Wind Load Part 3

UBC-97 နဲ႔ Wind pressure ကိုတြက္ထုတ္မယ့္ Equations q = Ce Cq qs Iw ကိုအေသးစိတ္ေလးေရးမွာပါ ။ Wind အေျကာင္းေရးလာလိုက္တာ အခုက Part (3) ပါ။အခုအပိုင္းက နည္းနည္းပို၇ွည္ပါ့မယ္။ ဒါေပမယ့္ ေနာက္ဆံုးပိုင္းပါ။ အခု Part 3 ကိုမဖတ္ခင္ အရင္ေရးခဲ႔တဲ႔ Part 1 and Part 2 ကိုဖတ္ေစခ်င္ပါတယ္ ။ျပီးမွ Part (3) ကိုဖတ္ဖို႔ အျကံေပးပါရေစ။
Part 1 Link
https://www.facebook.com/groups/myanmarprofessionalcivilengineers/permalink/1898830020338156/
Part 2 Link
https://www.facebook.com/kyaw.t.naing.165/posts/1375598512474335
UBC97 ရဲ႔ Wind Pressure တြက္ထုတ္တဲ႔ Equation မွာ အပိုင္း (၄) ပိုင္းပါပါတယ္။
Ce = combined height , exposure and gust factor coefficient
Cq = Pressure Coefficient
Qs = Wind stagnation pressure
Iw = Building Important Factor ပါ ။
Equation ကိုေလ့လာလိုက္ရင္ Directly proportional ျဖစ္ေနတဲ႔အတြက္ တန္ဖိုးမ်ားေလ Wind pressure မ်ားေလဆိုတာသတိထားမိမယ္ထင္ပါတယ္။
ပထမဆံုး qs = wind stagnation pressure ကုိရွင္းပါရေစ ။ qs ကုိရဖို႔အတြက္ mass of air with density Rho ရယ္ , Velocity v ကိုအေျခခံထားတဲ႔ Bernoulli’s Equation ကိုသံုးပါတယ္။ qs = 0.5 Rho V^2 ပါ။ ဒီေနရာမွာ density of air ဟာ 0.0765 pcf ပါ ။ ဘယ္အခ်ိန္ကဟာကိုယူတာလဲဆိုေတာ့ Standard အေနနဲ႔ 59 degree F and barometric pressure (29.92 in of mercury ) ပါ။ ပံုမွန္အားျဖင့္ က်ေနာ္တို႔ Wind map ေတြမွာေပးေလ႔ရွိတာက mile per hour နဲ႔ေပးတဲ႔အတြက္ pcf ကို MPH ေျပာင္းလိုက္တဲ႔အခါ qs = 0.00256 V^2 ဆိုတဲ႔ Equation ေလးရပါတယ္။ ဥပမာ wind speed က 80 mph လို႔ဆိုရင္ qs = 0.00256 x 80^2 = 16.38 psf ရပါတယ္။ ဒါကို ဒသမတိုးျပီး UBC က 16.4 psf လို႔ေပးပါတယ္ ။ qs table မွာေလ့လာျကည့္ပါ ။ သတိထားရမွာက UBC ဟာ အျမင့္တိုးတဲ႔အတြက္ ေလထုရဲ႔သိပ္သည္းဆ (density) က်သြားတာကို ထည့္သြင္းစဥ္းစားျခင္းမျပဳပါဖူး။ (ပံုမွန္ဆိုအေပၚေရာက္ေလ density က်ေလပါ)
ဒုတိယအေနနဲ႔ Ce coefficient အေျကာင္းေဆြးေနြးပါရေစ ။ Ce coefficient ဟာ UBC 97 ရဲ႔ Master piece လို႔ပဲဆိုပါရေစ ။ UBC ကိုရွုပ္၇ွုပ္ေထြးေထြးေတြမျဖစ္ေစပဲ လြယ္ေအာင္လုပ္လိုက္နိုင္တဲ႔ coefficient ပါ။ သူက height ၊ Exposure and gust factor ေတြကိုေပါင္းျပီး Coefficient Ce တစ္ခုတည္းနဲ႔ကိုယ္စားျပဳလိုက္ပါတယ္။ အျခားဟာေတြျဖစ္တဲ႔ ဥပမာ ASCE 7 တို႔လိုမ်ိဳးမွာ ဒီထက္ပို၇ွုပ္ေထြးပါတယ္ ။ နားလည္ရလဲခက္ပါတယ္ ။ ASCE 7 မွာက Velocity