STEEL CONSTRUCTION TODAY & TOMORROW

(ฉบบท 50 เดอนเมษายน 2017) A Joint Publication of the Japan Iron and Steel Federation and

Japanese Society of Steel Construction

ฉบบภาษาไทย

หนงสอ Steel Construction Today & Tomorrow เวอรชนภาษาองกฤษ จะมการจดพมพปละ 3 ครง และ และมการกระจายไปยงผบรหาร และบคลากรของบรษทในกลมอตสาหกรรม และองคกรตางๆ ทวโลก วตถประสงคของหนงสอน คอการน าเสนอถงมาตรฐานและขอก าหนดทเกยวของกบการโครงสรางเหลก ตวอยางโครงการกอสรางยคใหม เทคโนโลยงานกอสรางอนทนสมย และหวขออนๆ ทเกยวของกบงานกอสรางอาคาร และงานวศวกรรมโยธา

เพอใหผอานชาวไทย ไดเขาใจบทความในหนงสอนไดดยงขน กไดมการด าเนนการ

จดเตรยมเวอรชนภาษาไทย เพอแนบไปกบหนงสอเวอรชนภาษาองกฤษ ในสวนของรปถาย ภาพและตาราง จะแสดงในเวอรชนภาษาไทยเฉพาะชอภาพและชอตาราง ซงควรตองดเวอรชนภาษาองกฤษประกอบไปดวยเพอความสมบรณชดเจนของเนอหา นอกจากนหากตองการอางองรายละเอยดในเชงเทคนค กโปรดอางองจากหนงสอเวอรชนภาษาองกฤษเปนหลก

ฉบบท 50 เดอนเมษายน 2017: สารบญ

หวขอพเศษ: สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน

การมอบรางวลแหงความส าเรจอนโดดเดนในป 2016 โดยสมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน สะพานแขวนคนขามชวงยาว 1 สนามฟตบอลเมองซยตะ 2 การใชระบบเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต (CFH) ส าหรบระบบอาคารพกอาศยโครงสรางเหลกหลายชน 3 กลไกการเกดความเสยหายของเหลกเชอมตอพนสะพานรปนว (steel finger joint) 4 ก าลงของจดเชอมของเหลกแผนก าลงสง 5 หวขอพเศษ: การปรบปรงโครงสรางอาคารและสะพานเพอตานทานแผนดนไหว ความเสยหายตอโครงสรางจากการเกดแผนดนไหว และการปรบเปลยนมาตรฐานการพจารณาระบบตานทานแผนดนไหวในประเทศญปน 6 ตวอยางโครงการปรบปรงโครงสรางเพอตานทานแผนดนไหว 8~16 อาคารพกอาศยคาวาระมาจ, อาคารโรงเรยนยากโมะ กาคเอน, อาคารสถานอาซากสะ, อาคารส านกงานใหญธนาคารชโกก, อาคารชนจกโนมระ, สะพานคาตาชนากาวะ, สะพานนชอเกะ

หวขอพเศษ: เหลกกลาไรสนม พฒนาการของโลหะเชอมก าลงสงส าหรบเหลกกลาไรสนม SUS304A 17

การด าเนนการของสมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน 18

หนาทระบแสดงตามวารสารฉบบภาษาองกฤษเลมท 50 ฉบบภาษาไทย: © สมาพนธเหลกและเหลกกลาแหงประเทศญปน 2017 The Japan Iron and Steel Federation 3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025, Japan โทรสาร: 81-3-3667-0245 โทรศพท : 81-3-3669-4815 ทอยอเมล: sunpou@jisf.or.jp เวบไซต: http://www.jisf.or.jp

1

ฉบบพเศษ: สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน การมอบรางวลแหงความส าเรจอนโดดเดนในป 2016 โดยสมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน

(หนา 1)

รางวลแหงความส าเรจอนโดดเดน สะพานแขวนคนขามชวงยาว “ทางเดนลอยฟามชมะ” รางวลชนะเลศ: บรษท คาวาดะ อตสาหกรรม และ บรษท โชได

สะพานแขวนคนขามทยาวทสดในประเทศญปน สะพานแขวน ฮาโกเนะ เซโรก มชมะ เปนสะพานแขวนคนขาม ทเมองมชมะ จงหวดชซโอกะ มชออยางเปนทางการวา “Mishima SKYWALK" หรอ ทางเดนลอยฟามชมะ มความยาวชวงทยาวถง 400 เมตร ซงถอไดวาเปนสะพานลอยคนขามทยาวทสดในประเทศญปน (รปท 1) ดวยเหตททตงของสะพานจะอยในต าแหนงทเหนววทวทศนของภเขาไฟฟจและอาวซรกะ ดงนนการออกแบบสะพานจงตองค านงถงความสวยงามทตองสอดคลองกบทศนยภาพทยอดเยยมเขากบทางเดนลอยฟามชมะซงเปนอาคารหลก นอกจากนงบประมาณทไดรบจากการกอสรางสะพานมาจากกองทนภาคเอกชนซงไมไดเกดขนบอยนกกบงานกอสรางขนาดใหญทวไป (อางอง ภาพท 1) การออกแบบตานทานแรงลมและวธการกอสราง

เพอใหสามารถกอสรางสะพานทมความสวยงามสอดคลองกบทศนยภาพอนนาทง เขากบสภาพแวดลอมทรายรอบ และเพอใหพฒนาพนทแหงนใหเปนแหลงทองเทยวทนาสนใจแหงใหม การออกแบบสะพานจงตองใหความส าคญใสใจในรายละเอยดทกขนตอน ตงแตการออกแบบรปรางรปทรงของทงสะพาน ความสวยงามของราวกนตก ไปจนถงสสนทเลอกใชของทงตวโครงสรางและผวทางเพอใหเขากบตวเสาตอมอ ซงทงหมดนนน ไดมภเขาไฟฟจเปนแรงบนดาลใจส าคญในการออกแบบ

ส าหรบการตรวจสอบความสามารถในการตานทานแรงลมของสะพานนน ไดมการ

พจารณาลกษณะของแรงลมทกระท าจากการส ารวจสภาพจรงทพนทกอสรางตลอดจนการวเคราะหกลศาสตรของไหล ผานการท าแบบจ าลองบนคอมพวเตอรของทงตวสะพานและสภาพแวดลอมโดยรอบ ซงท าใหสามารถหาความเรวลมเพอใชในการค านวณออกแบบได และนอกจากนกยงไดมการท าการทดสอบในอโมงคลมเพอยนยนผลการวเคราะหอกดวย (ภาพท 2)

จากผลการทดสอบอโมงคลม พบพฤตกรรมการกระพอแบบบดตวเกดขนทหนาตด

คานหลกของสะพานทมการตดตงเหลกตะแกรงขนาดกวาง 500 มลลเมตร ทกงกลางความกวางของสะพาน ซงท าใหตองมการตดแผนกนการกระพอทมมมทปลายเปนมมฉาก (90) ตลอดจนขยายความกวางของแผนตะแกรงเหลกเปน 630 มลลเมตร และตดแถบกวาง 20 มลลเมตรทบรเวณขอบ ซงสามารถชวยลดปญหาการกระพอไดเปนอยางด (ดรปท 2)

ส าหรบขนตอนของการกอสรางนน ภายหลงจากทกอสรางเสาตอหมอหลกเสรจสน กเปนขนตอนของการโยงเชอกน า (pilot rope) และการตดตงทางเดนส าหรบชางผดแลสะพาน ตลอดจนการตดตงสายเคเบลส าหรบแขวนสะพาน โดยโครงสรางสวนบนของสะพานไดถกตดตง ดวยวธการทเรยกวา Cable crane method ดวยเหตผลจากสภาพพนททเปนหบเขานะต าแหนงทมการกอสราง

แมวาการกอสรางสะพาน จะด าเนนการในชวงทสภาพอากาศคอนขางจะ

รนแรง โดยเฉพาะอยางยงจากลมทพดเขามาจากอาวซรกะ เกดหมอกหนาทบเขาปกคลม ตลอดจนหมะทตกในชวงฤดหนาว รวมไปจนถงสภาพภมประเทศตามแนวหบเขาทไมเหมอนสภาพงานกอสรางทวไป แตสะพานนกกอสรางแลวเสรจอยางสมบรณ และเปดใหบรการไดอยางปลอดภย ในเดอนธนวาคม 2015 ภาพท 1 ภาพรวมโดยรอบของทางเดนลอยฟามชมะ ภาพท 2 การทดสอบอโมงคลม รปท 1 แบบแสดงลกษณะทวไปของทางเดนลอยฟามชมะ รปท 2 ภาพตดขวางของทางเดนลอยฟามชมะ

2

Fig. 1 General Drawing of Mishima SKYWALK

Photo 1 Full view of Mishima SKYWALK

Photo 2 Wind tunnel tests

ElevationElevation

PlanPlan

Fig. 2 Section of Mishima SKYWALK

3

(หนา 2)

รางวลแหงความส าเรจอนโดดเดน

โครงสรางระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหวส าหรบโครงหลงคา สนามฟตบอลเมองซยตะ รางวลชนะเลศ: บรษท ทาเกนากะ สนามฟตบอลเมองซยตะ เปนสนามเหยาของทม “กมบะ โอซากา” ซงเปนสนามฟตบอลทอยในสงกดของสมาคมฟตบอลญปน (J League) เปนสนามกฬาแหงแรกในประเทศญปนทกอสรางดวยเงนบรจาคของแฟนฟตบอลและบรษทเอกชนหลายราย

ในชวงของการออกแบบ คณะกรรมการไดเลอกรปแบบสนามใหเปนแบบยโรปซงม

ลกษณะทเรยบงายและมขนาดกระทดรด โดยส าหรบในสวนโครงหลงคา ไดออกแบบใหมรปรางทสะทอนถงภาพของผเลนทยนไหลชนไหลกน และมความกลมกลนเขากบโครงสรางสวนอนๆ (ภาพท 1 และ ภาพท 2) โครงถกสามมต และระบบโครงสรางหลงคาแบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว

โครงถกสามมตและระบบโครงสรางหลงคา แบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว (seismic-isolation) ไดถกน ามาใชกบโครงสรางหลงคาของสนามกฬาแหงน โครงถกสามมต เปนระบบโครงสรางทชนสวนตางๆ ของโครงถกถกจดวางใหอยในมตทงสามมต คอทางดาน ทางสน ดานยาว และในทศทาง 45° ซงแตกตางจากโครงถกโดยทวไป ทจะจดเรยงชนสวนตางๆ ใน 2 มต สงผลใหโครงถกสามมตสามารถตดตงกบชวงความยาวทแคบลงได ท าใหน าหนกของเหลกโครงสรางทใชลดลงไดมาก โดยส าหรบระบบ แยกสวนเพอตานทานแผนดนไหวทใช ประกอบไปดวย ฐานรองแบบยางเสรมชนเหลกทมความหนวงสง (high-damping laminated rubber bearing) จ านวน 8 ตว และฐานรองทอ านวยใหเกดการเคลอนทแบบเชงเสนในแนวทก าหนด (linear-motion sliding bearing) อก 8 ตว ความเรงตอบสนองและแรงกระท าทลดลง รปท 2 แสดงการเปรยบเทยบระหวาง ผลตอบสนองสงสดตอโครงสราง จากการเกดแผนดนไหว ตามทศทางในแนวแกน x ของ (a) โครงสรางทมระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว และ (b) โครงสรางทไมมระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว ผลทปรากฏแสดงใหเหนไดอยางชดเจนวาโครงสรางทมระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว สามารถลดความเรงตอบสนองไดราว 10% เมอเทยบกบโครงสรางทไมมระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว นอกจากนยงสามารถสงเกตเหนไดอยางชดเจนวาความเรงตอบสนองของโครงสรางทมระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว ในทศทางแกน z ซงเปนสวนคานยน กจะสามารถลดลงไดราว 10% ซงทงหมดนพอจะสรปไดวาโครงสรางทมระบบแยกสวนเพอตานทานแผนดนไหว ไมเพยงแตจะสามารถอ านวยความปลอดภยใหกบโครงสรางหลกเทานน แตยงรวมถงความปลอดภยของทางเดนซอมบ ารงและระบบไฟสองสวางอกดวย

รปท 3 แสดงไดอะแกรมของแรงในแนวแกนทไดจากผลการวเคราะหแบบสถต (คาบยาว + แรงจากผลของอณหภม (+30C)) ในขณะทแรงผลกมคาราว 5,867 กโลนวตน เกดขนกบโครงสรางทไมมระบบแยกฐาน แตส าหรบอาคารทมระบบแยกฐาน แรงในแนวราบทเกดขนทฐานรองมคาเขาใกล 0 ซงสงผลใหสามารถลดขนาดเสาโครงถกจาก 1.5 x 6 เมตร ลงเหลอ 1.5 x 1.5 เมตร

รปท 3 แสดงไดอะแกรมของแรงในแนวแกนซงค านวณไดจากการวเคราะหแรง

แบบสถต

ส าหรบโครงการน การออกแบบจดวางผงทพอเหมาะ การออกแบบวางแผนระบบ

โครงสรางทด และการน าเทคโนโลยเขามาผสมผสานสงผลใหโครงสรางมประสทธภาพทสง การกอสรางสามารถท าไดอยางรวดเรวภายในงบประมาณทเหมาะสม

ภาพท 1 ภาพโดยรอบ ภาพท 2 ภาพภายใน รปท 1 การจดวางชนสวนโครงถกในมตตางๆ ทง 3 มต รปท 2 ลกษณะของความเรงตอบสนองสงสด (มลลเมตรตอวนาทก าลงสอง)

4

Photo 1 Full view

Photo 2 Inner view

Fig. 3 Static Analytical Results

Thrusting force:5,867 kN

Thrusting force:5,867 kN

Thrusting force: Nearly 0Thrusting force: Nearly 0

Thrusting force: 29 kNThrusting force: 29 kN

Non-seismic-isolationNon-seismic-isolation Seismic-isolationSeismic-isolation

Axial forceAxial force

(Axial force diagram: Long period+Temperature load (+30°C), kN)

Fig. 1 Parallel-cross Truss Arrange-ment and 3D Truss Structure

ColumnColumn Truss beam Truss beam 90 m90 m

220 m220 m

(a) Parallel-cross truss arrangement(a) Parallel-cross truss arrangement

(b) 3D truss structure(b) 3D truss structure

T2 truss (span: 95.1 m)

