c02 eqk load.pdf

23
Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 11 แรงแผ่นดินไหว ในบทนี ้จะกล่าวถึงการคานวณแรงแผ่นดินไหวตามกฎกระทรวง กาหนดการรับน าหนัก ความ ต้านทาน และพื ้นดินที่รองรับอาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 ซึ ่งแก้ไขเพิ่มเติมมาจากกฎกระทรวง ฉบับที่ 49 (พ.ศ. 2540) แต่ยังคงอ้างอิงวิธีการคานวณตาม มาตรฐาน Uniform Building Code (UBC) 1985 ซึ ่งจะได้นามาอธิบายเพิ่มเติมถึงที่มาและ ความหมายของตัวแปรต่างๆที่นามาใช้ในการคานวณ มาตรฐานการออกแบบส่วนใหญ่จะกาหนดเงื่อนไขการออกแบบเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ หลักคือ ลดการสูญเสียชีวิตให้เหลือน้อยที่สุดสาหรับทุกโครงสร้างนั่นคือต้องไม่พังทลายลงมา และสาหรับอาคารสาธารณะจะต้องยังคงใช้งานได้ต่อไปหลังจากแผ่นดินไหว 2.1 แรงเฉือนฐานอาคาร (Base Shear, V) V คือ แรงเฉือนในแนวราบทั ้งหมดกระทาที่ฐานของอาคารที่ระดับพื ้นดิน ซึ ่งที่มาของแรง แผ่นดินไหวนั ้นเกิดจากความเร่งพื ้นดินคูณกับมวลของโครงสร้าง โดยระดับความเร่งพื ้นดิน ประมาณ 0.1g โดยทีg คือความเร่งจากแรงโน้มถ่วงโลก (9.81 เมตร/วินาที 2 ) ก็มักจะเพียง พอที่จะทาความเสียหายให้แก่โครงสร้างที่ไม่แข็งแรงได้ ถ้าจะลองเปรียบเทียบกับความเร่ง 1.0g หรือ 100% ของแรงโน้มถ่วง เราอาจลองนาอาคารมาวางตะแคงดังในรูปที2.1 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 F F W Building weight รูปที2.1 เมื่ออาคารรับความเร ่ง 100% g เทียบเท่ากับคานยื่นในแนวราบ

Upload: panus-pattamasarawuth

Post on 15-Apr-2016

41 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 11

แรงแผนดนไหว

ในบทนจะกลาวถงการค านวณแรงแผนดนไหวตามกฎกระทรวง ก าหนดการรบน าหนก ความตานทาน และพนดนทรองรบอาคารในการตานทานแรงสนสะเทอนของแผนดนไหว พ.ศ. 2550 ซงแกไขเพมเตมมาจากกฎกระทรวง ฉบบท 49 (พ.ศ. 2540) แตยงคงอางองวธการค านวณตามมาตรฐาน Uniform Building Code (UBC) 1985 ซงจะไดน ามาอธบายเพมเตมถงทมาและความหมายของตวแปรตางๆทน ามาใชในการค านวณ

มาตรฐานการออกแบบสวนใหญจะก าหนดเงอนไขการออกแบบเพอใหบรรลวตถประสงคหลกคอ ลดการสญเสยชวตใหเหลอนอยทสดส าหรบทกโครงสรางนนคอตองไมพงทลายลงมา และส าหรบอาคารสาธารณะจะตองยงคงใชงานไดตอไปหลงจากแผนดนไหว

2.1 แรงเฉอนฐานอาคาร (Base Shear, V)

V คอ แรงเฉอนในแนวราบทงหมดกระท าทฐานของอาคารทระดบพนดน ซงทมาของแรงแผนดนไหวนนเกดจากความเรงพนดนคณกบมวลของโครงสราง โดยระดบความเรงพนดนประมาณ 0.1g โดยท g คอความเรงจากแรงโนมถวงโลก (9.81 เมตร/วนาท2

