(1) OMRF, IMRF, SMRF ဆိုတာဘာတွေလဲ?
Structure ကို အခုမှ စတင်လေ့လာမယ့် မသိသေးသူတွေအတွက်သာ ရည်ရွယ်ပါတယ်။
OMRF တို့ IMRF တို့ SMRF တို့ ဆိုတာတွေ ကြားဖူးကြမှာပါ။ အဲဒါတွေက ဘာတွေလဲဆိုတော့ Moment Resisting Frames တွေကို ပြောတာပါ။ အဆောက်အအုံတွေ တည်ဆောက်ရာမှာ ငလျင်၊ လေတိုက်နှုန်း စတာတွေကြောင့် ဖြစ်လာတဲ့ ဘေးတိုက်တွန်းအားတွေ ခံနိုင်စေဖို့ Lateral Load resisting system တွေ ထည့်သွင်းစဉ်းစားတွက်ချက် တည်ဆောက်ကြရပါတယ်။ အဲဒီ Lateral Load Resisting System တွေက Shear wall system တွေရှိမယ်၊ Truss System တွေ ရှိမယ်၊ Tube System တွေ ရှိမယ်၊ Braced Framed System တွေရှိမယ်၊ Outrigger System တွေရှိမယ်၊ Moment Frame system တွေ ရှိပါမယ်။ အဲဒီ System တွေကိုမှ သင့်တော်သလို ပေါင်းစပ် အသုံးပြုတဲ့ Dual System တွေလဲ ရှိပါတယ်။ (ပုံ ၁ ကို ကြည့်ပါ)
Moment Frame ဆိုတာဘာလဲ?
Moment Frame ဆိုတာကတော့ Frame ကို ဘေးတိုက်တွန်းအားတွေခံနိုင်အောင် Beam နဲ့ Column Joint တွေကို rigid Joint တွေ ဖြစ်အောင် လုပ်ထားပေးတဲ့ Frame တွေ ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီ Moment Frame တွေမှာ Lateral Load တွေကို Beam နဲ့ Column တွေရဲ့ ကွေးညွှတ်မှုခံနိုင်ရည်အားက ခံဆောင်ပေးတာဖြစ်ပါတယ်။ (Frame အမျိုးအစား နောက်တစ်ခုဖြစ်တဲ့ Braced Frames တွေမှာတော့ Lateral stability အတွက် diagonal braces တွေ ထည့်သွင်းအသုံးပြုကြတာ ဖြစ်ပါတယ်) ပုံ (၂)မှာ Basic Lateral Load Resisting Systems တွေကြည့်နိုင်ပါတယ်။
Moment Frame တွေကို ဘာကြောင့် အမျိုးအစားခွဲတာလဲ?
Moment Frame တွေကို Design လုပ်တဲ့အခါ ဘေးတိုက်တွန်းအားကို ခံနိုင်ရည်ရှိအောင် Design လုပ်ရတာဖြစ်ပါတယ်။ အဲဒီဘေးတိုက်တွန်းအားတွေက လေတိုက်ခြင်း သို့မဟုတ် ငလျင်လှုပ်ခြင်းတွေကြောင့် ဖြစ်ပေါ်တာဖြစ်ပါတယ်။
ဒီနေရာမှာ ငလျင်လှုပ်ခြင်းအတွက် Design လုပ်တဲ့အခါ ငလျင်လှုပ်တဲ့အချိန်က အရမ်းတိုတောင်းပေမယ့် အဲဒီငလျင်ကြောင့် အဆောက်အအုံမှာ ဖြစ်ပေါ်လာတဲ့ ဘေးတိုက်တွန်းအားတွေဟာ အလွန်များတာကို တွေ့ရပါတယ်။ ဒီတော့ ငလျင်လှုပ်တဲ့ ပမာဏ တိုတောင်းလွန်းတဲ့အတွက် အဆောက်အအုံ Design လုပ်ရာမှာ ငလျင်လှုပ်တာကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာတဲ့ အားတွေကို အပြည့်အဝ ထည့်သွင်းတွက်ချက်ပေးဖို့ မလိုအပ်သလို၊ အဲဒီလိုထည့်သွင်းတွက်ချက်ရင်လဲ economical ဖြစ်လိမ့်မှာ မဟုတ်ပါဘူး။
Building Code တွေမှာ ငလျင်လှုပ်မှုကြောင့် ဖြစ်လာတဲ့အားတွေကို လျှော့ပြီးတွက်ချက်ဖို့ ခွင့်ပြုပေးထားတာ တွေ့ရပါတယ်။ အဲဒါကို R factor (Response Modification Factor) လို့ ခေါ်ပါတယ်။ Building Code တွေအရ RC နဲ့ Steel Moment Frames တွေကို Seismic loading တွက်ချက်မှုအတွက် Ordinary, Intermediate, Special Moment Resisting Frames ဆိုပြီး အမျိုးအစား ၃ မျိုး ခွဲထားပါတယ်။
