LRFD Load Combinations တွေ နဲ့ ပတ်သက်ပြီး မိတ်ဆက်ပေးလိုက်ပါတယ်။
Structure Design – Load Analysis မှာ သုံးလေ့ရှိတဲ့ ဒီဇိုင်း နှစ်မျိုးက တော့
(1). Allowable Stress Design (ASD) “Working Stress Design”
(2). Load and Resistance Factor Design (LRFD) “Strength Design”
(Wood Structure မှာတော့ Conventional Construction ဆိုတဲ့ အပိုင်းလည်း ရှိပါတယ်။ စကားချပ်။)
LRFD ကို အသုံးများလာတယ် ဆိုပေမဲ့ ASD သုံးနေဆဲ အပိုင်းတွေ ရှိသလို ရံဖန်ရံခါ ရောသုံးတာ လည်း ရှိတတ်ပါတယ်။
ဒီပို့စ်မှာ တော့ LRFD အပိုင်း ကိုပဲ မိတ်ဆက်ပေးမှာ ဖြစ်ပါတယ်။
ASD & LRFD လိုအပ်ချက် တွေ ကို IBC Chapter 16 မှာ ပြဌာန်းပေးထားပါတယ်။ Chapter 16 က ASCE 7 ကို မှီငြမ်းထားတာပါ။
LRFD က ဖြစ်နိုင်ခြေ ရှိတဲ့ အခြေအနေ တွေ ကို တွဲစပ်ထားတဲ့ Probabilistic (reliability-based) Approach ကို အခြေခံ ပါတယ်။ Factored Load, Factored Resistance (Strength) ဖြစ်ပါတယ်။ Load (ဝန်) အတွဲမှာ ပုံမှာ ပြထားတဲ့ အတိုင်း Load Factors [ဂါမာ Gamma (γ)] တွေ ပါသလို ခံနိုင်ရည် Resistances တွေ အတွက် လည်း Strength Limit States အလိုက် သက်ဆိုင်ရာ ဖီ (φ) Resistance Factor တွေ ပါပါတယ်။ (Load Combinations are only for Strength Limit States, not Serviceability Limit States)
အခြေခံ LRFD Load Combination (Buildings) – ၇ တွဲ ရှိပါတယ်။ ဒီ အတွဲတွေ အကုန်လုံး ကို တွက်ချက်ခန့်မှန်းပြီး ဒီထဲ က မှ ဘယ်အတွဲ က ဘယ် Member အပေါ် ဘယ် Load အမျိုးအစား (Axial/Moment/Shear) အများဆုံး သက်ရောက်မှု ရှိလဲ ဆိုတာ ကို ရွေးချယ်ရပါတယ်။
Combination ကို ကြည့်ရင် ဘယ်အခြေအနေ မဆို ရှိနေမဲ့ Dead Load (incl. Own Weight of Structure and Fixed Service Equipment) ပေါ်မှာ Variable Loads တွေ (အများအားဖြင့် Load Factor 1.6) ကို အမျိုးမျိုး ပေါင်း ထည့်ပေး ထားတာပါ။
Strength-Level Load တွေ ဖြစ်တဲ့Earthquake & Wind Load တွေ က နေ ဖြစ်စေမဲ့ အဆိုးဆုံး အခြေအနေ အတွက် Factor ကတော့ 1.0 ဖြစ်လေ့ရှိပါတယ်။ ဒီ Load တွေ က Direction လားရာ အရပ် တစ်ခု မက ရှိလေ့ရှိတာ မို့ ဟိုဘက်က ပေးကြည့်၊ ဒီဘက်က ပေးကြည့် ပြီး ရင် ဘယ်အခြေအနေ မှာ ဘယ်လို ရှိတယ် ဆိုတာ ဆန်းစစ်ရပါတယ်။
လေတိုက်ရင် လည်း ဘယ်ဘက်က တိုက်ရင် ဘယ် Member မှာ ဘယ် Load (Tension, Compression, Shear, Moment) က အများဆုံး သက်ရောက်မှု ရှိတယ် ဆိုတာ ဆန်းစစ်ရလိမ့်မယ်။ (P.S မုန်တိုင်း လေ မှာ လားရာ အရပ် က အရပ် ရှစ်မျက်နှာ ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။ ရာသီလေ လို Prevailing Wind Direction ကို ပဲ စဉ်းစားလို့ မဖြစ်ပါဘူး။)
LRFD load combinations တွေ က member limit states ပါ။ (Not system limit states)။ ဒါကြောင့် member ရွေးတဲ့ အခါမှာ ဘယ်အတွဲ က ဘယ်လို reaction အများဆုံးပေးလဲ ကြည့်ပြီး ရွေးရပါတယ်။