) กมกจะเพยงพอทจะท าความเสยหายใหแกโครงสรางทไมแขงแรงได ถาจะลองเปรยบเทยบกบความเรง 1.0g หรอ 100% ของแรงโนมถวง เราอาจลองน าอาคารมาวางตะแคงดงในรปท 2.1

1F 2F 3F 4F 5F 6F

F W Building weight

รปท 2.1 เมออาคารรบความเรง 100% g

เทยบเทากบคานยนในแนวราบ

Page 2: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 12

การค านวณแรงแผนดนไหวโดยวธแรงสถตเทยบเทา (Equivalent Static Load) จะเรมตนดวยการค านวณแรงเฉอนทฐานอาคาร จากนนกระจายแรงไปยงชนตางๆของอาคาร ตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ก าหนดใหค านวณแรงเฉอนทงหมดในแนวราบทระดบพนดน ดงน

V = Z I K C S W

เมอ V คอ แรงเฉอนทงหมดในแนวราบทระดบพนดน

Z คอ สมประสทธความเขมของแผนดนไหว

I คอ ตวคณเกยวกบการใชอาคาร

K คอ สมประสทธของโครงสรางอาคารทรบแรงในแนวราบ

C คอ สมประสทธเกยวกบคาบการสนไหวของโครงสราง

S คอ สมประสทธการประสานความถธรรมชาตระหวางอาคารและชนดน

W คอ น าหนกของตวอาคารทงหมดรวมทงน าหนกของวสดอปกรณซงยดตรงกบทโดย

ไมรวมน าหนกบรรทกจรส าหรบอาคารทวไป หรอน าหนกของตวอาคารทงหมดรวมกบรอยละ 25 ของน าหนกบรรทกจรส าหรบโกดงหรอคลงสนคา

2.2 สมประสทธความเขมของแผนดนไหว

ตามมาตรฐาน UBC จะแบงโซนแผนดนไหวออกเปน 6 โซนคอ 0, 1, 2A, 2B, 3 และ 4 ตงแตโซน 0 ไมมความเสยงจนถงโซน 4 ทมความเสยงสงสด โดยมแผนทแสดงการแบงโซนตามบรเวณทมความเสยงตอแผนดนไหว แตละโซนจะก าหนดคาความเรงสงสดในแนวราบซงมโอกาสทจะเกน 10% ภายใน 50 ป

Zone 1 2A 2B 3 4

Z 0.075 0.15 0.2 0.3 0.4

คา Z ทแสดงในตารางคอคาสดสวนของความเรงของแรงโนมถวงโลก ตวอยางเชน Z =

0.2 หมายถงความเรงเทากบ 0.2g หรอ 20% ของแรงโนมถวงโลก

กฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ไดก าหนดบรเวณพนทดงน

“บรเวณเฝาระวง” คอพนทหรอบรเวณทอาจไดรบผลกระทบจากแผนดนไหวไดแก จงหวดกระบ จงหวดชมพร จงหวดพงงา จงหวดภเกต จงหวดระนอง จงหวดสงขลา และ จงหวดสราษฎรธาน

“บรเวณท 1” คอพนทหรอบรเวณทเปนดนออนมากทอาจไดรบผลกระทบจากแผนดนไหวระยะไกล ใหใชคา Z เทากบ 0.19 หรอมากกวา ไดแก กรงเทพมหานคร จงหวดนนทบร จงหวดปทมธาน จงหวดสมทรปราการ และ จงหวดสมทรสาคร

V = Z I K C S W

Page 3: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 13

“บรเวณท 2” คอพนทหรอบรเวณทอยใกลรอยเลอนทอาจไดรบผลกระทบจากแผนดนไหว ใหใชคา Z เทากบ 0.38 หรอมากกวา ไดแก จงหวดกาญจนบร จงหวดเชยงราย จงหวดเชยงใหม จงหวดตาก จงหวดนาน จงหวดพะเยา จงหวดแพร จงหวดแมฮองสอน จงหวดล าปาง และ จงหวดล าพน

