STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(ฉบับที่ 38 เมษายน 2013)บทความตีพมิ พ์ ร่วมกันระหว่ างสหพันธ์ เหล็กและเหล็กกล้ าแห่ งประเทศญี่ปุ่นและสมาคมก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็กแห่ งประเทศญี่ปุ่นว า ร ส า ร ฉ บั บ แ ป ล ภ า ษ า อั ง ก ฤ ษ ข อ ง Steel
Construction Today & Tomorrow ได้ มีการตีพิมพ์ 3 ครัง้ ต่อปีและ มี ก ารจั ด ส่ ง ทั่ ว โลกใ ห้ แก่ ผู้ บริ หารข อง บริ ษั ทใ นทุ กภาคอุตสาหกรรมและองค์กรที่เกี่ยวข้ อง จุดประสงค์สาคัญในการ
ตีพิมพ์วารสารนีก้ ็คือนาเสนอมาตรฐานและข้ อกาหนดที่เกี่ยวกับ
การก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก ตัวอย่างของโครงการก่อสร้ างใหม่ ๆเทคโนโลยีและวัสดุก่อสร้ างที่ล ้าหน้ า ในส่วนที่เกี่ยวข้ องกับการ
ก่อสร้ างโครงสร้ างอาคารและวิศวกรรมโยธา
เพื่อช่วยให้ ผ้ อู ่านชาวไทยสามารถที่จะเข้ าใจบทความได้ ง่ายขึ ้น ได้ มีการจัดแปลบทความภาคภาษาไทย และแนบท้ ายกับฉบับภาษาอังกฤษ สาหรับรูปภาพ ไดอะแกรมและตาราง ได้มี ก ารจัด แปลเป็ นภาษาไทยเพี ย งส่ว นหัว เรื่ อ ง ผู้อ่ า นสามารถอ้ างอิงกับฉบับภาษาอังกฤษสาหรับเนื ้อหาที่เกี่ยวเนื่อง นอกจากนี ้ถ้ าผู้อ่านต้ องการทราบศัพท์ บรรยายหรื อ รายละเอียดทางด้ า นเทคนิค โปรดอ้ างอิงกับบทความภาษาอังกฤษ เช่นเดียวกัน

ฉบับที่ 38 เมษายน 2013 : เนือ้ หาบทพิเศษ :Japanese Society of Steel Constructionรางวัล JSSC ประจาปี 2012สวนลอยฟ้ า: SkyPark
ศูนย์การวิจยั และพัฒนาอามากาซากิ:เหล็กเกรด 1,000Nการตรวจสอบแรงแผ่นดินไหวในอาคารที่สร้ างแล้ วสะพาน Tokyo Gate Bridge

1
2
3
4

รางวัลประเภทวิทยานิพนธ์ JSSC 20125~6บทพิเศษ : เทคโนโลยีอาคารสูงในประเทศญี่ปนุ่
การออกแบบป้องกันแรงแผ่นดินไหว
การออกแบบป้องกันแรงลง
โซนีซิตี ้โอซากิ : Sony City Osakiอะเบโนะ ฮารูกาส: ABENO HARUKASอาคารทาวเวอร์ : ARK Hills Sengokuyama Moriโครงการถนนวงรอบ หมายเลข 2โครงการโอเตมาชิ 1-6

7
8
9
11
13
15
17

การประชุมวิชาการ JSSC 2012สาน์สถึงผู้อา่ นปกหลัง
ปกหลัง

ฉบับภาษาไทย: ©The Japan Iron and Steel Federation 2013
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025,
Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยูอ่ ีเมล: sunpou@jisf.or.jpเวบไซต์: http://www.jisf.or.jp1รางวัล JSSC ประจาปี 2012งานประกอบและติดตัง้ โครงสร้ าง SkyPark
ชิ น้ ส่ว นองค์ อ าคารเหล็ ก ได้ ถูก ประกอบขึ น้ โดย Yongnam
Engineering & Construction ซึ่งเป็ นผู้ประกอบติดตังเหล็้ กในพื ้นที่ และถูกขนส่งไปยังสถานที่ก่อสร้ างเพื่อทางานต่อไป
ในการติดตังโครงสร้
้างเหล็กบนทาวเวอร์ 1 และ 2 นัน้ ชิ ้นส่วน
องค์อาคารแต่ละชิ ้นได้ ถกู ยกขึ ้นโดยใช้ ทาวเวอร์ เครนเพื่อที่จะจัด
วางไว้ ในตาแหน่งที่ต้องการ (อ้ างอิงกับรูปภาพที่ 2 และ 3)องค์อาคารสาหรับสะพาน box girder บนทาวเวอร์ 3 สะพาน
ที่เชื่อมต่อทัง้ 2 ทาวเวอร์ และโครงสร้ างยื่นบนทาวเวอร์ 3 ได้ รับการประกอบชิ ้นส่วนให้ เป็ นชิ ้นส่วนขนาดใหญ่ที่พื ้นที่ก่อสร้ างระดับพื น้ ดิ น ด้ า นข้ า งต าแหน่ง ทาวเวอร์ และถูก ยกขึน้ ไปโดยใช้ แ จ็ คขนาดใหญ่ ประกอบกันบนโครงเหล็ก gantry ที่ติดตัง้ อยู่ส่ว นบนสุดของอาคารทาวเวอร์ ชิ ้นส่วนโครงสร้ างขนาดใหญ่ที่ประกอบติ ด ตัง้ นี ม้ ี จ านวน 3 ตัว ส าหรั บ คานหลัก ของสะพานที่ เ ชื่ อ มต่ อระหว่างทาวเวอร์ มีจานวน 2 ตัวสาหรับ คานหลักของ box girderบนทาวเวอร์ 3 และ 6 ตัวสาหรับโครงสร้ างแบบยื่น ทังสิ้ ้นมี
จานวน 14 ชิ ้นสาหรับชิ ้นส่วนใหญ่ ๆ น ้าหนักรวม 4,000 ตัน ซึ่งถูกยกและประกอบติดตังระหว่
้างช่วงเวลา 3 เดือนระหว่าง 1ตุลาคม 2009 จนถึง 29 ธันวาคม 2009 ชิ ้นส่วนได้ ถกู ยกไปที่
ความสูงที่กาหนดไว้ ที่ 200 เมตร แต่ละชิ ้นส่วนได้ ถกู ยกในอัตรา
ความเร็ ว 15 เมตร/ชัว่ โมง ใช้ เวลากว่า 15 ชัว่ โมงในการยก

(หน้ าที่ 1)สวนลอยฟ้ า Skypark : โครงสร้ างหลังคาเหล็กขนาดใหญ่ ท่ ีวางอยู่บนทาวเวอร์ สูง 3 อาคาร
ผู้ได้ รับรางวัล: ยาซูฮิสะ ไมวา ผู้จดั การโครงการ แผนกวิศวกรรม
โครงสร้ างเหล็ก บ. JFE Engineering จากัด
รายละเอียดของ SkyPark
ดังชื่ อของโครงการได้ แสดงไว้ SkyPark เป็ นสวนลอยฟ้ าที่สร้ างอยู่เหนือทาวเวอร์ ของอาคารสูง จานวน 3 อาคารในสิงคโปร์
อาคารมีความสูง 340 เมตรและความกว้ าง 40 เมตร อาคารนี ้ถือได้ วา่ เป็ นแลนด์มาร์ คอันใหม่ของสิงคโปร์ SkyPark เฉลิมฉลองการเปิ ดอาคารเมื่อเดือนมิถนุ ายน 2010 และในปั จจุบนั เป็ นอาคารที่มี
ความโดดเด่น ภายใต้ ก ารบริ หารจัดการโดย บ. Marine Bay
Sands Pte, Ltd. ซึ่งเป็ นบริ ษัทจัดการรี สอร์ ทในประเทศสิงคโปร์
(รูปภาพที่ 1)ธุรกิ จร่ วมค้ า ระหว่าง JFE Engineering ของญี่ ปุ่นและ
Yongnam Engineering & Construction Pte Ltd ของสิงคโปร์ได้ รับสัญญาก่อสร้ างเมื่อเดือนเมษายน 2008 เพื่องานก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็กของ SkyPark บริ ษัททังสองได้
้เริ่ มงานออกแบบ
รายละเอี ย ดและแผนการประกอบติ ด ตัง้ ในทัน ที และในเดื อ นกรกฎาคม 2009 ได้ เริ่ มงานก่อสร้ างที่หน้ างาน โดยมีเป้าหมายที่
จะประกอบติดตังโครงสร้
้างเหล็ก ที่มีน ้าหนักทังสิ้ ้น 8,000 ตันใน
เวลาจากัดเพียง 9 เดือน

