Wind Load part 2

ဟိုတစ္ေလာကေရးထားတဲ႔ Wind Load အေျကာင္းရဲ႔ အဆက္ဒုတိယပိုင္းပါ။ ပထမပိုင္းကို ဖတ္ျပီးမွ အခုဒုတိယပိုင္းကို ဖတ္တာပိုျပီးေကာင္းပါတယ္။
ပထမပိုင္းကို ဒီ Link ကေန၀င္ေရာက္ဖတ္၇ွုဳနိုင္ပါတယ္။

https://www.facebook.com/groups/myanmarprofessionalcivilengineers/permalink/1898830020338156/

က်ေနာ္ UBC 97 ကိုသံုးျပီး Wind pressure ကိုတြက္ထုတ္တဲ႔အေျကာင္းေလးေရးမွာပါ ။ UBC 97 ကို Reference လုပ္ရတာက က်ေနာ္တို႔နိုင္ငံမွာ အမ်ားဆံုး Lateral load နဲ႔ပတ္သတ္ရင္ Reference လုပ္ျပီးတြက္ျကလို႔ပါ။

Uniform Building Code 1997 (UBC 97 လိုု႔ပဲအတိုေကာက္ေရးပါ့မယ္) က American Society of Civil Engineer 7 – 88 (ASCE 7 – 88 ) ကိုအေျခခံျပီး တြက္ရတာလြယ္ေအာင္လုပ္ထားတဲ႔ Code ပါ။ ASCE မွာ 7 ဆိုတာက “Minimum Design loads for Buildings and Other Strucutres” ကိုဆိုလိုတာပါ ။ design လုပ္ရမယ့္ Wind speed ကို အျမန္ဆံုးေလတိုက္နွဳန္းရယ္ 3 sec gust ရယ္ကို နွိုင္ယွဥ္ျပီးယူထားတာပါ ။ Gust ဆိုတာက ရုတ္တရက္ ေလက တသတ္မတ္တည္းတိုက္ရာကေန ပိုျပီးျပင္းျပင္းထန္ထန္တိုက္ပါတယ္။ ပံုမွန္အားျဖင့္ေတာ့ 3 sec အတြင္းအျပင္းဆံုးေျပာင္းသြားတဲ႔ေလကို ယူပါတယ္။ Gust က 3 sec to 8 sec ထိရွိနိုင္ပါတယ္။UBC 97 မွာအနီးအနားမွာ၇ွိတဲ႔ အေဆာက္အဦးရဲ႔ မိမိအေဆာက္အဦးကို ကာကြယ္တဲ႔ shielding effect ကိုမယူရပါဖူး။ ကိုယ့္အနီးအနားမွာ၇ွိတဲ႔ အေဆာက္အဦးက တစ္ကယ္မွာေတာ့ Funneling effect (က်ဥ္းေျမာင္းတဲ႔ ေတာင္ျကား အေပါက္ကေနေလပို္တိုက္တဲ႔ Effect) ဒါမွမဟုတ္ Turbulence ကိုတိုးေစပါတယ္။ Turbulence ဆိုတာက က်ေနာ္တို႔ေလယာဥ္စီးတဲ႔အခါ ပံုမွန္မဟုတ္တဲ႔ေလစီးေျကာင္းနဲ႔ေတြ႔လို႔ေလယာဥ္တုန္ခါေနတယ္ ခါးပတ္ပတ္ထားျကပါဆိုတာမ်ိဳးေျပာတာျကားဖူးပါလိမ့္မယ္။ တူတူပါပဲ။ ပံုမွန္မဟုတ္ပဲ Pressure ပိုျပင္းတဲ႔ေလစီးေျကာင္းေတြဖန္တီးနုိင္လို႔ပါ။ ေနာက္ထပ္အေျကာင္းရင္းတစ္ခုက က်ေနာ္တို႔စဥ္းစားေနတဲ႔ Building ေဘးမွာရွိတဲ႔အေဆာက္အဦးက က်ေနာ္တို႔building design life မွာ ဖယ္ရွားလိုက္တာမ်ိဳး (building design life ကိုပံုမွန္က နွစ္၅၀ သတ္မွတ္ပါတယ္ ။ လႊတ္ေတာ္လိုအေဆာက္အဦးကိုေတာ့ Century building (100 yrs) လို႔ Design Life သတ္မွတ္ပါတယ္။) ျဖစ္နိုင္လို႔ပါ။