ASCE 7 မှာ
Ordinary Reinforced Concrete Moment Frame တွေအတွက် R=3
Intermediate Reinforced Concrete Moment Frame တွေအတွက် R=5 နဲ့
Special Reinforced Concrete Moment Frame တွေအတွက် R=8 လို့ သတ်မှတ်ပေးထားပါတယ်။
ပုံ ၃ မှာ ပြထားတာက ASCE 7 က Response Modification Factor တွေ ဖြစ်ပါတယ်။
ဒီနေရာမှာ အဲဒီ Response Modification Factors တွေကဘာကိုဆိုလိုလဲဆိုတော့ ဥပမာအနေနဲ့ တကယ်လို့ ငလျင်ကြောင့် အဆောက်အအုံတစ်ခုမှာဖြစ်လာတဲ့ စုစုပေါင်း ဘေးတိုက်တွန်းအားဟာ 100 Ton ရှိမယ်ဆိုရင် -
Ordinary Moment Frame တွေအတွက် 100/3 = 33.3 Ton အတွက်ပဲ Design လုပ်ရမှာဖြစ်ပါတယ်
Intermediate Moment Frame ကို အသုံးပြုမယ်ဆိုပါက 100/5 = 20 Ton အတွက်ပဲ Design လုပ်ရမှာဖြစ်ပြီး
Special Moment Frame တွေအတွက်ဆိုရင်တော့100/8 = 12.5 Ton အတွက်ပဲ Design လုပ်ရမှာဖြစ်ပါတယ်။
ဆိုလိုတာက Special Moment Frame ကိုသုံးပြီး Design လုပ်မယ်ဆိုရင် Ordinary Moment Frame ကိုသုံးပြီး Design လုပ်တာထက် Lateral Load တွေ အများကြီးလျှော့ပြီး လုပ်လို့ရတဲ့အတွက် Member sizes တွေ လျော့နည်းသွားမှာဖြစ်ပါတယ်။ ဒါပေမယ့်... Rebar Detailing တွေ၊ Construction standard တွေကိုတော့ Special Moment Frame တွေအတွက် သတ်မှတ်ထားတဲ့ ပိုမိုတင်းကြပ်တဲ့ Spec တွေအတိုင်း တိတိကျကျ လိုက်နာဆောင်ရွက်ဖို့ လိုအပ်ပါမယ်။ (Member size တွေ သေးသွားပေမယ့် Detailing အတွက် ကုန်ကျစရိတ်ပိုလာပါမယ်)
ဒါ့အပြင် Building Code တွေမှာ ငလျင်ပြင်းအား ဘယ်လောက်အတွက် (Seismic Design Categories ဘယ်လောက်အတွက်) ဘယ် Frame အမျိုးအစားကိုပဲ သုံးခွင့်ပြုထားတယ်ဆိုတာ သတ်မှတ်ထားပါတယ်။
ASCE 7 အရ -
OMRF ကို Seismic Design Category B အထိပဲ အသုံးပြုလို့ရမှာဖြစ်ပါတယ်။
IMRF ကို တော့ Seismic Design Category C အထိ အသုံးပြုခွင့်ပေးထားပြီး
Seismic Design Category D,E, F တွေမှာတော့ SMRF ကို အသုံးပြုရမှာဖြစ်ပါတယ်။
ဒီတော့ SDC B မှာ OMRF ကို ခွင့်ပြုထားပေမယ့် SMRF သုံးချင်ရင်ရော မရဘူးလားမေးစရာ ရှိလာပါတယ်။ အဖြေက သုံးလို့ရပါတယ်။ သုံးမယ်ဆိုရင် သူ့သတ်မှတ်ချက်တွေကို လိုက်နာရပါမယ်။ ငွေကုန်ကြေးကျ ဘယ်ဟာက ပိုများမလဲ ဆိုတာလဲ ပြန်လည်ဆန်းစစ်ဖို့လိုပါမယ်။
(ဒီတော့ SMRF တို့ IMRF တို့ကိုမှသာ Seismic Design အဖြစ် သတ်မှတ်လို့ရတာ မဟုတ်ပါဘူး။ OMRF သည်လဲ Seismic Loading ကို ထည့်စဉ်းစားတဲ့မယ်ဆိုရင် Seismic Design ပဲ ဖြစ်ပါတယ်။)
နောက်အပိုင်းမှာ Reinforced Concrete OMRF, IMRF, SMRF တွေမှာ ဘာတွေကွာလဲဆိုတာ ပြောပြသွားပါမယ်။
(2) OMRF, IMRF, SMRF ဘာတွေကွာလဲ?
