน (Nonlinear Dynamic) เปนวธทใหผลตอบสนองทใกลความเปนจรงทสด แตการวเคราะหจะตองใชขอมลทครบถวน และใชเวลาในการวเคราะหอยางมาก โดยมหลกการทใกลเคยงกบวธประวตเวลาทกลาวไวขางตน แตจะพจารณาถงการเสยรปในชวง Inelastic และการสญเสยก าลงจากการเสยรปแบบไปกลบ (Cyclic Strength Degradation) วธนจ าเปนส าหรบอาคารในเขตแผนดนไหวรนแรงมาก เชนในญปน หรอแคลฟอรเนย

การเลอกใชวธวเคราะหโครงสรางทง 4 วธทกลาวมาขางตน ขนอยกบความซบซอนของโครงสราง ความรนแรงของแผนดนไหว และความตองการความละเอยดแมนย าของผลการวเคราะห ส าหรบคมอฉบบนจะมงเนนวธการวเคราะหโครงสรางแบบสถตเชงเสนและพลศาสตรเชงเสนเปนหลก ซงวธการทง 2 วธนเปนวธการทวศวกรทวไปมความคนเคยและงายตอความเขาใจ อยางไรกตามวธการวเคราะหทง 2 วธการนม

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 12 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ขอจ ากดในดานความไมสม าเสมอของรปทรงโครงสราง และอตราสวนระหวางแรงทตองตานทาน (Demand) กบก าลงตานทาน (Capacity) หรออตราสวน DCR (Demand-capacity Ratio) ตามทระบไวในหวขอ 5.2.1 ของ มยผ. 1303-57 [1] ดงนนในกรณทตองการใชวธการแบบเชงเสนประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารหลงจากทท าการเสรมความมนคงแขงแรงแลว จ าเปนตองตรวจสอบความไมสม าเสมอของรปทรงอาคารและอตราสวน DCR วาเปนไปตามขอก าหนดทระบไวในหวขอ 5.2.1 และ 5.2.3 ของ มยผ. 1303-57 [1]

3.2 วธการประเมนความสามารถของอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว การประเมนความสามารถของอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวนน มยผ. 1303-57

[1] หวขอ 3.3.4 ไดก าหนดวธการประเมนไว 2 วธ ดงน 1) วธการตรวจสอบระดบสมรรถนะหรอวธการและขอก าหนดในสวนท 5 ของ มยผ. 1303-57 [1] วธการนจะท าการประเมนระดบสมรรถนะของอาคารโดยใชคาแรงแผนดนไหวทไดรบการปรบแกตาม

หวขอ 3.5.1 หรอ 3.5.2 ใน มยผ. 1303-57 [1] ซงระบใหสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางมคาเปนครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบดวยวธพลศาสตรตาม มยผ. 1302-52 [3] ทงนในกรณทใชวธการวเคราะหโครงสรางแบบเชงเสน การประเมนระดบสมรรถนะของชนสวนอาคารจะอาศยคาตวประกอบปรบแกความเหนยว (m-factor) ของชนสวนโครงสรางทสอดคลองกบระดบสมรรถนะตางๆ ของโครงสรางตามทระบไวในสวนท 7 ของ มยผ. 1303-57 [1] รวมถงคาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) ซงไดกลาวไวแลวในสวนท 2 ของคมอน

2) วธการเสมอนออกแบบอาคารใหม วธการนจะใชคาแรงแผนดนไหวตามหวขอ 3.5.1 หรอ 3.5.2 ใน มยผ. 1303-57 [1] เชนเดยวกบวธการ

ตรวจสอบระดบสมรรถนะ แตจะอาศยขอก าหนดและเงอนไขตางๆ ทเกยวกบผลของแรงแผนดนไหว ตลอดจนวธการวเคราะหโครงสรางตาม มยผ. 1302-52 [3] โดยใหใชคาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (Response Modification Factor, R) ตามตารางท 3.3-1 ในมาตรฐาน 1303-57 [1] โดยท าการตรวจสอบวาคาแรงภายในทเกดจากแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวซงไดลดทอนดวยคา R แลว รวมกบผลของแรงอนๆ ตามทก าหนดใน มยผ. 1302-52 [3] ตองมคาไมเกนก าลงตานทานของชนสวนนนซงไดรบการลดทอนก าลงดวยคาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) แลว ทงนวธการเสมอนออกแบบอาคารใหมนจะไมสามารถระบระดบสมรรถนะของอาคารไดอยางการประเมนดวยวธการตรวจสอบระดบสมรรถนะ

3.3 วธการเสรมความมนคงแขงแรง การเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารสามารถท าไดหลายวธ มยผ. 1303-57 [1] สวนท 8 ได

แนะน าวธการเสรมความมนคงแขงแรงไวพอสงเขป โดยแนวทางการเสรมก าลงอาคารดวยวธการตางๆ จ าแนกไดเปน 4 แนวทางหลก ดงตอไปน

3.3.1 การเสรมความมนคงแขงแรงใหแกชนสวนโครงสรางเดมเฉพาะท การเสรมความมนคงแขงแรงใหแก ชน สวนโครงสรางเดม เฉพาะท (Local Modification of

Components) ทสามารถด าเนนการไดดวยวธการตางๆ ดงตอไปน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 13

• การเสรมก าลงเฉพาะทโดยการหมดวยปลอกเหลก เทคนคการเสรมก าลงเฉพาะโดยการหมดวยปลอกเหลก (Steel Jacketing) เปนวธทไดมการศกษา

อยางกวางขวางในอดต โดยในชวงแรก งานวจยทเกยวกบการเสรมก าลงเสาโดยหมดวยปลอกเหลก จะเปนการศกษาเพอน ามาใชในการเสรมก าลงเสาสะพานคอนกรตเสรมเหลก [11] และเปนวธทนยมใชเรอยมาซงในปจจบนทไดมการน าไปใชในการเสรมก าลงเสาอาคาร โดยลกษณะการเสรมก าลงจะกระท าโดยน าเหลกแผนมาประกอบรอบเสาโดยการเชอมในท และมการเวนระยะชองวางไวเลกนอยส าหรบท าการอดซเมนตเขาไปในชองวางเพอใหแผนเหลกกบเนอวสดเดมของเสาประสานกน ในการหมอาจพนตลอดชวงความสงของเสา หรอหมเฉพาะบรเวณทจะเกดจดหมนพลาสตก โดยจะหมใหพนจากโคนเสาเปนระยะเลกนอย การหมเสาลกษณะนสามารถน ามาแกปญหาก าลงรบแรงเฉอน ปญหาการวบตจากการตอทาบเหลกเสรม และปญหาจากการมปรมาณเหลกปลอกต าเกนไป ซงปญหาเหลาน ลวนเปนปญหาของเสาอาคารทไมไดถกออกแบบใหรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว ลกษณะรปแบบการหมเสาดวยแผนเหลกแสดงในรปท 3.3-1

รปท 3.3-1 ตวอยางและรายละเอยดการเสรมก าลงเสาดวยการหมดวยแผนเหลก [12]

• การเสรมก าลงเฉพาะทโดยการพอกดวยคอนกรต (Concrete Jacketing) เทคนคการเสรมก าลงโดยการพอกดวยคอนกรตเปนวธการทไดมการใชอยางกวางขวาง โดยใน

หลกการคอการขยายขนาดขององคอาคาร และอาศยการยดเกาะระหวางองคอาคารเกากบสวนทพอกใหม ใหท างานพรอมกนในลกษณะองคอาคารรบแรงอด (Composite Member (FEMA 172) [13]) โดยองคอาคารเกาและสวนทจะพอกใหมจะถายผานแรงถงกนผานพนผวทมการเตรยมใหมความขรขระรวมกบการใชเหลกเดอย (Shear Key) ทถกฝงเปนระยะๆ ตามทค านวณได การเสรมก าลงลกษณะนสามารถท าไดทงในสวนของเสา คาน และบรเวณจดตอ ตวอยางการเสรมก าลงดวยการพอก แสดงในรปท 3.3-2

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 14 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 3.3-2 ตวอยางและรายละเอยดการเสรมก าลงเสาดวยการพอก (Concrete Jacketing)

• การเสรมก าลงเฉพาะทโดยการหมดวยวสดเชงประกอบ ในปจจบนเทคนคการเสรมก าลงเสาโดยใชการหมดวยวสดเชงประกอบ (Composite Material

Jacketing) ซงมทงทท ามาจากเสนใยแกว (Glass Fiber) เสนใยคารบอน (Carbon Fiber) และเสนใยอะรามด(Aramid Fiber) [14] โดยรปแบบทนยมใชงานกมทงแบบ (1) พนรอบเสาเตมทงผน (2) พนเปนวงเดยวๆ และ (3) พนตอเนอง [15] ดงแสดงในรปท 3.3-3

10 dia.12mm

15mm

stirrups dia.8mm

dia.400mm

Section A

20

00

mm

Q

AA

Q

Q

AA

Q

AA

Q

Q

20

0m

m

20

0m

m

Full warp Partial warp Helical warp รปท 3.3-3 ลกษณะการพนโดยพอลเมอรเสรมก าลงดวยไฟเบอร (Fiber Reinforced Polymer) รอบเสา [15]

ในหลกการของการใชวสดเชงประกอบในการเสรมก าลงนนคลายกบการใชแผนเหลก กลาวคอใชในการเพมการโอบรด (Confinement) เพอแกปญหาเกยวกบก าลงรบแรงเฉอน ปญหาการวบตจากการตอทาบเหลกเสรม และปญหาจากการมปรมาณเหลกปลอกต าเกนไป แตการใชวสดเชงประกอบมขอด คอการท างานทงายกวาและตดตงไดรวดเรวกวา งานวจยทเกยวกบการน าวสด Fiber Reinforced Polymer (FRP) มาใชใน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 15

งานเสรมก าลงเสานนไดท ากนมาอยางจรงจงและตอเนอง โดยในชวงแรกงานวจยทเกยวกบการเสรมก าลงเสา จะมงความสนใจไปทเสาหนาตดกลมเนองจากท าการวเคราะหไดงายและดวยลกษณะการหมของ FRP ดงรปท 3.3-4 [16] ในเสากลมทสรางการบบรดไดดกวาเสาเหลยม แตในปจจบนการพฒนาความสามารถของ FRP ในเสาเหลยมกมเพมขนตามล าดบ

รปท 3.3-4 ลกษณะการพน FRP รอบเสาสะพาน [16]

3.3.2 การเสรมก าลงโดยรวมของทงอาคาร ในสวนการเสรมก าลงโดยรวมของทงอาคาร มวตถประสงคเพอลดการเคลอนตวดานขาง (Lateral Drift)

หรอลดการบดตว (Torsional Deformation) ของโครงอาคารโดยรวม การเสรมก าลงโดยรวมของทงอาคารสามารถท าไดหลายวธ เชน การเสรมก าแพงรบแรงเฉอนคอนกรตเสรมเหลก การใชโครงสรางเหลก หรอโครงยดรงเหลก การเสรมก าลงเหลานจะท าใหโครงอาคารทงหลงมก าลงหรอความเหนยวเปลยนแปลงไป ดงตวอยางทแสดงในรปท 3.3-5 [17] ซงแสดงถงผลกระทบของการเสรมก าลงโดยใชองคอาคารประเภทตางๆ

รปท 3.3-5 ลกษณะการเสรมก าลงอาคารโดยรวมแบบตางๆ [17]

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 16 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

3.3.3 การเสรมก าลงโดยการตดตงอปกรณควบคมการสนสะเทอน ในบางกรณการตดตงอปกรณควบคมการสนสะเทอนเพอเพมความหนวงใหระบบโครงสรางอาจเปน

วธการทเหมาะสม โดยการตดตงอปกรณดงกลาวสามารถลดผลกระทบจากแรงแผนดนไหวทมตอระบบโครงสรางโดยรวมได ทงน มยผ.1303-57 [1] ไดแนะน าแนวทางส าหรบการใชอปกรณสลายพลงงานแบบตดตงภายหลง (Passive Installation) ไวในหวขอ 8.4 ส าหรบในประเทศไทยไดมการพฒนาองคอาคารเหลกทเรยกวา Buckling Restrained Brace (BRB) ส าหรบใชในการเสรมก าลงอาคารในประเทศ โดยศกษาตวแปรทมผลตอพฤตกรรม วธออกแบบ และรายละเอยดการกอสราง และท าการทดสอบ BRB ทพฒนาขนในหองปฏบตการ นอกจากนนยงไดน า BRB ไปใชในการเสรมก าลงอาคารคอนกรต โดยท าการทดสอบตวอยางสวนอาคารยอย (Sub-assemblage) ซงประกอบดวยเสาคอนกรต และ BRB ซงผลการทดสอบแสดงใหเหนวา BRB สามารถปรบปรงพฤตกรรมขององคอาคารเดมได ทงน มยผ.1303-57 [1] ไดใหแนวทางการใชค ายนแบบไมโกงเดาะ Buckling Restrained Brace (BRB) ไวในหวขอ 8.5 โดยรายละเอยดการเสรมก าลงดวยการใช BRB สามารถศกษาแนวทางเพมเตมไดจากคมอการปฏบตประกอบ มยผ. 1303-57 [2]

3.3.4 การเสรมความแขงแรงใหกบฐานราก ในการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตามแนวทางทง 3 แนวทางทกลาวมาแลวขางตน สง

ส าคญทตองค านงถงเสมอคอความแขงแรงของฐานราก ซงตองท าการตรวจสอบความมนคงแขงแรงหลงจากออกแบบเสรมก าลงองคอาคารสวนบน ส าหรบรายละเอยดการประเมนและเสรมความมนคงใหแกฐานรากอาคารสามารถศกษาไดจากหวขอ 8.6 ตาม มยผ. 1303-57 [1] และคมอการปฏบตประกอบ มยผ. 1303-57 [2]

ส าหรบรายละเอยดของแนวทางการตรวจสอบ ประเมน วเคราะห และออกแบบ รวมถงการก าหนดวธการเสรมความมนคงแขงแรงสามารถศกษารายละเอยดเพมเตมไดจากกรณศกษาทง 3 ตวอยางดงจะกลาวไวโดยละเอยดในสวนท 4

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 17

สวนท 4 ตวอยางการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสราง ของอาคารตวอยางจ านวน 3 หลง

สวนนจะแสดงตวอยางการวเคราะหเพอประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคารตวอยางเพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวไดในระดบทกฎหมายก าหนดโดยอาศยแนวทางตาม มยผ.1303-57 เปนหลกปฏบต ทงนอาคารตวอยางจ านวน 3 หลงเปนอาคารส านกงานของภาครฐขนาดกลาง อาคารโรงเรยน และอาคารส านกงานของภาครฐขนาดใหญ โดยอาคาร 2 หลงแรกจะใชวธการเสมอนออกแบบอาคารใหมส าหรบการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง สวนอาคารหลงท 3 ซงเปนอาคารส านกงานของภาครฐขนาดใหญจะท าการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงดวยวธการตรวจสอบระดบสมรรถนะ ดงรายละเอยดไดตามล าดบดงหวขอตอไปน 4.1 อาคารตนแบบหลงทหนง

อาคารตนแบบหลงทหนงก าหนดใหเปนตวแทนอาคารส านกงานของภาครฐ สง 2 ชน พนทใชสอยประมาณ 1,200 ตารางเมตร มลกษณะดงรปท 4.1-1 ตงอยในพนทบรเวณท 2 ตามกฎกระทรวงก าหนดการรบน าหนก ความตานทาน ความคงทนของอาคารและพนดนทรองรบอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว พ.ศ. 2550 ทงนสมมตวาพนทตงอาคารอยในบรเวณทมคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณาทคาบการสน 0.2 วนาท (

SS ) และคาบการสน 1 วนาท (1S ) เทากบ

0.749 และ 0.209 ตามล าดบ โดยวธการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงสามารถแสดงรายละเอยดไดดงตอไปน

รปท 4.1-1 ตวอยางภาพอาคารส านกงานของภาครฐซงก าหนดใหเปนอาคารตนแบบหลงท 1

4.1.1 ก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 1 การก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารและการประเมนระดบความรนแรงของ

แผนดนไหวจะขนอยกบลกษณะอาคารและพนทตงของอาคาร ส าหรบกรณศกษาอาคารตนแบบหลงท 1 นไดก าหนดใหเปนอาคารทมระดบความส าคญสงมาก (ระดบ IV ตาม มยผ. 1302-52) เนองจากก าหนดใหใชเปนอาคารศนยอ านวยการเพอบรรเทาสาธารณภยกรณเกดเหตแผนดนไหว ดงนนการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารตวอยางนจงตองก าหนดเปาหมายใหอยในระดบการเสรมสมรรถนะทดกวาระดบเปาหมายเพอความปลอดภยขนพนฐาน (Enhanced Rehabilitation Objective) โดยอาคารตองมระดบสมรรถนะในระดบเขาใชงานไดทนท (IO) ภายใตแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในระดบ BSE ดงทกลาวไวแลวในสวนท 1 อยางไรก

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 18 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตามตวอยางนจะแสดงวธการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงดวยวธการเสมอนออกแบบอาคารใหมหรอวธการท 2 ตามหวขอ 3.3.4 ใน มยผ.1303-57 แทนการตรวจสอบระดบสมรรถนะของอาคาร ดงนนคาตวประกอบความส าคญ (I) ตามระบในตารางท 1.5-1 ใน มยผ. 1302-52 ซงกรณศกษานจะมคาเทากบ 1.5 สวนคาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (R) จะอางองตามตารางท 3.3-1 ใน มยผ. 1303-57

4.1.2 ประเมนระดบความรนแรงของแผนดนไหว ระดบความรนแรงของแผนดนไหวตามทก าหนดไวในหวขอ 3.5 ใน มยผ. 1303-57 จะเปนระดบความ

รนแรงของแผนดนไหวอนเกดจากการสนไหวของพนดน โดยระดบความรนแรงจากการสนไหวของพนดนขนอยกบระยะหางของต าแหนงทตงอาคารกบรอยเลอน และลกษณะชนดนทตงอาคาร รวมถงคาบการกลบของแผนดนไหวทเลอกพจารณา โดยวศวกรผประเมนสามารถใชสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสราง ซงมยผ. 1303-57 ก าหนดใหมคาเปนครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบตาม มยผ. 1302-52 อนเทยบเคยงไดกบแผนดนไหวทมระดบความรนแรงในระดบความปลอดภยขนพนฐาน (Basic Safety Earthquake, BSE)

การสรางสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางจ าเปนตองอาศยการรวบรวมขอมลสภาพชนดนของพนทตงอาคาร ดงนนวศวกรผมหนาทประเมนตองรวบรวมขอมลสภาพชนดนหรอพจารณาเจาะส ารวจชนดนเพอใหไดขอมลทสอดคลองกบสภาพความเปนจรงมากทสด อยางไรกตามในกรณทไมสามารถท าการส ารวจดนได ผประเมนอาจพจารณาสมมตใหชนดนเปนแบบดนปกต (ประเภท D) ตามทระบใน มยผ. 1302-52

4.1.3 การรวบรวมขอมลของอาคารตนแบบหลงท 1 การรวบรวมขอมลอาคารตามการกอสรางจรงเปนขนตอนทมความจ าเปนอยางมากส าหรบการประเมน

สมรรถนะในการรบน าหนกบรรทกตางๆ ดงนนผประเมนตองรวบรวมขอมลทส าคญตางๆ ใหครบถวนทสดดงทกลาวไวแลวในสวนท 2 ส าหรบตวอยางอาคารตนแบบหลงท 1 นจะสมมตวาสามารถรวบรวมขอมลของอาคารตามการกอสรางจรงได โดยสรปดงน

1) ขอมลทวไปของอาคาร อาคารตนแบบหลงท 1 เปนอาคารคอนกรตเสรมเหลกสง 2 ชน กวาง 24 เมตร ยาว 40 เมตร สง

7.65 เมตร มพนทใชสอยประมาณ 1,200 ตารางเมตร อาคารกอสรางแลวเสรจเมอประมาณป 2537 และไมไดรบการค านวณออกแบบใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว แบบแปลนพนชนลางและพนชนบนแสดงไดดงรปท 4.1-2 และรปท 4.1-3

2) ลกษณะการใชอาคาร ลกษณะการใชงานของอาคารก าหนดใหเปนอาคารส านกงาน และตองการใชเปนอาคารศนย

อ านวยการเพอบรรเทาสาธารณะภยกรณเกดเหตภยแผนดนไหว ดงนนประเภทความส าคญของอาคารจงตองพจารณาใหอยในระดบสงมาก (ระดบ IV ตาม มยผ. 1302-52)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 19

รปท 4.1-2 แบบแปลนพนชนลางของอาคารตนแบบหลงท 1

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 20 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.1-3 แบบแปลนพนชนบนของอาคารตนแบบหลงท 1

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 21

3) รปแบบอาคารและระบบโครงสราง จากขอมลตามแบบกอสรางพบวาโครงสรางของอาคารชนลางและชนบนเปนระบบเสา-คานคอนกรต

เสรมเหลก พนทงสองชนมลกษณะเปนพนคอนกรจเสรมเหลกหลอในท โครงหลงคาเปนเหลกโครงสรางรปพรรณ ระบบตานทานแรงดานขาง (Lateral-Force-Resisting System) ไมไดรบการออกแบบใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ระบบตานทานแรงในแนวดง (Vertical-Force-Resisting System) มเสนทางการถายแรงตอเนองสมบรณ อาคารมความไมสม าเสมอของรปทรงโครงสรางในแนวระนาบในรปแบบความไมสม าเสมอจากการมมมหกเขาขางใน (รปแบบท 2 ตามหวขอ 2.4.2.1 ใน มยผ. 1302-52)

4) สมบตของวสดจากแบบแปลนรายละเอยด ขอมลจากแบบกอสรางใหรายละเอยดทางเรขาคณตของชนสวนอาคารรวมถงรายละเอยดการเสรม

เหลกเพยงพอตอการประเมน ขอมลสมบตของวสดทไดจากแบบแปลนรายละเอยดระบคาก าลงรบแรงอดประลยทรงกระบอกของคอนกรตทอาย 28 วน เทากบ 19.62 เมกะปาสกาล ก าหนดใหใชเหลกเสนกลมชนคณภาพ SR-24 ส าหรบเหลกเสรมขนาดเสนผานศนยกลาง 6 มม. และ 9 มม. สวนเหลกเสรมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. ขนไปก าหนดใหใชเหลกขอออยชนคณภาพ SD-30 รายละเอยดการยดตอกน (Interconnection) ของชนสวนอาคารมการก าหนดตามมาตรฐานงานกอสรางทวไป ทงนแมวาขอมลจากแบบกอสรางและแบบแปลนรายละเอยดจะคอนขางครบถวนสมบรณ มยผ. 1303-57 ยงก าหนดใหผประเมนตองท าการตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคารโดยการตรวจสอบดวยสายตา ซงผประเมนอาจอาศยการตรวจสอบโครงสรางคอนกรตเสรมดวยวธตรวจพนจ (Visual Inspection Method) ตาม มยผ. 1501-51 เปนแนวทางได

5) ประเภทชนดนและงานฐานราก ขอมลตามแบบกอสรางระบลกษณะฐานรากอาคารเปนระบบฐานรากตน โดยแบบแปลนระบใหดนฐาน

รากสามารถรบน าหนกปลอดภยไดไมนอยกวา 58.86 กโลนวตนตอตารางเมตร ทงนขอมลสภาพผวดนและสภาพดนฐานรากในบรเวณทตงอาคารมไมเพยงพอส าหรบการค านวณก าลงความตานทานของดนฐานราก ดงนนการส ารวจสภาพชนดนจงเปนกจกรรมทตองด าเนนการ

4.1.4 การตรวจสอบขอมลและการประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 1 1) การประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 1 โดยการตรวจสอบดวยสายตา

จากการลงพนทตรวจสอบขอมลและประเมนอาคารตนแบบหลงท 1 พบวา ชนสวนโครงสรางตางๆ ของอาคาร ไดแก เสา คาน และพน มมต ขนาด และความยาวเปนไปตามทก าหนดในแบบแปลนรายละเอยด ไมพบรอยราวหรอการเสอมสภาพของชนสวนโครงสรางทบงชวาอาคารไมมนคงแขงแรง ไมพบความเสยหายจากการวบตของโครงสรางและสวนตางๆ อาคารไมมการทรดหรอเกดการเอยงตว ความตอเนองของระบบการถายแรง รายละเอยดของจดตอโดยรวมเปนไปตามแบบรายละเอยดทไดท าการรวบรวมมา ไมพบการดดแปลงโครงสรางทสงผลกระทบความมนคงแขงแรงของโครงสรางและเสนทางการถายแรงอยางมนยส าคญ ไมพบสวนทไมใชโครงสรางทมผลกระทบตอความตอเนองของเสนทางการถายแรงในโครงสราง สวนทไมใชโครงสรางบางสวนอาจมความเสยงตอการเกดอนตรายตอผใชอาคารในกรณเกดเหตแผนดนไหวควรพจารณาเสรมความมนคงหรอปรบปรงแกไขตามความเหมาะสมเพอความปลอดภยของผใชอาคาร ไมมสวนของฐานทสามารถตรวจสอบไดดวยสายตาและพบวาอาจมความเสยงตอโครงสรางอาคารมากเกนไปหากท าการขดส ารวจ ดงนนขอมลขนาดมตของฐานรากจ าเปนตองยดตามขอมลทรวบรวมไดจากแบบแปลนรายละเอยด สภาพโดยรอบตว

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 22 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

อาคารรวมถงสงกอสรางขางเคยงมระยะหางมากกวารอยละ 1 ของความสงจากพนถงชนทพจารณาจงไมจ าเปนตองตรวจสอบการชนกนของอาคาร การตอเตมเพอเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางมแนวโนมทสามารถด าเนนการไดในทกรปแบบทระบไวในสวนท 3

2) การประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 1 แบบละเอยด จากการรวบรวมขอมลของอาคารตนแบบหลงท 1 และการประเมนสภาพอาคารตามทกลาวมาแลว

ขางตน พบวาขอมลทรวบรวมไดคอนขางสมบรณอยางไรกตามเนองจากอาคารมการกอสรางและใชงานมาเปนเวลานานพอสมควร ผประเมนจงควรพจารณาตรวจสอบและประเมนสภาพอาคารแบบละเอยดเพมเตมตามเกณฑทกลาวไวแลวในหวขอ 2.2 หรอศกษารายละเอยดเพมเตมไดจากหวขอ 4.2.5 ตาม มยผ.1303-57 โดยตวอยางผลการประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 1 แบบละเอยดสมมตวามผลสรปไดดงน

2.1) การตรวจสอบก าลงรบแรงอดประลยเฉลยของคอนกรตดวยการเจาะแกนคอนกรต พบวามคาก าลงอดประลยเฉลยเทากบ 18.34 เมกะปาสกาล ซงนอยกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบไวในแบบแปลนรายละเอยด

2.2) การตรวจสอบก าลงรบแรงอดของคอนกรตดวยวธการทดสอบแบบไมท าลายดวยคอนกระแทก พบวามคาก าลงอดเฉลยเทากบ 32.56 เมกะปาสกาล ซงมคาสงกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบไวในแบบแปลนรายละเอยด อยางไรกตามการทดสอบหาก าลงอดของคอนกรตดวยการใชเครองมอคอนกระแทกเปนวธการประมาณคาก าลงอดคอนกรตในทางออม ดงนนจงควรเลอกใชคาก าลงอดประลยเฉลยทไดจากการเจาะแกนคอนกรตในการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร

2.3) การตรวจสอบความถกตองของจ านวนเหลกเสรมและระยะหางของเหลกปลอกในองคอาคารคอนกรตดวยการใชเครองมอ Ferro Scan พบวาจ านวนและระยะหางของเหลกเสรมในองคอาคารส าคญตางๆ เปนไปตามแบบกอสรางดงตวอยางผลการทดสอบทแสดงไวในตารางท 4.1-1 ดงนนจงสามารถเชอมนในขอมลรายละเอยดการเสรมเหลกขององคอาคารตางๆทระบตามแบบรายละเอยดได

2.4) ผลการเจาะส ารวจชนดน ณ บรเวณพนทอาคารตนแบบ ทในชวงระดบความลกใตฐานพบเปนดนเหนยวปนกรวด (GC) สน าตาลสภาพออน หนวยน าหนกประสทธผลของดน เทากบ 17.85 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร ก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า uS เทากบ 27.46 กโลนวตนตอตารางเมตร, มมเสยดทานภายใน เทากบ 10.1 องศา และดนฐานรากสามารถรบน าหนกบรรทกปลอดภยไดไมนอยกวา 85.31 กโลนวตนตอตารางเมตร และจากผลการเจาะส ารวจดนทระดบความลกตางๆสามารถค านวณหาคาการทดสอบฝงจมมาตรฐานเฉลย N ไดเทากบ 8.14 และคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าเฉลย

uS มคาเทากบ 31.93 กโลปาสกาล ซงจากตารางท ก-1 ตาม มยผ.1302-52 สามารถจ าแนกประเภทชนไดเปนประเภทดนออน (ประเภท E)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 23

ตารางท 4.1-1 ตวอยางผลการตรวจหาจ านวนเหลกเสรมในเสาคอนกรต ผลการตรวจสอบเสาคอนกรต C1

ภาพจาก Ferro Scan จ านวนเหลกเสรม ภาพจากแบบกอสราง

ดาน 1

ดาน 2

ดาน 1 จ านวน 2 เสน

ระยะหางเหลกปลอก 0.20 ม.

ดาน 2 จ านวน 2 เสน

ระยะหางเหลกปลอก 0.20 ม.

4.1.5 การประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 1 หลงจากท าการรวบรวมขอมลของอาคารรวมถงตรวจสอบและประเมนสภาพอาคารตามสภาพความเปน

จรงดงทกลาวมาแลวขางตน ล าดบถดไปจะเขาสกระบวนการวเคราะหโครงสรางเพอประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว ทงนส าหรบอาคารตนแบบหลงท 1 ซงเปนอาคารขนาดกลางทมรปทรงคอนขางสมมาตร มความสงเพยง 2 ชน และก าหนดใหลกษณะโครงสรางสอดคลองตามตารางท 2.7-1 ใน มยผ. 1302-52 ซงระบใหสามารถใชวธการวเคราะหโครงสรางดวยวธแรงสถตเทยบเทาได ดงนนส าหรบอาคารตนแบบหลงท 1 นจะเนนแสดงตวอยางวธการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารดวยวธการเสมอนออกแบบอาคารใหม และอาศยวธแรงสถตเทยบเทาในการวเคราะหโครงสราง โดยมล าดบขนตอนดงตอไปน

1) น าหนกบรรทกและแรงส าหรบการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 1 น าหนกบรรทกและแรงทเกยวของกบการประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนของ

แผนดนไหวจะประกอบดวยน าหนกบรรทกคงทของอาคาร น าหนกบรรทกจร และแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว นอกจากแรงเหลานแลววศวกรผประเมนอาจพจารณาแรงอนๆเพมเตมตามความเหมาะสมกบสภาพการใชงานจรงของอาคาร ส าหรบตวอยางนก าหนดใหอาคารตนแบบหลงท 1 รบน าหนกบรรทกและแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวดงตอไปน

1.1) น าหนกบรรทกคงท ประกอบดวยน าหนกของโครงสรางโดยอาศยสมบตของวสดและขนาดชนสวนตามขอมลและแบบ

โครงสรางทท าการรวบรวมและตรวจสอบมาแลวขางตน โดยผลรวมของน าหนกบรรทกคงท ของอาคารในแตละชนแสดงไดดงตารางท 4.1-2

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 24 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.1-2 น าหนกบรรทกคงทแตละชนของอาคารตนแบบหลงท 1

ชนท คาระดบ (เมตร)

น าหนกบรรทกคงท (กโลนวตน)

หลงคา +7.65 1,403 ชน 2 +4.15 4,103 ชน 1 +0.85 4,084

รวมน าหนกบรรทกคงท 9,590

1.2) น าหนกบรรทกจร อาคารตนแบบหลงนใชหนวยน าหนกบรรทกจรตาม กฎกระทรวง ฉบบท 6 (พ.ศ. 2527) ออกตามความ

ในพระราชบญญตควบคมอาคาร พ.ศ. 2522 โดยมรายละเอยดใหใชน าหนกบรรทกของ ส านกงาน และหลงคาเทากบ 2.45 และ 0.29 กโลนวตนตอตารางเมตร ตามล าดบ

จากผลการส ารวจสภาพการใชงานอาคารมลกษณะเปนอาคารส านกงานตรงตามขอมลทไดรบและไมพบการกองเกบวสดอปกรณจนท าใหอาคารมน าหนกบรรทกคงทเพมเตมมากขนกวาน าหนกอาคารอยางมนยส าคญ ดงนนน าหนกประสทธผลส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวจงพจารณาเฉพาะน าหนกบรรทกคงทของอาคารดงจะกลาวในล าดบถดไป

1.3) การค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว คาตวประกอบตางๆทใชส าหรบการค านวณม

รายละเอยดดงตอไปน คาตวประกอบความส าคญของอาคาร I ใชเทากบ 1.5 ตาม มยผ.1302-52 เนองจากก าหนดใหเปน

อาคารทมระดบความส าคญสงมาก คาตวประกอบปรบผลตอบสนอง R ใชเทากบ 1.5 พจารณาตามเงอนไขตามระบในตารางท 3.3-1 ใน

มยผ.1303-57 คาตวประกอบขยายคาการโกงตว (Deflection Amplification Factor,

dC ) ตาม มยผ.1303-57 ไมไดก าหนดคานไว ทงนหากพจารณาจาก มยผ. 1302-52 จะพบวาคา

dC จะมคาทนอยกวาคา R ดงนนส าหรบการประเมนตามตวอยางนจะก าหนดใหคา

dC มคาเทากบคา R โดยมคาเทากบ 1.5 ซงเปนการสมมตในดานทปลอดภย ทงนวศวกรผประเมนอาจพจารณาเงอนไขอนๆประกอบเพอก าหนดคา

dC ใหเหมาะสมกบอาคารทประเมน

สเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางอาคารตวอยางหลงแรกสามารถอธบายเปนล าดบขนไดดงน

จากการรวบรวมขอมลอาคารทกลาวมาแลวขางตน อาคารตนแบบหลงท 1 นตงอยในพนทซงมคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณาทคาบการสน 0.2 วนาท ( )SS และคาบการสน 1 วนาท ( )1S มคาเทากบ 0.749 และ 0.209 ตามล าดบ โดยประเภทชนดนของทตงอาคารเปนดนออน (ประเภท E ตาม มยผ. 1302-52) จากขอมลขางตนอาศยตารางท 1.4-2 และ 1.4-3 ตาม มยผ.1302-52 จะท าใหประมาณคาสมประสทธส าหรบชนดนทคาบการสน 0.2 วนาท ( )aF และทคาบการสน 1 วนาท

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 25

( )vF ไดเทากบ 1.20 และ 3.16 ตามล าดบ ดงนนคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบสามารถค านวณไดดงน

1 1

2 21.20 0.749 0.5992

3 3

2 23.16 0.209 0.4403

3 3

DS a s

D v

S F S

S F S

= = =

= = =

ทงน มยผ. 1303-57 ก าหนดใหสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบการเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางมคาครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบ ซงค านวณไดดงน

1 1

0.5 0.5 0.5992 0.2996

0.5 0.5 0.4403 0.2202

XS DS

X D

S S

S S

= = =

= = =

จากรปทรงอาคารทแสดงขางตนพบวาอาคารมลกษณะสอดคลองตามตารางท 2.7-1 ใน มยผ. 1302-52 ท าใหสามารถใชวธแรงสถตเทยบเทาในการวเคราะหโครงสรางได เมออาศยคาขางตนสามารถสรางเปนรปสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหมดวยวธแรงสถตเทยบเทาตาม มยผ. 1302-52 และสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสราง ดวยวธแรงสถตเทยบเทาตาม มยผ. 1303-57 ไดดงรปท 4.1-4

(g

)

( )0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.9 2.10.0 0.5 1.0 1.5 2.0

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

. 1302-52

. 1303-57

รปท 4.1-4 สเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหม และส าหรบการประเมนและออกแบบเสรม

ความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธแรงสถตเทยบเทา

เนองจากตวอยางนแสดงวธการประเมนความมนคงแขงของอาคารดวยวธการเสมอนออกแบบอาคารใหมหรอวธการท 2 ตามหวขอ 3.3.4 ใน มยผ.1303-57 ซงระบใหใชวธการ ขอก าหนด และเงอนไขตางๆทเกยวกบผลจากแรงสนสะเทอนแผนดนไหว รวมถงวธการวเคราะหโครงสรางตาม มยผ. 1302-52 โดยปรบคาแรงจากแผนดนไหวตามทกลาวมาแลวขางตน ดงนนการค านวณแรงเฉอนทฐานอาคารรวมถงการกระจาย

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 26 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

แรงเฉอนทฐานเปนแรงกระท าทางดานขางตออาคารในแตละชนส าหรบวธแรงสถตเทยบเทาจะด าเนนการตามทระบไวในบทท 3 ของ มยผ. 1302-52

ส าหรบคาคาบการสนพนฐานของอาคารสามารถค านวณไดตามวธ ก และวธ ข ตามทระบไวใน มยผ. 1302-52 หรออาจจะอาศยคาจากการวเคราะหโครงสรางดวยวธการไฟไนตเอลเมนต (Finite Element Method) ซงตวอยางอาคารตนแบบหลงท 1 นจะท าการสรางแบบจ าลองของอาคารเปนดงรปท 4.1-5 โดยพจารณาแบบจ าลองฐานรากตามขอก าหนด 2.8.1 ใน มยผ.1302-52 ทระบใหสามารถก าหนดจดรองรบของอาคารใหเปนแบบฐานยดแนน (Fixed Base) ได ทงนการสรางแบบจ าลองผประเมนควรพจารณารปแบบโครงสรางและเงอนไขจดรองรบตามความเหมาะสมของอาคารทจะท าการประเมน

รปท 4.1-5 แบบจ าลองอาคารตนแบบหลงท 1

หลงจากท าการวเคราะหโครงสรางดวยวธการไฟไนตเอลเมนตแลวพบวาคาคาบการสนพนฐานของ

อาคารในทศทาง x มคาเทากบ 0.717 วนาท สวนคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง y มคาเทากบ 0.641 วนาท ทงนคาคาบการสนของอาคาร ( )T จากการประมาณดวยความสงของอาคารตามวธ ก ทระบใน มยผ. 1302-52 จะค านวณไดตามสมการ 0.02T H= เมอ H คอความสงของอาคารวดจากพนดน มหนวยเปนเมตร โดยส าหรบอาคารตนแบบหลงท 1 น ความสงของอาคารมคาเทากบ 7.65 เมตร ดงนนคาคาบการสนของอาคารจากสตรการประมาณจงมคาดงน

( )0.02 0.02 7.65 0.153T H= = = วนาท เมอเปรยบเทยบคาคาบการสนพนฐานของอาคารทค านวณจากสตรการประมาณกบคาทไดจากวธการ

ไฟไนตเอลเมนตจะพบวา คาคาบการสนพนฐานทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตส าหรบการสนทงในทศทาง x และ y มคามากกวา 1.5 เทาของคาคาบการสนของอาคารจากสตรการประมาณ ดงนนเมออาศยขอก าหนดตาม มยผ. 1302-52 ทก าหนดใหคาคาบการสนพนฐานของอาคารทจะใชในการก าหนดคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมก าลงอาคาร ( )codeT ตองมคาไมเกน 1.5 เทาของคาคาบการสนของอาคารทไดจากสตรการประมาณ ดงนนส าหรบอาคารตนแบบหลงท 1 น คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกทงสองของอาคารจงมคาเทากน โดยค านวณคาไดดงน

1.5 0.2295codeT T= = วนาท ทงสองทศทางของอาคาร

X Y Z

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 27

เมอน าคาบการสนพนฐานของอาคารทไดมาพจารณารวมกบสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธแรงสถตเทยบเทาดงทแสดงในรปท 4.1-6 จะท าใหไดคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร ( )aS มคาเทากบ 0.2996

(g

)

( )

0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.90.0 0.5 1.0 1.5 2.00.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

T=0.2295

0.2996aS =

รปท 4.1-6 การระบคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคง

แขงแรงของอาคาร ( )aS ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 1 จากคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของ

อาคาร ( )aS ทกลาวมาขางตน จะสามารถค านวณคาสมประสทธผลตอบสนองแรงแผนดนไหวไดดงน

1.50.2996 0.2996

1.5

s a

s

IC S

R

C

=

= =

ทงนคา sC มคาไมนอยกวา 0.01 ตามขอก าหนดของ มยผ. 1302-52 จากคาสมประสทธผลตอบสนองของแรงแผนดนไหวและคาน าหนกบรรทกทงหมดของอาคารสามารถ

ค านวณหาคาแรงเฉอนทฐานอาคารเนองจากแผนดนไหวไดจากสมการ sV C W= โดยคาแรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกนหลกของอาคารทงสองทศทางค านวณไดดงน แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน x 0.2996 9,590 2,873.16xV = = กโลนวตน แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน y 0.2996 9,590 2,873.16yV = = กโลนวตน

ท าการกระจายแรงเฉอนทฐานเปนแรงกระท าทางดานขางตออาคารในชนตางๆ ตามวธการทก าหนดไวใน มยผ. 1302-52 จะท าใหไดแรงกระท าทางดานขางและแรงเฉอนแตละชนดงแสดงในตารางท 4.1-3

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 28 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.1-3 แรงกระท าทางดานขางและแรงเฉอนในแตละชนของอาคารทศทาง X และ Y

ระดบชน น าหนกบรรทก

คงท ( )W (กโลนวตน)

ความสง( )h

(เมตร)

Wh (กโลนวตน-เมตร)

แรงกระท าดานขาง ( )F (กโลนวตน)

แรงเฉอน( )V

(กโลนวตน) หลงคา 1,403 7.65 10,733 987.40 987.40 ชน 2 4,103 4.15 17,027 1,566.44 2,553.84 ชน 1 4,084 0.85 3,471 319.32 2,873.16 รวม 9,590 - 31,231 2,873.16

1.4) เกณฑในการประเมนและการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกแนวดง ส าหรบการประเมนความมนคงแขงแรงของชนสวนองคอาคารตางๆจะอาศยแนวทางการออกแบบดวย

วธก าลง (Strength Design) โดยจะท าการตรวจสอบคาก าลงทตองการ (Required Strength) ทประกอบไปดวยแรงภายในทเกดจากผลของแรงแผนดนไหวซงไดรบการลดทอนดวยคาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (R) รวมกบแรงอนๆตามทก าหนดใน มยผ. 1302-52 วามคามากกวาก าลงทออกแบบ (Design Strength) หรอก าลงตานทานของชนสวนนนหรอไม โดยจะพจารณาจากคาอตราสวนระหวางแรงภายในทตองการ (Demand) กบก าลงทออกแบบหรอก าลงตานทาน (Capacity) หรอทเรยกวา Demand-Capacity Ratio (DCR) ตามทระบในสวนท 5 ของ มยผ.1303-57 ซงหากพบวาแรงภายในทเกดขนมคามากกวาก าลงตานทานขององคอาคาร อนเปนผลใหคา DCR มคามากกวา 1 จะพจารณาวาองคอาคารนนไมผานเกณฑการประเมนและตองท าการเสรมความมนคงแขงแรง

จากวธการรวมแรงตาม มยผ. 1302-52 ท าใหสามารถแสดงตวอยางการแจกแจงรปแบบการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกในแนวดงตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลงไดดงน

U1101=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 1.0EQx + 0.3EQy U1102=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 1.0EQx - 0.3EQy U1103=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 1.0EQx + 0.3EQy U1104=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 1.0EQx - 0.3EQy U1105=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 0.3EQx + 1.0EQy U1106=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 0.3EQx - 1.0EQy U1107=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 0.3EQx + 1.0EQy U1108=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 0.3EQx - 1.0EQy U1201=0.9(DL+SDL) + 1.0EQx + 0.3EQy U1202=0.9(DL+SDL) + 1.0EQx - 0.3EQy U1203=0.9(DL+SDL) - 1.0EQx + 0.3EQy U1204=0.9(DL+SDL) - 1.0EQx - 0.3EQy U1205=0.9(DL+SDL) + 0.3EQx + 1.0EQy U1206=0.9(DL+SDL) + 0.3EQx - 1.0EQy U1207=0.9(DL+SDL) - 0.3EQx + 1.0EQy U1208=0.9(DL+SDL) - 0.3EQx - 1.0EQy

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 29

โดยท DL = น าหนกบรรทกคงท SDL = น าหนกบรรทกคงทเพมเตม LL = น าหนกบรรทกจร EQx = แรงแผนดนไหวในทศทางแกน X EQy = แรงแผนดนไหวในทศทางแกน y ส าหรบการประเมนความสามารถในการรบแรงแบกทานของฐานราก ผประเมนอาจเลอกใชการอนมาน

คาก าลงรบน าหนกแบบทานของฐานรากตามแนวทางทระบไวในหวขอ 6.4 ตาม มยผ.1303-57 หรออาศยขอมลจากการส ารวจทางธรณวทยาแบบเฉพาะเจาะจงส าหรบพนทตงอาคารแลวน ามาค านวณหาคาก าลงรบน าหนกแบกทานตามหลกเกณฑทเหมาะสมทางดานปฐพกลศาสตร ซงการประเมนในสวนนผประเมนอาจเลอกใชรปแบบการประเมนตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมให โดย มยผ. 1302-52 ก าหนดวธรวมผลของแรงส าหรบการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมใหดงน

U1=1.0D + 0.7E U2=1.0D + 0.525E + 0.75L U3=0.6D + 0.7E เมอ D = น าหนกบรรทกคงท L = น าหนกบรรทกจร E = แรงแผนดนไหว ทงนจะตองพจารณาผลของแรงแผนดนไหวใน 2 ทศทางหลกกระท าตออาคารรวมกนดวยเชนกนตามท

ระบในหวขอ 2.6.3 ของ มยผ. 1302-52 ซงจะท าใหสามารถแจกแจงรปแบบของการรวมแรงไดหลายรปแบบเชนเดยวกบลกษณะตวอยางทแสดงไวแลวขางตน

นอกจากรปแบบการรวมแรงตาม มยผ. 1302-52 ทกลาวมาแลวขางตน ผประเมนควรพจารณารปแบบการรวมแรงในรปแบบอนๆเพมเตมตามความเหมาะสมของการใชงานอาคาร

2) สมบตของวสดในการประเมน จากการตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคารอยางละเอยดดงทกลาวมาแลวขางตน พบวาคาก าลง

รบแรงอดประลยเฉลยของคอนกรตทไดจากการเจาะแกนคอนกรตมคาต ากวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบในแบบรายละเอยด ดงนนเมอพจารณาในดานปลอดภยจงสมควรทจะใชคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทไดจากการเจาะแกนคอนกรต สวนก าลงของเหลกเสรมจะอางองขอมลตามทระบในแบบรายละเอยด ดงนนคาคณสมบตของวสดส าหรบการประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวของอาคารตนแบบหลงท 1 สามารถสรปไดดงน

ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรต ( )cf = 18.34 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-30 ( )yf = 295 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกรปพรรณ ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 20,127.86 เมกะปาสกาล

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 30 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

3) แบบจ าลองและการวเคราะหโครงสราง แบบจ าลองโครงสรางส าหรบตวอยางนจะตงอยบนสมมตฐานของการยดหยนเชงเสน (Linear Elastic)

โดยท าการสรางแบบจ าลองเปนแบบ 3 มตดงรปท 4.1-5 ทงนแบบจ าลองสามารถจ าลองคาสตฟเนสและก าลงขององคอาคารทมความส าคญตอการตานทานแรงแผนดนไหว และสามารถจ าลองลกษณะการกระจายของมวลทวทงอาคารไดอยางถกตอง นอกจากนแบบจ าลองยงสามารถจ าลองสตฟเนสในแนวระนาบของไดอะแฟรมได ทงนคาสตฟเนสขององคอาคารคอนกรตจะพจารณาถงผลของการแตกราวทมตอคาสตฟเนสโดยการประมาณคาสตฟเนสจากคาโมเมนตประสทธผล ( )effI และคาพนทหนาตดประสทธผล ( )effA ตาม

ขอก าหนดในหวขอ 2.8.3 ของ มยผ. 1302-52 ส าหรบจดรองรบของอาคารจะพจารณาใหเปนแบบฐานยดแนน (Fixed Base) โดยไมพจารณาความยดหยนของฐานราก (Foundation Flexibility)

การวเคราะหโครงสรางส าหรบตวอยางนจะเลอกใชวธแรงสถตเทยบเทาตามแนวทางของบทท 3 ใน มยผ. 1302-52 โดยค านวณคาแรงสถตเทยบเทาในรปของแรงเฉอนทฐานอาคารแลวท าการกระจายแรงไปยงชนตางๆ ดงทแสดงไวแลวขางตน จากนนท าการวเคราะหโครงสรางดวยวธการไฟไนตเอลเมนต โดยก าหนดใหโครงสรางรบแรงสถตเชงเสนอนเปนผลจากการรวมแรงสถตเทยบเทาเนองจากแผนดนไหวกบแรงและน าหนกบรรทกในแนวดงตางๆ ดงทกลาวมาแลวขางตน ท าการวเคราะหโครงสรางเพอหาแรงภายในชนสวนโครงสราง และคาการเคลอนตวของโครงสรางในแตละชน โดยคาการเคลอนตวทไดจากการวเคราะหตองปรบแกดวยตวประกอบขยายคาการโกงตว ( dC ) ใหเปนคาการเคลอนตวและการโกงตวสงสดทเกดขนเนองจากแผนดนไหว ส าหรบตวอยางนพจารณาก าหนดใหคา

dC มคาเทากบคา R โดยมคาเทากบ 1.5 ตามหลกการทกลาวมาแลวขางตน

4) ผลการวเคราะหโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 1 เพอประเมนความมนคงแขงแรง ผลการวเคราะหโครงสรางโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 1 ดวยวธไฟไนตเอลเมนต อนประกอบดวย

คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกของอาคาร ผลการประเมนคาอตราสวนระหวางแรงภายในทตองตานทานกบก าลงตานทาน (Demand-Capacity Ratio, DCR) โดยรวม และผลการวเคราะหการเคลอนตวสมพทธของอาคารสามารถสรปพอสงเขปไดดงน

4.1) คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกของอาคารตนแบบหลงท 1 จากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigen Value) ของแบบจ าลองโครงสรางจะไดคาคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง x เทากบ 0.717 วนาท สวนคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง y มคาเทากบ 0.641 วนาท

4.2) ผลการประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 1 ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 1 นมโครงสรางรบแรงดานขางเปนรปแบบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก

มเสา คาน และฐานรากเปนองคอาคารหลกส าหรบรบแรงทางดานขาง แตเนองจากองคอาคารดงกลาวไมไดรบการออกแบบใหสามารถรบแรงทางดานขางอนเนองมาจากแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ดงนนในการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงนจงประเมนจากองคอาคารทงสามนเปนหลก โดยผลการประเมนคาอตราสวนระหวางแรงทตองตานทานกบก าลงตานทาน (DCR) ของคานและเสาแสดงไดดงผงอาคารทงสองชนและภาพตดทางยาวตามความสงของอาคารดงรปท 4.1-7 ถง รปท 4.1-9 ตามล าดบ เสนทบทแสดง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 31

ในรปทงสามหมายถงองคอาคารทตรวจสอบดวยการวเคราะหโครงสรางแลวพบวาอตราสวน DCR มคามากกวา 1 คอไมผานการประเมน และมแนวโนมทจะตองเสรมความมนคงแขงแรงใหกบองคอาคารตางๆเหลาน โดยจากรปท 4.1-7 ถง รปท 4.1-8 พบวาคานของอาคารทงสองชนโดยมากผานการประเมนมแนวคานบางแนวทอาจจ าเปนตองการเสรมความมนคงแขงแรง สวนรปท 4.1-9 แสดงใหเหนวาเสาของอาคารทงหมดไมสามารถรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวไดและมความจ าเปนตองเสรมความมนคงแขงแรง ส าหรบผลการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานรากโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 1 แสดงไดดงรปท 4.1-10 จากรปแสดงใหเหนวาฐานรากโดยรวมสามารถรบภาระจากแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวทเพมขนได สวนฐานรากทอยบรเวณขอบทงสดานซงไดรบการกรอบดวยเสนทบดงแสดงในรปท 4.1-10 ไมผานการประเมนและตองเสรมความมนคงแขงแรง ทงนตวอยางรายละเอยดการประเมนชนสวนเสา คาน และฐานรากจะกลาวถงในล าดบถดไป

X

Y

C1

รปท 4.1-7 ภาพผงแสดงผลการประเมนอาคารชนท 1 ตามคา DCR

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 32 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

1.560X

Y

B1

รปท 4.1-8 ภาพผงแสดงผลการประเมนอาคารชนท 2 ตามคา DCR

X

Z

3.310 C1

รปท 4.1-9 ภาพตดทางยาวตามความสงอาคารแสดงผลการประเมนเสาและคานตามคา DCR

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 33

F1

รปท 4.1-10 ภาพผงแสดงผลการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานราก

4.3) ผลการประเมนการเคลอนตวสมพทธของอาคารตนแบบหลงท 1 การประเมนการเคลอนตวสมพทธจะพจารณาตามเกณฑทระบไวในหวขอ 2.11.1 ตามมยผ. 1302-52 โดยคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทยอมให ( )a ส าหรบกรณนคอ 0.015 sxh เมอ sxh หมายถงความสงระหวางชนทอยใตพนชนท x เมอน าผลการวเคราะหคาการเคลอนตวทไดจากการวเคราะหดวยวธการไฟไนตเอลเมนตมาท าการหาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทมการปรบแกดวยตวประกอบขยายคาการโกงตว ( )dC ซงส าหรบกรณนก าหนดใหมคาเทากบ 1.5 ตามแนวทางทระบไวในขอ 3.7 ของ มยผ. 1302-52 จะท าใหไดคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดจากแผนดนไหวส าหรบการประเมนอาคารตนแบบหลงท 1 เปรยบเทยบกบคาการเคลอนตวสมพทธทยอมใหส าหรบกรณการรบแรงแผนดนไหวทงสองทศทางดงตารางท 4.1-4 ถง ตารางท 4.1-5 และรปท 4.1-11 ถง รปท 4.1-12 ตารางท 4.1-4 และรปท 4.1-11 แสดงผลการเปรยบเทยบคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดขนในกรณทมแรงแผนดนไหวกระท าทง 2 ทศทาง โดยเปนผลจากการรวมแรงในปรมาณรอยละ 100 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน x กบแรงในปรมาณรอยละ 30 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน y จากตารางและรปดงกลาวจะเหนวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดส าหรบชนท 1 มคามากกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมให ในท านองเดยวกน ตารางท 4.1-5 และรปท 4.1-12 แสดงผลการเปรยบเทยบคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดขนในกรณทมแรงแผนดนไหวกระท าทงสองทศทาง โดยเปนผลจากการรวมแรงในปรมาณรอยละ 100 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน y กบแรงในปรมาณรอยละ 30 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน x จากตารางและรปดงกลาวพบวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดส าหรบชนท 1 มคามากกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 34 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากผลการวเคราะหการเคลอนตวสมพทธของอาคารทกลาวมาขางตนจะเหนวาอาคารตนแบบหลงท 1 นไมผานเกณฑการประเมนการเคลอนตวสมพทธ ดงนนจงควรทตองเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารเพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวไดโดยคาการเคลอนตวสมพทธ ตองไมเกนเกณฑทก าหนด

ตารางท 4.1-4 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

ระดบชน ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร)

ประเมน 0.015a sxh = หลงคา 7.65 0.0142 0.0525 ชน 2 4.15 0.0437 0.0495 ชน 1 0.85 0.0579 0.0278

ฐานราก -1 0 0.0000

( )0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

(

)

-2

0

2

4

6

8

10

รปท 4.1-11 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 35

ตารางท 4.1-5 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

ระดบชน ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร)

ประเมน 0.015a sxh = หลงคา 7.65 0.0110 0.0525 ชน 2 4.15 0.0338 0.0495 ชน 1 0.85 0.0427 0.0278

ฐานราก -1 0 0.0000

( )0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

(

)

-2

0

2

4

6

8

10

รปท 4.1-12 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

5) ตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 1 จากผลการประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 1 ทแสดงดงรปท 4.1-7 ถง รป

ท 4.1-10 แสดงใหเหนวาอาคารตนแบบหลงท 1 นตองท าการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบเสา คาน และฐาน โดยหวขอนจะแสดงตวอยางการประเมนชนสวนโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 1 อนไดแก เสา คาน และฐาน ทงนเสา C1 คาน B1 และฐาน F1 ทเลอกน ามาแสดงเปนตวอยางจะอยในต าแหนงทระบไวในผงและรปตดดงแสดงในรปท 4.1-7 ถง รปท 4.1-10 การประเมนก าลงตานทานชนสวนโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกจะพจารณาตามแนวทางการออกแบบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกดวยวธก าลง [18] สวนการประเมนก าลงตานทานของฐานรากจะพจารณาตามแนวทางของวธหนวยแรงทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 36 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

5.1) การประเมนเสาตวอยางอาคารตนแบบหลงท 1 ตวอยางเสา C1 ทเลอกน ามาใชเปนตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงของเสามขนาดและ

รายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.1-13 โดยต าแหนงของเสา C1 แสดงไวดงรปท 4.1-7 และ รปท 4.1-9

รปท 4.1-13 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดเสาตวอยาง C1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงภายในทเกดขนของเสาตนนส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกนเนองมาจากน าหนกบรรทกในแนวดง ( )GP = -320.75 กโลนวตน (แรงอด) แรงอดตามแนวแกนเนองมาจากแรงแผนดนไหว ( )EP = 36.24 กโลนวตน (ดง/อด) โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -26.31 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( )uyM = -117.89 กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = 75.63 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 55.26 กโลนวตน

จากหนาตดเสา C1 ตามรปท 4.1-13 น ามาหาคาก าลงตานทานของชนสวนเสาโดยอาศยแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง (Interaction Diagram) โดยอาจแสดงไดในรปแบบของพนผวปฏสมพนธทเปนมมมอง 3 มตดงรปท 4.1-14 หรออาจพจารณาในรปแบบของระนาบปฏสมพนธทเปนมมมอง 2 มตดงรปท 4.1-15 เมอขนาดของแรงภายในทตองการมคาอยภายนอกพนผวปฏสมพนธ หรอมคาอยนอกเสนขอบเขตของระนาบปฎสมพนธจะเปนการบงชวาคา DCR มคามากกวา 1 ซงหมายความวาเสาตนนไมผานเกณฑการประเมน ในปจจบนโปรแกรมส าเรจรปทชวยในการวเคราะหและออกแบบโครงสรางสามารถค านวณวเคราะหหาคา DCR ของชนสวนโครงสรางภายใตแรงกระท าในรปแบบตางๆได

รปท 4.1-14 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงตาม

แนวแกนและโมเมนตดดของเสาตวอยาง รปท 4.1-15 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงตาม

แนวแกนและโมเมนตดดของเสาตวอยาง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 37

เพอใหเกดความเขาใจมากยงขนจงขอยกตวอยางการประมาณคา DCR โดยอาศยภาพระนาบปฏสมพนธของเสาตวอยางทแสดงในรปท 4.1-16 ซงเมอท าการรวมโมเมนตดดทตองตานทานทงสองแกนแลวจะไดโมเมนตดดทตองตานทานรวมเทากบ 120.79 kN-m คกบคาแรงตามแนวแกนทตองตานทานเทากบ 356.99 kN สวนคาก าลงตานทานของหนาตดจากรปท 4.1-16 แสดงใหเหนวามคาสงสดตรงเสนขอบของเสนกราฟปฏสมพนธอนตรงกบคาก าลงตานทานโมเมนตดดเทากบ 35.40 kN-m คกบคาก าลงตานทานแรงตามแนวแกนซงเทากบ 108.32 kN ดงนนจากพกดทงสองจดนท าใหสามารถประมาณคา DCR ของเสาตวอยางตนนไดดงน

376.873.31

113.96

DemandDCR

Capacity= = =

จากคา DCR ทค านวณไดมคาเทากบ 3.31 ซงมคามากกวา 1 ดงนนเสาตนนจงไมผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

P (kN)

M (kN-m)

(120.79,356.99)M P

(35.40,108.32)M P

113.96

376.87

รปท 4.1-16 การประมาณคา DCR จากกราฟปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนและโมเมนตดด ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนทเกดขนในเสาผประเมนอาจพจารณาใชสมการท 7.3-1 ซง

มยผ. 1303-57 ไดแนะน าไวหรออาจใชสมการก าลงรบแรงเฉอนทก าหนดในมาตรฐานการออกแบบคอนกรตเสรมเหลก (ACI 318) ไดเชนเดยวกน ทงนส าหรบตวอยางการประเมนเสาตวอยางนจะท าการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนตามสมการทระบไวใน ACI 318 ดงน

ก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาคอนกรตค านวณไดจากสมการตอไปน ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดเสา

'0.17c c wV f b d= 0.17 1 18.34 0.25 0.21 1000= 38.22= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกปลอกทหนาตดเสา v y

s

A f dV

s=

( )2 42 0.6 / 4 10 235 0.21 1000

0.20

− =

13.95= กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 38 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ก าลงเฉอนทหนาตดเสารบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก n c sV V V= +

38.22 13.95= + 52.17= กโลนวตน

ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาแรงเฉอนตองการทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

0.85 52.17 44.34nxV = = กโลนวตน 75.63uxV = กโลนวตน 0.85 52.17 44.34nyV = = กโลนวตน 55.26uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ของเสาตวอยางนมคานอยกวาแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนเสาตวอยางนจงไมผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

ทงนส าหรบการตรวจสอบก าลงรบแรงเฉอนตาม มยผ.1301-54 ขอ 4.2 ในกรณตวอยางนไมจ าเปนตองท าการประเมนเนองจากเสาตนนไมสามารถรบแรงเฉอนอนเกดจากแรงแผนดนไหวตามระดบทก าหนดไวตาม มยผ.1303-57 ในกรณทก าลงรบแรงเฉอนของเสาสามารถรบแรงเฉอนจากการวเคราะหโครงสรางทรบแรงแผนดนไหวตาม มยผ.1303-57 ไดนนผประเมนควรจรวจสอบก าลงแรงเฉอนของหนาตดตามขอ 4.2 ใน มผผ.1301-54 เพมเตมดงจะแสดงรายละเอยดในสวนของการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตอไป

5.2) การประเมนคานตวอยางอาคารตนแบบหลงท 1 คานตวอยาง B1 ทน ามาใชเปนตวอยางแสดงการประเมนความมนคงแขงแรง มขนาด และรายละเอยด

การเสรมดงรปท 4.1-17 โดยมต าแหนงระบไวในผงอาคารชนท 2 ดงแสดงในรปท 4.1-8

รปท 4.1-17 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดคานตวอยาง B1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทเกดขนภายในชนสวนคานตวอยาง B1 นส าหรบกรณวกฤตทสดซงเปนผลจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกน ( )uP = 0 กโลนวตน โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -203.51 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 188.58 กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 39

ในท านองเดยวกนกบการประเมนหาคาก าลงตานทานของเสาดงไดกลาวมาแลว จากหนาตดและการเสรมเหลกของคาน B1 ตามรปท 4.1-17 จะสามารถสรางแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง (Interaction Diagram) ไดดงรปท 4.1-18 และ รปท 4.1-19 จากรปจะเหนวาพกดของแรงภายในทเกดขนภายในคานตวอยางอยภายนอกพนผวปฏสมพนธ เมอท าการค านวณคา DCR ตามแนวทางทเสนอแลวในหวขอการประเมนเสาตวอยางอาคารตนแบบหลงทหนงพบวาคา DCR ส าหรบคานตวอยางนมคาเทากบ 1.560 ดงนนคานตนนจงไมผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

รปท 4.1-18 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง รปท 4.1-19 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง เมอพจารณาก าลงตานทานแรงเฉอนของคานพบวาก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตของหนาตดคาน

ตวอยางค านวณไดดงน '0.17c c wV f b d=

0.17 18.34 0.20 0.664 1000= 96.68= กโลนวตน

ก าลงรบแรงเฉอนจากเหลกลกตง (Stirrup) ของหนาตดคานตวอยางค านวณไดดงน v y

s

A f dV

s=

( )2 42 0.9 / 4 10 235 0.664 1000

0.20

− =

99.27= กโลนวตน ดงนนก าลงรบแรงเฉอนทงหมดของหนาตดคานเมอรวมก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตและเหลกลกตง

จะมคาดงน n c sV V V= +

96.68 99.27= + 195.95= กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 40 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาก าลงทตองการทเปนแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

0.85 195.95nV = 166.56= กโลนวตน < 188.58uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ของคานตวอยางนมคานอยกวาแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนคานตวอยางนจงไมผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

5.3) การประเมนฐานรากตวอยางอาคารตนแบบหลงท 1 ตวอยางฐาน F1 ทเลอกน ามาใชเปนตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานรากมขนาดและ

รายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.1-20 โดยต าแหนงของฐาน F1 แสดงไวดงรปท 4.1-10

1.50

1.10

0.40

12 . @0.15 #

2.00

0.30

0.32

รปท 4.1-20 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดฐานตวอยาง F1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทกระท ากบฐานส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง ซงจะน าไปใชส าหรบประเมนก าลงตานทานของฐานรากคอนกรตเสรมเหลก สรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )uP = 597.12 กโลนวตน โมเมนตรอบแกน X ( )uxM = 127.93 กโลนวตน-เมตร โมเมนตรอบแกน Y ( )uyM = -160.49 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = -231.49 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = -146.38 กโลนวตน การประเมนก าลงทออกแบบหรอก าลงตานทานฐานรากคอนกรตเสรมเหลก จะประเมนก าลงตานทาน

แรงเฉอนเจาะ (Punching Shear) ก าลงตานทานแรงเฉอนคาน และประเมนก าลงตานทานโมเมนตดด ซงจากผลของแรงในแนวแกนและโมเมนตดด 2 ทศทาง สงผลใหแรงดนดนประลยใตฐานมความไมสม าเสมอ แตเพอ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 41

ท าใหงายตอการประเมนแรงเฉอนและโมเมนตดด จงใหแรงดนดนทจะกระท าตอฐานราก เปนแรงดนดนสงสดทเกดขนและก าหนดใหมความสม าเสมอตลอดฐานรากโดย 149.28uq = กโลนวตนตอตารางเมตร ทงนผประเมนอาจเลอกใชลกษณะแรงดนดนทกระท ากบฐานรากในแนวทางอนไดซงขนอยกบวจารณญาณของผประเมน

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนทะลทหนาตดวกฤตของฐานรากสามารถค านวณไดดงน 00.34c cV f b d=

โดยท 0b คอ ความยาวเสนรอบรปของหนาตดวกฤตทอยหางจากขอบของเสา เทากบครงหนง

ของความลกประสทธผลของฐานมคาเทากบ 2.48 เมตร d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร

0.34 18.34 2.48 0.32 1000 1,155.53cV = = กโลนวตน 0.85 1155.53 982.20cV = = กโลนวตน

แรงเฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤตส าหรบแรงเฉอนเจาะค านวณไดโดยพจารณาผลการค านวณหนวยแรงดนดนทเกดขนมความไมสม าเสมอเนองจากผลของโมเมนตดด 2 ทศทาง แตเพอใหงายตอการประเมนแรงเฉอน ผประเมนจงใชหนวยแรงดนดนทคณแฟคเตอรน าหนกบรรทกแลวสงสดทเกดขนและก าหนดใหแรงกระจายอยางสม าเสมอ ซงจะมคาเทากบ 149.28 กโลนวตนตอตารางเมตร ดงนนแรงเฉอนทตองการจะมคาเทากบ

( ) ( )149.28 2.00 2.00 0.62 0.62 539.74uV = − = กโลนวตน การประเมนแรงเฉอนเจาะของฐานตวนมก าลงตานทานหรอก าลงทออกแบบแรงเฉอนเจาะ มากกวาแรง

เฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤต c uV V จงผานการประเมนแรงเฉอนเจาะ

ส าหรบการประเมนก าลงเฉอนออกแบบแบบคานทหนาตดวกฤตของฐานสามารถค านวณไดดงน 0.17c cV f bd=

โดยท d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร b คอ ความยาวของฐานรากเทากบ 2.00 เมตร

0.17 18.34 2.00 0.32 1000 465.94cV = = กโลนวตน 0.85 465.94 396.05cV = = กโลนวตน

แรงเฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤตส าหรบแรงเฉอนแบบคานสามารถค านวณไดดงน โดยพจารณาผลการค านวณหนวยแรงดนดนทเกดขนมความไมสม าเสมอเนองจากผลของโมเมนตดด 2 ทศทาง แตเพอใหงายตอการประเมนแรงเฉอน ผประเมนจงใชหนวยแรงดนดนประลยสงสดทเกดขนและก าหนดใหแรงกระจายอยางสม าเสมอ ซงจะมคาเทากบ 149.28 กโลนวตนตอตารางเมตร ทระยะ d=1.00-0.15-0.32=0.53 เมตร

149.28 0.53 2.00 158.24uV = = กโลนวตน ดงนนการประเมนแรงเฉอนทออกแบบแบบคานของฐานตวนมก าลงตานทานแรงเฉอน มากกวาแรง

เฉอนทตองการเกดขนทหนาตดวกฤต c uV V จงผานการประเมนแรงเฉอนแบบคาน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 42 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ส าหรบการประเมนปรมาณเหลกเสรมรบโมเมนตดดของฐานราก โดยหนาตดวกฤตส าหรบการดดอยทผวเสาตอมอจนถงขอบนอกของฐานราก เพอใหงายตอการประเมน ผประเมนจงใชหนวยแรงดนดนทคณแฟคเตอรน าหนกบรรทกแลวสงสดทเกดขนและก าหนดใหแรงกระจายอยางสม าเสมอ ซงมคาเทากบ 149.28 กโลนวตนตอตารางเมตร โดยสามารถค านวณไดดงน

2149.28 2.00 0.85 / 2 107.85uM = = กโลนวตน-เมตร

2 2

107.85 1000.059

0.9 200 32

un

MR

bd

= = =

กโลนวตนตอตารางเซนตเมตร

0.85 21 1

0.85

c n

y c

f R

f f

= − −

0.85 18.3 2 0.0591 1 0.0020

295 0.85 18.3/10

= − − =

ดงนนปรมาณเหลกเสรมทหนาตดของฐานรากตองการมคาเทากบ

0.0020 200 32 12.8sA = = ตารางเซนตเมตร จากรปท 4.1-20 ปรมาณเหลกเสรมในฐานรากมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม.@0.15 จ านวน 13

เสน ซงค านวณพนทหนาตดไดดงน 13 1.131 14.703sA = = ตารางเซนตเมตร > 12.8 ตารางเซนตเมตร

จากผลการประเมนเหลกเสรมรบโมเมนตดดของฐานรากตวอยางนมปรมาณเหลกเสรมมากกวาปรมาณเหลกเสรมทตองการ จงผานการประเมนรบโมเมนตดด

ส าหรบการประเมนก าลงรบแรงแบกทาน และก าลงตานทานแรง ดนดนดานขาง (Passive Earth Pressure) เลอกใชแรงทกระท ากบฐานส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงใชงาน (Working Stress Design) ซงสรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )P = 413.96 กโลนวตน โมเมนตรอบแกน X ( )xM = 89.18 กโลนวตน-เมตร โมเมนตรอบแกน Y ( )yM = -112.13 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )xV = -161.69 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )yV = 102.53 กโลนวตน

การประเมนก าลงรบแรงแบกทานของดน ฐานราก F1 เปนฐานรากแผทรงสเหลยมจตรสขนาด 2.00 เมตร โดยทแรงดนดนใตฐานรากอนเปนผลมาจากน าหนกบรรทกและโมเมนตดดทกระท ากบฐานรากมการกระจายดงรปท 4.1-21 ทงนชนดนมน าหนกบรรทกปลอดภยทยอมให ( )allowq เทากบ 85.31 กโลนวตนตอตารางเมตร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 43

maxq minq

P

yM

2.00xb =

2.0

0y

b=

1.0

0C=

xM

Y

X

รปท 4.1-21 ขนาดฐานรากและลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานรากตวอยาง

จากผลการวเคราะหโครงสรางเลอกใชน าหนกบรรทกกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมให ซงมแรงในแนวดงและเกดโมเมนตดดทงสองทศทางแสดงรายละเอยดดงรปท 4.1-21 ซงค านวณหาแรงดนดนทเกดขนใตฐานรากไดดงน

yx

x y

M CM CPq

A I I

=

โดยท C คอ ระยะจากแกนสะเทนถงรมฐานราก ,x yI I คอ โมเมนตความเฉอยรอบแกน x และ y เมอน าแรงภายในทกลาวมาแลวขางตนอนเกดขนจากการวเคราะหภายใตการรวมแรงตามแนว

ทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงใชงาน (หวขอท 1.4) จะสามารถค านวณหนวยแรงดนดนสงสดทเกดขนซงจะตองมคาไมมากกวาหนวยน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให สามารถค านวณไดดงน

3 3

413.96 89.18 1 112.13 1

2 2 2 2 /12 2 2 /12q

= + +

= 254.47 กโลนวตนตอตารางเมตร

3 3

413.96 89.18 1 112.13 1

2 2 2 2 /12 2 2 /12q

= + −

= 86.28 กโลนวตนตอตารางเมตร

3 3

413.96 89.18 1 112.13 1

2 2 2 2 /12 2 2 /12q

= − +

= 120.70 กโลนวตนตอตารางเมตร

3 3

413.96 89.18 1 112.13 1

2 2 2 2 /12 2 2 /12q

= − −

= -47.49 กโลนวตนตอตารางเมตร

จากผลการประเมนฐานรากตวอยาง F1 มหนวยแรงดนดนสงสดทเกดขนมคามากกวาหนวยน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให 254.47 85.31 กโลนวตนตอตารางเมตร จงไมผานเกณฑประเมนก าลงรบแรงแบกทาน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 44 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

การประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางของฐานตวอยาง F1 ทเปนฐานรากแผรปสเหลยมจตรส ขนาด 2.00 เมตร หนา 0.40 เมตร ลกจากผวดน 1.10 เมตร สมบตดนใตฐานรากมดงน ความเชอมแนนระหวางเมดดน ( )c มคาเทากบ 27.46 กโลนวตนตอตารางเมตร หนวยน าหนกประสทธผลของดน ( ) มคาเทากบ 17.85 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร มมเสยดทานภายใน ( ) มคาเทากบ 10.1 องศา และอตราสวนปลอดภยกรณลนไถลใชเทากบ 1.5 โดยฐานรากแผมการกระจายของหนวยแรงดนดนทางดานขาง ดงแสดงในรปท 4.1-22

0.00+

RxF

S

PP2 1.50h =

2.0

0y

b=

2.00xb =

93.54

103.71

1 1.10h =

17.85 =27.46c =10.1 = 2/kN m

2/kN m

2.00

0.40

v

RyF

รปท 4.1-22 ขนาดฐานรากและลกษณะแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ

ส าหรบการหาแรงดนดนทางดานขางจะอาศยทฤษฎของ (Rankine’s Theory) และอางองจาก [19] โดยทสถานะแรงดนดนแบบพาสซฟสามารถค านวณไดจากสมการตอไปน

2p p pP K h c K= +

จากขอมลรปท 4.1-22 สามารถค านวณสมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟไดดงน 2tan 45

2pK

= +

โดยท pK คอ สมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟ

= 2 10.1tan 45

2

+

=1.425 ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก

1 1.10h = เมตร ดงน ( ) ( )1.425 17.85 1.10 2 27.46 1.425 93.54pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 2 1.50h = เมตร ดงน ( ) ( )1.425 17.85 1.50 2 27.46 1.425 103.71pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ดงนนสามารถค านวณก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟทกระท ากบฐานรากทง 2 แกน ไดดงน

( )( )1

93.54 103.71 0.40 (2.00) 78.902

pxP = + = กโลนวตน

( )( )1

93.54 103.71 0.40 (2.00) 78.902

pyP = + = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 45

ค านวณแรงเสยดทานทฐานของฐานรากไดดงน ( ) tanS v Bc = +

โดยท v คอ ผลรวมแรงในแนวดงทลงมาทฐาน คอ 2/3 ของคามมเสยดทานภายใน c คอ 2/3 ของความเชอมแนนของเมดดน c B คอ พนทของฐานราก

น าหนกดนทลงฐานรากค านวณได 17.85 1.10 2.00 2.00 78.54 = กโลนวตน น าหนกบรรทกฐานคอนกรตค านวณได 23.54 0.40 2.00 2.00 37.66 = กโลนวตน น าหนกบรรทกบนฐานราก 413.96 กโลนวตน ผลรวมแรงแนวดงทลงมาทฐานค านวณได ( ) 78.54 37.66 413.96 530.16v = + + = กโลนวตน

( )2 10.1

tan 530.16 tan 62.593

v

= =

กโลนวตน

2 27.462.00 2.00 73.23

3Bc

= = กโลนวตน

ดงนนผลของแรงเสยดทานทฐานของฐานรากสามารถค านวณได 62.59 73.23 135.82S = + = กโลนวตน

ก าลงตานทานดานขางของฐานราก ( )RF ซงเกดจากผลรวมของแรงเสยดทานทฐานของฐานราก ( )S

และก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟ ( )pP ตามสมการดงน

R pF S P = + ดงนนก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากสามารถค านวณไดดงน

135.82 78.90 214.72Rx pxF S P = + = + = กโลนวตน 135.82 78.90 214.72Ry pyF S P = + = + = กโลนวตน

จากผลการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางของฐานราก แรงทเกดขนในแนวแกน x มคาเทากบ 161.69 กโลนวตน แรงทเกดขนในแนวแกน y มคาเทากบ 102.53 กโลนวตน และก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากรบได 214.72 กโลนวตน ส าหรบอตราสวนปลอดภยตานการลนไถลก าหนดใหไมนอยกวา 1.5 เมอน าก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากรบไดหารดวยแรงทเกดขนในแนวแกน x และ แนวแกน y สามารถค านวณไดดงน

( )

214.721.32 1.5

161.69Sliding x

FS = =

( )

214.722.09 1.5

102.53Sliding y

FS = =

ดงนนฐานรากตวอยาง F1 น จงไมผานการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟในทศทางแกน x เนองจากมอตราสวนปลอดภยนอยกวาอตราสวนปลอดภยทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 46 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

4.1.6 การค านวณออกแบบเพอเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 1 1) แนวทางการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 1

จากผลการวเคราะหประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 1 ตอสมรรถนะในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวตามทไดกลาวมาแลวขางตน จะเหนวาองคอาคารหลกในการรบแรงทางดานขางของโครงสรางโดยมากมก าลงทออกแบบหรอก าลงตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวไมเพยงพอ ประกอบกบการเคลอนตวของอาคารมคามากเกนเกณฑทก าหนดไว ดงนนอาคารตนแบบหลงท 1 นจงตองไดรบการเสรมความมนคงแขงแรง ทงนเนองจากอาคารตนแบบหลงท 1 เปนอาคารขนาดกลางและมจ านวนชนเพยง 2 ชน ดงนนการเสรมความมนคงแขงแรงดวยการเสรมก าลงโดยรวมของทงอาคารอนไดแกการสรางก าแพงรบแรงเฉอน หรอการค ายนอาคารดวยโครงสรางเหลกจงอาจยงไมมความจ าเปน ดงนนการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงนจงพจารณาเลอกการเสรมความมนคงแขงแรงใหแกองคอาคารเดมเฉพาะท รวมกบการเสรมความแขงแรงใหกบฐานรากตน โดยท าการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบเสา คาน และฐานของอาคารดวยการพอกโครงสรางทมอยเดมดวยคอนกรตเสรมเหลกตาม มยผ.1303-57 โดยความหนาของคอนกรตใหมทน ามาพอกทบชนเหลกเสรมตองไมนอยกวา 100 มลลเมตรส าหรบการพอกหลอในทและไมนอยกวา 40 มลลเมตรส าหรบการพอกดวยวธการพน สวนพนทหนาตดเหลกยนของเหลกเสรมควรอยระหวาง 0.01 ถง 0.04 ของพนททงหมดทพอก และเหลกปลอกทใชตองมขนาดผานศนยกลาง 9 มลลเมตรขนไปหรอหนงในสามของเสนผานศนยกลางของเหลกยนทใหญทสดของหนาตดเสา ทงนส าหรบอาคารอนผประเมนอาจเลอกวธการเสรมความมนคงในรปแบบอนๆได เชน การหมดวยปลอกเหลก การหมดวยวสดเชงประกอบ การตดตงอปกรณควบคมการสนสะเทอน โดยหลกเกณฑและแนวทางสามารถด า เนนการไดตามค าแนะน าใน มยผ. 1303-57 แตเนองจากผลการวเคราะหประเมนอาคารตนแบบหลงท 1 แสดงใหเหนวาองคอาคารทท าหนาทรบแรงทางดานขางมก าลงตานทานต ากวาแรงภายในทจ าเปนตองรบเปนอยางมาก ดงนนการเสรมก าลงดวยการหมดวยปลอกเหลกหรอการหมดวยวสดเชงประกอบจงมแนวโนมทจะไมเพยงพอตอการตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ดวยเหตนการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงแรกจงใชการพอกโครงสรางเดมดวยคอนกรต (Concrete Jacketing) โดยเสรมความมนคงแขงแรงใหกบชนสวนขององคอาคารตางๆดงแสดงในแบบจ าลองตามรปท 4.1-23 ซงสามารถแสดงรายละเอยดการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของเสา คาน และฐานราก ไดดงตอไปน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 47

x

yz

รปท 4.1-23 การเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 1

2) น าหนกบรรทกและแรงส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 1 2.1) น าหนกบรรทกคงทและน าหนกบรรทกจร

