การออกแบบงานวิศวกรรมลมและแผ่นดินไหว (WIND & SEISMIC ENGINEERING DESIGN หรือ WSE)
หัวข้อในวันนี้จะเกี่ยวข้องกันกับหัวข้อ การออกแบบงานวิศวกรรมลมและแผ่นดินไหว (WIND & SEISMIC ENGINEERING DESIGN หรือ WSE) นะครับ
หลังจากที่เมื่อหลายวันก่อนหน้านี้ผมได้เล่าและแชร์ความรู้เกี่ยวกับเรื่องภัยอันตรายจาก นน บรรทุกทางด้านข้างประเภท แรงลม (WIND LOAD) ให้แก่เพื่อนๆ ไปแล้วก็พบว่ามีคำถามเข้ามาที่ผมมากมายว่า หากว่าเราไม่มีข้อมูลที่น่าเชื่อถือได้มารองรับว่า
“แรงลมในสถานที่ก่อสร้างของเรานั้นจะมีความรุนแรงหรือผันแปรมากน้อยเยงใด เราควรที่จะทำอย่างไรดี ?”
คำถามนี้เป็นคำถามที่ดีนะครับ เพราะ เป็นสิ่งที่หลายๆ คนมักจะมองข้ามประเด็นๆ นี้ไป พอไม่มีข้อมูลใดๆ ที่เชื่อถือได้ ก็มักที่จะแค่อ้างว่า ไม่มีข้อมูล จึงไม่ได้มีการออกแบบเอาไว้ หรือ อะไรทำนองนี้ เอาเป็นว่าในวันนี้ผมจะขออนุญาตมาตอบคำถามนี้ให้ก็แล้วกันนะครับ
ผมขออ้างอิงไปที่มาตรฐาน มยผ. ก่อนก็แล้วกันนะครับ เพราะ เมื่อเราจะทำการออกแบบโครงสร้างใดๆ จะง่ายหรือจะมีความสลับซับซ้อนเพียงใด เราก็ควรที่จะทำตามแนวทางที่มาตรฐานการออกแบบที่กำหนดให้ใช้ไว้เป็นหลักนะครับ
ในตอนท้ายของมาตรฐาน มยผ. ได้ระบุเอาไว้ว่า หากว่าไม่มีข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการออกแบบแรงลม หรือ หากอาคารของเรามีรูปร่างหรือรูปทรงหรือสัดส่วนที่ถือได้ว่าไม่ปกติ วิธีหนึ่งที่ควรนำมาใช้ในการออกแบบแรงลม คือ ให้เราทำการทดสอบ ตัวอย่าง ของอาคารของเราโดยใช้ “อุโมงค์ลม” ในการวิเคราะห์ค่าผลตอบสนองของโครงสร้างอันเนื่องมาจากแรงลมนั่นเองนะครับ
เล่ามาถึงตรงนี้ผมก็อยากที่จะสอบถามเพื่อนๆ ว่าทราบกันหรือไม่ครับว่า “อุโมงค์ลม” คืออะไร ?
อุโมงค์ลม หรือ WIND TUNNEL คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์อย่างหนึ่ง ที่ใช้ในการศึกษาการไหลของอากาศผ่านวัตถุแข็ง (RIGID) โดยอากาศนั้นจะถูกเป่า หรือ สูบผ่านท่อนำลมให้เข้าไปปะทะกับวัตถุที่ต้องการจะทำการทดสอบ โดยจะมีช่องสำหรับทำการสังเกตการณ์ (OBSERVATION PANEL) หรือ มีอุปกรณ์ตรวจวัด (SENSOR PANEL) ติดตั้งอยู่ที่ ตย ของเราด้วย
ส่วนมากแล้วเราจะนิยมทำการตรวจวัดการสั่นไหวของส่วนอาคารเนื่องจากรูปแบบแรงลมที่เข้ามากระทำกับโครงสร้างของอาคาร วัตถุที่ใช้ทำการทดสอบจะมีอุปกรณ์ที่มีความไวต่อความสมดุลในการวัดแรงที่สร้างโดยกระแสอากาศ หรือ กระแสอากาศอาจจะมี ควัน หรือ สสารอื่นๆ ที่ถูกฉีดเพื่อให้เส้นการไหลที่เกิดขึ้นนั้นสามารถที่จะมองเห็นได้รอบๆ ตัววัตถุที่ทำการทดสอบ แต่ เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการทดสอบด้วยอุโมงค์ลมนั้นมีสนนราคาค่าทดสอบที่ค่อนข้างที่จะสูงมากๆ เราจึงมักที่จะเลือกใช้วิธีการทดสอบนี้เป็นลำดับสุดท้าย และ มักที่จะทำเฉพาะในกรณีที่มีความจำเป็นจริงๆ เท่านั้น เช่น อาคารที่มีขนาดและความสูงมากๆ อาคารราชการที่มีผลต่อความมั่นคงของชาติในระดับสูงๆ เป็นต้น โดยเราอาจที่จะทำการสร้างแบบจำลองในคอมพิวเตอร์โดยใช้กระบวนการ FINITE ELEMENTS ANALYSIS เพื่อประเมินผลในเบื้องต้นเสียก่อน และ หลังจากนั้นหากว่าเรายังไม่มั่นใจในผลจากการวิเคราะห์ด้วย FEA อีก เราจึงค่อยเลือกใช้วิธีการทดสอบในอุโมงค์ลมนี้ครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
