Seismic Design မိတ္ဆက္ (အပိုင္း ၇)

Ductile Structure
Ductile Structure ဆိုတာဘာလဲ?
ေ႐ွ႕က အပိုင္းမွာ R အေၾကာင္းေျပာတုန္းက အေဆာက္အအံုေတြသာ ၫႊတ္ေျပာင္းမယ္ Ductile ျဖစ္မယ္ဆိုရင္ အဲဒီ frame ဟာ ငလ်င္ေၾကာင့္ျဖစ္လာတဲ့ အားေတြကို သူ႔ Elastic capacity ထက္ မ်ားစြာ ေက်ာ္လြန္ျပီး ခံေဆာင္ႏိုင္တယ္ဆိုတာကို ေျပာခဲ့ပါတယ္။ အဲဒါေၾကာင့္ Ductile Frames ေတြကို Design လုပ္ရာမွာ ငလ်င္ေၾကာင့္ အျမင့္ဆံုး ျဖစ္ႏိုင္တဲ့ အားေတြကို Design လုပ္စရာ မလိုအပ္ပဲ အတိုင္းအတာ တစ္ခုအထိေလွ်ာ့ၿပီး Design လုပ္လို႔ ရပါတယ္။
(Response Modification Factor R အေၾကာင္းကို ဒီလင့္မွာ ၾကည့္ႏိုင္ပါတယ္။
https://www.facebook.com/aunghsu.myat/posts/10201947942215470?pnref=story )
ဒီေနရာမွာ ငလ်င္ဒါဏ္ေၾကာင့္ ျဖစ္လာတဲ့ အားကို Elastic ခံႏိုင္ရည္အားထက္ မ်ားစြာ ေက်ာ္လြန္ၿပီး စဥ္းစားတဲ့အတြက္ ငလ်င္ တကယ္လႈပ္တဲ့အခါ အေဆာက္အအံုဟာ Elastic အေျခအေနကို ေက်ာ္လြန္ၿပီး Inelastic range ထဲ ေရာက္သြားမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ တနည္းအားျဖင့္ဆိုေသာ္ ခံႏိုင္ရည္အားကို ေက်ာ္လြန္သြားတဲ့အတြက္ ပ်က္စီးမႈေတြ မလြဲမေသြ ျဖစ္လာမွာပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ သို႔ေသာ္ ထို ပ်က္စီးမႈေတြေၾကာင့္ အေဆာက္အအံုကို မၿပိဳက်ေစရန္ စီမံေပးရမွာျဖစ္ပါတယ္။ အဲဒီလို နည္စနစ္မ်ိဳးနဲ႔ ပံုစံထူတ္တည္ေဆာက္တဲ့ Design ကို ၫႊတ္ေျပာင္းေသာ အေဆာက္အအံု သို႔မဟုတ္ Ductile Structure လို႔ ေခၚဆိုျခင္းပဲ ျဖစ္ပါတယ္။