OMRF
Seismic Design မှာ Oridinary Moment Resisting Frames တွေကို Seismic Design Category B အတွက် အသုံးပြုနိုင်ပါတယ်။ ACI 318-08 အရ OMRF ရဲ့ Flexural Members တွေ (Beam တွေအတွက်) ACI 318-08 Section 21.2.2 မှာ အောက်ပါအတိုင်း သတ်မှတ်ထားပါတယ်။
“Beams shall have at least two of the longitudinal bars continuous along both the top and bottom face. These bars shall be developed at the face of support.”
ဆိုလိုတာက Beam တစ်ချောင်းမှာ အနည်းဆုံး Top bar ၂ ချောင်းနဲ့ bottom bar ၂ ချောင်း ပါရပါမယ်။
(ဒီနေရာမှာ အဲဒီ သံချောင်း ၂ ချောင်းစီရဲ့ area, As ဟာ အနည်းဆုံး As min ရှိရပါမယ်။ ဒီနေရာမှာ OMRF နဲ့ OMRF မဟုတ်တဲ့ frame ကွာခြားတာက OMRF မဟုတ်တဲ့ beams တွေမှာ tension face မဟုတ်ပါက As min ထည့်စရာမလိုပဲ stirrup supporting bar တွေလောက်ပဲ ထည့်စရာလိုတာဖြစ်ပါတယ်။)
ဒါ့အပြင် တိုတဲ့ column တွေ (column ရဲ့ clear height က column အနား c1 ရဲ့ ၅ ဆနဲ့ ၅ ဆ ထက်တိုတာတွေအတွက်) column shear ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပေးရပါမယ်။ (မှတ်ချက် ACI 318-05 မှာ ဒီ ကန့်သတ်ချက် မရှိပါဘူး၊ ACI 318-05 အရဆိုရင် code ထဲက Chapter 1 to 18 ကို လိုက်နာဆောင်ရွက်ရုံသာ ဖြစ်ပါတယ်။)
Spilces – OMRF တွေမှာ Beam နဲ့ Column တွေအတွက် သံချောင်းတွေကို ဘယ်မှာဆက်ရမယ်ဆိုတဲ့ သတ်မှတ်ချက်မျိး မကန့်သတ်ထားပါဘူး။ ဒီတော့ လုပ်ရလွယ်ကူတဲ့ Floor level မှာပဲ ဆက်လေ့ ရှိကြပါတယ်။
IMRF
IMRF မှာ Beams တွေအတွက်
၁။ Column face မှာ ဆိုရင် bottom bar (positive steel) တွေကို တွက်ချက်ရာမှာ positive moment ကို အနည်းဆုံး အဲဒီနေရာမှာရှိတဲ့ negative moment ရဲ့ ၃ ပုံ ၁ ပုံ ယူပြီးတွက်ချက်ရပါမယ်။
၂။ Section ရဲ့ မည်သည့် နေရာမှာမဆို (top & bottom bar တွေအတွက်) Moment တန်ဖိုးကို တွက်ချက်ရာမှာ အနည်းဆုံး Support face မှာ ဖြစ်ပေါ်တဲ့ အများဆုံး Moment တန်ဖိုးရဲ့ ၅ ပုံ ၁ ပုံ ရှိရပါမယ်။
၃။ နောက်ပြီး beam ရဲ့ အဆုံး (column face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်းမှာ) hoops တွေ ထည့်သွင်းပေးရပါမယ်။
ဒီ hoops တွေရဲ့ Spacing အနေနဲ့ အနည်းဆုံး အောက်ပါအတိုင်း ထားရှိပေးရပါမယ်။ (အသေးဆုံးတန်ဖိုးကို ယူရပါမယ်)
(a) d/4;
(b) Eight times the diameter of the smallest longitudinal
bar enclosed;
(c) 24 times the diameter of the hoop bar;
(d) 12 in.