2.3 ตวคณเกยวกบการใชงานอาคาร

คอตวคณทพจารณาความส าคญของอาคารเพอเพมการเผอความปลอดภยตอการพงทลายของอาคาร อาคารสาธารณะทผคนใชงานจ านวนมากและอาคารทจ าเปนตองใชงานไดภายหลงเกดแผนดนไหวเชนโรงพยาบาล และสถานดบเพลง กฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ก าหนดดงน

ชนดของอาคาร คาของ I

(1) อาคารทจ าเปนตอความเปนอยของสาธารณชน 1.5

(2) อาคารทเปนทชมนมคนครงหนงๆไดมากกวา 300 คน 1.25

(3) อาคารอนๆ 1.00

2.4 สมประสทธการรบแรงในแนวราบ

คอตวคณทพจารณาความสามารถในการตานทานแรงในแนวราบของอาคาร ขนกบลกษณะและระบบโครงสรางทใช โครงสรางทสามารถตานแรงแนวราบไดดกวาจะมคา K นอยกวา กฎกระทรวง พ.ศ. 2550 ก าหนดดงน

ระบบและชนดโครงสรางรบแรงในแนวราบ คาของ K

(1) โครงสรางซงไดรบการออกแบบใหก าแพงรบแรงเฉอน (Shear Wall) หรอโครงแกงแนง (Braced Frame) รบแรงทงหมดในแนวราบ

1.33

(2) โครงสรางซงไดรบการออกแบบใหโครงตานแรงดดทมความเหนยว(Ductile Moment-Resisting Frame) ตานแรงทงหมดในแนวราบ

0.67

(3) โครงสรางซงไดรบการออกแบบใหโครงตานแรงดดซงมความเหนยวรวมกบก าแพงรบแรงเฉอนหรอโครงแกงแนงตานแรงในแนวราบ โดยมขอก าหนดในการค านวณออกแบบดงน

(ก) โครงขอแขงซงมความเหนยวตองสามารถตานทานแรงในแนวราบได ไมนอยกวารอยละ 25 ของแรงในแนวราบทงหมด

0.80

V = Z I K C S W

V = Z I K C S W

Page 4: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 14

(ข) ก าแพงรบแรงเฉอนหรอโครงแกงแนงเมอแยกเปนอสระจากโครงตานแรงดดทมความเหนยวตองสามารถตานแรงในแนวราบไดทงหมด

(ค) โครงตานแรงดดทมความเหนยวรวมกบก าแพงรบแรงเฉอนหรอ โครงแกงแนงตองสามารถตานทานแรงในแนวราบไดทงหมด โดยสดสวนของแรงทกระท าตอโครงสรางแตละระบบใหเปนไปตามสดสวนความคงตว (Rigidity) โดยค านงถงการถายเทของแรงระหวางโครงสรางทงสอง

0.80

(4) หอถงน า รองรบดวยเสาไมนอยกวา 4 ตน และมแกงแนงยดและไมไดตงอยบนอาคาร

หมายเหต ผลคณระหวางคา K กบคา C ใหใชคาต าสดเทากบ 0.12 และคาสงสดเทากบ 0.25

2.5

(5) โครงตานแรงดดทมความเหนยวจ ากดและโครงอาคารระบบอน ๆ นอกจากโครงอาคารตาม (1) (2) (3) หรอ (4)

1.0

2.5 คาบการแกวงตามธรรมชาตของอาคาร (T)

