Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเพิ่มสมรรถนะต้านแผ่นดินไหวของอาคารเตี้ยด้วยกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทาน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

SEISMIC IMPROVEMENT OF LOW-RISE BUILDING USING LIGHTWEIGHT CONCRETE FRICTION WALLS

Year (A.D.)

2016

Document Type

Thesis

First Advisor

ทศพล ปิ่นแก้ว

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโยธา

DOI

10.58837/CHULA.THE.2016.931

Abstract

อาคารเตี้ยจำนวนมากออกแบบและก่อสร้างก่อนกฎกระทรวงด้านแผ่นดินไหวมีผลบังคับใช้ ทำให้โครงสร้างมีความต้านทานแผ่นดินไหวต่ำกว่าเกณฑ์ที่ใช้ออกแบบอาคารใหม่ในปัจจุบัน การเสริมความแข็งแรงหรือเพิ่มความสามารถในการสลายพลังงานให้กับอาคารเหล่านี้ แม้จะสามารถทำได้แต่มักมีค่าใช้จ่ายสูงหรือกระทบต่อการใช้งานปกติทำให้ไม่เป็นที่นิยม งานวิจัยนี้ศึกษาความเป็นไปได้และประสิทธิภาพของกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทาน ซึ่งติดตั้งแทนที่ผนังก่ออิฐเดิมเพื่อเพิ่มสมรรถนะในการต้านทานแผ่นดินไหวให้กับอาคาร โดยระบบกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทานที่นำมาประยุกต์ใช้นี้ประกอบด้วยแผ่นโลหะที่สร้างแรงเสียดทานและกำแพงหล่อคอนกรีตมวลเบาเพื่อสร้างแรงกดทับ ซึ่งข้อดีของระบบกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทานเมื่อเปรียบเทียบกับระบบสลายพลังงานทั่วไป คือ มีราคาถูก ไม่ต้องการการบำรุงรักษาและไม่ส่งผลกระทบต่อความสวยงามหรือการใช้งานปกติของอาคาร งานวิจัยนี้พิจารณาอาคารเตี้ยคอนกรีตเสริมเหล็กสูง 4 ชั้น ก่อสร้างในเขตภาคเหนือของประเทศไทยโดยไม่ได้มีการออกแบบรับแรงแผ่นดินไหว แต่มีการเพิ่มสมรรถนะต้านทานแผ่นดินไหวด้วยกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทาน งานวิจัยศึกษาถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงค่าแรงเสียดทานที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการสลายพลังงานของกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทาน โดยพิจารณากรณีค่าแรงเสียดทานต่างกัน 5 ค่า ซึ่งแปรเปลี่ยนตามหน่วยน้ำหนักของกำแพง ผลการวิเคราะห์โครงสร้างอาคารด้วยวิธีพลศาสตร์ไม่เชิงเส้นภายใต้คลื่นแผ่นดินไหวสมมติจำนวน 12 คลื่นที่มีความรุนแรงในระดับออกแบบ แสดงให้เห็นว่าอาคารที่ติดตั้งระบบกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทานสามารถลดการเคลื่อนตัวของอาคารได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยพบว่ากำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทานสามารถลดค่าการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ของอาคารได้เฉลี่ย 53% ส่งผลให้ความเสียหายที่เกิดในเสาอาคารลดลง ทั้งนี้พบว่าค่าความเสียหายเฉลี่ยลดจากระดับ CP เหลือ LS ซึ่งเป็นความเสียหายที่อยู่ในระดับความปลอดภัยต่อชีวิตของผู้ใช้อาคารตามเกณฑ์มาตรฐานการออกแบบดังนั้นการติดตั้งกำแพงคอนกรีตเบาแบบเสียดทานให้กับอาคารเตี้ยจึงอาจเป็นอีกหนึ่งทางเลือกในการเพิ่มสมรรถนะต้านทานแผ่นดินไหวให้กับโครงสร้างอาคารเตี้ยได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Many low-rise buildings have been designed and constructed before seismic code enforcement. Their earthquake resistances are therefore lower than those of the new buildings. Strengthening or increasing energy dissipation to these buildings are not popular due to high cost or negative effect on building service. This research studies the performance of lightweight concrete friction wall which is designed to replace existing walls to enhance seismic resistance of the buildings. The lightweight concrete friction wall consist of two metal plates to create friction surface and light weight concrete wall to generate normal force. The advantages of lightweight concrete friction wall comparing with traditional damper are lower cost, maintenance free and minimal effect on existing architecture. This paper considers a 4-story reinforced concrete low-rise building in Northern Province of Thailand. Its earthquake resistance is enhanced by replacing existing infilled walls by lightweight concrete friction walls. The study employed the nonlinear dynamic analysis of the buidling subjected to 12 design basis earthquake (DBE) records for 5 levels of friction forces adjusted by varing the wall unit weights. Results show that the building with application of lightweight concrete friction wall exhibits significantly lateral displacement reduction. Story drift of the buildings yields 53% average reduction compared to the building without walls. Damage level in columns can reduce from collapse prevention level (CP) to life safty level (LS) which make lightweight concrete friction wall fullfill minimum requirement of new design standards. Therefore the installation of lightweight concrete friction wall might be an efficient alternative for seismic rehabilitation of existing low-rise buildings.

Link to Full Text

Share

COinS