ແນວໃດທີ່ຈະປັບປຸງປະສິດທິພາບການຕ້ານທາງລົມຂອງສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກ

ເຫດຜົນພື້ນຖານຂອງການຮັບນ້ຳໜັກລົມສຳລັບການອອກແບບສະຖາປັດຕະຍະກຳເຫຼັກ

ດ້ານຟິສິກສ໌ຂອງກຳລັງລົມ ການຍົກຂຶ້ນ ແລະ ທາງເດີນຂອງການຮັບນ້ຳໜັກໃນສະຖາປັດຕະຍະກຳເຫຼັກ

ທັງອາກາດສະຫຼັບສັບສົນເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນ ແລະ ຄວາມດູດຊຶມຕໍ່ສະຖາປັດຕະຍະກຳເຫຼັກ—ເຊິ່ງປ່ຽນແປງໄປຕາມຄວາມສູງ ຮູບຮ່າງ ແລະ ພື້ນທີ່ອ້ອມຂ້າງ. ເມື່ອການລົມໄຫຼ່ໄປເທິງຫຼັງຄາເລີງໄວຂຶ້ນ ຫຼັກການເບີນູລີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນລົບ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການຍົກຂຶ້ນທີ່ອາດຈະເກີນນ້ຳໜັກຕົວຂອງໂຄງສ້າງ. ສ່ວນຂອງຜະໜາກທີ່ຫັນໄປທາງທິດທີ່ລົມມາຈະເກີດຄວາມກົດດັນບວກ; ສ່ວນຂອງຜະໜາກທີ່ຫັນໄປທາງທິດທີ່ລົມອອກ ແລະ ມຸມຂອງຫຼັງຄາຈະເກີດຄວາມດູດຊຶມຢ່າງຮຸນແຮງ. ກຳລັງເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ເທົ່າທຽມກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ: ເຂດທີ່ຢູ່ຕາມແຖວ ແລະ ມຸມຈະຮັບຄວາມກົດດັນທີ່ເກີດຂຶ້ນເປັນຈຸດໆ ເຖິງສາມເທົ່າຂອງເຂດທີ່ຢູ່ກາງ, ຈຶ່ງຕ້ອງໃຊ້ການຕິດຕັ້ງວັດສະດຸປົກປິດທີ່ເຂັ້ມແຂງຂຶ້ນ. ທາງສົ່ງກຳລັງຈະຖ່າຍໂອນກຳລັງອາກາດໄດນາມິກຈາກວັດສະດຸປົກປິດໄປຫາຊິ້ນສ່ວນທີສອງ (girts ແລະ purlins), ຈາກນັ້ນໄປຫາໂຄງສ້າງຫຼັກ, ແລະ ສຸດທ້າຍໄປຫາຮາກຖານ. ຄວາມຕໍ່ເນື່ອງທີ່ທຸກຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ແມ່ນສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ—ການຂັດຂວາງອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມສະລາບຕາມລຳດັບ. ເຖິງແນວໃດກໍຕາມ ຄຸນສົມບັດຂອງເຫຼັກທີ່ສາມາດເບິ່ງເວົ້າໄດ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ເກີດການສູນເສຍພະລັງງານຢ່າງຄວບຄຸມໄດ້ຜ່ານການເບິ່ງເວົ້າ, ແຕ່ຜົນປະໂຫຍດນີ້ຈະເກີດຂຶ້ນກໍຕໍ່ເມື່ອການຕິດຕັ້ງສ່ວນທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວຢືດ (braces) ແມ່ນຖືກຕ້ອງ ແລະ ທາງສົ່ງກຳລັງຍັງຄົງເປັນເອກະລາດ. ຫຼັງຄາທີ່ມີຄວາມເອີ້ງຕ່ຳເປັນພິເສດທີ່ມີຄວາມອ່ອນແອຕໍ່ການຍົກຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນການອອກແບບການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ແໜ້ນໜາ ແລະ ຈານເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຖານຈຶ່ງເປັນພື້ນຖານທີ່ສຳຄັນຕໍ່ຄວາມໝັ້ນຄົງ.