มาตรการด้ านความปลอดภัย
เพราะว่างานก่อสร้ าง SkyPark ได้ มีการทางานก่อสร้ างอย่าง
ต่อเนื่องที่ความสูงมากกว่า 200 เมตรจากระดับพื ้นดิน จึงต้ องมีการดูแลความปลอดภัยอย่างมากเพื่อให้ ผ้ ทู างานก่อสร้ างมีความ
ปลอดภัยในการทางานอย่างสูงสุด ในทางปฏิบตั ิแล้ ว ได้ มีความ
พยายามอย่ า งสูง ในการบัง คับ ใช้ มาตรการแก่ ผ้ ูท างานที่ เ ป็ นคนงานก่อสร้ าง 450 คนและ สตาฟฟ์ ทางาน 70 คนในช่วงที่มี
คนทางานในหน่วยงานมากที่สดุ ให้ ทกุ คนใส่สายรัดป้องกันการตก
และสายคล้ องเพื่อป้องกันการตกหล่นของวัสดุ (อ้ างอิงกับรู ปภาพที่ 4)******

โครงสร้ างของ SkyPark
SkyPark ประกอบไปด้ วยสะพานโครงถัก เหล็ก จ านวน 2สะพานที่เชื่อมต่อระหว่างทาวเวอร์ โรงแรม 3 อาคาร (ทาวเวอร์ 1,
2 และ 3) สะพานโครงสร้ างเหล็ก box girder ยื่นออกจากอาคาร
เพื่อก่อสร้ างให้ เป็ นโครงสร้ างชนิดยื่นที่มีความยาว 67.7 เมตรบน
ทาวเวอร์ 3 และโครงสร้ างเหล็กจานวน 2 โครงที่ด้านบนทาวเวอร์
2 และ 3 เพื่อประกอบกันเป็ นโครงสร้ างที่สมบูรณ์
2สิง่ ที่ถือว่าเป็ นความสาเร็ จในการก่อสร้ าง SkyPark ก็คืองานที่
เสร็ จสิ ้นของโครงการขนาดใหญ่เช่นนี ้ ซึง่ รวมไปถึงงานก่อสร้ า งที่มี
ความยากลาบากเป็ นอย่างยิ่งโดยไม่เกิดอุบตั ิเหตุที่รุนแรงสาหรับ
เวลาในการทางานของคนงานรวมกันกว่า 1,000,000 ชัว่ โมง สิ่งที่
เกิดขึ ้นได้ นีเ้ พราะความร่ วมมือร่ วมใจและความพยายามในการ
ทางานของทังสตาฟฟ์
้และวิศวกรต่างประเทศ และ สตาฟฟ์ ชาวญี่ปนุ่ ซึง่ ร่วมกันทาให้ งานสาเร็ จลุลว่ งไปได้ ด้วยดี

คเกน เซกไก งานร่ ว มมื อ ในการวิ จัย และพัฒ นาผลิ ต ภัณ ฑ์ ไ ด้เริ่ มต้ นตัง้ แต่ปี 2003 จนถึง 2010 และยังครอบคลุมไปถึงไม่
เพียงแต่ผลิตภัณฑ์เหล็กและวัสดุการเชื่อมเท่านัน้ แต่ยงั รวมไปถึง
สภาพของการเชื่อม เช่นระดับความร้ อน ขันตอนในการให้้ความร้ อนแก่ชิ ้นงานก่อนเชื่อม และการทาให้ ชิ ้นงานเย็นลงหลังจากการ
เชื่อม
อาคารนี ้มีลกั ษณะพิเศษของโครงสร้ าง 3 อย่างดังนี ้ โครงสร้ างที่ควบคุมการตอบสนองจะมีการติดตัง้ อยู่หนาแน่นที่ชัน้ ล่างสุด และประกอบไปด้ วยเสาเหล็ก
เกรด 1000 N และโครงค ้ายัน (รู ปที่ 1) เพื่อควบคุม
การตอบสนองโครงสร้ าง พลังงานจากแผ่นดินไหวส่วน
ใหญ่จะถูกรองรับโดยค ้ายันที่ควบคุมการตอบสนองที่ติด ตัง้ อยู่ที่ ชัน้ ล่า งนี ้ และดัง นัน้ โครงสร้ างที่อ ยู่ชัน้ 2หรื อ สูง กว่ า จะยัง อยู่ ใ นช่ ว งอลาสติ ก ในขณะที่ เ กิ ดแผ่ น ดิ น ไหวขนาดใหญ่ เพื่ อ ที่ จ ะให้ เ สาเหล็ ก เกรด1000 N ยัง อยู่ใ นช่ ว งอิ ล าสติ ก ระหว่ า งการเกิ ด แรงแผ่นดินไหวซึ่งอาจจะมีขนาดเกิดกว่าระดับที่คาดเดา
เอาไว้ ฐานเสาแต่ละต้ น ได้ ติ ดตัง้ ไว้ กับ ที่ร องรั บ ทรงกลมและบ่ารองรั บขนาดสัน้ เพื่อประกอบให้ ได้ เป็ นระบบป้ องกั น เสาจากการเกิ ด การคราก (รู ป ที่ 2,รูปภาพที่ 2 และ 3) พื ้นที่ว่างในการทางานขนาดใหญ่ 133 เมตร x 23เมตร ได้ มี ก ารก าหนดให้ เป็ นห้ องแลปท างาน ซึ่ งสามารถปรับเปลี่ยนการใช้ งานในอนาคตภายหน้ าตามลักษณะงานวิจัยและผังองค์ กรงานวิจัย (รู ปภาพที่
4) โครงสร้ างที่มีพืน้ ผิวปิ ด 2 ชัน้ ได้ นามาใช้ ทางด้ านทิศ
ตะวันออกเพื่อเป็ นการประหยัดพลังงาน และระบบ
แอร์ แ ละระบบไฟ โดยปรั บ สภาพให้ เ หมาะสมตาม
สภาพแวดล้ อมของห้ องแลป

รูปภาพที่ 1 SkyPark: แลนด์มาร์ คแห่งใหม่ในสิงคโปร์
รูปภาพที่ 2 การยกชิ ้นส่วนสะพานโครงถักเหล็กรู ปภาพที่ 3 ชิ น้ ส่วนโครงสร้ างเหล็กขนาดหนักที่ถูกยกขึน้ ไปยัง
ความสูงที่ต้องการ 200 เมตรรู ป ภาพที่ 4 โครงการก่ อ สร้ างขนาดใหญ่ ที่ เ สร็ จ สิ น้ โดยไม่ มีอุบตั ิเหตุในเวลาทางานกว่า 1,000,000 ชัว่ โมง
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 2)ศูนย์ การวิจัยและพัฒนาอามากาซากิ – การนาเหล็กเกรด
1,000 N มาใช้
ผู้ได้ รับรางวัล: บ.นิกเกนเซกไก จากัด, บ.ชิมิส,ุ บ. คาตายามา สตราเทค และ บ. ซูมิโตโม เมตัล จากัด (ปั จจุบนั นิปปอนสตีล และ ซูมิโตโมเมตัล)ซูมิโตโม เมตัล (ในปั จจุบนั คือ นิปปอนสตีลและซูมิโตโมเมตัล)ได้ ทาการพัฒนาเหล็กกาลังสูงเกรด 1,000 N (กาลังรับแรงดึง 950นิวตัน/ตารางมิลลิเมตร) ซึง่ ถือว่าเป็ นเหล็กเกรดสูงสุดที่ผลิตขึ ้นในโลก เหล็กชนิดนี ้ได้ นามาใช้ งานครัง้ แรกในการก่อสร้ างอาคารหลัก
ของบริ ษัทคือศูนย์การวิจยั และพัฒนา (ในปั จจุบนั เรี ยกว่าศูนย์การ
วิจัยและพัฒ นาอามาซากิ ข องนิป ปอนสตี ลและซูมิ โตโมเมตัล )(รูปภาพที่ 1)เหล็กเกรด 1,000 N ได้ รับการพัฒนาโดยกลุม่ วิจยั และพัฒนาร่ ว มค้ า ประกอบไปด้ ว ย ซู มิ โ ตโมเมตัล มหาวิ ท ยาลัย โอซากา
สถาบัน เทคโนโลยี เกี ยวโต บริ ษัท คาตายามา สตราเทค และนิ