pressure exposure coefficient ( Kz ) , gust response factor (Gh) စတာေတြကို တသီးျခားစီထည့္ေပးထားပါတယ္။ ဒါေျကာင့္ ပံုမွန္မဟုတ္တဲ႔ အေဆာက္အဦးေတြမွာ ASCE 7 ကေပးထားတဲ႔ Wind pressure ၇ွာတဲ႔နည္းက ပိုျပီးသင့္ေတာ္ပါတယ္ ။ Ce မွာအဓိကကေတာ့ height ျမင့္လာလို႔တက္လာတဲ႔ Wind pressure ရယ္၊ ကိုယ့္ Structure နားက ေျမမ်က္နွာသြင္ျပင္ အေျခအေန (Exposure Part 2 မွာအေသးစိတ္၇ွင္းထားတာ၇ွိပါတယ္) ကိုလိုက္ျပီး Coefficient ကိုေပးပါတယ္။ ဒါ့အျပင္ gust (၇ုတ္တရက္ ေလအရမ္းတိုက္လိုက္တာ ) ေျကာင့္ျဖစ္လာမယ့္ air turbulence and dynamic building behavior ကိုပါထည့္သြင္းစဥ္းစားထားပါတယ္။ Ce တန္ဖိုးေတြကို Height ေတြနဲ႔ေပးထားလို႔ ကိုယ္လိုခ်င္တဲ႔ Height ကိုရဖို႔ လိုအပ္ရင္ Interpolate လုပ္ယူရပါ့မယ္ ။
တတိယအေနနဲ႔ Cq factor ကိုေဆြးေႏြးပါ့မယ္ ။ Cq coefficient က building shape နဲဲ႔ location ကိုေပၚမူတည္ပါတယ္ ။ သူက load ကဖိမလား (Pressure) , ဆြဲထြက္မလား (Suction) ကိုယူတာပါ။ အဲ႔မွာ အပိုင္း ၂ ပိုင္းပါပါတယ္ ။ 1) Primary Frames Systems ဒါက Building ျကီးတစ္ခုလံုးကိုယူတာပါ ။ 2) က Elements and components of structure ဒါက Building ရဲ႔ အကာေတြကို (Cladding) design လုပ္ဖို႔ယူတာပါ ။
အေဆာက္အဦးနားမွာရွိတဲ႔ wind gust က အမ်ားဆံုး Pressure ကို အေဆာက္အဦးမ်က္နွာျပင္တစ္ခုလံုး ရုတ္တရက္ျကီးမျဖစ္ေစနိုင္ပါဖူး ။ ဒါေျကာင့္ Primary frame and system အတြက္ design လုပ္တဲ႔အခါ average wind pressure and suction ကိုပဲယူျပီး လုပ္ျကပါတယ္ ။ ဒါေပမယ့္ Cladding ၊ Curtain Wall ေတြအတြက္ကေတာ့ ရုတ္တရက္ျဖစ္လာတဲ႔ Peak pressure ကအေရးျကီးပါတယ္္ ။ သူက area ေသးေတာ့ Suction force ကေသးေသးပဲ၇တယ္။ ဒါေျကာင့္မို႔ Table မွာေပးထားတဲ႔ Pressure coefficient ေတြကိုျကည့္ရင္ Primary frame and structure ကနည္းေနျပီး Building components ေလးေတြအတြက္ေပးထားတဲ႔ Pressure ကမ်ားေနတာေတြ႔ရမွာပါ ။
Wind pressure နဲ႔ Suction ဟာ Primary system အတြက္ဆိုရင္ အဓိကက Building Height ပါ ။ အေဆာက္အဦးပံုစံ ၊ အေဆာက္အဦးအျပင္မ်က္နာျပင္ ျကမ္းတမ္းမွဳ ၊ အေဆာက္အဦးအလ်ားနဲ႔ အနံ အခ်ိဳးေတြက သက္ေရာက္မွဳ၇ွိေပမယ့္ UBC 97 က ထည့္သြင္းစဥ္းစားျခင္းမရွိပါဘူး ။ ဥပမာ က်ေနာ္အရင္ Telecom Tower design လုပ္တုုန္းက ဖတ္ဖူးတဲ႔ TIA-222G မွာဆိုရင္ Radio antenna ေတြရဲ႔ Shape ဟာ EPA (Effective Projected Area) ကိုသက္ေရာက္မွဳ၇ွိပါတယ္။ တစ္ကယ္လုိ႔ အ၀ိုင္းပံုစံျဖစ္ခဲ႔တယ္ဆိုရင္ Shape factor (0.8) နဲ႔ေျမွာက္ေပးရပါတယ္။ ေျပာခ်င္တာက ေလးေထာင့္ထက္စာရင္ အ၀ိုင္းမ်က္နွာျပင္က Area နည္းတယ္ ။ 80% ေလာက္ပဲ၇ွိတယ္ ။ ဒါ့ေျကာင့္ shape factor ဆိုျပီး ေျမွာက္ခိုင္းတယ္ ။ ဒါေပမယ့္ UBC-97 ကဒါမ်ိဳး ေလွ်ာ့ခ်တာကို လက္မခံပါဖူး ။