T2 truss (span: 95.1 m)

T1 truss (span: 98.6 m)T1 truss (span: 98.6 m) T3 truss

(span: 52.3 m)T3 truss (span: 52.3 m)

T4 truss (span: 37.4 m)T4 truss (span: 37.4 m)

High-damping laminated rubber bearingHigh-damping laminated rubber bearingLinear-motion sliding bearingLinear-motion sliding bearing

Fig. 2 Profile of Maximum Response Acceleration (mm/s2)(X-direction component at x-direc-tion level 2 seismic motion)

(a) Seismic-isolation(a) Seismic-isolation

(b) Non-seismic-isolation(b) Non-seismic-isolation

X-directionX-direction

X-directionX-direction

Max 23,491Max 23,491

Max 1,788Max 1,788

5

(หนา 3)

รางวลแหงความส าเรจอนโดดเดน

การใชระบบเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต (CFH) ส าหรบระบบอาคารพกอาศยโครงสรางเหลกหลายชน รางวลชนะเลศ: บรษท ทาเกนากะ และ บรษท นปปอนสตล แอนดซมโตโมเมททล

ในงานกอสรางอาคารพกอาศยทมความสงปานกลางถงอาคารพกอาศยทมความสง

คอนขางมาก ระบบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกเปนระบบทนยมน ามาใชเนองจาก เปนระบบทใหสมรรถนะคอนขางด และมราคาคากอสรางไมสงมากนก แตอยางไรกดระบบโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก ไมไดตอบโจทยทางดานสงแวดลอมและดานแรงงานกอสรางทตองใช เราจงไดมการพฒนาระบบโครงสรางทมการน าระบบโครงรอบนอกอาคารทท าจากเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต (outer frame CFH®) เขามาใชทดแทนเพอขจดประเดนปญหาทกลาวในขางตนตลอดจนเปนการท าใหโครงสรางเกดความสวยงาม ซงในปจจบนกไดมการใชระบบ CFH นมากยงขนส าหรบโครงการกอสรางบานพกอาศยทวๆ ไป

เปาหมายและลกษณะทวไปของ ระบบเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต เปาหมายหลกในการพฒนาระบบระบบเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต หรอ CFH ในการกอสรางอาคารพกอาศย ประกอบไปดวย เปาหมายดานการลดระยะเวลาในการกอสรางใหสนลง เปาหมายการขจดปญหาการขาดแคลนแรงงาน เปาหมายดานสมรรถนะของตวอาคารทตองการใหทนทานตอการเกดแผนดนไหวขนาดใหญ และเปาหมายดานการอ านวยความยดหยนตอการเปลยนแปลงการใชงาน ตลอดจนพนทใชสอยภายในทโอโถง และการประหยดคาใชจายซงเปนปจจยส าคญในงานกอสรางอาคารคอนกรตเสรมเหลกทวๆ ไป เปาหมายตางๆ ดงกลาวนสงผลใหเกดการพฒนาระบบโครง CFH ซงเปนเทคโนโลยการกอสรางอาคารพกอาศยแบบใหมทใหคณคามากกวาระบบโครงสราง คอนกรตเสรมเหลกทวๆ ไป โดยเฉพาะอยางยงความโอโถงทเพมขนของพนทใชสอยภายในดวยขนาดเสาและคานทเลกลง ประโยชนของการน าระบบระบบ CFH มาใชในการกอสรางไมเฉพาะจดเดนททงใหความแขงแรงและความสามารถในการตานทานแผนดนไหวทดเทานน แตยงชวยใหผออกแบบมอสระในการจดวางพนทใชสอยและการวางผงอาคาร ตลอดยงชวยใหงานกอสรางมประสทธภาพสามารถท างานไดรวดเรวยงขน ซงประโยชนทงหมดนเปนสงทไดจากการใชระบบ CFH ส าหรบโครงรอบนอกของอาคาร และการแยกระบบตานทานแผนดนไหวใหอสระจากกนในสองทศทางทตงฉากกนตามแนวผงของอาคาร อนสงผลใหเกดคณคาทสงกวาโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก ทงการลดระยะเวลาในการกอสรางอาคารคอนกรตเสรมเหลก และการลดปรมาณคานทซอนอยใตฝาเพดานภายในหองพก ตลอดจนการเพมพนทใชสอยของอาคารใหกวางขวางโอโถงมากยงขน ขยายความสงระหวางพนถงฝาเพดานใหเตมท (อางอง รปท 1 และ 2)

การด าเนนโครงการกอสรางจรง และความส าเรจทไดรบ

ระบบโครงรอบนอกทท าจากเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต (CFH) ไดมการน าเขามาใชกบโครงการกอสรางบานพกอาศยในเขตพนทคามาอช ซงไดรบความเสยหายจากการเกดแผนดนไหว Great East Japan ในป 2011 ซงแมวาจะมขอจ ากดดานแรงงานทจ ากดในเขตคามาอชและเขตโตโฮก อนเปนเขตพนทภยพบต การกอสรางอาคารพกอาศยทมความสงปานกลาง ระดบความสง 8 ชน และ 5 ชน (ดงภาพท 1) กยงสามารถกอสรางไดแลวเสรจภายใน 1 ป ซงเปนระยะเวลากอสรางประมาณ 2 ใน 3 ของการกอสรางอาคารคอนกรตเสรมเหลกทวไป โดยส าหรบการปฏบตงานปกต ผนงเหลกแผนพบขนลอน (corrugated steel plate panel wall) ไดถกน ามาตดตงตามดานสน และส าหรบขอตอระหวางเสาและคาน CFH กไดมการพฒนาปรบปรงใหมเพอเพมสมรรถนะในการตานทานแผนดนไหว และเพมประสทธภาพในการกอสราง

ถอไดวาการใชระบบโครงรอบนอกอาคารทท าจากเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรตน ประสบความส าเรจอยางมาก ในดานการสนองตอบตอความตองการจากหนวยงานทองถนภาครฐ และประชาชนในพนท ทมความตองการอยางเรงดวน ซงแนนอนวาวธการกอสรางระบบโครงเหลกระบบใหมนจะไดรบการพฒนาเพมเตมใหเกดความสมบรณมากยงขนในล าดบถดไป รปท 1 ภาพรวมของระบบโครงรอบนอกและดานในอาคารทท าจากเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต รปท 2 รายละเอยดของระบบโครงรอบนอกอาคารทท าจากเสาเหลกรปตวเอชหมดวยคอนกรต ภาพท 1 ภาพภายนอกมองจาก courtyard

6

▐

▐

▐

▐

Short-side direction:Column 500×250

Independent footing foundationShort-side direction:Securement of rigidityImprovement of seismic resistance

Elimination of pile foundation due to lightweight structure

Beam 500×200

Column 650×300

Beam 600×300

Concrete-filled steel frame member (CFH member)

Outer long-side direction: Outer frameInner frame

Spread foundationCorrugated steel plate wall panel

H-shape ▐

Outer frame columnLower-story section: CFH memberUpper-story section: ALC fireproof covering

Outer frame CFH beam (hot-dip galvanized)Concrete placement at adjacent execution yard

Hollowed composite slab+Cast-in-place concrete

Tie-beam for installationRust-preventive paint

Inner frame columnALC, lining rockwool and other fireproof coverings

CFH beam endNon-bracket method:No concrete filling for beam end, temporary installation using bolt, on-site welding of beam end

Detail of framing structure

(Photo: Hiroyuki Oki, Blue Hours)

Photo 1 Appearance seen from courtyard

Fig. 1 Outline of Outer Frame CFH MethodFig. 2 Detail of Outer Frame CFH Method

7

(หนา 4)

รางวลวทยานพนธยอดเยยม

กลไกการเกดความเสยหายของเหลกเชอมตอพนสะพานรปนว (steel finger joint) ของสะพานทางหลวง ผชนะเลศ: ชเฮอ ซากาอ บรษท ทางดวนเซนทรล นปปอน จ ากด, ชอจ โอโนะ สถาบนวจยวธและเครองจกรกลงานกอสรางแหงประเทศญปน และ ศาสตราจารย คาซโอะ ทาเทอช มหาวทยาลยนาโกยา

รอยตอเผอการขยายตวทตดตงบนสะพานมกพบความเสยหาย โดยในบางกรณ ความเสยหายทเกดขนอาจสงผลตออบตเหตรายแรงบนทองถนนได รปท 1 แสดงใหเหนถงตวอยางความเสยหายทเกดขนกบรอยตอเผอการขยายตว ทมการใชเหลกเชอมตอพนสะพานรปนว (steel finger joint) ซงตดตงขนในชวง ค.ศ.1950 - 1960 ซงพบความเสยหายหลงผานการใชงานมาราว 40 ป โดยในระหวางการด าเนนการตรวจสอบ การซอมแซม และการบ ารงรกษา มความจ าเปนทจะตองจดการการจราจรใหม อนสงผลใหเกดปญหาการจราจรทตดขด และความเสยงตอชางซอมบ ารงทอาจถกรถยนตเฉยวชน ซงกอใหเกดความเปนกงวลในหมพนกงานขององคกรทเกยวของกบการบรหารจดการเสนทางดวน ความเสยหายทวไปทพบ

ไดมกจกรรมการส ารวจสภาพภายนอก และลกษณะการแตกราวเกดขนกบ steel finger joint ควบคไปกบการวเคราะหสาเหตความเสยหายทเกดขน พบวาความเสยหายทปรากฏมลกษณะทคอนขางจะคลายคลงกน ความเสยหายทเกดขนกบ steel finger joint มกเกดจากแรงทกระท าจากลอรถและการสกกรอนทเนอเหลก โดยต าแหนงความเสยหายทตรวจพบมดงน

ต าแหนงรอบรอยเชอมของสลกสมอรปทรงแผนเหลก (plate-shaped anchor) ทเชอมตดกบแผนปดผว (face plate) ซงฝงเขาไปในพนคอนกรตเสรมเหลก

รอบรอยเชอมของ rib ทเชอมตดกบแผนปดผวและ web

รอบรอยเชอมทแผนปดผวของ web

ทบรเวณแผนปดผว และต าแหนงปลายของ web ทแตกราว

นอกจากน ยงพบวาซเมนตทอยดานในของแผนปดผวจะถกบดจนแตกและรวงหลดออก อนเนองมาจากแรงทกระท าจากลอรถ ความเสยหายทปรากฏมลกษณะเปนรปแบบทเรยกวา Beach Mark pattern ดงแสดงในรปท 2 โดยยงพบการแตกราวอนเนองจากการลา ณ ต าแหนง root weld แพรกระจายออกไปในแนวราบในบรเวณแผนปดผว นอกจากนยงพบการสญเสยขนาดหนาตดอนเนองมาจากทชนสวนเกดการแตกราวขน เปนทชดเจนวาสงทปรากฏจากการส ารวจ สามารถสรปถงสาเหตหลกของความเสยหายทเกดขนกบ steel finger joint ซงสาเหตตางๆ มาจากปญหาการสกกรอนอนเกดขนจากการสมผสกบน าบนผวถนนทไปคางอยระหวางซเมนตทแตกเสยหายและแผนปดผว ตลอดจนปญหาจากการลาของผลตภณฑเหลกทเกดขนจากการเสยรปของแผนปดผวอนเนองมาจากแรงกระท าจากลอรถ ดงรายละเอยดทไดน าเสนอขางตน

การตรวจสอบกลไกความเสยหาย

ในการศกษาโครงการนไดมการท าการวเคราะห ดวยการท าแบบจ าลองโครงสรางบนคอมพวเตอร หรอ finite element modeling (FEM) ของ steel finger joint เพอพจารณาถงประเภทของรถทมโอกาสสงผลใหเกดหนวยแรงภายในขนจนท าใหชนสวน steel finger joint เกดความเสยหายตลอดจน การตรวจสอบกลไกความเสยหายทเกดขนกบ steel finger joint รปท 3 แสดงใหเหนถงความสมพนธระหวางระดบของหนวยแรงทเกดขนในแผนปดผวและความยาวของรอยแตกราวใน web ซงพอจะสรปไดจากรปวา การแตกราว ทเปน web cracking มความสมพนธทสอดคลองกนกบการแตกราวทแผนปดผวอนเนองมาจากการลา

■

รปท 1 ตวอยางความเสยหายทเกดขนทเหลกเชอมตอพนสะพานรปนว รปท 2 รอยแตกทแผนปดผว รปท 3 ความยาวของรอยแตกท web และขนาดของหนวยแรงทแผนปดผว

8

1996:

1996-2005:

Graduated from Graduate School of Gifu UniversityEngineer, Japan High-way Public Corporation

(representative author)

2005-2010:

2010-:

Chief Researcher, Nippon Expressway Re-search Institute Company Limited (seconded)Subleader, Construction Department, Central Nippon Expressway Company Limited

Shuhei Sakai

Fig. 1 Example of Damage to Steel Finger Joint

Face-plate: 35 kg in weight, about 1 m in length

Fig. 2 Fracture Surface of Face-plate

FP Pitted corrosion

Slab side

Beach markpattern

Cracking expands in the surfaceplate excluding its surface section

Grinding andpolishing

Pitted corrosion

Slab side

Beach markpattern

Cracking expands in the surfaceplate excluding its surface section

Grinding andpolishing

WP

Root gap

Fig. 3 Web Cracking Length and Stress Range at Face-plate

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

0 200 400 600 800

Stre

ss ra

nge

at fa

ce-p

late

(N/m

m2 )

Web cracking length (mm)

e section f section g section h section e section

h section

f section

g section

Slab side Finger side

9

(หนา 5)

รางวลวทยานพนธยอดเยยม

ก าลงของจดเชอมของเหลกแผนก าลงสงประกอบเปนรปตวเอช ดวยลวดเชอมก าลงต ากวา รางวลชนะเลศ: เกนโตะ ยามาโมโต คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกยวโต และศาสตราจารย เคอชโร ซอตะ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกยวโต การใชงานเหลกก าลงสง เกรด H-SA700

การศกษาในหวขอนไดเนนไปทเหลก เกรด H-SA700 ซงเปนเหลกก าลงสงทพฒนาขนส าหรบงานอาคาร ซงแมวาเหลกดงกลาวจะมก าลงรบแรงดงราว 2 เทาของเหลกทวไป แตอตราสวนคราก (yield ratio) จะมคาราว 98% ซงท าใหสามารถมนใจไดวาโครงสรางจะมพฤตกรรมอยในชวง อลาสตก

