Civil Engineering CMU

การวัดการตอบสนองทางพลวัตและการจำลองคลื่นแผ่นดินไหวสำหรับแบบจำลองโครงสร้างอาคารบนโต๊ะเขย่า

Dynamic Response Measurement and Earthquake Simulation for Structural Model on Shake Table
ชื่อผู้แต่ง: 
นายธนูศักดิ์ อุ่นชาติ
ชื่อผู้แต่ง: 
นายพิทักษ์ชัย ท้าวทอง
อาจารย์ที่ปรึกษา: 
อ. ธนวัช โพคะรัตน์ศิริ
ประเภทงานวิจัย: 
โครงงานทางวิศวกรรมศาสตร์
สาขา: 
วิศวกรรมโครงสร้าง
ปีการศึกษา: 
2553
บทคัดย่อ: 

ในการศึกษาเรื่อง การวัดการตอบสนองทางพลวัตและการจำลองคลื่นแผ่นดินไหวสำหรับแบบจำลองโครงสร้างอาคารบนโต๊ะเขย่า (Dynamic Response Measurement and Earthquake Simulation for Structural Model on Shake Table) ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาหลักการและวิธีการสร้างโต๊ะเขย่า พบว่า การที่จะสร้างโต๊ะเขย่าขึ้นมานั้นจะต้องใช้งบประมาณที่สูงมาก เนื่องจากอุปกรณ์ในการสร้างโต๊ะเขย่ามีราคาแพง  (โดยทั่วไปโต๊ะเขย่ามีต้นทุนการสร้างอยู่ที่ประมาณ 300,000 บาท ถึงหลักหลายล้านบาท ) จึงเป็นอุปสรรคสำหรับผู้ที่สนใจจะศึกษาแต่มีงบประมาณน้อย  ผู้วิจัยจึงได้ทดลองสร้างโต๊ะเขย่าราคาประหยัดขึ้นมาโดยใช้ระบบอัดอากาศเป็นตัวส่งกำลังผ่านกระบอกสูบนิวเมติกส์  ซึ่งระบบนี้มีราคาถูกกว่าการส่งกำลังโดยใช้ระบบไฮดรอลิก  หรือมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไป  และทำการสร้างโปรแกรมควบคุมการทำงานของโต๊ะเขย่าโดยใช้โปรแกรม LabVIEW   ซึ่งการใช้ระบบอัดอากาศนี้มีต้นทุนการสร้างอยู่ที่ประมาณ 50,000 บาท   จากนั้นทำการทดสอบกับแบบจำลองโครงสร้างที่สร้างขึ้นเอง  และทำการเปรียบเทียบผลการทดสอบโดยโต๊ะเขย่าที่สร้างขึ้นกับผลการทดสอบโดยโปรแกรมไฟไนท์อิลิเมนต์ในคอมพิวเตอร์  ซึ่งผลการทดสอบปรากฏว่าโต๊ะเขย่าให้ผลการตอบสนองที่สอดคล้องกับการทดสอบในคอมพิวเตอร์ที่ความถี่ของการสั่นของฐานโต๊ะเขย่า 4 Hz – 7 Hz

สำหรับการจำลองคลื่นแผ่นดินไหวตามหลักการทาง Similitude เพื่อให้ได้คลื่นแผ่นดินไหวที่มีขนาดเหมาะสมกับแบบจำลองโครงสร้าง  ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาหลักการทาง Similitude และย่อขนาดคลื่นแผ่นดินไหวของเมืองโกเบที่เกิดขึ้นในปี ค.ศ.1995  โดยใช้กฎของมวล (Mass Base Law) พบว่า ความเร่งของคลื่นแผ่นดินไหวที่ถูกย่อจะมีขนาดเพิ่มขึ้นมากกว่าของจริง แต่ระยะเวลาของการสั่นจะลดลง  สำหรับคลื่นแผ่นดินไหวที่ใช้ทดสอบกับโต๊ะเขย่าและทดสอบในโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้น  ผู้วิจัยจะถือว่าความเร่งที่ฐานของโต๊ะเขย่าเป็นคลื่นแผ่นดินไหวที่ถูกจำลองมาเรียบร้อยแล้ว  และใช้คลื่นแผ่นดินไหวนี้ไปทำการทดสอบกับโมเดลในคอมพิวเตอร์เพื่อเปรียบเทียบผล  และระบุความสามารถของเครื่องทดสอบโต๊ะเขย่าที่สร้างขึ้นได้