Primary frame အတြက္ UBC 97 မွာ Method 2 ခု၇ွိပါတယ္ ။ Method 1 ကို Normal force Method လို႔ေခၚျပီး သူကို Structure အားလံုးမွာသံုးလို႔ရပါတယ္ ။ ဒီ Method ဟာ Gable roof building အတြက္ သံုးဖို႔ရာတစ္ခုတည္းေသာ method ပါ ။ သူက Wind load ေတြက နံရံ နဲ႔ ေခါင္မိုးမ်က္နွာျပင္ေတြကို ေထာင့္မွန္က်ျပီးသက္ေရာက္တယ္လို႔ ယူဆပါတယ္ ။ ေနာက္တစ္ခုက ေတာ့ Method 2 Projected Area Method လို႔ေခၚပါတယ္ ။ သူက Wind pressure and suction ကို တန္ဖိုးတစ္ခုပဲယူခုိင္းပါတယ္ ျပီးေတာ့ အေဆာက္အဦးရဲ႔ entire projected area တိုင္းကို သက္ေရာက္တယ္လို႔ယူပါတယ္။ ဒီ Method ၂ ခု၇ဲ႔ အဓိက ျခားနားခ်က္ေနာက္တစ္ခုက Method 1 မွာ Ce တန္ဖိုးတစ္ခုပဲ၇ွိျပီး roof ရဲ႔ အျမင့္ကို mean ယူျပီး Winward and leeward ကုိတြက္ခ်က္ပါတယ္။ Method 2 ကေတာ့ Ce တန္ဖိုးဟာ အျမင့္နဲ႔ ဆိုင္ပါတယ္ အျမင့္ကိုလိုက္ျပီးေျပာင္းလဲပါတယ္ ။ ဒါေျကာင့္ Method 2 ဟာ ပိုျမင့္တဲ႔ Structure ေတြမွာ wind load ကိုေလွ်ာ့ယူသလိုျဖစ္သြားပါတယ္ ။ ဒါေျကာင့္မို႔ Method 2 ကို အျမင့္ ၂၀၀ ေပနဲ႔ေအာက္မွာပဲယူပါလို႔ UBC ကေျပာတာပါ ။ Leeward ဖက္မွာေလွ်ာ့ယူထားတာကို ကာကြယ္ခ်င္လို႔ျဖစ္ပါတယ္ ။
Import factor (Iw) အေျကာင္းေဆြးေနြးရေအာင္ပါ ။ ဟိုးအရင္က Code ေတြမွာ Important factor ဆိုတာမပါပါဖူး ။ ေနာက္ပိုင္းမွ သဘာ၀ေဘးအႏၱရာယ္ျဖစ္ျပီးေတာင္မွ ဆက္ျပီးက်န္ခဲ႔ရမယ့္ အေဆာက္အဦး (ဥပမာ ေဆးရံု ၊ ရဲစခန္း ၊ ဓာတ္အားေပးစက္ရံု) စတာေတြရယ္ ၊ Failure ျဖစ္ရင္ အႏၱရာယ္မ်ားတဲ႔ Structure ( Nuclear Plant , Toxic Plant , Chemical Plant ) စတာေတြေျကာင့္ Important factor ကိုထပ္ျပီးထည့္သြင္းထားတာပါ။ UBC မွာေတာ့ Categories 5 မ်ိဳးခြဲလိုက္ပါတယ္ ။ အေရးျကီး တဲ႔အေဆာက္အဦးေတြကို Load ကို 15% တိုးျပီးယူခိုင္းျပီး Failure ျဖစ္မယ့္ Probability ကိုေလ်ာ့ခ်ပါတယ္။
UBC-97 နဲ႔ Wind Load စဥ္းစားတဲ႔ အေျကာင္းကို အခုတတိယအပိုင္းမွာပဲ အဆံုးသတ္ပါ့မယ္ ။
လိုအပ္တာမ်ား၇ွိရင္ ေဆြးေႏြးေပးပါခင္ဗ်ာ ။က်ေနာ္နားလည္သလိုျပန္ေရးထားတာမို႔ပါ ။ အမွားမ်ားပါရင္လဲ ေထာက္ျပျကပါခင္ဗ်ာ ။ ျပဴျပင္ပါ့မယ္။
Ko Tuna (SYE)
18.1.2017
Ref: : UBC – 97 ,
Wind and Earthquake resistance building analysis and design by Taranath
Reinforced Concrete Design of Tall Buildings by Taranath