၃။ Beam တလျှောက် Stirrups တွေကို အများဆုံး spacing အနေနဲ့ d/2 ထားရှိပေးရပါမယ်။ (ဒီ Stirrups တွေအတွက် Seismic hook မလိုအပ်ပါ)
IMRF မှာ Column တွေအတွက်
၁။ Strong Column - Weak beam ဖြစ်ရမယ်လို့ မကန့်သတ်ထားပါ။
၂။ Column တွေရဲ့ အဆုံးဘက် Joint Face ကနေ တိုင်းရင် lo အကွာအဝေးအတွင်းမှာ hoops တွေကို စီမံထားပေးဖို့လိုပါတယ်။ (ACI 318-08 Section 21.3.5.2)
Spilces – IMRF တွေမှာ Beam နဲ့ Column တွေအတွက် သံချောင်းတွေကို ဘယ်မှာဆက်ရမယ်ဆိုတဲ့ သတ်မှတ်ချက်မျိး မကန့်သတ်ထားပါဘူး။ ဒီတော့ လုပ်ရလွယ်ကူတဲ့ Floor level မှာပဲ ဆက်လေ့ ရှိကြပါတယ်။
SMRF
SMRF တွေမှာတော့ Beam တွေအတွက်
၁။ Column Face မှာ beam တွေရဲ့ positive moment ခံနိုင်ရည်အားဟာ အနည်းဆုံး negative moment ခံနိုင်ရည်အားရဲ့ တစ်ဝက် ရှိရပါမယ်။ (ဆိုလိုတာက တကယ်လို့ Column face မှာ Negative Moment က 200 kN-m ရှိပါက အဲဒီနေရာမှာ Positive Moment ကို 100 kN-m ယူဆပြီး တွက်ပေးရပါမယ်) (IMRF အတွက် ၃ ပုံ ၁ ပုံ ပါ)
၂။ Section ရဲ့ မည်သည့် နေရာမှာမဆို (top & bottom bar တွေအတွက်) Moment တန်ဖိုးကို တွက်ချက်ရာမှာ အနည်းဆုံး Support face မှာ ဖြစ်ပေါ်တဲ့ အများဆုံး Moment တန်ဖိုးရဲ့ ၄ ပုံ ၁ ပုံ ရှိရပါမယ်။ (IMRF အတွက် ၅ ပုံ ၁ ပုံ ပါ)
၃။ Beam size ကန့်သတ်ချက်တွေရှိသလို As max အတွက် Rho ကိုလဲ အများဆုံး 0.025 လို့ ကန့်သတ်ထားပါတယ်။
၄။ သံချောင်းတွေ Lap splices တွေနဲ့ ဆက်တဲ့နေရာတွေမှာ hoops တွေ စီမံပေးရပါမယ်။ (OMRF နဲ့ IMRF မှာ မလိုအပ်ပါ)
အောက်ပါပုံကို ကြည့်ပါ။
၅။ နောက်ပြီး beam ရဲ့ အဆုံး (column face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်းမှာ) hoops တွေ ထည့်သွင်းပေးရပါမယ်။ (IMRF နဲ့ တူပါတယ်) (ACI 318-08 Section 21.6.4)
၆။ Beam တလျှောက် Stirrups with seismic hooks တွေကို IMRF ကဲ့သို့ အများဆုံး spacing အနေနဲ့ d/2 ထားရှိပေးရပါမယ်။
Splices Requirements for SMRF
SMRF တွေမှာ Beam တွေအတွက်ရော Column အတွက်ရော Mechanical splice တွေ သုံးမယ်ဆိုရင်
Type 1 mechanical splices တွေကို Beam or column face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်း အသုံးမပြုရပါ။
Type 2 mechanical splices တွေကိုတော့ ထားချင်တဲ့နေရာမှာ ထားနိုင်ပါတယ်။
Weld splice တွေ သုံးမယ်ဆိုရင် Beam or column face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်း မဆက်ရပါဘူး။ ဒါ့အပြင် Stirrup, ties စတာတွေနဲ့ longitudinal reinforcement တွေကို welding လုပ်ခွင့် လုံးဝ မရှိပါဘူး။ (Stirrup, Ties စတာတွေ ဆင်ဖို့အတွက် welding လုပ်မယ့် သီးခြား additional rebar ထည့်ပေးနိုင်ပါတယ်)
သံချောင်းတွေကိုဆက်ရာမှာ Lap splices တွေ သုံးမယ်ဆိုရင်တော့
i) Joint ထဲမှာ