၇ တွဲ တင်မက လေ၊ ငလျင် လားရာ တွေ ပါ ထည့် စဉ်းသားပေး ရပြီး အဆိုးဆုံး အခြေအနေ ကို ဆန်းစစ်ရ တာမို့ စနစ်တကျ Book Keeping လုပ်ဘို့ လည်းအရေးကြီးပါတယ်။ (ဇဝေဇဝါ နဝေ တိမ်တောင် မဖြစ်အောင်)။
တတွဲစီမှာ မှ (or) ခံထားရင် နောက်ထပ် Equation အခွဲပါလာသလို၊ Wind Load ကလည်း ± ရှိတာမို့ ၇ တွဲ ဆိုပေမဲ့ တကယ်တန်း ၁၀ တွဲ ကနေ ၁၇ တွဲလောက်လောက်ထိ ရှိကောင်းရှိပါလိမ့်မယ်။ (Wind မှာ လည်း အတွဲတွေ ထပ်တွေ့ရအုံးမှာ မို့ စာရင်းကိုင် Book Keeping Skill ကောင်းဘို့ တော့ လိုပါလိမ့်မယ်။
ရလာတဲ့ Loads ကို Limit States တွေ အတွက် သင့်တော်၊ မတော် ထပ်စစ်တဲ့ အခါမှာလည်း Book Keeping skill ကောင်းဘို့ လိုအပ်ပြန် ပါတယ်။ လုပ်နေကျ လာရင်တော့ ဘယ်အခြေအနေ မှာ ဘယ်အတွဲ က အခရာ ကျ (governs) မလဲ ဆိုတာ ကြိုသိလာပါလိမ့်မယ်။
ကွန်ပြူတာ နည်းပညာတွေ တိုးတက်လာတာနဲ့ အတူ Computer Analysis Program တွေ က အရမ်းကောင်းလို့ အဆင်သင့် လက်တင် အလွယ်သုံးလို့ ရလာပြီ ဆိုပေမဲ့ အခြေခံ နဲ့ တွက်နည်း အဆင့်ဆင့် ကို တကယ်နားမလည် ရင် အမှိုက်ထည့်၊ အမှိုက်ပြန်ထွက် Garbage In – Garbage Out ဖြစ်ပါလိမ့်မယ်။ ကွန်ပြူတာ နဲ့ ထုတ်ထားလို့ သပ်ရပ်နေတာ က လွဲရင် ရတဲ့ အဖြေတွေ က တကယ်တန်း သုံးစားမရယုံ မက နေထိုင်တဲ့ သူတွေ ကို အန္တရာယ်ပေးနိုင်တဲ့ အမှိုက်တွေ၊ အဆိပ်တွေ ထုတ်ပေးနေသလို ဖြစ်ပါလိမ့်မယ်။
Load Combination မှာ Sign (positive or negative) ကို လည်း သေချာ ဂရုစိုက် စဉ်းစားရပါတယ်။ ဥပမာ Eqn 16-4 နဲ့ Eqn 16-6 ကို ကြည့်ရင် Sign ကို အလေးမထားမိရင် Eqn 16-6 က အပိုကြီး ဖြစ်နေမှာပါ။ ဥပမာ - Wind Load က ဘယ်ညာ ယိမ်းအောင်လုပ်နိုင်တာမို့ ± (Plus or Minus) နှစ်မျိုး ဖြစ်လေ့ရှိပါတယ်။
Dead Load 0.9D ဖြစ်တဲ့ Load combinations 16-6 and 16-7 အခြေအနေ တွေ က lateral forces and gravity loads counteract one another အခြေအနေ ပါ။ တစ်ခုရဲ့ အားကို နောက်တစ်ခု က ပြန်ခုခံ ပေးတဲ့ သဘောဖြစ်ပါတယ်။ ဒီအပိုင်း က tension-controlled column sections မှာ critical load combination ဖြစ်စေနိုင်ပါတယ်။
ငလျင်ဒီဇိုင်း မှာ f=ma (i.e V=Cs. W) ကြောင့် Dead Load (Weight/Mass) က ငလျင် Load: E အပိုင်း မှာ ပါပြီးသား ဖြစ်တယ်။ ရှေ့က Dead Load နဲ့ သွားမရော မိဘို့ သတိထားပါ။
ASCE 7 & IBC ယှဉ်ကြည့်ရင် ဖော်မြူလာ ဖေါ်ပြတဲ့ ပုံ ကွဲနိုင်ပါတယ်။ ASCE က Basic Combination ကို အရင်ပြတယ်။ ပြီးမှ တွေ့ရလေ့သိပ်မရှိတဲ့ Load တွေ ပါလာရင် ဒီလို ထပ်ဖြည့်သုံးလို့ ပြောတယ်။ IBC က တစ်ခါထဲ အကုန် တွဲ ထည့်ပေး လိုက်တယ်။ ပေါင်းကြည့်ရင် အတူတူ ပဲ ဆိုတာ မြင်ပါလိမ့်မယ်။ (ချွင်းချက် အနည်းငယ် ရှိကောင်းရှိမယ်။)
IBC မှာ Load (F) ဆိုတဲ့ Symbol ကို Dead Load (D) နဲ့ တွဲထားတဲ့ (D+F) ဆိုတဲ့အတွဲ ကို သတိပြုမိပါလိမ့်မယ်။
F = Load due to fluids with well-defined pressures and maximum heights.