ซงดวยขอจ ากดในการผลตเหลกรปพรรณรปตวเอชดวยวธการรดรอน การผลต

โดยทวไปจงมกผลตขนจากเหลกแผนก าลงสงมาเชอมประกอบเขาดวยกน ซงหากอางองจากแนวทางการเชอมเหลกก าลงสง H-SA700 ส าหรบงานอาคารแลว วสดเชอมทระบใหสามารถน ามาใชได จะเปนวสดเชอมทมก าลงต ากวาเหลกแผนทน ามาใช ดงนนจงอาจสรปไดวา การใชลวดเชอมก าลงต ากวาในการเชอมประกอบเหลกแผนก าลงสงเกรด H-SA700 ส าหรบงานอาคารดวยวธการเชอมพอก สามารถกระท าไดอยางไมผดกตกาใดๆ กระบวนวธในการตรวจสอบความแขงแรงของรอยเชอมทใชลวดเชอมก าลงต ากวา

ในกรณทมแรงแผนดนไหวกระท ากบโครงสรางอาคาร ทกอสรางดวยองคอาคารทมหนาตดรปตวเอชเชอมประกอบขนจากเหลกแผนก าลงสงดวยลวดเชอมก าลงต ากวา ส าหรบใชท าเปนเสาและคาน ดวยเหตทคาหนวยแรงดงทจดครากของลวดเชอมมคาต ากวาของเหลกแผนเกรด H-SA700 ณ ต าแหนงทมการเชอมประกอบจะเปนจดทเกดแรงเฉอนขนมาก อนกอใหเกดความเสยงตอการแตกราวของรอยเชอมพอก (fillet) นอกจากน จะเกดความเคนทคอนขางสงเกดขนทบางต าแหนงในเสาอนเนองจากแรงดงจากปกคาน ซงสงผลใหเนาเสาทมการเชอมพอกจะมความเสยงตอการแตกราวได

เพอเปนการปองกนปญหาทอาจเกดขนกบรอยเชอมพอกเหลาน จงไดมการ

ทดสอบแรงดดดวยวธทเรยกวา 4 point bending และการทดสอบแรงดงเฉพาะจด เพอตรวจสอบวารอยเชอมพอกมความแขงแรงเพยงพอไหม นอกจากนนแลว กไดมการทดสอบโครงรปกากบาทเพอทดสอบความแขงแรงของจดตอระหวางเสากบคาน โดยออกแบบการทดสอบใหมลกษณะใกลเคยงกบการตอโครงสรางจรง ตลอดจนกระบวนการทใชในยนยนความแขงแรงของรอยเชอมกไดมการตรวจสอบเพมเตมดวย (รป และ ภาพ) อปกรณตางๆ ทใชในการทดสอบโครงกากบาท กลไกการแตก 1 กลไกการแตก 2 ก าลงสงสดในแตละชวง

10

2014:

2014:

Graduated from the mas-ter’s course at the Gradu-ate School of Engineer-ing, Kyoto UniversityEntered Tohata Architects & Engineers, Inc.

Gento Yamamoto

Col

umn

flang

eC

olum

n fla

nge

Panel Panel

Photo 1 At the stage of maximum strength of peripheral fillet weld of cruciform framing test specimen (fracture of peripheral fillet weld)

Q- Q

PinPin

Laterally stiffening jigLaterally stiffening jig

Linking memberLinking member

Fig. 1 Loading Device Used for Cruci-form Framing Test (unit: mm)

Rs

ρs

θs

wsQu

Fig. 2 Fracture Mechanism 1 Set Based on 4-point Bending Test Results (damage to peripheral side fillet weld)

Fig. 3 Fracture Mechanism 2 Set Based on 4-point Bending Test Results (damage to front fillet weld)

Rf

ρfθf

wfQu

11

หวขอพเศษ: การปรบปรงโครงสรางอาคารและสะพานเพอตานทานแผนดนไหว (หนา 6~7) ความเสยหายตอโครงสรางจากการเกดแผนดนไหว และการปรบเปลยนมาตรฐานการพจารณาระบบตานทานแผนดนไหวในประเทศญปน

การปรบมาตรฐานอาคาร ประเทศญปนเปนประเทศทมประวตการเกดแผนดนไหวมากทสดประเทศหนง โดยหากยอนกลบไปกวาครงศตวรรษ ไดปรากฏถงบนทกเหตการณการเกดแผนดนไหวเปนจ านวนมาก ซงจากความเสยหายทเกดขนกบตวโครงสรางดงทตรวจพบ ไดแสดงใหเหนถงมความจ าเปนทตองมการปรบปรงกฎหมายควบคมงานกอสรางและมาตรฐานการออกแบบโครงสรางเพอตานทานเปนไหว (ตารางท 1)

จากการเกดแผนดนไหวโตกาช-โอก ในป 1968 ความเสยหายสวนใหญไดปรากฏ

กบอาคารโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก ซงรปแบบความเสยหายมลกษณะเปนการแตกราวอนเนองจากแรงเฉอนทเกดขนกบเสาสน (short column) จากเหตการณแผนดนไหวดงกลาว กฎหมายควบคมอาคารของประเทศญปนกไดมการปรบปรงขนในป 1971 โดยในรายละเอยดไดมการปรบเปลยนระยะหางระหวางเหลกปลอกใหถยงขนเพอปองกนความเสยหายอนเนองจากแรงเฉอนทเกดขนกบเสาสนน ตารางท 1 เหตการณแผนดนไหวครงใหญ และการบงคบใชกฎหมายควบคมอาคารในประเทศญปน

มาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหม

สบเนองมาจากการพฒนาเทคโนโลยในการค านวณวเคราะหโครงสราง สงผลท าใหวธการทใชในการออกแบบโครงสรางตานทานแผนดนไหว ไดมการพจารณาคณสมบตเชงพลวต (dynamic properties) เขามาดวย ซงกระทรวงกอสราง (ณ เวลานน) กไดมการด าเนนโครงการ "การพฒนาวธการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหม " ซงมระยะเวลารวมทงสน 5 ปเรมตงแตป 1972 กระบวนวธทใชในการออกแบบวธใหมนไดมการตรวจสอบยอนกลบดวาสอดรบกบความเสยหายทเกดขนอนเนองจากเหตการณแผนดนไหว มยากเคน-โอก ในป 1978 หรอไม จากสงผลใหกฎหมายควบคมอาคารไดมการเปลยนแปลงปรบปรงครงใหญในป 1981 ตามมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหมน

จากการด าเนนงานดงกลาว จงไดมการน าเสนอมาตรฐานการออกแบบตานทาน

แผนดนไหววธใหมในเชงเทคนค โดยมเปาหมายส าคญ 2 ประการ คอ: อาคารจะตองไมเกดความเสยหายใดๆ เมอเกดเหตการณแผนดนไหวขนาดกลางขน

ซงคอนขางเปนไปไดมากทจะมโอกาสเกดขนไดหลายครงตลอดอายการใชงานอาคาร อาคารจะตองไมพงถลมลงมา เมอเกดเหตการณแผนดนไหวขนาดใหญ ซงอาจจะ

เกดขนไดไมกครงตลอดอายการใชงานอาคาร

ในรายละเอยดการค านวณออกแบบ กระบวนการในการออกแบบตามมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหม จะมอย 2 ระดบ: ส าหรบแผนดนไหวขนาดกลางจะใชวธการออกแบบโครงสรางทระดบอลาสตก (elastic stress design) เพอปองกนไมใหระบบโครงสรางเกดความเสยหายใดๆ เมอเกดแผนดนไหวขนาดกลางขน และ การออกแบบโครงสรางทระดบสงสด (Ultimate stress design) ซงตองมการพจารณาสมรรถนะของโครงสรางในชวงทเปนอลาสตก-พลาสตก โดยมเปาหมายส าคญ

คอเพอปองกนความสญเสยตอชวตของผใชอาคาร ซงนบตงแตไดมการประกาศ บงคบใชมาตรฐานฉบบดงกลาวน อาคารมากมายในประเทศญปนกไดมการน าไปใชเปนหลกเกรฑอางองในการออกแบบ

ความเสยหายทเกดขนอยางรนแรงจากเหตการณแผนดนไหวเกรทฮนชน ในป 1995 ไดเกดเหตการณแผนดนไหวขนาดใหญทชอวา แผนดนไหวเกรทฮนชน

(Great Hanshin Earthquake) อาคารจ านวนมากไดเกดความเสยหายจนอยางรนแรง บางอาคารถงกบพงถลมลงมา การแตกฉกขาดของโครงสรางหลายต าแหนง เชนทบรเวณจดตอของโครงแกงแนงรบแรงดานขาง ทบรเวณจดตอระหวางเสาและคานของอาคารทกอสรางกอนป 1981 ดงนนแลวในมาตรฐานการออกแบบโครงสรางวธใหมจงไดใหความส าคญกบการออกแบบจดตอโครงสรางเปนส าคญ (ดภาพท 1)

ส าหรบโครงสรางอาคารคอนกรตเสรมเหลก ไดตรวจพบความเสยหายหลายแหง

กบอาคารทกอสรางกอนป 1971 และนอกจากนแมวาจะส ารวจพบการแตกราวอนเนองมาจากการดดตวของเสาอาคารทกอสรางขนในชวงระหวางป 1972 ถง 1981 แตอยางไรกดในหลายกรณ ความเสยหายดงกลาวกไมไดสงผลตอการพงถลมของอาคาร สงหนงทปรากฏคออาคารสวนใหญทกอสรางภายหลงจากป 1981 จะพบความเสยหายเกดขนเพยงเลกนอย ภาพท 2 แสดงใหเหนถงความเสยหายทเกดขนจากแรงแผนดนไหว ทกระท ากบอาคารคอนกรตเสรมเหลกซงไดมการออกแบบตานทานแรงแผนดนไหวตามกฎหมายควบคมอาคาร ซงพอจะสรปไดวารปแบบความเสยหายเกดขนจะขนกบปทด าเนนการกอสรางอาคาร

รปท 1 แสดงใหเหนถงตวอยางของระดบความเสยหายทเกดขนกบโครงสราง

อาคารโรงเรยนระบบคอนกรตเสรมเหลกซงไดมการเขาส ารวจภายหลงจากชวงทมการเกดแผนดนไหว Great Hanshin จากในรป ไดมการแบงชวงเวลาการกอสรางออกเปนสามชวง คอ ชวงกอนป 1971 ชวงระหวางป 1972 ถง 1980 และชวงภายหลงจากป 1981 ระดบความเสยหายกไดแบงออกเปน 3 ระดบคอ ระดบทไมเกดความเสยหายถงความเสยหายเลกนอย ระดบความเสยหายปานกลาง และระดบความเสยหายรนแรงกระทงถงการพงถลมของอาคาร จากการส ารวจพบวาการวบตเสยหายของอาคารมกจะพบในอาคารทกอสรางกอนป 1971 ในทางกลบกน กจะไมคอยพบความเสยหายกบอาคารทกอสรางขนในชวงป 1981 หรอหลงจากนน ซงแสดงใหเหนถงประสทธภาพของมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหมซงไดมผลบงคบใชในป 1981

ในชวงเวลานนไดมการเปลยนแปลงดานปรชญาหรอแนวทางการพจารณาเกดขน

มากมาย ตวอยางเชน ความตระหนกถงความสญเสยตอเศรษฐกจอนเนองมาจากภยพบตในรปแบบตางๆ การประเมนมลคาของโครงสรางอาคารในมมของสนทรพยทางสงคม และการน าหลกการของการวางแผนทางธรกจในชวงการเกดภยพ บต (BCP: Business continuity planning during disasters) เขามาใช โดยทายทสดรฐบาลกไดประกาศกฎหมายฉบบใหมเขามาใชในป 1995 ซงเปนทรจกกนทวไปวา "กฎหมายเพอสงเสรมการปรบปรงอาคารนนทานแผนดนไหว" โดยมเปาหมายเพอสนบสนนใหมการปรบปรงเสรมก าลงอาคารเกาทมอยเดม ภาพท 1 ความเสยหายตอโครงสรางเหลก จากเหตการณแผนดนไหว Great Hanshin ภาพท 2 ความสมพนธระหวางความเสยหายจากแผนดนไหวและมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหว รปท 1 ระดบของความเสยหายตออาคารโรงเรยน เทยบกบปทกอสราง

12

การปรบปรงอาคารเกาเพอตานทานแผนดนไหว

เปาหมายหลกในการปรบปรงอาคารเกาใหมความสามารถตานทานดนไหวไดดเพยงพอเทยบเทากบอาคารทสรางขนใหมตามมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหมคอ เพอเสรมใหอาคารเกาทใชงานอยนอยมคณคาทเพมมากขนแกผใชอาคาร โดยส าหรบกรณสวนใหญแลวอาคารทสนใจ จะเปนอาคารทกอสรางกอนป 1981 ซงตองการใหมความสามารถตานทานแผนดนไหวไดดยงกวาอาคารทกอสรางตามตามมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหววธใหม โดยวธการในปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวจะแบงเปน 2 ระดบคอ:

การเพมก าลงใหกบตวโครงสราง เชน การตดตงผนงรบแรงเฉอนหรอโครงแกงแนง

หรอโครงรอบนอกอาคารใหกบอาคารเกา (รปท 2a และ 2b) การกระจายแรงภายนอกไปสสวนตางๆ ของอาคาร ประกอบไปดวย 2 แนวทาง คอ

การควบคมการสนดวยการใช อปกรณหนวง หรอ damper ตดตงเขากบอาคารเดม (รป 2c) และ การตดตงระบบแยกฐาน หรอ base isolator (รป 2d)

วธการทวไปทใชในการเสรมก าลงและความแขงแรงใหกบอาคารเหลกคอการเสรม

ขนาดหนาตดดวยการใชแผนเหลก เหลกรปพรรณ หรอแผนเสรมก าลง (stiffener) และส าหรบอาคารคอนกรตเสรมเหลกกมการใชเหลกแผนหรอแผนคารบอนไฟเบอรพนรอบเสาอาคาร