คาบการสนของอาคาร T อาจพจารณาไดจากการว เคราะห หรอค านวณค านวณตามสตร ดงตอไปน

ส าหรบอาคารทวไปทกชนด: n0.09hT

D

ส าหรบโครงตานแรงดดทมความเหนยว: T = 0.10 N

เมอ hn คอ ความสงของพนอาคารชนสงสดวดจากระดบผวดน, เมตร

D คอ ความกวางของอาคารในทศทางขนานแรงแผนดนไหว, เมตร

N คอ จ านวนชนของอาคารทงหมดทอยเหนอระดบพนดน

เราสามารถค านวณคาบการสน T ทแมนย าขนโดยการวเคราะหดวยคอมพวเตอรหรอใชสตรของ Rayleigh (ดรปท 2.2 และ 2.3) ดงน

n2

i i

i 1

n

i i

i 1

W

T 2

g F

เมอ Wi คอ น าหนกของอาคารชนท i

i คอ การเคลอนทของอาคารชนท i

Page 5: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 15

Fi คอ แรงกระท าดานขางทระดบชนท i

g คอ ความเรงโนมถวงโลก (9.81 เมตร/วนาท2)

F

h

W

V = F

2WT 2

gF

รปท 2.2 การค านวณคาบการสนของอาคารชนเดยวตามสตรของ Rayleigh

1F

2F

3F

4F

1W

2W

3W

4W

1 2 3 4V F F F F

1

2

3

4

2 2 2 21 1 2 2 3 3 4 4

1 1 2 2 3 3 4 4

W W W W1T 2

g F F F F

รปท 2.3 การค านวณคาบการสนของอาคารหลายชนตามสตรของ Rayleigh

2.6 สมประสทธคาบการสนไหว

ในการค านวณแรงแผนดนไหวทกระท าตออาคารหรอสวนตางๆของอาคาร คาสมประสทธ (C) ใหค านวณตามสตร ดงน

1C

15 T

V = Z I K C S W

Page 6: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 16

ถาคาสมประสทธทค านวณไดมากกวา 0.12 ใหใชเทากบ 0.12 ซงจะตรงกบคา T เทากบ 0.31

วนาท ดงในรปท 2.4

T

C

0.12

0.31

รปท 2.4 คาสมประสทธคาบการสนไหว C

2.7 สมประสทธการประสานความถธรรมชาต

ระหวางอาคารและชนดน

คาสมประสทธของการประสานความถธรรมชาตระหวางอาคารและชนดนทตงอาคาร (S) มดงตอไปน

ลกษณะของชนดน คาของ S

(1) หน 1.0

(2) ดนแขง 1.2

(3) ดนออน 1.5

(4) ดนออนมาก 2.5

“หน” หมายถง หนทกลกษณะไมวาจะเปนหนคลายหนเชล (Shale) หรอผลกธรรมชาต หรอดนลกษณะแขงซงมความลกของชนดนไมเกน 60 เมตร ททบอยเหนอชนหน และตองเปนดนทมเสถยรภาพด เชน ทราย กรวด หรอดนเหนยวแขง

“ดนแขง” หมายถง ดนลกษณะแขงซงความลกของชนดนมากกวา 60 เมตร ททบอยเหนอชนหน และตองเปนดนทมเสถยรภาพด เชน ทราย กรวด หรอดนเหนยวแขง

“ดนออน” หมายถง ดนเหนยวออนถงดนเหนยวแขงปานกลาง และดนเหนยวแขงหนามากกวา 9 เมตร อาจจะมชนทรายคนอยหรอไมกได

V = Z I K C S W

Page 7: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 17

“ดนออนมาก” หมายถง ดนเหนยวออนทมก าลงตานทานแรงเฉอนของดนในสภาวะไมระบายน า (Undrained Shear Strength) ไมมากกวา 24 กโลปาสกาล (2,400 กโลกรมแรงตอตารางเมตร) และมความหนาชนดนมากกวา 9 เมตร เชน สภาพดนในทองทกรงเทพมหานคร จงหวดนนทบร จงหวดปทมธาน จงหวดสมทรปราการ และจงหวดสมทรสาคร

ถาผลคณระหวางคา C กบคา S มากกวา 0.14 ใหใชเทากบ 0.14 เวนแตกรณดนออนมาก ถาผลคณดงกลาวมากกวา 0.26 ใหใชเทากบ 0.26