Read More

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

 

Read More

Wind Load Part 1

က်ေနာ္ Lateral Load အေျကာင္းေရးဖို႔စဥ္းစားေနတာျကာပါျပီ ဒါေပမယ့္ အခုမွပဲ ေရးျဖစ္ပါတယ္။ Lateral Load ဆိုရင္ေတာ့ Earthquake and Wind အေျကာင္းပါ။ Wind အေျကာင္းေလး အရင္ဆံုးေရးပါရေစ။

အရင္ဆံုးေလဘာလို႔တိုက္လဲဆိုတာ စဥ္းစားျကည့္ရေအာင္။ Pressure မတူလို႔ေလတိုက္ပါတယ္။

ဘာနဲ႔တူလဲဆိုေတာ့ ဆပ္ကပ္မွာ လူေတြတစ္ဆင့္ျပီးတစ္ဆင့္တက္ျပီးျပတဲ႔ ျပကြက္လိုပဲ ေအာက္ဆံုးမွာရွိတဲ႔သူက pressure အမ်ားဆံုးခံရပါတယ္။ ဒါေျကာင့္မို႔ ေျမျပင္နဲ႔နီးေလေလ Pressure မ်ားေလေလပါ ။ ေလဟာ Pressure မ်ားရာကေန နဲရာကိုတိုက္ပါတယ္။ ေလတိုက္တာ ျပင္းတယ္ဆိုတာဟာ အဲဒီေနရာနွစ္ခုမွာ Pressure difference သိပ္မ်ားလြန္းလို႔ပါ။ ေလေျပေလညင္း (Breeze) ဆိုရင္ေတာ့ Pressure သိပ္မကြာဖူးလို႔သိနိုင္ပါတယ္။

