วิธีในการออกแบบโครงสร้างเพื่อให้มีความสามารถในการต้านทานต่อแรงกระทำจากแผ่นดินไหวได้

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

วันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการโพสต์และแชร์ความรู้เกี่ยวกับเรื่อง ความรู้ทางด้านงานออกแบบที่เกี่ยวข้องกันกับการทำงานทางด้านวิศวกรรมโครงสร้างเชิงพลศาสตร์ต่างๆ มาฝากเพื่อนๆ ทุกคนนะครับ

โดยที่หัวข้อในวันนี้จะเกี่ยวข้องกับวิธีในการออกแบบโครงสร้างเพื่อให้มีความสามารถในการต้านทานต่อแรงกระทำจากแผ่นดินไหวได้ ซึ่งจะถือได้ว่าวิธีการนี้เป็นวิธีการที่ค่อนข้างจะมีความทันสมัยมากวิธีการหนึ่ง นั่นก็คือ การประเมินสมรรถนะโดยอาศัยข้อมูลวิศวกรรมแผ่นดินไหว หรือ PERFORMANCE BASED EARTHQUAKE ENGINEERING หรือ PBEE นั่นเองนะครับ

 

ซึ่งวิธีการนี้จะแตกแยกย่อยออกไปตามลักษณะของวัสดุหลักที่นำมาใช้ทำการก่อสร้างตัวระบบโครงสร้างในอาคารของเรา เช่น การประเมินสมรรถนะของโครงสร้างที่ทำจากคอนกรีต หรือ PERFORMANCE BASED CONCRETE DESIGN เป็นต้นนะครับ โดยที่วิธีการนี้เป็นวิธีในการประเมินสมรรถนะของโครงสร้างโดยอาศัยหลักการหลายอย่างๆ เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ข้อมูลโดยเฉพาะหลักการทางด้านสถิตยศาสตร์ โดยที่วิธีการนี้สามารถที่จะแยกย่อยออกเป็น 6 ส่วนหลักๆ ด้วยกันคือ

 

  1. FACILITIES DEFINITION หรือ การกำหนดตำแหน่งที่ตั้งของโครงสร้างและความสำคัญของโครงสร้างอาคารที่เรากำลังให้ความสนใจ ซึ่งเราจะต้องมีเป้าหมายเสียก่อน เพราะว่าแต่ละโครงสร้างนั้นก็จะมีระดับของความสำคัญที่แตกต่างกันออกไป เช่น อาคารที่เป็นบ้านพักอาศัยจะมีระดับความสำคัญที่น้อยกว่าอาคารห้างสรรพสินค้าเพราะหากอาคารห้างสรรพสินค้าเกิดการวิบัติก็จะทำให้เกิดการสูญเสียทั้งต่อชีวิตและทรัพย์สินของผู้คนเป็นจำนวนมาก เป็นต้นนะครับ

 

  1. HAZARD ANALYSIS หรือ การวิเคราะห์ค่าความน่าจะเป็นของแผ่นดินไหวจากจุดกำเนิดของคลื่นแผ่นดินไหวมายังตำแหน่งที่ตั้งของโครงสร้างที่เรากำลังให้ความสนใจโดยการทำ PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS หรือ PHSA ซึ่งผลที่จะได้ในขั้นตอนนี้ก็คือ INTENSITY MEASURE หรือ IM กับโอกาสในการเกิดขึ้นของคลื่นแผ่นดินไหว เช่น SPECTRAL ACCELERATION หรือ Sa และ PROBABILITY OF EXCEEDANCE ซึ่งเรามักเรียกว่า SEISMIC HAZARD CURVE นะครับ

 

