Wind Loads လို့ ပြောလိုက်ရင် IBC နဲ့ IBC ကညွန်းတဲ့ ASCE 7 (ASCE/SEI 7) ကို ပြေးမြင်မိကြပါလိမ့်မယ်။ မြန်မာနိုင်ငံ မှာ သုံးမဲ့ MNBC ASCE 7 ကို မှီငြမ်းတာမို့ သဘောတရား ချင်း တူပါလိမ့်မယ်။
Structural Load Analysis လုပ်တဲ့ အခါ Wind Loads ကို Static Loads အနေနဲ့ ယူဆပါတယ်။ Wind Dynamics vs Structural Dynamics ကြောင့် ဒီလို ယူဆနိုင် ဘို့ အတွက် ဆီလျော်တဲ့ အကြောင်းပြချက် ရှိပါတယ်။
သို့ပေမဲ့ Wind က Very Dynamic ပါ။ Pressure, Flow pattern, Direction တွေ က ဘယ်တော့မှ တစ်သတ်မှတ် ထဲ ရှိမနေပါဘူး။ Velocity/Pressure မှာ Peak & Valley အနိမ့်အမြင့် အမြဲပြောင်းနေတယ်။ တိုက်တဲ့ လားရာ လည်း မူသေ သတ်မှတ်လို့ မရပါဘူး။ Prevailing Wind Direction ဆိုတာ ရာနှုန်းများတဲ့ လားရာပါ။ မုန်တိုင်း တစ်ခု မှာ ဗဟို တည်ရာ ကို မူတည်ပြီး လေတိုက်တဲ့ လားရာ ပြောင်းတာ ကို သတိထားမိပါလိမ့်မယ်။ လေပြေထိုးတာ တောင် မှ လေပွေငယ် ချာလပတ် ဝှေ့သွားတာကို တွေ့ဘူး၊ ကြုံဘူးကြပါလိမ့်မယ်။
ဒီလို Dynamics ကြောင့် Windward (လေတိုက်ခံရတဲ့ ဘက်ခြမ်း)၊ Leeward (လေကာဘက် အခြမ်း) မှာ လေလမ်းကြောင်း နဲ့ လေဝဲ (Vortex Shedding) တွေ ပုံစံ အမျိုးမျိုး နဲ့ ပေါ်လာပါတော့တယ်။
Wind Loads တွက်တဲ့ အခါ ဒီ Dynamic Nature အခြေခံ ကို နားမလည် ရင် ယူဆချက် လွဲတတ်ပါတယ်။
Wind Loads အကြောင်း မဆက်ခင် Wind Design နဲ့ ဆိုင်တဲ့ အခြား Aspects အချို့ကို အရင် မိတ်ဆက်ပေးပါရစေ။ လေ နဲ့ အဆောက်အဦ တွေ့တဲ့ အခါ အဆောက်အဦ ရဲ့ ပတ်ဝန်းကျင် မှာ စီးတဲ့ လေ Air Flow Around Buildings ကို လေ့လာဆန်းစစ် ပြီး ဒီဇိုင်းစဉ်းစားရတဲ့ Architectural, Ventilation (HVAC), Pedestrian Wind Comfort စတဲ့ Environmental နဲ့ ဆိုင်တဲ့ အကြောင်းအရာ အချို့ကို အပေါ်ယံ၊ အကြမ်းဖျဉ်း အရင် ကြည့်မယ်ဆိုရင်…
ဒီဆန်းစစ်ချက်တွေ မှာ ASCE 7 လိုပဲ Wind Tunnel Test တွေ ကို အခြေခံ ပြီး ဆန်းစစ်ကြည့်၊ လေ့လာကြည့်လို့ ရပါတယ်။ အနီးစပ် ဆုံး ဆန်းစစ်ပေးနိုင်မဲ့ Simulation Programs တွေ လည်း အတော်တိုးတက် နေပြီ လို့ ယူဆရပါတယ်။.