เมื่อมองอาคารจากทางด้ านภายนอก โครงสร้ างเสา – คานเหล็กที่มีการประกอบถักเป็ นรู ปตารางสามารถสังเกตุเห็นได้ ผ่าน3กระจก และที่ทางเข้ าที่ชนั ้ 1 สามารถมองเห็นเสาเหล็กเกรด 1000
N และโครงค ้ายันควบคุมการตอบสนองอาคารได้ ระบบโครงสร้ างทังสองนี
้้ถือว่าเป็ นลักษณะเด่นเฉพาะของอาคารนี ้ในอาคารสูงที่มีอยู่นนั ้ ระบบที่มีประสิทธิ ภาพคือการติดตัง้ แดมเปอร์ แบบควบคุมการตอบสนองของโครงสร้ าง เพื่อเป็ นการเพิ่ม
ความสามารถในการกระจายแรงลง ดังนันจึ้ งถือว่าเป็ นการลดการ
เสียรูปที่มากที่สดุ และการแกว่งสัน่ ของอาคารทางด้ านข้ าง อย่างไร
ก็ตาม การติดตัง้ แดมเปอร์ ในอาคารเก่าที่มีอยู่ก่อให้ เกิ ดปั ญหาใหญ่ข้อหนึง่ : แรงปฏิกิริยาที่เกิดจากแดมเปอร์ กระทาต่อโครงสร้ างเก่ า ที่ มี อ ยู่ (เสา, คาน, ฐานราก และโครงสร้ างอื่ น ๆ) ซึ่ ง ในท้ ายที่สดุ แล้ ว ก็ต้องมีการเสริ มกาลังโครงสร้ างอยูด่ ีเทคโนโลยี สาหรั บ วิธีการเตรี ยมรั บมือที่ เราได้ ทาการพัฒนา
สาหรับการสัน่ ไหวจากแรงแผ่นดินไหวที่มีคาบการสัน่ ที่ยาว และช่วงเวลาการสัน่ ยาวในโครงสร้ างอาคารสูง ที่สร้ างขึ ้นแล้ วสามารถ
ที่จะแก้ ไขปั ญหานี ้ได้ ในการนาเทคโนโลยีนี ้มาประยุกต์ใช้ นี ้ แดมเปอร์ น ้ามันแบบที่ปรับการทางานตามการเคลื่อนตัวของอาคารได้
นามาใช้ เพื่อลดการกระจายแรงลงในช่วงที่เกิดการเคลื่อนตัวของ
อาคารสูงสุด ซึง่ เป็ นการที่สามารถจะติดตังแดมเปอร์
้ได้ โดยมิต้อง
ทาการเสริ มกาลังโครงสร้ างเก่าด้ วย นอกจากนี ้ วิธีการม้ วนวัสดุได้
มีการพัฒนาขึ ้นมาในการติดตังแดมเปอร์
้ที่ประกอบด้ วยเหล็กแท่ง
PC ซึง่ ไม่จาเป็ นต้ องใช้ การเชื่อมหน้ างานในการประกอบ เป็ นการช่วยงานติดตังแดมเปอร์
้กบั อาคารที่ติดตังได้้ ในระหว่างการใช้ งาน(อ้ างอิงกับรูปที่ 1 และรูปภาพที่ 1)เทคโนโลยีนี ้ได้ นามาใช้ กบั อาคาร Shinjuku Center เพื่อเป็ นวิธีการรับมือป้องกันการเคลือ่ นตัวจากแรงแผ่นดินไหวที่มีคาบการ
สั่น ที่ ย าว (รู ป ภาพที่ 2) เพราะเหตุนี ้ ระหว่ า งที่ เ กิ ด เหตุก ารณ์Great East Japan Earthquake เมื่อเดือนมีนาคม 2011 อาคารจึ ง ไม่ ป รากฎความเสี ย หายที่ เ กิ ดจากแรงสั่น สะเทื อ นจากแผ่นดินไหว ซึ่งถือว่าเป็ นผลของการลดระดับการตอบสนองการ
สัน่ ไหวของอาคารจากการนาระบบแดมเปอร์ น ้ามันแบบที่ปรับการ
ทางานตามการเคลื่อนตัวของอาคารมาใช้ โดยที่สามารถใช้ งานอาคารได้ อย่างเป็ นปกติในระหว่างการประกอบติดตัง้

รูปภาพที่ 1 ลักษณะอาคาร
รูปภาพที่ 2 การติดตังโครงสร้
้างเหล็ก
รูปภาพที่ 3 ฐานเสา
รูปภาพที่ 4 รูปถ่ายด้ านในของห้ องแลป
รูปที่ 1 โครงสร้ างอาคาร
รูปที่ 2 รายละเอียดของฐานเสา
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 3)การพัฒนาทางเทคโนโลยีสาหรับวิธีการรั บมือ เพื่อต้ านทาน
การสั่ น สะเทื อ นจากแรงแผ่ น ดิ น ไหวที่ มี ค าบการสั่ น และช่ วงเวลาที่ยาวนานสาหรับอาคารสูงที่สร้ างขึน้ แล้ วผู้ได้ รับรางวัล: โอซามุ โยชิมรู า, ยูอิชิ คิมรู า, เคนจิ ซูดะ, ไชเอกิ โยชิมรู า และฮิเอชิ เอโอโน, บริ ษัทไทเซอิเป็ นที่คาดการณ์ทานายกันว่าแผ่นดินไหวครัง้ ใหญ่ในพื ้นที่โตไก โตนานไก นานไก และอื่น ๆ จะเกิดขึ ้นในอนาคตอันใกล้ เพราะ
เหตุนี ้ จึงมีความกังวลกันว่าคลืน่ การสัน่ สะเทือนแบบคาบการสัน่ ที่ยาวและเป็ นเวลานาน ที่เกิดขึ ้นระหว่างเหตุการณ์แผ่นดินไหว จะมีการส่ง ถ่ า ยจากศูน ย์ ก ลางแผ่น ดิ น ไหวไปยัง พื น้ ที่ ต่า ง ๆ ที่ ไกลออกไป โดยที่ยงั คงพลังงานการสัน่ ไหวที่มากอยู่ สาหรับพื ้นที่ใน
เมืองที่กว้ างใหญ่ มีตกึ สูงอยูเ่ ป็ นจานวนมากและตึกเหล่านี ้บางตึกได้ ถู ก ออกแบบโดยมิ ไ ด้ มี ก ารค านึ ง ถึ ง วิ ธี ใ นการรั บ มื อ การสัน่ สะเทือนจากแรงแผ่นดินไหวที่มีคาบการสัน่ ที่ยาว ๆ จึงมีความ
กังวลกันว่าจะเกิ ดการแกว่งสัน่ ไปมาของอาคารขนาดใหญ่ เป็ นเวลานาน และการแกว่ ง สั่น เหล่ า นี ไ้ ม่ เ พี ย งแต่ จ ะสร้ างความ
เสียหายแก่โครงสร้ างอาคาร แต่ยังรวมไปถึงองค์ อาคารที่ไม่ใช่
โครงสร้ างและวัสดุอปุ กรณ์อีกด้ วยในการที่ตรวจวัดคลื่นการสัน่ สะเทือนที่มีคาบยาว ๆ ที่เกิดขึ ้นรูปภาพที่ 1 การประกอบติดตังระบบแดมเปอร์
้น ้ามัน
รูปภาพที่ 2 อาคาร Shinjuku Centerรูปภาพที่ 3 ตาแหน่งในการประกอบติดตังแดมเปอร์
้น ้ามัน
■ ■ ■ ■ ■4 การลดน ้า หนั ก เหล็ ก โครงสร้ างโดยการใช้ องค์อาคารแบบ BHS
สาหรับสะพานโครงถักเหล็กซึง่ น ้าหนักบรรทุกคงที่เป็ นน ้าหนัก
ส่วนใหญ่ของน ้าหนักสะพาน เป็ นที่ยอมรับกันว่าราคาค่าก่อสร้ างสามารถลดลงได้ โดยการลดน า้ หนัก สะพานลงให้ น้ อยที่ สุ ดเพราะว่า ผลิ ต ภัณ ฑ์ เ หล็ก BHS (เหล็ก High-Performanaceสาหรับสะพาน) มีกาลังที่สงู กว่าผลิตภัณฑ์เหล็กทัว่ ไปปกติ การใช้
ผลิตภัฑณ์ เหล็ก BHS นี ้ไม่เพียงแต่เป็ นการลดน ้าหนักของเหล็ก
โครงสร้ างที่นามาใช้ แต่ยงั เพื่อการก่อสร้ างอย่างมีประสิทธิ ภาพภายในเงื่ อนไข ข้ อจากัดที่ มี และยอมให้ มีรอยเชื่อมที่แคบลงใน
การก่อสร้ าง เพราะสาเหตุเหล่านี ้ ผลิตภัณฑ์ BHS จึงนามาใช้ เป็ นจานวนมากในโครงการ