น าหนกบรรทกคงทของอาคารเมอท าการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบองคอาคารตางๆดงรปท 4.1-23จะมคาเพมขนดงตารางท 4.1-6 สวนน าหนกบรรทกจรมคาตามทระบไวในขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคาร

ตารางท 4.1-6 น าหนกบรรทกคงทของแตละชนของอาคาร

ชนท คาระดบ (เมตร)

น าหนกบรรทกคงท (กโลนวตน)

หลงคา +7.65 1,548 ชน 2 +4.15 4,428 ชน 1 +0.85 4,791

รวมน าหนกบรรทกคงท 10,767

2.2) การค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 1 และการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกแนวดง

คาตวประกอบตางๆทใชส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวเพอการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง มดงตอไปน

คาตวประกอบความส าคญของอาคาร I ก าหนดใหเทากบ 1.5 เชนเดยวกบขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรง

คาตวประกอบปรบผลตอบสนอง R พจารณาใหมคาเทากบ 2.5 ตามเงอนไขทระบไวในตารางท 3.3-1 ของ มยผ.1303-57 โดยมคามากกวาในขนตอนการประเมนทก าหนดใหมคาเทากบ 1.5 เนองจากพจารณาวาหลงการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบชนสวนอาคารตามแนวทางทกลาวมาแลวจะท าใหโครงสรางอาคารโดยรวมมความมนคงแขงแรงเพมขน และเปนไปตามเงอนไขตามตารางท 3.3.1 ในมยผ.1303-57 ซงท าใหคา

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 48 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

R สามารถพจารณาใหมคาเพมขนเปน 2.5 ได ทงนผประเมนควรพจารณาตรวจสอบเงอนไขตางๆเพมเตมเพอใหสามารถเลอกใชคา R ไดถกตองเหมาะสมกบอาคารทจะท าการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

คาตวประกอบขยายคาการโกงตว (Deflection Amplification Factor, dC ) ก าหนดใหมคาเทากบคา

R เชนเดยวกบขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรง ดงนนในขนตอนการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงจะก าหนดให

dC มคาเทากบ 2.5 สเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการออกแบบการเสรมความมนคงแขงแรง ใหกบโครงสราง

อาคารตนแบบหลงท 1 จะมลกษณะเชนเดยวกนกบขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรง (รปท 4.1-4) ผลการวเคราะหโครงสรางดวยวธการไฟไนตเอลเมนตโดยอาศยแบบจ าลองทท าการเสรมความมนคง

แขงแรงใหกบชนสวนอาคารดงรปท 4.1-23 จะพบวาคาคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง x มคาเทากบ 0.428 วนาท สวนคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง y มคาเทากบ 0.418 วนาท เมอพจารณาคาคาบการสนของอาคารจากสตรประมาณจากความสงของอาคารทมคาเทากบ 7.65 เมตร จะท าใหไดคาคาบการสนของอาคาร ( )T เทากบ 0.153 วนาท เมอเปรยบเทยบคาคาบการสนพนฐานของอาคารทค านวณจากสตรการประมาณกบคาทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตจะพบวา คาคาบการสนพนฐานทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตส าหรบการสนทงในทศทาง x และ y มคามากกวา 1.5 เทาของคาคาบการสนของอาคารจากสตรการประมาณ ดงนนเมออาศยขอก าหนดตาม มยผ. 1302-52 คาคาบการสนพนฐานทจะใชค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในทศทางแกนหลกทงสองของอาคารเมอมการเสรมความมนคงแขงแรงจงมคาเทากน และมคาเทากบ 0.2295 วนาทเชนเดยวกบขนตอนการประเมน

เมอน าคาบการสนพนฐานของอาคารทมคาเทากบ 0.2295 วนาทมาพจารณารวมกบสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธแรงสถตเทยบเทาดงทแสดงในรปท 4.1-6 จะท าใหไดคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร ( )aS มคาเทากบ 0.2996

จากคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร ( )aS

ทกลาวมาขางตน จะสามารถค านวณคาสมประสทธผลตอบสนองแรงแผนดนไหวไดดงน

1.50.2996 0.1798

2.5

s a

s

IC S

R

C

=

= =

ทงนคา sC มคาไมนอยกวา 0.01 ตามขอก าหนดของ มยผ. 1302-52 จากคาสมประสทธผลตอบสนองของแรงแผนดนไหวและคาน าหนกบรรทกทงหมดของอาคารเมอท าการ

เสรมความมนคงแขงแรงแลว จะสามารถค านวณหาคาแรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกนหลกของอาคารทงสองทศทางไดดงน แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน x 0.1798 10,767 1,935.91xV = = กโลนวตน แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน y 0.1798 10,767 1,935.91yV = = กโลนวตน

เมอกระจายแรงเฉอนทฐานเปนแรงกระท าทางดานขางตออาคารในแตละชนท าใหไดแรงกระท าทางดานขางและแรงเฉอนแตละชนดงแสดงในตารางท 4.1-7

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 49

ตารางท 4.1-7 แรงกระท าทางดานขางและแรงเฉอนในแตละชนของอาคารในทศทาง X และ Y

ระดบชน น าหนกบรรทก

คงท ( )W (กโลนวตน)

ความสง( )h

(เมตร)

Wh (กโลนวตน-เมตร)

แรงกระท าดานขาง ( )F (กโลนวตน)

แรงเฉอน( )V

(กโลนวตน) หลงคา 1,548 7.65 11,842.20 668.56 668.56 ชน 2 4,428 4.15 18,376.20 1,037.44 1,706.00 ชน 1 4,791 0.85 4,072.35 229.91 1935.91 รวม 10,767 34,290.75 1,935.91

การรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกแนวดงส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงจะใชแนวทางการรวมแรงตาม มยผ. 1302-52 เชนเดยวกบขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคาร ทงนผประเมนตองพจารณารปแบบการรวมแรงในรปแบบอนๆเพมเตมตามความเหมาะสมโดยค านงถงการเปลยนแปลงน าหนกและสตฟเนสของอาคารทอาจมการเพมขนหรอลดลงอนเนองมาจากการเสรมความมนคงแขงแรง

3) สมบตของวสดในการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง การออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบชนสวนอาคารจะมคณสมบตของวสด 2 กลมดวยกน กลม

แรกเปนคณสมบตของวสดของวสดอาคารเดมกอนการเสรมความมนคงแขงแรงซงมคาเปนไปตามขอมลทท าการรวบรวมมาดงทกลาวไปแลว โดยสามารถสรปเพอความชดเจนอกครงไดดงน

สมบตของวสดองคอาคารเดมไดแก ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรต ( )cf = 18.34 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-30 ( )yf = 295 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกรปพรรณ ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 20,127.86 เมกะปาสกาล

ส าหรบวสดกลมทสองไดแกคอนกรตและเหลกเสรมทใชในการพอกองคอาคาร โดยผออกแบบอาจพจารณาเลอกใชวสดตามความเหมาะสมกบสภาพอาคารรวมถงความสามารถในการท างานได ซงคอนกรตและเหลกเสรมทน ามาใชในการเสรมความมนคงแขงแรงควรมก าลงรบแรงไมนอยกวาก าลงของวสดอาคารเดม ส าหรบความหนาในการพอกนอยทสดจะขนกบความสามารถในการท างานไดของวสดทเลอกใช ผออกแบบควรพจารณาตามขอก าหนดและค าแนะน าของผผลตวสดซงอาจมความแตกตางกน

ในการแสดงตวอยางการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารตนแบบห ลงนจะพจารณาก าหนดใหใชคอนกรตมาตรฐานทมก าลงรบแรงอดสงสดไมนอยกวาคาก าลงรบแรงอดของอาคารเดมทไดจากการทดสอบ ทงนเนองจากก าลงรบแรงอดของคอนกรตจะมการแปรผนตามปจจยภายนอกไดงาย ดงนนในการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางจงพจารณาในฝงปลอดภย โดยเลอกทจะใหก าลงอดของคอนกรตสวนทจะท าการพอกมคาเทากบคาก าลงรบแรงอดของคอนกรตอาคารเดมทไดจากการทดสอบ ส าหรบก าลงของเหลกเสรมจะพจารณาตามก าลงของเหลกเสรมทเลอกน ามาใชจรง ทงนเนองจากก าลงของ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 50 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

เหลกเสรมจะแปรผนตามปจจยภายนอกไดนอย ดงนนสมบตของคอนกรตและเหลกเสรมทใชในการพอกองคอาคารจงสรปไดดงน

สมบตของคอนกรตและเหลกเสรมทใชในการพอกองคอาคารไดแก ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทใชพอก ( )cf = 18.34 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-40 ( )yf = 390 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 20,127.86 เมกะปาสกาล

อยางไรกตามผออกแบบอาจพจารณาก าลงอดของคอนกรตทมคาก าลงอดแตกตางจากคอนกรตของโครงสรางอาคารเดมไดโดยพจารณาผลของความแตกตางของก าลงคอนกรตตามแนวทางทเหมาะสม

4) แบบจ าลองและการวเคราะหโครงสรางเมออาคารไดรบการเสรมความมนคงแขงแรง ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคาร แบบจ าลอง 3 มตของอาคาร

ตนแบบหลงท 1 แสดงไดดงรปท 4.1-24 โดยแบบจ าลองนตงอยบนสมมตฐานของการยดหยนเชงเสน และมการจ าลองโครงสรางในแนวทางเดยวกบทกลาวมาแลวในสวนของการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคาร จดรองรบของโครงสรางพจารณาใหเปนแบบฐานยดแนน (Fixed Base) โดยไมพจารณาความยดหยนของฐานราก (Foundation Flexibility) คาสตฟเนสขององคอาคารคอนกรตจะพจารณาถงผลของการแตกราวทมตอคาสตฟเนสโดยการประมาณคาสตฟเนสจากคาโมเมนตประสทธผล ( )effI และคาพนทหนาตดประสทธผล

( )effA ตามขอก าหนดในหวขอ 2.8.3 ของ มยผ. 1302-52 ทงนในสวนขององคอาคารทไดรบการเสรมความมนคงแขงแรงจะพจารณาใหหนาตดคอนกรตเกาและใหมมลกษณะเสมอนเปนเนอเดยวกน ซงในขนตอนออกแบบจะตองท าการออกแบบเหลกเดอย (Dowel Bars) โดยค านงถงการถายแรงเฉอนทผวสมผสระหวางหนาตดคอนกรตเดมและคอนกรตสวนทน ามาพอกดงจะกลาวตอไปในตวอยางแสดงการออกแบบชนสวนโครงสราง

xy

z

รปท 4.1-24 แบบจ าลองอาคารตนแบบหลงท 1 ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 51

การวเคราะหโครงสรางจะใชวธแรงสถตเทยบเทาโดยค านวณคาแรงสถตเทยบเทาในรปของแรงเฉอนทฐานอาคารแลวท าการกระจายแรงไปยงชนตางๆ จากนนวเคราะหโครงสรางดวยวธการไฟไนตเอลเมนตเพอค านวณหาแรงภายในชนสวนโครงสราง และคาการเคลอนตวของโครงสรางในแตละชน โดยพจารณาการรวมแรงสถตเทยบเทาเนองจากแผนดนไหวกบแรงและน าหนกบรรทกในแนวดงตางๆ ตามแนวทางทกลาวไวแลวในขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรง ทงน คาการเคลอนตวทไดจากการวเคราะหตองปรบแกดวยตวประกอบขยายคาการโกงตว ( dC ) ใหเปนคาการเคลอนตวและการโกงตวสงสดทเกดขนเนองจากแผนดนไหว ส าหรบในขนตอนการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงนจะก าหนดใหคา

dC มคาเทากบคา R โดยมคาเทากบ 2.5 ตามหลกการทกลาวมาแลวขางตน

5) ผลการวเคราะหโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 1 เพอการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง ผลการวเคราะหโครงสรางโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 1 เมอพจารณาเสรมความมนคงแขงแรง

ใหกบองคอาคารตามทแสดงในรปท 4.1-23 สรปพอสงเขปไดดงน

5.1) คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกของอาคารหลงเสรมความมนคงแขงแรง จากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigen Value) ของแบบจ าลองโครงสรางจะไดคาคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง x และทศทาง y เทากบ 0.428 วนาท และ 0.418 วนาท ตามล าดบ โดยจะเหนวาคาคาบการสนพนฐานของอาคารหลงท าการเสรมความมนคงแขงแรงจะมคาลดลงจากคาคาบการสนพนฐานของอาคารเดมเนองจากสตฟเนสของอาคารมคามากขนจากการเสรมความมนคงแขงแรงองคอาคารเดม

5.2) ผลการประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 1 หลงจากเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารตามรปท 4.1-23 พบวาผลการประเมนคา

อตราสวนระหวางแรงทตองตานทานกบก าลงตานทาน (DCR) ของคานและเสาทกชนลวนมคาต ากวา 1 ดงนนจงสรปไดวาเสาและคานทกชนสวนผานเกณฑการประเมนทงหมดดงแสดงในรปท 4.1-25 ถง รปท 4.1-27ส าหรบในสวนของฐานรากหลงจากเสรมความมนคงแขงแรงใหกบฐานรากบางสวนดงแสดงในรปท 4.1-9 จะพบวาการเสรมฐานรากดวยการเพมขนาดของฐานรากท าใหฐานรากของอาคารโดยรวมมความมนคงแขงแรงเพมขน โดยรายละเอยดของการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบแตละชนสวนจะแสดงในล าดบถดไป

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 52 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

X

Y

C1

รปท 4.1-25 ภาพผงแสดงผลการประเมนตามคา DCR องคอาคารชนท 1 หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

0.288X

Y

B1

รปท 4.1-26 ภาพผงแสดงผลการประเมนตามคา DCR องคอาคารชนท 2 หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 53

X

Z

0.537 C1

รปท 4.1-27 ภาพตดทางยาวตามความสงอาคารแสดงผลการประเมนเสาและคานตามคา DCR หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

5.3) ผลการเคลอนตวสมพทธของอาคารตนแบบหลงท 1 หลงเสรมความมนคงแขงแรง คาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทมการปรบแกดวยตวประกอบขยายคาการโกงตว ( )dC ซงส าหรบในขนตอนการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบนก าหนดใหมคาเทากบ 2.5 จะท าใหไดคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดจากแผนดนไหวหลงเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 1 เมอน ามาเปรยบเทยบกบคาการเคลอนตวสมพทธทยอมใหส าหรบกรณการรบแรงแผนดนไหวทงสองทศทางจะแสดงผลไดดงตารางท 4.1-8 ถง ตารางท 4.1-9 และรปท 4.1-28 ถง รปท 4.1-29 ซงผลปรากฎวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนส าหรบทกชนมคานอยกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมให ดงนนหลงจากเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารแลวท าใหการเคลอนตวของอาคารลดลงอยางมนยส าคญและผานเกณฑการประเมน

ตารางท 4.1-8 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

ระดบชน ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร) เสรมความมนคงแขงแรง 0.015a sxh =

หลงคา 7.65 0.0118 0.0525 ชน 2 4.15 0.0128 0.0495 ชน 1 0.85 0.0133 0.0278

ฐานราก -1 0.0000 0.0000

ตารางท 4.1-9 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

ระดบชน ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร)

เสรมความมนคงแขงแรง 0.015a sxh = หลงคา 7.65 0.0041 0.0525 ชน 2 4.15 0.0085 0.0495 ชน 1 0.85 0.0145 0.0278

ฐานราก -1 0.0000 0.0000

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 54 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

( )0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

(

)

-2

0

2

4

6

8

10

รปท 4.1-28 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

( )0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

(

)

-2

0

2

4

6

8

10

รปท 4.1-29 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 55

6) ตวอยางการเสรมความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสราง 6.1) การเสรมความมนคงแขงแรงเสา

ตวอยางเสา C1 ทไดรบการออกแบบบเสรมความมนคงแขงแรง มขนาดและรายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.1-30 โดยต าแหนงของเสา C1 แสดงไวตามรปท 4.1-7 และ รปท 4.1-9

รปท 4.1-30 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดเสาตวอยาง C1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงภายในทเกดขนของเสาตนนส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกนเนองมาจากน าหนกบรรทกในแนวดง ( )GP = -303.85 กโลนวตน (แรงอด) แรงอดตามแนวแกนเนองมาจากแรงแผนดนไหว ( )EP = 13.74 กโลนวตน (อด/ดง) โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = 84.01 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( )uyM = -136.55 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = -94.01 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 50.83 กโลนวตน

จากหนาตดเสา C1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตามรปท 4.1-30 สามารถหาคาก าลงทออกแบบหรอก าลงตานทานขององคอาคารโดยอาศยแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง โดยแสดงไดในรปแบบของพนผวปฏสมพนธทเปนมมมอง 3 มตดงรปท 4.1-31 หรอพจารณาในรปแบบของระนาบปฏสมพนธทเปนมมมอง 2 มตดงรปท 4.1-32 พบวาขนาดของแรงภายในทตองการมคาอยภายในพนผวปฏสมพนธ หรอมคาอยในเสนขอบเขตของระนาบปฎสมพนธจะเปนการบงชวาคา DCR มคานอยกวา 1 ซงหมายความวาเสาตนนผานเกณฑการประเมน ซงทมาของคา DCR ไดแสดงในหวขอการประเมนเสาตวอยางกอนหนานแลว ดงนนผลการประเมนเสาทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงแลวมคา DCR เทากบ 0.537 ซงมคานอยกวา 1 ดงนนเสาตนนจงผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 56 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.1-31 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง รปท 4.1-32 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง

ส าหรบการประเมนก าลงออกแบบทใชตานทานแรงเฉอนของเสาตวอยาง C1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแลวจะท าการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนตามสมการทระบไวใน ACI 318 ดงน

ก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาคอนกรตค านวณไดจากสมการตอไปน ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดเสา

'0.17c c wV f b d= 0.17 1 18.34 0.45 0.41 1000= 134.32= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกปลอกทหนาตดเสา

v y

s

A f dV

s=

( )2 42 0.9 / 4 10 235 0.41 1000

0.15

− =

81.73= กโลนวตน ก าลงเฉอนทหนาตดเสารบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

n c sV V V= + 134.32 81.73= + 216.05= กโลนวตน

ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาก าลงทตองการซงเปนแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

0.85 516.05 183.64nxV = = กโลนวตน 94.01uxV = กโลนวตน 0.85 516.05 183.64nyV = = กโลนวตน 50.83uyV = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 57

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนทใชออกแบบ ตาม มยผ.1301-54 ขอ 4.2 ตองมคาไมนอยกวาคาแรงเฉอนในขอ 4.2.1 หรอขอ 4.2.2 ไดดงน

ก าลงตานทานแรงเฉอนทใชออกแบบ 183.64nx nyV V = = กโลนวตน ความสงเสา 3.30cH = เมตร ก าลงโมเมนตระบทเสามคาตามกราฟรปท 4.1-32 251.09nM = กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนทเกดขนค านวณตาม มยผ. 1301-54 ขอ 4.2.1 มคาเทากบ 251.09 251.09

152.183.30

n nux

c

M MV

H

+ += = = กโลนวตน 183.64nxV = กโลนวตน

251.09 251.09152.18

3.30

n nuy

c

M MV

H

+ += = = กโลนวตน 183.64nyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงทออกแบบในการรบแรงเฉอนของหนาตดทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตามมาตรฐาน ACI และ ตาม มยผ.1301-54 มคามากกวาก าลงทตองการทเปนแรงเฉอนทเกดขน ดงนนเสาตวอยางตนนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

ส าหรบการประเมนเหลกทเจาะฝงและยดไวระหวางคอนกรตเกาและคอนกรตใหมสามารถค านวณได

ดงน u s yV A f=

โดยท uV คอ แรงเฉอนทตองการ

sA คอ พนทของเหลกยนทเสรมก าลงในเสา

(เหลกขอออยขนาดเสนผานศนยกลาง 20 มม. = 314.16 ตร.มม.) yf คอ ก าลงครากของเหลกยนทเสรมก าลงของเสา (390 เมกะปาสกาล) แรงเฉอนทตองการ โดยพจารณาเสา 1 ดาน มคาเทากบ

3 0.000314 390 1000 367.38uV = = กโลนวตน จากทฤษฎ แรงเสยดทานเฉอน (Shear-friction) จะได

u n vf yV V A f = = โดยท คอ สมประสทธแรงเสยดทานมคาเทากบ 1 เมอผวสมผสมการท าใหหยาบ

vfA คอ พนทของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (เหลกขอออยขนาด 10 มม. = 78.54 ตร.มม.) yf คอ ก าลงครากของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (390 เมกะปาสกาล)

คอ ตวคณลดก าลงส าหรบแรงเฉอนใชเทากบ 0.85 พนทของเหลกรบแรงเฉอนทตองการ เทากบ

367.380.001108

0.85 390 1000vfA = =

ตารางเมตร

ดงนนใชเหลก 10 มม. @0.15 เมตร ตลอดความสงเสา 3.30 เมตร คดเปนจ านวน 22 เสน พนทหนาตดรวม 0.00172vfA = ตารางเมตร 0.001108vfA = ตารางเมตรทตองการฝงโดยใชสารเคม โดยระยะฝงของเหลกทใชเจาะฝงใหเปนไปตามมาตรฐานของผผลต

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 58 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

6.2) การเสรมความมนคงแขงแรงคาน คานตวอยาง B1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคง มขนาด และรายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท

4.1-33 โดยมต าแหนงระบไวในผงอาคารชนท 2 ดงแสดงในรปท 4.1-8

รปท 4.1-33 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดคานตวอยางทเสรมความมนคงแขงแรง B1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทเกดขนภายในชนสวนคานทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง ส าหรบกรณวกฤตทสดซงเปนผลจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกน ( )uP = 0 กโลนวตน โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -136.39 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 152.60 กโลนวตน

จากหนาตดคานตวอยาง B1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคง ตามรปท 4.1-33 จะสามารถสรางแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง ไดดงรปท 4.1-34 และ รปท 4.1-35 จากรปจะเหนวาพกดของแรงภายในทเกดขนภายในคานตวอยางอยภายในพนผวปฏสมพนธ เมอท าการค านวณคา DCR ตามแนวทางทเสนอแลวในหวขอการประเมนเสาตวอยางพบวาคา DCR ส าหรบคานตวอยางนมคาเทากบ 0.288 ดงนนคานตนนจงผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

รปท 4.1-34 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง รปท 4.1-35 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 59

เมอพจารณาก าลงเฉอนทออกแบบของคานทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงพบวาก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตของหนาตดคานตวอยางค านวณไดดงน

ก าลงเฉอนคอนกรตของหนาตดคาน '0.17c c wV f b d=

0.17 18.34 0.50 0.75 1000= 273.01= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกลกตงของหนาตดคาน เพอใหงายตอการประเมนและเปนการประเมนในฝงปลอดภยจงพจารณาก าลงรบแรงเฉอนเหลกลกตงของหนาตดคานเฉพาะเหลกปลอกใหมทมาเสรมความมนคงแขงแรงเทานน

v y

s

A f dV

s=

( )2 42 0.9 / 4 10 235 0.75 1000

0.15

− =

149.50= กโลนวตน ก าลงเฉอนทออกแบบทหนาตดคานรบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

n c sV V V= + 273.01 149.50= + 422.51= กโลนวตน

ส าหรบการออกแบบหนาตดรบแรงเฉอนเพอใหมก าลงเฉอนเพยงพอเพอรบแรงเฉอนทตองการทเกดขน n uV V เมอตวคณลดก าลง ใหใชเทากบ 0.85 ตามมาตรฐาน ACI

0.85 422.51nV = 359.13= กโลนวตน > 152.60uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดคานตวอยางนมคามากกวาแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนคานตวอยางนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

การประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนทใชออกแบบ ตาม มยผ.1301-54 ขอ 4.2 จะตองมคาไมนอยกวาคาแรงเฉอนในขอ 4.2.1 หรอขอ 4.2.2 ส าหรบตวอยางนผประเมนไดเลอกใชขอ 4.2.2 แรงเฉอนสงสดทไดจากการรวมน าหนกบรรทกออกแบบทพจารณาแรงเนองจากแผนดนไหวเปน 2 เทาของแรงทก าหนดในกฎหมายควบคมอาคารวาดวยการกอสรางอาคารในเขตทอาจไดรบแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ซงสามารถค านวณไดดงน (อยางไรกตามผประเมนสามารถเลอกวธการประเมนไดทง 2 ขอ ตามทกลาวมาขางตน)

ก าลงตานทานแรงเฉอนทออกแบบ 359.13nyV = กโลนวตน แรงเฉอนสงสดทไดจากการรวมน าหนกบรรทกออกแบบทพจารณาแรงเนองจากแผนดนไหวเปน 2 เทา

ของแรงทก าหนดในกฎหมายควบคมอาคารวาดวยการกอสรางอาคารในเขตทอาจไดรบแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวมคาเทากบ 172.59uyV = กโลนวตน

ดงนน 172.59uyV = กโลนวตน 359.13nyV = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 60 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตามมาตรฐาน ACI และ ตาม มยผ.1301-54 ก าลงตานทานแรงเฉอนทออกแบบของหนาตดมคามากกวาก าลงเฉอนทตองการทเปนแรงเฉอนทเกดขน ดงนนคานตวอยางนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

ส าหรบการออกแบบเหลกทเจาะฝงและยดไวระหวางคอนกรตเกาและคอนกรตใหมสามารถค านวณไดดงน

u s yV A f= โดยท

uV คอ แรงเฉอนทตองการ

sA คอ พนทของเหลกรบแรงดงทเสรมก าลงในคาน (เหลกขอออยขนาด 20 มม. = 314.159 ตร.มม.)

yf คอ ก าลงจดครากของเหลกยนทเสรมก าลงของคาน (390 เมกะปาสกาล) แรงเฉอนทตองการ มคาเทากบ

4 0.000314 390 1000 489.84uV = = กโลนวตน จากทฤษฎ แรงเสยดทานเฉอน (Shear-friction) จะได

u n vf yV V A f = = โดยท คอ สมประสทธแรงเสยดทานมคาเทากบ 1 เมอผวสมผสมการท าใหหยาบ

vfA คอ พนทของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (เหลกขอออยขนาด 10 มม. = 78.540 ตร.มม.) yf คอ ก าลงจดครากของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (390 เมกะปาสกาล)

คอ ตวคณลดก าลงส าหรบแรงเฉอนใชเทากบ 0.85 พนทของเหลกรบแรงเฉอนทตองการ เทากบ

489.840.00148

0.85 390,000vfA = =

ตารางเมตร

ดงนนใชเหลก 10 มม. @0.15 เมตร ตลอดความยาวคาน 5.50 เมตร คดเปนจ านวน 36 เสน พนทหนาตดรวม 0.00282vfA = ตารางเมตร 0.00148vfA = ตารางเมตรทตองการฝงโดยใชสารเคม โดยระยะฝงของเหลกทใชเจาะฝงใหเปนไปตามมาตรฐานของผผลต

6.3) การเสรมความมนคงแขงแรงฐานราก ตวอยางฐาน F1 ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงมขนาดและรายละเอยดการเสรมเหลก

ดงรปท 4.1-36 โดยต าแหนงของฐานราก F1 แสดงไวดงรปท 4.1-10

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 61

2.00

1.50

1.10

0.40

0.50

0.500.50

12 . #

12 . #

รปท 4.1-36 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดฐานรากตวอยางทเสรมความมนคงแขงแรง F1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทกระท ากบฐานรากส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง ซงจะน าไปใชส าหรบประเมนก าลงตานทานของฐานรากคอนกรตเสรมเหลก สรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )P = 448.09 กโลนวตน โมเมนตรอบแกน X ( )xM = -70.69 กโลนวตน-เมตร โมเมนตรอบแกน Y ( )yM = -145.80 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = -174.98 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = -33.59 กโลนวตน

การประเมนก าลงทออกแบบของฐานคอนกรตเสรมเหลกภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง จะประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนเจาะ ก าลงตานทานแรงเฉอนแบบคาน และประเมนก าลงตานทานโมเมนตดด ซงการพจารณาแรงดนดนส าหรบตวอยางนไดใชแรงดนดนทคณแฟคเตอรน าหนกบรรทกแลวทเกดขนและใหแรงกระจายอยางสม าเสมอตลอดพนทของฐานรากเพอใหงายตอการประเมน ทงนผประเมนอาจเลอกใชลกษณะแรงดนดนทกระท ากบฐานรากในแนวทางอนไดซงขนอยกบวจารณญาณของผประเมน ซงมรายละเอยดการค านวณดงตอไปน

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนเจาะทหนาตดวกฤตของฐานรากสามารถค านวณไดดงน 00.34c cV f b d=

โดยท 0b คอ ความยาวเสนรอบรปของหนาตดวกฤตทอยหางจากขอบของเสา เทากบครงหนง ของความลกประสทธผลของฐานมคาเทากบ 3.28 เมตร

d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร 0.34 18.34 3.28 0.32 1000 1,528.28cV = = กโลนวตน 0.85 1528.28 1,299.04cV = = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 62 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

แรงเฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤตซงจากการวเคราะหจะมคาไมสม าเสมอแตเพอใหงายตอการประเมน ผประเมนจงใชหนวยแรงดนดนทตองการสงสดทเกดขนและใหแรงกระจายอยางสม าเสมอ ซงจะมคาเทากบ 49.79 กโลนวตนตอตารางเมตร โดยสามารถค านวณไดดงน

( ) ( )49.79 3.00 3.00 0.82 0.82 414.63uV = − = กโลนวตน

ดงนนการประเมนแรงเฉอนเจาะของฐานรากตวนมก าลงทออกแบบแรงเฉอนเจาะ มากกวาก าลงแรงเฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤต

c uV V จงผานการประเมนแรงเฉอนเจาะ

ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบของแรงเฉอนแบบคานทหนาตดวกฤตของฐานรากสามารถค านวณไดดงน

0.17c cV f bd= โดยท d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร

b คอ ความยาวของฐานรากเทากบ 3.00 เมตร

0.17 18.34 3.00 0.32 1000 698.91cV = = กโลนวตน 0.85 698.91 594.07cV = = กโลนวตน

แรงเฉอนทออกแบบทปรบดวยแฟคเตอรน าหนกบรรทกแลว ทเกดขนทหนาตดวกฤตซงจากการวเคราะหจะมคาไมสม าเสมอแตเพอใหงายตอการประเมน ผประเมนจงใชหนวยแรงดนดนทตองการสงสดทเกดขนและใหแรงกระจายอยางสม าเสมอ ซงจะมคาเทากบ 49.79 กโลนวตนตอตารางเมตร ทระยะ d=1.50-0.25-0.32=0.93 เมตร โดยค านวณไดดงน

49.79 0.93 3.00 138.91uV = = กโลนวตน ดงนนการประเมนแรงเฉอนแบบคานของฐานรากตวนมก าลงแรงเฉอนทออกแบบ มากกวาก าลงแรง

เฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤต c uV V จงผานการประเมนแรงเฉอนแบบคาน

ส าหรบการประเมนปรมาณเหลกเสรมรบโมเมนตดดของฐานราก โดยหนาตดวกฤตส าหรบการดดอยทผวเสาตอมอจนถงขอบนอกของฐานราก และเพอใหงายตอการประเมน ผประเมนจงใชหนวยแรงดนดนประลยสงสดทเกดขนและใหแรงกระจายอยางสม าเสมอ ซงมคาเทากบ 49.79 กโลนวตนตอตารางเมตร โดยสามารถค านวณไดดงน

249.79 3.00 1.25 / 2 116.70uM = = กโลนวตน-เมตร

2 2

116.70 1000.0422

0.9 300 32

un

MR

bd

= = =

กโลนวตนตอตารางเซนตเมตร

0.85 21 1

0.85

c n

y c

f R

f f

= − −

0.85 18.3 2 0.04221 1 0.00145

295 0.85 18.3/10

= − − =

ดงนนปรมาณเหลกเสรมทหนาตดของฐานรากตองการมคาเทากบ 0.00145 300 32 13.92sA = = ตารางเซนตเมตร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 63

จากรปท 4.1-20 ปรมาณเหลกเสรมทอยในฐานรากเดมมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. จ านวน 13 เสน ซงสามารถค านวณพนทหนาตดของเหลกเสรมไดดงน

13 1.131 14.703sA = = ตารางเซนตเมตร จากผลการประเมนฐานภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง ปรมาณเหลกเสรมรบโมเมนตดด

ของฐานรากเดมเพยงพอตอการรบโมเมนตดดแลวดงนนปรมาณเหลกเสรมทใสเพมเตมจะคดในปรมาณขนต าเทานน

ส าหรบการประเมนก าลงรบแรงแบกทาน และก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ เลอกใชแรงทกระท ากบฐานรากส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมให ซงสรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )P = 369.63 กโลนวตน โมเมนตรอบแกน X ( )xM = -55.90 กโลนวตน-เมตร โมเมนตรอบแกน Y ( )yM = -115.78 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )xV = -138.04 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )yV = -28.45 กโลนวตน

การประเมนก าลงรบแรงแบกทานของดน จากตวอยางฐานราก F1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง เปนฐานรากแผทรงสเหลยมจตรสขนาด 3.00 เมตร และลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานรากแสดงไดดงรปท 4.1-37 ซงจากผลการทดสอบชนดนมน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให ( )allowq มคาเทากบ 85.31 กโลนวตนตอตารางเมตร

maxq minq

P

yM

3.00xb =

3.0

0y

b=

1.5

0C=

xM

Y

X

รปท 4.1-37 ขนาดฐานรากและลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานรากทเสรมความมนคงแขงแรง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 64 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากผลการวเคราะหโครงสรางเลอกใชน าหนกบรรทกกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมให ซงมแรงในแนวดงและเกดโมเมนตดดทงสองทศทางแสดงรายละเอยดดงรปท 4.1-37 ซงสามารถน ามาค านวณหาก าลงรบแรงแบกทานของดนไดดงน

yx

x y

M CM CPq

A I I

=

โดยท C คอ ระยะจากแกนสะเทนถงรมฐานราก ,x yI I คอ โมเมนตความเฉอยรอบแกน x และ y

เมอน าแรงภายในทกลาวมาแลวขางตนอนเกดขนจากการวเคราะหภายใตการรวมแรงตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงใชงาน (หวขอท 1.4) จะสามารถค านวณคาหนวยแรงดนดนสงสดทเกดขนซงจะตองมคาไมมากกวาหนวยน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให ซงสามารถค านวณไดดงน

3 3

369.63 55.90 1.5 115.78 1.5

3 3 3 3 /12 3 3 /12q

= + +

= 79.22 กโลนวตนตอตารางเมตร

3 3

369.63 55.90 1.5 115.78 1.5

3 3 3 3 /12 3 3 /12q

= + −

= 27.76 กโลนวตนตอตารางเมตร

3 3

369.63 55.90 1.5 115.78 1.5

3 3 3 3 /12 3 3 /12q

= − +

= 54.38 กโลนวตนตอตารางเมตร

3 3

369.63 55.90 1.5 115.78 1.5

3 3 3 3 /12 3 3 /12q

= − −

= 2.92 กโลนวตนตอตารางเมตร

จากผลการประเมนฐานตวอยาง F1 มคาหนวยแรงดนดนสงสดทเกดขนมคานอยกวาหนวยน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให 79.22 85.31 กโลนวตนตอตารางเมตร จงผานเกณฑประเมนก าลงรบแรงแบกทาน

การประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของฐานตวอยาง F1 ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง เปนฐานรากแผรปสเหลยมจตรส ขนาด 3.00 เมตร หนา 0.40 เมตร ลกจากผวดน 1.10 เมตร มสมบตดนใตฐานรากดงน ความเชอมแนนระหวางเมดดน ( )c มคาเทากบ 27.46 กโลนวตนตอตารางเมตร หนวยน าหนกประสทธผลของดน ( ) มคาเทากบ 17.85 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร มมเสยดทานภายใน ( ) มคาเทากบ 10.1 องศา และอตราสวนปลอดภยกรณลนไถลใชเทากบ 1.5 โดยฐานรากแผมการกระจายของหนวยแรงดนทางดานขางแบบพาสซฟ ดงแสดงในรปท 4.1-38

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 65

0.00+

RxF

S

PP2 1.50h =

3.0

0y

b=

3.00xb =

93.54

103.71

1 1.10h =

17.85 =27.46c =10.1 = 2/kN m

2/kN m

3.00

0.40

v

RyF

รปท 4.1-38 ขนาดฐานและลกษณะแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟทเสรมความมนคงแขงแรง

ส าหรบการหาแรงดนทางดานขางของดนจะอาศยทฤษฎของ (Rankine’s Theory) และอางองจาก [19] โดยทสถานะแรงดนดนแบบพาสซฟสามารถค านวณไดจากสมการตอไปน

2p p pP K h c K= +

จากขอมลรปท 4.1-38 สามารถค านวณสมประสทธแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟไดดงน 2tan 45

2pK

= +

โดยท pK คอ สมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟ

= 2 10.1tan 45

2

+

=1.425 ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก

1 1.10h = เมตร ดงน ( ) ( )1.425 17.85 1.10 2 27.46 1.425 93.54pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 2 1.50h = เมตร ดงน

( ) ( )1.425 17.85 1.50 2 27.46 1.425 103.71pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ดงนนสามารถค านวณก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟทกระท ากบฐานรากทง 2 แกน ไดดงน

( )( )1

93.54 103.71 0.40 (3.00) 118.352

pxP = + = กโลนวตน

( )( )1

93.54 103.71 0.40 (3.00) 118.352

pyP = + = กโลนวตน

ค านวณแรงเสยดทานทฐานของฐานรากไดดงน ( ) tanS v Bc = +

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 66 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

โดยท v คอ ผลรวมแรงในแนวดงทลงมาทฐาน คอ 2/3 ของคามมเสยดทานภายใน c คอ 2/3 ของความเชอมแนนของเมดดน c B คอ พนทของฐานราก

น าหนกดนทลงฐานรากค านวณได 17.85 1.10 3.00 3.00 176.72 = กโลนวตน น าหนกบรรทกฐานคอนกรตค านวณได 23.54 0.40 3.00 3.00 84.74 = กโลนวตน น าหนกบรรทกบนฐานราก 369.63 กโลนวตน ผลรวมแรงแนวดงทลงมาทฐานค านวณได ( ) 176.72 84.74 369.63 631.09v = + + = กโลนวตน

( )2 10.1

tan 631.09 tan 74.513

v

= =

กโลนวตน

2 27.463.00 3.00 164.76

3Bc

= = กโลนวตน

ดงนนผลของแรงเสยดทานทฐานของฐานรากสามารถค านวณได 74.51 164.76 239.27S = + = กโลนวตน

ก าลงตานทานดานขางของฐานราก ( )RF ซงเกดจากผลรวมของแรงเสยดทานทฐานของฐานราก ( )S

และก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟ ( )pP ตามสมการดงน

R pF S P = + ดงนนก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากสามารถค านวณไดดงน

239.27 118.35 357.62Rx pxF S P = + = + = กโลนวตน 239.27 118.35 357.62Ry pyF S P = + = + = กโลนวตน

จากผลการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางของฐานรากภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง แรงทเกดขนในแนวแกน x มคาเทากบ 138.04 กโลนวตน แรงทเกดขนในแนวแกน y มคาเทากบ 28.45 กโลนวตน และก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากรบได 357.62 กโลนวตน ส าหรบอตราสวนปลอดภยตานการลนไถลก าหนดใหไมนอยกวา 1.5 เมอน าก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากรบไดหารดวยแรงทเกดขนในแนวแกน x และ แนวแกน y สามารถค านวณไดดงน