ການຄຳນວນແຮງທີ່ເກີດຈາກລົມຕາມມາດຕະຖານ ASCE 7: ການວິເຄາະແບບສະຖິດ ແລະ ການວິເຄາະແບບໄດນາມິກ ສຳລັບໂຄງສ້າງເຫຼັກ

ASCE 7-22 ໃຫ້ບ່ອນທີ່ເປັນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ສຳລັບການກຳນົດແຮງທີ່ເກີດຈາກລົມ ໂດຍໃຊ້ຄວາມໄວຂອງລົມພື້ນຖານທີ່ປັບຕາມສະຖານທີ່ ຮວມທັງປັບຕາມປະເພດການສຳຜັດ ອິດທິພົນຈາກທີ່ຕັ້ງທາງພູມສາດ ແລະ ປັບຕາມປັດໄຈຄວາມສຳຄັນຂອງອາຄານ. ວິທີການທີ່ຢູ່ນິ້ງນີ້ຈະຄູນຄວາມດັນຈາກຄວາມໄວດ້ວຍສຳປະສິດຄວາມດັນດ້ານນອກ ແລະ ປັດໄຈຜົນກະທົບຈາກການລົມເປັນຈັງຫວะ (G) ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ແຮງທີ່ເທົ່າທຽງກັບການທີ່ຢູ່ນິ້ງ—ເຊິ່ງເໝາະສຳລັບອາຄານເຫຼັກທີ່ແໜ້ນແຟ້ນ ທີ່ມີຄວາມຖີ່ທຳມະຊາດເລີ່ມຕົ້ນສູງກວ່າ 1 Hz. ສຳລັບໂຄງສ້າງທີ່ຍາວ ຫຼື ມີຄວາມຍືດຫຸ່ນ—ເຊັ່ນ: ຫອ້ງທີ່ສູງ, ສະຖານທີ່ຈັດກິດຈະກຳທີ່ມີຊ່ວງຍາວ, ຫຼື ອາຄານຕຶ້ມຕ່ຳທີ່ມີຊັ້ນລຸ່ມທີ່ອ່ອນ—ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ການວິເຄາະແບບໄດນາມິກ. ວິທີນີ້ຈະພິຈາລະນາການເສີມຂະຫຍາຍຈາກການສັ່ນສະເທືອນ, ການຖືກເອົາໄປເປັນຈັງຫວະຈາກການເຄື່ອນທີ່ຂອງລົມ (vortex shedding), ແລະ ການແຈກຢາຍຄວາມດັນທີ່ປ່ຽນແປງຕາມເວລາ ໂດຍໃຊ້ການທົດສອບໃນທໍ່ລົມ ຫຼື ການຈຳລອງດ້ວຍຄອມພິວເຕີ (CFD). ການອີງໃສ່ເພີງແຕ່ປັດໄຈຜົນກະທົບຈາກການລົມເປັນຈັງຫວະໃນການວິເຄາະແບບຢູ່ນິ້ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມຕອບສະໜອງຕາມທິດທາງຂອງລົມ ແລະ ຕາມທິດທາງຂ້າມລົມຕ່ຳເກີນໄປ ໃນລະບົບທີ່ມີຄວາມຍືດຫຸ່ນ ໂດຍເປັນພິເສດເມື່ອເກີດເຫດການ “lock-in” ໃກ້ກັບຄວາມໄວຂອງລົມທີ່ມີຄວາມສຳຄັນ. ວິສະວະກອນຈຳເປັນຕ້ອງປະເມີນຄວາມຖີ່ທຳມະຊາດ ແລະ ລັກສະນະການຫຼຸດທອນແຕ່ເບື້ອງຕົ້ນ ເພື່ອເລືອກວິທີການວິເຄາະທີ່ເໝາະສົມ—ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພ ແລະ ປະສິດທິພາບ ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ຄວາມເຂັ້ມງວດທີ່ບໍ່ຈຳເປັນ.