(หน้ าที่ 4)สะพาน Tokyo Gate Bridge: โครงสร้ างโครงถักประกอบรู ปกล่ อง แบบ 3 ช่ วงคานต่ อเนื่อง
ผู้ได้ รับรางวัล: เคน ฟูกูนิชิ, สานักงานท่าเรื อโตเกียว, กองพัฒนาพื ้นที่คนั โต, กระทรวงที่ดิน, สาธารณูปโภค, การขนส่ง, และการ
ท่องเที่ยว
โครงการก่ อ สร้ างไฮเวย์ เ ลีย บแนวชายฝั่ ง ท่า เรื อ โตเกี ย วได้เกิดขึ ้นเนื่องจากเหตุผล 3 ประการ: เพื่อบรรเทาความหนาแน่น
ของการจราจรในพื ้นที่ล้อมรอบท่าเรื อโตเกียวซึง่ มีผลเนื่องจากการ
เพิ่มขึ ้นของจานวนคอนเทนเนอร์ สินค้ า เพื่อให้ การขนส่งสินค้ ามีความต่อ เนื่อ งเป็ นไปโดยราบรื่ น และการประหยัดลดราคาค่า
ขนส่งสินค้ า สะพานโตเกียวเกทเป็ นสะพานเหล็กความยาว 2,618
เมตรซึง่ ถือว่าเป็ นส่วนหนึง่ ของไฮเวย์นี ้ (รูปภาพที่ 1)เนื่ อ งจากสะพานนี ต้ ัง้ อยู่ใ กล้ กับ ท่ า อากาศยานนานาชาติ
โตเกียว (ฮาเนดะ) สะพานนี ้จึงต้ องถูกกาหนดตามสิทธิเหนือน่านฟ้ าของการบินที่จากัดความสูงไว้ ที่ 98.1 เมตร เพราะว่าสะพานมี
ช่วงพาดผ่านไปยังด้ านทิศตะวันออกของท่าเรื อโตเกียวทาให้ ต้องมี
การเผื่อระยะผ่านของเรื อใต้ สะพานเอาไว้ ที่ความกว้ าง 300 เมตรและความสูง 54.6 เมตร เพราะเหตุนี ้ สะพานโครงถัก ได้ ถูกนามาใช้ งานเพราะว่าสะพานแขวนหรื อสะพานขึงเคเบิลที่จาเป็ นจะต้ องมีโครงสร้ างส่วนทาวเวอร์ หลักไม่สามารถจะนามาใช้ ได้ ตามข้ อจากัดดังกล่าวได้ การออกแบบของโครงสร้ างพืน้ เหล็กและการวัดระดับ
ความล้ าของแผ่ นพืน้ เหล็ก
หลัง จากที่ ไ ด้ มี ก ารศึ ก ษาโครงสร้ างแบบโครงถั ก เหล็ ก ซึ่ งสามารถที่จะลดน ้าหนักบรรทุกคงที่ของโครงสร้ างได้ และสามารถ
กระจายน า้ หนั ก บรรทุ ก ชั่ ว คราวออกไปอย่ า งสมเหตุ ส มผลโครงสร้ างประเภทโครงถักประกอบชนิดรู ป กล่องได้ รับเลือกให้
นามาใช้ ใ นงานนี ้ เพื่อ ที่จ ะป้ องกัน การเกิ ดความกระจุก ตัว ของความเค้ นในโครงสร้ างที่เกิดจากน ้าหนักบรรทุกที่กระทาซ ้า ๆ บนโครงสร้ างพื ้น รูปร่ างของส่วนหน้ าตัดเว้ าของสันพื ้นได้ ถกู ปรับปรุ งขึ ้นเพื่อให้ สอดคล้ องกับหน้ าตัดพื ้นเหล็กที่มีกาลังต้ านทานความล้ าให้ สงู ขึ ้น การใช้ panel point และการเชื่อมต่ อเต็มหน้ าตัดการเชื่อมรอยต่อให้ เป็ นแบบ rigid โดยวิธีการเชื่อมเต็มหน้ าตัดที่ panel point ของโครงถัก ซึง่ ไม่ได้ เป็ นการเชื่อมต่อลักษณะหมุด(pin) ขจัดความต้ องการใช้ แผ่นเหล็กทาบต่อ และสลักเกลียว ซึ่งเป็ นผลให้ โครงสร้ างที่ ได้ มี ความสามารถในการต้ านทานการผุกร่ อน และมีความประหยัด ถูกกว่าในการบารุ งรักษา นอกจากนี ้เพราะว่า รูปทรงของโครงสร้ างที่เป็ นการเชื่อมต่อหน้ าตัดที่ panel
point ที่เรี ยบร้ อย ดูสวยงามกว่า ทาให้ ภาพโดยรวมของสะพานมี
ความสวยงามขึ ้นการออกแบบสะพานโตเกียวเกท
งานก่อสร้ างสะพานขึน้ อยู่กับงานออกแบบซึ่งจาเป็ นจะต้ องคานึงถึงอุปสรรคต่าง ๆ เช่นสภาพข้ อกาหนดที่จากัดการทางาน
ลดราคาค่าก่อสร้ าง สร้ างสรรค์ภมู ิสถาปั ตย์ที่ดี และประหยัดราคาค่า ซ่อมแซมดูแ ลรั ก ษา เพื่ อ ที่จ ะให้ ได้ ตามข้ อก าหนดนี ้ จาเป็ นจะต้ องมีการพัฒนาและนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เข้ ามาใช้ รวบรวม
ตัวอย่างความเสียหายของสะพาน และ กาหนดเครื่ องมือวิธีการใน
การวัดความเสียหายของโครงสร้ างที่ดี ยิ่งขึ ้น ตัวอย่างของความ
พยายามเหล่านี ้ได้ แสดงให้ เห็นดังต่อไปนี ้5 การรับแรงแบกทานโดยโครงสร้ างที่มีระบบแยกฐานเพื่อต้ านทานแรงแผ่ นดินไหว
เพื่อที่จะสามารถรองรับน ้าหนักบรรทุก 80,000 กิโลนิวตันที่เป็ นแรงปฏิกิริยาแบกทานที่แต่ละจุดรับแรงแบกทาน และเพื่อที่จะ
สามารถให้ โ ครงสร้ างมี ค วามต้ า นทานรั บ แรงสั่น สะเทื อ นจากแผ่นดินไหว โครงสร้ างสาหรับรับแรงแบกทานที่มีการแยกหน้ าที่ก า ร ท า ง า น แ ล ะ แ ย ก ฐ า น ป ร ะ เ ภ ท เ ลื่ อ น ( sliding
seismic-isolation) ได้ ถกู นามาใช้ ณ ที่นี ้ ระบบต้ านทานน ้าหนัก
บรรทุก และระบบต้ านทานแรงแผ่นดินไหวสาหรั บโครงสร้ างรั บแรงแบกทานได้ ถูกแยกออกจากกัน และอุปกรณ์ ทงสองได้
ั้ถกู ติด
ตังขึ้ ้น – ระบบโครงสร้ างยางที่ทาหน้ าที่กระจายแรงด้ านข้ างที่
กระทาต่อโครงสร้ างลงจากแรงแผ่นดินไหว และระบบแผ่นเหล็กที่
รองรับน ้าหนักบรรทุกในแนวดิ่ง และมีการเลือ่ นไถลออกร่วมกันกับ
ลักษณะพฤติกรรมของโครงสร้ างยางรองรับแรงแบกทานแบบแยกฐาน ระหว่างการเกิดแผ่นดินไหว