2.8 น าหนกของตวอาคาร

น าหนกของตวอาคาร W ทจะน ามาคดคอสวนของโครงสรางทจะโยกตวไปกบอาคารดวย ถาเปนอาคารชนเดยวดงในรปท 2.2 จะคดเฉพาะน าหนกของโครงสรางครงชนบน ถาเปนอาคารหลายชนกจะใชน าหนก Wi ของแตละชนดงในรปท 2.3 โดยน าหนกทน ามาคดนนนอกจากน าหนกของโครงสรางแลว ตองคดน าหนกบรรทกคงทของสวนทไมเปนโครงสรางเชน ผนง น าหนกบรรทกเพมจากการเททบหนาพน และวสดปผว ตลอดจนเครองจกร อปกรณตางๆ เพมขนดวย และถาเปนโกดงหรอคลงสนคาตองรวมกบรอยละ 25 ของน าหนกบรรทกจร

ในการค านวณน าหนกทงหมด W ควรค านวณน าหนกของแตละชน Wi ดงในรป 2.5 โดยก าหนดขอบเขตการแบงชนอยระหวางกงกลางความสงของชนทอยเหนอกวาและต ากวา

Wall Wall

Column

Floor

EquipmentDirection of

earthquake

H = story height

Story weight = floor + columns + walls + equipment

H

2

H

2

รปท 2.5 การค านวณน าหนกของแตละชน

2.9 การกระจายแรงดานขาง

ใหกระจายแรงเฉอนทงหมดในแนวราบทระดบพนดน (V) ออกเปนแรงในแนวราบทกระท าตอพนชนตางๆ ดงตอไปน (ดรปท 2.6)

n

t i

i 1

V F F

V = Z I K C S W

Page 8: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 18

เมอ Ft คอ แรงในแนวราบทกระท าตอพนชนบนสดของอาคาร ใหค านวณ ดงน

tF 0.07 TV

W

V = Base Shear

1F

2F

3F

4F

5FTF

รปท 2.6 การกระจายแรงดานขาง

คาของ Ft ทไดจากสตรนใหใชไดไมเกน 0.25V

ถาหาก T มคาเทากบหรอต ากวา 0.7 วนาท ใหใชคา Ft เทากบ 0

คา Ft แสดงถงผลกระทบของโหมดการสนไหวทสงกวาในโครงสรางทมคาบการสนไหวยาวขน

สวนทเหลอของแรงเฉอนทงหมด (V – Ft) จะถกกระจายตลอดความสงรวมถงทชนบนสดของอาคาร ดงน

t x xx n

i i

i 1

(V F ) W hF

W h

เมอ Fx คอ แรงในแนวราบทกระท าตอพนชนท x

Wx คอ น าหนกของพนอาคารชนท x

hx คอ ความสงจากระดบพนดนถงพนชนท x

แรงเฉอนทระดบชนท x คอผลรวมของแรงดานขางในชนนนและชนทสงกวา:

n

x t i

i x

V F F

โมเมนตพลกคว าทระดบชนท x คอผลรวมของโมเมนตคอแรงคณดวยผลตางความสงทระดบชนนนและชนทสงกวา:

n

x t n x i i x

i x

M F (h h ) F (h h )

2.10 ขดจ ากดการเคลอนตวสมทธ ดานขาง

1

2

3

4

1h

2h

3h

4h

รปท 2.7 การเคลอนตวสมพทธระหวางชน

ในการค านวณการเคลอนตวสมพทธดานขางระหวางชนทอยตดกนของอาคาร (Story Drift) ทเกดจากแรงในแนวราบ ตองไมเกนรอยละ 0.5 ของความสงระหวางชน