ການປັບປຸງລະບົບໂຄງສ້າງເພື່ອຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ແຮງลมດ້ານຂ້າງໃນອາຄານເຫຼັກ

ຮູບແບບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ແລະປະເພດຂອງໂຄງຮ່າງທີ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງສຸດ

ລະບົບຕ້ານການເຄື່ອນທີ່ດ້ານຂ້າງ ກຳນົດປະສິດທິພາບຂອງອາຄານເຫຼັກຕໍ່ກັບລົມ. ວິສະວະກອນເລືອກຈາກຮູບແບບຂອງການຄຳນວນການເຄື່ອນທີ່ດ້ານຂ້າງ ແລະ ປະເພດຂອງໂຄງສ້າງ ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມແຂງແຮງ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານສະຖາປັດຕະຍະກຳ. ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນດ້ານຂ້າງແບບກາງ (Concentric braced frames) — ໂດຍສະເພາະແມ່ນການຄຳນວນແບບ X — ສະເໜີຄວາມແຂງແຮງໃນສະຖານະຢືດຕົວສູງຜ່ານກິດຈະກຳຂອງເສົາຕັ້ງທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ເຊິ່ງຫຼຸດຜ່ອນການເຄື່ອນທີ່ລະຫວ່າງຊັ້ນໄດ້ຈົນເຖິງ 35% ເມື່ອທຽບກັບໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ມີການຄຳນວນດ້ານຂ້າງແຕ່ມີການຕ້ານແບບຈຸດເຊື່ອມ (unbraced moment frames). ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຄຳນວນດ້ານຂ້າງແບບເອີ້ງໄປດ້ານຂ້າງ (Eccentrically braced frames - EBFs) ມີສ່ວນທີ່ເປັນ 'fuse' ທີ່ຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ໃນສ່ວນຂອງເສົາຕັ້ງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍພະລັງງານເກີດຂຶ້ນຢ່າງສະຖຽນຕົວຜ່ານການເຮັດວຽກທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ ແລະ ຍັງຮັກສາຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການເຄື່ອນທີ່ດ້ານຂ້າງໄວ້ໄດ້. ໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານການເຄື່ອນທີ່ດ້ານຂ້າງດ້ວຍການສ້າງຈຸດເຊື່ອມທີ່ມີການເບິ່ງງ່າຍ (Moment-resisting frames) ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນດ້ານສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ດີເລີດ ແລະ ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ຜ່ານການສ້າງຈຸດເຊື່ອມທີ່ເບິ່ງງ່າຍ (plastic hinge) ຢູ່ທີ່ສ່ວນທ້າຍຂອງເສົາຕັ້ງ — ແຕ່ຕ້ອງມີການອອກແບບຢ່າງລະອຽດເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າຈຸດເຊື່ອມທີ່ເບິ່ງງ່າຍເກີດຂຶ້ນກ່ອນທີ່ຈະເກີດການລົ້ມສະລາກ (brittle failure). ສຳລັບອາຄານເຫຼັກທີ່ສູງ ຫຼື ອາຄານທີ່ມີຮູບຮ່າງຍາວແລະບາງ, ລະບົບຄູ່ (dual system) — ທີ່ປະກອບດ້ວຍສ່ວນກາງທີ່ມີການຄຳນວນດ້ານຂ້າງທີ່ແຂງແຮງ ແລະ ໂຄງສ້າງທີ່ຕ້ານການເຄື່ອນທີ່ດ້ານຂ້າງດ້ວຍການສ້າງຈຸດເຊື່ອມທີ່ມີການເບິ່ງງ່າຍຢູ່ແຖວນອກ — ຈະເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດທັງດ້ານການໃຊ້ງານປົກກະຕິ (ການຄວບຄຸມການເຄື່ອນທີ່) ແລະ ຄວາມແຂງແຮງສູງສຸດໃນເວລາເກີດເຫດການລົມຮຸນແຮງ.

ປະສິດທິພາບຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ໃຕ້ການຮັບແຮງລົມທີ່ປ່ຽນແປງໄປມາ: ການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູ້ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນໃນສະຖາປັດຕະຍະກຳເຫຼັກ

ແຮງລົມເກີດຂຶ້ນຢ່າງເປັນຈັງຫວະ ເຮັດໃຫ້ການເຊື່ອມຕໍ່ຕ້ອງຮັບການເຄື່ອນໄຫວເປັນຈຳນວນຫຼາຍຄັ້ງ ແລະ ການປ່ຽນທິດທາງ. ການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູ້ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນມີປະຕິກິລິຍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ—ແລະ ການເລືອກໃຊ້ເຫຼົ່ານີ້ມີຜົນຕໍ່ຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນໄລຍະຍາວຢ່າງມີນ້ຳໜັກ

ໃນການປະຕິບັດຈິງ, ວິທີການເຊື່ອມຕໍ່ແບບປະສົມນີ້ເກີດຂຶ້ນຢ່າງທົ່ວໄປ: ການເຊື່ອມຕໍ່ໃນໂຮງງານຈະຮັບປະກັນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂະໜານ ແລະ ຄຸນນະພາບການເຊື່ອມ, ໃນຂະນະທີ່ການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູ້ວໃນສະຖານທີ່ກໍ່ສ້າງຈະໃຫ້ຄວາມສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້, ຄວາມງ່າຍດາຍໃນການຕິດຕັ້ງ, ແລະ ຄຸນນະພາບທີ່ພິສູດແລ້ວໃນການຕ້ານການເກີດຄວາມເຄື່ອນໄຫວຊ້ຳໆ—ໂດຍເປັນພິເສດໃນສະພາບການທີ່ມີລົມພາຍໃນທີ່ເກີດຂຶ້ນຊ້ຳໆ

ຍຸດທະສາດການປ້ອງກັນອາຄານເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນອິດທິພົນຂອງລົມທີ່ດັນຂຶ້ນໃນອາຄານທີ່ເຮັດດ້ວຍເຫຼັກ

ຮູບຮ່າງຂອງຫຼັງຄາ, ວິທີການຕິດຕັ້ງວັດສະດຸປົກຄຸມ, ແລະ ການປັບຮູບເພື່ອປັບປຸງການລົມໄຫຼ

ຮูບຮ່າງຂອງຫຼັງຄາມີຜົນກະທົບຢ່າງໃຫຍ່ຕໍ່ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຖືກດຶງຂຶ້ນ. ຄວາມຊັນທີ່ສູງ (≥3:12) ລົດລາຍຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມດັນ, ໃນຂະນະທີ່ຫຼັງຄາຮູບປີກນົກ (hip roofs) ແຈກຢາຍແຮງລົມໄດ້ຢ່າງເທົ່າທຽມກວ່າຫຼັງຄາຮູບຈ່ອຍ (gable forms). ຄວນໃຊ້ສ່ວນຍື່ນຂອງຫຼັງຄາທີ່ສັ້ນທີ່ສຸດ—ສ່ວນຍື່ນທີ່ຍາວເກີນໄປຈະເພີ່ມເນື້ອທີ່ທີ່ເປີດເຜີຍຕໍ່ລົມ ແລະ ເຮັດໃຫ້ການດຶງຂຶ້ນຮຸນແຮງຂຶ້ນ. ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ບໍ່ຖືກຂັດຂວາງຈາກວັດສະດຸຫຼັງຄາໄປຫາໂຄງສ້າງຫຼັກ ແມ່ນບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້. ຫຼັງຄາເຫຼັກທີ່ມີລາຍລະອຽດເປັນແຖວຍື່ນ (standing seam) ທີ່ມີແຜ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັນແລະ ສະກູ້ວທີ່ຖືກຊ່ອນໄວ້ ມີປະສິດທິພາບດີກວ່າລະບົບທີ່ໃຊ້ສະກູ້ວທີ່ເຫັນໄດ້ ເຊິ່ງມີແນວໂນ້ມຈະເລີ່ມຫຼວມເມື່ອຖືກແຮງທີ່ປ່ຽນທິດທາງເປັນຈັງຫວะ. ສະກູ້ວທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອຕ້ານການຖືກດຶງຂຶ້ນ ພ້ອມດ້ວຍແວຶ່ນທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງໃຫຍ່ ແລະ ມີຊັ້ນປ້ອງກັນການກັດກິນ ຄວນຖືກກຳນົດໃຊ້ສຳລັບທຸກຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງແຜ່ນຫຼັງຄາກັບແຖວເຫຼັກຮອງ (purlins). ການປັບປຸງທາງອາກາດສາດ—ເຊັ່ນ: ສ່ວນຍື່ນຂອງຫຼັງຄາທີ່ເປັນເສັ້ນເວົ້າ, ສ່ວນປ້ອງກັນທີ່ມີຮູບຮ່າງແຖວລົດລາ, ແລະ ມຸມທີ່ກົມກາງ—ສາມາດຫຼຸດຄ່າສຳປະສິດທິພາບຄວາມດັນທ້ອງຖິ່ນໄດ້ເຖິງ 25% ຕາມການທົດສອບໃນທໍ່ທົດສອບລົມ. ASTM E1592 ແມ່ນມາດຕະຖານການທົດສອບທີ່ໃຊ້ຢືນຢັນຄວາມສາມາດຕ້ານການຖືກດຶງຂຶ້ນຂອງລະບົບຫຼັງຄາເຫຼັກ, ແລະ ອາຄານເຫຼັກຈຳນວນຫຼາຍທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນເຂດທີ່ມີລົມຮຸນແຮງ ໄດ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອຕ້ານລົມໄດ້ເຖິງ 150 mph ໂດຍບໍ່ເสຍຄວາມເປັນເອກະລາດຂອງເปลືອກອາຄານ.