  1. STRUCTURAL ANALYSIS หรือ การวิเคราะห์โครงสร้างด้วยวิธีการที่มีความเหมาะสม เพราะหลังจากที่เราได้ค่าความเสี่ยงภัยต่อแผ่นดินไหวมาแล้ว ซึ่งอาจจะอยู่ในรูปของค่า PEAK GROUND ACCELERATION หรือว่า PGA หรือค่า SPECTRAL ACCELERATION หรือ Sa ก็ตามแต่ ทั้งนี้ก็เพื่อที่เราจะมาดูว่าผลตอบสนองของโครงสร้าง หรือ STRUCTURAL RESPONSE นั้นมีลักษณะเป็นอย่างไร ซึ่งวิธีในการวิเคราะห์โครงสร้างของเราก็อาจจะทำโดยอาศัยหลักการ NONLINEAR INELASTIC DYNAMIC ANALYSIS ซึ่งมีวิธีการหนึ่งที่พวกเรานิยมใช้กันมากซึ่งมีชื่อว่า INCREMENTAL DYNAMIC ANALYSIS หรือเรียกสั้นๆ ว่า IDA เพื่อที่จะทำการคำนวณหาพารามิเตอร์ความต้องการเชิงวิศวกรรมของโครงสร้าง หรือ ENGINEERING DEMAND PARAMETER หรือว่า EDP ซึ่งเราจำต้องทำการเลือกออกมาเพื่อช่วยในขั้นตอนของการตัดสินใจ หรือ DECISION MAKING ในการวิเคราะห์ผลว่าโครงสร้างของเรานั้นมีระดับของสมรรถนะที่ถือได้ว่าผ่านเกณฑ์ที่เราตั้งไว้หรือไม่ และ หลังจากที่ทำการวิเคราะห์ในขั้นตอนนี้เสร็จเราก็จะทำการพิจารณาคลื่นแผ่นดินไหวแต่ละคลื่นเทียบกับค่า IM ใดๆ ที่เราทำการเลือกมาในรูปแบบของแผนภูมิเส้น เช่น ค่า Sa เทียบกันกับค่า EDP เป็นต้น ซึ่งเรามักจะเรียกแผนภูมิเส้นนี้ว่า IDA CURVE ซึ่งค่าที่อ่านได้จากแผนภูมิเส้นนี้ก็คือ PROBABILITY CONDITION ซึ่งจะขึ้นกับค่า IM ใดๆ และหากเราทำการวิเคราะห์ผลจากค่า IM ทั้งหมดที่มีอยู่โดยการรวมผลค่าพื้นที่ใต้แผนภูมิเส้น หรือ พูดง่ายๆ ก็คือทำการอินทิเกรต SEISMIC HAZARD CURVE ออกมาเราก็จะได้ PROBABILITY DISTRIBUTION ของค่า EDP ซึ่งในที่สุดก็จะทำให้เราสามารถที่จะทำการคำนวณหาค่า PROBABILITY OF EXCEEDANCE ออกมาได้นั่นเองครับ

 

  1. DAMAGE ANALYSIS หรือ การวิเคราะห์ความเสียหายของโครงสร้าง โดยเมื่อเราจะทำการประเมินความเสียหายของโครงสร้างที่เกิดจากคลื่นแผ่นดินไหว เช่น ถ้าค่า EDP คือ ค่าการเคลื่อนตัวทางด้านข้างระหว่างชั้นสัมพัทธ์ หรือ INTER STORY DRIFT เราจะต้องทำการตั้งข้อกำหนดว่า การเคลื่อนที่เท่าใดคือค่าที่โครงสร้างยอมให้เกิดขึ้นได้และเท่าใดคือการที่โครงสร้างนั้นเกิดความเสียหาย โดยอาจจะทำการกำหนดเป็นระดับๆ ไปเริ่มตั้งแต่น้อยๆ คือ โครงสร้างไม่เกิดความเสียหายใดๆ เลยจึงสามารถทำให้ใช้งานโครงสร้างได้ในทันทีโดยที่ไม่เกิดความเสียหายใดๆ ขึ้นในตัวอาคารเลย ซึ่งเราเรียกระดับของสมรรถนะนี้ว่า OPERATIONAL หรือ O ไล่ไปเรื่อยๆ จนถึงขั้นสูงสุด นั่นก็คือโครงสร้างของเราเกิดความเสียหายหนักแต่ยังไม่ถึงขั้นพังทลายลงมา ซึ่งเราเรียกระดับของสมรรถนะนี้ว่า COLLAPSE PREVENTION หรือ CP ซึ่งเราจะเรียกว่า DAMAGE MEASURE หรือ DM โดยที่ค่าความน่าจะเป็นนั้นสามารถที่จะดูได้จาก FRAGILITY CURVE ซึ่งได้มีกล่าวเอาไว้ในมาตรฐานการออกแบบต่างๆ เช่น FEMA หรือ ASCE เป็นต้น ซึ่งถ้าทำการรวมผลค่าโอกาสในการเกิดของค่า EDP ทั้งหมด ในที่สุดก็จะได้ออกมาเป็นค่า PROBABILITY OF DAMAGE นะครับ

 

  1. LOSS ANALYSIS หรือ การวิเคราะห์ผลกระทบของโครงสร้างจากขั้นตอนที่ 4 ว่าความเสียหายของแต่ละระดับนั้นเกิดความสูญเสียขนาดไหน อาจจะประเมินออกมาเป็นมูลค่าทรัพย์สิน หรือ การสูญเสียของชีวิต หรือจะเป็นอะไรก็ได้ที่มีความหมายซึ่งจะช่วยให้การตัดสินใจนั้นทำได้ง่ายที่สุด ซึ่งตรงนี้เองที่เราเรียกว่า DECISION VARIABLE หรือ DV พอทำการรวมผลจากทุกๆ ความเสียหายก็จะได้ออกมาเป็นค่าความน่าจะเป็นของ DV