UBC 97 က တြက္ခ်က္ရတာျမန္ဆန္ေအာင္လို႔ ရိုးရွင္းတဲ႔ ယူဆခ်က္ေတြဖန္တီးပါတယ္။ ဒါေျကာင့္ ဒီလို ယူဆခ်က္ေတြေျကာင့္ Flexible building ေတြမွာသံုးခြင့္ UBC97 ကခြင့္မျပဳပါဖူး။ Flexible building ဆိုတာက သူ၇ဲ႔ အျမင့္နဲ႔ အက်ယ္အခ်ိဳးဟာ ၅ ဆထက္ျကီးတာ ၊ အေဆာက္အဦး၇ဲ႔ အျမင့္ဟာ ေပ ၄၀၀ ထက္ျမင့္တဲ႔ အေဆာက္အဦးေတြကိုဆိုလိုပါတယ္။

UBC 97 မွာေဖာ္ျပထားတဲ႔ provision ေတြဟာ Normal force method (Method 1) အတြက္ အျမင့္ ၄၀၀ ေပ ေက်ာ္တဲ႔အေဆာက္အဦးေတြ ။ Projected area method (Method 2) အတြက္ ေပ ၂၀၀ ေက်ာ္တဲ႔အေဆာက္အဦးေတြအတြက္ မသံုးရပါဖူး ။ UBC 97 နဲ႔ Cover မျဖစ္တဲ႔အေဆာက္အဦးေတြက ေပ ၄၀၀ ( Method 1) , ေပ ၂၀၀ (Method 2) ထက္ေက်ာ္တဲ႔ အေဆာက္အဦးေတြပါ ။ အဲ႔လိုအေဆာက္အဦးေတြကိုေတာ့ Wind Tunnel Test result ကရတဲ႔ result ေတြနဲ႔ Design လုပ္ရပါ့မယ္။

ပထမဆံုးက်ေနာ္တို႔ Design လုပ္မယ့္အေဆာက္အဦးရဲ႔ တည္ေနရာကိုလိုက္ျပီး Basic Wind Speed ကိုယူရပါ့မယ္။ အျခားနိုင္ငံေတြမွာေတာ့ Wind speed map ဆိုျပီးရွိပါတယ္ ။က်ေနာ္တို႔နိုင္ငံမွာေတာ့ Myanmar National Building Code(MNBC) မွာ Wind Speed ေတြကို ျမိဳ႔ေတြနဲ႔တြဲေပးထားတာ၇ွိပါတယ္။ ေအာက္မွာေလ့လာျကည့္ပါ။ UBC 97 မွာေပးထားတဲ႔ Wind speed ကေတာ့ Exposure C terrain ကို ၃၃ ေပအျမင့္မွာတိုင္းထားတဲ႔ အျမန္ဆံုး Wind speed ကိုယူထားတာပါ။ နွစ္ ၅၀ စာအတြက္ recurrene interval စဥ္းစားထားတာပါ။ ဆိုလိုတာက နွစ္ ၅၀ အတြင္းအမ်ားဆံုးျဖစ္နိုင္ေခ်၇ွိတဲ႔ Wind speed ကိုဆိုလိုတာပါ ။ 2% ေလာက္တိုးသြားနိုင္တယ္လို႔ဆိုလိုပါတယ္။

