Damage ဆိုလို့ လန့်မသွားပါနဲ့။ လူတွေအန္တရာယ်မဖြစ်နိုင်လောက်တဲ့ အပျက်အဆီး ပမာဏ ကိုပြောတာပါ။ လုံးဝပြိုလဲသွားနိုင်တဲ့ collapse mode တော့ မဖြစ်စေရပါဘူး။ ငလျင်လှုပ်ပြီးတဲ့အခါ economically repaired လုပ်လို့ရတဲ့ damage မျိုးတွေကိုပဲ ဖြစ်စေရပါမယ် ( ဥပမာ ပြူတင်းမှန်ကွဲတာ၊ ရေပိုက်တွေ နေရာရွေ့သွားတာ၊ အုတ်နံရံမှာ အက်ကြောင်းနည်းနည်းပေါ်လာတာ) ။
အဲဒီမှာ အရေးတကြီးသိရမှာက အဆောက်အဦးရဲ့ဘယ်နေရာတွေက seismic energy ကို dissipate လုပ်ဖို့ design လုပ်ရမလဲ ဆိုတာပါပဲ။ Beam-column joints တွေ၊ column ends တွေကတော့ seismic energy ကို dissipate လုပ်ဖို့ အားအနည်းဆုံးနေရာတွေဖြစ်လို့ ရှောင်ရှားရမှာပါ။ ရှောင်ရှားရမယ်ဆိုရာမှာ အဲဒီနေရာတွေမှာ detailing တွေသေချာလုပ်ထားပေးရမယ်လို့ ဆိုလိုတာဖြစ်ပါတယ်။
အသေးစိတ်ကို အောက်မှာ ဆက်ရေးထားပါတယ်။
shear failures နဲ့ beam တွေထဲမှာရှိတဲ့ rebar တွေကို anchorage failures ဖြစ်စေချင်းအားဖြင့် energy dissipate လုပ်မယ်ဆိုရင်လဲ အဲဒါက မပြောပလောက်တဲ့ ပမာဏကိုသာ dissipate လုပ်မှာဖြစ်ပြီး နောက်ဆက်တွဲရလဒ်ကတော့ collapse mode ဖြစ်ပါတယ်။
Soft storey/weak storey တွေကို ကျိန်းသေပေါက် ရှောင်လွှဲရမှာ ဖြစ်ပြီး detailing ( longitudinal and transverse reinforcement) ကို သေသေချာချာလုပ်ပေးထားဖုိ့လိုပါတယ်။
ငလျင်လှုပ်ပြီးတဲ့နောက် တွေ့ရှိချက်တွေအရ Shear Walls တွေပါမယ်ဆိုရင်တော့ မပြိုလဲဖို့ အာမခံချက် Collapse Insurance ရှိတယ်လို့ ကောက်ချက်ချနိုင်ပါတယ်။ Shear Wall ကတော့ severely damaged ဖြစ်သွားပါလိမ့်မယ်။ အဆောက်အဦးတစ်ခုလုံး ပြိုဆင်းမလာအောင် သူက တောင့်ခံထားပေးလိုက်သလိုပါပဲ။ ( သတိထားရမှာတွေတော့ ရှိတာပေါ့။ အရင်က Moment Frame+Shear Wall design က Northridge Earthquake မှာ အတွဲအစပ်မညီတဲ့အကြောင်း Textbook တစ်အုပ်ကနေ ဖတ်မိတာကို ရေးခဲ့ဖူးပါသေးတယ်။)
အဆောက်အဦးတွေမှာ flexural failure ကို shear failure ထက်အရင် ဖြစ်စေရမယ်။ Flexural Failure (ductile failure) က yield point ကိုရောက် strain hardening ဖြစ် စတာတွေ ရှိသေးလို့ sudden failure မဟုတ်လို့ပါ။ Shear Failure (brittle failure) ဆိုရင်တော့ ချက်ချင်းကို fail ဖြစ်မှာပါ။ တစ်နည်းအားဖြင့် beam တွေမှာ flexural failure ဖြစ်ခြင်းဖြင့် seismic energy အများကြီးကို dissipate လုပ်နိုင်ရုံသာမက building collapse မဖြစ်အောင်လဲ ကာကွယ်ပြီးသားဖြစ်ပါတယ်။