( )

357.622.59 1.5

138.04Sliding x

FS = =

( )

357.6212.57 1.5

28.45Sliding y

FS = =

ดงนนฐานรากตวอยาง F1 น จงผานการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟทง 2 ทศทาง เนองจากมอตราสวนปลอดภยการลนไถลมากกวาอตราสวนปลอดภยทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 67

4.2 อาคารตนแบบหลงทสอง อาคารตนแบบหลงทสอง ก าหนดใหเปนอาคารเรยน พนทใชสอยประมาณ 1,608 ตารางเมตร สง 4 ชน

มลกษณะดงรปท 4.2-1 ตงอยในพนทบรเวณท 2 ตามกฎกระทรวงก าหนดการรบน าหนก ความตานทาน ความคงทนของอาคารและพนดนทรองรบอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว พ.ศ. 2550 ทงนสมมตวาพนทตงอาคารอยในบรเวณทมคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณาทคาบการสน 0.2 วนาท ( SS ) และคาบการสน 1 วนาท ( 1S ) เทากบ 0.878 และ 0.248 ตามล าดบ โดยวธการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงสามารถแสดงรายละเอยดดงตอไปน

รปท 4.2-1 ตวอยางภาพอาคารเรยนซงก าหนดใหเปนอาคารตนแบบหลงท 2

4.2.1 ก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงและการประเมนระดบความรนแรงของแผนดนไหวส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2

การก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรง ส าหรบกรณศกษาอาคารตนแบบหลงท 2 นไดก าหนดใหเปนอาคารทมระดบความส าคญสงมาก (ระดบ IV ตาม มยผ. 1302-52) ดงนนการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารตวอยางนจงตองก าหนดเปาหมายใหอยในระดบการเสรมสมรรถนะทดกวาระดบเปาหมายเพอความปลอดภยขนพนฐาน (Enhanced Rehabilitation Objective) โดยอาคารตองมระดบสมรรถนะในระดบเขาใชงานไดทนท (IO) ภายใตแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในระดบ BSE ดงทกลาวไวแลวในสวนท 1 และท าการวเคราะหเพอประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงดวยวธการเสมอนออกแบบอาคารใหมหรอวธการท 2 ตามหวขอ 3.3.4 ใน มยผ.1303-57 แทนการตรวจสอบระดบสมรรถนะของอาคาร ดงนนจงตองอาศยคาตวประกอบความส าคญ (I) ตามทระบในตารางท 1.5-1 ในมยผ. 1302-52 ซงกรณศกษานจะมคาเทากบ 1.5 สวนคาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (R) จะอางองตามตารางท 3.3-1 ใน มยผ. 1303-57 เชนเดยวกบทกลาวแลวในอาคารตนแบบหลงท 1 อาคารตนแบบหลงนจะประเมนระดบความรนแรงของแผนดนไหวส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางทระดบความปลอดภยขนพนฐาน (Basic Safety Earthquake, BSE) โดยจะก าหนดใหสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางมคาเปนคร งหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบตาม มยผ. 1302-52 ดงจะไดกลาวในล าดบถดไป

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 68 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

4.2.2 การรวบรวมขอมลของอาคารตนแบบหลงท 2 ส าหรบตวอยางอาคารตนแบบหลงท 2 จะสมมตวาสามารถรวบรวมขอมลของอาคารตามการกอสราง

จรงได โดยสรปดงน 1) ขอมลทวไปของอาคาร อาคารตนแบบหลงท 2 เปนอาคารคอนกรตเสรมเหลกสง 4 ชน กวาง 10.50 เมตร ยาว 36 เมตร สง

15.80 เมตร มพนทใชสอยประมาณ 1,608 ตารางเมตร อาคารกอสรางแลวเสรจประมาณป 2550 และไมไดรบการค านวณออกแบบใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว แบบแปลนพนชน 1, แบบแปลนพนชน 2 และ แบบแปลนพนชน 3 ถง 4 แสดงไดดงรปท 4.2-2 ถงรปท 4.2-4 ตามล าดบ

2) ลกษณะการใชอาคาร ลกษณะการใชงานของอาคารก าหนดใหเปนอาคารเรยน และตองใชเปนอาคารศนยอ านวยการเพอ

บรรเทาสาธารณะภยกรณเกดเหตภยแผนดนไหว ดงนนประเภทความส าคญของอาคารจงตองพจารณาใหอยในระดบสงมาก (ระดบ IV ตาม มยผ. 1302-52)

3) รปแบบอาคารและระบบโครงสราง จากขอมลตามแบบกอสรางพบวาโครงสรางของอาคารชน 1-4 เปนระบบเสา-คานคอนกรตเสรมเหลก

โครงหลงคาเปนเหลกโครงสรางรปพรรณ พนชนท 1 เปนพนคอนกรตเสรมเหลกวางบนดน และพนชนท 2-4 เปนแผนพนคอนกรตอดแรงส าเรจรป ระบบตานทานแรงดานขาง (Lateral-Force-Resisting System) ไมไดรบออกแบบใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ระบบตานทานแรงในแนวดง (Vertical-Force-Resisting System) มเสนทางการถายแรงตอเนองสมบรณ อาคารมความไมสม าเสมอของโครงสรางในแนวนงแบบความไมสม าเสมออยางมากของสตฟเนส หรอมชนทออนอยางมากทชนลางของอาคาร (รปแบบท 1ข ตามหวขอ 2.4.2.2 ใน มยผ. 1302-52)

4) สมบตของวสดจากแบบแปลนรายละเอยด ขอมลจากแบบกอสรางใหรายละเอยดทางเรขาคณตขององคอาคารรวมถงรายละเอยดการเสรมเหลก

เพยงพอตอการประเมน ขอมลสมบตของวสดทไดจากแบบแปลนรายละเอยดระบคาก าลงรบแรงอดประลยทรงกระบอกของคอนกรตทอาย 28 วน เทากบ 20.60 เมกะปาสกาล ก าหนดใหใชเหลกเสนกลมชนคณภาพ SR-24 ส าหรบเหลกเสรมขนาดเสนผานศนยกลาง 6 มม. และ 9 มม. สวนเหลกเสรมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. ขนไปก าหนดใหใชเหลกขอออยชนคณภาพ SD-30 รายละเอยดการยดตอกน (Interconnection) ของชนสวนอาคารมการก าหนดตามมาตรฐานงานกอสรางทวไป ทงนแมวาขอมลจากแบบกอสรางและแบบแปลนรายละเอยดจะคอนขางครบถวนสมบรณ มยผ. 1303-57 ยงก าหนดใหผประเมนตองท าการตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคารโดยการตรวจสอบดวยสายตา ซงผประเมนอาจอาศยการตรวจสอบโครงสรางคอนกรตเสรมดวยวธตรวจพนจ (Visual Inspection Method) ตาม มยผ. 1501-51 เปนแนวทางได

5) ประเภทชนดนและฐานราก ขอมลตามแบบกอสรางระบลกษณะฐานรากอาคารเปนระบบฐานรากตน โดยแบบแปลนระบใหดนฐาน

รากสามารถรบน าหนกปลอดภยไดไมนอยกวา 98.10 กโลนวตนตอตารางเมตร ทงนขอมลสภาพผวดนและสภาพดนฐานรากในบรเวณทตงอาคารมไมเพยงพอส าหรบการค านวณก าลงความตานทานของดนฐานราก ดงนนการส ารวจสภาพชนดนจงเปนกจกรรมทตองด าเนนการ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 69

รปท 4.2-2 แบบแปลนพนชน 1 ของอาคารตนแบบหลงท 2

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 70 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.2-3 แบบแปลนพนชน 2 ของอาคารตนแบบหลงท 2

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 71

รปท 4.2-4 แบบแปลนพนชน 3 และ 4 ของอาคารตนแบบหลงท 2

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 72 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

4.2.3 การตรวจสอบขอมลและการประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 2 1) การประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 1 โดยการตรวจสอบดวยสายตา จากการตรวจสอบขอมลและประเมนอาคารตนแบบหลงท 2 พบวา ชนสวนโครงสรางตาง ๆ ของอาคาร

ไดแก เสา คาน มมต ขนาด และความยาวเปนไปตามทก าหนดในแบบแปลนรายละเอยด ไมพบรอยราวหรอการเสอมสภาพของชนสวนโครงสรางทบงชวาอาคารไมมนคงแขงแรง ไมพบความเสยหายจากการวบตของโครงสรางและสวนตาง ๆ อาคารไมมการทรดหรอเกดการเอยงตว ความตอเนองของระบบการถายแรง รายละเอยดของจดตอโดยรวมเปนไปตามแบบรายละเอยดทไดท าการรวบรวมมา ไมพบการดดแปลงโครงสรางทสงผลกระทบความมนคงแขงแรงของโครงสรางและเสนทางการถายแรงอยางมนยส าคญ ไมพบสวนทไมใชโครงสรางทมผลกระทบตอความตอเนองของเสนทางการถายแรงในโครงสราง สวนทไมใชโครงสรางบางสวนอาจมความเสยงตอการเกดอนตรายตอผใชอาคารในกรณเกดเหตแผนดนไหวควรพจารณาเสรมความมนคงหรอปรบปรงแกไขตามความเหมาะสมเพอความปลอดภยของผใชอาคาร ไมมสวนของฐานทสามารถตรวจสอบไดดวยสายตาและพบวาอาจมความเสยงตอโครงสรางอาคารมากเกนไปหากท าการขดส ารวจ ดงนนขอมลขนาดมตของฐานรากจ าเปนตองยดตามขอมลทรวบรวมไดจากแบบแปลนรายละเอยด สภาพโดยรอบตวอาคารรวมถงสงกอสรางขางเคยงมระยะหางมากกวารอยละ 1 ของความสงจากพนถงชนทพจารณาจงไมจ าเปนตองตรวจสอบการชนกนของอาคาร การตอเตมเพอเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางมแนวโนมทสามารถด าเนนการไดในทกรปแบบทระบไวในสวนท 3

2) การประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 2 แบบละเอยด จากการรวบรวมขอมลของอาคารตนแบบหลงท 2 และการประเมนสภาพอาคารตามทกลาวมาแลว

ขางตน พบวาขอมลทรวบรวมไดคอนขางสมบรณอยางไรกตาม แตเนองจากอาคารมการกอสรางและไดใชงานมาเปนเวลานานพอสมควร ผประเมนจงตองพจารณาตรวจสอบและประเมนสภาพอาคารแบบละเอยดเพมเตมตามเกณฑทกลาวไวแลวในหวขอ 2.2 หรอศกษารายละเอยดเพมเตมไดจากหวขอ 4.2.5 ตาม มยผ.1303-57 โดยตวอยางผลการประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 2 แบบละเอยดสมมตวามผลสรปไดดงน

2.1) การตรวจสอบก าลงรบแรงอดประลยเฉลยของคอนกรตดวยการเจาะแกนคอนกรต พบวามคาก าลงอดประลยเฉลยเทากบ 27.47 เมกะปาสกาล ซงมคามากกวากวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบไวในแบบแปลนรายละเอยด

2.2) การตรวจสอบก าลงรบแรงอดของคอนกรตดวยวธการทดสอบแบบไมท าลายดวยคอนกระแทก พบวามคาก าลงอดเฉลยเทากบ 26.49 เมกะปาสกาล ซงมคามากกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบไวในแบบแปลนรายละเอยด อยางไรกตามการทดสอบหาก าลงอดของคอนกรตดวยการใชเครองมอคอนกระแทกเปนวธการประมาณคาก าลงอดคอนกรตในทางออม ดงนนจงควรเลอกใชคาก าลงอดประลยเฉลยทไดจากการเจาะแกนคอนกรตในการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร

2.3) การตรวจสอบความถกตองของจ านวนเหลกเสรมและระยะหางของเหลกปลอกในองคอาคารคอนกรตดวยการใชเครองมอ Ferro Scan พบวาจ านวนและระยะหางของเหลกเสรมในองคอาคารส าคญตาง ๆ เปนไปตามแบบกอสราง ดงนนจงสามารถเชอมนในขอมลรายละเอยดการเสรมเหลกขององคอาคารตาง ๆทระบตามแบบรายละเอยดได

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 73

2.4) ผลการเจาะส ารวจชนดน ณ บรเวณพนทอาคารตนแบบ ทในชวงระดบความลกใตฐานพบเปนดนเหนยวปนกรวด (GC) สน าตาลสภาพออน หนวยน าหนกประสทธผลของดน เทากบ 17.66 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร ก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า

uS เทากบ 43.16 กโลนวตนตอตารางเมตร, มมเสยดทานภายใน เทากบ 11.3 องศา และดนใตฐานรากสามารถรบน าหนกบรรทกปลอดภยไดไมนอยกวา 124.59 กโลนวตนตอตารางเมตร และจากผลการเจาะส ารวจดนทระดบความลกตาง ๆ สามารถค านวณหาคาการทดสอบฝงจมมาตรฐานเฉลย N ไดเทากบ 16.33 และคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าเฉลย uS มคาเทากบ 62.70 กโลปาสกาล ซงจากตารางท ก-1 ตาม มยผ.1302-52 สามารถจ าแนกประเภทชนไดเปนประเภทดนออน (ประเภท D)

4.2.4 การประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 2 ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 ซงเปนอาคารทมความไมสม าเสมอของโครงสรางในแนวดง และ

ก าหนดใหลกษณะโครงสรางสอดคลองตามตารางท 2.7-1 ใน มยผ. 1302-52 ซงระบใหสามารถใชวธการวเคราะหโครงสรางดวยวธสเปกตรมการตอบสนองแบบโหมด ดงนนส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 นจะเนนแสดงตวอยางวธการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารดวยวธการเสมอนออกแบบอาคารใหม และอาศยวธพลศาสตรเชงเสนดวยวธสเปกตรมการตอบสนองแบบโหมดในการวเคราะหโครงสราง โดยมล าดบขนตอนดงตอไปน

1) น าหนกบรรทกและแรงส าหรบการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 2 น าหนกบรรทกและแรงทเกยวของกบการประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนของ

แผนดนไหวจะประกอบดวยน าหนกบรรทกคงทของอาคาร น าหนกบรรทกจร และแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว นอกจากแรงเหลานแลววศวกรผประเมนอาจพจารณาแรงอน ๆ เพมเตมตามความเหมาะสมกบสภาพการใชงานจรงของอาคาร ส าหรบตวอยางนก าหนดใหอาคารตนแบบหลงท 2 รบน าหนกบรรทกและแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวดงตอไปน

1.1) น าหนกบรรทกคงท ประกอบดวยน าหนกของโครงสรางโดยอาศยสมบตของวสดและขนาดชนสวนตามขอมลและแบบ

โครงสรางทท าการรวบรวมและตรวจสอบมาแลวขางตน โดยผลรวมของน าหนกบรรทกคงท ของอาคารในแตละชนแสดงไดดงตารางท 4.2-1

ตารางท 4.2-1 น าหนกบรรทกคงทแตละช นของอาคารตนแบบหลงท 2

ช นท คาระดบ (เมตร)

น าหนกบรรทกคงท (กโลนวตน)

หลงคา +17.50 103 หวเสา +15.80 877 ชน 4 +12.30 3,201 ชน 3 +8.80 3,194 ชน 2 +5.30 3,244 ชน 1 +0.80 1,054 ฐาน +0.00 108

รวมน าหนกบรรทกคงท 11,781

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 74 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

1.2) น าหนกบรรทกจร อาคารตนแบบหลงนใชหนวยน าหนกบรรทกจรตาม กฎกระทรวง ฉบบท 6 (พ.ศ. 2527) ออกตามความ

ในพระราชบญญตควบคมอาคาร พ.ศ. 2522 โดยมรายละเอยดใหใชน าหนกบรรทกของ โรงเรยน และหลงคา เทากบ 2.94 และ 0.29 กโลนวตนตอตารางเมตร ตามล าดบ

จากผลการส ารวจสภาพการใชงานอาคารมลกษณะเปนอาคารโรงเรยนตรงตามขอมลทไดรบและไมพบการกองเกบวสดอปกรณทจะท าใหอาคารมน าหนกบรรทกคงทเพมเตมมากขนกวาน าหนกอาคารอยางมนยส าคญ ดงนนน าหนกประสทธผลส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวจงพจารณาเฉพาะน าหนกบรรทกคงทของอาคารดงจะกลาวในล าดบถดไป

1.3) การค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว คาตวประกอบตาง ๆ ทใชส าหรบการค านวณม

รายละเอยดดงตอไปน คาตวประกอบความส าคญของอาคาร I ใชเทากบ 1.5 ตาม มยผ.1302-52 เนองจากก าหนดใหเปน

อาคารทมระดบความส าคญสงมาก คาตวประกอบปรบผลตอบสนอง R ใชเทากบ 2.5 พจารณาตามเงอนไขของตารางท 3.3-1 ใน มยผ.

1303-57 คาตวประกอบขยายคาการโกง dC ตาม มยผ.1303-57 ไมไดก าหนดคานไว ทงนหากพจารณาจาก

มยผ. 1302-52 จะพบวาคา dC จะมคาทนอยกวาคา R ดงนนส าหรบการประเมนตามตวอยางนจะก าหนดใหคา

dC มคาเทากบคา R โดยมคาเทากบ 2.5 ซงเปนการสมมตในดานทปลอดภย ทงนวศวกรผประเมนอาจพจารณาเงอนไขอน ๆ ประกอบเพอก าหนดคา dC ใหเหมาะสมกบอาคารทประเมน

สเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางอาคารตวอยางหลงท 2 แสดงไดดงน

อาคารตนแบบหลงท 2 นตงอยในพนทซงมคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณาทคาบการสน 0.2 วนาท ( SS ) และคาบการสน 1 วนาท ( 1S ) มคาเทากบ 0.878 และ 0.248 ตามล าดบ โดยประเภทชนดนของทตงอาคารเปนดนออน (ประเภท D ตาม มยผ. 1302-52) จากขอมลขางตนอาศยตารางท 1.4-2 และ 1.4-3 ตาม มยผ.1302-52 จะท าใหประมาณคาสมประสทธส าหรบชนดนทคาบการสน 0.2 วนาท ( aF ) และทคาบการสน 1 วนาท ( vF ) ไดเทากบ 1.148 และ 1.904 ตามล าดบ ดงนนคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบสามารถค านวณไดดงน

1 1

2 21.148 0.878 0.672

3 3

2 21.904 0.248 0.315

3 3

DS a s

D v

S F S

S F S

= = =

= = =

ทงน มยผ. 1303-57 ก าหนดใหสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบการเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางมคาครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบ ซงค านวณไดดงน

1 1

0.5 0.5 0.672 0.336

0.5 0.5 0.315 0.157

XS DS

X D

S S

S S

= = =

= = =

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 75

ตวอยางนใชวธสเปกตรมการตอบสนองแบบโหมดในการวเคราะหโครงสราง เมออาศยคาขางตนสามารถสรางเปนรปสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหม ดวยวธเชงพลศาสตรตาม มยผ. 1302-52 และสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธสเปกตรมการตอบสนองแบบโหมด ตาม มยผ. 1303-57 ไดดงรปท 4.2-5

(g

)

( )

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.9 2.10.0 0.5 1.0 1.5 2.0

. 1303-57

. 1302-52

รปท 4.2-5 สเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหม และส าหรบการประเมนและออกแบบ

เสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธเชงพลศาสตร เนองจากตวอยางนแสดงวธการประเมนความมนคงแขงของอาคารดวยวธการเสมอนออกแบบอาคาร

ใหมหรอวธการท 2 ตามหวขอ 3.3.4 ใน มยผ.1303-57 ซงระบใหใชวธการ ขอก าหนด และเงอนไขตาง ๆ ทเกยวกบผลจากแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว รวมถงวธการวเคราะหโครงสรางตาม มยผ. 1302-52 โดยปรบคาแรงจากแผนดนไหวตามทกลาวมาแลวขางตน จากนนท าการสรางแบบจ าลองของอาคารเปนดงรปท 4.2-6 โดยพจารณาแบบจ าลองฐานรากใหจดรองรบของอาคารเปนแบบฐานยดหมน (Pinned Base) ทงนการสรางแบบจ าลองผประเมนควรพจารณารปแบบโครงสรางและเงอนไขจดรองรบตามความเหมาะสมของอาคารทจะท าการประเมน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 76 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.2-6 แบบจ าลองอาคารตนแบบหลงท 2

เมอไดแบบจ าลองของโครงสรางทพจารณาการกระจายมวลและสตฟเนสทสอดคลองกบสภาพจรงสามารถน ามาค านวณคาบการสนพนฐานของอาคารจากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigenvalue Analysis) ซงจากการวเคราะหโครงสราง สามารถทราบลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดตาง ๆ ได ส าหรบในโหมดท 1-3 ดงแสดงในรปท 4.2-7 ถงรปท 4.2-9 ตามล าดบ ดงนนไดคาคาบการสนพนฐานในแตละทศทางหลกเปนดงน

คา 2.098xT = วนาท คา 1.687yT = วนาท และในการวเคราะหตองพจารณาการตอบสนองสงสดจากหลายโหมด โดยจ านวนโหมดทพจารณาตอง

เพยงพอเพอท าใหผลรวมของมวลประสทธผลประจ าโหมด ทไดพจารณามคาไมนอยกวารอยละ 90 ของมวลทงหมดของอาคารส าหรบแตละทศทางของแผนดนไหวในแนวระนาบทตงฉากกน ดงนนเมอพจารณา 6 โหมดแรกจะท าใหมวลประสทธผล (การมสวนรวมของมวล) รวมได 98 เปอรเซนตของมวลทงหมดของอาคาร ดงแสดงในตารางท 4.2-2

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 77

xy z

รปท 4.2-7 ลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 1 (คาคาบเทากบ 2.098 วนาท)

xy z

รปท 4.2-8 ลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 2 (คาคาบเทากบ 1.687 วนาท)

xy z

รปท 4.2-9 ลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 3 (คาคาบเทากบ 1.608 วนาท)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 78 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.2-2 สมบตของโหมด คาบการสนไหวธรรมชาต อตราสวนการมสวนรวมของมวลและคาสะสม

โหมด คาคาบ

ธรรมชาต (วนาท)

อตราสวนการมสวนรวมของมวล อตราสวนการมสวนรวมของมวลสะสม

แกน X แกน Y การบด แกน X แกน Y การบด

1 2.098 0.94 0.00 0.03 0.94 0.00 0.03 2 1.687 0.00 0.94 0.02 0.94 0.94 0.05 3 1.608 0.03 0.03 0.91 0.97 0.96 0.96 4 0.458 0.01 0.00 0.00 0.98 0.96 0.96 5 0.370 0.00 0.02 0.00 0.98 0.98 0.96 6 0.352 0.00 0.00 0.02 0.98 0.98 0.98

น าคาดงกลาวขางตนไปค านวณคาแรงแผนดนไหวดวยวธสเปกตรมตอบสนองแบบโหมดและการปรบแกคาการตอบสนอง เพอหาคาแรงเฉอนทฐานและแรงภายในชนสวนตาง ๆ โดยการรวมผลตอบสนองจากโหมดตาง ๆ ดวยวธ SRSS (Square Root of Sum of Square) สามารถหาแรงเฉอนทฐานและแรงภายในชนสวนตาง ๆ รวมทงการเคลอนตวของโครงสรางได

ส าหรบการค านวณคาแรงเฉอนทฐานส าหรบออกแบบ สามารถค านวณไดจาก

แรงเฉอนทฐาน = ( )26 6

2 *

1 1bn n n

n n

V M A= =

=

โดยท *

nM คอ มวลประสทธผลประจ าโหมดท n และ

nA คอ ความเรงเชงสเปกตรมของโหมดท n ซงอานคาไดจากรปท 4.2-5 ทคาบธรรมชาตตรงกบคาบธรรมชาตประจ าโหมดท n สามารถแสดงคาแรงเฉอนทฐานดงตารางท 4.2-3 และ ตารางท 4.2-4 ไดคาแรงเฉอนทฐานเทากบ 853 และ 1,029 กโลนวตน ส าหรบทศทางแกน X และแกน Y ตามล าดบ

ตารางท 4.2-3 การค านวณแรงเฉอนทฐานในแตละโหมด ตามทศทางแกน X

โหมด คาคาบ

ธรรมชาต (วนาท)

อตราสวนการมสวนรวมของ

มวล

มวลประสทธผลประจ าโหมด (กโลกรม)

ความเรงเชงสเปกตรม

ประจ าโหมด (g)

คาแรงเฉอนทฐานประจ า

โหมด (กโลนวตน)

1 2.098 0.94 1,128,862 0.077 852 3 1.608 0.03 36,028 0.098 35 4 0.458 0.01 12,009 0.336 40

รวมผลตอบสนองจากโหมดตาง ๆ ดวยวธ SRSS 853

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 79

ตารางท 4.2-4 การค านวณแรงเฉอนทฐานในแตละโหมด ตามทศทางแกน Y

โหมด คาคาบ

ธรรมชาต (วนาท)

อตราสวนการมสวนรวมของ

มวล

มวลประสทธผลประจ าโหมด (กโลกรม)

ความเรงเชงสเปกตรม

ประจ าโหมด (g)

คาแรงเฉอนทฐานประจ า

โหมด (กโลนวตน)

2 1.687 0.94 1,128,862 0.093 1,025 3 1.608 0.03 36,028 0.098 35 5 0.370 0.02 24,018 0.336 79

รวมผลตอบสนองจากโหมดตาง ๆ ดวยวธ SRSS 1,029

จากนนท าการคณปรบคาแรงดวย I

R ซงมคาเทากบ 1.5

0.62.5

= จากผลการวเคราะหสามารถค านวณหา

คาแรงเฉอนรวมทฐานรองรบ ไดดงน , 512t xV = กโลนวตน

, 617t yV = กโลนวตน ส าหรบการปรบแกคาแรง ในกรณทคาแรงเฉอนทฐานจากการวเคราะหเชงพลศาสตร ( tV ) ซงค านวณ

จากการรวมการตอบสนองของโหมดตาง ๆ มคานอยกวา 85% ของคาแรงเฉอนทฐาน (V ) ทไดจากวธแรงสถต

เทยบเทา ใหปรบคาแรงภายในทใชในการออกแบบดวยวธเชงพลศาสตรโดยคณดวยคา 0.85t

V

V

การค านวณหาคาแรงเฉอนทฐานจากวธแรงสถตเทยบเทา โดยคาคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง x มคาเทากบ 2.098 วนาท สวนคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง y มคาเทากบ 1.687 วนาท ทงนคาคาบการสนของอาคาร T จากการประมาณดวยความสงของอาคารตามวธ ก ทระบใน มยผ. 1302-52 จะค านวณไดตามสมการ 0.02T H= เมอ H คอความสงของอาคารวดจากพนดน มหนวยเปนเมตร โดยส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 น ความสงของอาคารมคาเทากบ 15.80 เมตร ดงนนคาคาบการสนของอาคารจากสตรการประมาณจงมคาดงน

( )0.02 0.02 15.80 0.316T H= = = วนาท

เมอเปรยบเทยบคาคาบการสนพนฐานของอาคารทค านวณจากสตรการประมาณกบคาทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตจะพบวา คาคาบการสนพนฐานทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตส าหรบการสนทงในทศทาง x และ y มคามากกวา 1.5 เทาของคาคาบการสนของอาคารจากสตรการประมาณ ดงนนเมออาศยขอก าหนดตาม มยผ. 1302-52 ทก าหนดใหคาคาบการสนพนฐานของอาคารทจะใชในการก าหนดคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมก าลงอาคาร ( )codeT ตองมคาไมเกน 1.5 เทาของคาคาบการสนของอาคารทไดจากสตรการประมาณ ดงนนส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 น คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกทงสองของอาคารจงมคาเทากน โดยค านวณคาไดดงน

1.5 0.474codeT T= = วนาท ทงสองทศทางของอาคาร เมอน าคาบการสนพนฐานของอาคารทไดมาพจารณารวมกบสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมน

และออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธพลศาสตรเชงเสน ดงทแสดงในรปท 4.2-10 จะท าใหได

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 80 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

คาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร ( )aS มคาเทากบ 0.3312

(g

)

( )

T=0.474

0.3312aS =

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.90.0 0.5 1.0 1.5 2.0

รปท 4.2-10 การระบคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคง

แขงแรงของอาคาร ( )aS ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 จากคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของ

อาคาร ( )aS ทกลาวมาขางตน ซงคาสมประสทธผลตอบสนองแรงแผนดนไหวสามารถค านวณไดดงน

1.50.3312 0.199

2.5

s a

s

IC S

R

C

=

= =

ทงนคา sC มคาไมนอยกวา 0.01 ตามขอก าหนดของ มยผ. 1302-52 จากคาสมประสทธผลตอบสนองของแรงแผนดนไหวและคาน าหนกบรรทกทงหมดของอาคารสามารถ

ค านวณหาคาแรงเฉอนทฐานอาคารเนองจากแผนดนไหวไดจากสมการ sV C W= โดยคาแรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกนหลกของอาคารทงสองทศทางค านวณไดดงน

แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน x 0.199 11,781 2,344xV = = กโลนวตน แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน y 0.199 11,781 2,344xV = = กโลนวตน

ท าการคณปรบคาแรงจากผลการวเคราะหจากวธสเปกตรมผลตอบสนองดวย 0.85t

V

V ไดคาตวคณ

ปรบแกดงน

คาตวคณปรบแกส าหรบทศทางตามแกน X มคาเทากบ 2,344

0.85 0.85 3.89512t

V

V= =

คาตวคณปรบแกส าหรบทศทางแกน Y มคาเทากบ 2,344

0.85 0.85 3.23617t

V

V= =

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 81

ดงนน ไดคาแรงเฉอนทฐานภายหลงจากการปรบแกคาแลวมคาเทากบ 1,992 กโลนวตน ส าหรบทศทางแกน X และแกน Y

1.4) เกณฑในการประเมนและการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกแนวดง ส าหรบการประเมนความมนคงแขงแรงของชนสวนองคอาคารตาง ๆ จะอาศยแนวทางการออกแบบดวย

วธก าลง โดยจะท าการตรวจสอบคาแรงภายในทเกดจากผลของแรงแผนดนไหวซงไดรบการลดทอนดวยคาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (R) รวมกบแรงอน ๆ ตามทก าหนดใน มยผ. 1302-52 วามคามากกวาก าลงตานทานของชนสวนนนหรอไม โดยจะพจารณาจากคาอตราสวนระหวางแรงภายในทตองการ (Demand) กบก าลงทออกแบบหรอก าลงตานทาน (Capacity) หรอทเรยกวา Demand-Capacity Ratio (DCR) ตามทระบในสวนท 5 ของ มยผ.1303-57 ซงหากพบวาแรงภายในทเกดขนมคามากกวาก าลงตานทานขององคอาคาร อนเปนผลใหคา DCR มคามากกวา 1 จะพจารณาวาองคอาคารนนไมผานเกณฑการประเมนและตองท าการเสรมความมนคงแขงแรง

จากวธการรวมแรงตาม มยผ. 1302-52 ท าใหสามารถแสดงตวอยางการแจกแจงรปแบบการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกในแนวดงตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลงไดดงน

U1101=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 1.0EQx + 0.3EQy U1102=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 1.0EQx - 0.3EQy U1103=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 1.0EQx + 0.3EQy U1104=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 1.0EQx - 0.3EQy U1105=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 0.3EQx + 1.0EQy U1106=1.2(DL+SDL) + 1.0LL + 0.3EQx - 1.0EQy U1107=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 0.3EQx + 1.0EQy U1108=1.2(DL+SDL) + 1.0LL - 0.3EQx - 1.0EQy U1201=0.9(DL+SDL) + 1.0EQx + 0.3EQy U1202=0.9(DL+SDL) + 1.0EQx - 0.3EQy U1203=0.9(DL+SDL) - 1.0EQx + 0.3EQy U1204=0.9(DL+SDL) - 1.0EQx - 0.3EQy U1205=0.9(DL+SDL) + 0.3EQx + 1.0EQy U1206=0.9(DL+SDL) + 0.3EQx - 1.0EQy U1207=0.9(DL+SDL) - 0.3EQx + 1.0EQy U1208=0.9(DL+SDL) - 0.3EQx - 1.0EQy โดยท DL = น าหนกบรรทกคงท SDL = น าหนกบรรทกคงทเพมเตม LL = น าหนกบรรทกจร EQx = แรงแผนดนไหวในทศทางแกน X EQy = แรงแผนดนไหวในทศทางแกน y ส าหรบการประเมนความสามารถในการรบแรงแบกทานของฐานราก ผประเมนอาจเลอกใชการอนมาน

คาก าลงรบน าหนกแบบทานของฐานรากตามแนวทางทระบไวในหวขอ 6.4 ตาม มยผ.1303-57 หรออาศยขอมลจากการส ารวจทางธรณวทยาแบบเฉพาะเจาะจงส าหรบพนทตงอาคารแลวน ามาค านวณหาคาก าลงรบ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 82 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

น าหนกแบกทานตามหลกเกณฑทเหมาะสมทางดานปฐพกลศาสตร ซงการประเมนในสวนนผประเมนอาจเลอกใชรปแบบการประเมนตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมให โดย มยผ. 1302-52 ก าหนดวธรวมผลของแรงส าหรบการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมใหดงน

U1=1.0D + 0.7E U2=1.0D + 0.525E + 0.75L U3=0.6D + 0.7E เมอ D = น าหนกบรรทกคงท L = น าหนกบรรทกจร E = แรงแผนดนไหว ทงนจะตองพจารณาผลของแรงแผนดนไหวใน 2 ทศทางหลกกระท าตออาคารรวมกนดวยเชนกนตามท

ระบในหวขอ 2.6.3 ของ มยผ. 1302-52 ซงจะท าใหสามารถแจกแจงรปแบบของการรวมแรงไดหลายรปแบบเชนเดยวกบลกษณะตวอยางทแสดงไวแลวขางตน

นอกจากรปแบบการรวมแรงตาม มยผ. 1302-52 ทกลาวมาแลวขางตน ผประเมนควรพจารณารปแบบการรวมแรงในรปแบบอน ๆ เพมเตมตามความเหมาะสมของการใชงานอาคาร

2) สมบตของวสดในการประเมน จากการตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคารอยางละเอยดดงทกลาวมาแลวขางตน พบวาคาก าลง

รบแรงอดประลยของคอนกรตทไดจากการเจาะแกนคอนกรตมคามากกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบในแบบรายละเอยด ดงนนเมอพจารณาในดานปลอดภยจงสมควรทจะใชคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตในแบบรายละเอยด สวนก าลงของเหลกเสรมจะอางองขอมลตามทระบในแบบรายละเอยด ดงนนคาสมบตของวสดส าหรบการประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวของอาคารตนแบบหลงท 2 สามารถสรปไดดงน

ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรต ( )cf = 20.60 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-30 ( )yf = 295 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกรปพรรณ ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 21,331.99 เมกะปาสกาล

3) แบบจ าลองและการวเคราะหโครงสราง แบบจ าลองโครงสรางส าหรบตวอยางนจะตงอยบนสมมตฐานของการยดหยนเชงเสน (linear elastic)

โดยท าการสรางแบบจ าลองเปนแบบ 3 มตดงรปท 4.2-6 ทงนแบบจ าลองสามารถจ าลองคาสตฟเนสและก าลงขององคอาคารทมความส าคญตอการตานทานแรงแผนดนไหว และสามารถจ าลองลกษณะการกระจายของมวลทวทงอาคารไดอยางถกตอง นอกจากนแบบจ าลองยงสามารถจ าลองสตฟเนสในแนวระนาบของไดอะแฟรมได ทงนคาสตฟเนสขององคอาคารคอนกรตจะพจารณาถงผลของการแตกราวทมตอคาสตฟเนสโดยการประมาณคาสตฟเนสจากคาโมเมนตประสทธผล ( )effI และคาพนทหนาตดประสทธผล ( )effA ตาม

ขอก าหนดในหวขอ 2.8.3 ของ มยผ. 1302-52 ส าหรบจดรองรบของอาคารจะพจารณาใหเปนแบบฐานยดหมน (Pinned Base) โดยไมพจารณาความยดหยนของฐานราก (Foundation Flexibility)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 83

การวเคราะหโครงสรางส าหรบตวอยางนจะเลอกใชวธพลศาสตรเชงเสนดวยวธผลตอบสนองแบบโหมดตามแนวทางของบทท 4 ใน มยผ. 1302-52 โดยพจารณาการสนไหวในหลายๆ โหมด เนองจากโครงสรางมความไมสม าเสมอของรปทรงโครงสรางในแนวระนาบและแนวดง การวเคราะหไดก าหนดใหแรงแผนดนไหวกระท าตามทศทาง X และ Y และน าผลตอบสนองของโครงสรางในแตละทศทางแรงน ามารวมผลตามการรวมน าหนกบรรทก ส าหรบในการวเคราะหไดก าหนดใหโครงสรางมคาอตราสวนความหนวง (Damping Ratio) เทากบ 5% หรอ 0.05 จากการใชวธนท าใหทราบถงผลตอบสนองของแรงภายในและการเคลอนทของโครงสราง ท าใหทราบจดวกฤตในโครงสราง และสามารถน าไปตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบสถตเชงเสน

4) ผลการวเคราะหโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 2 เพอประเมนความมนคงแขงแรง ผลการวเคราะหโครงสรางโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 2 ดวยวธไฟไนตเอลเมนต อนประกอบดวย

คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกของอาคาร ผลการประเมนคาอตราสวนระหวางแรงภายในทตองตานทานกบก าลงตานทาน (DCR) โดยรวม และผลการวเคราะหการเคลอนตวสมพทธของอาคารสามารถสรปพอสงเขปไดดงน

4.1) คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกของอาคารตนแบบหลงท 2 จากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigen Value) ของแบบจ าลองโครงสรางจะไดคาคาบการสน

พนฐานของอาคารในทศทาง x เทากบ 2.098 วนาท สวนคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง y มคาเทากบ 1.687 วนาท

4.2) ผลการประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 2 ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 นมโครงสรางรบแรงดานขางเปนรปแบบโครงตานแรงดดคอนกรตเสรม

เหลก มเสา คาน และฐานรากเปนองคอาคารหลกส าหรบรบแรงทางดานขาง แตเนองจากองคอาคารดงกลาวไมไดรบการออกแบบใหสามารถรบแรงทางดานขางอนเนองมาจากแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ดงนนในการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงนจงประเมนจากองคอาคารทงสามนเปนหลก โดยผลการประเมนคาอตราสวนระหวางแรงทตองตานทานกบก าลงตานทาน (DCR) ของคานและเสาแสดงไดดงผงอาคารทง 4 ชนและภาพตดทางยาวตามความสงของอาคารดงรปท 4.2-11 ถง รปท 4.2-15 ตามล าดบ เสนทบทแสดงในรปหมายถงองคอาคารทตรวจสอบดวยการวเคราะหโครงสรางแลวพบวาอตราสวน DCR มคามากกวา 1 คอไมผานการประเมน และมแนวโนมทจะตองเสรมความมนคงแขงแรงใหกบองคอาคารตาง ๆเหลาน โดยจากรปท 4.2-11 ถง รปท 4.2-15 พบวาคานของอาคารชน 1 สวนใหญไมผานการประเมน สวนคานของอาคารชน 2 ถง ชน 3 โดยมากผานการประเมน มคานบางแนวทอาจจ าเปนตองการเสรมความมนคงแขงแรง สวนคานของอาคารชน 4 ผานการประเมนทงหมด สวนรปท 4.2-15 แสดงใหเหนวาเสาของอาคารทงหมดไมสามารถรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหวไดและมความจ าเปนตองเสรมความมนคงแขงแรง ส าหรบผลการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานรากโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 2 แสดงไดดงรปท 4.2-16 จากรปแสดงใหเหนวาฐานรากโดยรวมสามารถรบภาระจากแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวทเพมขนได ดงแสดงในรปท 4.2-16 ทงนตวอยางรายละเอยดการประเมนชนสวนเสา คาน และฐานรากจะกลาวถงในล าดบถดไป

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 84 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

X

Y

C1

รปท 4.2-11 ภาพผงแสดงผลการประเมนอาคารชนท 1 ตามคา DCR

X

Y

B1

2.146

รปท 4.2-12 ภาพผงแสดงผลการประเมนอาคารชนท 2 ตามคา DCR

X

Y

รปท 4.2-13 ภาพผงแสดงผลการประเมนอาคารชนท 3 ตามคา DCR

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 85

X

Y

รปท 4.2-14 ภาพผงแสดงผลการประเมนอาคารชนท 4 ตามคา DCR

1

2

3

4

X

Z

C1 1.296

รปท 4.2-15 ภาพตดทางยาวตามความสงอาคารแสดงผลการประเมนเสาและคานตามคา DCR

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 86 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