Exposure Effect အေျကာင္းေလးေျပာပါ့မယ္။Exposure ဆိုတာဟာ အေဆာက္အဦးနားမွာ၇ွိတဲ႔ ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္ အေျခအေနကိုဆိုလိုတာပါ။ အေဆာက္အဦးတိုင္းက တျခားဘယ္အေဆာက္အဦးနဲ႔မွမတူတဲ့ ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္အေနအထား၇ွိပါတယ္ ။ အခုလို ၇ိုး၇ွင္းေအာင္လုပ္ထားတဲ႔ Code ေတြက အားလံုးအတြက္ ျခံဳငံုမိေအာင္ မလုပ္ထားနုိင္ပါဖူး ။ (ဒီေနရာျကံုလို႔ တစ္ခုေလာက္ေျပာျပခ်င္ပါတယ္။ ACI Code ကပထမဆံုး Chapter 1.2.5 မွာအတိအလင္းေျပာထားတာက ACI code ဟာ Minimum requirement ေတြကိုသာေရးထားတာျဖစ္ပါတယ္တဲ႔ ။ တစ္ကယ္လို႔ ေရးထားတဲ႔ Minimum requirement ေတြထက္ပိုျပီးယူမယ္ဆိုရင္ Code ကိုဆန္႔က်င္သလိုမျဖစ္ဖူးလို႔ဆိုလိုပါတယ္။ တစ္ကယ္လို႔ Local Building Code က ACI ထက္ပိုျပီးလႊမ္းမိုးမယ္ဆိုရင္လဲ Local Building Code ကိုယူပါလို႔ဆိုပါတယ္။ ဥပမာ Residential building အတြက္ live load 40 psf ယူရမယ္လို႔ဆိုပါတယ္ ။ ဒါေပမယ့္ 50 psf လို႔ယူလဲ Code ကိုဆန့္က်င္တယ္လို႔မေျပာနုိင္ပါဖူး။ ကိုယ့္အေဆာက္အဦးအေျကာင္း ကိုယ္အသိဆံုးလို႔ယူဆလို႔ပါ။Designer မွာအဲ႔လို ဆံုးျဖတ္ပိုင္ခြင့္၇ွိပါတယ္။ Code ဆိုတာက Designer ေတြကို ကုိယ့္ဘာသာစဥ္းစားတတ္တာကို အားနည္းေအာင္လုပ္တာမဟုတ္ပါဖူး ။ျပည္သူေတြရဲ႔ အသက္အိုးအိမ္စည္းစိမ္ ထိခိုက္မွဆိုးလို႔ ကာကြယ္ထားတာသူျဖစ္ပါတယ္။ ေပးထားတဲ႔ Minimum standard ေတြထက္နည္းလို႔မရဖူးလို႔ဆိုလိုခ်င္တာပါ။ )

Exposure ကိုဆက္ပါ့မယ္ ။ ဒါေျကာင့္ ကိုယ့္အေျခအေနနဲ႔လိုက္ေလ်ာညီေထြျဖစ္ေအာင္ Exposure Categories ေတြကိုခြဲပစ္လိုက္ပါတယ္။ UBC method မွာ Exposure 3 ခုခြဲပါတယ္။ ( B,C & D ပါ ). D ကအျပင္းထန္ဆံုးအေျခအေနျဖစ္ျပီး B ကအနည္းဆံုးသက္ေရာက္နုိင္တဲ႔အေျခအေနပါ ။ အဲဒီမွာေမးစရာ၇ွိတာက B,C,D ပဲပါျပီး A မပါဖူးလားလို႔ေမးစရာ၇ွိပါတယ္။ အဂၤလိပ္အကၡရာက A ကေနစတာကိုး ။ ပါပါတယ္ :D ။ A ဆိုတဲ႔ Exposure က ျမိဳ႔ျကီးေတြရဲ႔ အလယ္လိုေနရာ ကိုယ့္ေဘးနားမွာ၇ွိတဲ႔ အေဆာက္အဦးေတြကလဲ အျမင့္ေပ ၇၀ ေက်ာ္တဲ႔ အေျခအေနကိုဆိုလိုပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ UBC ကဒါကို အသိအမွတ္မျပဳပါဖူး ။ အဲ႔လိုအေျခအေနကို Exposure B လို႔ပဲယူဆခိုင္းပါတယ္။ ဒါေျကာင့္ A ဆိုတာမပါတာပါ။

Exposure B ဆိုတာကို ဒီလိုဆိုပါတယ္။ Exposure B မွာ ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္အေနနဲ႔ အေဆာက္အဦး ၊ သစ္ေတာ ဒါမွမဟုတ္ မညီညာတဲ႔ မ်က္နွာျပင္ေတြဟာ ၁ မိုင္ ဒါမွမဟုတ္ ၁ မိုင္ထက္ပိုတဲ႔အကြာအေ၀းမွာ ၂၀ ရာခိုင္နွုန္းအနည္းဆံုး၇ွိေနတယ္လို႔ဆိုလိုပါတယ္ ။အလြယ္ဆိုတစ္မိုင္အတြင္း အနည္းဆံုး ၂၀ ၇ာခိုင္နွုန္းေသာ အက်ယ္အ၀န္းကို အေဆာက္အဦးေတြ ၊ သစ္ေတာေတြနဲ႔ မညီညာတဲ႔မ်က္နွာျပင္ေတြနဲ႔ ျပည့္ေနတယ္ဆိုလိုတာပါ။
(Exposure B has terrain with buildings, forest, or surface irregularities, covering at
least 20% of the ground level area extending 1 mile (1.61 km) or more from the site.)