Correlation between Richter Scale and Energy
ငလျင်ပြင်းအား ပမာဏကို့ ရစ်ခ်ျတာစကေးကို ပြလေ့ရှိပါတယ်။ M6.3 ပြင်းအားပမာဏ ၆.၃ ရှိတဲ့ ငလျင်တစ်ခုက လွှတ်လိုက်တဲ့ စွမ်းအင်ဟာ ဟီရိုရှီးမားမြို့ပေါ်ကြဲချခဲ့တဲ့ အနုမြူဗုံးပမာဏလောက်ရှိပါတယ်။ ဒီစွမ်းအင်တွေကို အပြင်းထန်ဆုံးခံစားရတာကတော့ ငလျင်လှုပ်ရာ epicenter မှာ ဖြစ်ပြီး ဝေးလေ လျော့ပါးလာလေလေပါပဲ။
ရစ်ချတာစကေးနဲ့ စွမ်းအင်ပမာဏကို တွက်ဖို့ အတွက် အောက်ပါ ဖော်မြူလာနဲ့ တွက်နိုင်ပါတယ်။
〖Log〗_10 E=11.4+1.5M
M နေရာမှာ တိုင်းတာလို့ရတဲ့ငလျင်ပြင်းအားအလိုက် (6,6.3,7,7.4 စတာတွေ) အစားထိုးတွက်ကြည့်ပါ။ Log စကေးနဲ့ ဆက်သွယ်ထားတယ် ဆိုတာ သတိပြုမိကြပါလိမ့်မယ်။
M6.0 က ထုတ်ပေးတဲ့ စွမ်းအင် ကိုတွက်ကြည့်ရင်
M=6.0
〖Log〗_10 E=11.4+1.5 x 6.0=20.4
M=7.4
〖Log〗_10 E=11.4+1.5 x 7.4=22.5
E(M = 7.4) / E(M = 6.0) = 10 ^ ( 22.5 -10.4) = 126 times !!
7.4 စကေးရှိတဲ့ ငလျင်တစ်ခုက ထုတ်လွှတ်လိုက်တဲ့ စွမ်းအင်ဟာ 6.0 ရှိတဲ့ ငလျင်ထက်126 ဆ တောင် ရှိနေတယ်။
Basic Concept of Soil-Structure-Interaction
Seismic Energy တွေက အဆောက်အဦးတွေဆီမရောက်ခင် soil ကို အရင်ဖြတ်ရတယ်။ အဲဒီအခါ soil အမျိုးအစားပေါ်မူတည်ပြီး structure ပေါ်မှာသက်ရောက်တဲ့ effects က ပိုများလာတာရှိနေနိုင်တယ်။ တစ်နည်းအားဖြင့် အဆောက်အဦးတည်ဆောက်ထားတဲ့မြေကြီး (local soil) နဲ့ အဆောက်အဦး ကိုယ်တိုင်က ငလျင်ကို အတူတကွ တုန့်ပြန်ကြတယ်။ အဲဒါကိုပဲ soil-structure-interaction လို့ဆိုလိုတာ ဖြစ်ပါတယ်။
Soil Liquefaction
သဲဆန်တဲ့မြေကြီး တွေမှာ မြေမှုန်လေးတွေဟာ friction ပေါ်မူတည်ပြီး ရပ်တည်နေရတာဖြစ်လုိ့ saturated ဖြစ်နေမယ်၊ loose condition မှာ ရှိနေမယ်ဆိုရင် ငလျင်ကြောင့် liquefaction ဖြစ်နိုင်ချေများပါတယ်။ အထူးသဖြင့် မြစ်နဲ့နီးတဲ့နေရာတွေမှာ မြေအောက်ရေဟာ မြင့်နေတတ်လို့ သဲမြေကြီးမှာ Mat Foundation ချထားတဲ့ အဆောက်အဦးတစ်ခုဟာ အောက်ခံမြေသားက ရေနဲ့ဝနေတဲ့အတွက် ငလျင်လှုပ်တဲ့အခါ မြေလွှာအရည်လည်ပြီး superstructure ကို load တွေ distribute မလုပ်နိုင်ခင်မှာပဲ ကျွံသွားတတ်ပါတယ်။ အဲဒီအခြေအနေကို ပုံမှာ ပြထားပေးပါတယ်။
Common Modes of Building Collapse
(၁) Column Failure
