|
การออกแบบหลังคาช่วงยาวโครงสร้างเหล็กรูปทรงจั่วและรูปทรงโค้งเพื่อต้านทานแรงลม |
|---|---|
| รหัสดีโอไอ | |
| Title | การออกแบบหลังคาช่วงยาวโครงสร้างเหล็กรูปทรงจั่วและรูปทรงโค้งเพื่อต้านทานแรงลม |
| Creator | อรอนงค์ ลายคำ |
| Contributor | นคร ภู่วโรดม, ที่ปรึกษา |
| Publisher | มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ |
| Publication Year | 2567 |
| Keyword | การออกแบบโครงสร้างต้านทานแรงลม, โครงสร้างเหล็ก, หลังคาช่วงยาว, Wind load-resistant structural design, Steel structures, Long-span roofs |
| Abstract | วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นการศึกษาและออกแบบโครงสร้างหลังคาช่วงยาวต้านทานแรงลม โดยทำการวิเคราะห์และประเมินความมั่นคงแข็งแรงของอาคารหลังคาช่วงยาวโครงสร้างเหล็ก รูปทรงจั่วและ รูปทรงโค้ง ผนังเปิดโล่งทั้งสี่ด้าน วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ประกอบด้วย 2 ส่วน ส่วนแรกคือ การประเมินความมั่นคงของโครงสร้างหลังคาช่วงยาวภายใต้แรงลม โดยใช้มาตรฐานการออกแบบแรงลมต่าง ๆ ได้แก่ มาตรฐาน มยผ.1311-50, มาตรฐาน ASCE7-22, มาตรฐาน AIJ2004, มาตรฐาน Eurocode1 BS EN 1991-1-4:2005, กฎกระทรวง ฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2527) และ กฎกระทรวง กำหนดการออกแบบโครงสร้างอาคาร และลักษณะและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในงานโครงสร้างอาคาร พ.ศ. 2566 จากการประเมินความมั่นคงของโครงสร้างหลังคาช่วงยาวภายใต้แรงลม โดยทำการวิเคราะห์โครงสร้างเหล็กของหลังคาช่วงยาวรูปทรงจั่ว ผนังเปิดโล่งทั้ง 4 ด้าน โดยทำการเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์และออกแบบโดยใช้ค่าหน่วยแรงลมที่กำหนดไว้ในกฎกระทรวง ซึ่งเป็นการคำนวณแรงลมกระทำทางด้านข้างแบบง่ายสำหรับอาคาร การศึกษาทำการเปรียบเทียบกับมาตรฐานการออกแบบต้านทานแรงลมที่ใช้กับหลังคาโดยเฉพาะคือ มาตรฐาน มยผ.1311-50 และมาตรฐาน ASCE 7-22 ผลการศึกษาพบว่า จากพฤติกรรมของแรงลมต่อหลังคาที่มีทิศทางทั้งแรงยกและแรงกด และมีค่าไม่สม่ำเสมอตลอดพื้นที่หลังคา สำหรับผลการปรียบเทียบอัตราส่วนแรงภายในกับกำลังต้านทานของโครงสร้าง (D/C Ratio) พบว่า หากคำนวณตามมาตรฐาน มยผ.1311-50 และมาตรฐาน ASCE7-22 องค์อาคารบางชิ้นส่วน มีค่า D/C Ratio เกินกว่า 1.0 ซึ่งแสดงว่าโครงสร้างมีความไม่ปลอดภัย โดยเกิดที่ชิ้นส่วนบริเวณด้านที่ลมปะทะจากกรณีการรวมน้ำหนักบรรทุกออกแบบที่แรงลมเป็นแบบ แรงยก ข้อสรุปที่ได้บ่งชี้ถึงความเสี่ยงของอาคารหลังคาช่วงยาวจำนวนมากเหล่านี้ ซึ่งมักใช้เป็นอาคารสาธารณะและมีผู้ใช้งานจำนวนมาก ที่แม้ว่าได้รับออกแบบตามข้อบังคับแต่แรงที่ใช้ไม่เหมาะสมต่อพฤติกรรมของแรงลม ทำให้อาคารไม่ปลอดภัยและควรได้รับการทบทวนต่อไปข้อจำกัดของมาตรฐาน มยผ.1311-50 อีกประการหนึ่งคือ ยังขาดสัมประสิทธิ์แรงลมสำหรับอาคารหลังคาโค้ง จากการศึกษานี้พบว่า เมื่อเปรียบเทียบ หน่วยแรงลมจาก มยผ.1311-50 หลังคาแบบจั่ว กับมาตรฐาน ASCE 7-22 วิธี Envelope หน่วยแรงลมที่ได้มีค่าใกล้เคียงกัน และเมื่อนำวิธี Envelope เปรียบเทียบกับ วิธี Directional ของ มาตรฐาน ASCE 7-22 เอง ก็พบว่า มีความสอดคล้องกัน และเมื่อทำการคำนวณตามวิธี Directional กรณีอาคารแบบ Partially Enclosed เปรียบเทียบกับ Open Buildings หน่วยแรงลมสุทธิมีค่าลดลงเนื่องจากไม่มีหน่วยแรงลมภายในมาบวกเพิ่ม ซึ่งวิธี Directional มีค่าสัมประสิทธิ์สำหรับอาคารหลังคาโค้ง วิทยานิพนธ์ฉบับนี้สำหรับอาคารหลังคาโค้งจึงอ้างอิงค่าสัมประสิทธิ์หน่วยแรงลมตามมาตรฐาน ASCE7-22 รูปแบบช่องเปิด Partially Enclosed ในการคำนวณ ส่วนที่สองของการศึกษาคือ ทำการวิเคราะห์ ออกแบบ และจัดทำแบบก่อสร้างมาตรฐานโครงสร้างอาคารหลังคาช่วงยาว โดยคำนวณหน่วยแรงลมตามมาตรฐาน มยผ.1311-50 สำหรับหลังคารูปทรงจั่ว และ มาตรฐาน ASCE 7-22 สำหรับหลังคารูปทรงโค้ง จากผลการศึกษาได้แบบก่อสร้างมาตรฐานสำหรับอาคารหลังคาช่วงยาวเพื่อต้านทานแรงลมตามข้อกำหนด และมาตรฐานที่ใช้ดังกล่าว เพื่อเป็นแนวทางในการนำไปใช้ก่อสร้างได้ต่อไป |