ການປະຕິບັດຂອງສ່ວນປະກອບທີ່ບໍ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ (ແກ້ວ, ມື້ງຄຸມຫຼັງຄາ, ລະບົບດ້ານໜ້າ) ໃນສິ່ງກໍ່ສ້າງເຫຼັກທີ່ຢູ່ໃນເຂດທີ່ມີລົມຮຸນແຮງ

ສ່ວນປະກອບທີ່ບໍ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງມັກຈະເປັນປັດໄຈທີ່ກຳນົດການປະຕິບັດຕໍ່ລົມໃນທາງປະຕິບັດ—ເຖິງແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງເຫຼັກຫຼັກຈະຍັງຄົງຢູ່ໃນສະພາບດີ. ແກ້ວຕ້ອງໃຊ້ແກ້ວທີ່ຕ້ານການດີດຕົວໄດ້ດີ ແລະ ມີການປະກອບດ້ວຍຊັ້ນຫຼາຍ (laminated glass) ທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ກັບໂຄງສ້າງເຫຼັກໂດຍກົງ ແທນທີ່ຈະຕິດຕັ້ງເພີ່ມເຕີມເທົ່ານັ້ນກັບສ່ວນປະກອບຂອງຜະນັງທີ່ບໍ່ເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງໂຄງສ້າງ (curtain wall mullions). ມື້ງຄຸມຫຼັງຄາຕ້ອງຖືກຕິດຕັ້ງດ້ວຍວິທີການຕິດຕັ້ງຢ່າງເຕັມທີ່ (full adhesion) ຫຼື ດ້ວຍວິທີການເຊື່ອມດ້ວຍເຄື່ອງມື (mechanical fastening) ພ້ອມດ້ວຍສ່ວນປະກອບທີ່ເຂັ້ມແຂງຢູ່ແຖວດ້ານນອກເພື່ອປ້ອງກັນການເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຫຼຸດລົງ. ລະບົບດ້ານໜ້າ—ເຊັ່ນ: ແຜ່ນອາລູມິເນີ້ມທີ່ປະກອບດ້ວຍສອງຊັ້ນ (aluminum composite panels)—ຕ້ອງຖືກຕິດຕັ້ງຢ່າງໝັ້ນຄາງເຂົ້າກັບສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງໂຄງສ້າງ (girts) ໂດຍໃຊ້ສະລັອດທີ່ມີການຈັດຫາງທີ່ເໝາະສົມ, ການເຂັ້ມແຂງທີ່ດ້ານຂອບ, ແລະ ມີການອອກແບບທີ່ມີຄວາມສຳຮັບ (redundancy). ມາດຕະຖານ ASTM E330 (ການທົດສອບຄວາມຕ້ານທາງສະຖິຕິຕໍ່ລົມ) ແລະ ASTM E1886 (ການທົດສອບຄວາມຕ້ານຕໍ່ວັດຖຸທີ່ຖືກພາດ້ວຍລົມ) ແມ່ນມາດຕະຖານທີ່ໃຊ້ເປັນເກນການຮັບຮອງ. ໃນເຂດທີ່ມີຄວາມສ່ຽງສູງຕໍ່ພາຍຸເຮີຣິເຄນ ຫຼື ເຂດທີ່ມີລົມຮຸນແຮງ, ສ່ວນປະກອບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຖືກອອກແບບໃຫ້ຮັບນ້ຳໜັກລົມທີ່ຄາດຄະເນໄດ້ຢ່າງໜ້ອຍ 1.5 ເທົ່າ ເພື່ອຮັບມືກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງກຳລັງທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນທີ່ (dynamic amplification) ແລະ ຄວາມບໍ່ແນ່ນອນໃນການແຈກຢາຍຄວາມກົດດັນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນທ້ອງຖິ່ນ.