Design Concept အနေနဲ့ weak column-strong beam concept ဟာ seismic resistance အတွက် မကောင်းလှပါဘူး။ column က မထမ်းနိုင်တော့ပဲ beam က ထမ်းနေနိုင်လဲ ဘာကောင်းကျိုးမှမရှိပါဘူး။ column တစ်ချောင်းက မထမ်းနိုင်တော့ဘူးဆိုရင် အခြား column တွေကို force redistribution အကြိမ်ကြိမ်လုပ်ရင်းနဲ့ နောက်ဆုံးမှာ progressive collapse ကိုတောင် ဦးတည်သွားနိုင်ပါတယ်။
အဲဒီအစား strong column-weak beam concept ကို သုံးရမှာဖြစ်ပါတယ်။ beam တွေ fail ဖြစ်သွားတဲ့အဆိုးဆုံးအခြေအနေမှာတောင် column တွေက တောင့်ခံပေးထားလို့ အဆောက်အဦးတစ်ခုလုံးအနေနဲ့ကြည့်ရင် severely damaged ဖြစ်နေပေမယ့် ပြိုကျမသွားအောင် (collapse မဖြစ်အောင်) ထိန်းထားပေးနိုင်ပါတယ်။ Figure 5 and 6 မှာ ကြည့်ကြည့်ပါ။
Strong column-weak beam concept ကို satisfy ဖြစ်စေဖို့ ACI code ထဲမှာ သတ်မှတ်ထားပုံက
∑▒〖M_C ≥ 6/5 M_G 〗
Mc=sum of moments at the faces of the joint corresponding to the nominal flexural strength of the columns framing into
that joint and
Mg=sum of moments at the faces of the joint corresponding to the nominal flexural strengths of the girders framing into that joint.
Short Column Effect
Column failure နဲ့ပတ်သတ်လို့ နောက်တစ်ခုကတော့ short column effect ဖြစ်ပါတယ်။ Short Column effect ဆိုတာက ပိုပြီးတောင့်တင်းကြံ့ခိုင်တဲ့ (stiffer) columns တွေဟာ seismic shear force ကို ပိုပြီးခံရပါတယ်။ တစ်နည်းအားဖြင့် stiffness ပိုကောင်းတဲ့ member က load ကို ပိုယူတာဖြစ်ပါတယ်။ earthquake ကြောင့် drift ဖြစ်နေတာခြင်းအတူတူ တိုင်တို (short column) တွေမှာ shear force တွေ ပိုများနေတတ်ပါတယ်။ အဆုံးသတ်ကတော့ brittle shear failure ဖြစ်ပါတယ်။ sudden without warning ပါ။
Short Column (တိုင်တို) ဆိုတာ ဘယ်လိုမျိုးလဲ အရင်ရှင်းဖို့လိုပါမယ်။ Column မှာ short and long/slender column ဆိုပြီး ၂ မျိုးခွဲနိုင်ပါတယ်။
Short Column က crushing ကြောင့် fail ဖြစ်ပြီး long column က buckling ကြောင့် fail ဖြစ်ပါတယ်။
slenderness ratio (effective length/least lateral dimension) > 12 ဆိုရင် long/slender column ဖြစ်ပါတယ်။ <12 ဆိုရင် short column ဖြစ်တယ်လို့ ဖတ်ရပါတယ်။
နည်းနည်းထပ်ဖြည့်စွက်ရရင်တော့ column dimension,length,boundary condition ( pin or fixed) သုံးချက်ပေါ်မူတည်ပြီးတော့ short or long column ဆိုတာ ခွဲခြားနိုင်ပါတယ်။