အာခီ Environmental ဒီဇိုင်း နဲ့ ပတ်သက်လို့ အနီးစပ်ဆုံး နမူနာ ပြရမယ် ဆိုရင် စင်္ကာပူ အမျိုုးသား စာကြည့်တိုက် Singapore National Library Building (Victoria Street, Bugis) ကို ပြရပါမယ်။ (sun, wind and tropical greener) ဆိုတဲ့ သဘာဝ ပတ်ဝန်းကျင် နဲ့ သဟဇာတ ဖြစ်အောင်၊ လေဝင်လေထွက် ကောင်းပြီး သက်တောင့်သက်သာ ရှိအောင် ဒီဇိုင်း လုပ်ထားတယ် လို့ ဆိုပါတယ်။ Outdoor Space တွေ မှာ Natural Ventilation ကောင်းအောင် စနစ်တကျ ဒီဇိုင်းလုပ်ထားတယ် လို့ ဆိုနိုင်ပါတယ်။
Wind Induced Pressure Difference ကြောင့် အဆောက်အဦ မှာ လေမလုံ ရင်၊ လေတိုးသံ၊ လေချွန်သံ အပါအဝင် အသံနဲ့ ဆိုင်တဲ့ ပြဿနာ တွေ ကို ပေါ်လာနိုင်ပါတယ်။
HVAC / Ventilation နဲ့ ပတ်သက်ရင် လည်း စဉ်းစားရတဲ့ အချက်တွေ ရှိပါတယ်။ (ASHRAE & ACGIH). အများအားဖြင့် မသန့်တဲ့ လေတွေ ကို Stack (ခေါင်းတိုင်) တွေ နဲ့ ထုတ်တဲ့ အခါ၊ Kitchen (Cooking) အညှော်နံ့ တွေ ကို Exhaust ထုတ်တဲ့ အခါ အမြင့်ကို ထိုးတက်ပြီး လေထဲမှာ ပျောက်သွားအောင် လုပ်ဘို့ လိုပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ အဆောက်အဦ ရဲ့ လေလမ်းကြောင်း ပေါ်မူတည်ပြီး အထက်မတက်ပဲ အောက်မှာ တစ်ဝဲလည်လည် ဖြစ်နေတာမျိုး ဖြစ်တတ်တာမို့ ဒီအပိုင်းတွေ ကို စနစ်တကျ ဆန်းစစ်နိုင်ဘို့ လိုပါတယ်။ (Again Remember Wind is Very Dynamic..)
Pedestrian Wind Comfort - ဒီအကြောင်းအရာ က လည်း Urban Design မှာ တွေ့ရလေ့ရှိတဲ့ အချက်တစ်ခု ပါ။ လေပြင်းတိုက်နေချိန် မဟုတ်ပေမဲ့ အဆောက်အဦ တွေ ကြောင့် Localized High Wind (နေရာကွက်ပြီး လေပြင်းဝှေ့တာ) ဖြစ်နိုင်တာ မို့ ဒီအချက် ကို စဉ်းစား ဆန်းစစ် ရတာတွေ ရှိပါတယ်။ (2000 လောက်တုန်းက NUS မှာ ယူဘူးတဲ့ Module တစ်ခုမှာ မိန်းမကြီး တစ်ယောက် ထီးကားယား၊ ဂါဝန်ကားယား နဲ့ အတော်ဒုက္ခ ရောက်နေပုံ ကို ခပ်ရေးရေး မှတ်မိပါတယ်။)
ကဲ Wind Loads ပိုင်း ကို ပြန်ဆက်ရအောင်….
IBC သုံးတဲ့ ဒေသတွေ မှာ IBC နဲ့ IBC ကညွန်းတဲ့ ASCE 7 (ASCE/SEI 7) ကို အခြေခံပါတယ်။ MNBC က ဘယ် Revision ကို အခြေခံ မှာ လဲ တော့ သေချာမသိပါဘူး။
IBC-2018, Chapter 16 Wind Loads အခန်းကို မှီငြမ်းက နေ သွားရောက်လေ့လာ နိုင်ပါတယ်။ ASCE 7 မှာ Wind Dynamics တွေ ကို အရိုးရှင်း ဆုံးတွက် နိုင်ဘို့ Wind Tunnel Test တွေ ကို အခြေခံပြီး Data တွေ ပေးထားပါတယ်။ Wind Tunnel Test သုံးရမဲ့ အခြေအနေ လည်း ရှိပါတယ်။
ASCE 7-10 Wind Provisions
Ch 26: General Requirements
Ch 27: Buildings - MWFRS (Directional Procedure)