ການບູລະນາການພື້ນຖານ ແລະ ການເລືອກວັດສະດຸສຳລັບຕຶກເຫຼັກທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງ

ການອອກແບບບູລິມະສິດເປັນເຫຼັກ, ການອອກແບບແຜ່ນເຫຼັກທີ່ຢູ່ດ້ານລຸ່ມ, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງໃນການຖ່າຍໂອນແຮງສຳລັບພື້ນຖານຕຶກເຫຼັກ

ບັອກເຊີ່ມທາງດ້ານລຸ່ມເປັນສ່ວນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສຳຄັນລະຫວ່າງໂຄງສ້າງເຫຼັກແລະຮາກຖານຂອງມັນ—ເພື່ອຕ້ານການຍົກຂຶ້ນ, ການເຄື່ອນທີ່ແບບຕັດ, ແລະ ການເບິ່ງເຄື່ອງທີ່ເກີດຈາກທິດທາງລົມ. ມາດຕະຖານ ACI 318 ແລະ AISC 360 ກຳນົດລວມກັນເຖິງຄວາມເລິກຂອງການຝັງ, ຄວາມໄກຈາກດ້ານຂອງເຂດ, ຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງບັອກເຊີ່ມ, ແລະ ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງບັອກເຊີ່ມເພື່ອປ້ອງກັນການດຶງອອກ, ການແຕກຂອງເບຕົງ, ຫຼື ການແຕກຂອງດ້ານຂ້າງ. ແຜ່ນທີ່ຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຕ້ອງມີຄວາມໜາພໍເທົ່າທີ່ຈະບໍ່ເກີດການຄົດຫຼາຍເກີນໄປເມື່ອຮັບແຮງຈາກເສົາ; ມັກເພີ່ມແຜ່ນຊ່ວຍຄົດ (stiffeners) ເພື່ອຫຼຸດຄວາມໜາທີ່ຕ້ອງການຂອງແຜ່ນທີ່ຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມ ແລະ ປັບປຸງການແຈກຢາຍແຮງເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນກຣຸດ. ການສຳຜັດຢ່າງທົ່ວທັ້ງໆລະຫວ່າງແຜ່ນທີ່ຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມ ແລະ ກຣຸດ ແມ່ນສຳຄັນຫຼາຍ—ເຊິ່ງບັນລຸໄດ້ດ້ວຍການໃຊ້ແມ່ກຸນປັບລະດັບ, ຊິມທີ່ເຮັດເປັນຊຸດ, ຫຼື ພື້ນທີ່ທີ່ຖືກປູກກຣຸດຢ່າງແນ່ນອນ. ການຄົ້ນຄວ້າຢືນຢັນວ່າການຝັງບັອກເຊີ່ມທີ່ເປັນໄປຕາມມາດຕະຖານ—ໂດຍເປັນພິເສດກັບການໃຊ້ເຮືອນຢາ epoxy ໃນເບຕົງທີ່ມີແຕກ—ຊ່ວຍຫຼຸດຄວາມສ່ຽງຂອງການລົ້ມສະລາບຈາກການຍົກຂຶ້ນໄດ້ເຖິງ 40% (ສະມາຄົມວິສະວະກຳດ້ານລົມ, 2023). ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ມີລົມຮຸນແຮງ, ການໃຊ້ແວຊເລີ່ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າປົກກະຕິ ແລະ ການຕິດຕັ້ງແມ່ກຸນສອງຊັ້ນຈະເຮັດໃຫ້ການຕ້ານການຫຼຸດລົງເນື່ອງຈາກການເຄື່ອນທີ່ເປັນຈັງຫວະດີຂຶ້ນ.

ເຫຼັກທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ ແລະ ຊັ້ນປ້ອງກັນເພື່ອຕ້ານການເຄື່ອນໄຫວຈາກທິດທາງລົມ ແລະ ການສຳຜັດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ

ການເລືອກວັດຖຸສຳຫຼັບການກໍ່ສ້າງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ລົມໂດຍກົງ. ເຫຼັກທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງເຊັ່ນ: ASTM A572 Grade 50 ແລະ ASTM A992 ສາມາດໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງຂະໜາດຂອງສ່ວນຕັດໃຫ້ເໝາະສົມ—ຊ່ວຍຫຼຸດນ້ຳໜັກຕົວເອງ ໂດຍບໍ່ເສຍຄວາມຍືດຫຼຸ່ນ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງທີ່ຈຳເປັນໃນການຕ້ານການປ່ຽນທິດທາງຂອງລົມ. ຊະນິດເຫຼັກເຫຼົ່ານີ້ເຂົ້າເກນຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດຂອງ AISC ສຳລັບການອອກແບບຕໍ່ດິນໄຫວ ແລະ ລົມ ໂດຍລວມທັງອັດຕາການຍືດຕົວຕ່ຳສຸດ ແລະ ອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການດຶງຕໍ່ຄວາມແຂງແຮງທີ່ເກີດຈາກການເລີ່ມຕົ້ນ. ການປົກປ້ອງດ້ວຍຊັ້ນຫຸ້ມກໍມີຄວາມສຳຄັນເທົ່າກັນ: ການຊຸບເຫຼັກດ້ວຍສັງกะສີຮ້ອນ (ASTM A123) ໃຫ້ການປົກປ້ອງຕໍ່ການກັດກິນຢ່າງເປັນກັນຊັ້ນດ້ວຍກົນໄກການສະເລີຍງ (sacrificial) ຕໍ່ຝົນທີ່ພາດ້ວຍລົມ ແລະ ອາກາດທີ່ມີເກືອ. ສ່ວນຊັ້ນຫຸ້ມເທິງທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງເຊັ່ນ: epoxy ຫຼື polyurethane ກໍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ເຄມີ ແລະ ຮັງສີ UV. ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ—ເຊັ່ນ: ເຂດທາງເທິງທະເລ, ເຂດອຸດສາຫະກຳ ຫຼື ເຂດທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມສູງ—ລະບົບຄູ່ (galvanizing + topcoat) ສາມາດຍືດເວລາໃຊ້ງານໄດ້ ແລະ ລດຕົ້ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບໍາລຸງຮັກສາຕາມວົງຈອນຊີວິດໄດ້ເຖິງ 50% (Corrosion Prevention Association, 2022). ຄວາມໝັ້ນຄົງດັ່ງກ່າວຮັບປະກັນວ່າຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງເຫຼັກຈະບໍ່ຖືກທຳລາຍຫຼັງຈາກຖືກສຳຜັດກັບລົມມາເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ.

ພາກ FAQ

ປັດໄຈຫຼັກໃດທີ່ສົ່ງຜົນຕໍ່ແຮງລົມທີ່ເກີດຂື້ນຕໍ່ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກ?

ແຮງລົມຖືກສົ່ງຜົນຕໍ່ໂດຍປັດໄຈຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ຄວາມສູງຂອງອາຄານ ຮູບຮ່າງຂອງອາຄານ ລັກສະນະຂອງເຂດພື້ນທີ່ອ້ອມຂ້າງ ແລະ ຮູບຮ່າງຂອງຫຼັງຄາ. ປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ສົ່ງຜົນຕໍ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມດັນ ແຮງດຶງດູດ ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງແຮງຍົກ.

ASCE 7 ກຳນົດແຮງລົມສຳລັບໂຄງສ້າງເຫຼັກແນວໃດ?