โครงสร้ าง และวั ด ระดั บ ความเร่ ง จึ ง ถู ก ติ ด ตั ง้ ภายใน
โครงสร้ างคาน เพื่อวัดระดับค่าทางตัวเลขต่าง ๆ เพื่อให้ ได้ข้ อมูลที่สาคัญเพื่อประกอบแผนการบารุงรักษาในภายหน้ างานก่ อสร้ างสะพานโตเกียวเกท
งานก่อสร้ างฐานรากของสะพานโตเกียวเกทได้ เริ่ มขึ ้นเมื่อเดือนตุลาคม 2003 ในขณะที่ฐานรากและงานใต้ ดินได้ มีการก่อสร้ างขึ ้นในสถานที่นอกชายฝั่ งทะเล การผลิตชิน้ ส่วนโครงสร้ างได้ กระทาที่โรงงานบนดิน ในเดือนกันยายน 2008โครงถักย่อย (6,800 ตัน) ที่ได้ มีการประกอบขึ ้นได้ ถกู ติดตัง้เข้ าในที่ โครงถักได้ ถูกยกขึน้ ประกอบบนตอม่อสะพานโดย
วิธีการใช้ เรื อยกเครน 3 ตัวขนาด 4,000 ตัน ซึ่งถือว่าเป็ นการทางานชนิดนี ้ที่มีขนาดใหญ่ที่สดุ ในประวัติศาสตร์ ของญี่ ปนุ่(รูปภาพที่ 3)โครงสร้ างได้ ถูกติดตัง้ เป็ นช่วง ๆ ทีละช่วง จนกระทั่ง
เดือนกุมภาพันธ์ 2011 เมื่อช่วงโครงสร้ างส่วนกลาง ที่เป็ นชิน้ ส่วนสุดท้ ายในการประกอบติดตัง้ ได้ ถูกติดตัง้ หลังจาก
งานรั ว้ และงานท าทาง สะพานได้ เ ปิ ดใช้ งานเมื่ อ วัน ที่ 12กุมภาพันธ์ 2012 (อ้ างอิงกับรูปภาพที่ 3) การฉาบผิวเสตนเลสบนเสาเข็มเหล็ก
เพื่อที่ จะลดราคาค่า ก่อสร้ าง เสาเข็มเหล็ก ท่อกลมของฐาน
ตอม่อสะพานชัว่ คราวที่ใช้ ระหว่างการก่อสร้ างโครงสร้ างใต้ ดินได้น ามาใช้ ซ า้ โดยใช้ เป็ นรั ว้ ป้ องกั น ส าหรั บ โครงตอม่ อ สะพาน
เพราะว่าเสาเข็มเหล็กเหล่านี ้ได้ นามาใช้ เป็ นรัว้ ป้องกันกลางทะเล
จึงจะเกิ ดความเสียหายในด้ านคุณภาพและการเกิดการผุกร่ อนเนื่ อ งจากน า้ ทะเล ในการแก้ ไขปั ญ หาเหล่า นี ้ เสาเข็ ม ที่ อ ยู่ใ นบริ เวณที่เปี ยกน ้าได้ ถกู ฉาบผิวด้ วยเสตนเลสเพื่อยืดอายุการใข้ งานของวัสดุ

รูปภาพที่ 1 โครงสร้ างสะพานโตเกียวเกทที่เป็ นโครงสร้ างประกอบ
โครงถัก- กล่องรู ปภาพที่ 2 งานติดตังโครงสร้
้างใต้ ดินหนัก 6,800 ตันที่ประกอบ
บนพื ้นดินรุ ปภาพที่ 3 สะพานโตเกี ยวเกทที่ประดับไฟ ซึ่งเป็ นภาพในเวลา
กลางคืนที่สวยงามในบริ เวณท่าเรื อโตเกียว ระบบการตรวจตราสะพาน
เพราะว่าได้ มีการเน้ นถึงระบบบารุงรักษาสะพานตังแต่้ เริ่ มต้ นในการก่อสร้ าง ระบบการตรวจตราสะพานได้ ถกู นามาใช้ เพื่อเป็ นการตรวจสอบมาตรฐาน ความสอดคล้ องกันระหว่างงาน
ออกแบบและสภาพปั จจุบนั ระหว่างการก่อสร้ างของสะพาน
ในการตรวจสอบคุณ สมบัติ ของนา้ หนักบรรทุกจรที่เ กิ ดขึน้
และตรวจสอบความเสีย หายโดยรวมที่ เ กิ ด ขึน้ ในสะพาน
ดังนัน้ เกจวัดความเครี ยด เกจวัดระยะที่เปลี่ยนแปลงของ

■

■

■

■

■

รางวัลวิทยานิพนธ์ JSSC ประจาปี 2012(หน้ าที่ 5)การศึ ก ษาพฤติ ก รรมการแตกหั ก ของรอยเชื่ อมแบบ
Electro-slab ในโมเดลรอยต่ อโครงสร้ าง คาน-เสา
6ผู้ได้ รับรางวัล: ยังฮัน ซง, บ. คาวากิชิ บริ ดจ์เวอร์ ค จากัด; ทาคูมิ
อิชิอิ และฮิรูมิ ชิโมกาวา, บ. JEF Steel; ทาคาฮิโก ซูซูกิ และโยอิชิ
คายาโมริ นิปปอนสตีล และ ซูมิโตโมเมตัล; ยิกิฮิโร ฮาราดา มหาวิ
ยาลัย ชิบา และ โคจิ โมริ ตะ มหาวิทยาลัย โตเกียวเดนกิ