Ch 28: Buildings - MWFRS (Envelope Procedure), for Building ≤ 60 ft
Ch 29: Other Structures and Building Appurtenances - MWFRS
Ch 30: Components and Cladding (C&C)
Ch 31: Wind Tunnel Procedure
Note: MWFRS = Main Wind Force Resisting System
Low-Rise Buildings (≤ 60 Ft) အတွက် Ch 27 or 28 နှစ်သက်ရာ ရွေးသုံးလို့ ရပေမဲ့ ပေ-၆၀ ကျော်ရင် တော့
Ch 27 Directional Procedure နဲ့ ပဲ သုံးလို့ရပါတယ်။
တွက်တဲ့ အခါ မှာလည်း ဖော်မြူလာ နဲ့ Any Buildings or Structure တွက်လို့ ရတဲ့ Analytical Procedure ရှိသလို၊
အချိန်တိုတို နဲ့ ခန့်မှန်းနိုင်ဘို့ Tables တွေ သုံးတွက်ရတဲ့ Simplified Procedure လည်းရှိပါတယ်။
ရေနံဓါတု စက်ရုံတွေ မှာ တွေ့ရတဲ့ Process Structures တွေ ကို တော့ Ch 29 ကို မှီငြမ်းရလေ့ရှိပါတယ်။ (ဒီအတွက် သီးသန့် ထုတ်တဲ့ စာအုပ်တွေ လည်း ရှိပါတယ်။)
နံရံတွေ၊ အမိုးတွေ အတွက် ကတော့ Ch 30: C&C အခန်း ကို မှီငြမ်းရပါမယ်။ MWFRS မှာ တွက်တုန်းက လည်း အမိုးတွေ နံရံတွေ ပဲ မို့ ဘာကွာခြားလဲ မေးစရာ ရှိနိုင်ပါတယ်။ ဥပမာ သွပ်မိုး၊ ဆိုရင် MWFRS က ဖရိမ်ခံနိုင်ရည် အတွက် ဖြစ်ပြီး C&C က သွပ်ပြားတွေ လန်၊ ကွာ မထွက်အောင် ဒီဇိုင်းလုပ်နိုင်ဘို့ ဖြစ်ပါတယ်။ (သံစွဲ၊ စကူစုတ် တဲ့နေရာ ကို ဥပမာကြည့်ပါ။)
(Note: This is for Consideration of Roof/Wall Strength at Component Level, For MWFRS Roof & Wall Loads are still considered for the MWFRS.)
IBC Section 1609 Wind Loads & ASCE 7 Ch 26-31 ကို အရင် အကြမ်းဖျဉ်း ဖတ်ကြည့်စေလို ပါတယ်။
ASCE 7 မရှိရင် လည်း MNBC ကို ဖတ်လို့ရပါတယ်။
ASCE 7 ရှိရင် တော့ Commentary တွေ ကို လည်း ဖတ်ကြည့်စေချင်ပါတယ်။ Commentary က ရှင်းပြချက် တွေ က ကုဒ် ကို အတွင်းကျကျ နားလည်အောင် အတော်လေး အထောက်အကူ ပြုတာတွေ့ရပါလိမ့်မယ်။
ASCE က နေ ဒီလို စာအုပ်မျိုးတွေ လည်း ထုတ်ပါတယ်။
Guide to the Wind Load Provisions of ASCE 7-16
Wind Loads for Petrochemical and Other Industrial Facilities
အခြေခံ ဖော်မြူလာ ဖြစ်တဲ့ Velocity Pressure ကို ကြည့်မယ် ဆိုရင်။
Velocity Pressure at Height Z:
qz =0.00256 Kz Kzt Kd Ke V²
V = Basic Wind Speed, see Section 26.5.
Kz = Velocity Pressure Exposure Coefficient, see Section 26.10.1.
Kzt = Topographic Factor, see Section 26.8.2.
Kd = Wind Directionality Factor, see Section 26.6.
Ke = Ground Elevation Factor, see Section 26.9.