ဒီ F က ရေ (သို့) အရည် တစ်ခုခုသိုလှောင်တဲ့ လှောင်ကန် တစ်မျိုးမျိုး (Tanks / Storage Containers) မှာ ဖြစ်ပေါ်တဲ့ ဝန်ပါ။ Operating Weight (incl. Fluid Weight) ကို Dead Load လို့ ယူကြလေ့ရှိပေမဲ့ ဒီမှာ က ပိုပြီး ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ဖြစ်အောင် ခွဲလိုက်တဲ့ သဘောပါပဲ။ ကန်ထဲမှာ ပုံမှန် အပြည့်လို့ ပြောလို့ ရပေမဲ့ ပြည့်လိုက်၊ ခါလာစီလိုက် ဖြစ်နိုင်တာမို့ ဒီအရည် တွေ ရဲ့ Load က Both Dead Load and Live Load Characteristics ရှိနိုင်တယ် လို့ ယူဆပါတယ်။
ဒီ Fluid Effect က IBC Eq (16-1 thru 16-5) မှာ ထည့်ပြီး အခြား Load Effect တွေ မှာ ထည့်ပေါင်းပေးပါတယ်။ Eq 16-7 မှာ Seismic Load Effects ကို Counteract လုပ်မဲ့ အခြေအနေ မှာ လည်း ထည့်ထားပါတယ်။ IBC Eq (16-6) တစ်ခု မှာပဲ F ကို ထည့်မတွက် ခိုင်းပါဘူး။ ဘာလို့လဲ ဆိုတော့ F=0 အခြေအနေ မှာ ဝန် အကျိုးဆက် အမြင့်ဆုံး ဖြစ်နိုင်လို့ပါပဲ။
ဒီ Load Combinations အတွဲ တွေ ကို ACI-318 (Concrete), AISC-360 (Steel), NDS (Wood) လို စံတွေ မှာ လည်း ထည့်သွင်း ဖေါ်ပြလေ့ရှိတယ်။ ဒီအခါ ကုဒ်မတူ ရင် အတွဲမတူဘူး လို့ ထင်ယောင်ထင်မှား ဖြစ်ကြပြန်ပါတယ်။
ACI-318 (ACI Standard), AISC-360 (Specification) & NDS (Specification) တွေ က Building Codes တွေ က ရည်ညွှန်းတဲ့ စံသတ်မှတ်ချက် တွေ ပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ မူရင်း Building Code မဟုတ်တာ ကို အရင်ဆုံး ကွဲကွဲပြားပြား သိနေဘို့ လိုအပ်ပါတယ်။
ဒီ Load Combinations အတွဲတွေ ရဲ့ အခြေခံ က ASCE 7 ဖြစ်တယ်။ ASCE 7 ကို မှီငြမ်းမွေးစားတာ က International Building Code (IBC) ဖြစ်တယ်။ IBC ကို သုံးရမဲ့ ကုဒ်လို့ သတ်မှတ်တဲ့ အခါ၊ ရည်ညွှန်း ကုဒ်တွေ ပါလာပါတယ်။
ASD & LRFD လိုအပ်ချက် တွေ ကို IBC Chapter 16 မှာ ပြဌာန်းပေးထားပါတယ်။ Chapter 16 က ASCE 7 ကို မှီငြမ်းထားတာပါ။ ဒါကြောင့် ASCE 7 ကို သုံးဘို့ တစ်ဆင့် သတ်မှတ်ပေးတဲ့ သဘောပါပဲ။ ဒီနေရာ မှာ ကုဒ်ထုတ်တဲ့ အချိတ်အဆက် ကို သတိမူနိုင်ဘို့ပါ။