รปท 3 แสดงใหเหนถงแนวโนมของจ านวนอาคารทมการน าระบบควบคมการสน

และระบบแยกฐานเขามาใช จะเหนวาไดมการน าระบบควบคมการสนเขามาใชกบอาคารสงในประเทศญปนเพมขนเปนจ านวนมากนบตงแตเกดเหตการณแผนดนไหว Great Hanshin ขน ปรมาณสะสมของจ านวนอาคารทน าระบบควบคมการสนค ามาใชมจ านวนถงราว 1,000 อาคาร ในขณะทระบบแยกฐานไดมการน ามาใชกบอาคารหลากหลายประเภทตงแตอาคารของรฐบาล อาคารส านกงาน ไปจนถงอาคารทอยอาศย โดยปรมาณสะสมของจ านวนอาคารทมการน าระบบแยกผานเขามาใชมจ านวนสงถงราว 3,000 อาคารนบตงแตมการเกดเหตการณแผนดนไหว Great Hanshin ขน

รปท 2 วธการทใชในการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว รปท 3 การใชงานระบบควบคมการสนและระบบแยกฐานทเพมขนส าหรบงานอาคาร

มาตรการส าหรบภยจากคลนยกษสนามและแผนดนไหวคาบยาว

เหตการณแผนดนไหว Great East Japan ในป 2011 ไดกอใหเกดคลนยกสสนามซงสงผลใหเกดความเสยหายอยางรนแรงในบรเวณโดยรอบพนทโตโฮกและคนโต มผสญหายไดผเสยชวตราวเกอบ 20,000 คนและอาคารกวา 100,000 หลงไดถกท าลายและถกพดลอยไปตามกระแสน า อนเปนการตอกย าถงมหนตภยจากคลนยกษสนาม

จากเหตการณภยพบตดงกลาว สงผลใหรฐบาลทองถนหลายแหงไดมการวางแผน

เตรยมมาตรการทเกยวของกบการอพยพผคนในชวงของการเกดคลนยกษสนามขน ไดมการตรวจสอบมาตรฐานการออกแบบ และไดมการน าเสนอรปแบบทเหมาะสมของอาคารเพอรองรบผอพยพจากคลนยกษสนามตอไป

อกกจกรรมทมความส าคญเปนอยางยง นบจากเหตการณแผนดนไหว Great East

Japan คอมาตรการในการรองรบการเกดแผนดนไหวคาบยาว ซงเปนลกษณะแผนดนไหวทสงผลกระทบตออาคารสงและอาคารทมระบบแยกฐานซงมครบการสนธรรมชาตทยาวอนสงผลตอการสนไหวทรนแรงเปนระยะเวลาอนยาวนาน ทงนยงตองมการตรวจสอบและผลกดนมาตรการสนบสนนเพมเตมในประเดนทเกยวของกบการเกด

แผนดนไหวคาบยาวตอไป เพอเปนการเพมสมรรถนะของอาคารเกา จงไดมการผลกดนมาตรการสงเสรมให

เกดการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวทางดานการออกแบบตานทานในเชงลกและการน าเทคโนโลยสมยใหมเขามาใช โครงการรบลงอาคารและสะพานจะมการน าเสนอในหนาถดไป

การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวดวยการประยกตใชวธการออกแบบ

รปแบบใหม ตลอดจนการน าเทคโนโลยททนสมยกเปนมาตรการทไดรบการสนบสนนใหด าเนนการเพอเพมคณคาใหกบอาคารเกา โดยทงน โครงการปรบปรงอาคารและสะพานกไดมการน าเสนอในหนาถดๆ ไป

13

Photo 2 Relation between earthquake damages and seismic-resistant standards

Photo 1 Damages of steel structural members in the Great Hanshin Earthquake

Fracture of brace joint Fracture of column-beam connection

Former Building Standard Law Former Building Standard Law (revised) New Seismic Design Code

1971 1981

Table 1 Major Earthquakes and Enforcement of Building Standards in Japan1968 Tokachi-oki Earthquake (M7.9, serious damages to RC structures)

1971 Enforcement of the revised Building Standard Law(Severer restriction on column hoop reinforcement spacing)

1978 Miyagiken-oki Earthquake (M7.4) 1981 Enforcement of the revised Building Standard Law (New Seismic Design Code)

1995Great Hanshin Earthquake (M7.3, serious damages to buildings constructed before 1981, enforcement of New Seismic Design Code) Enforcement of the Law for Promotion of Seismic Retrofit of Buildings

2000 Enforcement of the revised Building Standard Law(Implementation of performance-based design methods)

2003 Tokati-oki Earthquake (M8.0, oil tank damage by long-period earthquake motions)

2011-Great East Japan Earthquake & Tsunami (M9.0, serious damages to buildings bytsunamis, building response by long-period earthquake motions) Amendment of the Law for Promotion of Seismic Retrofit of Buildings; Implementation of tsunami design; Study of long-period earthquake motions

14

(a) Wall or bracing (b) Outer frame (c) Vibration control (d) Base isolation

Fig. 2 Seismic Retrofitting Methods

Fig. 1 Level of Damages to School Buildings by Construction Term

Major damage, destruction or collapase

Intermediate damage

No damage, minor damage

Source: Architectural Institute of Japan

Before1971

Number ofbuildings

200

150

100

50

0From 1972

to 1980After1981

Fig. 3 Increasing Adoption of Vibration-control and Base-isolation Buildings

Vibration-control buildings Base-isolation buildingsSource： The Japan Society of Seismic Isolation

Cumulative total

No. of buildings

No. of buildingsCumulative total

Cumulative total

15

(Page 8) การปรบปรงอาคารตานทานแผนดนไหว: อาคารพกอาศยคาวาระมาจ การน าเสนอระบบตานทานแผนดนไหวดวยการใชโครงควบคมการตอบสนองขนาดใหญและการเชอมตออาคารสองอาคารเขาดวยกน โดย ชเกคาส ซซก และ ไดอจโร โอกาตะ จากบรษท โอบายาช

จากผลการส ารวจ โดยรฐบาลกรงโตเกยวในชวงเดอนสงหาคม 2011 พบวามอาคารพกอาศยประเภทอพารทเมนทราว 25,000 หลงหรอประมาณ 18% ของจ านวนทงหมด 133,000 อาคารทกอสรางตามมาตรฐานการออกแบบตานทานแผนดนไหว ฉบบเกา (กอนป 1981) ซงควรตองมการปรบปรงใหสามารถตานทานแผนดนไหวทมความรนแรงเพมขน แตอยางไรกดการปรบปรงอาคารใหสามารถตานทานแผนดนไหวไดอยางมประสทธภาพเปนสงทไมงายดายนกเพราะตองมคาใชจายทสงและปจจยจากขนาดพนทใชสอยทไมเหมาะสม แมวาจะมความตองการยดอายการใชงานของอาคาร ตลอดจนการจดพนทใชสอยใหมประสทธภาพและสอดคลองกบสภาพแวดลอมโดยรวม

การเชอมตออพารตเมนตสองแหงเขาดวยกน โครงการปรบปรงอาคารพกอาศยในเขตเทศบาลคาวาระมาจ เมองคาวาซากนน ไดมการรวมด าเนนการกบ Otani Associates โดยมเปาหมายหลกคอการสรางความกลมกลนของอาคารเดมกบโครงสรางทน ามาตดตงเพอเสรมสมรรถนะการตานทานแผนดนไหว และสรางความสวยงามใหกบพนทโดยรอบ

จากเปาหมายหลกดงกลาวจงไดมการตดตงโครงเสรมก าลงทท าจากโครงแกงแนง

ควบคมการสนไหวในทศทางตามแนวยาวของอาคาร ตลอดจนการเชอมตออาคารสองอาคารเขาดวยกนในทศทางแนวขวาง ทบรเวณโถงระหวางอาคารสองแหง (ดภาพท 1 และรปท 1)

ซงดวยเหตทระบบการตานทานการสนไหวนไดมการตดตงภายนอก ณ บรเวณโถง

อาคาร ดงนนจงไมสงผลกระทบตอระดบแสงสวางและการระบายอากาศโดยรอบ และไมสงผลตอรปลกษณและการใชสอยอาคาร นอกจากนการจดวางชนสวนในลกษณะทเปนการเวนชวงระหวางชน (skip arrangement) สงผลใหจ านวนชนสวนองคอาคารทมาเสรมก าลงรวมไปจนถงจ านวน. ตอระหวางชนสวนองคอาคารเหลานลดนอยลง (ภาพท 2) และแมวาการกอสรางเพอปรบปรงใหอาคารสามารถตานทานแผนดนไหวจะด าเนนการไป ผลกระทบตอชวตความเปนอยของผพกอาศยภายในอาคารกไมไดเกดขนมากนก

พนทใชสอยรวมทนาดงดด

เดมทพนทบรเวณโถงระหวางอาคารสองอาคารจะถกน ามาใชเปนสถานท วงเลนของเดกๆ โดยแมวาบรเวณโถงจะถกรายลอมดวยโครงเหลกแตผพกอาศยทเดนผานบรเวณโถงกจะไมรสกอดอด และนอกจากนโครงเหลกยงใหความรสกทตดกบแผงคอนกรตทมอยเดม อนสงผลท าใหพนทบรเวณโถงงนแลดทนสมยมากยงขน (ภาพท 3) รปท 1 ผงอาคารพกอาศยคาวาระมาจ ภาพท 1 อาคารพกอาศยคาวาระมาจ ภายหลงจากการปรบปรงเพอตานทานแผนดนไหว ภาพท 2 การจดวางระบบควบคมการสนไหวขนาดใหญ “แบบสบหวาง” ภาพท 3 พนทโถงระหวางอาคารทดล าสมย

16

Photo 1 Kawaramachi housing after seismic ret-rofitting

Photo 2 “Skip arrangement” of mega response-control frame

Photo 3 A kind of near-future space created between two housing buildings

Fig. 1 Arrangement of Kawaramachi Housing

Outer steel frame

VIEW

VIEW

VIEW

VIEW

Structural connectionof opposite buildings

17

(หนา 9) การปรบปรงอาคารตานภยแผนดนไหว: อาคารโรงเรยนยากโมะ กาคเอน

วธการเสรมโครงสรางทางขนานดวยการใชลวดอดแรง โดย โทโมฟม เซกกจ และโมโตอาก ฮรมะ บรษทคาจมะ

วธการเสรมโครงสรางทางขนานท างานอยางไร วธการเสรมโครงสรางทางขนานเปนวธการปรบปรงเสรมก าลงอาคารเกาเพอตานแผนดนไหว โดยจะมการกอสรางระบบฐานรากและเสาคอนกรตหลอส าเรจมาตดตงภายนอกอาคารเกา และจะมการตดตงรวดอาจแรงซงจะถกดงใหแนนและในทายทสดอาคารเกากจะน ามาเชอมตอกบระบบทมการตดตงใหมน (มการเชอมระบบฐานรากดวยสลกสมอทตอกบลวดอดแรงผานรทเตรยมไว จากนนจงท าการขนใสแรงดงใหตง) ขนาดของแรงทดงและล าดบของการใสแรงใหกบลวดอดแรงจะถกค านวณวเคราะหอยางเหมาะสมเปนล าดบทงลวดอาจแรงทงฝงซายและฝงขวาของเสาคอนกรตหลอส าเรจ โดยเมอเกดแผนดนไหว ลวดอดแรงจะเปนสวนส าคญทท าหนาทตานทานแผนดนไหวโดยแรงดงของลวดอดแรงทอยทางฝงหนงจะเพมขนและอกฝงหนงจะลดลงอนเนองมาจากการเสยรปในแนวระนาบของอาคาร (ดรปท 1) แผนการปรบปรงอาคารเรยนฝงตะวนออกของโรงเรยนยากโมะ กาคเอน นอกเหนอจากการน าวธการเสรมโครงสรางทางขนานเขามาใช (ในทศทางตามแนวยาวของอาคาร) แลว ยงไดมการตดตงผนงคอนกรตเสรมเหลก เสรมใหกบผนงทมอยเดมและบางสวนเปนการปดชองเปดของผนงเดม เพอตานทานแผนดนไหวเพมเขามาอกดวย

ทงนการปรบปรงอาคารของโรงเรยนยากโมะ กาคเอน ดวยการน าวธการเสรมก าลงโครงสรางทางขนานทางฝงทศตะวนตกของอาคารเรยนฝงตะวนออก เปนสงทสะทอนภาพลกษณของการออกแบบปรบปรงทดทนสมยไมเทอะทะ (รปท 2 และภาพท 1) โดยนอกจากนผลกระทบจากการปรบปรงอาคารยงสงผลตอหองเรยนเพยงเลกนอย นกเรยนยงไดรบววทวทศนจากหองเรยนทด การระบายอากาศทด และแสงสวางทเขาสหองเรยนทมากเพยงพออกดวย

สงส าคญอกประการหนงของการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวแหงนคอ

การลดผลกระทบของผใชอาคารดวยการลดการท างานทหนางานใหสนทสด อนเปนการควบคมปรมาณเสยงและการสนไหวทเกดขนในระหวางการปรบปรงอาคาร โดยใชเวลาในการปรบปรงในชวงทโรงเรยนยากโมะ กาคเอน ปดเทอมฤดรอน (เพยง 48 วน) ลกษณะทวไปของ อาคารเรยนฝงตะวนออก จ านวนชน: 3 ชนเหนอพนดน และชนเพนทเฮาสอก 1 ชน ขนาดพนทรวม: 957.88 ตารางเมตร ชนดของโครงสราง: โครงสรางคอนกรตเสรมเหลก ปทกอสรางแลวเสรจ: 1958 รปท 1 หลกการของการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวดวยวธการเสรมโครงสรางทางขนาน รปท 2 รปดานและรปตดของการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวดวยวธการเสรมโครงสรางทางขนาน

ภาพท 1 สภาพภายนอกของอาคารเรยนฝงตะวนออกการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวดวยวธการเสรมโครงสรางทางขนาน

18

Photo 1 Appearance of East School Building after seismic retrofitting by means of Parallel Structural Method

Outline of East School BuildingNo. of stories: 3 stories aboveground and 1 penthouseTotal floor area: 957.88 m2

Structural type: Reinforced-concrete structureCompletion: 1958

Seismic force

Horizontal resistance

Increase in tension stress

Reduction in tension stress

16,39

4.411

,674

6,954

.