X

Y

F1

รปท 4.2-16 ภาพผงแสดงผลการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานราก

4.3) ผลการประเมนการเคลอนตวสมพทธของอาคารตนแบบหลงท 2 การประเมนการเคลอนตวสมพทธจะพจารณาตามเกณฑทระบไวในหวขอ 2.11.1 ตามมยผ. 1302-52

โดยคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทยอมให ( )a ส าหรบกรณนคอ 0.015 sxh เมอ sxh หมายถงความสงระหวางชนทอยใตพนชนท x เมอน าผลการวเคราะหคาการเคลอนตวทไดจากการวเคราะหดวยวธการไฟไนตเอลเมนตมาท าการหาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทมการปรบแกดวยตวประกอบขยายคาการโกงตว ( )dC ซงส าหรบกรณนก าหนดใหมคาเทากบ 2.5 ตามแนวทางทระบไวในขอ 3.7 ของ มยผ. 1302-52 จะท าใหไดคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดจากแผนดนไหวส าหรบการประเมนอาคารตนแบบหลงท 2 เปรยบเทยบกบคาการเคลอนตวสมพทธทยอมใหส าหรบกรณการรบแรงแผนดนไหวทงสองทศทางดงตารางท 4.2-5 ถง ตารางท 4.2-6 และ รปท 4.2-17 ถง รปท 4.2-18

จาก ตารางท 4.2-5 และ รปท 4.2-17 แสดงผลการเปรยบเทยบคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดขนในกรณทมแรงแผนดนไหวกระท าทง 2 ทศทาง โดยเปนผลจากการรวมแรงในปรมาณรอยละ 100 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน x กบแรงในปรมาณรอยละ 30 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน y จากตารางและรปดงกลาวจะเหนวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดส าหรบชนท 1 และ ชนท 2 มคามากกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมให

ตารางท 4.2-6 และรปท 4.2-18 แสดงผลการเปรยบเทยบคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดขนในกรณทมแรงแผนดนไหวกระท าทงสองทศทาง โดยเปนผลจากการรวมแรงในปรมาณรอยละ 100 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน y กบแรงในปรมาณรอยละ 30 ของแรงแผนดนไหวในทศทางแกน x จากตารางและรปดงกลาวพบวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดส าหรบชนท 1 และชนท 2 มคามากกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมให

จากผลการวเคราะหการเคลอนตวสมพทธของอาคารทกลาวมาขางตนจะเหนวาอาคารตนแบบหลงท 2 นไมผานเกณฑการประเมนการเคลอนตวสมพทธ ดงนนจงควรทตองเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 87

ตารางท 4.2-5 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละช นภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30%ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

ระดบช น ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางช นสงสด (เมตร)

ประเมน 0.015a sxh = หลงคา 15.8 0.0055 0.0525 ชน 4 12.3 0.0133 0.0525 ชน 3 8.8 0.0242 0.0525 ชน 2 5.3 0.0835 0.0675 ชน 1 0.8 0.0836 0.0420

ฐานราก -2 0.0000 0.0000

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-4-202468

1012141618

(

)

( )

รปท 4.2-17 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 88 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.2-6 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละช นภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

ระดบช น ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางช นสงสด (เมตร)

ประเมน 0.015a sxh = หลงคา 15.8 0.0110 0.0525 ชน 4 12.3 0.0171 0.0525 ชน 3 8.8 0.0281 0.0525 ชน 2 5.3 0.0850 0.0675 ชน 1 0.8 0.0805 0.0420

ฐานราก -2 0.0000 0.0000

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-4-202468

1012141618

(

)

( )

รปท 4.2-18 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

5) ตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 2 จากผลการประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 2 ทแสดงดงรปท 4.2-11 ถง

รปท 4.2-16 แสดงใหเหนวาอาคารตนแบบหลงท 2 นควรตองท าการเสรมความมนคงแขงแรง โดยหวขอนจะแสดงตวอยางการประเมนชนสวนโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 2 อนไดแก เสา คาน และฐานราก ทงนเสา C1 คาน B1 และฐานราก F1 ทเลอกน ามาแสดงเปนตวอยางจะอยในต าแหนงทระบไวในผงและรปตดดงแสดงในรปท 4.2-11 ถง รปท 4.2-16 การประเมนก าลงตานทานชนสวนโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกจะพจารณาตามแนวทางการออกแบบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกดวยวธก าลง [18] สวนการประเมนก าลงตานทานของดนฐานรากจะพจารณาตามแนวทางของวธหนวยแรงทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 89

5.1) การประเมนเสาตวอยางอาคารตนแบบหลงท 2 ตวอยางเสา C1 ทเลอกน ามาใชเปนตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงของเสามขนาดและ

รายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.2-19 โดยต าแหนงของเสา C1 แสดงไวดงรปท 4.2-11 และ รปท 4.2-16

X

Y

รปท 4.2-19 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดเสาตวอยาง C1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงภายในทเกดขนของเสาตนนส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกน ( uP ) = 680.45 กโลนวตน โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -215.51 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( )uyM = -113.53 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = 45.79 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 88.59 กโลนวตน

จากหนาตดเสา C1 ตามรปท 4.2-19 น ามาหาคาก าลงตานทานของชนสวนเสาโดยอาศยแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง (Interaction Diagram) ไดดงรปท 4.2-20 และ รปท 4.2-21 โดยท าการประเมนตามแนวทางทไดแสดงไวแลวในอาคารตนแบบหลงท 1

รปท 4.2-20 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงในแนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง

รปท 4.2-21 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงในแนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 90 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากรปท 4.2-20 และ รปท 4.2-21 ค านวณคา DCR ไดเทากบ 1.296 ซงมคามากกวา 1 ดงนนเสาตนนจงไมผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนทเกดขนในเสาผประเมนอาจพจารณาใชสมการท 7.3-1 ซง มยผ. 1303-57 ไดแนะน าไวหรออาจใชสมการก าลงรบแรงเฉอนทก าหนดในมาตรฐานการออกแบบคอนกรตเสรมเหลก (ACI 318) ไดเชนเดยวกน ทงนส าหรบตวอยางการประเมนเสาตวอยางนจะท าการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนตามสมการทระบไวใน ACI 318 ดงน

ก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาคอนกรตตามแนวแกน y ค านวณไดจากสมการตอไปน ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดเสา

cV '0.17 c wf b d=

0.17 1 20.60 0.30 0.45 1000= 104.16= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกปลอกทหนาตดเสา

sV v yA f d

s=

( )2 42 0.9 / 4 10 235 0.45 1000

0.20

− =

67.28= กโลนวตน ก าลงเฉอนทหนาตดเสารบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

nyV c sV V= + 104.16 67.28= + 171.44= กโลนวตน

ก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาคอนกรตตามแนวแกน x ค านวณไดจากสมการตอไปน ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดเสา

cV '0.17 c wf b d=

0.17 1 20.60 0.50 0.25 1000= 96.45= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกปลอกทหนาตดเสา

sV v yA f d

s=

( )2 44 0.9 / 4 10 235 0.25 1000

0.20

− =

74.75= กโลนวตน ก าลงเฉอนทหนาตดเสารบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

nxV c sV V= + 96.45 74.75= + 171.20= กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 91

ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาแรงเฉอนทตองการทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

0.85 171.20 145.52nxV = = กโลนวตน 75.63uxV = กโลนวตน 0.85 171.44 145.72nyV = = กโลนวตน 55.26uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ของเสาตวอยางนมคามากกวาแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนเสาตวอยางนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

5.2) การประเมนคานตวอยางอาคารตนแบบหลงท 2 คานตวอยาง B1 ทน ามาใชเปนตวอยางแสดงการประเมนความมนคงแขงแรง มขนาด และรายละเอยด

การเสรมเหลกดงรปท 4.2-22 และต าแหนงคานแสดงดงรปท 4.2-12

รปท 4.2-22 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดคานตวอยาง B1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทเกดขนภายในชนสวนคานตวอยาง B1 นส าหรบกรณวกฤตทสดซงเปนผลจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกน ( )uP = 0 กโลนวตน โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -52.70 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 52.96 กโลนวตน

เมอพจารณาหนาตดและการเสรมเหลกของคาน B1 ตามรปท 4.2-22 จะสามารถสรางแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง (Interaction Diagram) ไดดงรปท 4.2-23 และ รปท 4.2-24 จากรปจะเหนวาพกดของแรงภายในทเกดขนภายในคานตวอยางอยภายนอกพนผวปฏสมพนธ เมอท าการค านวณคา DCR ตามแนวทางทเสนอแลวในหวขอการประเมนเสาตวอยางอาคารตนแบบหลงทหนงพบวาคา DCR ส าหรบคานตวอยางนมคาเทากบ 2.146 ดงนนคานตนนจงไมผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

X

Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 92 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.2-23 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง รปท 4.2-24 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของคานตวอยาง เมอพจารณาก าลงตานทานแรงเฉอนของคานพบวาก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตของหนาตดคาน

ตวอยางค านวณไดดงน

cV '0.17 c wf b d=

0.17 20.6 0.20 0.361 1000= 55.71= กโลนวตน

ก าลงรบแรงเฉอนจากเหลกลกตงของหนาตดคานตวอยางค านวณไดดงน

sV v yA f d

s=

( )2 42 0.6 / 4 10 235 0.361 1000

0.20

− =

23.99= กโลนวตน ดงนนก าลงรบแรงเฉอนทงหมดของหนาตดคานเมอรวมก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตและเหลกลกตง

จะมคาดงน nV c sV V= +

55.71 23.99= + 79.70= กโลนวตน

ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาก าลงทตองการทเปนแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

nV 0.85 79.70= 67.75= กโลนวตน > 52.96uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ของคานตวอยางนมคามากกวาแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนคานตวอยางนจง ผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 93

5.3) ฐานราก ตวอยางฐาน F1 ทเลอกน ามาใชเปนตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานรากมขนาดและ

รายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.2-25 โดยต าแหนงของฐาน F1 แสดงไวดงรปท 4.2-16

2.00

1.60

0.40

20 . @0.125 #

3.45

0.30

0.32

รปท 4.2-25 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดฐานตวอยาง F1

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทกระท ากบฐานรากส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง ส าหรบการประเมนก าลงตานทานของฐานรากสรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )uP = 1456.02 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = 93.74 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 95.90 กโลนวตน

แรงดนดนทกระท าตอฐานราก เปนแรงดนดนสงสดทเกดขนและก าหนดใหมความสม าเสมอตลอดฐานรากซงค านวณไดดงน

1456.02122.33

3.45 3.45uq = =

กโลนวตนตอตารางเมตร

ทงน ผประเมนอาจเลอกใชลกษณะแรงดนดนทกระท ากบฐานรากในแนวทางอนไดตามวจารณญาณของผประเมน

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนเจาะทหนาตดวกฤตของฐานรากสามารถแสดงไดดงน 00.34c cV f b d=

โดยท 0b คอ ความยาวเสนรอบรปของหนาตดวกฤตทอยหางจากขอบของเสา เทากบครงหนง ของความลกประสทธผลของฐานมคาเทากบ 2.88 เมตร

d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร (สมมตใหเสาขนาด 0.30 x 0.50 เมตร)

0.34 20.60 2.88 0.32 1000 1,422.18cV = = กโลนวตน 0.85 1,422.18 1,208.85cV = = กโลนวตน

แรงเฉอนออกแบบทเกดขนทหนาตดวกฤตส าหรบแรงเฉอนเจาะสามารถค านวณไดดงน ( ) ( )122.33 3.45 3.45 0.62 0.82 1,393.84uV = − = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 94 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ดงนน การประเมนแรงเฉอนเจาะของฐานรากตวนมก าลงตานเฉอนเจาะทออกแบบ นอยกวาก าลงเฉอนทตองการทหนาตดวกฤต

c uV V จงไมผานการประเมนแรงเฉอนเจาะ ท าใหการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนแบบคานและการประเมนก าลงตานทานโมเมนตดดของฐานรากไมจ าเปนตองตรวจสอบเพมเตม ซงสรปไดวาการประเมนก าลงตานทานฐานรากคอนกรตเสรมเหลกในอาคารหลงนไมผานการประเมน

ส าหรบการประเมนก าลงรบแรงแบกทาน และก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ เลอกใชแรงทกระท ากบฐานรากส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงใชงาน ซงสรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )P = 939.43 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน X ( )xV = 65.41 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )yV = 66.80 กโลนวตน

ฐานราก F1 เปนฐานรากแผทรงสเหลยมจตรสขนาด 3.45 เมตร ชนดนมน าหนกบรรทกปลอดภยทยอมให ( )allowq มคาเทากบ 124.59 กโลนวตนตอตารางเมตร

maxq

P

3.45xb =

3.4

5y

b=

1.7

25

C=

Y

X

รปท 4.2-26 ขนาดฐานรากและลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานตวอยาง

จากน าหนกบรรทกทถายเขาสฐานรากท าใหแรงดนดนมการกระจายสม าเสมอ ดงรปท 4.2-26 โดย

ค านวณหาก าลงรบแรงแบกทานของดนไดดงน 939.43

3.45 3.45

Pq

A= =

= 78.93 กโลนวตนตอตารางเมตร

จากผลการประเมนฐานตวอยาง F1 มหนวยแรงดนดนสงสดทเกดขนมคานอยกวาหนวยน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให 78.93 124.59 กโลนวตนตอตารางเมตร จงผานเกณฑประเมนก าลงรบแรงแบกทาน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 95

การประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของฐานตวอยาง F1 ทเปนฐานรากแผรปสเหลยมจตรส ขนาด 3.45 เมตร หนา 0.40 เมตร ลกจากผวดน 1.60 เมตร สมบตดนใตฐานรากมดงน ความเชอมแนนระหวางเมดดน ( )c มคาเทากบ 43.16 กโลนวตนตอตารางเมตร หนวยน าหนกประสทธผลของดน( ) มคาเทากบ 17.66 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร และมมเสยดทานภายใน ( ) มคาเทากบ 11.3 องศา โดยฐานรากแผมการกระจายของหนวยแรงดนดนทางดานขางแบบพาสซฟ ดงแสดงในรปท 4.2-27

0.00+

RxF

S

PP2 2.00h =

3.4

5y

b=

3.45xb =

147.28

157.78

1 1.60h =

17.66 =43.16c =11.3 = 2/kN m

2/kN m

3.45

0.40

v

RyF

รปท 4.2-27 ขนาดฐานรากและลกษณะแรงดานขางแบบพาสซฟ

ส าหรบการหาแรงดนดนทางดานขางจะอาศยทฤษฎของ (Rankine’s Theory) และอางองจาก [19] โดยทสถานะแรงดนดนแบบพาสซฟสามารถค านวณไดจากสมการตอไปน

pP 2p pK h c K= +

จากขอมลรปท 4.2-27 สามารถค านวณสมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟไดดงน

pK 2tan 452

= +

โดยท pK คอ สมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟ

2 11.3tan 45

2

= +

1.487= ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก

1 1.60h = เมตร ดงน

( ) ( )1.487 17.66 1.60 2 43.16 1.487 147.28pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 2 2.00h = เมตร ดงน

( ) ( )1.487 17.66 2.00 2 43.16 1.487 157.78pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 96 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ดงนนสามารถค านวณก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟทกระท ากบฐานรากทง 2 แกน ไดดงน

( )( )1

147.28 157.78 0.40 (3.45) 210.492

pxP = + = กโลนวตน

( )( )1

147.28 157.78 0.40 (3.45) 210.492

pyP = + = กโลนวตน

ค านวณแรงเสยดทานทฐานของฐานรากไดดงน ( ) tanS v Bc = +

โดยท v คอ ผลรวมแรงในแนวดงทลงมาทฐาน คอ 2/3 ของคามมเสยดทานภายใน c คอ 2/3 ของความเชอมแนนของเมดดน c B คอ พนทของฐานราก

( )2 11.3

tan 939.43 tan 124.233

v

= =

กโลนวตน

2 43.163.45 3.45 342.47

3Bc

= = กโลนวตน

ดงนนผลของแรงเสยดทานทฐานของฐานรากสามารถค านวณได 124.23 342.47 466.70S = + = กโลนวตน

ก าลงตานทานดานขางของฐาน ( )RF ซงเกดจากผลรวมของแรงเสยดทานทฐานของฐานราก ( )S และก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟ ( )pP ตามสมการดงน

R pF S P = + ดงนนก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากสามารถค านวณไดดงน

466.70 210.49 677.19Rx pxF S P = + = + = กโลนวตน 466.70 210.49 677.19Ry pyF S P = + = + = กโลนวตน

จากผลการประเมนก าลงตานทานแรงดานขางของฐานราก แรงทเกดขนในแนวแกน x มคาเทากบ 65.41 กโลนวตน แรงทเกดขนในแนวแกน y มคาเทากบ 66.80 กโลนวตน ส าหรบอตราสวนปลอดภยตานการลนไถลก าหนดใหไมนอยกวา 1.5 เมอน าก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากรบไดหารดวยแรงทเกดขนในแนวแกน x และแนวแกน y สามารถค านวณไดดงน

( )

677.1910.35 1.5

65.41Sliding x

FS = =

( )

677.1910.14 1.5

66.80Sliding y

FS = =

ดงนนฐานรากตวอยาง F1 น จงผานการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟทง 2 ทศทาง เนองจากมอตราสวนปลอดภยมากกวาอตราสวนปลอดภยทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 97

4.2.5 การค านวณออกแบบเพอเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 2 1) แนวทางการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 2 จากผลของการวเคราะหเพอประเมนความสามารถในการตานทานแรงแผนดนไหวของอาคาร พบวา

เสาทงหมดไมผานการตรวจสอบก าลงรบแรงดดและแรงเฉอน และเกดความเสยหายเนองจากแรงเฉอนและการดดในคานหลายต าแหนงในโครงสราง แสดงใหเหนวาชนสวนหลกของโครงสรางอาคารมก าลงตานทานไมเพยงพอ ดงนนจงจ าเปนตองมการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร

โดยในขนตอนแรกไดเลอกกลยทธการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารโดยใชวธปรบเปลยนชนสวนโครงสรางเฉพาะท (Local Modification of Components) โดยใชวธพอกโครงสรางในเสากอนตงแตฐานรากจนถงพนชนท 4 แลวจงท าการประเมนก าลงตานทานแผนดนไหวในองคอาคารตาง ๆ อกครง จากผลการประเมนเบองตน พบวาชนสวนคานเดมตามทศทางดานยาว (ตามแกน X) ขององคอาคารยงคงไมผานเกณฑการประเมน เนองจากวาโครงสรางนเปนเพยงระบบโครงตานทานแรงดด ดงนนพฤตกรรมของโครงสรางจะมชนสวนเสาและคานท าหนาทรวมกนในการตานทานแรงกระท าทางดานขาง สงผลใหคานเดมทมอยไมสามารถตานทานแรงได จงไดท าการเพมชนสวนก าแพงรบแรงเฉอนในทศทางตามแกน X ตงแตฐานรากจนถงพนชนท 4 เพอชวยตานทานแรงกระท าในสวนน และลดแรงกระท าจากโครงตานทานแรงดดเดมทมอย แลวจงท าการประเมนก าลงตานทานแผนดนไหวในองคอาคารตาง ๆ อกครง

นอกจากน ในสวนของฐานรากเดมทไดเพมชนสวนก าแพงรบแรงเฉอน พบวาแรงกระท าดานขางไดเขามารวมในสวนของก าแพงรบแรงเฉอนเปนสวนใหญและกระจายลงสฐานราก ท าใหฐานรากเดมไมสามารถตานทานไดอยางเพยงพอ ส าหรบแนวทางแกไขจงไดท าการเชอมฐานรากกบฐานรากขางเคยง เพอน ามาชวยในการรบแรงกระท าทางดานขางทเพมขนน แลวจงท าการประเมนก าลงตานทานแผนดนไหวในสวนของฐานรากอกครง

การเสรมความมนคงแขงแรงใหแกโครงสรางจะใชวธการพอกเสาทมอยเดมดวยคอนกรตเสรมเหลกตาม มยผ.1303-57 โดยความหนาของคอนกรตใหมทน ามาพอกทบชนเหลกเสรมตองไมนอยกวา 100 มลลเมตรส าหรบการพอกหลอในทและไมนอยกวา 40 มลลเมตรส าหรบการพอกดวยวธการพน สวนพนทหนาตดเหลกยนของเหลกเสรมควรอยระหวาง 0.01 ถง 0.04 ของพนททงหมดทพอก และเหลกปลอกทใชตองมขนาดผานศนยกลาง 9 มลลเมตรขนไปหรอหนงในสามของเสนผานศนยกลางของเหลกยนทใหญทสดของหนาตดเสา ดวยเหตนการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 2 จงเสรมความมนคงแขงแรงใหกบชนสวนขององคอาคารตาง ๆ ดงแสดงในแบบจ าลองตามรปท 4.2-28 ซงแสดงรายละเอยดการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง และการค านวณการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบจะแสดงในหวขอถดไป

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 98 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

xy z

รปท 4.2-28 การเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 2

2) น าหนกบรรทกและแรงส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 2 2.1) น าหนกบรรทกคงทและน าหนกบรรทกจร

น าหนกบรรทกคงทของอาคารเมอท าการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบองคอาคารตาง ๆ ดงรปท 4.2-28 จะมคาเพมขนดงตารางท 4.2-7 สวนน าหนกบรรทกจรมคาตามทระบไวในขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคาร

ตารางท 4.2-7 น าหนกบรรทกคงทแตละช นของอาคาร ช นท คาระดบ

(เมตร) น าหนกบรรทกคงท

(กโลนวตน) หลงคา +17.50 103 หวเสา +15.80 884 ชน 4 +12.30 3,597 ชน 3 +8.80 3,754 ชน 2 +5.30 3,922 ชน 1 +0.80 2,618 ฐาน +0.00 569

รวมน าหนกบรรทกคงท 15,447

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 99

2.2) การค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 2 และการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกแนวดง

ส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว คาตวประกอบตาง ๆ ทใชส าหรบการค านวณมรายละเอยดดงตอไปน

คาตวประกอบความส าคญของอาคาร I ใชเทากบ 1.5 ตาม มยผ.1302-52 เนองจากก าหนดใหเปนอาคารทมระดบความส าคญสงมาก

ส าหรบการพจารณาแรงแผนดนไหวตามแกน x เลอกใชระบบโครงตานก าแพงแรงเฉอนธรรมดา ซงประกอบดวยคาตวประกอบตาง ๆ ตาม มยผ.1302-52 ดงน

คาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (R) = 5.0 คาตวประกอบก าลงสวนเกน (

0 ) = 2.5 คาตวประกอบขยายคาการโกง (

dC ) = 4.5 ส าหรบการพจารณาแรงแผนดนไหวตามแกน y เลอกใชระบบโครงตานแรงดดคอนกรตเสรมเหลก

ธรรมดา ซงประกอบดวยคาตวประกอบตาง ๆ ตาม มยผ.1302-52 ดงน คาตวประกอบปรบผลตอบสนอง (R) = 3.0 คาตวประกอบก าลงสวนเกน (

0 ) = 3.0 คาตวประกอบขยายคาการโกง (

dC ) = 2.5 ค านวณแรงแผนดนไหวทใชกระท าตออาคารตวอยาง ในการวเคราะหแบบพลศาสตรเชงเสน ม

ข นตอนดงตอไปน ค านวณคาคาบการสนพนฐานของอาคารจากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigenvalue Analysis)

จากแบบจ าลองคณตศาสตรของโครงสรางอาคาร ผลการวเคราะหโครงสราง สามารถทราบลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดตาง ๆ ได ส าหรบในโหมดท 1-3 ดงแสดงในรปท 4.2-29 ถงรปท 4.2-31 ตามล าดบ ดงนน ไดคาคาบการสนพนฐานในแตละทศทางหลกเปนดงน

คา 0.364xT = วนาท คา 0.767yT = วนาท และหากพจารณา 142 โหมดแรกจะท าใหพจารณามวลประสทธผล (การมสวนรวมของมวล) รวมได 97

เปอรเซนตของมวลทงหมดของอาคาร ดงแสดงในตารางท 4.2-8

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 100 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

xy

z

รปท 4.2-29 ลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 1 (คาคาบเทากบ 0.767 วนาท)

xy

z

รปท 4.2-30 ลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 2 (คาคาบเทากบ 0.518 วนาท)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 101

xy

z

รปท 4.2-31 ลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 3 (คาคาบเทากบ 0.364 วนาท)

ตารางท 4.2-8 สมบตของโหมด คาบธรรมชาต อตราสวนการมสวนรวมของมวลและคาสะสม

โหมด คาคาบ

ธรรมชาต (วนาท)

อตราสวนการมสวนรวมของมวล อตราสวนการมสวนรวมของมวลสะสม

แกน X แกน Y การบด แกน X แกน Y การบด

1 0.767 0.00 0.71 0.00 0.00 0.71 0.00 2 0.518 0.00 0.00 0.63 0.00 0.71 0.63 3 0.364 0.60 0.00 0.00 0.60 0.71 0.63 … … … … … … … …

141 0.031 0.00 0.00 0.00 0.99 0.99 0.88 142 0.031 0.00 0.00 0.10 0.99 0.99 0.97

ค านวณคาแรงแผนดนไหวดวยวธสเปกตรมตอบสนองแบบโหมดและการปรบแกคาการตอบสนอง ค านวณคาแรงเฉอนทฐานและแรงภายในชนสวนตาง ๆ โดยการรวมผลตอบสนองจากโหมดตาง ๆ ดวย

วธ SRSS สามารถหาแรงเฉอนทฐานและแรงภายในชนสวนตาง ๆ รวมทงการเคลอนตวของโครงสรางได จากนนท าการคณปรบคาแรงดวย I / R จากผลการวเคราะหสามารถค านวณหาคาแรงเฉอนรวมทฐานรองรบ ไดดงน

, 945t xV = กโลนวตน

, 1,137t yV = กโลนวตน ส าหรบการปรบแกคาแรง ในกรณทคาแรงเฉอนทฐานจากการวเคราะหเชงพลศาสตร ( tV ) ซงค านวณ

จากการรวมการตอบสนองของโหมดตาง ๆ มคานอยกวา 85% ของคาแรงเฉอนทฐาน ( V ) ทไดจากวธแรง

สถตเทยบเทา ใหปรบคาแรงภายในทใชในการออกแบบดวยวธเชงพลศาสตรโดยคณดวยคา 0.85t

V

V

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 102 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ค านวณหาคาแรงเฉอนทฐานจากวธแรงสถตเทยบเทา สเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการออกแบบการเสรมความมนคงแขงแรง ใหกบโครงสราง

อาคารตนแบบหลงท 2 จะมลกษณะเชนเดยวกนกบขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรง (รปท 4.2-5) ผลการวเคราะหโครงสรางดวยวธการไฟไนตเอลเมนตโดยอาศยแบบจ าลองทท าการเสรมความมนคง

แขงแรงใหกบชนสวนอาคารดงรปท 4.2-28 จะพบวาคาคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง x มคาเทากบ 0.364 วนาท สวนคาบการสนพนฐานของอาคารในทศทาง y มคาเทากบ 0.767 วนาท เมอพจารณาคาคาบการสนของอาคารจากสตรประมาณจากความสงของอาคารทมคาเทากบ 15.80 เมตร จะท าใหไดคาคาบการสนของอาคาร T เทากบ 0.316 วนาท เมอเปรยบเทยบคาคาบการสนพนฐานของอาคารทค านวณจากสตรการประมาณกบคาทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตจะพบวา คาคาบการสนพนฐานทไดจากวธการไฟไนตเอลเมนตส าหรบการสนในทศทาง y มคามากกวา 1.5 เทาของคาคาบการสนของอาคารจากสตรการประมาณ ดงนนเมออาศยขอก าหนดตาม มยผ. 1302-52 คาคาบการสนพนฐานทจะใชค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในทศทาง y ของอาคารเมอมการเสรมความมนคงแขงแรงจงมคาเทากบ 1.5 0.316 0.474 = วนาท ดงนนคาคาบการสนพนฐานของอาคารทน าไปใชมคาดงตอไปน

คาคาบการสนทศทางแกน x ,mod 0.364x elT = วนาท คาคาบการสนทศทางแกน y , 0.474y codeT = วนาท เมอน าคาบการสนพนฐานของอาคารทง 2 ทศทางมาพจารณารวมกบสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการ

ประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธพลศาสตรเชงเสน ดงทแสดงในรปท 4.2-5 จะท าใหไดคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารดงรปท 4.2-32

(g

)

( )

T=0.474

0.3312aS =

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.90.0 0.5 1.0 1.5 2.0

0.336aS =

T=0.364 x y

รปท 4.2-32 การระบคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคง

แขงแรงของอาคาร ( )aS ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 2 ภายหลงเสรมความมนคง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 103

จากรปท 4.2-32 คาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร ( )aS สามารถค านวณคาสมประสทธผลตอบสนองแรงแผนดนไหวไดดงน

ส าหรบทศทางแกน x

1.50.336 0.1008

5.0

s a

s

IC S

R

C

=

= =

ส าหรบทศทางแกน y

1.50.3312 0.1656

3.0

s a

s

IC S

R

C

=

= =

ทงนคา sC ทงสองทศทาง มคาไมนอยกวา 0.01 ตามขอก าหนดของ มยผ. 1302-52

จากคาสมประสทธผลตอบสนองของแรงแผนดนไหวและคาน าหนกบรรทกทงหมดของอาคารเมอท าการเสรมความมนคงแขงแรงแลว ค านวณหาคาแรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกนหลกของอาคารทงสองทศทางไดดงน

แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน x 0.1008 15,447 1,557xV = = กโลนวตน แรงเฉอนทฐานอาคารในทศทางแกน y 0.1656 15,447 2,558yV = = กโลนวตน

ท าการคณปรบคาแรงจากผลการวเคราะหจากวธสเปกตรมผลตอบสนองดวย 0.85t

V

V ไดคาตวคณ

ปรบแกดงน

คาตวคณปรบแกส าหรบทศทางตามแกน X มคาเทากบ 1,557

0.85 0.85 1.40945t

V

V= =

คาตวคณปรบแกส าหรบทศทางแกน Y มคาเทากบ 2,558

0.85 0.85 1.921,137t

V

V= =

ดงนน ไดคาแรงเฉอนทฐานภายหลงจากการปรบแกคาแลวมคาเทากบ 1 ,323 และ 2,183 กโลนวตน ส าหรบทศทางแกน X และแกน Y ตามล าดบ

3) สมบตของวสดในการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง การออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบชนสวนอาคารจะมสมบตของวสด 2 กลมดวยกน กลมแรก

เปนสมบตของวสดอาคารเดมกอนการเสรมความมนคงแขงแรงซงมคาเปนไปตามขอมลทท าการรวบรวมมาดงทกลาวไปแลว โดยสรปเพอความชดเจนอกครงไดดงน

สมบตของวสดองคอาคารเดมไดแก ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรต ( )cf = 20.60 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-30 ( )yf = 295 เมกะปาสกาล

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 104 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกรปพรรณ ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 21,331.99 เมกะปาสกาล

ส าหรบวสดกลมทสองไดแกคอนกรตและเหลกเสรมทใชในการพอกองคอาคาร โดยผออกแบบอาจพจารณาเลอกใชวสดตามความเหมาะสมกบสภาพอาคารรวมถงความสามารถในการท างานได ซงคอนกรตและเหลกเสรมทน ามาใชในการเสรมความมนคงแขงแรงควรมก าลงรบแรงไมนอยกวาก าลงของวสดอาคารเดม ส าหรบความหนาในการพอกนอยทสดจะขนกบความสามารถในการท างานไดของวสดทเลอกใช ผออกแบบควรพจารณาตามขอก าหนดและค าแนะน าของผผลตวสดซงอาจมความแตกตางกน

ในการแสดงตวอยางการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารตนแบบหลงนจะพจารณาก าหนดใหใชคอนกรตมาตรฐานทมก าลงรบแรงอดสงสดไมนอยกวาคาก าลงรบแรงอดของอาคารเดมทไดจากการทดสอบ ทงนเนองจากก าลงรบแรงอดของคอนกรตจะมการแปรผนตามปจจยภายนอกไดงาย ดงนนในการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางจงพจารณาในฝงปลอดภย โดยเลอกทจะใหก า ลงอดของคอนกรตสวนทจะท าการพอกมคาเทากบคาก าลงรบแรงอดของคอนกรตอาคารเดมทไดจากการทดสอบ ส าหรบก าลงของเหลกเสรมจะพจารณาตามก าลงของเหลกเสรมทเลอกน ามาใชจรง ทงนเนองจากก าลงของเหลกเสรมจะแปรผนตามปจจยภายนอกไดนอย ดงนนสมบตของคอนกรตและเหลกเสรมทใชในการพอกองคอาคารจงสรปไดดงน

สมบตของคอนกรตและเหลกเสรมทใชในการพอกองคอาคารไดแก ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทใชพอก ( )cf = 20.60 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-40 ( )yf = 390 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 21,331.99 เมกะปาสกาล

อยางไรกตามผออกแบบอาจพจารณาก าลงอดของคอนกรตทมคาก าลงอดแตกตางจากคอนกรตของโครงสรางอาคารเดมไดโดยพจารณาผลของความแตกตางของก าลงคอนกรตตามแนวทางทเหมาะสม

4) แบบจ าลองและการวเคราะหโครงสรางเมออาคารไดรบการเสรมความมนคงแขงแรง แบบจ าลอง 3 มตของอาคารตนแบบหลงท 2 ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบ

โครงสรางอาคารไดแสดงดงรปท 4.2-28 โดยแบบจ าลองจะตงอยบนสมมตฐานของการยดหยนเชงเสน และมการจ าลองโครงสรางในแนวทางเดยวกบทกลาวมาแลวในสวนของการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคาร จดรองรบของโครงสรางพจารณาใหเปนแบบฐานยดหมน (Pinned Base) โดยไมพจารณาความยดหยนของฐานราก (Foundation Flexibility) คาสตฟเนสขององคอาคารคอนกรตจะพจารณาถงผลของการแตกราวทมตอคาสตฟเนสโดยการประมาณคาสตฟเนสจากคาโมเมนตประสทธผล ( )effI และคาพนทหนาตดประสทธผล

( )effA ตามขอก าหนดในหวขอ 2.8.3 ของ มยผ. 1302-52 ทงนในสวนขององคอาคารทไดรบการเสรมความ

มนคงแขงแรงจะพจารณาใหหนาตดคอนกรตเกาและใหมมลกษณะเสมอนเปนเนอเดยวกน ซงในขนตอนออกแบบจะตองท าการออกแบบเหลกเดอย (Dowel Bars) โดยค านงถงการถายแรงเฉอนทผวสมผสระหวางหนาตดคอนกรตเดมและคอนกรตสวนทน ามาพอกดงจะกลาวตอไปในตวอยางแสดงการออกแบบชนสวนโครงสราง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 105

การวเคราะหโครงสรางจะใชวธพลศาสตรเชงเสนดวยวธผลตอบสนองแบบโหมด โดยพจารณาการสนไหวในหลายๆ โหมด การวเคราะหไดก าหนดใหแรงแผนดนไหวกระท าตามทศทาง X และ Y และน าผลตอบสนองของโครงสรางในแตละทศทางแรงน ามารวมผลตามการรวมน าหนกบรรทก ส าหรบในการวเคราะหไดก าหนดใหโครงสรางมคาอตราสวนความหนวง (Damping Ratio) เทากบ 5% หรอ 0.05

5) ผลการวเคราะหโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 2 เพอการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง ผลการวเคราะหโครงสรางโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 2 เมอพจารณาเสรมความมนคงแขงแรง

ใหกบองคอาคารตามทแสดงในรปท 4.2-28 สรปพอสงเขปไดดงน

5.1) คาคาบการสนพนฐานในทศทางแกนหลกของอาคารหลงเสรมความมนคงแขงแรง จากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigen Value) ของแบบจ าลองโครงสรางจะไดคาคาบการสน

พนฐานของอาคารในทศทาง x และทศทาง y เทากบ 0.364 วนาท และ 0.767 วนาท ตามล าดบ โดยจะเหนวาคาคาบการสนพนฐานของอาคารหลงท าการเสรมความมนคงแขงแรงจะมคาลดลงจากคาคาบการสนพนฐานของอาคารเดม

5.2) ผลการประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 2 หลงจากเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางอาคารตามรปท 4.2-28 พบวาผลการประเมนคา

อตราสวนระหวางแรงทตองตานทานกบก าลงตานทาน (DCR) ของคาน เสา และก าแพงรบแรงเฉอนทกชนลวนมคาต ากวา 1 ดงนนจงสรปไดวาเสาและคานทกชนสวนผานเกณฑการประเมนทงหมด ดงแสดงในรปท 4.2-33 ถง รปท 4.2-37 ส าหรบในสวนของฐานรากหลงจากเสรมความมนคงแขงแรงดงแสดงในรปท 4.2-38 จะพบวาการรวมฐานรากทรองรบก าแพงรบแรงเฉอนกบฐานรากขางเคยง โดยการเชอมฐานรากดวยก าแพงรบแรงเฉอน ท าใหฐานรากของอาคารโดยรวมมความมนคงแขงแรงเพมขน โดยรายละเอยดของการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบแตละชนสวนจะแสดงในล าดบถดไป

X

Y

รปท 4.2-33 ภาพผงแสดงผลการประเมนตามคา DCR องคอาคารชนท 1 หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 106 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

X

Y

รปท 4.2-34 ภาพผงแสดงผลการประเมนตามคา DCR องคอาคารชนท 2 หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

X

Y

รปท 4.2-35 ภาพผงแสดงผลการประเมนตามคา DCR องคอาคารชนท 3 หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

X

Y

รปท 4.2-36 ภาพผงแสดงผลการประเมนตามคา DCR องคอาคารชนท 4 หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 107

1

2

3

4

X

Z

W1

รปท 4.2-37 ภาพตดทางยาวตามความสงอาคารแสดงผลการประเมนเสา คาน และก าแพง ตามคา DCR

หลงการเสรมความมนคงแขงแรง

X

Y

รปท 4.2-38 ภาพผงแสดงผลการประเมนความมนคงแขงแรงของฐานรากภายหลงเสรมความมนคง

5.3) ผลการเคลอนตวสมพทธของอาคารตนแบบหลงท 2 หลงเสรมความมนคงแขงแรง การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดของอาคารตวอยางภายใตแรงกระท าดานขางใน 2 ทศทาง โดย

แยกตามแตละทศทางของแรงแผนดนไหวทกระท าตออาคาร และไดปรบแกดวยตวประกอบขยายคาการโกงตว (Cd) ซงมคาเทากบ 4.5 ส าหรบโครงตานก าแพงรบแรงเฉอนแบบธรรมดาในทศทางตามแกน X และคาเทากบ 2.5 ส าหรบโครงตานแรงดดคอนกรตเสรมเหลกในทศทางตามแกน Y โดยคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดในทศทางตามแกน x และแกน y แสดงผลไดดงตารางท 4.2-9 และ ตารางท 4.2-10 ตามล าดบ โดยลกษณะเคลอนตวสมพทธระหวางชนตลอดความสงของอาคารแสดงดงรปท 4.2-39 และ รปท 4.2-40 ซงผล

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 108 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ปรากฎวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนส าหรบทกชนมคานอยกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมให ดงนนหลงจากเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารแลวท าใหการเคลอนตวของอาคารลดลงอยางมนยส าคญและผานเกณฑการประเมน

ตารางท 4.2-9 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละช นภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

ระดบช น ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางช นสงสด (เมตร) เสรมความมนคงแขงแรง 0.015a sxh =

หลงคา 15.8 0.0238 0.0525 ชน 4 12.3 0.0061 0.0525 ชน 3 8.8 0.0057 0.0525 ชน 2 5.3 0.0057 0.0675 ชน 1 0.8 0.0021 0.0420

ฐานราก -2 0.0000 0.0000

ตารางท 4.2-10 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละช นภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

ระดบช น ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางช นสงสด (เมตร) เสรมความมนคงแขงแรง 0.015a sxh =

หลงคา 15.8 0.0175 0.0525 ชน 4 12.3 0.0180 0.0525 ชน 3 8.8 0.0221 0.0525 ชน 2 5.3 0.0234 0.0675 ชน 1 0.8 0.0020 0.0420