จากการวิเคราะห์ finite element เทียบกับความเหนียว (รู ปที่ 3)และ กาลังของรอยต่อแบบ ESW ที่ได้ จากผลการทดลองเทียบกัน
กับความเหนียว (รูปที่ 4)รูปที่ 1 ตัวอย่างของลักษณะการแตกหักของวัสดุรู ปที่ 2 ตัวอย่างของการกระจายความเค้ นหลักใกล้ กบั ปลายของ
จุดที่เกิดรอยแตก
รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ ระหว่างความเค้ นหลักและความเหนียวของ
วัสดุรู ปที่ 4 ความสัมพันธ์ ระหว่างกาลัง ของรอยต่อและความเหนียว
ของวัสดุ
(หน้ าที่ 5)เช่ น เดี ย วกันกับ การเพิ่ มความสูง ขึน้ เรื่ อ ย ๆ ของโครงสร้ างอาคาร ในปั จจุบัน ได้ มีก ารเจริ ญเติบ โตของปริ มาณการใช้ เสาประกอบขึน้ โดยการเชื่ อมเป็ นรู ปกล่อง ในการผลิตประกอบเสา
เหล่านี ้ ระบบการเชื่อมแบบ electro-slag (ESW) ได้ ถกู นามาใช้
เพื่อรอยต่อแบบเชื่อมระหว่างผิวแผ่นเหล็กในเสาและไดอะแฟรม
ภายใน ในขณะที่ ESW เป็ นวิธีการเชื่อมที่มีประสิทธิ ภาพอย่างมาก แต่ ก็ ต้ องการระดั บ ความร้ อนที่ สู ง เพราะเหตุ นี ้ ความต้ านทานต่อการแตกหักในส่วนโซนที่กระทบเนื่องจากความร้ อนจากการเชื่อม (Heat-afftected Zone) ของรอยเชื่อม ESW จะต่า
กว่าชิน้ โลหะพื ้นฐาน ซึ่งก่อให้ เกิดความกังวลว่าการแตกหักแบบ
เปราะอาจจะเกิดขึ ้นได้ ในชิ ้นงาน (รู ปที่ 1) ยิ่งไปกว่านัน้ เพราะว่า
รายละเอียดการเชื่ อมที่นามาใช้ ก่อให้ เกิ ดรอยแตกระหว่างแผ่น
เหล็กเสาและแผ่นเหล็กรองเชื่อม การกระจุกของความเค้ นมีค่าสูง
มากที่ ปลายของรอยแตก (รู ปที่ 2) และจึ งเป็ นการยากสาหรั บรายละเอี ย ดการเชื่ อ มที่ จ ะมี ก ารป้ องกัน การเกิ ด รอยแตกแบบ
เปราะได้
ในบทความนี ้ เพื่อ ที่ จะชี ใ้ ห้ เ ห็น อย่า งชัด เจนถึง ระดับ ความเหนียวทนทานต่อการแตกหักของรอยเชื่อม โซนความร้ อนจากการ
เชื่อม (Heat-afftected Zone) และ วัสดุเชื่อมของ ESW ปั จจัยหลายประการได้ ถกู พิจารณาสาหรับคุณภาพของการเชื่อม (ความลึกของรอยเชื่อม, การเชื่อมผิดตาแหน่ง) และการออกแบบ (แรงดึงสาหรับแผ่นเหล็กเสา) การวัดว่าปั จจัยเหล่านี ้มีผลต่อการเกิด
การแตกหัก แบบเปราะได้ ใช้ วิ ธี ก ารทดสอบและการวิ เ คราะห์
นอกจากนี ้ ได้ มี ก ารตรวจสอบเพื่ อ หาความเกี่ ย วเนื่ อ งระหว่า งความเหนียวต่อการแตกหักของวัสดุ (กาลังต้ านทาน) และระดับ
ความต้ องการของความเหนียวต่อการแตกหัก (ข้ อกาหนด) ตามข้ อ มูลด้ า นการทดสอบและการวิ เ คราะห์ เ ชิ ง ตัว เลข หรื อ ถ้ า ให้ละเอียดยิ่งขึน้ คือการหาความเค้ นในทิศทางหลักที่สูง สุด และความสัมพันธ์ทงสองนี
ั้้ คือ ความเค้ นในทิศทางหลักที่สงู สุดที่ได้ มา

■

■

■

■

■

ความสามารถในการรองรั บการเสียรู ปแบบพลาสติกในเสา
เหล็กรีดเย็นแบบกลมภายใต้ นา้ หนักบรรทุกแบบ cyclicผู้ได้ รับรางวัล: โนบุยกู ิ ยาซูอิ, ศาสตราจารย์, สถาบันวิทยาศาสตร์
ประยุกต์นางาซากิ
จุดประสงค์หลักของการศึกษานี ้ก็คือเพื่อให้ เกิดความชัดเจน
ในด้ านความสามารถในการรองรับการเสียรูปแบบพลาสติกในเสา
เหล็กทรงกลม กาลังที่จะเกิดการลดลงเรื่ อย ๆ เนื่องจากการเกิด
การเสียรู ปจากการโก่งเดาะเฉพาะที่สะสมเพิ่มขึ ้นที่เกิดเนื่ องจากน ้าหนักบรรทุกแบบ cyclic เพราะเหตุนี ้ จึงได้ ทาการวิเคราะห์ด้วย
วิธีคณิตศาสตร์ สาหรับเสาเหล็กรี ดเย็นแบบกลมที่รองรับน ้าหนัก
บรรทุกแบบ cyclic ตามแอมปลิจูดที่กาหนดไว้ ภายใต้ สภาพของ
แรงในแนวแกนตามที่กาหนดไว้
การวิเคราะห์ได้ กาหนดไว้ สาหรับเสาเหล็กรี ดเย็นแบบกลมที่
รองรับน ้าหนักบรรทุกแบบ cyclic ตามแอมปลิจูดที่กาหนดไว้
ภายใต้ สภาพของแรงในแนวแกน P (รู ปที่ 1) ที่ซึ่งโมเดลทางคณิ ต ศาสตร์ สาหรั บ การโก่ง เดาะที่ เสนอโดยผู้แ ต่ง บทความได้
นามาใช้ ความสัมพันธ์ ระหว่างโมเมนต์ดดั ที่ปลายองค์อาคาร Mและมุมของการ Drift θ ดังที่แสดงในรู ปที่ 2 ได้ มาจากผลการ
7ค่าความเค้ นในหลายทิศทางรวมทังการกระจุ
้กตัวของความเครียด
ที่เกิดขึ ้นเนื่องจากความไม่ต่อเนื่องของรอยเชื่อม ซึ่งอาจเป็ นเหตุให้ เกิดรอยแตกแบบ ductile ในส่วนของ weld toe เพราะว่าเกิด
การเสียรูปจากแรงดัดในรอยเชื่อมระหว่างการเกิดแผ่นดินไหว ในกรณี เ ช่ น นี ้ จึ ง เกิ ด ความเสี่ย งที่ ว่า รอยแตกแบบ ductile จะก่อให้ เกิ ดเป็ นจุดเริ่ มต้ นของรอยแตกแบบเปราะ (รอยแตกแบบ
เปราะระหว่างการเกิดแผ่นดินไหว) การเกิดรอยแตกแบบเปราะชนิ ด นี ไ้ ด้ เ กิ ด ขึน้ ในโครงสร้ างอาคารเหล็ก จ านวนมากระหว่า งแผ่นดินไหว Northridge และ Great Hanshin เป็ นเหตุให้ เกิดความกังวลในวงกว้ างสาหรับการใช้ โครงสร้ างเหล็กในการก่อสร้ างในการศึก ษานี ้ เพื่ อ ที่ จ ะตรวจสอบผลของรู ป ร่ า งรอยเชื่ อ มสาหรับการเกิดรอยแตกที่ปลายรอยเชื่อม การทดสอบแบบ cyclicและการวิเคราะห์ Finite Element ได้ จดั ทาขึ ้นบนชิ ้นส่วนทดสอบ
ที่มีการเชื่อมรู ปร่ างแบบ cruciform ที่จัดเตรี ยมให้ ลอกเลียนรอย
เชื่ อมของโครงสร้ างเหล็กจริ ง เพราะเหตุนี ้ ค่าความแตกต่างจึง
สามารถแสดงได้ จากผลการทดสอบและแสดงให้ เห็นถึงพิกดั ที่จะ
เกิดการแตกหักภายใต้ ภาวะน ้าหนักบรรทุกแบบ cyclic ซึ่งขึ ้นอยู่
กับรูปร่างของการเชื่อม นอกจากนี ้ จากผลการวิเคราะห์จาก FEM
สาหรับผลของรู ปร่ างการเชื่อมได้ สอดคล้ องกับผลการทดสอบ จึงมีความชัดเจนว่า ในท่ามกลางอัตราส่วนของขารอยเชื่อม รัศมีของ
toe, และ toe finishing และผลที่เกี่ยวเนื่องจากการลดความหนา
ของวัสดุพื ้นฐาน ผลจาก รัศมีของ toe เป็ นสิง่ ที่สาคัญ จากผลที่ได้นี ้ จึงมีการพิจารณาให้ ใช้ toe finishing เพื่อเพิ่มรัศมีของ toe มีประสิทธิภาพในการยับยังการเกิ
้ดรอยแตกที่เกิดใน weld toeวิเคราะห์ และ ΣθpM เป็ นมุมของการ Drift ในช่วงพลาสติก
สะสมจนถึงจุดเมื่อ M ลดลงเป็ นค่าโมเมนต์พลาสติก Mpcซึ่งได้พิ จ ารณาแรงในแนวแกนร่ วมได้ ได้ ถู ก ก าหนดไว้ เป็ นค่ าความสามารถในการเสียรูปแบบพลาสติกในการศึกษาปั จจุบนั นี ้รู ปที่ 3 แสดงตัวอย่างความสัมพันธ์ ระหว่าง ΣθpM มุมของ
drift สะสม และ D/t อัตราส่วนระหว่างความกว้ างต่อความหนา
ของแผ่นเหล็ก เพราะว่าความสัมพันธ์ รหว่าง D/t และ ΣθpMแสดงความเกี่ยวเนื่องกันเป็ นอย่างดี ความสัมพัน ธ์ ที่สามารถบ่ง
บอกความสามารถในการเสียรู ปแบบพลาสติกได้ ค้นพบโดยการ
ตรวจสอบผลการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์
วงกลมสีแดงในรู ปที่ 3 แสดงผลที่ได้ จากงานทดสอบในการ
ตรวจสอบเส้ นโค้ ง regression curve เพราะว่าจุดที่พล็อตในกราฟ
ตามผลของการทดสอบได้ ก ระจายอยู่ในพื น้ ที่ ใ กล้ regression
curve มันสามารถบอกไว้ ว่าความสามารถในการเสียรู ปแบบพลาสติ ก ของเสาเหล็ ก กลมสามารถที่ จ ะท านายได้ โดยการ
ตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่าง ดังที่เสนอไว้ ในการศึกษาปั จจุบนั
รูปที่ 1 เป้าหมายของการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์
รูปที่ 2 มุมการเสียรูปแบบพลาสติกสะสม
รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่าง D/t และ ΣθpM
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 6)ผลของรู ป ร่ างการเชื่ อ มต่ อ การเกิ ด รอยแตกในรอยเชื่ อ มภายใต้ แรงดัดระหว่ างการเกิดแผ่ นดินไหว และการยับยัง้
การเกิดรอยแตกโดยใช้ วิธีการแต่ งปลายรอยเชื่อม
ผู้ได้ รับรางวัล: ฮิโรชิ ทามูรา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ มหาวิทยาลัยโต
โฮกุ อิไอชิ ซาซากิ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ สถาบันเทคโนโลยีโตเกียว
ซองดอง คิม, ฮิโตชิ ยามาดะ, ศาสตราจารย์ มหาวิทยานานาชาติ
โยโกฮามา และ ฮิโรชิ คัทสุชิ ศาสตราจารย์ มหาวิทยานานาชาติ
โยโกฮามา