ဒီေတာ့ ငလ်င္ခံရတဲ့အခါ အေဆာက္အအံု ၫႊတ္ေျပာင္းစြာ လႈပ္႐ွားၿပီး မၿပိဳက်ပဲ ခံႏိုင္ရည္ ႐ွိေစရန္ ဘယ္လို စီမံမလဲ?
ငလ်င္လႈပ္တဲ့အခါ အေဆာက္အအံုရဲ႕ structural members ေတြမွာ ေသခ်ာေပါက္ ပ်က္စီးမႈေတြ ျဖစ္လာမွာပဲဆိုေတာ့ အေဆာက္အအံု မၿပိဳက်ေစဖို႔အတြက္ အဓိက ေထာက္မထားတဲ့ အေရးႀကီးတဲ့ members ေတြကို failure မျဖစ္ေစေအာင္၊ ခိုင္ခံ့ေအာင္နဲ႔ အေရးမႀကီးတဲ့ Member ေတြရဲ႕ သတ္မွတ္ထားတဲ့ ေနရာမွာသာ fail ျဖစ္ရေအာင္၊ အဲဒီလို fail ျဖစ္ရာမွာလဲ ႐ုတ္တရက္ ျပတ္ထြက္ျခင္းမ်ိဳး မျဖစ္ေပၚေစပဲ ေကြးၫႊတ္ျခင္း၊ ဆန္႔ထြက္လာျခင္း နည္းလမ္းတို႔နဲ႔သာ fail ျဖစ္ရေလေအာင္ စီစဥ္ထားေပးဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။ အဲဒီလို fail ျဖစ္ရမယ့္ ေနရာ သတ္မွတ္ထားတဲ့ အယူအဆကို Structural Fuse concept လို႔ ေခၚပါတယ္။ အဲဒီလို သတ္မွတ္ထားတဲ့ ေနရာမွာ Fail ျဖစ္ျခင္းအားျဖင့္ ငလ်င္ေၾကာင့္ ျဖစ္လာတဲ့ Energy ေတြကို Absorb စုပ္ယူျပီး Dissipate ေျဖေဖ်ာက္ေပးျခင္းျဖင့္ အေဆာက္အအံု ျပိဳက် ပ်က္စီးမႈ ေဘးကေန ကာကြယ္ေပးႏိုင္ပါတယ္။ ဒါ့ေၾကာင့္ ဒီ Fail ျဖစ္မယ့္ ေနရာေတြကို Ductile Behavior အေနနဲ႔ပဲ Fail ျဖစ္ရေလေအာင္၊ ရုတ္တရက္ ျပတ္ထြက္တတ္တဲ့ Brittle behavior မေပၚရေလေအာင္ ေသခ်ာစြာ စီမံေပးဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။ (အဲဒီအတြက္ Yielding Failure ပဲ ျဖစ္ရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါ့အျပင္ တျခား Fail မျဖစ္ရမယ့္ Members ေတြ အားလံုးကေတာ့ အဲဒီ Fuse member ရဲ႕ အမ်ားဆံုး ျဖစ္ႏိုင္တဲ့ ခံႏိုင္ရည္အားထက္ ပိုမိုခံႏိုင္ရည္အား ရွိဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။)
(Structural Fuses ေတြအေၾကာင္းကိုေတာ့ ဒီ Post မွာ ေရးထားခဲ့ဖူးပါတယ္။ Structural Fuses https://www.facebook.com/notes/aung-hsu-myat/structural-fuse/10201160993302239 )
ဒီသေဘာတရားအတြက္ အခ်က္တစ္ခ်က္အေနနဲ႔ Moment Frame အေဆာက္အအံု ေတြမွာဆိုရင္ Strong Column-Weak Beam အယူအဆ အေနနဲ႔ ေတြ႔ႏိုင္ပါတယ္။ ဒီအယူအဆအရ တကယ္လို႔ columns ေတြသာ fail ျဖစ္ပါက အေဆာက္အအံု တစ္ခုလံုး ျပဳိက်ႏိုင္ျပီး column fail မျဖစ္ပဲ Beams ေတြပဲ fail ျဖစ္မယ္ဆိုရင္ ေတာ့ အေဆာက္အအံု ၿပိဳက်မႈမွ ကာကြယ္ႏိုင္မွာ ျဖစ္ပါတယ္။ အဲဒါေၾကာင့္ column ေတြရယ္၊ column နဲ႔ beam ဆံုတဲ့ အဆက္ေတြရယ္ဟာ Beam ေတြထက္ ပိုမိုခိုင္မာေနဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။ ဒီသေဘာတရားဟာ Special Moment Frames ေတြအတြက္ အဓိကက်တဲ့ Design Concept တစ္ခုလဲ ျဖစ္ပါတယ္။
(Special Moment Frames ေတြအေၾကာင္းကိုေတာ့ ဒီလင့္မွာ ေရးထားဖူးပါတယ္။ https://www.facebook.com/notes/aung-hsu-myat/introduction-to-reinforced-concrete-special-moment-frames/10201329619157780 )
Concentrically braced frames ေတြမွာဆိုရင္ Braces ေတြကို Yield ျဖစ္ေအာင္ Design လုပ္ေပးရပါတယ္။ (ဒီေနရာမွာ Tension ခံရတဲ့ Brace Member က Yield ျဖစ္မွာျဖစ္ျပီး Compression ခံရတဲ့ Brace Member ကေတာ့ Buckle ျဖစ္မွာ ျဖစ္ပါတယ္။ Connection ေတြကို Failure မျဖစ္ေအာင္ စီစဥ္ေပးရပါမယ္)
Eccentrically Braced Frames ေတြမွာေတာ့ Braces ၂ ခုၾကားက Link လို႔ေခၚတဲ့ Beam အစိတ္အပိုင္းေလးကို Yield ျဖစ္ေအာင္ စီမံေပးရပါတယ္။
Buckling Restraint Braced Frame ေတြမွာေတာ့ Braces ေတြကို Compression Force ခံရတဲ့အခါ Buckling မျဖစ္ရေလေအာင္ ခ်ဳပ္ထားေပးတဲ့အတြက္ Buckling မျဖစ္ပဲ Pure Yielding ပဲျဖစ္မွာ ျဖစ္တဲ့အတြက္ ရိုးရိုး Braced Frame ေတြထက္ ပိုမို ခံႏိုင္ရည္ ရွိမွာ ျဖစ္ပါတယ္။
Seismic Design မိတ္ဆက္နဲ႔ပတ္သက္ျပီး မွာပဲ ရပ္နားပါမယ္။
ေက်းဇူးတင္ပါတယ္။

 Aung Hsu Myat
25 June 2016.