သက်ဆိုင်ရာ ဒေသ အာဏာပိုင် အဖွဲ့အစည်း တွေ က ဘယ် နှစ်ထုတ် (ဥပမာ။ 2012 IBC) ကို သုံးရမယ် ဆိုတဲ့ သတ်မှတ်ချက် အရ အဲဒီ ကုဒ်မှာ ပါတဲ့ အတိုင်း တွဲပေးရတယ်။ ဒီ အတွဲ က ကွန်ကရိ ဖြစ်ဖြစ်၊ မေဆင်ဖြစ်ဖြစ်၊ စတီး ဖြစ်ဖြစ်၊ သစ်သားဖြစ်ဖြစ် အတူတူပါပဲ။ Material of Construciton မတူတာ မို့ Dead Load ပြောင်းမယ်။ Detailing ကွာမယ်။ ဒီဇိုင်း Load ကွာမယ်။ သို့ပေမဲ့ Load Combination ကတော့ ပြောင်းမသွားပါဘူး။
ASCE က အစိုးရ မဟုတ်တဲ့ အင်ယာ အသင်းတစ်ခု ဖြစ်ပါတယ်။ ICC ကုဒ်ကောင်စီ က လည်း အစိုးရ မဟုတ်တဲ့ အရပ်သား အဖွဲ့အစည်း တစ်ခုသာ ဖြစ်ပါတယ်။ ASCE က ASCE 7 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures ကို စံ အနေ နဲ့ ထုတ်ပါတယ်။ သူ့တာဝန် က စံတွေ ကို မွန်းမံဘို့၊ ထိန်းသိန်းဘို့၊ စီစစ်ထုတ်ဝေဘို့ သာ ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီစံတွေ ကို ဘယ်သူတွေ သုံးရမယ် ဆိုတဲ့ အာဏာ မရှိပါဘူး။ ဒီစံတွေ ကို ICC က မှီငြမ်းပြီး ကုဒ် (Building Code) တွေ ထဲ မှာ ထည့်သုံးပါတယ်။ ICC ကလည်း ကုဒ်ထုတ်တဲ့ အလုပ်ပဲ လုပ်ပါတယ်။ ဒီကုဒ်တွေ ကို မသုံးမနေရ လို့ မသတ်မှတ်ပါဘူး။
အဆောက်အဦ တွေ အတွက် လိုက်နာရမဲ့ လိုအပ်ချက် တွေ ကို International Building Code (IBC) မှာ ပြဌာန်းထားပါတယ်။
IBC ပြုစုတဲ့ International Code Council (ICC) က ကုဒ်တွေ ကို ပြုစုတဲ့ အဖွဲ့အစည်း ဖြစ်ပေမဲ့ Authority မဟုတ်သလို၊ Enforcer လည်း မဟုတ်ပါဘူး။ သက်ဆိုင်ရာ အာဏာပိုင် အဖွဲ့အစည်း The Authority Having Jurisdiction (AHJ) တွေ က ဒီကုဒ်တွေ ကို ဆန်းစစ်၊ အတည်ပြုပြီး ဘယ်ကုဒ်၊ ဘယ်နှစ် က ထုတ်တာ သုံးရမယ်။ ချွင်းချက် တွေ၊ ဖြည့်စွက်ချက် တွေ ထည့်ချင်ထည့်မယ်။ ပြီး တရားဝင် သတ်မှတ်ပြဌာန်း လိုက်တဲ့ အခါ လိုက်နာရမဲ့ စည်းကမ်း ဥပဒေ ကုဒ် ဖြစ်သွားပါတယ်။ ဒါကြောင့် ပရောဂျက် ရှိတဲ့ နေရာ ဒေသ ပေါ်မူတည် ပြီး ဒီပရောဂျက် မှာ ဘယ်ကုဒ်တွေ၊ ဘယ်နှစ် က ထုတ်တာ တွေ သုံးမယ် ဆိုပြီး ဒီဇိုင်းအခြေခံ ကို သတ်မှတ်ရပါတယ်။ (ဒီအကြောင်း အရင်က ရေးဘူးပါတယ်။)
ဒီကုဒ်တွေ ကို သက်ဆိုင်ရာ အာဏာပိုင် အဖွဲ့အစည်း (AHJ) တွေ (ဥပမာ စည်ပင်၊ Plan Review) က မွေးစားတယ်၊ သုံးမယ် လို့ သတ်မှတ်လိုက်တဲ့ အခါ မသုံးမနေ ရ ဥပဒေ ဖြစ်သွားပါတယ်။ ပြည်နယ်အလိုက် ပေါ့။ ဒီအခါ ဘေဒင်ကုဒ် က ညွှန်းတဲ့ စံတွေ က လည်း ရည်ညွှန်းနှစ် အတိုင်း အသုံးချရမယ် ဆိုတဲ့ တရားဝင် သတ်မှတ်ချက် ဖြစ်သွားပါတယ်။
