การศึกษาพฤติกรรมความเครียดเฉพาะที่ระหว่างเกิดแผ่นดินไหวโดยการประเมินความล้ารอบต่ำของเสาตอม่อสะพานเหล็กกำลังสูง

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการศึกษาพฤติกรรมของความเครียดเฉพาะที่ (Local strain) ในเสาตอม่อสะพานเหล็กภายใต้สภาวะแผ่นดินไหว โดยงานวิจัยนี้มุ่งเน้นการวิเคราะห์เหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในประเทศญี่ปุ่นและประเทศไทย โดยเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเสาตอม่อสะพานเหล็กที่ผลิตจากเหล็กกำลังปกติและเหล็กกำลังสูง พบว่า เสาสะพานเหล็กได้รับความเสียหายจากความล้ารอบต่ำ (Low-cycle fatigue damage) ที่อยู่ในช่วงความเครียดเชิงพลาสติกขนาดใหญ่ (Large plastic region) การประเมินความรุนแรงของความเสียหายดังกล่าว ดำเนินการโดยใช้วิธีระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite Element Method - FEM) ร่วมกับแนวคิด Effective Notch Strain ซึ่งถูกนำเสนอโดย International Institute of Welding (IIW) ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า คลื่นแผ่นดินไหวส่งผลให้เกิดค่าความเครียดเฉพาะที่ (Local strain) อัตราความเครียด (Strain rate) และพลังงานความเครียดสะสมรวม (Plastic strain energy density) ในเสาตอม่อสะพานเหล็กที่ผลิตจากเหล็กกำลังสูง สูงกว่าเสาตอม่อสะพานเหล็กที่ผลิตจากเหล็กกำลังปกติ นอกจากนี้ เหล็กกำลังสูงจะมีพื้นที่การคราก (Yielding area) ที่เล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกำลังปกติ ดังนั้น ดัชนีพลังงานต่อหน่วยพื้นที่การคราก ควรได้รับการพิจารณาเพื่อยืนยันรูปแบบการวิบัติของเสาตอม่อสะพานเหล็กกำลังสูง