x x0.005h

เมอ x คอ การเคลอนตวสมพทธในชนท x

hx คอ ความสงของชนท x

Page 9: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 19

ตวอยางการค านวณ

อาคารส านกงานคอนกรตเสรมเหลกระบบพนไรคานสง 6 ชน ตงอยในจงหวดเชยงใหม มขนาดแปลนดงในรป

5 m 5 m 5 m 5 m

22 m

5 m

5 m

12 m

ขอมลอาคาร: ความสงระหวางชน 3.5 เมตร

หนาตดเสา 0.5 0.5 เมตร

ความหนาพน 0.15 เมตร

วธท า (1) พารามเตอรแผนดนไหว

จงหวดเชยงใหม อยในบรเวณท 2 ใชคา Z = 0.38

ชนดอาคารทวไป ใชคาความส าคญ I = 1.0

โครงตานแรงดดความเหนยวจ ากด K = 1.0

ลกษณะของชนดน เปนดนแขง S = 1.2

(2) สมประสทธคาบการสนไหว C

ค านวณคาบการสนไหวจากสตร nT 0.09h / D

ความสงอาคาร hn = 6 3 = 18 เมตร

ความกวางอาคาร D ในทศทางแผนดนไหว = 12 เมตร

คาบการสน T = 0.09 18 / 12 = 0.47 วนาท

Page 10: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 20

สมประสทธ C = 1 / (150.47) = 0.097 < 0.12 OK

ผลคณ C S = 0.097 1.2 = 0.12 < 0.14 OK

(3) ค านวณน าหนกอาคาร W

น าหนกเสา = 15 0.5 0.5 3.5 2.4 = 31.5 ตน

น าหนกพน = 12 22 0.15 2.4 = 95.0 ตน

น าหนกแตละชน Wx = 31.5 + 95.0 = 126.5 ตน

รวมน าหนกทงหมด W = 6 126.5 = 759 ตน

(4) ค านวณแรงเฉอนทฐาน V

V = Z I K C S W

= 0.38 1.0 1.0 0.12 W = 0.0456 W หรอ 4.56% ของน าหนกอาคาร

= 0.0456 759 = 34.6 ตน

(5) กระจายแรงดานขาง Fx

เนองจากคาบการสน T (=0.47) นอยกวา 0.7 วนาท ดงนน Ft = 0

ค านวณการกระจายแรงดานขางตามสตร t x xx n

i i

i 1

(V F ) W hF

W h

ดงแสดงในตาราง

ชน Wx (ตน) hx (ม.) Wxhx Wxhx/(Wh) Fx (ตน)

6 126.5 21 2,656.50 0.2857 9.89

5 126.5 17.5 2,213.75 0.2381 8.24

4 126.5 14 1,771.00 0.1905 6.59

3 126.5 10.5 1,328.25 0.1429 4.94

2 126.5 7.0 885.50 0.0952 3.29

1 126.5 3.5 442.75 0.0476 1.65

รวม 759 9,297.75 1.0000 34.60

(6) แรงเฉอนทแตละระดบชน Vx และโมเมนตพลกคว า Mx

เนองจาก Ft = 0 ดงนน n

x i

i x

V F

และ n

x i i x

i x

M F (h h )

Page 11: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 21

ชน Fx (ตน) Vx (ตน) hx (ม.) Mx (ตน-ม.)

6 9.89 9.89 21 -

5 8.24 18.13 17.5 34.62

4 6.59 24.72 14 98.07

3 4.94 29.66 10.5 184.59

2 3.29 32.95 7.0 288.40

1 1.65 34.60 3.5 403.73

ฐาน 524.83

โมเมนตานทาน MR = W (D/2) = 759 (12/2) = 4,554 ตน-เมตร

ความปลอดภยตอการพลกคว า = MR/M = 4,554 / 524.83 = 8.68 > 1.5 OK

(7) การเคลอนตวสมพทธระหวางชน x

ค านวณไดจาก x = Vx / K เมอ K คอสตฟเนสตานแรงดานขาง

สตฟเนสของเสา Kcol = 12 EI / h3 =

5 3

3

12 2.3 10 50 5015

350 12

/ 1,000

= 502.9 ตน/ซม.

ชน Vx (ตน) Kcol (ตน/ซม.) x (ซม.) x (ซม.)