Exposure C ကိုေတာ့ ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္အေနနဲပ ျပန္႔ျပဴးျပီး အကာအကြယ္မ၇ွိပဲ အနည္းဆံုး ၁ မိုင္ခြဲ ဒါမွမဟုတ္ ပိုေသာအကြာအေ၀းထိ၇ွိတယ္လို႔ဆိုပါတယ္။ Building ကိုစက္၀ိုင္းအလယ္မွာထားျကည့္ျပီး ေလးစိတ္စိတ္လိုက္ျပီး တစိတ္အျပည့္အျခမ္းတစ္ခုလံုးကို ယူရမယ္လို႔ဆိုလိုပါတယ္။ ေျပာခ်င္တာက တစ္ခါတေလမွာ ကို္ယ္က ပင္လယ္ဖက္ကို မ်က္နွာမူျပီး အေဆာက္အဦးတစ္ခုေဆာက္တယ္ေပါ့ ။ မ်က္နွာမူရာဖက္က ပင္လယ္ဖက္ဆိုေတာ့ Exposure D (ေအာက္မွာအက်ယ္ဖတ္ပါ) ၊ ေနာက္ဖက္ျခမ္းက Exposure C ျဖစ္ေနနိုင္ပါတယ္။ ဒါမ်ိဳးကို ေလးပိုင္းပိုင္းျပီး One quadrant (90 degree) အျပည့္ယူရမယ္လို႔ဆိိုတာပါ။
အဲ႔လိုတစ္ဖက္နဲ႔တစ္ဖက္မတူရင္ အဆိုးဆံုးအေျခအေနကိုယူရမယ္ဆိုပါတယ္။ Exposure D ကို Design Exposure အျဖစ္ယူရမွာပါ။
(Exposure C has terrain that is flat and generally open, extending one-half mile
(0.81 km) or more from the site in any full quadrant.)

Exposure D ကေတာ့ အဆိုးဆံုးအေျခအေနလို႔ဆိုလိုနုိင္ျပီး Basic Wind speed 80 mph နွင့္အထက္၇ွိ၇ပ့ါမယ္ ။ သူမွာ ျပန္႔ျပဴးျပီး အကာအကြယ္မ၇ွိပဲ ေရျပင္ျကီးက အနည္းဆံုး ၁ မိုင္ ဒါမွမဟုတ္ ဒီ့ထက္ပိုရမယ္အေျခအေနပါ ။ Exposure D ကို ကုန္းတြင္းမွာ ¼ mile ဒါမွမဟုတ္ အေဆာက္အဦး အျမင့္ရဲ႔ ဆယ္ဆမွာ ျကီးတဲ႔တန္ဖိုးအထိယူရမယ္လို႔ ေျပာပါတယ္။ ဆိုလုိခ်င္တာက ကိုယ့္အေဆာက္အဦးက ေရျပင္ကေန ဘယ္အကြာထိ Exposure D အျဖစ္သတ္မွတ္ရမလဲဆိုတာကို UBC ကသတ္မွတ္ေနတာပါ ။ အခုအတိုင္းဆို ေပ ၁၃၂၀ ( 0.25 x 5280) ဒါမွမဟုတ္ အေဆာက္အဦး အျမင့္ဆယ္ဆ ထိ Exposure D ထဲပါတယ္လို႔ေျပာခ်င္တာပါ။
(Exposure D represents the most severe exposure in areas of basic wind speeds of
80 mph (129 km/h) or greater, and has terrain that is flat and unobstructed facing large Minimum basic wind speeds in miles per hour ( × 1.61 for km/h). Bodies of water over one mile (1.61 km) or more in width relative to any quadrant of the
building site. Exposure D extends inland from shoreline one-fourth mile (0.4 km) or 10 times the building height, whichever is greater.)