qz = Velocity Pressure at Height z
0.00256 ? It’s just Conversion Factor…
Bernoulli’s law အရ Dynamic pressure ပြောင်းဘို့ ယူနစ်ညှိထားတာပဲ ရှိပါတယ်။
Simple Physics (Conservation of Energy) အရ ဆိုရင်တော့ Kinetic Energy ကနေ Potential Energy ပြောင်းလိုက်တဲ့ သဘောပါပဲ။
Basic Wind Speed, V (Sec 26.5)
ဒီနေရာ မှာ အချက် နှစ်ချက် ကို မူတည်ပြီး ဆွေးနွေးရအောင်။
ပထမ အချက် Basic Wind Speed သိသိသာသာ တိုးလာခြင်း။
ASCE 7-05 ကနေ 7-10 အပြောင်း မှာ Basic Wind Speed တွေ ကို သိသိသာသာ တိုးယူလာတာ တွေ့ရပါတယ်။
အကြမ်းအားဖြင့် 1.26 ဆ၊ Pressure အနေ နဲ့ ကြည့်မယ် ဆိုရင် Square မို့ 1.6 (60% more) ပို တိုးလာတယ်။
ဒီအကြောင်း ကို ဆက်ကြည့်တဲ့ အခါ အဓိက အချက် က Strength Design (LRFD) အတွက် factor မြှင့်လိုက်တဲ့ သဘောလို့ တွေ့ရပါတယ်။
(MNBC မှာ ဒီအချက် က စနစ်တကျ ထည့်သွင်း စဉ်းစားဘို့ လိုအပ်လာမယ် ထင်ပါတယ်။)
ဒီလို တိုးထားတာမို့ ASD သုံးမယ် ဆိုရင် Vasd = V √ 0.6 ပြန်လျှော့ယူလို့ရတယ် လို့ IBC 1609.3.1 မှာတွေ့ရပါတယ်။
ဒုတိယ အချက် က Risk Category I, II, III and IV
Risk Category I, II, III and IV: ASCE 7, Ch 1: General / IBC Table 1604.5
ASCE 7 Ch 1: General နဲ့ IBC Chapter 16 Structural Design မို့ Structural Designer တွေ လည်း ဒီ High Risk အကြောင်း ကို သေချာ နားလည်နေဘို့ လိုအပ်ပါတယ်။
Category I က အရေးပေါ် အခြေအနေ မှာ ပြိုပျက် ခဲ့ရင် တောင် လူတွေ တော်ယုံမထိခိုက် နိုင်တဲ့ နေရာ။ Cat II က I, III and IV တစ်ခုခု မဟုတ်ရင်။
Category III က Failure ဖြစ်ရင် လူတွေ အသက် အန္တရာယ် စိုးရိမ်ရတဲ့ နေရာ (စာသင်ကျောင်း၊ ဆေးပေးခန်း၊ တက္ကသိုလ်၊ ကောလိပ်၊ လူအများ စုနေနိုင်တဲ့ နေရာမျိုး)
Cat IV က အရေးပေါ် အခြေအနေ မှာ အလုပ်လုပ်ရမဲ့ Emergency Services (မီးသတ်၊ ရဲ၊ အရေးပေါ် ဆေးရုံ၊ မုန်တိုင်း ခို Storm Shelter, Power Station) နဲ့ တစ်ခုခု ဖြစ်ရင် အဆိပ် (သို့) ပေါက်ကွဲမှု တွေ ဖြစ်လာနိုင်တဲ့ High Hazard Group.
ဒါက အကြမ်းဖျဉ်း ပေါ့လေ။ ဒီဇယား ကို Structural Designer ပိုင်းစိတ်ဝင်စားသူ တွေ သေချာ ဖတ်ကြည့်စေချင်ပါတယ်။
Annual Exceedance Probability နဲ့ Basic Wind Speeds Maps တွေ ထုတ် လိုက်တယ်။ ဒီတော့ နေရာဒေသ တစ်ခု မှာ Cat I နဲ့ Cat IV ယှဉ်ရင် Cat IV အတွက် ယူရမဲ့ Basic Wind Speed က သိသိသာသာ ပိုများလေ့ရှိပါတယ်။
3-second Gust Wind Speeds in miles per hour (m/s) at 33 ft (10m) above ground for Exposure C Category.
ပြည်မ မှာ လေအားအပြင်း ဆုံး ဖလော်ရီဒါ ပြည်နယ် တောင်ဘက်စွန်း ကို ကြည့်ရင်
Cat I: 170 mph (76 m/s)
Cat II: 180 mph (80 m/s)
Cat III / IV: 200 mph (89 m/s)
ရယ်လို့ တွေ့ရမယ်။
ASCE 7-10 မှာ Cat III & IV ပေါင်းထားပေမဲ့ 7-16 မှာ III & IV ကို ခွဲပေးလိုက်တယ်။ (ASCE 7-16 မှာ Simplify လုပ်လိုက်တာ တော်တော်များများ လည်း ရှိပါတယ်။ စကားချပ်…)
Ko Chaw
Reference;
1). ASCE 7-10 (& ASCE/SEI 7-16) Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures
2a). IBC-2018: Sec 1609 Wind Loads
.
2b). IBC-2015: Sec 1609 Wind Loads
.
3). ASHRAE Fundamentals Chapter 24 Airflow Around Buildings
5). ACGIH Industrial Ventilation Manual
.
6). SimScale
6a) What is Pedestrian Comfort and Wind Comfort Criteria?
.
6b). Multi-Discipline CAE Tool for Pedestrian Wind Comfort
.
6c). Wind Comfort & Safety in Urban Areas with CFD Simulation (1 hour Long )
 ){kind=link}
0 Comments