6 9.89 502.9 0.0197 0.2983

5 18.13 502.9 0.0361 0.2786

4 24.72 502.9 0.0492 0.2425

3 29.66 502.9 0.0590 0.1933

2 32.95 502.9 0.0655 0.1343

1 34.60 502.9 0.0688 0.0688

การเคลอนตวสมพทธ ตองมคาไมเกน 0.005 hx = 0.005 350 = 1.75 ซม.

การเคลอนตวสมพทธ x ในแตละชนมคาไมเกนขดจ ากด OK

Page 12: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 22

ตวอยางการใชโปรแกรม ETABS

เรมตนโปรแกรม ETABS เลอกหนวย Kgf-m แลวคลกปม เพอเรมสรางโมเดลใหม

ก าหนดจ านวนเสนกรดและจ านวนชนดงในรป แลวคลกปม Grid Only

เมอคลก OK เสนกรดจะถกสรางขนในหนาตาง Plan View และ 3-D View ดงในรป

Page 13: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 23

เปลยนหนวยเปน Kgf-cm แลวสงเมน Define > Material Properties เพอก าหนดคณสมบตวสด

เลอกวสด CONC แลวคลกปม Modify/Show Material… เพอปรบเปลยนคณสมบตวสดคอนกรต

ปรบเปลยนคาคณสมบตคอนกรตดงในรป

สงเมน Define > Frame Sections เพอก าหนดหนาตดองคอาคาร

ในหนาตาง Define Frame Properties คลกเลอก Add Rectangular เพอก าหนดหนาตดสเหลยม ตงชอเปน C1 ขนาด 50 50 cm ดงในรป

Page 14: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 24

คลกปม Reinforcement… เพอก าหนดลกษณะการเสรมเหลก

Page 15: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 25

สงเมน Define > Wall/Slab/Deck Sections เพอก าหนดหนาตดพน โดยเลอกพน SLAB1 แลวคลกปม Modify/Show Section…

เปลยนความหนาพนเปน 15 cm และใชพนชนด Shell

เปลยนตวเลอกชนทมมลางขวาของหนาจอเปน Similar Stories

คลกไอคอนวางหนาตดเสา โดยเลอกหนาตดเสา C1 ทสรางไว แลวตกรอบคลมทกจดตด กรดในหนาตาง Plan View

Page 16: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 26

คลกไอคอนเพอวาดพนสเหลยม โดยเลอกหนาตดพน SLAB1 แลวคลกลากจากจดตดกรด A – 3 ลากทแยงมมไปยงจด E – 1

ก าหนด Building View Options เลอก Object Fill และ Extrusion โดยก าหนดให Apply to All Windows เพอใหแสดงในทกหนาตางดงในรป

เปลยนหนวยเปน Kgf-m คลกเลอกพนทงแผน สงเมน Edit > Expand/Shrink

Areas… ใสคาออฟเซต 1 m

Page 17: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 27

สงเมน Define > Static Load Cases เพอก าหนดกรณบรรทกแผนดนไหว โดยตงชอวา EQKY1 เลอกชนด QUAKE เปนแบบ User Coefficient แลวคลกปม Add New

Load จะไดรายการกรณบรรทก EQKY1 ดงในรป

คลกปม Modify Lateral Load เลอกทศทาง Y Dir และใสคาสมประสทธการเฉอนทฐาน ซงเราไดค านวณไวกอนหนานแลวคอ V = 0.0456 W

Page 18: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 28

วธการนจะใชไดในกรณทคาบการสน T นอยกวา 0.7 วนาท ซงจะไมมแรงดานขาง Ft ทชนบนสดเพม

ถามแรง Ft จะตองใชแบบ User Loads ซงเราจะลองท าดโดยสรางเปนรายการกรณบรรทก EQKY2 ดงในรป

เมอคลกปม Modify Lateral Load จะมตารางใหแรงใสคาแรงกระท าในแตละชน โดยสามารถเลอกใหกระท าทจดศนยกลางมวลของแตละชน หรอก าหนดจดกระท าเองได