ฐานราก -2 0.0000 0.0000

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 109

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-4-202468

1012141618

(

)

( )

รปท 4.2-39 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-4-202468

1012141618

(

)

( )

รปท 4.2-40 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 110 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

6) ตวอยางการเสรมความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสราง 6.1) การเสรมความมนคงแขงแรงเสา

ตวอยางเสา C1 ทไดรบการออกแบบบเสรมความมนคงแขงแรง มขนาดและรายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.2-41 โดยต าแหนงของเสา C1 แสดงไวตามรปท 4.2-11 และ รปท 4.2-15

รปท 4.2-41 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดเสาตวอยาง C1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงภายในทเกดขนของเสาตนนส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการ

รวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน แรงอดตามแนวแกน ( )uP = 1045.74 กโลนวตน โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -411.75 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( )uyM = 31.63 กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = 2.33 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 145.92 กโลนวตน

จากหนาตดเสา C1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตามรปท 4.2-41 ค านวณคาก าลง

ตานทานชนสวนโดยอาศยแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง ไดดงรปท 4.2-42 และ รปท 4.2-43 พบวาคา DCR มคานอยกวา 1 ซงหมายความวาเสาตนนผานเกณฑการประเมน ซงทมาของคา DCR ไดแสดงในหวขอการประเมนเสาตวอยางกอนหนานแลว ดงนนผลการประเมนเสาทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงแลวมคา DCR เทากบ 0.615 มคานอยกวา 1 ดงนนเสาตนนจงผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

X

Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 111

รปท 4.2-42 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง รปท 4.2-43 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงใน

แนวแกนกบโมเมนตดดของเสาตวอยาง ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนเสาตวอยาง C1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแลวจะ

ท าการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนตามสมการทระบไวใน ACI 318 ดงน ก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาคอนกรตตามแนวแกน y ค านวณไดจากสมการตอไปน

ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดเสา

cV '0.17 c wf b d= 0.17 1 20.60 0.50 0.65 1000= 250.76= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกปลอกทหนาตดเสา

sV v yA f d

s=

( )2 42 1.2 / 4 10 390 0.65 1000

0.15

− =

382.27= กโลนวตน ก าลงเฉอนทหนาตดเสารบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

nyV c sV V= +

250.76 382.27= + 633.03= กโลนวตน

ก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาคอนกรตตามแนวแกน x ค านวณไดจากสมการตอไปน ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดเสา

cV '0.17 c wf b d=

0.17 1 20.60 0.70 0.45 1000= 243.05= กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 112 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ก าลงเฉอนเหลกปลอกทหนาตดเสา

sV v yA f d

s=

( )2 42 1.2 / 4 10 390 0.45 1000

0.15

− =

264.65= กโลนวตน ก าลงเฉอนทหนาตดเสารบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

nxV c sV V= + 243.05 264.65= + 507.70= กโลนวตน

ส าหรบการประเมนก าลงออกแบบของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนระบของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาก าลงแรงเฉอนทตองการทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

0.85 507.70 431.55nxV = = กโลนวตน 2.33uxV = กโลนวตน 0.85 633.03 538.08nyV = = กโลนวตน 145.92uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนทออกแบบของหนาตดมคามากกวาก าลงทตองการของแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนเสาตวอยางนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนทใชออกแบบ ตาม มยผ.1301-54 ขอ 4.2 จะตองมคาไมนอยกวาคาแรงเฉอนในขอ 4.2.1 หรอขอ 4.2.2 ไดดงน

ก าลงทออกแบบตานทานแรงเฉอน แกน x 431.55nxV = กโลนวตน ก าลงทออกแบบตานทานแรงเฉอน แกน y 538.08nyV = กโลนวตน ความสงเสา 4.50cH = เมตร ก าลงโมเมนตระบทเสาทศทาง x 857nxM = กโลนวตน-เมตร ก าลงโมเมนตระบทเสาทศทาง y 553nyM = กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนทเกดขนค านวณตาม มยผ. 1301-54 ขอ 4.2.1 มคาเทากบ

553 553245.78

4.50

ny ny

ux

c

M MV

H

+ += = = กโลนวตน 431.55nxV = กโลนวตน

857 857380.89

4.50

nx nxuy

c

M MV

H

+ += = = กโลนวตน 538.08nyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตามมาตรฐาน ACI และ ตาม มยผ.1301-54 ก าลงตานทานแรงเฉอนของหนาตดมคามากกวาแรงเฉอนทเกดขน ดงนนเสาตวอยางตนนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 113

ส าหรบการประเมนเหลกทเจาะฝงและยดไวระหวางคอนกรตเกาและคอนกรตใหมสามารถค านวณไดดงน

u s yV A f= โดยท uV คอ แรงเฉอนทตองการ sA คอ พนทของเหลกยนทเสรมก าลงในเสา (เหลกขอออยขนาดเสนผานศนยกลาง 25 มม. = 491 ตร.มม.) yf คอ ก าลงจดครากของเหลกยนทเสรมก าลงของเสา (390 เมกะปาสกาล) แรงเฉอนทตองการ โดยพจารณาเสา 1 ดาน มคาเทากบ

4 0.000491 390 1000 765.96uV = = กโลนวตน

จากทฤษฎ แรงเสยดทานเฉอน (Shear-friction) จะได

u n vf yV V A f = = โดยท คอ สมประสทธแรงเสยดทานมคาเทากบ 1 เมอผวสมผสมการท าใหหยาบ

vfA คอ พนทของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (เหลกขอออยขนาด 10 มม. = 78.54 ตร.มม.) yf คอ ก าลงจดครากของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (390 เมกะปาสกาล)

คอ ตวคณลดก าลงส าหรบแรงเฉอนใชเทากบ 0.85 พนทของเหลกรบแรงเฉอนทตองการ เทากบ

765.960.002311

0.85 390 1000vfA = =

ตารางเมตร

ดงนนใชเหลก 10 มม. @0.15 เมตร ตลอดความสงเสา 4.50 เมตร คดเปนจ านวน 30 เสน พนทหนาตดรวม 0.00236vfA = ตารางเมตร 0.002311vfA = ตารางเมตรทตองการฝงโดยใชสารเคม โดยระยะฝงของเหลกทใชเจาะฝงใหเปนไปตามมาตรฐานของผผลต

6.2) การเสรมความมนคงแขงแรงก าแพงรบแรงเฉอน

ตวอยางก าแพงรบแรงเฉอน W1 ทไดรบการออกแบบบเสรมความมนคงแขงแรง มขนาดความยาว 4.0 เมตรและความหนา 0.20 เมตร โดยมรายละเอยดการเสรมเหลกดงรปท 4.2-44 และต าแหนงของก าแพงรบแรงเฉอนแสดงไวตามรปท 4.2-37

รปท 4.2-44 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดก าแพงรบแรงเฉอน W1

ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

X

Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 114 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงภายในทเกดขนของก าแพงรบแรงเฉอนนส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง สรปไดดงน

แรงอดตามแนวแกน ( )uP = 1921.30 กโลนวตน โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -809.35 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( )uyM = -3120.54 กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = -526.07 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = -291.81 กโลนวตน

จากหนาตดก าแพงรบแรงเฉอน W1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงตามรปท 4.2-44 สามารถหาคาก าลงตานทานชนสวนโดยอาศยแผนภาพปฏสมพนธระหวางแรงตามแนวแกนกบโมเมนตดดของก าแพงรบแรงเฉอนตวอยาง โดยแสดงไดในรปแบบของพนผวปฏสมพนธทเปนมมมอง 3 มตดงรปท 4.2-45 หรอพจารณาในรปแบบของระนาบปฏสมพนธทเปนมมมอง 2 มตดงรปท 4.2-46 พบวาขนาดของแรงภายในทตองการมคาอยภายในพนผวปฏสมพนธ หรอมคาอยในเสนขอบเขตของระนาบปฏสมพนธจะเปนการบงชวาคา DCR มคานอยกวา 1 ซงหมายความวาก าแพงรบแรงเฉอนนผานเกณฑการประเมน ซงทมาของคา DCR ไดแสดงในหวขอการประเมนเสาตวอยางกอนหนานแลว ดงนนผลการประเมนก าแพงรบแรงเฉอนทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงแลวมคา DCR เทากบ 0.51 ซงมคานอยกวา 1 ดงนนก าแพงรบแรงเฉอนนจงผานเกณฑการประเมนในดานก าลงตานทานโมเมนตดดรวมกบแรงตามแนวแกน

รปท 4.2-45 พนผวปฏสมพนธระหวางแรงในแนวแกนกบโมเมนตดดของก าแพงรบแรงเฉอน

ตวอยาง

รปท 4.2-46 กราฟปฏสมพนธระหวางแรงในแนวแกนกบโมเมนตดดของก าแพงรบแรงเฉอน

ตวอยาง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 115

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนก าแพงรบแรงเฉอน W1 ทไดรบการออกแบบเสรมความมนคงแลวจะท าการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนตามสมการทระบไวใน ACI 318 ดงน

ก าลงตานทานแรงเฉอนของก าแพงคอนกรตตามแนวแกน y ค านวณไดจากสมการตอไปน ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดก าแพงรบแรงเฉอน

cV '0.17 c wf b d=

0.17 1 20.60 4.0 0.17 1000= 524.67= กโลนวตน

หมายเหต ส าหรบก าลงรบแรงเฉอนของก าแพงในทศทางตงฉากกบก าแพง มาตรฐานใหพจารณาก าลงรบแรงเฉอนเหมอนแผนพน ดงนนจงไมไดพจารณาเหลกปลอกในการชวยตานทานแรงเฉอน จงมก าลงเฉอนทหนาตดก าแพงรบได ดงน

nyV cV=

524.67= กโลนวตน ก าลงตานทานแรงเฉอนของก าแพงคอนกรตตามแนวแกน x ค านวณไดจากสมการตอไปน

ก าลงเฉอนคอนกรตทหนาตดก าแพงรบแรงเฉอน

cV ' '0.17 0.17 (0.8 )c c wf hd f h l = =

0.17 1 20.60 0.20 (0.8 4.0) 1000= 493.81= กโลนวตน

ก าลงเฉอนเหลกเสรมทหนาตดก าแพง

sV

(0.8 )v y v y wA f d A f l

s s= =

( )2 42 1.2 / 4 10 390 (0.8 4.0) 1000

0.30

− =

940.97= กโลนวตน ก าลงเฉอนทหนาตดก าแพงรบไดเมอรวมก าลงเฉอนระหวางคอนกรตและเหลกปลอก

nxV c sV V= + 493.81 940.97= + 1434.78= กโลนวตน

ส าหรบการประเมนก าลงของหนาตดในการรบแรงเฉอนจะพจารณาใหมก าลงรบแรงเฉอนของหนาตดเมอคณดวยตวคณลดก าลง ส าหรบการรบแรงเฉอนซงมคาเทากบ 0.85 ตาม มผย. 1301-54 ขอ 4.5.1 ตองมคามากกวาแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตดนนคอ n uV V

0.85 1434.78 1219.56nxV = = กโลนวตน 526.07uxV = กโลนวตน 0.85 524.67 445.97nyV = = กโลนวตน 291.81uyV = กโลนวตน

จากผลการประเมนพบวาก าลงรบแรงเฉอนทออกแบบของหนาตดมคามากกวาก าลงทตองการของแรงเฉอนทเกดขนภายในหนาตด ดงนนก าแพงรบแรงเฉอนตวอยางนจงผานเกณฑการประเมนในการตานทานแรงเฉอน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 116 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

6.3) การเสรมความมนคงแขงแรงฐานราก จากผลการวเคราะหโครงสรางพบวา ฐานรากตวหลกทรองรบก าแพงรบแรงเฉอนและใชส าหรบตานทาน

แรงดานขางของโครงสรางโดยรวม หากใชฐานรากเพยงแค 2 ต าแหนงชวยกนตานทานแรง ฐานรากเดมไมสามารถตานทานแรงไดอยางเพยงพอ จงไดท าการเพมก าแพงรบแรงเฉอนเพอเชอมฐานรากเพม ท าใหก าแพงรบแรงเฉอนนไดเชอมตอฐานราก 3 ต าแหนงไวดวยกน ท าใหเมอท าการตรวจสอบก าลงรบแรงดานขางจงคดรวมฐานราก 3 ต าแหนงแสดงดงรปท 4.2-47 โดยต าแหนงของฐานรากกลม F1 แสดงไวดงรปท 4.2-38 จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทกระท ากบฐานรากส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธก าลง ซงจะน าไปใชส าหรบประเมนก าลงตานทานของฐานรากคอนกรตเสรมเหลก สรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )uP = 4935.23 กโลนวตน โมเมนตรอบแกน X ( )uxM = 0 กโลนวตน-เมตร โมเมนตรอบแกน Y ( )uyM = 3008.99 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = 766.13 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 546.26 กโลนวตน

3.4

5y

b=

3.45xb =

4.00

3.45xb = 3.45xb =

0.00+

1.602.00

0.40

PuyM

4.00

X

Z

X

Y

11

uu

Fq

A=

22

uu

Fq

A=

33

uu

Fq

A=

รปท 4.2-47 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดฐานรากตวอยาง F1

การประเมนก าลงตานทานฐานรากคอนกรตเสรมเหลก จะประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนเจาะ ก าลงตานทานแรงเฉอนคาน และประเมนก าลงตานทานโมเมนตดด สามารถค านวณแรงดนดนทกระท าตอฐานราก

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 117

เปนแรงดนดนสงสดทเกดขน จากตวอยางฐานรากรวม F1 เปนฐานรากแผทรงสเหลยมจตรสขนาด 3.45 เมตร จ านวน 3 ชน โดยมจดศนยกลางฐานรากหางกน 4 เมตร ซงเ ชอมกนดวยก าแพงรบแรงเฉอนและมลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานรากแสดงไดดงรปท 4.2-47 ซงสมมตใหการกระจายแรงดนดนทใตฐานรากของแตละตวมการกระจายสม าเสมอ (ทงน ผประเมนอาจเลอกใชลกษณะแรงดนดนทกระท ากบฐานรากในแนวทางอนไดซงขนอยกบวจารณญาณของผประเมน) สามารถน ามาค านวณหาคาแรงกระท าบนฐานรากแตละตว ไดดงน

จากสมการสมดลแรงตามแนวแกน z

1 2 3 4935.23u u u uF F F P+ + = = จากสมการสมดลโมเมนตรอบแกน y ทจดพกด 0,0,0

1 3

1 3

4 4 0

4 4 3008.99

uy u u

u u

M F F

F F

+ − + =

− =

และจากความสอดคลองของการเสยรป เมอฐานรากรบน าหนกบรรทกจะเกดการทรดตวและเนองจากมก าแพงรบแรงเฉอนเปนตวเชอมระหวางฐานราก ดงนนผลตางการทรดตวระหวางฐานรากจงมคาเทากน โดยสมมตใหคาสตฟเนสของดนใตฐานรากมคาเทากบ k สามารถสรางสมการความสอดคลองของการเสยรปไดดงน

1 2 2 3

1 2 2 3

1 2 2 3

u u u u

u u u u

F F F F

k k k k

F F F F

− = −

− = −

− = −

จากสมการทง 2 สมการ สามารถแกหาคาแรงทกระท าใตฐานรากไดเทากบ 1 2021.20uF = กโลนวตน

2 1645.08uF = กโลนวตน

3 1268.96uF = กโลนวตน น าคาแรงทกระท าใตฐานรากมาค านวณก าลงรบแรงแบกทานของดนไดดงน

1,max

2021.20169.81

3.45 3.45

uu

Fq

A= = =

กโลนวตนตอตารางเมตร

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนเจาะทหนาตดวกฤตของฐานรากสามารถค านวณไดดงน 00.34c cV f b d=

โดยท 0b คอ ความยาวเสนรอบรปของหนาตดวกฤตทอยหางจากขอบของเสา เทากบครงหนง ของความลกประสทธผลของฐานมคาเทากบ 4.70 เมตร

d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร (พจารณาหนาตดวกฤตของฐานรากดงแสดงในรปท 4.2-48 โดยสมมตใหก าแพง

มความหนา 0.30 m) 0.34 20.60 4.70 0.32 1000 2,320.92cV = = กโลนวตน 0.85 2,320.92 1,972.78cV = = กโลนวตน

แรงเฉอนประลยทเกดขนทหนาตดวกฤตส าหรบแรงเฉอนเจาะสามารถค านวณไดดงน ( ) ( )169.81 3.45 3.45 0.62 2.04 1,806.39uV = − = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 118 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

3.4

5y

b=

3.45xb =3.45xb = 3.45xb =

2.04

0.6

2

2.04

X

Y

รปท 4.2-48 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดวกฤตของฐานรากเมอพจารณาแรงเฉอนเจาะ

ดงนน การประเมนแรงเฉอนเจาะของฐานรากตวนมก าลงตานทานแรงเฉอนเจาะ มากกวาแรงเฉอนประลยทเกดขนทหนาตดวกฤต

c uV V จงผานการประเมนแรงเฉอนเจาะ ส าหรบการประเมนก าลงทออกแบบตานทานแรงเฉอนแบบคานทหนาตดวกฤตของฐานรากสามารถ

ค านวณไดดงน 0.17c cV f bd=

โดยท d คอ ความลกประสทธผลเทากบ 0.32 เมตร b คอ ความยาวของฐานรากเทากบ 3.45 เมตร

0.17 20.60 3.45 0.32 1000 851.83cV = = กโลนวตน 0.85 851.83 724.06cV = = กโลนวตน

แรงเฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤตส าหรบแรงเฉอนแบบคานสามารถค านวณไดดงน 3.45

169.81 ( 0.25 0.32) 3.45 676.652

uV = − − = กโลนวตน

ดงนนการประเมนแรงเฉอนคานของฐานรากตวนมก าลงตานทานแรงเฉอน มากกวาก าลงเฉอนทตองการทเกดขนทหนาตดวกฤต

c uV V จงผานการประเมนแรงเฉอนแบบคาน

ส าหรบการประเมนปรมาณเหลกเสรมรบโมเมนตดดของฐานราก โดยหนาตดวกฤตส าหรบการดดอยทหนาเสาของตอมอจนถงขอบนอกของฐานราก โดยสามารถค านวณไดดงน

23.45

168.91 3.45 0.25 / 2 633.912

uM

= − =

กโลนวตน-เมตร

2 2

633.91 1000.199

0.9 345 32

un

MR

bd

= = =

กโลนวตนตอตารางเซนตเมตร

0.85 21 1

0.85

c n

y c

f R

f f

= − −

0.85 20.6 2 0.1991 1 0.00718

295 0.85 (20.6 /10)

= − − =

ดงนนปรมาณเหลกเสรมทหนาตดของฐานรากตองการมคาเทากบ 0.00718 345 32 79.3sA = = ตารางเซนตเมตร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 119

จากรปท 4.2-25 ปรมาณเหลกเสรมในฐานรากมขนาดเสนผานศนยกลาง 20 มม.จ านวน 28 เสน ซงค านวณพนทหนาตดไดดงน

28 3.14 87.92sA = = ตารางเซนตเมตร จากผลการประเมนเหลกเสรมรบโมเมนตดดของฐานตวอยางนมปรมาณเหลกเสรมมากกวาปรมาณ

เหลกเสรมทตองการ จงผานการประเมนรบโมเมนตดด ส าหรบการประเมนก าลงรบแรงแบกทาน และก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ เลอกใช

แรงทกระท ากบฐานรากส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงใชงาน ซงสรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )P = 3422.52 กโลนวตน โมเมนตรอบแกน X ( )xM = 0 กโลนวตน-เมตร โมเมนตรอบแกน Y ( )yM = 2400.22 กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนในแนวแกน X ( )xV = 536.45 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )yV = 403.87 กโลนวตน

การประเมนก าลงรบแรงแบกทานของดน จากตวอยางฐานรากรวม F1 เปนฐานรากแผทรงสเหลยมจตรสขนาด 3.45 เมตร จ านวน 3 ชน โดยมจดศนยกลางฐานรากหางกน 4 เมตร ซงเชอมกนดวยก าแพงรบแรงเฉอนและมลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานรากแสดงไดดงรปท 4.2-49 ซงสมมตใหการกระจายแรงดนดนทใตฐานรากของแตละตวมการกระจายสม าเสมอ จากผลการทดสอบชนดนมน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให ( )allowq มคาเทากบ 124.59 กโลนวตนตอตารางเมตร

3.4

5y

b=

3.45xb =

4.00

3.45xb = 3.45xb =

0.00+

1.602.00

0.40

PyM

4.00

X

Z

11

Fq

A=

22

Fq

A=

33

Fq

A=

X

Y

รปท 4.2-49 ขนาดฐานและลกษณะแรงดนดนกระท ากบฐานรากตวอยาง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 120 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากผลการวเคราะหโครงสรางเลอกใชน าหนกบรรทกกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตาง ๆ ตามแนวทางการออกแบบดวยวธหนวยแรงทยอมให สามารถน ามาค านวณหาคาแรงกระท าบนฐานรากแตละตว ไดดงน

จากสมการสมดลแรงตามแนวแกน z

1 2 3 3422.52F F F P+ + = = จากสมการสมดลโมเมนตรอบแกน y ทจดพกด 0,0,0

1 3

1 3

4 4 0

4 4 2400.22

yM F F

F F

+ − + =

− =

และจากความสอดคลองของการเสยรป (Shear Compatibility) เมอฐานรบน าหนกบรรทกจะเกดการทรดตวและเนองจากมก าแพงรบแรงเฉอนเปนตวเชอมระหวางฐานราก ดงนนผลตางการทรดตวระหวางฐานรากจงมคาเทากน โดยสมมตใหคาสตฟเนสของดนใตฐานรากมคาเทากบ k น าไปสรางสมการความสอดคลองของการเสยรปไดดงน

1 2 2 3

31 2 2

1 2 2 3

FF F F

k k k k

F F F F

− = −

− = −

− = −

จากสมการทง 2 สมการ สามารถแกหาคาแรงทกระท าใตฐานรากไดเทากบ 1 1440.87F = กโลนวตน

2 1140.84F = กโลนวตน

3 840.81F = กโลนวตน น าคาแรงทกระท าใตฐานรากมาค านวณก าลงรบแรงแบกทานของดนไดดงน

1max

1440.87121.06

3.45 3.45

Fq

A= = =

กโลนวตนตอตารางเมตร

จากผลการประเมนฐานรากตวอยาง F1 มหนวยแรงดนดนสงสดทเกดขนมคานอยกวาหนวยน าหนกบรรทกปลอดภยของชนดนทยอมให จงผานเกณฑประเมนก าลงรบแรงแบกทาน

การประเมนก าลงตานทานแรงดานดนดนขางแบบพาสซฟของตวอยางฐานรากรวม F1 ภายหลงเสรม

ความมนคง เปนฐานรากแผรปสเหลยมจตรส ขนาด 3.45 เมตร หนา 0.40 เมตร จ านวน 3 ชนทเชอมกนดวยก าแพงรบแรงเฉอนดงรปท 4.2-50 ลกจากผวดน 1.60 เมตร และมมบตดนใตฐานรากมดงน ความเชอมแนนระหวางเมดดน ( )c มคาเทากบ 43.16 กโลนวตนตอตารางเมตร หนวยน าหนกประสทธผลของดน ( ) มคาเทากบ 17.66 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร และมมเสยดทานภายใน ( ) มคาเทากบ 11.3 องศา

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 121

0.00+

RxF

S

PP2 2.00h =

3.4

5y

b=

3.45xb =

147.28

157.78

1 1.60h =

17.66 =43.16c =11.3 = 2/kN m

2/kN m

3.45

0.40

v

RyF

3.45xb = 3.45xb =

รปท 4.2-50 ขนาดฐานรากและลกษณะแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ

ส าหรบการหาแรงดนดนทางดานขางจะอาศยทฤษฎของ (Rankine’s Theory) และอางองจาก [19] โดยทสถานะแรงดนดนแบบพาสซฟสามารถค านวณไดจากสมการตอไปน

pP 2p pK h c K= +

จากขอมลรปท 4.2-50 สามารถค านวณสมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟไดดงน

pK 2tan 452

= +

โดยท pK คอ สมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟ

2 11.3tan 45

2

= +

1.487= ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก

1 1.60h = เมตร ดงน

( ) ( )1.487 17.66 1.60 2 43.16 1.487 147.28pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 2 2.00h = เมตร ดงน

( ) ( )1.487 17.66 2.00 2 43.16 1.487 157.78pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ดงนนสามารถค านวณก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟทกระท ากบฐานรากทง 2 แกน ไดดงน

( )( )1

147.28 157.78 0.40 (3.45) 210.492

pxP = + = กโลนวตน

( )( )1

147.28 157.78 0.40 (3.45 3) 631.472

pyP = + = กโลนวตน

ค านวณแรงเสยดทานทฐานของฐานรากไดดงน ( ) tanS v Bc = +

โดยท v คอ ผลรวมแรงในแนวดงทลงมาทฐาน คอ 2/3 ของคามมเสยดทานภายใน c คอ 2/3 ของความเชอมแนนของเมดดน c B คอ พนทของฐานราก

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 122 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

( )2 11.3

tan 3422.52 tan 452.613

v

= =

กโลนวตน

2 43.163.45 10.35 1027.42

3Bc

= = กโลนวตน

ดงนนผลของแรงเสยดทานทฐานของฐานรากสามารถค านวณได 452.61 1027.42 1480.03S = + = กโลนวตน

ก าลงตานทานดานขางของฐาน ( )RF ซงเกดจากผลรวมของแรงเสยดทานทฐานของฐานราก ( )S และก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟ ( )pP ตามสมการดงน

R pF S P = + ดงนนก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากสามารถค านวณไดดงน

1480.03 210.49 1690.52Rx pxF S P = + = + = กโลนวตน 1480.03 631.47 2111.50Ry pyF S P = + = + = กโลนวตน

จากผลการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางของฐานราก แรงทเกดขนในแนวแกน x มคาเทากบ 536.45 กโลนวตน แรงทเกดขนในแนวแกน y มคาเทากบ 403.87 กโลนวตน ส าหรบอตราสวนปลอดภยตานการลนไถลก าหนดใหไมนอยกวา 1.5 เมอน าก าลงตานทานแรงเสยดทานของฐานรากรบไดหารดวยแรงทเกดขนในแนวแกน x และแนวแกน y สามารถค านวณไดดงน

( )

1690.523.15 1.5

536.45Sliding x

FS = =

( )

2111.505.23 1.5

403.87Sliding y

FS = =

ดงนนฐานรากตวอยาง F1 น จงผานการประเมนก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟทง 2 ทศทาง เนองจากมอตราสวนปลอดภยมากกวาอตราสวนปลอดภยทยอมให

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 123

4.3 อาคารตนแบบหลงทสาม อาคารตนแบบหลงทสาม ก าหนดใหเปนตวแทนของอาคารส านกงานของภาครฐขนาดใหญ สง 5 ชน

พนทใชสอยประมาณ 9,600 ตารางเมตร มลกษณะดงรปท 4.3-1 ตงอยในพนทบรเวณท 2 ตามกฎกระทรวงก าหนดการรบน าหนก ความตานทาน ความคงทนของอาคารและพนดนทรองรบอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว พ.ศ. 2550 ทงนสมมตวาพนทตงอาคารอยในบรเวณทมคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณาทคาบการสน 0.2 วนาท ( SS ) และคาบการสน 1 วนาท ( 1S ) เทากบ 0.704 และ 0.205 ตามล าดบ โดยวธการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงสามารถแสดงรายละเอยดดงตอไปน

รปท 4.3-1 ตวอยางภาพอาคารส านกงานของภาครฐซงก าหนดใหเปนอาคารตนแบบหลงท 3

4.3.1 ก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงและการประเมนระดบความรนแรงของแผนดนไหวส าหรบอาคารตนแบบหลงท 3

การก าหนดเปาหมายการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารจะขนอยกบประเภทของอาคารวาจดอยในกลมอาคารทวไป หรอวาอาคารส าคญ ตามทก าหนดในหวขอ 3.3.2 ใน มยผ.1303-57 ส าหรบกรณศกษาอาคารตนแบบหลงทสามนไดก าหนดใหเปนอาคารส าคญ ดงนนการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารตวอยางนจงตองก าหนดเปาหมายใหอยในระดบการเสรมสมรรถนะทดกวาระดบเปาหมายเพอความปลอดภยขนพนฐาน (Enhanced Rehabilitation Objective) โดยอาคารตองมระดบสมรรถนะในระดบเขาใชงานไดทนท (IO) ภายใตแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในระดบ BSE ดงทกลาวไวแลวในสวนท 1

อยางไรกตามตวอยางนจะแสดงวธการประเมนความสามารถตานทานแผนดนไหวทก าหนดในหวขอ 3.4 ตาม มยผ.1303-57 โดยเลอกใชวธการและขอก าหนดในสวนท 5 ตาม มยผ.1303-57 โดย อาคารตนแบบหลงนจะประเมนระดบความรนแรงของแผนดนไหวส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางทระดบความปลอดภยขนพนฐาน (Basic Safety Earthquake, BSE) ซงไดก าหนดใหใชสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมก าลงมคาเปนครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบตาม มยผ. 1302-52 ดงจะไดกลาวในล าดบถดไป

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 124 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

4.3.2 การรวบรวมขอมลของอาคารตนแบบหลงท 3 ส าหรบตวอยางอาคารตนแบบหลงท 3 จะสมมตวาสามารถรวบรวมขอมลของอาคารตามการกอสราง

จรงไดโดยสรปดงน

ขอมลทวไปของอาคาร อาคารตนแบบหลงท 3 เปนอาคารเปนโครงตานทานแรงดดคอนกรตเสรมเหลกรวมกบก าแพงรบแรง

เฉอน (Reinforced Concrete Frame with Shear Wall) สง 5 ชน กวาง 25 เมตร ยาว 77 เมตร สง 22.735 เมตร มพนทใชสอยประมาณ 9,600 ตารางเมตร และไมไดรบการค านวณออกแบบใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว แบบแปลนพนชนลางถงพนชน 5 แสดงไดดงรปท 4.3-2 ถง รปท 4.3-6 ตามล าดบ

ลกษณะการใชอาคาร ลกษณะการใชงานของอาคารก าหนดใหเปนอาคารส านกงานของภาครฐขนาดใหญ และตองการใชเปน

อาคารศนยอ านวยการเพอบรรเทาสาธารณะภยกรณเกดเหตภยแผนดนไหว ซงจดอยในกลมของอาคารทจ าเปนตอความเปนอยของสาธารณชน ดงนน จงไดก าหนดใหเปนอาคารส าคญ (ตามหวขอ 3.3.2 ใน มยผ.1303-57)

รปแบบอาคารและระบบโครงสราง จากขอมลตามแบบกอสรางพบวาโครงสรางของอาคารเปนระบบโครงตานแรงดดคอนกรตเสรมเหลก

แบบธรรมดารวมกบก าแพงรบแรงเฉอนแบบธรรมดา โดยบรเวณกงกลางอาคารมปลองลฟตซงท าหนาทเปนก าแพงรบแรงเฉอน พนของอาคารสวนใหญเปนพนคอนกรตส าเรจรปมเพยงบางสวนเปนพนสองทางหลอในท โดยอาคารมระบบตานทานแรงดานขางทไมไดรบการออกแบบใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ส าหรบระบบตานทานแรงในแนวดงมเสนทางการถายแรงตอเนองสมบรณ

สมบตของวสดจากแบบแปลนรายละเอยด ขอมลจากแบบกอสรางใหรายละเอยดทางเรขาคณตของชนสวนอาคารรวมถงรายละเอยดการเสรม

เหลกเพยงพอตอการประเมน ขอมลสมบตของวสดทไดจากแบบแปลนรายละเอยดระบคาก าลงรบแรงอดประลยทรงกระบอกของคอนกรตทอาย 28 วน เทากบ 19.62 เมกะปาสกาล ก าหนดใหใชเหลกเสนกลมชนคณภาพ SR-24 ส าหรบเหลกเสรมขนาดเสนผานศนยกลาง 6 มม. และ 9 มม. สวนเหลกเสรมขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มม. ขนไปก าหนดใหใชเหลกขอออยชนคณภาพ SD-30 รายละเอยดการยดตอกน (Interconnection) ของชนสวนอาคารมการก าหนดตามมาตรฐานงานกอสรางทวไป ทงนแมวาขอมลจากแบบกอสรางและแบบแปลนรายละเอยดจะคอนขางครบถวนสมบรณ มยผ. 1303-57 ยงก าหนดใหผประเมนตองท าการตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคารโดยการตรวจสอบดวยสายตา ซงผประเมนอาจอาศยการตรวจสอบโครงสรางคอนกรตเสรมดวยวธตรวจพนจ (Visual Inspection Method) ตาม มยผ. 1501-51 เปนแนวทางได

ประเภทชนดนและงานฐานราก ขอมลตามแบบกอสรางระบลกษณะฐานรากอาคารเปนระบบฐานรากลกแบบมเสาเขมรองรบ โดยแบบ

แปลนระบเสาเขมคอนกรตจะตองสามารถรบน าหนกบรรทกปลอดภยไดไมนอยกวา 490.5 กโลนวตนตอตน และจะตองมขนาดหนาตดไมนอยกวารปสเหลยมตน 400x400 มลลเมตร หรอขนาดเสนผานศนยกลาง 450 มลลเมตร

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 125

รปท 4.3-2 แบบแปลนพนชนลางของอาคารตนแบบหลงท 3

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 126 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.3-3 แบบแปลนพนชนท 2 ของอาคารตนแบบหลงท 3

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 127

รปท 4.3-4 แบบแปลนพนชนท 3 ของอาคารตนแบบหลงท 3

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 128 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.3-5 แบบแปลนพนชนท 4 ของอาคารตนแบบหลงท 3

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 129

รปท 4.3-6 แบบแปลนพนชนท 5 ของอาคารตนแบบหลงท 3

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 130 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

4.3.3 การตรวจสอบขอมลและการประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 3

การประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 3 โดยการตรวจสอบดวยสายตา จากการตรวจสอบขอมลและประเมนอาคารตนแบบหลงท 3 พบวา ชนสวนโครงสรางตางๆ ของอาคาร

ไดแก เสา คาน มมต ขนาด และความยาวเปนไปตามทก าหนดในแบบแปลนรายละเอยด ไมพบรอยราวหรอการเสอมสภาพของชนสวนโครงสรางทบงชวาอาคารไมมนคงแขงแรง ไมพบความเสยหายจากการวบตของโครงสรางและสวนตางๆ อาคารไมมการทรดหรอเกดการเอยงตว ความตอเนองของระบบการถายแรง รายละเอยดของจดตอโดยรวมเปนไปตามแบบรายละเอยดทไดท าการรวบรวมมา ไมพบการดดแปลงโครงสรางทสงผลกระทบความมนคงแขงแรงของโครงสรางและเสนทางการถายแรงอยางมนยส าคญ ไมพบสวนทไมใชโครงสรางทมผลกระทบตอความตอเนองของเสนทางการถายแรงในโครงสราง สวนทไมใชโครงสรางบางสวนอาจมความเสยงตอการเกดอนตรายตอผใชอาคารในกรณเกดเหตแผนดนไหวควรพจารณาเสรมความมนคงหรอปรบปรงแกไขตามความเหมาะสมเพอความปลอดภยของผใชอาคาร ไมมสวนของฐานทสามารถตรวจสอบไดดวยสายตา สภาพโดยรอบตวอาคารรวมถงสงกอสรางขางเคยงมระยะหางมากกวารอยละ 1 ของความสงจากพนถงชนทพจารณาจงไมจ าเปนตองตรวจสอบการชนกนของอาคาร การตอเตมเพอเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางมแนวโนมทสามารถด าเนนการไดในทกรปแบบทระบไวในสวนท 3

การประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 3 แบบละเอยด จากการรวบรวมขอมลของอาคารตนแบบหลงท 3 และการประเมนสภาพอาคารตามทกลาวมาแลว

ขางตน พบวาขอมลทรวบรวมไดคอนขางสมบรณอยางไรกตามเนองจากอาคารมการกอสรางและไดรบการใชงานมาเปนเวลานานพอสมควร ผประเมนจงตองพจารณาตรวจสอบและประเมนสภาพอาคารแบบละเอยดเพมเตมตามเกณฑทกลาวไวแลวในหวขอ 2.2 หรอศกษารายละเอยดเพมเตมไดจากหวขอ 4.2.5 ตาม มยผ.1303-57 โดยตวอยางผลการประเมนสภาพอาคารตนแบบหลงท 3 แบบละเอยดสมมตวามผลสรปไดดงน

การตรวจสอบก าลงรบแรงอดประลยเฉลยของคอนกรตดวยการเจาะแกนคอนกรต พบวามคาก าลงอดประลยเฉลยเทากบ 21.19 เมกะปาสกาล ซงมากกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบไวในแบบแปลนรายละเอยด การตรวจสอบก าลงรบแรงอดของคอนกรตดวยวธการทดสอบแบบไมท าลายดวยคอนกระแทก พบวาคาก าลงของคอนกรตมคามากกวา 29.43 เมกะปาสกาล ซงมคาสงกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบไวในแบบแปลนรายละเอยด อยางไรกตามการทดสอบหาก าลงอดของคอนกรตดวยการใชเครองมอคอนกระแทกเปนวธการประมาณคาก าลงอดคอนกรตในทางออม ดงนนจงควรเลอกใชคาก าลงอดประลยเฉลยทไดจากการเจาะแกนคอนกรตในการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร การตรวจสอบความถกตองของจ านวนเหลกเสรมและระยะหางของเหลกปลอกในองคอาคารคอนกรตดวยการใชเครองมอ Ferro Scan พบวาจ านวนและระยะหางของเหลกเสรมในองคอาคารส าคญตางๆ เปนไปตามแบบกอสราง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 131

ผลการเจาะส ารวจชนดน ณ บรเวณพนทอาคารตนแบบ ทในชวงระดบความลกใตฐานพบเปนดนเหนยวแขง (CL) สน าตาล หนวยน าหนกประสทธผลของดน เทากบ 19.62 กโลนวตนตอลกบาศกเมตร ก าลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายน า

uS เทากบ 88.29 กโลนวตนตอตารางเมตร และการรบน าหนกบรรทกในฐานะเสาเขมเดยวรบน าหนกบรรทกปลอดภยไดไมนอยกวา 539.55 กโลนวตนตอตน และผลการเจาะส ารวจดนทระดบความลกตางๆสามารถค านวณหาคาการทดสอบฝงจมมาตรฐานเฉลย N ไดเทากบ 15.92 และคาก าลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายน าเฉลย

uS มคาเทากบ 82.113 กโลปาสกาล ซงจากตารางท ก-1 ตาม มยผ.1302-52 สามารถจ าแนกประเภทชนไดเปนประเภทดนออน (ประเภท D)

จากผลการประเมนสภาพแบบละเอยดและสมบตเชงกลของชนสวนโครงสรางมคาสมประสทธของการแปรผน (Coefficient of Variation) ไมเกนรอยละ 25 นอกจากนยงเลอกใชคาก าลงวสดตามแบบแปลนรายละเอยดซงมคานอยกวาคาก าลงทไดจากการเกบตวอยางในสนามแลวทดสอบในหองปฏบตการ จงไดเลอกใชคาตวประกอบความเชอมนของขอมลเทากบ 1.0 =

4.3.4 การประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 3 ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 3 ซงเปนอาคารมความสง 5 ชน และมขนาดใหญ โดยมต าแหนงก าแพงรบ

แรงเฉอนไมอยทต าแหนงศนยกลางของอาคาร ซงอาจจะมผลท าใหอาคารมความไมสม าเสมอเชงสตฟเนสของการบดตวรอบแกนดง ท าใหโครงสรางลกษณะนไมอนญาตใหใชวธวเคราะหแบบสถตเชงเสนได ตามขอก าหนด 5.2 ตาม มยผ.1303-57 จงไดเลอกใชวธการวเคราะหโครงสรางดวยวธพลศาสตรเชงเสนโดยวธสเปกตรมการตอบสนองแบบโหมด ดงนน ส าหรบอาคารตนแบบหลงท 3 นจะเนนแสดงตวอยางวธการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารดวยวธการตรวจสอบระดบสมรรถนะและวเคราะหโครงสรางตามขอก าหนดในสวนท 5 ของ มยผ.1303-57 และเลอกใชวธพลศาสตรเชงเสนดวยวธสเปกตรมผลตอบสนองแบบโหมด โดยมล าดบขนตอนดงตอไปน