က်ေနာ္တို႔ စမ္းသပ္ခ်က္တစ္ခုလုပ္လို႔ရပါတယ္ ။ ကိုယ့္ပါးစပ္ေ၇ွ႔မွာ လက္ကိုကာျပီး ေလမွဳတ္ျကည့္လိုက္ပါ။ မမွဳတ္ခင္ေလးမွာ က်ေနာ္တို႔အဆုတ္ကေနေလကို Area နဲေအာင္ က်ဥ္းပစ္လိုက္တာ(အမွန္ေတာ့ အဆုတ္အတြင္းကေလကို Pressure မ်ားသြားေအာင္) ေတြ႔ရမွာပါ။ က်ေနာ္တို႔မွဳတ္လိုက္တဲ႔ေလနဲ႔ ေပ့ါတဲ႔အရာ၀တၳဳေတြကို ေ၇ြ႔ေအာင္လုပ္လို႔ရတာေတြ႔ရမွာပါ။ ဒါဆိုရင္ ေလကို Force တစ္ခုအေနနဲ႔ စဥ္းစားေပးရမယ္ဆိုတာ ေတြးလို႔ရမယ္ထင္ပါတယ္။

ေနာက္တစ္ခါ စက္ဘီးတာယာထဲက ေလထြက္တဲ႔အခါ ရွဳးခနဲထြက္သြားတာဟာ တာယာေလထဲေလက Pressure အရမ္းမ်ားျပီး ျပင္ပကေလက Pressure နဲလို႔ ေလအရမ္းတိုက္သြားတာပါ ။ ေနာက္ေလထုဖိအားက မနည္းပါဖူး။ က်ေနာ္တို႔ကို ေလထုက တစ္လက္မပတ္လည္ကို ၁၄.၇ ေပါင္ (14.7 psi) နဲ႔ဖိေနတာပါ။ ဥပမာ ၄ ေပပတ္လည္၇ွိတဲ႔ စားပြဲတစ္လံုးဟာ 48x48x14.7 = 33868.8 lbs (15.12 ton) ေလာက္အဖိခံေနရတာပါ။ စားပြဲကဘာလို႔ ျပိဳမသြားတာပါလိမ့္ ။ အေျကာင္းက ေအာက္ကေနျပန္ျပီး တြန္းတင္ေပးတဲ႔ Pressure ကလဲ ညီတူညီမွ်နီးပါ၇ွိေနလို႔ပါတဲ႔ ။ က်ေနာ္တို႔ခႏၶာကိုယ္ကိုလဲ ဖိေနတဲ႔ Air pressure ကလည္းမနည္းပါဘူး ။ သို႔ေသာ္လည္း က်ေနာ္တို႔ကိုယ္တြင္းမွာ၇ွိတဲ႔ ေသြးရဲ႔ဖိအားက ညီတူနီးပါ၇ွိတဲ႔အတြက္ က်ေနာ္တို႔က ေလထုရဲ႔ Pressure ကိုမခံရတာပါ ။ ဒါေျကာင့္ ေသြးေပါင္က်တဲ႔အခါမွာ ေလထုဖိအားကိုခံရျပီး မူးေ၀ေနတာပါ။

ေလရဲ႔ Force ကိုက်ေနာ္တို႔ Civil Engineering မွာဘယ္လိုစဥ္းစားသလဲဆိုေတာ့ က်ေနာ္တို႔အေဆာက္အဦးကို ေဘးတိုက္ေရြ႔ေအာင္တြန္းတယ္လို႔စဥ္းစားပါတယ္ ။ Building Code ေတြကလည္း Structure တြအေပၚသက္ေရာက္တဲ႔ Wind Load ကိုတြက္ခ်က္ဖို႔ အမ်ိဳးမ်ိဳးေသာ Formula ေတြေပးပါတယ္။က်ေနာ္တို႔ကေတာ့ ေလက Pressure တစ္ခု (Pressure ဆိုတာ unit area ေပၚသက္ေရာက္တဲ႔ Load ) အျဖစ္ယူပါတယ္။ က်ေနာ္တို႔ Structure မွာ EPA( Effective Projected Area) ယူျပီး ေလကသက္ေရာက္တဲ႔ Pressure ကို Area နဲ႔ေျမွာက္ျပီး Force အျဖစ္ေျပာင္းယူပါတယ္။