น าคาแรงกระท าดานขางทเคยค านวณไวมากรอกลงในตาราง สงเกตวาเราตองก าหนดไดอแฟรมเปน D1 ซงเราจะตองการก าหนดตอไป

ในหนาตาง Plan View คลกเลอกพนทงหมดทกชน แลวสงเมน Assign > Shell/Area

> Diaphragms… เลอกก าหนดใหเปน D1

Page 19: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 29

คลกเลอกพนทกชนอกครง สงเมน Assign > Shell/Area Area Object Mesh

Options… เพอก าหนดการแบงพนยอยดงในรป

ก าหนด Building View Options เลอกใหแสดง Auto Area Mesh เพอใหแสดงการแบงในหนาตาง Plan View จะไดดงในรป

Page 20: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 30

สงเมน View > Set Plan View เลอกใหแสดงชน BASE ตกรอบเลอกจดรองรบทงหมด

สงเมน Assign > Joint/Point Restraints (Supports)… ก าหนดใหเปนจดรองรบแบบ Fixed ดงในรป

เมอก าหนดแลว ลองซมขยายดในหนาตาง 3-D View จดรองรบแบบ Fixed จะมลกษณะดงในรป

Page 21: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 31

สงรนการวเคราะห Analyze Run Analysis หรอกด F5 เมอรนการค านวณผานโปรแกรมจะแสดงการเสยรปทรงของโครงสราง

ตรวจสอบแรงแผนดนไหว โดยคลกหนาตาง 3-D View สงเมน Display > Show

Loads Joints/Points เลอกกรณบรรทก EQKY1

คลกเลอกหนาตางแลวเปลยนมมมองเปน Elevation View บนเสนกรด C เปรยบเทยบแรงจากการก าหนดทงสองกรณคอ EQKY1 และ EQKY2

Page 22: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 32

จะเหนวาไดคาใกลเคยงกน แรงทชนบนสดมคาตางกนเนองจากเราใชน าหนกทกชนเทากนในการค านวณแรงดานขาง (User Loads) แตทจรงแลวชนบนสดจะหนกนอยกวาซงโปรแกรม ETABS จะค านวณตามจรงจงท าใหแรงจากกรณ User Coefficient นอยกวา

เลอกหนวย Kgf-cm และหนาตาง Elevation View สงเมน Display > Show

Deformed Shape เลอกกรณบรรทก EQKY1 และ EQKY2 แลวคลกขวาทมมอาคารชนบนสดเพอดคาการโยกตวในทศทาง Y

EQKY1 :

EQKY2 :

จะเหนวาแตกตางจากทค านวณดวยมอคอ 0.2983 cm มากเนองจากสตรทเราใชมาจากการสมมตใหปลายเสายดแนนซงอาจใกลเคยงในกรณทคานมขนาดใหญ แตในอาคารนไมมคานเสาจงมการเสยรปทรงโดยมการยดทปลายเสาไมมากนก

เมอคลกปม Lateral Drifts ในหนาตาง Point Displacements โปรแกรมจะแสดงคา Displacement และ Drift ทแตละชน

การเคลอนตวสมพทธ ตองมคาไมเกน 0.005 hx = 0.005 350 = 1.75 ซม.

เราสามารถตรวจสอบไดโดยตรงจากคาในคอลมน DRIFT-Y วามคาเกน 0.005 หรอไม

Page 23: C02 EQK Load.pdf

Seismic Design : Seismic Load ตามกฎกระทรวง 2550 By Dr.Mongkol JIRAWACHARADET 33

เปลยนหนวยเปน Ton-m สงเมน Display > Show Tables… คลกปม Select Cases/

Combos เลอกกรณบรรทก EQKY1 และ EQKY2 แลวเลอกใหแสดง Story Shear

จากตารางทแสดงขนมา คา Story Shear คอคอลมน VY และโมเมนตพลกคว าคอ MX