การวิเคราะห์แบบจำลองการเสริมกำลังต้านทานแผ่นดินไหวของโครงอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยวัสดุเสริมแรงไฟเบอร์กลาสโดยใช้การขยายหน้าตัดเสา

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแบบจำลองการเสริมกำลังต้านทานแผ่นดินไหวของโครงอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยวัสดุเสริมแรงไฟเบอร์กลาสโดยใช้การขยายหน้าตัดเสา อาคารที่ใช้ในการศึกษาเป็นอาคารเรียนคอนกรีตเสริมเหล็กสูง 4 ชั้น สังกัดกระทรวงศึกษาธิการ ซึ่งไม่ได้ออกแบบเพื่อให้รับกำลังต้านทานแรงแผ่นดินไหว โดยอาคารเรียนคอนกรีตเสริมเหล็ก ได้ทำการจำลองพฤติกรรมของอาคารก่อนเสริมกำลังและหลังเสริมกำลังด้วยวัสดุเสริมแรงไฟเบอร์กลาสเปรียบเทียบกับเหล็กข้ออ้อย เพื่อประเมินสมรรถนะของโครงข้อแข็งคอนกรีตเสริมเหล็กโดยใช้วิธีสถิตศาสตร์ไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear Static) จากผลการศึกษาพบว่าระดับสมรรถนะของโครงสร้างอาคารเรียนคอนกรีตเสริมเหล็กเปล่า (Bare Frame) เกิดการวิบัติที่จุดหมุนพลาสติกที่เสาคอนกรีตเสริมเหล็กบริเวณชั้น 2 ถึงชั้น 4 ของอาคารเรียน ซึ่งมีพฤติกรรมคานแข็งเสาอ่อน และมีค่าอัตราส่วนระหว่างแรงภายในที่เกิดขึ้นต่อกำลังต้านทานที่รับได้ของชิ้นส่วน (Demand-Capacity Ratio) มากกว่า 1 ซึ่งไม่สามารถรับกำลังต้านทานแผ่นดินไหวได้ แต่เมื่อเสริมกำลังด้วยวัสดุเสริมแรงไฟเบอร์กลาส และเหล็กข้ออ้อย ทำให้อาคารเรียนมีความสามารถรับกำลังได้เพิ่มขึ้น 1.75 และ 1.73 เท่า ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับอาคารเรียนคอนกรีตเสริมเหล็กเปล่า (BF) และมีค่า (DCR) ของการเสริมกำลังด้วยวัสดุเสริมแรงไฟเบอร์กลาส และเสริมด้วยเหล็กข้ออ้อยมีค่าตํ่ากว่า 1 ดังนั้นการเสริมกำลังด้วยวัสดุเสริมแรงไฟเบอร์กลาสจึงเป็นทางเลือกที่สามารถใช้ในการทดแทนเหล็กข้ออ้อย ในการรับกำลังต้านทานแผ่นดินไหวได้อย่างมีประสิทธิภาพ