ii) Column Face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်းမှာ
iii) Flexural yielding ဖြစ်နိုင်တဲ့နေရာတွေမှာ မဆက်ရပါဘူး။
(IMRF နဲ့ OMRF မှာ ဒီ ကန့်သတ်ချက် မရှိပါဘူး။ SMRF မှာပဲ ကန့်သတ်ထားတာဖြစ်ပါတယ်)
SMRF မှာ Column တွေအတွက်
၁။ Strong Column - Weak beam ဖြစ်ရပါမယ်။ (Joint တစ်ခုမှာ Column တွေရဲ့ စုစုပေါင်း moment ခံနိုင်ရည်အားဟာ Beam တွေရဲ့ စုစုပေါင်း moment ခံနိုင်ရည်အားထက် ၂၀ ရာနှုန်း ပိုကြီးရပါမယ်။)
၂။ Column main bar တွေကို Lap Splices တွေနဲ့ ဆက်ရာမှာ Column ရဲ့ အလယ် တစ်ဝက်အတွင်း (Centre half) မှာသာ ဆက်ရပါမယ်။ ဆက်တဲ့အလျားကို Tension lap length ကို ယူရပါမယ်။ ဆက်တဲ့နေရာကို Transverse reinforcement တွေနဲ့ စီမံပေးရပါမယ်။
(ဒါပေမယ့် ဘယ်လောက် ရာခိုင်နှုန်းပဲ ဆက်ရမယ်ဆိုပြီးတော့ မကန့်သတ်ထားပါဘူး။ အဲဒီအတွက် 100% ဆက်နိုင်ပါတယ်။)
၃။ Mechanical Splice တွေ သုံးမယ်ဆိုရင် Type 1 mechanical splices တွေကို Beam or column face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်း အသုံးမပြုရပါ။ Type 2 mechanical splices တွေကိုတော့ ထားချင်တဲ့နေရာမှာ ထားနိုင်ပါတယ်။ Weld splice တွေ သုံးမယ်ဆိုရင် Beam or column face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်း မဆက်ရပါဘူး။
၄။ Column တွေရဲ့ အဆုံးဘက် Joint Face ကနေ တိုင်းရင် lo အကွာအဝေးအတွင်းမှာ transverse reinforcement တွေကို စီမံထားပေးဖို့လိုပါတယ်။
ဒီတော့ ခြုံပြီး သုံးသပ်ရရင်….
1. Seismic Design ဖြစ်တယ်ဆိုတိုင်း SMRF မဟုတ်သလို SMRF မဟုတ်ပါက SMRF အတွက် သတ်မှတ်ထားတဲ့ Detailing requirements တွေ မဖြစ်မနေ လိုက်နာဖို့ မလိုပါဘူး။
2. Beam တွေရဲ့ Bottom bar တွေကို Column Face ကနေ 2h အကွာအဝေးအတွင်း မဆက်ရဘူးဆိုတာ SMRF ရဲ့ သတ်မှတ်ချက်သာ ဖြစ်ပါတယ်။
3. Column တွေကို Lapping ဆက်ရာမှာ Column ရဲ့ အလယ် centre half အတွင်းမှာသာ ဆက်ရမယ်ဆိုတာကလဲ SMRF အတွက် သတ်မှတ်ချက်ပဲ ဖြစ်ပါတယ်။
4. ဒါ့အပြင် column rebar တွေကို Lapping ဆက်ရာမှာ 50% ပဲ ဆက်ရမယ်ဆိုတာမျိုး ACI Code က သတ်မှတ်ထားတာ မရှိပါဘူး။
5. SMRF အနေနဲ့ Design လုပ်မယ်ဆိုပါက SMRF Detailing Requirements တွေအားလုံး လိုက်နာရမယ့်အပြင် ….. Supervision requirements တွေကိုလဲ လိုက်နာဆောင်ရွက်ဖို့ လိုပါတယ်။ ဥပမာ Strong Column/ weak beam requirements တွေ ပြည့်စုံနေဖို့ လိုပါတယ်။ ဒါမှပဲ SMRF အတွက် ရည်ရွယ်ထားတဲ့ behavior အတိုင်း ပြုမူဆောင်ရွက်နိုင်မှာ ဖြစ်ပါတယ်။ အခြေခံ လိုအပ်ချက်တွေ မပြည့်စုံပဲ တချို့သော Detailing တွေလောက်သာ ဆွဲယူ အသုံးပြုရုံနဲ့တော့ သိသာထင်ရှားတဲ့ အကျိုးရလာဒ်တွေ ရရှိနိုင်စေမှာ မဟုတ်ပါဘူး။
ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။
Aung Hsu Myat
Reference
ASCE 7-05
ACI 318-08
0 Comments