สมบตของวสดในการประเมน จากการตรวจสอบขอมลและประเมนสภาพอาคารอยางละเอยดดงทกลาวมาแลวขางตน พบวาคาก าลง

รบแรงอดประลยของคอนกรตทไดจากการเจาะแกนคอนกรตมคามากกวาคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทระบในแบบรายละเอยด ดงนนเมอพจารณาในดานปลอดภยจงสมควรทจะใชคาก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรตทไดจากแบบรายะเอยด สวนก าลงของเหลกเสรมจะอางองขอมลตามทระบในแบบรายละเอยด ดงนนคาสมบตของวสดส าหรบการประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวของอาคารตนแบบหลงท 3 สามารถสรปไดดงน

ก าลงรบแรงอดประลยของคอนกรต ( )cf = 19.62 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล ก าลงรบแรงดงทจดครากของเหลกขอออย SD-30 ( )yf = 295 เมกะปาสกาล

โมดลสความยดหยนของคอนกรต ( )4700c cE f = = 20,818 เมกะปาสกาล

คาตวประกอบความเชอมนของขอมล = 1.0

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 132 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

แบบจ าลองและการวเคราะหโครงสราง แบบจ าลองโครงสรางส าหรบตวอยางนจะตงอยบนสมมตฐานของการยดหยนเชงเสน (Linear Elastic)

โดยท าการสรางแบบจ าลองเปนแบบ 3 มต ทงนแบบจ าลองสามารถจ าลองคาสตฟเนสและก าลงขององคอาคารทมความส าคญตอการตานทานแรงแผนดนไหว และสามารถจ าลองลกษณะการกระจายของมวลทวทงอาคารไดอยางถกตอง นอกจากนแบบจ าลองยงสามารถจ าลองสตฟเนสในแนวระนาบของไดอะแฟรมได ทงนคาสตฟเนสขององคอาคารคอนกรตจะพจารณาถงผลของการแตกราวทมตอคาสตฟเนสโดยการประมาณคาสตฟเนสจากคาโมเมนตประสทธผล ( )effI และคาพนทหนาตดประสทธผล ( )effA ตามขอก าหนดในหวขอ 7.2.1.2.1 ของ มยผ. 1303-57 ส าหรบจดรองรบของอาคาร ไดพจารณาแบบจ าลองฐานรากตามขอก าหนด 6.4.3.1.1 ใน มยผ.1303-57 ซงสมมตใหฐานมพฤตกรรมแบบแขงเกรง ท าใหสามารถก าหนดจดรองรบของอาคารใหเปนแบบฐานยดแนน (Fixed Base) ได แมวาขอก าหนดไดระบวา สมมตฐานนไมเหมาะสมกบโครงสรางทตองมการเสรมความแขงแรงถงสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท เนองจากทระดบสมรรถนะน โครงสรางมความออนไหวตอการหมนเชงมม แตเนองจากวาอาคารนมขนาดใหญ และฐานรากเปนแบบเสาเขมกลม ท าใหการหมนเชงมมทเกดขนทฐานรากมคานอยมาก ดงนนจดรองรบของอาคารจงไดพจารณาเปนแบบฐานยดแนนส าหรบอาคารหลงน ทงนการสรางแบบจ าลองผประเมนควรพจารณารปแบบโครงสรางและเงอนไขจดรองรบตามความเหมาะสมของอาคารทจะท าการประเมน

การวเคราะหโครงสรางไดเลอกใชวธการพลศาสตรเชงเสนดวยวธผลตอบสนองแบบโหมด (Response Spectrum Analysis) โดยพจารณาการสนไหวในหลายๆโหมด การวเคราะหไดก าหนดใหแรงแผนดนไหวกระท าตามทศทาง X และ Y และน าผลตอบสนองของโครงสรางในแตละทศทาง น ามารวมผลตามการรวมน าหนกบรรทก ส าหรบในการวเคราะหไดก าหนดใหโครงสรางมคาอตราสวนความหนวง (Damping Ratio) เทากบ 5% หรอ 0.05 จากการใชวธนท าใหทราบถงผลตอบสนองของแรงภายในและการเคลอนทของโครงสราง ท าใหทราบจดวกฤตในโครงสราง และสามารถน าไปตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสน

น าหนกบรรทกและแรงส าหรบการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 3 น าหนกบรรทกและแรงทเกยวของกบการประเมนความสามารถในการตานทานแรงสนสะเทอนของ

แผนดนไหวจะประกอบดวยน าหนกบรรทกคงทของอาคาร น าหนกบรรทกจร และแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว นอกจากแรงเหลานแลววศวกรผประเมนอาจพจารณาแรงอนๆ เพมเตมตามความเหมาะสมกบสภาพการใชงานจรงของอาคาร ส าหรบตวอยางนก าหนดใหอาคารตนแบบหลงท 3 รบน าหนกบรรทกและแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวดงตอไปน

น าหนกบรรทกคงท ประกอบดวยน าหนกของโครงสรางโดยอาศยสมบตของวสดและขนาดชนสวนตามขอมลและแบบ

โครงสรางทท าการรวบรวมและตรวจสอบมาแลวขางตน โดยผลรวมของน าหนกบรรทกคงทของอาคารในแตละชนแสดงไดดงตารางท 4.3-1

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 133

ตารางท 4.3-1 น าหนกบรรทกคงทแตละชนของอาคารตนแบบหลงท 3

ชนท คาระดบ (เมตร)

น าหนกบรรทกคงท (กโลนวตน)

หลงคา +26.7 3,918 ชน 6 +22.7 11,653 ชน 5 +18.1 12,215 ชน 4 +14.1 12,257 ชน 3 +10.1 12,255 ชน 2 +6.1 13,164 ชน 1 +1.5 11,042 ฐาน +0.0 2,443

รวมน าหนกบรรทกคงท 78,947

น าหนกบรรทกจร อาคารตนแบบหลงนใชหนวยน าหนกบรรทกจรตาม กฎกระทรวง ฉบบท 6 (พ.ศ. 2527) ออกตามความ

ในพระราชบญญตควบคมอาคาร พ.ศ. 2522 โดยมรายละเอยดดงน อาคารส านกงาน ทางเดน = 2.45 กโลนวตนตอตารางเมตร หลงคา = 0.29 กโลนวตนตอตารางเมตร หองลฟตและหองเครอง = 9.81 กโลนวตนตอตารางเมตร

การค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหว ส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในการวเคราะหแบบพลศาสตรเชงเสน คาตว

ประกอบตาง ๆ ทใชส าหรบการค านวณมรายละเอยดดงตอไปน กราฟสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขง แรง

โครงสรางอาคารตวอยางหลงทสาม สามารถอธบายเปนล าดบขนไดดงน จากการรวบรวมขอมลอาคารทกลาวมาแลวขางตน อาคารตนแบบหลงท 3 นตงอยในพนทซงมคา

ความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมของแผนดนไหวรนแรงสงสดทพจารณาทคาบการสน 0.2 วนาท ( SS ) และคาบการสน 1 วนาท ( 1S ) มคาเทากบ 0.704 และ 0.205 ตามล าดบ โดยประเภทชนดนของทตงอาคารเปนดนออน (ประเภท D ตาม มยผ. 1302-52) จากขอมลขางตนอาศยตารางท 1.4-2 และ 1.4-3 ตาม มยผ.1302-52 จะสามารถหาคาสมประสทธส าหรบชนดนทคาบการสน 0.2 วนาท ( aF ) และทคาบการสน 1 วนาท ( vF ) ไดเทากบ 1.24 และ 1.99 ตามล าดบ ดงนนคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมส าหรบการออกแบบสามารถค านวณไดดงน

2 21.24 0.704 0.582

3 3DS a sS F S= = =

1 1

2 21.99 0.205 0.272

3 3D vS F S= = =

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 134 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ทงน มยผ. 1303-57 ก าหนดใหสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการประเมนและออกแบบการเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางมคาครงหนงของสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบ ซงค านวณไดดงน

0.5 0.5 0.582 0.291XS DSS S= = = 1 10.5 0.5 0.272 0.136X DS S= = =

จากคาความเรงตอบสนองเชงสเปกตรมทคาบการสน 0.2 วนาท และคาบการสน 1 วนาท สามารถน ามาสรางกราฟสเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหม และส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธเชงพลศาสตรตามทก าหนดใน มยผ. 1302-52 ไดดงรปท 4.3-7

( )0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 1.8 1.9 2.10.0 0.5 1.0 1.5 2.0

(g

)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

. 1303-57

. 1302-52

รปท 4.3-7 สเปกตรมผลตอบสนองส าหรบการออกแบบอาคารใหม และส าหรบการประเมนและออกแบบเสรม

ความมนคงแขงแรงโครงสรางดวยวธเชงพลศาสตร ส าหรบอาคารนไดใชวธการประเมนความมนคงแขงของอาคารดวยวธการตรวจสอบสมรรถนะและ

ขอก าหนดในสวนท 5 ใน มยผ.1303-57 ซงระบใหใชวธการ ขอก าหนด และเงอนไขตาง ๆ ทเกยวกบผลจากแรงแผนดนไหว รวมถงวธการวเคราะหโครงสรางตาม มยผ. 1303-57 โดยปรบคาแรงจากแผนดนไหวตามทกลาวมาแลวขางตน จากนนท าการสรางแบบจ าลองของอาคารเปนดงรปท 4.3-8

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 135

รปท 4.3-8 แบบจ าลองอาคารตนแบบหลงท 3

เมอไดแบบจ าลองของโครงสรางทพจารณาการกระจายมวลและสตฟเนสทสอดคลองกบสภาพจรงสามารถน ามาค านวณคาบการสนพนฐานของอาคารจากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigenvalue Analysis) ซงจากการวเคราะหโครงสราง สามารถทราบลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดตาง ๆ ไดดงน โหมดท 1 เกดการเสยรปแบบบดตวรอบแกนในแนวดงดงแสดงในรปท 4.3-9 มคาคาบเทากบ 1.584 วนาท โหมดท 2 เกดการเสยรปแบบเคลอนตวไปทางแกน y ดงแสดงในรปท 4.3-10 มคาคาบเทากบ 1.386 วนาท โหมดท 3 เกดการเสยรปแบบเคลอนตวไปทางแกน x ดงแสดงในรปท 4.3-11 มคาคาบเทากบ 1.102 วนาท

ดงนนไดคาคาบการสนพนฐานในแตละทศทางหลกเปนดงน คา 1.102xT = วนาท คา 1.386yT = วนาท

Z X Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 136 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.3-9 ลกษณะการเสยรปของคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 1

รปท 4.3-10 ลกษณะการเสยรปของคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 2

รปท 4.3-11 ลกษณะการเสยรปของคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 3

Z X Y

Z X Y

Z X Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 137

ค านวณคาปรบแกส าหรบคาแรงและการเสยรปทไดจากวธสเปกตรมการตอบสนอง โดยใหปรบแกคาดวยการคณคาตวประกอบ 1C , 2C และตวคณขยายคาเพอพจารณาผลของการบดตวรอบแกนดง ตามขอก าหนด 5.3.2.3 ใน มยผ.1303-57 มดงน

คา 1 1C = เนองจากคาบการสนพนฐานมากกวา 1.0 วนาท ทงสองทศทาง

คา 2 1C = เนองจากคาบการสนพนฐานมากกวา 0.7 วนาท ทงสองทศทาง

คาตวคณขยายคาเพอพจารณาผลของการบดตวรอบแกนดง (xA ) ตาม ขอก าหนด 5.2.2.2.2 ใน มยผ.

1303-57 สามารถค านวณไดจาก 2

3.01.2

xA

=

โดยท คอ ตวคณการเคลอนทสามารถค านวณไดจาก

อตราสวนระหวางคาการเคลอนทสงสดของไดอะแฟรมกบคาเฉลยของการเคลอนทของไดอะแฟรมพน ดงนน จากผลการวเคราะหโครงสรางในแบบจ าลอง เมอพจารณาแรงแผนดนไหวในทศทาง x ไดคา เทากบ

1.15 และสามารถค านวณคา xA เทากบ 1.0 และเมอพจารณาแรงแผนดนไหวในทศทาง y ไดคา เทากบ

1.04 และสามารถค านวณคา xA เทากบ 1.0

คาแรงแผนดนไหวดวยวธสเปกตรมตอบสนองแบบโหมดตองพจารณาการตอบสนองสงสดจากหลายโหมด โดยจ านวนโหมดทพจารณาตองเพยงพอ เพอท าใหผลรวมของมวลประสทธผลประจ าโหมดทพจารณามคาไมนอยกวารอยละ 90 ของมวลทงหมดของอาคารส าหรบแตละทศทางของแผนดนไหวในแนวระนาบทตงฉากกน และท าการรวมคาการตอบสนองสงสดในแตละโหมดดวยวธการรวมแบบสมบรณของคาก าลงสอง (Complete Quadratic Combination, CQC)

จากผลการวเคราะหโครงสรางสามารถค านวณหาคาแรงเฉอนรวมทฐานรองรบไดดงน 7,223xV = กโลนวตน 7, 406yV = กโลนวตน ส าหรบการรวมผลของแรง เปนไปตามขอก าหนด 5.4.2 ใน มยผ.1303-57 และผลรวมของแรง

แผนดนไหวหลายทศทางเปนไปตามขอก าหนด 5.2.7 ใน มยผ.1303-57 ดงนนในการวเคราะหแบบเชงเสน และตรวจสอบชนสวนทมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป สามารถแสดงตวอยางการแจกแจงรปแบบการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกในแนวดงไดดงน

U2101=0.9(DL+SDL) + 1.0EQx + 0.3EQy U2102=0.9(DL+SDL) + 1.0EQx - 0.3EQy U2103=0.9(DL+SDL) - 1.0EQx + 0.3EQy U2104=0.9(DL+SDL) - 1.0EQx - 0.3EQy U2105=0.9(DL+SDL) + 0.3EQx + 1.0EQy U2106=0.9(DL+SDL) + 0.3EQx - 1.0EQy U2107=0.9(DL+SDL) - 0.3EQx + 1.0EQy U2108=0.9(DL+SDL) - 0.3EQx - 1.0EQy U2201=1.1(DL+SDL +0.25LL) + 1.0EQx + 0.3EQy U2202=1.1(DL+SDL +0.25LL) + 1.0EQx - 0.3EQy U2203=1.1(DL+SDL +0.25LL) - 1.0EQx + 0.3EQy U2204=1.1(DL+SDL +0.25LL) - 1.0EQx - 0.3EQy U2205=1.1(DL+SDL +0.25LL) + 0.3EQx + 1.0EQy

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 138 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

U2206=1.1(DL+SDL +0.25LL) + 0.3EQx - 1.0EQy U2207=1.1(DL+SDL +0.25LL) - 0.3EQx + 1.0EQy U2208=1.1(DL+SDL +0.25LL) - 0.3EQx - 1.0EQy โดยท DL = น าหนกบรรทกคงท SDL = น าหนกบรรทกคงทเพมเตม LL = น าหนกบรรทกจร EQx = แรงแผนดนไหวในทศทางแกน X EQy = แรงแผนดนไหวในทศทางแกน y

การประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารและการก าหนดแนวทางการเสรมความมนคงแขงแรง เกณฑในการประเมนและการรวมผลของแรงแผนดนไหวกบน าหนกบรรทกแนวดง

ชนสวนโครงสรางหลกส าหรบโครงสรางนคอโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกซงประกอบไปดวย คาน เสา และก าแพงรบแรงเฉอน โดยไดใชวธการแบบละเอยดโดยการตรวจสอบสมรรถนะชนสวนของอาคาร จะใชหลกการของการเสยรป (Displacement Based Procedure) โดยพจารณาผลตอบสนองของอาคาร (ในแบบจ าลอง) เมอถกแรงกระท าจากแผนดนไหว ท าใหทราบคาแรงภายในและการเสยรปทเกดขนในแตละองคอาคาร และน าไปเปรยบเทยบกบเกณฑการยอมรบของชนสวน โดยจ าแนกออกเปนพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป และพฤตกรรมทถกควบคมโดยแรง

ส าหรบพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป มลกษณะของชนสวนทมพฤตกรรมแบบเหนยว โดยมชวงยดหยนจากจดเรมตนถงจดครากและตามดวยชวงพลาสตก นนคอ สามารถเสยรปเพมขนไดแตยงคงก าลงตานทานแรงกระท าจากภายนอกได เชน ชนสวนเสา คานทโมเมนตดด ดงนน ชนสวนจะยอมใหเกดการเสยรปทไมเกนกวาคาการเสยรปทยอมใหโดยคณกบคา m-factor ซงไดมก าหนดไวใน มยผ.1303-57

ส าหรบพฤตกรรมทถกควบคมโดยแรง มลกษณะของชนสวนทมพฤตกรรมแบบเปราะ โดยมชวงยดหยนจากจดเรมตนถงจดครากและเมอมแรงกระท าจากภายนอกมากระท าเพมขน ชนสวนนนจะวบตในทนท เชนชนสวนเสา คาน ทรบแรงเฉอน ดงนน ชนสวนจะยอมใหเกดแรงภายในมคาไมเกนกวาคาก าลงตานทานของชนสวน

ผลการประเมนชนสวนโครงสรางหลก จากผลการวเคราะหและประเมนสมรรถนะของอาคาร สามารถแสดงเกณฑสมรรถนะของชนสวน

ภาพรวมของโครงสรางเสาและก าแพงรบแรงเฉอนไดดงรปท 4.3-12 โดยทก าแพงรบแรงเฉอนทระดบฐานรากจนถงพนชน 3 ไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท ( IO) และชนสวนเสาอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) สวนภาพรวมของผลการประเมนก าลงตานทานแผนดนไหวของชนสวนคานและเสา สามารถแสดงในภาพแปลนแตละชนของอาคารไดดงรปท 4.3-13ถงรปท 4.3-18 โดยชนสวนคานบรเวณปกทง 2 ดานของอาคารตลอดชวงความสงไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 139

รปท 4.3-12 ผลการประเมนของชนสวนเสาและก าแพงรบแรงเฉอน โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะ

ระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

รปท 4.3-13 ภาพแปลนแสดงผลการประเมนอาคารชนท 1

โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 140 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.3-14 ภาพแปลนแสดงผลการประเมนอาคารชนท 2

โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

รปท 4.3-15 ภาพแปลนแสดงผลการประเมนอาคารชนท 3

โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

รปท 4.3-16 ภาพแปลนแสดงผลการประเมนอาคารชนท 4

โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 141

B1

รปท 4.3-17 ภาพแปลนแสดงผลการประเมนอาคารชนท 5

โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

รปท 4.3-18 ภาพแปลนแสดงผลการประเมนอาคารชนท 6

โดยชนสวนทไมอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) แสดงดวยสด า

ผลการประเมนการเคลอนตวสมพทธของอาคารตนแบบหลงท 3 การประเมนการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดของอาคารตนแบบหลงท 3 ภายใตการรวมคาการ

ตอบสนองสงสดในแตละโหมด โดยแยกตามแตละทศทางของแรงแผนดนไหวทกระท าตออาคารโดยมคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสดในทศทางตามแกน x และแกน y มคาเทากบ 10.647 มลลเมตร และ 14.422 มลลเมตร ตามล าดบ โดยเกณฑทก าหนดมคาการเคลอนทระหวางชนอยในระดบสมรรถนะของโครงสรางทระดบปลอดภยตอชวต คอมคาการเคลอนทระหวางชนมคารอยละ 0.5 ตามทก าหนดในตารางท 3.4-2 ใน มยผ. 1303-57 ซงลกษณะการเคลอนตวสมพทธระหวางชนตลอดความสงของอาคารสามารถเปรยบเทยบกบคาการเคลอนตวสมพทธทยอมใหส าหรบกรณการรบแรงแผนดนไหวทงสองทศทางดงตารางท 4.3-2 ถง ตารางท 4.3-3 และรปท 4.3-19 ถง รปท 4.3-20

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 142 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.3-2 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

ระดบชน ความสง (เมตร)

การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร) ประเมน 0.005a sxh =

หลงคาน 22.735 0.011 0.023 ชน 5 18.125 0.010 0.020 ชน 4 14.100 0.011 0.020 ชน 3 10.075 0.010 0.020 ชน 2 6.050 0.007 0.023 ชน 1 1.500 0.003 0.008

พนดานนอก 0.000 - -

(

)

( )0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.0250

5

10

15

20

25

รปท 4.3-19 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 143

ตารางท 4.3-3 คาาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

ระดบชน ความสง (เมตร) การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร)

ประเมน 0.005a sxh = หลงคาน 22.735 0.014 0.023 ชน 5 18.125 0.012 0.020 ชน 4 14.100 0.013 0.020 ชน 3 10.075 0.013 0.020 ชน 2 6.050 0.011 0.023 ชน 1 1.500 0.005 0.008

พนดานนอก 0.000 - -

(

)

( )0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.0250

5

10

15

20

25

รปท 4.3-20 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 144 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตวอยางการประเมนความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 3 การประเมนเสาตวอยางอาคารตนแบบหลงท 3

ส าหรบก าลงรบตานทานของเสานน คาก าลงตานทานโมเมนตดดของหนาตดจะแปรเปลยนไปขนกบขนาดของแรงตามแนวแกน ในการประเมนก าลงจงตองพจารณาถงปฏสมพนธระหวางแรงในแนวแกนรวมกบแรงดด (Axial-Moment Interaction) โดยอาศยแผนภาพปฏสมพนธ (Interaction Diagram)

เสาทน ามาใชแสดงเปนตวอยางนเปนเสาทชน 2 ของอาคาร เสาดงกลาวมขนาด รายละเอยดการเสรมเหลก และต าแหนงแสดงดงรปท 4.3-21 และรปท 4.3-14 ตามล าดบ

รปท 4.3-21 รายละเอยดหนาตดเสาตวอยาง

จากการวเคราะหโครงสราง แรงภายในทเกดขนของเสาตนนส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ มผลการวเคราะหแรงภายในและขนตอนการประเมน มรายละเอยดดงน

แรงอดตามแนวแกนเนองจากน าหนกบรรทกในแนวดง ( GP ) = 935.23 กโลนวตน (แรงอด) แรงอดตามแนวแกนเนองจากแรงแผนดนไหว ( EP ) = -98.31 กโลนวตน (แรงดง) โมเมนตดดรอบแกน X ( UXM ) = -451.81 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( UYM ) = -25.53 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนในแนวแกน X จากน าหนกบรรทกในแนวดง ( GXV ) = 0.98 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน X จากแรงแผนดนไหว ( EXV ) = -9.28 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y จากน าหนกบรรทกในแนวดง ( GYV ) = -4.71 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y จากแรงแผนดนไหว ( EYV ) = -123.30 กโลนวตน คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 คา 1C = 1.00 คา 2C = 1.00 คา J = 1.50 หมายเหต ส าหรบบรเวณทมระดบความรนแรงของแผนดนไหวปานกลาง ตามขอก าหนด 5.4.2.1.2 ใน

มยผ.1303-57) ใหใชคา J เทากบ 1.50 ส าหรบการประเมนก าลงตานทานโมเมนตของเสา ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป จง

จ าเปนตองทราบตวประกอบปรบแกความเหนยวของชนสวนโครงสราง (m-factor) เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57)

X

Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 145

ส าหรบคาตวประกอบปรบแกความเหนยวของชนสวนโครงสราง (m-factor) ของเสาคอนกรตเสรมเหลก ไดแสดงไวดงตารางท 7.3-6 ใน มยผ. 1303-57 ซงจ าเปนตองทราบลกษณะการวบตของเสากอน สามารถแสดงรายละเอยดไดดงน

ส าหรบลกษณะการวบตของเสา ไดก าหนดไวในหวขอ 10.4.2.2.2 ใน ASCE 41-13 ซงไดพจารณาจากรายละเอยดการเสรมเหลกทางขวาง และคาอตราสวน /P oV V

โดยทคา PV คอคาแรงเฉอนซงค านวณจากแรงเฉอนทเกดขนเมอแรงดดทปลายขององคอาคารทงสองถงคาโมเมนตก าลงระบ สามารถค านวณไดดงน

393.1 393.1196.55

4.00

ny ny

px

c

M MV

H

+ += = = กโลนวตน

791.3 791.3395.65

4

nx nxpy

c

M MV

H

+ += = = กโลนวตน

และคา oV คอคาก าลงตานทานแรงเฉอนของเสา สามารถค านวณไดจากสมการ

'

0'

0.51 0.8

0.5

v y c ug

c g

A f d f NV A

Ms f AVd

= + +

สามารถค านวณหาก าลงตานทานแรงเฉอนตามแกน x ไดดงน

x

M

Vd

25.53 10008.79

(0.98 9.28) 350

= =

− ดงนนใชคา 4

M

Vd=

0xV (2 2 63) 235 343.5

300

=

0.5 19.62 (935.23 98.31) 1000(1.0) 1 0.8 (800 400)

4 0.5 19.62 (800 400)

− + +

67807 209323= + นวตน 277.1= กโลนวตน และคาก าลงตานทานแรงเฉอนตามแกน y มคาเทากบ 0 yV 282.7= กโลนวตน สามารถค านวณคาอตราสวน /P oV V ส าหรบในทศทางแกน x มคาเทากบ 0.71 และ 1.40 ส าหรบใน

ทศทางแกน x และแกน y ตามล าดบ จากรายละเอยดหนาตดเสาตวอยางน เหนไดวามลกษณะการเสรมเหลกทางขวางแบบวงรอบปดทมการ

งอขอทปลาย 135 องศา และมคาอตราสวน / 1.0P oV V ดงนน เสาตวอยางนจดในกลมการวบตทควบคมโดยการเฉอน

จากนนพจารณาเงอนไขแรงอดตามแนวแกน ปรมาณการเสรมเหลกปลอก ตามล าดบ

( )

( )'

935.23 98.31 10000.1333

(800 400) 19.62g c

P

A f

− = =

( )63 2 2

0.00212400 300

v

w

A

b s

= = =

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 146 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

จากคาพารามเตอรตาง ๆ ขางตน รวมทงลกษณะการวบตทควบคมโดยการเฉอน สามารถหาคาตวประกอบปรบแกความเหนยว (m-factor) ไดจากตารางท 7.3-6 ใน มยผ.1303-57 ไดคาเทากบ 1.0 ทระดบสมรรถนะ IO ค านวณก าลงตานทานโมเมนตดดจากปฏสมพนธ ระหวางแรงอดตามแนวแกนกบโมเมนตดด โดยใชก าลงตานทานโมเมนตดดทสอดคลองกบแรงอดตามแนวแกนทใชในการออกแบบซงค านวณแบบพฤตกรรมทควบคมโดยแรง ( UFP ) ดงสมการ

UFP 1 2

EG

PP

C C J=

98.31

935.23 869.68 ,1000.771 1 1.5

= =

กโลนวตน

จากคา UFP ทค านวณได น าไปหาคาก าลงตานทานโมเมนตดดของเสาตวอยางโดยใชปฏสมพนธระหวางก าลงรบแรงอดและโมเมนตดดสองแกนของเสาตวอยาง ซงพบวาก าลงตานทานโมเมนตดดลพธมคาเทากบ 765.58 และ 791.30 กโลนวตน–เมตร ส าหรบกรณแรงอดเสรมกนและหกลางกน ตามล าดบ

ประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานโมเมนตดดของเสาตวอยาง กรณทแรงอดเสรมกน

2 2 2 2451.81 25.53

0.591 1 765.58

UDX UDY

CE

M M

m M

+ += =

มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ

กรณทแรงอดหกลางกน

2 2 2 2451.81 25.53

0.571 1 791.30

UDX UDY

CE

M M

m M

+ += =

มคานอยกวา 1. 0 ผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการตานทานโมเมนตดดของเสาพบวา เสาผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนของเสา ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยแรง เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CL UFV V (สมการท 5.4-4 ใน มยผ. 1303-57) โดยก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาค านวณไดจากสมการท 7.3-1 ใน มยผ.1303-57 ดงน

'

0'

0.51 0.8

0.5

v y c un g

c g

A f d f NV kV k A

Ms f AVd

= = + +

การค านวณหาคา k ไดพจารณาจากความตองการความเหนยว (Ductility Demand) จากขอก าหนด 7.3.2.3.1 ใน มยผ. 1303-57 ซงสามารถหาไดจากคา DCR (Demand Capacity Ratio) ทมากทสดในชนสวนน โดยคา DCR จากผลของโมเมนตดดมคาเทากบ 0.59 ดงนนคาความตองการความเหนยว (Ductility Demand) มคาเทากบ 0.59 ท าใหไดคา 1.0k = และก าลงตานทานแรงเฉอนของเสาตวอยางมคาเทากบ

CLV 0nV kV= = CLXV 1.0 282.7 282.7= = กโลนวตน CLYV 1.0 277.1 277.1= = กโลนวตน ส าหรบการประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานแรงเฉอนของเสาตวอยาง ค านวณปรบลดคาแรงท

เกดขนในองคอาคารส าหรบพฤตกรรมทควบคมโดยแรงเปนหลก ดงสมการตอไปน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 147

UFXV 1 2

EXGX

VV

C C J= +

9.28

0.98 5.211 1 1.5

−= + =

กโลนวตน

1 2

EYUFY GY

VV V

C C J= +

123.30

4.71 86.901 1 1.5

−= − + =

กโลนวตน

ดงนน ตรวจสอบเกณฑการยอมรบส าหรบพฤตกรรมทถกควบคมโดยแรงไดดงน ส าหรบแรงเฉอนตามแกน X

UFX

CLX

V

V = 5.21

1 282.7

= 0.018 มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ ส าหรบแรงเฉอนตามแกน Y

UFY

CLY

V

V = 86.90

1 277.1

= 0.31 มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ จากผลการประเมนการตานทานแรงเฉอนของเสาพบวา เสาผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารได

ทนท (Immediate Occupancy)

การประเมนคานตวอยางอาคารตนแบบหลงท 3 คานตวอยาง B1 ทน ามาใชเปนตวอยางแสดงการประเมนความมนคงแขงแรง มขนาด และรายละเอยด

การเสรมดงรปท 4.3-22 โดยต าแหนงระบไวในผงอาคารดงแสดงในรปท 4.3-17

รปท 4.3-22 รายละเอยดเหลกเสรมของคานตวอยาง

จากผลการวเคราะหโครงสราง แรงทเกดขนภายในชนสวนคานตวอยาง B1 ส าหรบกรณวกฤตทสด สามารถแสดงรายละเอยดผลการวเคราะหไดดงน

แรงอดตามแนวแกน ( )uP = -208 กโลนวตน (แรงอด) โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = -120 กโลนวตน-เมตร แรงเฉอนจากน าหนกบรรทกในแนวดง ( )GYV = -16.43 กโลนวตน แรงเฉอนจากแรงแผนดนไหว ( )EYV = 99.40 กโลนวตน

X

Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 148 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 คา 1C = 1.00 คา 2C = 1.00 คา J = 1.50 ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนของคาน ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยแรง เพอน ามาใช

ตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CL UFV V (สมการท 5.4-4 ใน มยผ. 1303-57) สามารถแสดงรายละเอยดได ดงน

เมอพจารณาก าลงตานทานแรงเฉอนของคานพบวาก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตของหนาตดคานตวอยางค านวณไดดงน

cV '0.17 c wf b d=

0.17 19.62 200 443= 66716= นวตน 66.72= กโลนวตน ก าลงรบแรงเฉอนจากเหลกลกตงของหนาตดคานตวอยางค านวณไดดงน

sV v yA f d

s=

( )22 9 / 4 235 443

200

=

66229= นวตน 66.23= กโลนวตน ดงนนก าลงรบแรงเฉอนทงหมดของหนาตดคานเมอรวมก าลงรบแรงเฉอนจากคอนกรตและเหลกลกตง

จะมคาดงน nV c sV V= + 66.72 66.23= + 132.95= กโลนวตน ส าหรบการประเมนระดบสมรรถนะในการตานทางแรงเฉอนของคานตวอยาง สามารถค านวณไดดง

สมการตอไปน UFV

1 2

EG

VV

C C J= +

99.40

16.43 49.871 1 1.5

−= + =

กโลนวตน

ดงนน

UFX

CLX

V

V = 49.87

132.95

= 0.38 มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ จากผลการประเมนการตานทานแรงเฉอนของเสาพบวา เสาผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารได

ทนท (Immediate Occupancy)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 149

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานโมเมนตของคาน ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป จงจ าเปนตองทราบตวประกอบปรบแกความเหนยวของชนสวนโครงสราง (m-factor) เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57)

ส าหรบคาตวประกอบปรบแกความเหนยวของชนสวนโครงสราง (m-factor) ของคานคอนกรตเสรมเหลก ไดแสดงไวดงตารางท 7.3-5 ใน มยผ. 1303-57 ซงจ าเปนตองทราบลกษณะการวบตของคานกอน สามารถแสดงรายละเอยดไดดงน

จากสมดลของโมเมนตทกระท าตอคาน แรงเฉอนทมากทสดทอาจเกดขนได ( pV ) ภายใตโมเมนตระบ (Nominal Moment) ของหนาตดและเผอก าลงสวนเกนอกรอยละ 20 โดยหนาตดคานนมคาก าลงตานทานโมเมนตระบ ( nM ) เทากบ 49.45 กโลนวตน-เมตร ดงนนสามารถค านวณ pV ไดจากสมการดงตอไปน

pV ( ) ( )2 1.2 2 1.2 49.45

4

nM

L

= =

29.67= กโลนวตน เมอแรงเฉอนทมากทสดทอาจเกดขนได ( pV ) มคานอยกวา nV ดงนน คานนมการวบตถกควบคมโดย

การดด จากนนพจารณาเงอนไขอตราสวนปรมาณเหลกเสรมตามยาวและอตราสวนการรบแรงเฉอน ตามล าดบ

bal '

10.85 600

600

c

y y

f

f f

= +

0.85 0.85 19.62 600

294 600 294

=

+

0.03236=

'

bal

−

( ) ( )' 4 201 2 201

200 443 0.140.03236

s s

bal

A A

bd

− −

= == =

'

w c

V

b d f ( )16.43 99.4 1000

0.2114200 443 19.62

− + = =

ส าหรบเงอนไขของเหลกปลอกสามารถจ าแนกไดเปนประเภท NC รวมทงลกษณะการวบตทควบคมโดยการดด สามารถหาคาตวประกอบปรบแกความเหนยว (m-factor) ไดจากตารางท 7.3-5 ใน มยผ.1303-57 ไดคาเทากบ 2.0 ทระดบสมรรถนะ IO

ประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานโมเมนตดดของคานตวอยาง

120

1.212 1 49.45

UD

CE

M

m M= =

มคามากกวา 1.0 ไมผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการตานทานโมเมนตดดของคานพบวา คานไมผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 150 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

การประเมนก าแพงรบแรงเฉอนตวอยางอาคารตนแบบหลงท 3 ก าแพงรบแรงเฉอนทน ามาใชเปนตวอยางการค านวณนเปนปลองลฟต ทชน 1 ของอาคาร ต าแหนงและ

รายละเอยดการเสรมเหลกแสดงดงรปท 4.3-23

X

Y

รปท 4.3-23 ต าแหนงและรายละเอยดการเสรมเหลกก าแพงรบแรงเฉอน

จากผลการวเคราะหก าแพงรบแรงเฉอนทชน 1 ของอาคารพบวาผลการรวมแรงกรณทวกฤตทสดโดยพจารณาแรงดดรอบแกน X ซงมผลดงน

แรงอดตามแนวแกน ( )uP = 3,055.2 กโลนวตน (คาบวก - แรงอด) โมเมนตดดรอบแกน X ( )uxM = 11,635.78 กโลนวตน-เมตร โมเมนตดดรอบแกน Y ( )uyM = 48,782.21 กโลนวตน-เมตร

แรงเฉอนในแนวแกน X ( )uxV = 5,113.76 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )uyV = 1,030.46 กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 151

คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 คา 1C = 1.00 คา 2C = 1.00 คา J = 1.50 ในการประเมนก าลงตานทานโมเมนตของก าแพงรบแรงเฉอน การค านวณหาคา m-factor จะตองมการ

ตรวจสอบก าแพงรบแรงเฉอนตวอยางทงทศทางตามแกน X และ Y โดยในตวอยางนไดแสดงแรงกระท าภายใตแรงในทศทาง Y (เกดโมเมนตดดรอบแกน X) โดยพจารณาจากอตราสวนความสงตอความยาว (Aspect Ratio) ดงน

อตราสวนความสงตอความยาว (Aspect Ratio) 22.747.84

2.9= =

เมอพจารณาอตราสวนความสงตอความยาว (Aspect Ratio) อางองตามขอก าหนด C10.7.1 ตาม ASCE41-13 ไดก าหนดไววาคาอตราสวนความสงตอความยาวมคามากกวา 3.0 แสดงวาก าแพงรบแรงเฉอนมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการดดเปนหลกภายใตแรงดานขางกระท าในทศทาง Y

ส าหรบการประเมนก าแพงรบแรงเฉอนทถกควบคมโดยการดดเปนหลก ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป จงจ าเปนตองทราบตวประกอบปรบแกความเหนยวของชนสวนโครงสราง (m-factor) เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57)

ส าหรบคาตวประกอบปรบแกความเหนยวของชนสวนโครงสราง (m-factor) ของก าแพงรบแรงเฉอน ไดแสดงไวดงตารางท 7.5-2 ใน มยผ. 1303-57 ซงจ าเปนตองทราบคาอตราสวนของแรงในแนวแกน และอตราสวนของแรงเฉอน สามารถแสดงรายละเอยดไดดงน

( )'

'

s s y

w w c

A A f P

t l f

− +

( )

( )

85.65 100 21.41 100 294 3055.2 1000

200 2 2900 19.62

− + =

0.218=

'

w w c

V

t l f

( )

1030.46 1000

200 2 2900 19.62

=

0.201= ส าหรบเงอนไขของการโอบรดทขอบ จากแบบรายละเอยดากรเสรมเหลกในก าแพงรบแรงเฉอนพบวาไม

มการโอบรดทขอบ รวมทงเปนก าแพงรบแรงเฉอนทถกควบคมโดยการดด สามารถหาคาตวประกอบปรบแกความเหนยว (m-factor) ไดจากตารางท 7.5-2 ใน มยผ.1303-57 โดยมเงอนไขดงน

เมอคา '

0.33

w w c

V

t l f คา m ทระดบสมรรถนะ IO จะมคาเทากบ 2 เมอ

( )'

'0.1

s s y

w w c

A A f P

t l f

− +

และมคาเทากบ 1.25 เมอ ( )'

'0.25

s s y

w w c

A A f P

t l f

− + ดงนนในกรณทคา

( )'

'0.218

s s y

w w c

A A f P

t l f

− += สามารถ

หาคา m ไดจากการประมาณเชงเสนดงน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 152 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

( )

( )

( )

( )

0.25 0.218 1.25

0.25 0.10 1.25 2.00

1.41

m

m

− −=

− −

=

ดงนนไดคา m เทากบ 1.41 ทระดบสมรรถนะ IO จากคาแรงอดตามแนวแกนออกแบบ (P) ทไดจากการวเคราะหโครงสราง น าไปค านวณหาคาก าลง

ตานทานโมเมนตดด โดยใชปฏสมพนธระหวางแรงอดในแนวแกนและโมเมนตไดคาก าลงตานทานของโมเมนตรอบแกน X คาเทากบ 6773.70 กโลนวตน-เมตร ท าการประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานโมเมนตดดของก าแพงตวอยาง

11635.78

1.221.41 1 6773.70

UD

CE

M

m M= =

มคามากกวา 1.0 ไมผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการตานทานโมเมนตดดของก าแพงตวอยางพบวา ไมผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนของก าแพงรบแรงเฉอน ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57) สามารถแสดงรายละเอยดได ดงน

เนองจากชนสวนของก าแพงตานทานแรงเฉอนในทศทางตามแนวแรงในทศทางตามแกน Y ม 2 ชน ดงนนท าการค านวณคาก าลงตานทานของก าแพงแตละชน โดยคาก าลงตานทานแรงเฉอนของคอนกรตสามารถค านวณไดจากคาทนอยทสดระหวาง 1cV และ 2cV โดยพจารณาเฉพาะก าแพงรบแรงเฉอนทมสวนชวยตานทานแรงดานขางในทศทางตามแนวแกน Y

1cV '0.274

uc

w

N df hd

l= +

( )( ) ( )3055.2 1000 0.8 2900

0.27 19.62 200 0.8 29004 2900

= +

1165961= นวตน 1165.96= กโลนวตน

2cV

'

'

0.20.1

0.05

2

uw c

w

cu w

u

Nl f

l hf hd

M l

V

+

= +

−

( )