 

  1. DECISION MAKING หรือ การตัดสินใจ ซึ่งถือได้ว่าเป็นขั้นตอนสุดท้าย แต่ ไม่ท้ายสุดของวิธีการนี้ นั่นก็คือเราจะใช้ผลจากทุกๆ ขั้นตอนที่ผ่านมาในการตัดสินใจว่า เราควรที่จะทำอย่างไรดีหากเกิดเหตุแผ่นดินไหวขึ้นกับอาคารของเรา เช่น หากว่าอาคารของเรานั้นเกิดความเสียหายขึ้น เกิดความสูญเสียต่างๆ ขึ้น แต่ว่าความเสียหายนั้นยังอยู่ในเกณฑ์ที่เรายอมรับได้ เราก็อาจจะสามารถทำการตัดสินใจได้ว่า จะทำการเสริมกำลังให้แก่โครงสร้างเพียงบางส่วนก็เป็นการเพียงพอแล้ว ซึ่งก็จะมีค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ หากว่าผลของความเสียหายนั้นออกมาอยู่ในเกณฑ์ที่เรายอมรับไม่ได้ เราก็อาจจะสามารถทำการตัดสินใจได้ว่า จะต้องทำการเสริมกำลังให้แก่ทั้งระบบของอาคาร ซึ่งก็จะมีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูงเลยทีเดียว เป็นต้นนะครับ

 

โดยสรุปแล้วเราสามารถที่จะให้นิยามของการประเมินโครงสร้างโดยวิธีการนี้โดยให้แสดงอยู่ในรูปแบบของสมการทางสถิติดังที่แสดงอยู่ข้างล่างนะครับ

 

λ (DV) = ∫∫∫ G (DV l DM) dG (DM l EDP) dG (EDP l IM) dλ (IM )

 

เป็นยังไงบ้างครับ หวังว่าอ่านแล้วเพื่อนๆ จะพอเข้าใจนะครับ เพราะเนื่องจากหัวข้อๆ นี้เป็นหนึ่งในหัวข้องานวิจัยของผม ผมจึงได้พยายามที่จะเขียนออกมาเป็นภาษาไทยให้เพื่อนๆ อ่านแล้วเกิดความเข้าใจได้โดยง่ายแต่ก็ยังแอบกังวลอยู่ว่าจะยังยากอยู่ดีสำหรับเพื่อนๆ บางคน ก็เอาเป็นว่าผมขอสรุปว่า วิธีการนี้เป็นวิธีการที่มีความน่าเชื่อถือมากในระดับหนึ่งเพราะจะเห็นได้ว่าในแต่ละขั้นตอนของการวิเคราะห์นั้นจะอาศัยหลักการวิเคราะห์หลายๆ อย่างมากไม่ว่าจะเป็นหลักการทางด้าน วิศวกรรมศาสตร์ สถิตยศาสตร์ และ เศรษฐศาสตร์ เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ ดังนั้นตรรกะในการคิดและคำนวณทุกๆ อย่างจะที่มาที่ไปที่ชัดเจน สามารถจับต้องได้ทั้งในแบบรูปธรรมและนามธรรม ดังนั้นผลในการตัดสินใจโดยที่อาศัยวิธีการนี้ก็ค่อนข้างที่จะเป็นที่น่าเชื่อได้ว่าเป็นคำตอบที่ถูกต้องในการตัดสินใจแล้วนั่นเองนะครับ

 

ยังไงผมจะขออนุญาตนำเรื่องๆ นี้มาพูดถึงเพิ่มเติมในครั้งต่อๆ ไปก็แล้วกันนะครับ หากเพื่อนๆ ท่านใดที่มีความสนใจในเรื่องนี้เป็นพิเศษก็สามารถที่จะติดตามอ่านบทความนี้ของผมได้ครับ

 

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

ADMIN JAMES DEAN


บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปัน ไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service) Certified by SGS (Thailand) Ltd.

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด คือผู้ผลิตรายแรกและรายเดียวในไทย ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม มอก. 397-2524 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐาน มอก. การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

1. สี่เหลี่ยม S18x18 cm.

รับน้ำหนัก 15-20 ตัน/ต้น

2. กลม Dia 21 cm.

รับน้ำหนัก 20-25 ตัน/ต้น

3. กลม Dia 25 cm.

รับน้ำหนัก 25-35 ตัน/ต้น

4. กลม Dia 30 cm.

รับน้ำหนัก 30-50 ตัน/ต้น

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

☎ สายด่วนภูมิสยาม:
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
081-634-6586

? Web:
bhumisiam.com
micro-pile.com
spun-micropile.com
microspunpile.com
bhumisiammicropile.com