Wind 1 Hr in DPT 1311 VS Wind 3 Sec ASCE 7
คิดว่าหลายคนคงงง แม้แต่ผมเองตอนอ่านแรกๆ ก็งงเหมือนกัน
นิยาม Basic Wind ใน มยผ 1311 คือ "1-hr Mean Speed" ในขณะที่ใน ASCE 7 คือ "3-Sec Gust Speed"
เหตุผลที่มีการนิยามความเร็วลมเริ่มต้นต่างกันคือทั้งสองโค๊ดนั้นนิยามตัวคูณไม่เหมือนกัน
มยผ นั้นเหมือนจะลอก ASCE 7 มา แต่ไม่ได้ทั้งหมด บางส่วนนั้นมาจากโค๊ดอื่น โดยเฉพาะการไปถึงค่า Extreme Dynamic Wind Speed หรือ Wind Force ที่ไม่ได้ใช้นิยามเดียวกันกับ ASCE 7
มยผ นั้นใช้ Gust Response Factor (GRF) ในขณะที่ ACSE ใช้ Dynamic Amplification Factor (DAF) ในการไปสู่ค่า Extreme Statistic Wind Speed/Force
Gust Response Factor เป็นค่าค่อนข้างเฉพาะ จะพบได้แค่ในศาสตร์ของ Wind Engineering ส่วน Dynamic Amplification Factor ซึ่งค่อนข้างทั่วไปและพบได้ในปัญหาทางพลศาสตร์ทั่วไป
เนื่องจาก GRF ในนิยามต้องอ้างไปที่ค่า "Mean Response" ดังนั้นแรงลมเริ่มต้นจึงต้องเป็น "Mean Wind Force" ที่ต้องคำนวณจาก "Mean Wind Speed" ซึ่งคือ 1-hr Mean Wind Speed
ส่วน DAF นั้นนิยามไปที่ "Extreme Static Wind Force" ดังนั้นแรงลมเริ่มต้นจึงต้องเป็นค่า Extreme ที่ไม่มีผลทางพลศาสตร์ หรือ Static จึงต้องคำนวณจาก Extreme Wind ซึ่งคือ 3-sec Gust Wind Speed
ทั้งสองแบบในทางทฤษฏีไม่ผิดทั้งคู่ เป้าหมายสุดท้ายคือต้องการไปถึงค่า Extreme Dynamic Wind Response เพียงแค่เดินมาคนละทางกันเท่านั้น
โดยหลักการทั้งสองวิธีควรให้ค่าสุดท้ายเท่ากัน แต่คิดว่าน่าจะไม่เท่ากัน แต่อาจจะไม่หนีกันมาก เนื่องจากมันเป็นค่าทางสถิติ จับหารกันไปมา คงเท่ากันได้ยาก
ถ้าใครได้ทำงานอื่นที่นอกเหนือจากลม อาจจะไม่เคยเห็นคำว่า Gust Response Factor ที่อยู่ในรูปแบบใน มยผ อีกเลย เนื่องจากเหมาะสำหรับ Random Vibration ชนิด Non-Zero Mean เท่านั้น ซึ่งก็ไม่ใช่จะพบได้ง่ายๆ
รูปสมการแบบใน ASCE จะค่อนข้างทั่วไปและใช้ได้กับ Excitation ได้หลายรูปแบบมากกว่า
ถ้าสังเกตในสมการ ASCE จะเห็นว่ามันคือ DAF หรือตัวคูณจากผลทาง Dynamic ถ้าโครงสร้างไหน Insensitive to dynamic จะพบว่าค่ามันเข้าใกล้ 1.0 ดังนั้นลมสุดท้ายที่เอาไปใช้ออกแบบโครงสร้างคือ 3-sec Gust Wind Speed
เหมือนที่ผมเคยอธิบายไปว่า ลมนั้นมี Peak Spectrum อยู่ที่คาบสูงมาก (หลักหลายสิบถึงร้อยวินาที) และไม่มามีผลกับโครงสร้างที่มีคาบต่ำๆ อย่างเช่นตึกเตี้ยๆ ไม่กี่ชั้นที่มีคาบเพียง 1-3 วินาที
ดังนั้นถ้าเราแปลงความเร็วลม 1 ชม ใน มยผ เป็นความเร็ว ลม 3 วินาที (ซึ่งแปลงได้ง่ายกว่าคำนวณค่า Gust Response Factor หรือ Dynamic Amplification Factor) และใช้ความเร็วลม 3 วินาทีในการคำนวณแรงกระทำต่อโครงสร้างนั้นก็ละเอียดเพียงพอแล้ว โดยไม่ต้องคำนวณค่าต่างๆ ที่แนะนำในโค๊ดให้ยุ่งยาก เนื่องจากผลทางพลศาสตร์ที่จะขยายแรงขึ้นกับตึกขนาดเล็กทั่วไปนั้นต่ำมาก
ที่ควรเน้น คือ ถ้าใครเริ่มที่ 3-Sec Gust Wind Speed มาตั้งแต่ต้น อย่าไปคำนวณ GRF มาคูณอีก ไม่งั้นค่าจะ Overdesign เพราะใน GRF มันมีผลของค่า Extreme Statistics ซึ่งเรารวมไปใน Gust Speed ไปแล้ว
เรื่องนี้ผมเคยเขียนแล้วในลิ้งค์ข้างล่าง ใครสนใจลองอ่านดู
Wind DAF in Building Code, 1-Mar-2020
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