3

3 3

3

0.2 3055.2 102900 0.1 19.62

2900 2000.05 19.62 200 0.8 2900

11635.78 10 10 2900

1030.46 10 2

+

= +

−

307400= นวตน 307.40= กโลนวตน ดงนนก าลงรบแรงเฉอนของคอนกรต 307.40cV = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 153

sV v yA f d

s=

( ) ( )2 113.1 294 0.8 2900

200

=

771432= นวตน 771.43= กโลนวตน nV c sV V= + 307.40 771.43= + 1078.83= กโลนวตน เนองจากชนสวนของก าแพงรบแรงเฉอนทตานทานแรงกระท าในทศทาง Y มจ านวน 2 ชน ดงนนคา

ก าลงตานทานแรงเฉอนของก าแพงรบแรงเฉอนจงมคาเทากบ 1078.83 2 2157.66 = กโลนวตน ประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานแรงเฉอนของก าแพงรบแรงเฉอน

1030.46

0.341.41 1 2157.66

UD

CE

M

m M= =

มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการตานทานแรงเฉอนของก าแพงตวอยางพบวา ผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

สรปไดวาชนสวนก าแพงรบแรงเฉอนไมผานเกณฑการประเมนทระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy) เนองจากไมผานเกณฑการประเมนการตานทานโมเมนตดด

การประเมนฐานรากตวอยางอาคารตนแบบหลงท 3

จากผลการวเคราะหโครงสรางพบวาแรงเฉอนทฐานมคามากทสดบรเวณก าแพงรบแรงเฉอน โดยมฐานราก F2 จ านวน 6 ตวรองรบก าแพงรบแรงเฉอนดงรปท 4.3-24 และแสดงรายละเอยดขนาดของตวอยางฐานราก F2 ดงรปท 4.3-25

F2 F2 F2

F2 F2 F2

SL SL

รปท 4.3-24 ภาพแปลนฐานรากรองรบก าแพงรบแรงเฉอน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 154 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

0.00+

PP2 1.50h = 187.37

206.01

1 0.55h =

19.62 =88.29c =

0 = 2/kN m

2/kN m

0.95

v

1.10

2.20 1.10

รปท 4.3-25 รายละเอยดของตวอยางฐานราก และลกษณะแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ

ส าหรบการประเมนก าลงรบน าหนกแบกทานของเสาเขม และก าลงตานทานแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ เลอกใชแรงทกระท ากบฐานราก F2 ส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามสมการท 5.4-1 ใน มยผ. 1303-57 ซงสรปไดดงน

น าหนกบรรทกบนฐานราก ( )P = -8,056 กโลนวตน (คาบวกเปนแรงดง) แรงเฉอนในแนวแกน X ( )xV = 1,877 กโลนวตน แรงเฉอนในแนวแกน Y ( )yV = 2,208 กโลนวตน

ส าหรบการประเมนก าลงรบน าหนกแบกทานของเสาเขม ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป (ตามขอก าหนด 6.4.3.1.1 ใน มยผ. 1303-57) เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57) สามารถแสดงรายละเอยดได ดงน

คาก าลงตานทานการรบน าหนกแบกทานของเสาเขม = 539.55 กโลนวตน ทน าหนกบรรทกปลอดภย คา m-factor ส าหรบดนฐานราก = 1.5 (ขอก าหนด 8.4.2.3.2.1 ใน ASCE41-13) คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 ประเมนระดบสมรรถนะในการรบน าหนกแบกทานของเสาเขม

( )8056

4.981.5 1 539.55 2

UD

CE

M

m M= =

มคามากกวา 1.0 ไมผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการรบน าหนกแบกทานของเสาเขม พบวา ไมผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 155

ส าหรบการประเมนก าลงรบแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของฐานราก ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป (ตามขอก าหนด 6.4.3.1.1 ใน มยผ. 1303-57) เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57) สามารถแสดงรายละเอยดได ดงน

ส าหรบการหาแรงดนดนทางดานขางจะอาศยทฤษฎของ (Rankine’s Theory) และอางองจาก [19] โดยทสถานะแรงดนดนแบบพาสซฟสามารถค านวณไดจากสมการตอไปน

pP 2p pK h c K= +

จากขอมลรปท 4.3-25 สามารถค านวณสมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟไดดงน

pK 2tan 452

= +

โดยท pK คอ สมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟ

2 0tan 45

2

= +

1.0= ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 1 0.55h = เมตร ดงน ( ) ( )1.0 19.62 0.55 2 88.29 1.0 187.37pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 2 1.50h = เมตร ดงน ( ) ( )1.0 19.62 1.5 2 88.29 1.0 206.01pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ดงนนสามารถค านวณก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟทกระท ากบฐานรากทง 2 แกน ไดดงน

( )( )1

187.37 206.01 0.95 (2.2) 411.082

pxP = + = กโลนวตน

( )( )1

187.37 206.99 0.95 (1.1) 205.542

pyP = = + = กโลนวตน

ค านวณแรงเสยดทานทฐานของฐานรากไดดงน ( ) tanS v Bc = + โดยท v คอ ผลรวมแรงในแนวดงทลงมาทฐาน คอ 2/3 ของคามมเสยดทานภายใน c คอ 2/3 ของความเชอมแนนของเมดดน c B คอ พนทของฐานราก

( )2 0

tan 8056 tan 03

v

= =

กโลนวตน

2 88.29

1.10 2.20 142.443

Bc

= = กโลนวตน

ดงนนผลของแรงเสยดทานทฐานของฐานรากสามารถค านวณได 0 142.44 142.44S = + = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 156 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ก าลงตานทานดานขางของฐานราก ( )RF ซงเกดจากผลรวมของแรงเสยดทานทฐานของฐานราก ( )S และก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟ ( )pP ตามสมการดงน

R pF S P = + ดงนน ก าลงตานทานดานขางของฐานราก สามารถค านวณไดดงน 142.44 411.08 553.52Rx pxF S P = + = + = กโลนวตน 142.44 205.54 347.98Ry pyF S P = + = + = กโลนวตน ส าหรบคาอตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety) กรณตานทานการลนไถล มคาเทากบ 1.5 ดงนน คาก าลงตานทานดานขางของฐานรากทน าหนกบรรทกปลอดภยมคาเทากบ 369.01 และ

231.99 กโลนวตน ส าหรบทศทางตามแกน x และ y ตามล าดบ ดงนน สามารถประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานดานขางของฐานรากไดดงน คา m-factor ส าหรบดนฐานราก = 1.5 (ขอก าหนด 8.4.2.3.2.1 ใน ASCE41-13) คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 กรณในทศทางแกน X

1877

3.391.5 1 369.01

UD

CE

M

m M= =

มคามากกวา 1.0 ไมผานเกณฑการยอมรบ

กรณในทศทางแกน Y

2208

6.351.5 1 231.99

UD

CE

M

m M= =

มคามากกวา 1.0 ไมผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการรบแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของเสาเขม พบวา ไมผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

4.3.5 การค านวณออกแบบเพอเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารตนแบบหลงท 3

แนวทางการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 3 อาคารตวอยางนจดอยในประเภทของอาคารทมความส าคญ ดงนนเปาหมายในการเสรมความแขงแรง

ของอาคารเปนการเสรมสมรรถนะทดกวาระดบเปาหมายเพอความปลอดภยขนพนฐาน โดยทโครงสรางโดยรวมยงคงสตฟเนสและก าลงสวนใหญของเดมไวไดและอาคารมระดบสมรรถนะในระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) เพอการใชงานไดตามปกตภายใตแผนดนไหวแผนดนไหวระดบความปลอดภยขนพนฐาน (Basic Safety Earthquake, BSE) ดงนน แนวทางการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคารจงไดท าการตรวจสอบวาองคอาคารใดบางทมก าลงตานทานไมเพยงพอทระดบสมรรถนะ ( IO) ซงถาหากองคอาคารใดมก าลงตานทานไมเพยงพอทระดบสมรรถนะดงกลาว จะตองท าการเสรมก าลงเพอใหองคอาคารเหลานนกลบมามก าลงตานทานเพยงพอ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 157

จากผลการประเมนก าลงตานทานแผนดนไหว พบชนสวนทไมผานไมผานเกณฑการประเมนทระดบสมรรถนะ (IO) มดงน

- ก าแพงรบแรงเฉอนตงแตพนชนท 3 ลงมาจนถงฐานราก - คานหลายแหงในโครงสราง โดยเฉพาะคานทอยบรเวณปกทง 2 ดานของอาคาร - ฐานรากทรองรบก าแพงรบแรงเฉอน จากผลการประเมนอาคารขางตน พบวาอาคารไมผานเกณฑสมรรถนะทไดเลอกไว จงจ าเปนตองมการ

เสรมความมนคงแขงแรงของอาคารน โดยไดเลอกใชกลยทธการเพมสตฟเนสใหโครงสรางโดยรวม (Global Structural Stiffening) แลวจงท าการประเมนก าลงตานทานแผนดนไหวในองคอาคารตางๆ อกครงเพอใหบรรลเปาหมายการเสรมความนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารทเลอกไว

การเสรมความมนคงแขงแรงโดยการเพมสตฟเนสใหโครงสรางโดยรวม ไดเลอกใชวธการเพมก าแพงรบแรงเฉอน จากการศกษารปแบบการใชงานของอาคารและความเหมาะสมของพนท จงไดท าการเพมก าแพงรบแรงเฉอนทบรเวณดานขางของอาคารทงสองฝงตลอดความสงของอาคารโดยต าแหนงและรายละเอยดของก าแพงรบแรงเฉอนแสดงดงรปท 4.3-26 และรปท 4.3-27

X

Y

รปท 4.3-26 ภาพแปลนของอาคารแสดงต าแหนงของก าแพงรบแรงเฉอน

ทเพมบรเวณดานขางของอาคารทงสองฝง

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 158 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.3-27 ภาพแสดงรายละเอยดหนาตดก าแพงรบแรงเฉอนและรปแบบฐานรากทรองรบ

สมบตของวสดในการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง การออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบองคอาคาร สมบตของวสดอาคารเดมกอนการเสรมความ

มนคงแขงแรงซงมคาเปนไปตามขอมลทท าการรวบรวมดงทกลาวไปแลว โดยสามารถสรปเพอความชดเจนอกครงดงน

ก าลงรบแรงอดสงสดของคอนกรตเดม ( )cf = 19.62 เมกะปาสกาล

ก าลงรบแรงอดสงสดของคอนกรตใหม ( ),c newf = 37.28 เมกะปาสกาล

ก าลงจดครากของเหลกกลม SR-24 ( )yf = 235 เมกะปาสกาล

ก าลงจดครากของเหลกขอออย SD-30 ( )yf = 295 เมกะปาสกาล คาตวประกอบความเชอมนของขอมล = 1.0

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 159

แบบจ าลองและการวเคราะหโครงสรางเมออาคารไดรบการเสรมความมนคงแขงแรง แบบจ าลอง 3 มตของอาคารตนแบบหลงท 3 ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบ

โครงสรางอาคารแสดงไดดงรปท 4.3-28 โดยแบบจ าลองจะตงอยบนสมมตฐานของการยดหยนเชงเสน มการจ าลองโครงสรางและวธวเคราะหโครงสรางในแนวทางเดยวกบทกลาวมาแลวในการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคารกอนเสรมก าลง ทงนในสวนขององคอาคารทไดรบการเสรมความมนคงแขงแรงจะพจารณาใหหนาตดคอนกรตเกาและใหมมลกษณะเสมอนเปนเนอเดยวกน ซงในขนตอนออกแบบจะตองท าการออกแบบเหลกเดอย (Dowel Bars) โดยค านงถงการถายแรงเฉอนไดอยางเพยงพอทผวสมผสระหวางหนาตดคอนกรตเดมและคอนกรตใหม

รปท 4.3-28 แบบจ าลองอาคารตนแบบหลงท 3 ภายหลงการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

น าหนกบรรทกและแรงส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารตนแบบหลงท 3 น าหนกบรรทกคงทและน าหนกบรรทกจร

น าหนกบรรทกคงทของอาคารเมอท าการเสรมความมนคงแขงแรงใหกบองคอาคารตางๆดงรปท 4.3-26 จะมคาเพมขนดงตารางท 4.3-4 สวนน าหนกบรรทกจรมคาตามทระบไวในขนตอนการประเมนความมนคงแขงแรงของอาคาร

Z X Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 160 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.3-4 น าหนกบรรทกคงทของแตละชนของอาคาร ชนท คาระดบ

(เมตร) น าหนกบรรทกคงท

(กโลนวตน) หลงคา +26.7 3,918 ชน 6 +22.7 12,824 ชน 5 +18.1 13,325 ชน 4 +14.1 13,321 ชน 3 +10.1 13,319 ชน 2 +6.1 14,319 ชน 1 +1.5 11,589 ฐาน +0.0 2,644

รวมน าหนกบรรทกคงท 85,259

การค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวส าหรบการออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง ส าหรบการค านวณแรงสนสะเทอนจากแผนดนไหวในการวเคราะหแบบพลศาสตรเชงเสน คาตว

ประกอบตาง ๆ ทใชส าหรบการค านวณมรายละเอยดดงตอไปน กราฟสเปกตรมผลตอบสนองแบบทวไปส าหรบการประเมนและออกแบบเสรมความมนคงแขงแรง

โครงสรางอาคารตวอยางหลงทสาม แสดงไดดงรปท 4.3-7 ส าหรบอาคารนไดใชวธการประเมนความมนคงแขงของอาคารดวยวธการตรวจสอบสมรรถนะและ

ขอก าหนดในสวนท 5 ใน มยผ.1303-57 ซงระบใหใชวธการ ขอก าหนด และเงอนไขตาง ๆ ทเกยวกบผลจากแรงแผนดนไหว รวมถงวธการวเคราะหโครงสรางตาม มยผ. 1303-57 โดยปรบคาแรงจากแผนดนไหวตามทกลาวมาแลวขางตน

เมอไดแบบจ าลองของโครงสรางทพจารณาการกระจายมวลและสตฟเนสทสอดคลองกบสภาพจรงจะสามารถน ามาค านวณคาคาบการสนพนฐานของอาคารจากการวเคราะหหาคาลกษณะเฉพาะ (Eigenvalue Analysis) ซงจากการวเคราะหโครงสราง สามารถทราบลกษณะการเสยรปและคาคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดตาง ๆ ไดดงน โหมดท 1 เกดการเสยรปแบบเคลอนตวไปทางแกน x ดงแสดงในรปท 4.3-29 มคาคาบเทากบ 0.868 วนาท โหมดท 2 เกดการเสยรปแบบเคลอนตวไปทางแกน y ดงแสดงในรปท 4.3-30 มคาคาบเทากบ 0.510 วนาท โหมดท 3 เกดการเสยรปแบบบดตวรอบแกนในแนวดง ดงแสดงในรปท 4.3-31 มคาคาบเทากบ 0.336 วนาท

ดงนนไดคาคาบการสนพนฐานในแตละทศทางหลกเปนดงน คา 0.868xT = วนาท คา 0.510yT = วนาท

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 161

รปท 4.3-29 ลกษณะการเสยรปของคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 1

ภายหลงการเสรมความมนคงแขงแรง

รปท 4.3-30 ลกษณะการเสยรปของคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 2

ภายหลงการเสรมความมนคงแขงแรง

รปท 4.3-31 ลกษณะการเสยรปของคาบการสนไหวธรรมชาตในโหมดท 3

ภายหลงการเสรมความมนคงแขงแรง

Z X Y

Z X Y

Z X Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 162 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ค านวณคาปรบแกส าหรบคาแรงและการเสยรปทไดจากวธสเปกตรมการตอบสนอง โดยใหปรบแกคาดวยการคณคาตวประกอบ 1C , 2C และตวคณขยายคาเพอพจารณาผลของการบดตวรอบแกนดง ตามขอก าหนด 5.3.2.3 ใน มยผ.1303-57 มดงน

คา 60a = ส าหรบประเภทชนดนชนด D ในการค านวณตวประกอบ

1C ตองใชคา R ซงในเบองตนยงไมทราบคา ในทนจงสมมตวาmax 10DCR =

และค านวณคา R ตามสมการ จะได max 10*0.85.33

1.5 1.5m

DCRR C= = =

คา 1C ส าหรบทศทางตามแกน X จะได 1 2 2

1 5.33 11 1 1.096

60*0.868

RC

aT

− −= + = + =

คา 1C ส าหรบทศทางตามแกน Y จะได 1 2 2

1 5.33 11 1 1.278

60*0.510

RC

aT

− −= + = + =

คา 2C ส าหรบทศทางตามแกน X จะได 2 1C = เนองจากคาบการสนพนฐานมากกวา 0.7 วนาท

คา 2C ส าหรบทศทางตามแกน Y จะได

2 2

2

1 1 1 5.33 11 1 1.09

800 800 0.510

RC

T

− − = + = + =

คาตวคณขยายคาเพอพจารณาผลของการบดตวรอบแกนดง (xA ) ตาม ขอก าหนด 5.2.2.2.2 ใน มยผ.

1303-57 สามารถค านวณไดจาก 2

3.01.2

xA

=

โดยท คอ ตวคณการเคลอนทสามารถค านวณไดจาก

อตราสวนระหวางคาการเคลอนทสงสดของไดอะแฟรมกบคาเฉลยของการเคลอนทของไดอะแฟรมพน ดงนน จากผลการวเคราะหโครงสรางในแบบจ าลอง เมอพจารณาแรงแผนดนไหวในทศทาง x ไดคา เทากบ

1.02 และสามารถค านวณคา xA เทากบ 1.0 และเมอพจารณาแรงแผนดนไหวในทศทาง y ไดคา เทากบ

1.09 และสามารถค านวณคา xA เทากบ 1.0

คาแรงแผนดนไหวดวยวธสเปกตรมตอบสนองแบบโหมดตองพจารณาการตอบสนองสงสดจากหลายโหมด โดยจ านวนโหมดทพจารณาตองเพยงพอ เพอท าใหผลรวมของมวลประสทธผลประจ าโหมดทพจารณามคาไมนอยกวารอยละ 90 ของมวลทงหมดของอาคารส าหรบแตละทศทางของแผนดนไหวในแนวระนาบทตงฉากกน และท าการรวมคาการตอบสนองสงสดในแตละโหมดดวยวธการรวมแบบสมบรณของคาก าลงสอง (Complete Quadratic Combination, CQC)

จากผลการวเคราะหโครงสรางสามารถค านวณหาคาแรงเฉอนรวมทฐานรองรบไดดงน 11,725xV = กโลนวตน 20,716yV = กโลนวตน ส าหรบการรวมผลของแรง เปนไปตามขอก าหนด 5.4.2 ใน มยผ.1303-57 และผลรวมของแรง

แผนดนไหวหลายทศทางเปนไปตามขอก าหนด 5.2.7 ใน มยผ.1303-57

ผลการวเคราะหโครงสรางอาคารตนแบบหลงท 3 ภายหลงการเสรมความมนคงแขงแรง ผลการวเคราะหโครงสรางโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 3 เมอพจารณาเสรมความมนคงแขงแรง

ใหกบองคอาคารตามทแสดงในรปท 4.3-28 สามารถประเมนความมนคงแขงแรงโดยรวมของอาคารตนแบบหลงท 3 ไดดงน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 163

ผลการประเมนชนสวนโครงสรางหลก ภายหลงการเสรมความมนคงแขงแรง ผลการประเมนภายหลงท าการเสรมความมนคงแขงแรงของอาคาร สามารถแสดงเกณฑสมรรถนะของ

ชนสวนภาพรวมของโครงสรางเสาและก าแพงรบแรงเฉอนไดดงรปท 4.3-32 โดยทชนสวนก าแพงรบแรงเฉอนทมอยเดมและในสวนทเพมขนทอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO) นอกจากนชนสวนเสาและคานอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO)

รปท 4.3-32 ภาพรวมแสดงผลการประเมนของชนสวนเสาและก าแพงรบแรงเฉอน

โดยทกชนสวนอยในเกณฑสมรรถนะระดบเขาใชอาคารไดทนท (IO)

ผลการเคลอนตวสมพทธของอาคารตนแบบหลงท 3 หลงเสรมความมนคงแขงแรง คาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนทเกดจากแผนดนไหวหลงเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคาร

ตนแบบหลงท 3 เมอน ามาเปรยบเทยบกบคาการเคลอนตวสมพทธทยอมใหส าหรบกรณการรบแรงแผนดนไหวทงสองทศทางจะแสดงผลไดดงตารางท 4.3-5 ถง ตารางท 4.3-6 และรปท 4.3-33 ถง รปท 4.3-34 ซงผลปรากฎวาคาการเคลอนตวสมพทธระหวางชนส าหรบทกชนมคานอยกวาคาการเคลอนตวสมพทธทยอมใหในระดบสมรรถนะของโครงสรางทระดบปลอดภยตอชวตคอรอยละ 0.5 ตามทก าหนดในตารางท 3.4-2 ใน มยผ.1303-57 ดงนนหลงจากเสรมความมนคงแขงแรงใหกบอาคารแลวผานเกณฑการประเมน

Z X Y

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 164 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตารางท 4.3-5 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง หลงเสรมความมนคงแขงแรงโดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

ระดบชน ความสง (เมตร)

การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร) เสรมความมนคงแขงแรง 0.005a sxh =

หลงคาน 22.735 0.010 0.023 ชน 5 18.125 0.009 0.020 ชน 4 14.100 0.009 0.020 ชน 3 10.075 0.008 0.020 ชน 2 6.050 0.006 0.023 ชน 1 1.500 0.003 0.008

พนดานนอก 0.000 - - ตารางท 4.3-6 คาการเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรงโดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

ระดบชน ความสง (เมตร)

การเคลอนตวสมพทธระหวางชนสงสด (เมตร) เสรมความมนคงแขงแรง 0.005a sxh =

หลงคาน 22.735 0.007 0.023 ชน 5 18.125 0.006 0.020 ชน 4 14.100 0.006 0.020 ชน 3 10.075 0.005 0.020 ชน 2 6.050 0.004 0.023 ชน 1 1.500 0.002 0.008

พนดานนอก 0.000 - -

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 165

(

)

( )0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.0250

5

10

15

20

25

รปท 4.3-33 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y

(

)

( )0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.0250

5

10

15

20

25

รปท 4.3-34 การเคลอนตวสมพทธในแตละชนภายใตแรงแผนดนไหวกระท าใน 2 ทศทาง

หลงเสรมความมนคงแขงแรง โดยเปนผลจาก 100% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง Y รวมกบ 30% ของแรงแผนดนไหวในทศทาง X

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 166 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ตวอยางการเสรมความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสราง อาคารตนแบบหลงท 3 มการเสรมความมนคงแขงแรงโดยการเพมสตฟเนสใหโครงสรางโดยรวม ได

เลอกใชวธการเพมก าแพงรบแรงเฉอน จากการศกษารปแบบการใชงานของอาคารและความเหมาะสมของพนท จงไดท าการเพมก าแพงรบแรงเฉอนทบรเวณดานขางของอาคารทงสองฝงตลอดความสงของอาคารโดยต าแหนงและรายละเอยดของก าแพงรบแรงเฉอนตามรปท 4.3-27 ดงนน ตวอยางการค านวณเสรมความมนคงแขงแรงชนสวนโครงสรางจะแสดงเฉพาะ ในสวนของฐานรากใหมและบรเวณรอยตอเพอถายแรงเฉอนระหวางโครงสรางใหมกบโครงสรางเดม สวนชนสวนเสา คาน และก าแพงรบแรงเฉอนไดมตวอยาการตรวจสอบไปกอนหนาน โดยมขนตอน วธการประเมนและตรวจสอบเกณฑการยอมรบเชนเดยวกบกอนการเสรมก าลง

ตวอยางการประเมนฐานรากใหม ในสวนของฐานรากใหมทไดท าการออกแบบและน ามาประเมนระดบสมรรถนะนน จ าเปนตองตรวจสอบ

ในสวนของการรบโมเมนตดด แรงเฉอนทางเดยว และแรงเฉอนทะลทเกดขนในสวนของฐานรากใหม โดยวธการประเมนและตรวจสอบเกณฑการยอมรบนนมวธการเชนเดยวกบการตรวจสอบการรบโมเมนตดดและแรงเฉอนในคาน ดงนนจงไมไดแสดงตวอยางการประเมนในสวนนไว แตไดแสดงตวอยางการประเมนก าลงรบน าหนกแบกทานของเสาเขม และก าลงรบแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของฐานราก ไวดงน

ส าหรบการประเมนก าลงรบน าหนกแบกทานของเสาเขม สามารถวเคราะหหาคาแรงกระท าลงบนฐานราก ส าหรบกรณวกฤตทสดอนเกดจากการรวมแรงในรปแบบตางๆ ตามสมการท 5.4-1 ใน มยผ. 1303-57 และท าการกระจายแรงตาง ๆ ลงสเสาเขมไดจากสมการ

( ) ( )2 2

yu xn

M xP M yQ

N x y=

โดยผลการรวมแรงในกรณทท าใหเสาเขมรบแรงอดและแรงถอนมาทสด แสดงดงรปท 4.3-35 และสามารถสรปแรงไดดงน

เสาเขมเกดแรงแบกทานสงสด = -599.33 กโลนวตน (คาบวกเปนแรงดง) เสาเขมเกดแรงดงสงสด = 278.24 กโลนวตน (คาบวกเปนแรงดง)

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 167

รปท 4.3-35 ภาพแสดงต าแหนงเสาเขมตนทรบแรงอดและถอนมากทสด

โดยในขนตอนการเสรมก าลงไดเลอกใชเสาเขมของฐานรากรองรบก าแพงรบแรงเฉอนใหมเปนเสาเขมเจาะขนาดเสนผานศนยกลาง 0.50 เมตรและความลกเทากบเสาเขมเดมคอมความยาว 13 เมตร สวนของเสาเขมอยในชนดนเหนยวและทปลายของเสาเขมวางบนชนทราย โดยสมมตใหมขอมลดนดงน

คาความเคนประสทธผลทปลายเสาเขม ( )vb = 88.3 กโลนวตนตอตารางเมตร คาสมประสทธก าลงแบกทาน ( )qN = 20 พนทหนาตดปลายเสาเขม ( bA ) = 0.196 ตารางเมตร คาสมประสทธการยดเกาะ ( ) = 0.4 คาความแขงแรงเฉอนแบบไมระบายน า ( )uS = 88.3 กโลนวตนตอตารางเมตร พนทรอบรปของเสาเขม ( sA ) = 20.4 ตารางเมตร ดงนน สามารถค านวณคาก าลงรบตานทานของเสาเขมไดจาก คาก าลงรบน าหนกบรรทกทปลาย (End Bearing) 88.3 20 0.196 = 346.14 kNb vb q bQ N A= = คาก าลงรบน าหนกบรรทกจากแรงเสยดทานทผวเสาเขม (Skin Friction) 0.4 88.3 20.4 = 720.53 kNs u sQ S A= = ดงนน สามารถค านวณหาคาก าลงรบแรงอดเสาเขมทสภาวะประลย ไดดงน 1066.67b sQ Q kN+ = และคาก าลงรบแรงดงเสาเขมทสภาวะประลย ไดจาก 720.53sQ kN= ส าหรบคาอตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety) มคาเทากบ 2.5

min 278.24P kN=

max 599.33P kN= −

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 168 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ดงนน คาก าลงรบแรงอดเสาเขมทน าหนกบรรทกปลอดภยมคาเทากบ 426.67 และ 288.21 กโลนวตน ส าหรบคาก าลงรบแรงอดและแรงดงของเสาเขม ตามล าดบ

ดงนน สามารถประเมนระดบสมรรถนะในการรบน าหนกแบกทานของเสาเขมไดดงน คา m-factor ส าหรบดนฐานราก = 1.5 (ขอก าหนด 8.4.2.3.2.1 ใน ASCE41-13) คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 กรณเสาเขมรบแรงดง

( )

278.240.64

1.5 1 288.21

UD

CE

M

m M= =

มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ

กรณเสาเขมรบแรงอด

( )

599.330.94

1.5 1 426.67

UD

CE

M

m M= =

มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการรบน าหนกแบกทานของเสาเขม พบวา ผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

ส าหรบการประเมนก าลงรบแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของฐานราก ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยการเสยรป (ตามขอก าหนด 6.4.3.1.1 ใน มยผ. 1303-57) เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CE UDm Q Q (สมการท 5.4-3 ใน มยผ. 1303-57) สามารถแสดงรายละเอยดได ดงน

จากผลการวเคราะหโครงสรางพบวาแรงเฉอนทฐานมคามากทสดบรเวณก าแพงรบแรงเฉอนใหม มคามากทสดในทศทางแกน x และ y เทากบ 2,180 kN และ 6,337 kN ตามล าดบ โดยมต าแหนงฐานรากทพจารณาดงรปท 4.3-27 และแสดงรายละเอยดขนาดของตวอยางฐานราก ดงรปท 4.3-36

0.00+

PP187.37

206.99

2/kN m

2/kN m

2 1.55h =1 0.55h =

1.00

19.62 =88.29c =

0 =

4.75

13.50

รปท 4.3-36 รายละเอยดของตวอยางฐานราก และลกษณะแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟ

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 169

ส าหรบการหาแรงดนดนทางดานขางจะอาศยทฤษฎของ (Rankine’s Theory) และอางองจาก [19] โดยทสถานะแรงดนดนแบบพาสซฟสามารถค านวณไดจากสมการตอไปน

pP 2p pK h c K= +

จากขอมลรปท 4.3-25 สามารถค านวณสมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟไดดงน

pK 2tan 452

= +

โดยท pK คอ สมประสทธแรงดนดนแบบพาสซฟ

2 0tan 45

2

= +

1.0= ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 1 0.55h = เมตร ดงน ( ) ( )1.0 19.62 0.55 2 88.29 1.0 187.37pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ค านวณก าลงตานทานแบบพาสซฟทระดบความลก 2 1.55h = เมตร ดงน ( ) ( )1.0 19.62 1.55 2 88.29 1.0 206.99pP = + = กโลนวตนตอตารางเมตร

ดงนนสามารถค านวณก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟทกระท ากบฐานรากทง 2 แกน ไดดงน

( )( )1

187.37 206.99 1.0 (4.75) 936.612

pxP = + = กโลนวตน

( )( )1

187.37 206.99 1.0 (13.5) 2661.932

pyP = + = กโลนวตน

ค านวณแรงเสยดทานทฐานของฐานรากไดดงน ( ) tanS v Bc = + โดยท v คอ ผลรวมแรงในแนวดงทลงมาทฐาน คอ 2/3 ของคามมเสยดทานภายใน c คอ 2/3 ของความเชอมแนนของเมดดน c B คอ พนทของฐานราก

( )2 0

tan 8056 tan 03

v

= =

กโลนวตน

2 88.29

4.75 13.5 3774.403

Bc

= = กโลนวตน

ดงนนผลของแรงเสยดทานทฐานของฐานรากสามารถค านวณได 0 3774.40 3774.40S = + = กโลนวตน ก าลงตานทานดานขางของฐานราก ( )RF ซงเกดจากผลรวมของแรงเสยดทานทฐานของฐานราก ( )S

และก าลงตานทานรวมแบบพาสซฟ ( )pP ตามสมการดงน R pF S P = + ดงนน ก าลงตานทานดานขางของฐานราก สามารถค านวณไดดงน 3774.40 936.61 4711.01Rx pxF S P = + = + = กโลนวตน 3774.40 2661.93 6436.33Ry pyF S P = + = + = กโลนวตน

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 170 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

ส าหรบคาอตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety) กรณตานทานการลนไถล มคาเทากบ 1.5 ดงนน คาก าลงตานทานดานขางของฐานรากทน าหนกบรรทกปลอดภยมคาเทากบ 3140.67 และ

4290.89 กโลนวตน ส าหรบทศทางตามแกน x และ y ตามล าดบ ดงนน สามารถประเมนระดบสมรรถนะในการตานทานดานขางของฐานรากไดดงน คา m-factor ส าหรบดนฐานราก = 1.5 (ขอก าหนด 8.4.2.3.2.1 ใน ASCE41-13) คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 กรณในทศทางแกน X

2180

0.461.5 1 3140.67

UD

CE

M

m M= =

มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ

กรณในทศทางแกน Y

6337

0.981.5 1 4290.89

UD

CE

M

m M= =

มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ

จากผลการประเมนการรบแรงดนดนดานขางแบบพาสซฟของฐานราก พบวา ผานเกณฑระดบสมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

ตวอยางการประเมนรอยตอเพอถายแรงเฉอนระหวางโครงสรางใหมกบโครงสรางเดม ส าหรบโครงสรางก าแพงรบแรงเฉอนใหมทไดเพมขนบรเวณดานขางของอาคารทงสองฝงตลอดความสง

ของอาคาร ซงเปนโครงสรางหลกตวใหมในการตานทานแรงดานขาง โดยมโครงสรางเดมไดสงถายแรงทางดานขางทเกดขนจากผลของแผนดนไหว ดงนนจงไดท าการเพมแผนพนคอนกรตเสรมเหลกภายในก าแพงรบแรงเฉอนใหมททก ๆ ชนของอาคาร ดงแสดงในรปท 4.3-37 โดยบรเวณรอยตอระหวางแผนพนใหม กบโครงสรางเดมทเปนคานขอบของอาคารไดท าการเจาะฝงและยดไวระหวางคอนกรตเดมและคอนกรตใหมดงรปท 4.3-38 โดยไดท าการเสรมเหลก DB10 ทกระยะ 0.125 เมตร ตลอดความยาวแผนพนทมความยาว 10.20 เมตร ดงนนสามารถท าการประเมนรอยตอเพอถายแรงเฉอนระหวางโครงสรางใหมกบโครงสรางเดม ไดดงน

ส าหรบการประเมนก าลงตานทานแรงเฉอนของรอยตอ ซงมพฤตกรรมทถกควบคมโดยแรง เพอน ามาใชตรวจสอบกบเกณฑการยอมรบส าหรบการวเคราะหแบบเชงเสนดงสมการ CL UFV V (สมการท 5.4-4 ใน มยผ. 1303-57) สามารถแสดงรายละเอยดได ดงน

จากผลการวเคราะหโครงสรางสามารถหาคาแรงเฉอนทเกดขนบรเวณรอยตอ ทแผนพนระหวางโครงสรางใหมและโครงสรางเดม มดงน

แรงเฉอนจากน าหนกบรรทกในแนวดง = 0 กโลนวตน แรงเฉอนจากแรงแผนดนไหว = 1873 กโลนวตน คาตวประกอบความเชอมนของขอมล ( ) = 1.00 คา 1C = 1.00 คา 2C = 1.00 คา J = 1.50

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 171

เมอพจารณาคาก าลงตานทานแรงเฉอนบรเวณรอยตอ โดยใชทฤษฎ แรงเสยดทานเฉอน (Shear-friction) จะได

n vf yV A f= โดยท คอ สมประสทธแรงเสยดทานมคาเทากบ 0.6 เมอผวสมผสไมมการท าใหหยาบ

vfA คอ พนทของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (เหลกขอออยขนาดเสนผานศนยกลาง 10 มม. = 78.54 ตร.มม.)

yf คอ ก าลงจดครากของเหลกเสรมรบแรงเฉอน (390 เมกะปาสกาล) ดงนน

nV vf yA f=

10.00.6 78.54 390

0.125

=

1470269= นวตน 1470.27= กโลนวตน ส าหรบการประเมนระดบสมรรถนะในการตานทางแรงเฉอนของรอยตอ สามารถค านวณไดดงสมการ

ตอไปน

UFV 1 2

EG

VV

C C J= +

1873

0 1248.671 1 1.5

= + =

กโลนวตน

ดงนน

UFX

CLX

V

V = 1248.67

1 1470.27

= 0.85 มคานอยกวา 1.0 ผานเกณฑการยอมรบ จากผลการประเมนการถายแรงเฉอนระหวางโครงสรางใหมกบโครงสรางเดม พบวา ผานเกณฑระดบ

สมรรถนะเขาใชอาคารไดทนท (Immediate Occupancy)

รปท 4.3-37 ภาพแสดงแปลนโครงสรางบรเวณรอยตอระหวางก าแพงรบแรงเฉอนใหมกบโครงสรางเดม

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 172 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

รปท 4.3-38 ภาพแสดงรายละเอยดการเจาะเสยบเหลกเสรมเพอเชอมระหวางโครงสรางใหมและโครงสรางเดม

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท 173

บรรณานกรม

[1] กรมโยธาธการและผงเมอง, 2557, มยผ. 1303 มาตรฐานการประเมนและการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารในเขตทอาจไดรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว, พมพครงท 1, หนา 1-213

[2] กรมโยธาธการและผงเมอง, 2557, คมอการปฏบตประกอบมาตรฐานการประเมนและการเสรมความมนคงแขงแรงของโครงสรางอาคารในเขตทอาจไดรบแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว , พมพครงท 1, หนา 1-81

[3] กรมโยธาธการและผงเมอง, 2552, มยผ. 1302 มาตรฐานการออกแบบอาคารตานทานการสนสะเทอนของแผนดนไหว, พมพครงท 1, หนา 1-113

[4] American Society of Civil Engineers (ASCE), “Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings (ASCE 41)” 2013.

[5] คมอเทคนคการตรวจสอบอาคารเพอความปลอดภย, วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย, ตลาคม 2541, บรษท โกลบอล กราฟฟค จ ากด

[6] กรมโยธาธการและผงเมอง, 2551, มยผ. 1502-51 มาตรฐานการตรวจสอบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกดวยวธการทดสอบแบบไมท าลาย วธหาคาความแขงแรงของคอนกรตดวยคอนกระแทก (Rebound Hammer), พมพครงท 1, หนา 19-23

[7] American Society for Testing and Materials (ASTM), “Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete (ASTM C 42/ C42M-03)” 2003.

[8] กรมโยธาธการและผงเมอง , 2550, มยผ. 1210-50 มาตรฐานการทดสอบก าลงตานทานแรงอดของคอนกรต, พมพครงท 1, หนา 1-7

[9] กรมโยธาธการและผงเมอง, 2551, มยผ. 1504-51 มาตรฐานการตรวจสอบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกดวยวธการทดสอบแบบไมท าลาย วธทดสอบคอนกรตโดยใชคลนอลตราโซนก (Ultrasonic Pulse Velocity), พมพครงท 1, หนา 35-43

[10] กรมโยธาธการและผงเมอง, 2551, มยผ. 1505-51 มาตรฐานการตรวจสอบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกดวยวธการทดสอบแบบไมท าลาย วธตรวจสอบหาต าแหนงเหลกเสรมในคอนกรต (Cover Meter), พมพครงท 1, หนา 45-51

[11] Xiao, Y. and Wu, H., 2003, “Retrofit of Reinforced Concrete Columns Using Partially Stiffened Steel Jackets,” Journal of Structural Engineering (ASCE).

[12] http://crosscut.com/2014/09/bridges-earthquakes-seismic-retrofit-washington/ [13] FEMA 172, 1992, NEHRP Handbook of Techniques for the Seismic Rehabilitation of

Existing Buildings, Federal Emergency Management Agency. Washington, D.C. [14] Ballinger, C., Maeda, T., and Hoshijima, T., 1993, “Strengthening of Reinforced Concrete

Chimneys, Columns and Beams with Carbon Fiber Reinforced Plastics”, Proceedings of the International Symposium on Fiber-Reinforced-Plastic Reinforcements for Concrete Structures, ACI SP-138.

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร หนาท 174 เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว

[15] Matthys, S., Toutanji, H., Audenaert, K., and Taerwe, L., “Axial Load Behavior of Large-Scale Columns Confined with Fiber-Reinforced Polymer Composites,” ACI Structural Journal, Vol. 102, No. 2, Mar-Apr 2005.

[16] http://www.compositesinfrastructure.org/ [17] IST Group, “Methods for Seismic Retrofitting of Structures”. Retrieved from:

https://pdfs.semanticscholar.org , 2004. [18] American Concrete Institute (ACI), “Building Code Requirements for Structural Concrete

(ACI 318M-08) and Commentary”, 2008. [19] Das, Braja M., “Principles of Foundation Engineering,” Seventh Edition, 2007.

คมอปฏบตทใชในการตรวจสอบ ประเมน และเสรมความมนคงแขงแรงใหกบโครงสรางของอาคาร เพอใหสามารถตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว หนาท v

ส านกวศวกรรมโครงสรางและงานระบบ

กรมโยธาธการและผงเมอง ถนนพระรามท 6 แขวงสามเสนใน

เขตพญาไท กรงเทพฯ 10400

โทร. 0-2299-4813 โทรสาร 0-2299-4797