รูปที่ 1 ชิ ้นส่วนทดสอบรู ปที่ 2 รอยแตกที่เกิดขึ ้นจากการทดสอบ (ค่าในรู ปแสดงค่ารัศมี
ของ weld toe ในมิลลิเมตร)รูปที่ 3 การกระจายรอยแตกตามความลึกที่จุดที่เกิดรอยแตก จากการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์
■ในโครงสร้ างเหล็กที่มีการก่อสร้ างขึ ้นโดยการเชื่อมนัน้ จะเกิด
8

■

■

■

■

บทพิเศษ
เทคโนโลยีอาคารสูงที่รุดหน้ าในประเทศญี่ปุ่น

ต่อคลืน่ ทะเลได้ ดีกว่า
ในช่ ว งเวลาใกล้ เคี ย งกั น นั น้ ศาสตราจารย์ คิ โ ยชิ มู โ ต(1903-1989) ได้ ทางานวิจยั เกี่ยวกับอาคารสูงสาหรับอาคารสถานี
รถไฟโตเกี ย ว ขณะที่ ค วามพยายามของเขาในกรณี นี ไ้ ม่ ไดรั บความสาเร็ จ โรงแรมนิวโอตานิได้ ก่อสร้ างเสร็ จสิ ้นที่โตเกี ยวในปี
1964 และเป็ นอาคารที่ มีค วามสูง เกิ น กว่า 45 เมตร ในปี 1968อาคารมิตซุย-คาสุมิกาเซกิได้ ก่อสร้ างเสร็ จสิ ้นเป็ นอาคารสูงแห่ง
แรกในญี่ ปนทีุ่ ่มีความสูงเกิน 100 เมตร ทุก ๆ ชัน้ ของโครงสร้ างอาคาร กาแพงคอนกรี ตหล่อสาเร็ จที่มีการเผื่อร่ องในแนวดิ่งของ
อาคารจานวนมากที่ได้ จดั เตรี ยมไว้ ก่อนได้ นามาใช้ เพื่อให้ ได้ สติฟเนสส์ ข องโครงสร้ างในช่ ว งต้ น และเป็ นองค์ อ าคารเพื่ อ รองรั บพลังงานระหว่างการเกิดการสัน่ ไหวจากแผ่นดินไหวอย่างรุ นแรงเพราะเหตุนี ้ สามารถที่จะกล่าวได้ ว่าแนวความคิดในการควบคุม
แบบ passive ของโครงสร้ างได้ นามาใช้ แล้ วตังแต่้ ในช่วงต้ นของการก่อสร้ างอาคารสูงในญี่ปนุ่

(หน้ าที่ 7)การออกแบบป้องกันแรงแผ่ นดินไหวสาหรับอาคารสูงโดย อากิรา วาดะ, ศาสตราจารย์เกียรติคุณ สถาบันเทคโนโลยี
โตเกียว, ประธานคณะทางาน CTBUH
การพัฒนาของวิศวกรรมแผ่ นดินไหวในประเทศญี่ปุ่น
ในปี 1924 เป็ นเวลา 1 ปี ภายหลัง จากการเกิ ดแผ่นดิ น ไหว Great Kanto, ศาสตราจารย์ โตชิ ค าตะ ซาโน(1880-1956) ได้ ผนวกใส่เข้ าไปในกฎหมายอาคารในเมืองว่าค่า
สัมประสิทธิ์แรงแผ่นดินไหวสถิตย์ทางด้ านข้ าง ควรจะมีการตังไว้้ ที่
0.1 หรื อ มากกว่ า ภายหลัง จากนั น้ ในเวลา 10 ปี ต่ อ มาศาสตราจารย์ เรี ย ว ทานาบาชิ (1907-1974) ได้ เขี ย นลงใน
บทความของเขาที่ ตี พิ ม พ์ ใ นเดื อ น กรกฎาคม 1934 ว่ า ความต้ า นทานต่ อ แรงแผ่ น ดิ น ไหวในโครงสร้ างไม่ ส ามารถเรี ย กว่ าเพียงพอได้ เพียงแค่การให้ กาลังต้ านทานแรงสถิ ตย์ ด้านข้ างแก่
โครงสร้ างเท่านัน้ เขาได้ โต้ แย้ งว่า ผลกระทบจากแรงแผ่นดินไหว
ควรที่จะแสดงได้ เป็ นพลังงานยกกาลังสองคูณกับความเร็ วสูงสุดที่
ระดับพื ้นดิน และความสามารถในการต้ านทานของโครงสร้ างควรที่ จ ะพิ จ ารณาจากพลัง งานสะสม (strain energy) ในวัส ดุโครงสร้ าง ในเดือนมีนาคมปี เดียวกันนัน้ เขาได้ แนะนาว่างานวิจยั
ที่ได้ ควรที่จะเริ่ มนามาใช้ ในงานก่อสร้ าง แม้ แต่ในญี่ปนทีุ่ ่มีปัญหา
เกี่ยวกับแผ่นดินไหว สาหรั บอาคารสูงพิเศษ เช่นเดียวกันกับที่ได้
พบเห็นในนิวยอร์ คในช่วงหลังสงครามโลก ทานาบาชิยืนยันในบทความที่ตีพิมพ์
เมื่อเดือนเมษายน 1963 ว่าการก่อสร้ างอาคารสูงสามารถกระทาได้ ในญี่ ปนในแนวความคิ
ุ่ดตามการยกตัวอย่างดังนี ้ การให้ คลื่น
แผ่นดินไหวกระทาต่อโครงสร้ างขนาดเล็กและขนาดใหญ่โดยที่มี
ขนาดแอมพลิจูดเท่า กัน โครงสร้ างขนาดเล็ก เช่ นแจกันดอกไม้
อาจจะล้ มลง แต่อาคารสูงขนาดใหญ่อาจจะไม่ ถึงแม้ ว่าวัตถุทงั ้สองจะมีอตั ราส่วนความกว้ างต่อความสูงเช่สเดียวกัน หรื ออีกนัย
หนึ่ง ตรงกันข้ ามกับเรื อขนาดเล็ก เรื อขนาดใหญ่มีความต้ านทาน