စံတွေ က လည်း ၄-၅ နှစ် တစ်ခါ အသစ်ထုတ်၊ ဘေဒင်ကုဒ် က လည်း သုံးနှစ်တစ်ခါ အသစ်ထုတ်၊ သူ့အလုပ်သူလုပ်၊ အာဏာပိုင် တွေ က လည်း အခါအားလျှော်စွာ နောက်ထုတ် ကုဒ် ကို မွေးစား။ ၂၀၁၈ ကုဒ်ထွက်တဲ့ အချိန် မှာ ၂၀၁၂ ကို ပဲ သုံးနေဆဲ ဒေသရှိသလို၊ ၂၀၁၅ ကို ပြောင်းညွှန်းဘို့ လုပ်နေတဲ့ ပြည်နယ်၊ County တွေ ရှိနေပါတယ်။ ပရောဂျက် က လွန်ခဲ့တဲ့ သုံးနှစ်က စခဲ့တာ ဆို အဲဒီအချိန် က 2012 သုံးဘို့ သတ်မှတ်ခဲ့ရင် ခုထိလည်း 2012 ကို မှီလို့ ရပါတယ်။
LRFD ဒီဇိုင်း က အဆောက်အဦ အတွက် ဆိုရင် ACI, AISC, WDS ဘာလာလာ ASCE 7 / IBC သတ်မှတ်ချက် အတိုင်း လိုက်နာ ရမှာ မို့ Load Combination အတူတူ ပဲ ဖြစ်တယ်။
သို့ပေမဲ့ သဘာဝ ချင်း သိပ်မတူတာ မို့ အဆောက်အဦ (Buildings) နဲ့ တံတား (Bridges) အတွက် ကတော့ Load Combinations မတူပဲ ကွဲပြားပါတယ်။ Highway Bridges တွေ အတွက် က တော့ AASHTO LRFD Bridge Specifications ကို မှီငြမ်းရပါတယ်။
Construction Stage ဆောက်လုပ်ဆဲ အခြေအနေ မှာ ရှိတဲ့ Load Combinations အတွဲ ကို တွေ ကိုတော့ ASCE 37 Design Loads on Structures during Construction နဲ့ ခန့်မှန်း ဘို့ Engineering Design Specifications တွေ မှာ ထည့်သွင်းဖော်ပြလေ့ ရှိပါတယ်။ တွေ့နေကျ Loads တွေ အပြင်၊ (Construction Dead & Live Loads, Material Loads, Temporary Structures, Equipment/Reactions, Erection, စတဲ့) Construction loads အမျိုးမျိုး ကို လည်း စဉ်းစားပေးရတာ တွေ့နိုင်ပါတယ်။ Building Codes ထဲမှာ တိုက်ရိုက် ရည်ညွှန်းပုံတော့ မရသေးပါဘူး။
ရေနံ၊ ဓာတု စက်ရုံအပါအဝင် Industrial Plants တွေ မှာ ASCE 37 ကိုပါညွှန်းလေ့ရှိသလို Design Load Combinations က Impact Loads, Thermal / Self-Straining Loads, Bundle Pull Loads, Traffic Loads, Blast Loads, Pressure Loads, Dynamic Loads အမျိုးမျိုး ပါဝင်ပြီး IBC/ASCE 7 ထက် အများကြီး ပိုရှုတ်ထွေးတာ မို့ ဒီအပိုင်း တွေ ကို ရိုးရိုး အခြေခံ တွေ မိတ်ဆက်တဲ့ အပိုင်း ပြီးမှ ပဲ မိတ်ဆက်ပေးနိုင်ပါလိမ့်မယ်။
Engineering Notes
References;
IBC-2015 & 2018, ASCE 7-10 & 7-16, AISC 360-16, ACI 318-19, AWC-NDS-15 & 18, TMS 402-13 (ACI 530-13/ASCE 5-13), ASCE 37-14
.
IBC-2018 Code Web (View Only):
0 Comments