Exposure ယူတဲ႔အခါ D ကအလြယ္ဆံုးပါပဲ ။ ေ၇ျပင္နားဆို D လို႔သာယူလိုက္ မမွားဖူးရယ္ ။ ဒါေပမယ့္ C နဲ႔ D ကေတာ့ ယူရတာခက္ခဲပါတယ္။Code ထဲမွာေဖာ္ျပထားတာေတြက တူသလိုလိုျဖစ္ေနတာကိုး ။ တခါတစ္ေလမွာ ကိုယ့္အေဆာက္အဦးနားက ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္က တသတ္မတ္တည္းမျဖစ္ပဲ ေျပာင္းေနတတ္ပါတယ္။ အဲေတာ့ကိုယ္က B လို႔ယူဆလိုက္တဲ႔အခ်ိန္မွာ သူမ်ားက C လို႔ယူဆနုိင္ပါတယ္ ။ဒီလိုအေျခအေနမ်ိဳးျဖစ္လာျပီဆိုရင္ ပိုျပီးျပင္းထန္တဲ႔အေျခအေနကိုယူရပါ့မယ္ ။ UBC က Exposure C ကို အကာအကြယ္မဲ႔ ျပန္႔ျပဴးတဲ႔ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္ကို 90 degree အတြင္းမွာ မိုင္၀က္အတြင္း၇ွိရမယ္လို႔ ဆိုထားပါတယ္။ (ျကိုက္တဲ႔ေနရာကေန 0 to 90 degree quadrant ဆြဲလိုက္ပါ) ။ ဒါေျကာင့္ 90 degree ထက္နည္းမယ္ ၊ မိုင္၀က္ထက္နည္းမယ္ဆိုရင္ B လို႔ယူလိုက္ပါ ။ Exposure B နဲ႔ C ကိုယူတာဟာ သင့္ေတာ္တဲ႔အေျခအေနကို ယူမိဖို႔ က်ေနာ္တို႔အေ၇းျကီးပါတယ္ ။ ဘာလို႔လဲဆိုေတာ့ သူတို႔နွစ္ခုျကားမွာ ကြာျခားခ်က္က 65 % ရွိပါတယ္။ ဆိုလိုတာက C ကိုေရြးသင့္တာကို က်ေနာ္က B လို႔ေရြးရင္ force 100 သက္ေရာက္ရမယ့္ေနရာမွာ 35 ပဲသက္ေရာက္မိသလိုျဖစ္နုိင္ပါတယ္ ။ တစ္ကယ္လို႔ ကိုယ့္ site ဟာ ေတာင္ကုန္းေပၚ ၊ အငူေပၚေရာက္ေနတဲ႔အခါ Exposure C ကေန D ကိုေျပာင္းယူလိုက္ျခင္းအားျဖင့္ ပိုျပင္းတဲ႔ Wind ကိုရေစနုိင္ပါတယ္။ Designer အေနနဲ႔ မေသခ်ာမွေတြကိုကာကြယ္ဖို႔အတြက္ ေျပာင္းယူလို႔လဲရတဲ႔ ဆံုးျဖတ္ခ်က္ကို ခ်နိင္ပါတယ္။ Designer က Building တစ္ခုလံုး Safe ျဖစ္ဖို႔အတြက္ တာ၀န္အရွိဆံုးကိုး ။

အခုစာလဲ၇ွည္သြားျပီမို႔ ဒုတိယပိုင္းကို ဒီနားမွာ ရပ္ခြင့္ျပဳပါ ။ တတိယပိုင္းအေနနဲ႔ေတာ့ UBC 97 မွာေပးထားတဲ႔ Wind pressure တြက္တဲ႔ Equation က P = Ce Cq qs Iw ကို တစ္ခုခ်င္းစီအေသးစိတ္ရွင္းျပပါ့မယ္။

လိုအပ္တာမ်ား၇ွိရင္ ေဆြးေႏြးေပးပါခင္ဗ်ာ ။က်ေနာ္နားလည္သလိုျပန္ေရးထားတာမို႔ပါ ။ အမွားမ်ားပါရင္လဲ ေထာက္ျပျကပါခင္ဗ်ာ ။ ျပဴျပင္ပါ့မယ္။

Ko Tuna (SYE)
14.1.2017
Ref: : UBC – 97 , MNBC
Wind and Earthquake resistance building analysis and design by Taranath
Reinforced Concrete Design of Tall Buildings by Taranath