.21

一体化スラブ

PC鋼棒φ26 PC鋼棒

4,750 4,7501,200柱

3P1：1C-19T12.7(SWPR7BL) (F360)

2P1：1C-19T12.7(SWPR7BL) (F360)

：1C-19T12.7(SWPR7BL)

φ26

3,71

050

03,

740

3,74

02,

700

▽PHFL

▽2FL

▽RFL

▽3FL

▽1FL▽GL

杭新設基礎部

1P1

X2

2,2001,000 1,640 60

PC鋼棒φ264箇所柱

一体化スラブ

補強梁

PC steel bar φ26PC steel bar φ26 PC steel bar φ26PC steel bar φ26

Foundation sectionFoundation section Newly-installed pileNewly-installed pile

Precast columnPrecast column

Precast columnPrecast column

PC steel bar (4 sections)PC steel bar (4 sections)

Integrated slabIntegrated slab

Reinforcing beamReinforcing beam

Integrated slabIntegrated slab

Fig. 1 Principle of Seismic Retrofitting by Means of Parallel Structural Method

Fig. 2 Elevation and Section of Seismic Retrofitting by Means of Parallel Structural Method

19

(หนา 10) การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว: อาคารสถานอาซากสะ การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว ใหเกดความกลมกลนระหวางสมรรถนะการใชงานและลกษณะของเปลอกอาคาร โดย ฮเดฮาร อชบะ บรษท ชมส

การปรบปรงสญลกษณของเมอง

อาคารสถานโทบ อาซากซะ ไดรบการออกแบบโดย มซาโอะ คโนะ ซงเปนหวหนางานของการกอสรางคนแรก ของกระทรวงการรางแหงประเทศญปน โดยมบรษท ชมส กม (ปจจบนคอ บรษท ชมส) เปนผด าเนนการกอสราง ในป 1931 โดยไดออกแบบใหมสวนของพนทคาขาย ในทกชนของอาคารยกเวนชนท 2 ซงเปนชานชลาของสถานรถไฟอาซากซะ (ของ Tobu Railway) ตวอาคารเปนอาคารชานชลาสถานรถไฟแบบเตมรปแบบแหงแรกในยานคนโตะ

ในเดอนพฤษภาคม 2012 ซงเปนชวงทเปนการเปดตว หอกระจายสญญาณทม

ชอเสยงระดบโลก ทชอ TOKYO SKYTREE® กไดมการวางแผนการปรบปรงอาคารชานชลาสถานควบคกนไป แตอยางไรกดดวยลกษณะการใชงานอาคารทเปนอาคารสถานรถไฟซงยากทจะด าเนนการทบทงแลวสรางใหม แผนการปรบปรงอยางเตมรปแบบไดมการเสนอขนมา เพอทจะยดอายการใชงานของอาคารใหสามารถตานทานแรงแผนดนไหวเทานน แตยงเปนการปรบปรงลกษณะทางสถาปตยกรรมเปลอกอาคารโดยรอบอกดวย โดยอาคารสถานแหงเกาจะไดรบการปรบปรงเปนอาคารเพอการคาทชอวา EKIMISE (หรอ รานคาสถาน) (ดภาพท 1 ประกอบ)

กรอบการด าเนนการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว

เพอปองกนไมใหเกดการหยดชะงกของการใหบรการทงในสวนของอาคารสถานและรานคา จงมความจ าเปนทจะตองด าเนนการปรบรงสวนตางๆ ดวยความระมดระวงใหเกดความปลอดภย การด าเนนงานบรเวณพนทชานชลาตองมการเตรยมแผนงานอยางละเอยดนาทตอนาท สวนโครงสรางเหลกทน ามาเสรมก าลงกตองมการเตรยมการประกอบใหเปนโครงจากโรงงานมากอน เพอใหการด าเนนงานตางๆ ทหนางานนอยทสด โดยงานปรบปรงโครงสรางทส าคญมรายละเอยดตางๆ ดงน:

โครงค ายนโคงชนดลอ (Wheel-type Arch Braces) เปนโครงค ายนทผลตขนใหมความสอดคลองกบการออกแบบของอาคารสถานเดม

(ภาพท 2) โครงค ายนดงกลาวนไดถกน าเขามาใชไมเฉพาะเพอเพมความตานทานจากแผนดนไหวใหกบอาคารเทานน แตยงเปนสวนทเนนย าถงอาคารในเขตพนทอาซากสะซงมความโดดเดนเปนเอกลกษณในเชงวฒนธรรมแหงหนงของโตเกยว

ผนงแผนเหลกรบแรงเฉอน (Steel Plate Shear Walls)

ผนงแผนเหลกรบแรงเฉอน มลกษณะเปนแผนประกบทอยระหวางอาคารเกาและ

องคอาคารรอบนอกทน ามาตดตงใหมซงโดยการลดขนาดความหนาของผนงแผนเหลก จงสงผลใหไมเกดผลกระทบตอดทศนยภาพทงดานในและดานนอก (ภาพท 2)

ระบบเสนใยคารบอนพนรอบเสา (Carbon Fiber Wrapping of Columns) ผนงรบแรงเฉอนและโครงค ายนไมสามารถน ามาตดตงในบรเวณพนทชานชลาได

ดวยเหตทในบรเวณพนทดงกลาว ตองการใหมลกษณะทโปรงโลงเพออ านวยความสะดวกใหกบผใชอาคารทมจ านวนมาก จงมความจ าเปนทตองใชวธการปรบปรงเสรมก าลงใหกบเสาอาคารดานใน โดยมใหมการเบยดบงพนทใชสอย ดงนนจงไดมการใชวธการน าเสนใยคารบอนมาพนรอบเสา เพอเพมความสามารถในการตานทานแผนดนไหวของตวอาคาร (ภาพท 3 และรปท 1)

แมวาระยะเวลาในงานปรบปรงโครงสรางทก าหนดไวจะมระยะเวลาทสนเพยง 15.5 เดอน กอปรกบลกษณะของงานปรบปรงอาคารสถานรถไฟทมขอจ ากดหลายประการ แตการปรบปรงเสรมก าลงใหกบอาคารเพอตานทานแผนดนไหวกส าเรจลลวงไปดวยดดวยการน าเทคโนโลยททนสมยเขามาใช ทายทสด ตองขอแสดงความขอบคณตอคณะวศวะกรผวางแผนการกอสรางปรบปรง และเจาของโครงการทใหความตระหนกตอภาพลกษณของอาคารแหงนซงเปนสญลกษณของยานอาซากซะ

ภาพท 1 EKIMISE (หรอ รานคาสถาน) ภายหลงจากการฟนฟและปรบปรงเพอตานทานแผนดนไหว ภาพท 2 โครงค ายนโคงชนดลอ และผนงแผนเหลกรบแรงเฉอน รปท 1 ระบบการปรบปรงเพอตานทานแผนดนไหวทน ามาใชกบชน 2 ของชานชลาสถาน

20

Steel plate shear wallSteel plate shear wallWheel-type arch braceWheel-type arch brace

Photo 1 EKIMISE (station square) after restora-tion and seismic retrofitting

Photo 2 Wheel-type arch brace and steel plate shear wall

Photo 3 Seismic retrofitting of platform columns by means of carbon fiber wrapping

Fig. 1 Seismic Retrofitting Methods Applied to 2nd-story Platform Floor

Retrofitting of columns by means of carbon fiber wrappingRetrofitting of columns by means of carbon fiber wrapping

Retrofitting using wheel-type braceRetrofitting using wheel-type brace

Retrofitting using braces within framingRetrofitting using braces within framing

Retrofitting using additional shear wallRetrofitting using additional shear wall

21

(หนา 11)

การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว: อาคารส านกงานใหญธนาคารชโกก

การออกแบบเปลอกอาคาร ตานทานแผนดนไหวเพอความสวยงาม ดวยวธทเรยกวา "T-grid"

โดย ทาเกโนบ โคกะ บรษท ไทเซ อาคารส านกงานใหญธนาคารชโกก เปนอาคารส านกงานทตงอยบรเวณแยกฮารมายะ-บาจ อนอยบรเวณใจกลางเมองโคจ (ภาพท 1) การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวในครงนไดด าเนนการตามการพยากรณเหตการณแผนดนไหวนนไค ทคาดวาจะเกดขนในอนาคต วตถประสงคหลกในการด าเนนการปรบปรงคอเพอปองกนการสญเสยตอชวตของพนกงานและผใชอาคาร ตลอดจนเปนการปองกนผลกระทบทจะเกดขนตอการด าเนนการของธนาคารในชวงของการเกดแผนดนไหวนนไค การด าเนนการปรบปรง ประกอบไปดวยงาน 3 สวนคอ สวนของโครงสรางอาคาร สวนของผนงอาคารภายนอก และสวนของฝาเพดานในบรเวณธนาคาร

นอกเหนอจากการปรบปรงเพอใหมนใจถงความปลอดภยขององคประกอบทง 3

สวนดงกลาวน งานทส าคญอกสวนหนงคอ การสรางทศนยภาพทงดงามใหปรากฏตอผคนทอยในบรเวณอาคารส านกงานใหญธนาคารชโกก แนวทางในการปรบรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว

อาคารส านกงานใหญแหงนไดกอสรางแลวเสรจในป 1963 เปนอาคารระบบ

โครงสรางคอนกรตเสรมเหลก ชนลางทอยดานหนาถนนของอาคารเปนพนทด าเนนธรกจของธนาคาร ซงมลกษณะเปนโถงขนาดใหญสงไปจนจรดฝาเพดานของพนชนท 2 โดยชนท 3 ถงชนท 6 เปนพนทส านกงาน สวนประกอบของอาคารทใชตานทานแผนดนไหวไดถกจดวางดงแสดงในรปท 1

ดวยเหตท ลกษณะพนทของอาคารมรปแบบทไมสมมาตรตลอดจนองคประกอบ

ตางๆ ทเปนสวนทใชตานทานแผนดนไหวไดถกจดวางอยางไมสมมาตรในสวนแกนของอาคาร ดงนนจงเปนทเชอไดวาเมอเกดแผนดนไหวขนาดใหญจะเกดความเสยหายอยางรนแรงจากการบดตวในบรเวณพนททอยดานหนาถนน ดงนนแลวการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวจงมความจ าเปนทจะออกแบบใหเกดความสมดลกบโครงสรางทไมสมมาตร นอกจากนแลวการออกแบบยงตองค านงถงความสวยงามใหสอดคลองกบพนทโดยรอบทตดกบถนน ในขณะทยงคงรกษาความโปรงโลงใหกบพนทชนลางซงเปนสวนของพนทธนาคารอกดวย (ภาพท 2) การออกแบบความสวยงามของเปลอกอาคาร

ดวยพนทรอบนอกของอาคารมลกษณะทางสถาปตยกรรมเปนแบบญปน และเพอปองกนการบดตวของอาคาร จงไดมการพฒนารปแบบการเสรมก าลงดวยการใชผนงรบแรงเฉอน (T-Grid) ทท าขนจากเหลกแผนทมรปรางลกษณะเปนตารางหมากรก ซงเปนสถาปตยกรรมแบบญปนดงเดมทไดมการน ามาใชกนทวไป โดยมสดสวนพนทชองเปด 50% ท าขนจากเหลกแผนหนา 25 มลลเมตร (ทตามแนวเสนตารางหมากรก) และ 16 มลลเมตร (ทชองทบของตารางหมากรก) ตดตงทงหมด 5 จดทมมของพนทชนลาง

ตารางหมากรกทออกแบบ มลกษณะเปนรปสเหลยมพนผา ขนาด 400 × 600

มลลเมตร ซงเปนสดสวนของขนาดชองเปดเดมของอาคาร ความกวางของเหลกแผนทน ามาใชเปนแนวตงของผนงลายตารางหมากรกมขนาด 200 มลลเมตรในขณะทความกวางของเหลกแผนในแนวนอนมขนาด 175 มลลเมตร ทงหมดนท าใหการออกแบบ

โครงสรางผนงรบแรงเฉอนลายตารางหมากรกมความสวยงามโดดเดน และไดมการตดตงผนงกระจกดานนอกของผนงรบแรงเฉอนลายตารางหมากรกเพอเนนย าถงความเรยบงายแตแขงแรงของโครงสรางดงกลาว ทงหมดนแสดงใหเหนถงความใสใจในรายละเอยดตงแตชวงเรมตนของการออกแบบไปจนถงการผลตและการประกอบตดตง (ดงภาพท 3)

การเสรมก าลงตานทานแผนดนไหวประสทธภาพสง

ไดมการตรวจสอบความสามารถในการตานทานแผนดนไหวโดยพจารณาถงก าลง

ของผนงรบแรงเฉอนลายตารางหมากรกดวยการวเคราะหแบบจ าลองคอมพวเตอร ผลการวเคราะหแสดงใหเหนวาการปรบปรงดวยวธดงกลาวนมประสทธภาพ ใหคา Is ไดไมนอยกวา 0.6 ภาพท 1 ลกษณะภายนอกของอาคาร (ภายหลงจากการปรบปรง) ภาพท 2 ลกษณะภายในของพนทธนาคาร (ภายหลงจากการปรบปรง) ภาพท 3 รายละเอยดของระบบเปลอกอาคาร รปท 1 การจดวางองคประกอบของระบบตานทานแผนดนไหว

22

Fig. 1 Arrangement of Seismic-resistant Elements

Photo 1 Appearance of the building (after retrofitting)

Photo 2 Interior view of banking business space (after retrofitting)

Photo 3 Details of façade

Section of installation of grid-type shear wall

Section of installation of grid-type shear wall

Eccentric arrangement of grid-type shear wall

Eccentric arrangement of grid-type shear wall

AtriumAtrium

23

(หนา 12) การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหว: อาคารชนจกโนมระ

การใช ตวหนวงปรบมวลระบบค หรอ "Dual TMD-NT" ส าหรบเปนอปกรณตานทานแผนดนไหวคาบยาว

โดย ฮโรก นากายามะ และ เคอ มโตอ บรษท ทาเกนากะ อาคารชนจกโนมระ เปนอาคารสงระบบโครงสรางเหลก กอสรางขนในป 1978 ม

ความสงประมาณ 210 เมตรและมขนาดพนทในแตละชนประมาณ 51 × 33 เมตร การปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวในครงนไดมการน า ตวหนวงปรบมวล

(Tuned Mass Damper, TMD) รนใหมเขามาใชจ านวน 2 ตวในบรเวณหองเครองทชน 53 ซงเปนชนสงทสดของอาคาร ดวยเหตทไมตองการใหเกดผลกระทบตอผใชอาคารหรอตอรปลกษณภายนอกของอาคาร (รปท 1 และ 2 และภาพท 1)