Landing တွေနဲ့ ပိုင်းဖြတ်ထားတဲ့ staircase columns တွေ၊ Floor beam ရဲ့ depth ကထူလွန်းနေလို့ column က ရှိရမယ့် height ထက် သိသိသာသာ တိုနေတာမျိုးတွေမှာ short column effect ဝင်တတ်ပါတယ်။ Fig.13/14/17 ကို ကြည့်ပါ။
Short Column Effect ကိုလျှော့ချဖို့က ရှောင်နိုင်သမျှရှောင်တာ အကောင်းဆုံးပါ။ မရှောင်လွဲသာ design လုပ်ရပြီဆိုရင် shear reinforcement တွေ လုံလောက်အောင် ထည့်ပေးပါ။
(၂) Shear Failure of Column
Column တွေမှာ Shear ကြောင့် failure ဖြစ်တာကတော့ transverse reinforcement လို့ခေါ်တဲ့ stirrups တွေ လုံလောက်အောင် ထည့်ပေးမထားလို့ဖြစ်ပါတယ်။ stirrups တွေ မလုံလောက်ဘူးဆိုရင် concrete က unconfined ဖြစ်မယ်။ action of seismic force ကြောင့် compression force တွေဟာ longitudinal bars တွမှာ အလွန်များပြီး stirrups တွေကို လုံလောက်အောင် ထည့်ပေးမထားရင် ဒါမှမဟုတ် spacing ကျယ်လွန်းရင် buckling ဖြစ်ပြီး thin outer cover ကို ထိုးခွဲပြီး shear failure ဖြစ်စေပါတယ်။ column တွေမှာ diagonal shear crack က X ပုံစံ နှစ်ဘက်ထိုးခွဲထားသလိုဖြစ်နေတာကတော့ reversible seismic action ကြောင့် ဖြစ်တယ်ဆိုတာ သိသာပါတယ်။
Stirrups နဲ့ပတ်သတ်လို့ ၄ ချက် သတိထားရပါမယ်။ (၁) stirrups အရေအတွက် လုံလောက်ရမယ်။ (၂) spacing လုံလောက်အောင် စိတ်ပေးရမယ်။ (၃) end hooks တွေကို ၁၃၅ ဒီဂရီ ကွေးပေးထားရမယ်။ ၉၀ ဒီဂရီ ကွေးထားရင်တော့ buckling ဖြစ်ရင် လွယ်လွယ်နဲ့ပွင့်သွားမှာပါပဲ။ (၄) stirrup diameter က main reinforcement ထက် အရမ်းကြီးသေးငယ်နေတာမျိုးမဖြစ်သင့်ဘူး။ Cross-shear crack ကို Fig.7 မှာကြည့်ပါ။
buckling resistance က flexural rigidity (EI) နဲ့ effective buckling length ပေါ်မူတည်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် size ကြီးတဲ့ rebar တွေကို size သေးတဲ့ rebar တွေထက် seismic design မှာ သုံးသင့်ပါတယ်။ Material strength fy > 60000 psi ကျော်တာတွေက brittle failure ဘက်ကိုရောက်သွားလို့ seismic design fy အရမ်းမြင့်တာတွေကို မသုံးသင့်ဘူးလို့လဲ ဖတ်မှတ်သိရှိရပါတယ်။
Column တွေ fail ဖြစ်တာက အဓိကအားဖြင့် corner columns တွေမှာ အဖြစ်များပါတယ်။ corner columns တွက seismic force ကို အများဆုံးအတွန်းအဆွဲ (overturning effect) ခံရလို့ဖြစ်ပါတယ်။
(၃) Failure of beam-column joints