ASCE 7 ວິເຄາະແຮງລົມໂດຍອີງໃສ່ຄວາມໄວຂອງລົມພື້ນຖານທີ່ກຳນົດຕາມສະຖານທີ່ ແລະ ຖືກປັບປຸງຕາມປະເພດການສຳຜັດ (exposure categories) ຜົນກະທົບຈາກລັກສະນະພື້ນທີ່ (topographic effects) ແລະ ຄວາມສຳຄັນຂອງອາຄານ. ການວິເຄາະແບບນິ່ງ (static analysis) ຫຼື ການວິເຄາະແບບໄຫຼວ (dynamic analysis) ຈະຖືກເລືອກໃຊ້ຕາມຄວາມຖີ່ທຳມະຊາດ ແລະ ຄວາມຍືດຫຼືນຂອງໂຄງສ້າງ.

ວັດສະດຸໃດເໝາະສຳລັບອາຄານເຫຼັກທີ່ຕ້ານແຮງລົມໄດ້ດີທີ່ສຸດ?

ເຫຼັກທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ ເຊັ່ນ: ASTM A572 Grade 50 ແລະ ASTM A992 ແມ່ນເໝາະສຳລັບການນີ້ເປັນຢ່າງຍິ່ງ ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດຂອງມັນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຼືນດີ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງໃນການດຶງ (tensile strength) ສູງ. ການປົກປິດຜິວດ້ວຍວັດສະດຸປ້ອງກັນ ເຊັ່ນ: ການຊຸບເຫຼັກດ້ວຍສັງกะສີ (hot-dip galvanizing) ແລະ ສີເຄືອບ epoxy ແມ່ນຈຳເປັນເພື່ອຮັກສາຄວາມໝັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວ.

ເປັນຫຍັງການເຊື່ອມດ້ວຍບຽກ (bolted joints) ຈຶ່ງເປັນທີ່ນິຍົມຫຼາຍກວ່າການເຊື່ອມດ້ວຍການເຜົາ (welded connections) ໃນການຮັບແຮງລົມ?

ການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູ ມີຄວາມດີເດັ່ນໃນສະພາບການທີ່ມີແຮງລົມປ່ຽນແປງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເນື່ອງຈາກມີຄວາມສາມາດໃນການສູນເສຍພະລັງງານໄດ້ດີ ແລະ ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເກີດຄວາມເຄີຍເຄີຍ (fatigue) ສູງກວ່າການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ (welded joints) ເຊິ່ງມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເກີດການລວມຕົວຂອງແຮງ (stress concentration) ແລະ ຂ້ອຍແ cracks.

ຍຸດທະສາດການອອກແບບໃດທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນແຮງລົມທີ່ດຶງຂຶ້ນ (wind uplift) ຕໍ່ບ່ອນປູກຫຼັງຄາຂອງສະຖາປັດຕະຍະກຳເຫຼັກ?

ການອອກແບບທີ່ມີມຸມເອີງຂອງຫຼັງຄາທີ່ຊັນຂຶ້ນ ມີສ່ວນຍື່ນຂອງແຖວຫຼັງຄາ (eave overhangs) ໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ ບ່ອນປູກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຢ່າງເຂົ້າກັນໄດ້ (interlocking panels) ແລະ ຮູບຮ່າງທີ່ອອກແບບຕາມຫຼັກອາເອີໂຣດີນາມິກ (aerodynamic shaping) ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນແຮງລົມທີ່ດຶງຂຶ້ນ ແລະ ປັບປຸງຄວາມສະຖຽນຂອງໂຄງສ້າງ.

ເຮົາສາມາດອອກແບບຮາກຖານ (foundations) ໃຫ້ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ແຮງລົມໄດ້ແນວໃດ?

ການອອກແບບຮາກຖານປະກອບດ້ວຍສະກຣູ ທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ແຜ່ນເບື້ອງທີ່ໜາແລະມີສ່ວນເສີມຄວາມແຂງ (stiffeners), ແລະ ການຝັງທີ່ເປັນໄປຕາມຂໍ້ກຳນົດ ເພື່ອໃຫ້ສາມາດຕ້ານທານແຮງດຶງຂຶ້ນ ແລະ ອິດທິພົນຈາກແຮງລົມທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.