นวตกรรมญปน อปกรณเหลกถวงน าหนกควบคมการสน ตวหนวงปรบมวลระบบค หรอ "Dual TMD-NT"

"Dual TMD-NT" มลกษณะเปนกลองทมการน าเหลกถวงน าหนกทใชส าหรบการควบคมการสนของอาคารมาตดตงไวภายใน การสนไหวของอาคารจะถกควบคมดวยการปรบจนอตราสวนความหนวงของตวหนวงประมวลใหมคาสง และนอกจากนยงมการตดตงรางเพอการเคลอนตวในแนวระนาบ และรวมไปจนถงแผนยางรองฐาน 2 ชน เขามาใชรวมกน (ดรปท 2)

ตวหนวงปรบมวลดงกลาวนมลกษณะเปนกอนมวลเหลก (ท าขนจากเหลกแผน

เพอใหสามารถขนยายมาตดตงไดสะดวก) น าหนกรวมประมาณ 7,000 กโลนวตน อตราสวนของน าหนกตวหนวงปรบมวลเทยบกบน าหนกของอาคารสวนทอยเหนอพนดนมคาประมาณ 2.4% โดยอปกรณดงกลาวนจะตดตงลงบนแผนยางรองฐาน 2 ชนจ านวน 4 ตวและรางเพอการเคลอนตว 2 ทศทางจ านวน 4 ตว

ความหนวงทไดนจะขนกบความเรวของตวหนวงชนดน ามน (Oil type damper)

ซงดวยการทไดตดตงมวลเหลกลงบนแผนยางสองชน และรางเพอการเคลอนตว กจะสามารถปรบเปลยนคณสมบตความหนวงไปตามลกษณะของการสนไหวทเกดขน ตวอยางเชน ในกรณทเกดการสนจากแรงลม ระบบแผนยาง 2 ชนทรองรบกจะอ านวยใหเกดการเคลอนททไมมากนก แตส าหรบในกรณทเกดการเคลอนตวทมาก เชนจากการสนอนเนองจากแผนดนไหว การเคลอนทของมวลเลกกจะเคลอนทบนรางเพอการเคลอนตว (รปท 3) ระบบทน ามาใชนมความเหมาะสม ตอการควบคมการสนไหวของอาคาร ทงในระหวางการเกดลมพายทรนแรง ตลอดจนการเกดแผนดนไหวขนาดใหญ

การลดขนาดการสนไหวและระยะเวลาการสนไหวของอาคาร

ดวยการตดตง "Dual TMD-NT" จะสามารถชวยลดการสนไหวของอาคารอนเนองมาจากแผนดนไหว ไดราว 20 ถง 30% และราว 40% ส าหรบการสนไหวอนเนองมาจากแรงลม รปท 1 ระดบ และต าแหนงการตดตงระบบโครงสรางตวหนวงปรบมวล

รปท 2 รายละเอยดอปกรณตวหนวงปรบมวลระบบค หรอ "Dual TMD-NT" รปท 3 กลไกการควบคม ดวยการใชรางเพอการเคลอนตวในแนวระนาบ และแผนยางรองฐาน 2 ชน

24

7,000-kN steel weight

1,50

0 m

m

11,800 mm

5,500 mm

Oil buffer

Oil damperLinear guide

Linear guide + Single-layered rubber

Double-layered rubberDouble-layered rubber(For adjustment of periods)

Weight (7,000 kN)

Existing frame of building

⑨ HFraming elevation diagram

6FL

1FL

40FL

RFL

209,

350

(GL～

RFL)

Ribbed steel plate wall

3,80

0 (6

FL～

46FL

)

Mass damper (new installation)

Photo 1 Appearance of “Dual TMD-NT”

Fig. 1 Framing Elevation and Instal-lation Location of Tune Mass Dampers

Fig. 2 Outline of New-type Response-control Device “Dual TMD-NT”

Small deformationFlow of mass load

Double-layered rubber

Linear guide

Large deformationFlow of mass load

Gap is eliminated

Gap: A few mm

Fig. 3 Two-step Response-control Mechanism by the Use of Dou-ble-layered Rubber and Linear Guide

25

(หนา 13~14) การปรบปรงสะพานทางหลวงเพอตานทานแผนดนไหว: สะพานคาตาชนากาวะ

การใชระบบแยกฐานและระบบควบคมการสนกบสะพานโครงถก โดย ซวจ คาชโมโตะ บรษท ฮตาชโซเซน

สะพานคาตาชนากาวะ เปนสะพานโครงถกชวงยาวซงมลกษณะทางโครงสรางทตอเนองกนจ านวน 3 ชวง โดยเปนสวนหนงของแนวเสนทางดวนคาเนตส ซงไดมการเปดใชงานในป 1985 ความยาวรวมของสะพานทงสนอยท 1,034 เมตร โดยชวงทยาวทสดยาวประมาณ 169 เมตร โครงสรางสะพานทเปนโครงถกนอยหางกน 16 เมตร ความสงของโครงถกอยทราว 14 ถง 25 เมตร ความสงของโครงสรางเสาตอมออยทราว 50 ถง 70 เมตรไมรวมถงเสารตอมอ P1 (ดภาพท 1) ภาพท 1 สะพานโครงถกชวงยาวคาตาชนากาวะ สวนหนงของแนวเสนทางดวนคาเนตส การปรบปรงสะพานโครงถกชวงยาวเพอตานทานแผนดนไหว

ไดมการปรบปรงโครงสรางสวนบนของสะพานโครงถกโดยอางองมาตรฐานการปรบปรงโครงสรางเพอตานทานแผนดนไหวฉบบลาสด โดยไดมการน าระบบควบคมการสนและระบบแยกฐาน (base isolation structure) เขามาใชทดแทนแผนรองรบเดม ตลอดจนการเสรมก าลงใหกบองคอาคารโครงสรางเพอรองรบตอแรงแผนดนไหวอาจทเกดขน

ส าหรบเสาตอมอ P4 และ P5 ซงเปนเสาตอมอทตองรบสะพานชวงยาวกวาชวงอน อนสงผลท าใหเกดแรงกดทสงมาก (สงถงราว 35,000 กโลนวตนตอเสาตอมอตอแผนรองรบ) ดงนนจงตองมการด าเนนการศกษาในเชงเทคนค ถงขนาดพนททตองใชในการตดตงไฮดรอลกสแจค แนวทางในการปรบปรงโครงถกหลก ตลอดจนความเปนไปไดในการขยายความกวางของเสาตอมอทจ าเปนตองใชในการตดตงระบบแยกฐาน

ผลการศกษาแสดงใหเหนวา ควรตองมการปรบปรงเสาตอมอ P4 และ P5 ใหเกด

ความปลอดภย แตอยางไรกดการตดตงระบบแยกฐานจะสามารถท าไดคอนขางยาก ดงนนจงไดมการเสนอวธการปรบปรงวธอนดวยการใชตวหนวงควบคมการสนจากแผนดนไหวทต าแหนงแผนรองรบและบรเวณโดยรอบ รปท 1 การตดตงตวหนวงแบบฝด (หนา 3 ถง หนา 6) การใชตวหนวงแบบฝด (friction damper) ส าหรบการใชตวหนวงควบคมการสนเพอลดผลกระทบจากแรงแผนดนไหวน สงส าคญคอตองพจารณาถงความสะดวกในการบ ารงรกษา ตลอดจนสมรรถนะของตวหนวงทน ามาตดตง โดยไดมการเลอกตวหนวงแบบฝด (ความสามารถในการหนวงราว 2,600 ถง 9,800 กโลนวตน) ดวยเหตท เปนอปกรณทสามารถบ ารงรกษาไดงาย ตลอดจนสามารถตรวจสอบไดงายวามสมรรถนะทดอยหรอไมในระหวางการเกดแผนดนไหว เมอเทยบกบระบบค ายนควบคมการโกงเดาะ (buckling-restraint braces) ซงเปนอปกรณทใชกนทวไป

ลกษณะทส าคญของตวหนวงแบบฝดมดงน:

ตวหนวงแบบฝดมลกษณะทประกอบไปดวยแผนเหลกกลาไรสนมและแผนฝด (friction plate) ทวางตดกน ดงแสดงใน รปท 2 ซงเปนรปแบบทสามารถสงเกตไดงายวาเกดการเสยรประหวางการเกดแผนดนไหวหรอไม

ดวยเหตทตวหนวงเหลานมขนาดทกระทดรด มความยาวเพยง 3 เมตร เมอตดตงเขา

กบแผน gusset ดานบน กสามารถตรวจสอบดวยสายตาจากการยน ณ ต าแหนงแนวทางเดนทใชเปนเสนทางส าหรบการตรวจสอบ (ภาพท 2)

ตวหนวงแบบฝดนเปนอปกรณดงเดมทถกน ามาใชกนทวไปกบโครงสรางอาคาร

เพอควบคมการสน แตไมปรากฏการใชงานกบโครงสรางสะพานชวงยาว ดงนนหลงจากทไดมการตรวจสอบสมรรถนะของตวหนวงทตองการโดยการวเคราะหผลตอบสนองจากการสนแบบประวตเวลา (Time history dynamic response analysis) ของสะพานคาตาชนากาวะอยางรอบดาน จงเปนทมนใจไดวาการน าตวหนวงดงกลาวนมาใชจะสงผลใหสะพานแหงนมสมรรถนะทตองการได (ตารางท 1) การปรบปรงในมตอนๆ ทไดมการด าเนนการคอการเพมความสามารถในการตานทานการกดกรอนใหกบตวหนวงทตองน ามาใชกบงานภายนอกอาคาร ทงหมดนจงสงผลตอการใชตวหนวงแบบฝดในการปรบรงสะพานคาตาชนากาวะ

ตารางท 1 สมรรถนะทตองการของตวหนวงแบบฝด รปท 2 ตวหนวงแบบฝดและสวนประกอบพนฐานของตวหนวง (แผนผวคทมความฝด) ภาพท 2 การตดตงตวหนวงแบบฝด ณ ต าแหนงแผนเหลกทใชตอกบโครงค ายนปองกนการเคลอนทดานขาง

จากทไดน าเสนอขางตนนอกเหนอจากการน าโครงสรางแยกฐานเขามาใชในการทดแทนแผนรองรบโครงสรางสวนบนของสะพานแลว การใชตวหนวงควบคมการสนยงเปนวธการปรบปรงทบ ารงรกษาไดงาย สงผลใหการปรบปรงสะพาน คาตาชนากาวะซงเปนสะพานโครงถกชวงยาว ประสบความส าเรจเปนอยางดสอดคลองกบมาตรฐานการตานทานแผนดนไหวฉบบลาสด (ดงรปท 3)

26

Installation section of friction damperInstallation section of friction damper

Sway bracing sectionSway bracing sectionLower lateral bracing sectionLower lateral bracing sectionIntermediate lateral bracing sectionIntermediate lateral bracing sectionRange of lining concrete placementRange of lining concrete placement

Fig. 1 Installation of Friction Dampers (P3~P6)

Photo 1 Katashinagawa Bridge, a long truss bridge, on the Kanetsu Expressway

27

Fig. 3 General Drawing of Katashinagawa Bridge

Photo 2 Installation of friction damper in sway bracing gusset section

Fig. 2 Friction Damper and Its Basic Components (double-surface friction)

WasherWasher

Plate washerPlate washerOuter plate (split plate, etc.) Outer plate (split plate, etc.)

Friction plateFriction plate

LongholeLonghole

Stainless steel plateStainless steel plate

WasherWasher

High-strength bolt setHigh-strength bolt set

Coned disc spring Coned disc spring

Friction surface(sliding surface)Friction surface(sliding surface)

Inner plate (bracing member, etc.)Inner plate (bracing member, etc.)

Plate washerPlate washer

Asphalt pavement t=75 mm Asphalt pavement t=75 mm RC slab t=210 mmRC slab t=210 mm

Table 1 Performance Requirements for Friction Dampers

(Reference) Friction damper for buildings

Friction damper for Katashinagawa Bridge

±45 mm

±120 mm

Allowable deformation

40 cm/s

120 cm/s

Response velocity

Total lengthTotal lengthBridge section BBridge section B

• Diagonal member• Cover-plate reinforcement• Diagonal member• Cover-plate reinforcement

• Horizontal member• Cover-plate reinforcement• Horizontal member• Cover-plate reinforcement

• Vertical member• Cover-plate reinforcement• Vertical member• Cover-plate reinforcement

Bridge section CBridge section C

• Sway bracing, lateral bracing• Friction damper

• Sway bracing, lateral bracing• Friction damper

• Displacement control device• Displacement control device• Bearing replacement• Lining concrete• Bearing replacement• Lining concrete

• Vertical member• Cover-plate reinforcement

• Vertical member• Cover-plate reinforcement • Bearing

replacement• Lining concrete

• Bearing replacement• Lining concrete

• Bearing replacement• Lining concrete• Gusset plate reinforcement

• Bearing replacement• Lining concrete• Gusset plate reinforcement

• Bearing replacement• Lining concrete• Gusset plate reinforcement

• Bearing replacement• Lining concrete• Gusset plate reinforcement

• Bearing replacement• Lining concrete• Response-control damper

• Bearing replacement• Lining concrete• Response-control damper

28

(หนา 15~16) การปรบปรงสะพานทางหลวงเพอตานทานแผนดนไหว: สะพานนชอเกะ

การออกแบบปรบปรงสะพานประเภท steel deck-type langer ดวยการใชตวหนวงตานแผนดนไหว โดย ชอเฮอ ยาซโมโต บรษททางดวนเวสตนปปอน และ โทโมอาก นากามระ บรษท โยโกกาวะ บรดจ

สะพานนชอเกะ ตงอยบนเสนทางดวนฮนวะ ซงควบคมดแลโดยบรษททางดวนเวสตนปปอน สาขาคนไซ เปนสะพานประเภท steel deck-type Langer ซงผานการใชงานมากวา 40 ป สะพานนชอเกะ เปนสะพานทขามแนวรอยเลอนเนโกโร ซงเปนสวนหนงของ Median Tectonic Line นอกจากนนแลว บรเวณนยงอยหางจากแนวรองนนไค ซงมกจะเกดแผนดนไหวระดบ 8 ทเรยกวาแผนดนไหวนนไคและแผนดนไหวโทนนไค ขนทกๆ 100 ถง 150 ป