Fig.19 မှာပြထားတဲ့ပုံက beam-column joint failure ဖြစ်ပါတယ်။ corner columns တွေမှာလာဆုံတဲ့ beams တွမှာ အဓိကဖြစ်တာ တွေ့ရမှာပါ။
ဘာကြောင့်လဲဆိုတော့ detailing မှာ ပြဿနာရှိနေတာဖြစ်ပါတယ်။ gravity load နဲ့စဉ်းစားရင် support/joint မှာ Top က Tension ပေါ်တယ်။ Bottom က compression ပေါ်တယ်။ Detailing အရ compression anchorage/development length က Tension anchorage/development ထက် နည်းပါတယ်။ reversible action of earthquake ကြောင့် Top and Bottom မှာ compression/tension တွေ ပြောင်းပြန်ပေါ်တဲ့အခါ Tension development အပြည့်အဝမလုပ်နိုင်တဲ့ bottom bar တွေကြောင့် fail ဖြစ်သွားတာ ဖြစ်ပါတယ်။
Fig.18 မှာတော့ Beam and column တွေက severely damage မဖြစ်ပေမယ့် building collapse ဖြစ်သွားတာတွေ့ရပါတယ်။
Seismic energy တွေဟာ အဆောက်အဦးထဲဝင်လာတဲ့အခါ dissipate လုပ်ဖို့လိုအပ်ပါတယ်။ energy dissipation လုပ်ဖို့အတွက် အဆောက်အဦးမှာ non-linear behavior ပ်ါရမယ်။ အဆောက်အဦးရဲ့အားအနည်းဆုံးနေရာတွေက beam-column joint တွေဖြစ်ပြီး energy dissipation လုပ်လိုက်တဲ့အခါ building collapse ဖြစ်သွားတာပါပဲ။
(၄) Shear Wall Damage
Fig.25 နဲ့ Fig.27 မှာ Shear Wall damage ဖြစ်တဲ့ပုံကို တွေ့ရမှာပါ။ reversible action of earthquake ကြာင့် Fig.25 မှာ X ပုံစံ diagonal tension failure ဖြစ်တာကို တွေ့ရမှာပါ။ diagonal tension ဖြစ်ပြီဆိုတော့ သူနဲ့တပါတည်းတွဲပါလာတဲ့ diagonal compression ကြောင့် concrete crushing ဖြစ်နေတာကိုလဲ တွေ့ရမှာ ဖြစ်ပါတယ်။
သိသာထင်ရှားတာတစ်ခုက shear wall တွေဟာ severely damage ဖြစ်သွားပေမယ့် building collapse မဖြစ်အောင် သူတို့က တောင့်ခံထားပေးထားတာကို တွေ့ရမှာပါ။ ဒါဆို seismic design အတွက် wall တွရဲ့အရေးပါပုံကို နားလည်လောက်ပါပြီ။ Architect တွေအနေနဲ့ structural engineer က shear wall တွေ ဘာကြောင့်တောင်းဆိုတာလဲ သိသာလောက်ပါပြီ။ သူတို့က Collapse insurance ပါပဲ။
(၅) Floor Torsion
Centre of mass နဲ့ centre of rigidity တထပ်တည်းမကျတဲ့ floor တွေမှာ torsion ဝင်ပါတယ်။ Torsional moment ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာတဲ့ shear forces တွေက supporting wall/columns တွေမှာ diagonal cracks တွကို ဖြစ်စေတယ်။ Fig.26/29 ကိုကြည့်ပါ။
မေတ္တာဖြင့်
သူရ
0 Comments