ဥပမာ က်ေနာ္က ျမစ္ကမ္းေဘးမွာရပ္ေနမယ္ အဲ႔အခ်ိန္မွာ နာဂစ္လိုမုန္တိုင္းတိုက္ေနမယ္ဆိုပါစို႔ ။ ဒါဆိုရင္ နာဂစ္က 120 miles per hour ဆိုရင္ Pressure ကခန္႔မွန္း 40 psf ေလာက္၇ွိပါတယ္။ က်ေနာ့ရဲ႔ Body က Area 10 psf ရွိတယ္ဆိုရင္ ေပါင္ ၄၀၀ နဲ႔ က်ေနာ့ကိုတြန္းေနမွာပါ။ က်ေနာ့ Body ေနရာမွာ အလ်ား ေပ ၆၀ x အျမင့္ ေပ ၁၀၀ ရွိတဲ႔ အေဆာက္အဦးျကီးလို႔စဥ္းစားျကည့္ပါ ။ 100 x 60 x 40 = 240000 lbs ( 107.14 tons) ေလာက္နဲ႔ တြန္းေနတာပါ။ ဒါကို က်ေနာ္တို႔ Structure က ခံနိုင္ရပါမယ္ ။ခံနိုင္ေအာင္ Design လုပ္တာကို Lateral Load (Wind) ကိုခံနိုင္ေအာင္ ထည့္သြင္းစဥ္းစားတယ္လို႔ ေျပာျကပါတယ္။

က်ေနာ္တို႔က ေလတိုက္တာကို ကာကြယ္လို႔မရေပမယ့္ EPA (Effective Projected Area) နဲေအာင္ေတာ့ ကာကြယ္လို႔ရပါတယ္။ ဥပမာ တစ္ခါတစ္ေလ Sign Board ေတြမွာ ျတိဂံပံုစံအကြက္ေလးေတြ ျဖဲထားတာေတြ႔ရမွာပါ ။ ဒါဟာ EPA နဲေအာင္လုပ္ျပီး Force ကိုေလ်ွာ႔ပစ္တာပါ။ Nargis တုန္းက က်ေနာ္တို႔ အေဒၚအိမ္က တစ္အိမ္လံုးကိုပိတ္ထားတာပါ ။ ဒါကိုဦးေလးကေလတိုးတာနဲေအာင္ဆိုျပီး ျပတင္းသြားဖြင့္လိုက္ေတာ့ ေလက ေခါင္မိုး (EPA မ်ား) ကိုတြန္းျပီး အမိုးျကီးတစ္ခုလံုးပါသြားဖူးပါတယ္။ Sign Board ေတြမွာေတာ့ Wind ေျကာင့္ျဖစ္တဲ႔ Sliding အေရြ႔အျပင္ Sign Board ေအာက္ေျခကေန Moment Arm ယူျပီး Overturning Moment ကိုပါစဥ္းစားရပါတယ္ ။ Telecom tower ေတြလဲအဲလိုပါပဲ ။ Overturning Moment ျကီးမ်ားလြန္းေတာ့ အဲ႔ Moment ကိုေျပလည္ေအာင္လုပ္နိုင္ရင္ က်န္တာအေတာ္မ်ားမ်ား အဆင္ေျပတာပါပဲ။

ေနာက္ Post မွာေတာ့ Uniform Building Code 97 အရ Wind pressure တြက္ထုတ္ပံု အဆင့္ဆင့္ကို ၇ွင္းျပပါ့မယ့္။

Ko Tuna (SYE)
9.12.2016

Read More