สะพานนชอเกะ ไดถกออกแบบตามมาตฐานการออกแบบสะพานโครงสรางเหลก

ตามเสนทางหลวงของประเทศญปน ป 1964 ซงไมไดมการพจารณาถงแผนดนไหวขนาดใหญ ซงเงอนไขการออกแบบจะแตกตางจากมาตรฐานฉบบปจจบนคอนขางมาก

ดวยเปาหมายหลกของการออกแบบคอ ตองการใหชนสวนองคอาคารของสะพาน

ไมเสยรปถาวร (ยงคงอลาสตก) เมอเกดแผนดนไหวขนาดใหญ จงมความจ าเปนตองมการน าตวหนวงลดแรงแผนดนไหวเขามาใช โดยไดด าเนนการออกแบบปรบปรงเพอตานทานตอแผนดนไหวใหกบสะพานนชอเกะ ผานการวเคราะหดวยวธประวตเวลาแบบไมเชงเสน (nonlinear time history analysis) โดยมรายละเอยดดงทไดแสดงในบทความน

ภาพรวมของสะพานนชอเกะ

สะพานนชอเกะไดกอสรางแลวเสรจในป 1974 เปนสะพานโครงสรางเหลกแบบ

Langer มชวงคานโคง (arch) ยาว 75 เมตร โดยมความสงของ arch 14 เมตร รปท 1 แสดงใหเหนแบบโครงสรางสะพาน โดยสะพานกอสรางบนชนดนประเภท 1 (ชนหน) โดยส าหรบโครงสรางสวนลาง A1 และ A2 คอตอมอรปตว T กลบหว และมการใชฐานรองทสามารถเคลอนทได โดยส าหรบ P1 และ P2 เปนตอมอ รป arch โดยมลกษณะฐานรองเปนจดหมน

รปท 1 แบบทวไปของสะพานนชอเกะ ผลการวเคราะห

รปท 2 แสดงใหเหนถงผลการวเคราะหในทศทางตามแนวยาวของสะพาน คาความเครยด (strain) ทเกดขนทคานเสรมก าลง และทเสา มคาเกนกวาคาความเครยดทจดคราก (สงสด 19 y ณ สวนทรบแรงอด) และในทศทางตงฉาก ความเครยดทเกดขนกบตวค ายนทางดานขางของคานโคง (arch) และเสาทค ายนไมใหเกดการเสยรปทางดานขาง มคาเกนกวาคาความเครยดทจดคราก (สงสด 19 y ณ สวนทรบแรงอด) การยกฐานรองทางขวาง ตองใชแรงยกสงถง 2,300 กโลนวตน ณ จดรองรบคานโคง (arch) รปท 2 ผลการวเคราะห

การคดเลอกตวหนวงตานแผนดนไหว

การวเคราะหแสดงใหเหนถงสมรรถนะในการตานแผนดนไหวของสะพาน พบวาองคอาคารบางสวนของโครงสรางสวนบนและฐานรอง มหนวยแรงดงทจดครากไมเพยงพอ ทงนไดมการวเคราะหผลตอบสนองจากแผนดนไหวอย 2 กรณดงแสดงในตารางท 1

กระบวนการทแสดงดงตารางน แสดงถงการลดผลตอบสนองของสะพานทง

สะพานระหวางการเกดแผนดนไหว โดยการจ าลองการใชตวหนวงลดผลกระทบจากแผนดนไหวในรปแบบตางๆ (ดรปท 3 และ 4) ตารางท 1 กรณตาง ๆ ในการปรบปรงเพอตานทานแผนดนไหว รปท 3 ภาพของตวหนวงแบบเฉอน รปท 4 สรปวธการในการปรบปรงสะพานนชอเกะ การวเคราะหการปรบปรงสะพานตานแผนดนไหว

รปท 5 และ ตารางท 2 แสดงใหเหนถงการเปรยบเทยบผลตอบสนองทวเคราะหได ทงกรณศกษาท 1 และท 2

ในกรณศกษาท 1 (การตดตงแผนเหลกทโครงแนวขอบรมบรเวณยอดสวนโคง และโครงค ายนไมโกงเดาะ) ในชวงของการเกดแผนดนไหวตามทศทางตามยาวของสะพาน การตอบสนองจะมากทขอบคานโคงและเสา และดวยแผนปดทมความหนาเพมขน กสงผลใหเกดผลตอบสนองทมากขน ซงสะทอนตอไปยงปรมาณการเสรมก าลงทเพมขน อนเปนวธการทกอใหเกดปญหาคอนขางมาก ส าหรบกรณศกษาท 2 (กรณท 1 รวมกบการตดตวหนวงแบบหนด) การตดตงตวหนวงแบบหนดทตอมอแถวสดทายจะชวยลดการเสยรปในแนวแกนของทงสะพานได อนสงผลท าใหคาการตอบสนองของชนสวนแตละชนลดลง ปรมาณของการเสรมก าลงโครงสรางสวนบนจะไมสงมากนก สงผลใหพฤตกรรมขององคอาคารสวนตางๆ ของสะพาน มคาอยในกรอบอลาสตก (σmax/σy<1.0) ในระหวางการเกดแผนดนไหวขนาดใหญ รปท 5 การเปรยบเทยบ Contour Figure ตารางท 2 การเปรยบเทยบคาบการสนธรรมชาต บทสรป ในชวงทผานมา ดวยการพฒนาเทคโนโลยตวหนวงตานแผนดนไหวทมประสทธภาพมากยงขน ผลตภณฑหลายประเภทไดถกน ามาใชในงานปฏบตจรง ในกรณนผลตอบสนองของสะพานทงสะพานภายใตการเกดแผนดนไหวขนาดใหญสามารถลดทอนลงไดโดยการน าตวหนวงตานแผนดนไหวเขามาใช และในทายทสดองคอาคารโครงสรางสวนบนของสะพานจะยงคงพฤตกรรมในชวงอลาสตก แตอยางไรกด น าหนกรวมทงหมดของวสดเสรมก าลงกมคาไมนอย ในอนาคตหากไดมการก าหนดเงอนไขในการออกแบบใหมทยอมใหองคอาคารบางสวนมพฤตกรรมทเปนพลาสตกได กอาจสงผลใหการปรบปรงสะพานเพอตานทานแผนดนไหวมความประหยดมากยงขน

29

2556125561 2067620676 354354339339100100 100100

Mov.Mov.Mov.Mov.

A-LINE

Osaka

Side viewP1(P13)Cross section

594

594

1040010400

1364

8(13

551)

1364

8(13

551)

1360

2(13

721)

1360

2(13

721)

Wakayama

Bridge length 122000Bridge length 122000

7487374873Span length 121800Span length 121800

4.40%4.40%

700700 90009000 700700

1400

014

000

Fig. 1 General Drawing of Nishiike Bridge

Fig. 2 The Result of the Present State Analysis

Table 1 Case of Seismic Retrofit

CASE2(Model added viscous damper)

CASE1+ Viscous damper

CASE1(Model of placement of order)

Filled-spandrel of arch crown+ Unbuckling brace

Longitudinal direction Transverse direction

Shear damper

Direction of countermeasure

Earthquake in thelongitudinal direction

Earthquake in thetransverse direction

Fiber elements(arch rib section)

Damaged area of local bucklingDamaged area of total bucklongDamaged area for other reasons

Fig. 3 Image of Shear Damper

30

a) Full view of the bridge

c) Unbuckling brace

b) Filled-spandrel of arch crown

d) Viscous damper

e) Shear damper-1 f) Shear damper-2 g) Shear damper-3 h) Shear damper-4 i) Reinforced by cover plate

Shear damper

Viscous damper Filled-spandrel

Unbuckling brace

Lower lateral of the arch rib

End-column

Fig. 5 Actuation Mechanism of Shear Damper

Fig. 6 Situation of Frame Model Experimentation for

Shear Damper

Fig. 4 Summary of Retrofit Measures on Nishiike Bridge

Normal time,Level 1 Earthquake

Fixing behavior

Shear panel(low-yielding steel)

Level 2 EarthquakeShear yielding→Absorption of seismic energy

Horizontal support memberHorizontal support member

Present state CASE1 and 2: Shear damper

Present state

T=0.6869 T=0.5010 T=0.3498※ T: Natural Period (sec)The earthquake in transverse direction

The earthquake in longitudinal directionCASE1: Filled-spandrel of arch crown

+ Unbuckling braceCASE2: CASE1

+ Viscous damper

Fig. 7 Comparison of Contour Figure

31

(หนา 17~18) บทความพเศษ: เหลกกลาไรสนม

พฒนาการของโลหะเชอมก าลงสงส าหรบเหลกกลาไรสนม SUS304A โดย คณะท างานดานงานเชอม คณะกรรมการงานมาตรฐานและเทคโนโลยดานเหลกกลาไรสนม สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน ความสามารถในการยดตวแบบพลาสตกเพอปองกนภยจากแผนดนไหว ในงานกอสรางอาคารโครงสรางเหลก จะมองคประกอบขององคอาคารสวนตางๆ ทงเสา คาน และขอตอโครงสรางดงแสดงในรปท 1 การตอโครงสรางระหวางเสาและคานทนยใช มกเปนรปแบบการเชอมซมลกเตม (full-penetration welding) เพอประสานองคอาคารดงกลาวใหเกดความสมบรณ ส าหรบประเทศญปนซงเปนประเทศทมเหตการณแผนดนไหวเกดขนมา ความถในการเกดแผนดนไหวขนาดใหญมคอนขางสง และเมอเกดแผนดนไหวขนาดใหญขน กจะสงผลใหเกดแรงดงขนาดใหญทรอยเชอม ซงเพอลดปญหาทอาจจะเกดขน การกอสรางในประเทศญปนจงใชหลกการพจารณาการออกแบบแบบพลาสตกโดยเฉพาะอยางยงทปลายคานตอเสา เพอรองรบตอแรงแผนดนไหวขนาดใหญ หากใหระบเจาะจงลงไป การวบตของอาคารจากแผนดนไหวขนาดใหญ เปนสงทตองออกแบบปองกนมใหเกดขนโดยการพจารณาความสามารถในการยดตวแบบพลาสตก (ความสามารถในการสลายพลงงานจากแผนดนไหว) ของผลตภณฑเหลก การใชแนวเชอมก าลงสงกวาก าลงวสดส าหรบการรองรบการยดตวทตองการ

เพออ านวยการยดตวแบบพลาสตกขององคอาคารโครงสรางเหลก มความจ าเปนอยางยงทตองพจารณาก าลงของโลหะฐานและของโลหะเชอม โดยพจารณาถงการใชแนวเชอมก าลงสงกวาก าลงวสด ทเรยกวา overmatched weld joint (ก าลงของวสดฐาน นอยกวา ก าลงของโลหะเชอม)

ส าหรบงานกอสรางโครงสรางเหลกกลาไรสนม (ภาพท 1) ผลตภณฑหลกๆ ท

น ามาใชคอ เหลกกลาไรสนเกรด SUS304A (เทยบเทากบเกรด ANSI Type 304) โดยนยมใชกบลวดเชอมแกนฟลกซ เกรด E308T แตอยางไรกดหากเปรยบเทยบก าลงรบแรงของ SUS304A และ E308T จะพบวาเหลกกลาไรสนมเกรด SUS304A จะมคาเกนกวา E308T ราว 50 MPa (รปท 2) ดวยเหตดงกลาว รอยเชอมจงเปนรอยเชอมทก าลงต ากวาก าลงวสด (undermatched weld joint) อนอาจสงผลใหเกดการแตกราวขนกบวสดเชอมได ดงนนการน าลวดเชอมเกรด E308T จงไมเหมาะสมส าหรบการน ามาใช โดยเฉพาะอยางยงกบการกอสรางทตองรองรบการเสยรปจากแผนดนไหวขนาดใหญ รปท 1 ประเภทการตอโครงสรางเสาและคาน ภาพท 1 ตวอยางของโครงสรางเหลกกลาไรสนม รปท 2 การเปรยบเทยบก าลงรบแรงดงระหวางโลหะฐาน SUS304 และโลหะเชอมเกรด TS308C ในงานทวไป

พฒนาการของลวดเชอมแกนฟลกซก าลงสงกวาก าลงวสด เกรด TS308MoJ จากประเดนปญหาดงกลาว สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน (JSSC) ได

ด าเนนการส ารวจผลกระทบจากองคประกอบหลกทางเคมของวสดเชอมตอก าลงรบแรงดง (รปท 3) วตถประสงคหลกคอเพอหาแนวทางในการพฒนาลวดเชอมแกนฟลกซก าลงสง ใหมประสทธภาพโดยเมอน ามาใชในงานเชอมโครงสรางเหลกกลาไรสนมเกรด SUS304A จะไมเกดการแตกราวทรอยเชอม แตจะเกดกบโลหะฐานแทน

จากการส ารวจ พบวาในกรณท โลหะเชอมมโครงสรางระดบจลภาคเปนแบบ

acicular-state ferrite structure (ดงรปท 4) ซงเกดขนจากการแปลงสภาพแขงตวแบบ F mode (เฟสเฟอรไรท) จะไดลวดเชอมทมก าลงตามตองการ โดยไมลดทอนความสามารถในการยดตวลงมาก (รปท 5). หลงจากนนเปนตนมา JSSC กไดขอขนทะเบยนมาตรฐาน ลวดเชอมแกนฟลกซ เกรด TS308MoJ ใหเปนมาตรฐานอตสาหกรรมประเทศญปน ซงลวดเชอมเกรดดงกลาวนอยในขายทลวดเชอมเกรด AWS E304MoT จะถกน ามาปรบคณสมบตทางเคมใหมเฟอรไรตสง

นอกจากน เปนทชดเจนวาองคประกอบของ TS308MoJ สงผลตอการเปลยน

โครงสรางวสดไปเปน อลฟาเฟส (σ-phase) เมออณหภมสง มผลท าใหมคาความเปราะลดต าลงกวาโลหะเชอมประเภทเจออลลอยสงและมเฟอรไรทสง ดงเชน TS309Mo และ TS2209

เพอเปนการยนยนถงสมรรถนะของรอยเชอมวสดเกรด SUS304A ทมการน าลวดเชอมเกรด TS308MoJ เขามาใช ไดมการทดสอบก าลงรบแรงดง ผลการทดสอบพบวา แมวาก าลงของโลหะเชอมจะเกนกวาก าลงของโลหะฐาน แตกพบเหนถงลกษณะของรอยแตกราวทเกดขนทรอยเชอม ผลการวเคราะหพฤตกรรมดวยการใชแบบจ าลองคณตศาสตรพบวา หากคาการยดตว (จากผลการทดสอบแรงดง) ของโลหะฐานและของโลหะเชอมมคาแตกตางกนคอนขางมาก เหตการณดงกลาวจะมโอกาสเกดขนได นอกจากนนเหตการณหรอรปแบบความเสยหายดงกลาวนจะเปนผลมาจากขนาดของตวอยางทดสอบและความแตกตางของก าลงรบแรงดง ซงการประเมนต าแหนงของรอยแตกราวของรอยเชอมนนจะสมพนธกบอตราสวนความกวางตอความหนารอยเชอม (width to thickness ratio) ทมาก

ทายทสดน สามารถสรปไดวา รอยเชอมของเหลกกลาไรสนม เกรด SUS304A ทม

การน าลวดเชอมเกรด TS308MoJ ทมก าลงสงกวาเขามาใช จะมประสทธภาพและเหมาะสมในทางปฏบต

รปท 3 ความสมพนธระหวางองคประกอบทางเคม และก าลงรบแรงดง รปท 4 โครงสรางระดบไมโครของ Acicular-state Ferrite รปท 5 โลหะเชอมทมก าลงรบแรงทเสถยรแตคาการยดตวไมลดลงมากนก

32

ColumnColumn

BeamBeam

Beam-end weldBeam-end weld

Fig. 1 Type of Column-Beam Connec-tions Widely Applied

Photo 1 Examples of stainless steel structures

TS308 weld metalTS308 weld metal

SUS304 stainless steelSUS304 stainless steel

Tensile strength (MPa)Tensile strength (MPa)

Data

freq

uenc

y of

SU

S304

sta

inle

ss s

teel

Data

freq

uenc

y of

SU

S304

sta

inle

ss s

teel

Data

freq

uenc

y of

TS3

08 w

eld

met

alDa

ta fr

eque

ncy

of T

S308

wel

d m

etal

Fig. 2 Comparison of Tensile Strength between SUS304 Base Metal and TS308C Weld Metal in Practical Use

Ferrite content (WRC FN）Ferrite content (WRC FN）

Acicular-stateferriteAcicular-stateferrite

Tens

ile s

treng

th（M

Pa）

Tens

ile s

treng

th（M

Pa）

Elon

gatio

n (%

)El

onga

tion

(%)

Estimated value obtained from chemical composition (MPa)(−37Ni+27Cr+40Mo+225N+400)Estimated value obtained from chemical composition (MPa)(−37Ni+27Cr+40Mo+225N+400)

Mea

sure

d va

lue

(MPa

)M

easu

red

valu

e (M

Pa)

Austenite+FerriteAustenite+Ferrite+MartensiteAustenite+FerriteAustenite+Ferrite+Martensite

Structure of weld metal

Fig. 5 Weld Metal with Stabilized Strength and No Considerable Reduction of Elongation

Fig. 3 Analytical Results for Tensile Strength Obtained from Chemical Composition Regression Equation

Fig. 4 Microstructure of Acicular-state Ferrite

Ferrite contentsDeLong:>18FNWRC: 19.3FNScope: 14.4FN

33

(หนา 18) การด าเนนการของสมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน งานสมมนาวชาการดานอาคารสง ระหวาง จน - ญปน - เกาหล ประจ าป 2016 งานสมมนาวชาการดานอาคารสง ระหวาง จน - ญปน - เกาหล ประจ าป 2016 ไดจดขนในวนท 8 กรกฎาคม 2016 ทสถาบนเทคโนโลยแหงโตเกยว ทประเทศญปน โดยเปนการรวมกนจดโดยคณะท างานดานโครงสรางแหงประเทศญปน CTBHU คณะกรรมการตางประเทศของสมาคมโครงสรางเหลกแหงประเทศญปน สถาบนวจยนวตกรรมของสถาบนเทคโนโลยแหงโตเกยว เวทแหงนเปนงานสมมนาวชาการระหวางประเทศทมงหวงใหเปนจดเชอมโยงในดานการปฎบตงาน ระหวางสภาอาคารสงและทอยอาศยในเมอง (Council on Tall Buildings and Urban Habitat, CTBUH) และวศวกรโครงสรางตลอดจนผทสนใจ ในประเทศจน เกาหล และญปน โดยงานสมมนาวชาการประจ าป 2016 นไดจดขนเปนครงทสามตอเนองจากป 2014 ทเมองเซยงไฮและป 2015 ทกรงโซล

ในงานสมมนาวชาการประจ าป 2016 ทกรงโตเกยว ศาสตราจารยคาซฮโกะ คาไซ

จากสถาบนเทคโนโลยแหงโตเกยว ไดใหเกยรตเปนผกลาว keynote ภายใตหวขอ "สมรรถนะของระบบปองกนแผนดนไหวส าหรบอาคารสงระฟา และรายละเอยดประกอบ" โดยหลงจากนนกไดมการน าเสนออกเกาหวขอโดยวทยากรผเปนตวแทนจากประเทศตางๆ ทงสามประเทศ

การน าเสนอจากประเทศจนครอบคลมถงการออกแบบโครงสรางอาคาร ไชนาซน

ซงมความสงถง 500 เมตร ซงไดมระบบตานทานแผนดนไหวทงระบบผนงรบแรงเฉอนทไดมการเสรมดวยองคอาคารโครงสรางเหลก มการน าเสนออก 2 หวขอโดยผเชยวชาญจากประเทศเกาหล ประกอบไปดวยการกอสรางอาคารลอตเตเวรลซงมความสงถง 555 เมตร และอาคารโครงสรางคอนกรตเสรมเหลกสง 400 เมตรทเมองปซานโดยในสวนของการน าเสนอโดยผเชยวชาญจากประเทศญ ปนไดมการแสดงโครงการตวอยางสองโครงการทเกยวของกบการปรบปรงอาคารเพอตานทานแผนดนไหวและการออกแบบโรงละครกนซา คาบกซา (โรงละครคาบก)

ในการนไดมวศวกรนกวจยและนกศกษากวา 150 คนเขารวมในงานสมมนา

วชาการโดยไดมการแลกเปลยนทรรศนะอยางตอเนองตลอดวน ในชวงทายของงานสมมนาศาสตราจารยเกยรตคณ อากระ วาดะ จากสถาบนเทคโนโลยแหงโตเกยว (ประธาน CTBUH ของประเทศญปน) ไดเปนผกลาวค าขอบคณ ผเขารวมกจกรรมทกทานทไดมสวนรวมกบความส าเรจของการจดสมมนาวชาการในป 2016 น และกลาวน าถงการจดสมมนาวชาการในครงถดไปทกรงปกกงประเทศจนในเดอนกนยายน 2017

ในวนท 7 กรกฎาคม ซงเปนวนกอนการจดสมมนาวชาการ ไดมการจดดงานนอก

สถานทส าหรบสมาชกของ CTBUH เพอรวมสงเกตการณงานกอสรางอาคารสงสองแหงในกรงโตเกยว โดยผเขารวมกจกรรมไดแสดงความพงพอใจอยางมากตอการศกษาดงานเทคโนโลยเพอตานทานแผนดนไหวขนสงตวอยางเชนตวหนวงปรบมวลทไดตดตงในอาคารสงสามชนตดกน และการตดตงระบบแยกฐานทชน 25 ของอาคารสง 40 ชน

Keynote โดยศาสตราจารยคาซฮโกะ คาไซ จากสถาบนเทคโนโลยแหงโตเกยว วนดงานนอกสถานทกอนการสมมนาวชาการ

34

Keynote address by Professor Kazuhiko Kasai of Tokyo Institute of Technology

Technical tour at the day before the Forum

35

การจดงานสมมนาวชาการดานโครงสรางเหลกยานแปซฟค (Pacific Structural Steel Conference, PSSC) ครงท 11

ในชวงระหวางวนท 30-31 ตลาคม 2016 ไดมการจดงานสมมนาวชาการดานโครงสรางเหลกยานแปซฟค (Pacific Structural Steel Conference, PSSC) ครงท 11 ทอาคารคราวนพลาซา เมองเซยงไฮ ประเทศจน ดวยการสนบสนนของสมคมโครงสรางเหลกแหงประเทศจน โดยมประเทศทเขารวมงานสมมนามากมายหลายประเทศ ซงรวมถง 11 ประเทศทเปนสมาชกสภาสมาคมเหลกโครงสรางแหงภาคพนแปซฟค (Pacific Council of Structural Steel Association, PCSSA) และ 18 ประเทศจากทวปยโรป โดนมจ านวนวทยานพนธทสงเขามารวม 209 ฉบบ และมผน าเสนอรวม 123 ราย ซงเปนน าเสนอโดยชาวญปน จ านวน 30 หวขอ รวมถงหวขอ 1-8 ทน าเสนอในวารสารฉบบน

หวขอทไดมการน าเสนอในงาน PSSC ครงท 11 แสดงดงรปขางลาง โดยหากพ

จรณาหวขอทปรากฎ พบวาหลายหวขอจะเกยวของกบระบบการตอโครงสราง และพฤตกรรมขององคอาคารโครงสราง โดยในงานสมมนามหวขอทส าคญ 11 หวขอไดถกน าเสนอโดยตวแทนจากประเทศสมาชก PCSSA 11 ประเทศโดยตวแทนจากประเทศญปนไดน าเสนอในหวขอ "2016.4 แผนดนไหวคมาโมโตะในประเทศญปนและความเสยหายทเกดขนกบโครงสราง" โดยโยโซะ ฟจโนะ ประธานสมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน

นบตงแตงานสมมนา PSSC ครงแรกในป 1986 ทประเทศนวซแลนด ทกๆ 3 ป

ประเทศสมาชกจะสลบสบเปลยนเปนเจาภาพในการจดกจกรรม ซงงานสมมนาครงตอไปจดขนในป 2019 ทประเทศญปน โดยเปนงานสมมนาครงท 12 และเปนครงแรกนบตงแตไดเปนผจดงานครงท 3 เมอ 27 ปกอนในป 1992 ดวยเหตทงานสมมนาทจะจดขนน จะเปนกจกกรมทจดกอนมหกรรมโตเกยวโอลมปคเกมส 2020 จงมความเปนไปไดวา จะมการจดเยยมชมการกอสรางสนามกฬาและอาคารตางๆ แหงใหมๆ โดยรอบ ในทายทสด เราหวงวาจะไดรบการสนบสนนและความรวมมอจากชาวญปนรนใหมๆ ทจะไดเขามาชวยเตรยมการ งานสมมนาวชาการ PSSC ครงท 12 ในป 2019 ทประเทศญปนน พธการมอบธงผจดงาน PSSC จากประเทศจนใหกบประเทศญปน หวของานสมมนาวชาการดานโครงสรางเหลกยานแปซฟค (Pacific Structural Steel Conference, PSSC) ครงท 11 (จ านวนวทยานพนธทสง: 209 ฉบบ)

36

สารจากประธานคณะกรรมการการตางประเทศ ฮโรช คทซช ประธานคณะกรรมการการตางประเทศ (อาจารย มหาวทยาลยแหงชาตโยโกฮามา) สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน ไดด าเนนกจกรรมมากมาย ตงแตการส ารวจ การวจย และการพฒนาเทคโนโลย โดยมงหวงใหเกดการใชโครงสรางเหลกทเพมมากขน และเกดการพฒนาดานเทคโนโลยทเกยวของ ตลอดจนการประสานความรวมมอกบหนวยงานทเกยวของในประเทศตางๆ ซงดวยวตถประสงคหลกในการเผยแพรเทคโนโลยดานงานกอสรางโครงสรางเหลกในประเทศญปน เพอสรางตลาดในตางประเทศ คณะกรรมการการตางประเทศ สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน หรอ Japanese Society of Steel Construction (JSSC) จงเปนผจดท าเนอหาตางๆ ในนตยสารฉบบท 50 น

นตยสารฉบบท 50 ไดกลาวถง รางวลผลงานทเปนเลศและวทยานพนธทโดดเดน

ในดานงานกอสรางดวยโครงสรางเหลก เกณฑการสงเสรมจากภาครฐเพอสนบสนนใหปรบปรงโครงสรางเพอตานทานแผนดนไหว การใชงานระบบแยกฐาน เพอลดแรงจากแผนดนไหว การจ าแนกวธการปรบปรงโครงสรางตานทานแผนดนไหว ตวอยางการปรบปรงโครงสรางอาคารและสะพานเพอตานทานแผนดนไหว ทงวธการเสรมก าลงและการตดตงอปกรณลดผลกระทบประเภทตางๆ และนอกจากนในนตยสารฉบบท 50 นยงไดกลาวถงผลการวจยดานการเชอมเหลกกลาไรสนมอกดวย

ส าหรบกจกรรมระหวางประเทศในป 2016 นน สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศ

ญปนไดมการจดนทรรศการดานอาคารสง โดยสภาอาคารสงและทอยอาศยในเขตชมชน ทสถาบนเทคโนโลยแหงโตเกยว ตลอดจนการสมมนาวชาการ ทชอ Pacific Structural Steel Conference (PSSC) ครงท 11 ทเมองเซยงไฮ ประเทศจน ในเดอนตลาคม โดยส าหรบงานสมมนาครงท 12 สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน ในประเทศญปน ในป 2019 ในการน สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปนกอยากจะขอเรยนเชญผสนใจเขารวมกจกรรมดงกลาว ซงในปตอมา กรงโตเกยวจะมการจดมหกรรมโอลมปกขน

ในทายทสดน จงอยากจะขอขอบพระคณททานไดใหความสนใจกบกจกรรมของ

สมาคมเหลกกอสรางแหงประเทศญปน และอยากจะเรยนขอความเหนจากทานตามททานจะสามารถใหความอนเคราะหไดตอไป

37

No. of theses submittedNo. of presentations givenOf which, theses and preservations from Japan

Topic 1: High-rise Building and Space Structure (10)

Topic 2: Bridge, Tower, Marine and Boiler (10)

Topic 3: Composite Structure (16)

Topic 4: Connection Behavior (35)

Topic 5: Member Behavior (41)Topic 6: Analytical and Experimental

Methods (39)

Topic 8: New Technology and Material (25)

Topic 7: Design Concept and Method (18)

Hiroshi Katsuchi, Chairman, International Committee of JSSC (Professor, Yokohama National University)

Proceedings at 11th Pacific Structural Steel Conference by Topic (Total number of theses submitted: 194)

Delivery ceremony for PSSC flag from China to Japan

38