งานออกแบบต้ านทานแรงแผ่ นดินไหวขัน้ สูงในทศวรรษ 1970 อาคารสูงส่วนใหญ่มีการก่อสร้ างได้
มีการก่อสร้ างโดยผ่านการออกแบบป้องกันแรงแผ่นดินไหวโดยให้
ความแข็ ง แรงขึ น้ อยู่กับ ระดับ ความสามารถในการหมุน แบบพลาสติ ก ที่ จุ ด ปลายคานในการรองรั บ พลัง งานที่ เ กิ ด ขึ น้ และวิธีการออกแบบที่ใช้ องค์อาคารเป็ นตัวรองรับพลังงานโดยเฉพาะ
แทบจะไม่พบเห็น อย่างไรก็ตาม ผู้ออกแบบโครงสร้ างหลายท่านดู
เหมือนจะเชื่อว่าวิธีการออกแบบดังเดิ้ มที่ให้ ความแข็งแรงขึ ้นอยูก่ บัระดับ ความสามารถในการหมุน แบบพลาสติ ก ที่ จุด ปลายคาน
สาหรับอาคารสูงภายใต้ แรงแผ่นดินไหวขนาดใหญ่อาจจะทาให้
อาคารเหล่านันเกิ้ ดการเสียรู ปแบบถาวรในโครงสร้ างภายหลังที่เกิ ดการเสียรู ปแบบพลาสติก ขนาดใหญ่ ซึ่งจะทาให้ การบูรณะ
ซ่อมแซมอาคารเป็ นไปได้ โดยความยากลาบาก ด้ วยเหตุนี ้วิธีการ
ออกแบบแบบควบคุมความเสียหายต่อโครงสร้ างจึงได้ มีการริ เริ่ มขึ ้น (รูปด้ านล่าง) แผ่นดินไหว Northridge ในเดือนมกราคม 1994
และ Great Hanshin ในเดือนมกราคม 1995 ซึ่งก่อให้ เกิดรอย
แตกหักของโครงสร้ างจานวนมากในส่วนปลายคานของโครงสร้ างเหล็ก ส่งผลให้ เ กิ ดความกังวลอย่างมากในความเป็ นไปได้ ที่จ ะ
9บูรณะซ่อมแซมอาคารที่เสียหายเหล่านัน้
ในประเทศญี่ ปุ่ น ภายหลัง จากที่ มี ก ารน า New
Seismic Design Codes มาใช้ เมื่อเดือนมิถุนายน 1981 ได้ มีงานวิจยั จานวนมากเกี่ยวกับโครงสร้ างเพื่อป้องกันแรงแผ่นดินไหว
โดยเฉพาะ และในปี 1995 โครงสร้ างเพื่อป้องกันแรงแผ่นดินไหว
โดยเฉพาะได้ ถูกนามาใช้ งานโดยมีการนาองค์อาคารเพื่อรองรับ
พลังงาน ที่เป็ นตัวรับแรงแบกทานแบบยางลามิเนทให้ ใช้ เป็ นองค์
อาคารรองรั บ แบบอิ ลาสติ ก ร่ ว มกับ เหล็ก และแดมเปอร์ ต ะกั่ว
ตังแต่้ บดั นัน้ แนวความคิดอีกอันหนึง่ ได้ เริ่ มมีการนามาใช้ ขึ ้นโดยที่
โครงสร้ างคาน- เสา ของอาคารสูงรองรับแรงในแนวดิ่งในวิธีการ
เช่นเดียวกันกับยางลามิเนทรับแรงแบกทานในโครงสร้ างแยกเพื่อป้ องกัน แรงแผ่ น ดิ น ไหวโดยเฉพาะ วิ ธี ก ารออกแบบนี จ้ ะท าให้โครงสร้ างอยู่ภายใต้ สภาวะอิลาสติกเป็ นส่วนใหญ่และพลังงาน
แรงแผ่น ดิ น ไหวได้ ถูก รองรั บ โดยองค์ อ าคารที่ ท าหน้ า ที่ ร องรั บพลังงานโดยเฉพาะ ที่มีการติดตังไว้้ กบั โครงสร้ างในแต่ละชัน้

แผ่นดินไหว Great East Japan ที่เกิดขึ ้นเมื่อเดือน
มีนาคม 2011 ก่อให้ เกิดคลื่นการสัน่ ไหวที่มีแอมปลิจูดขนาดใหญ่
และช่วงการสัน่ ที่ยายนานในโครงสร้ างอาคารสูง ไม่เพียงแต่ในเซ็นได ที่อยู่ใกล้ ศูนย์กลางแผ่นดินไหวเท่านัน้ แต่ยงั เกิดขึ ้นในโตเกียว
โอซาก้ า และนาโกยา การสัน่ สะเทือนที่พื ้นดินได้ ถกู บันทึกไว้ โดยค่าความเร่ ง และการวิเคราะห์การตอบสนองเพื่อการออกแบบได้ใช้ วิ ธีใส่ค่าการสัน่ สะเทื อนที่ ได้ บันทึกไว้ นีเ้ ข้ าไป อย่างไรก็ ตามเพราะว่ า ค่ า ความเร่ ง ที่ อ ยู่ ใ นช่ ว งคาบการสั่น ที่ ย าวตามการ
สัน่ สะเทือนที่พื ้นดินนี ้มีค่าต่ากว่าค่าที่ได้ ในช่วงคาบการสัน่ สัน้ ๆมาก ปั ญหาอย่างหนึ่งที่เกิดขึ ้นโดยการตรวจพบการสัน่ ไหวขนาด
ใหญ่อย่างที่ไม่ได้ คาดคิด ในอาคารที่อยู่ในพื ้นที่ดงั กล่าวเนื่องจาก
เหตุผล 2 ประการ: 1) การสัน่ สะเทือนจากแรงแผ่นดินไหวไม่ได้
บันทึกในค่าความเร่ งที่ใช้ ในการออกแบบทั่วไป อย่างถูกต้ อง 2)โครงสร้ างที่อยู่ภายใต้ การสัน่ สะเทือนเป็ นเวลานานกว่า 4 วินาทีหรื อมากกว่า และที่มีความสามารถในการซึมซับแรง ไม่สามารถ
ไปถึ ง จุ ด ที่ ก ารสั่น ไหวของแรงสั่น สะเทื อ นกับ อาคารเข้ า กัน ได้เนื่ อ งจากค่ า ความเร่ ง ในส่ว นที่ มี ร ะยะเวลานานจะอยู่ใ นช่ ว งประมาณ 30 วินาทีเท่านัน้ สาหรับช่วงการสัน่ สะเทือนที่นามาใช้
ในการคานวณการตอบสนองของอาคาร เพื่อที่จะป้องกันปั ญหานี ้จึงเป็ นสิ่งจาเป็ นที่จะต้ องใช้ องค์อาคารที่ทาหน้ าที่รองรับพลังงาน
จากแผ่นดินไหวโดยเฉพาะเข้ ามาติดตังในอาคารสู
้งที่ได้ สร้ างขึ ้นแล้ วการปรับปรุ งความต้ านทานต่ อแรงแผ่ นดินไหว
นอกเหนือไปจากการออกแบบต้ านทานแรงแผ่นดินไหว
ที่ได้ กล่า วถึง ข้ างต้ น ความปลอดภัยต่อแรงแผ่นดิ นไหวสาหรั บอาคารสูงได้ มีการปรับปรุ งอย่างต่อเนื่องเรื่ อยมาเนื่องจากปั จจัยเหล่า นี :้ ก าลัง และระดับ ความเหนี ย วที่ สูง ขึ น้ ของวัสดุเ หล็ กรู ปพรรณ ส่วนกาหนดของพิกัดสูงสุดและต่าสุดในจุดครากของ
เหล็ก ความรุดหน้ าของเทคโนโลยีการเชื่อม และการพอกคานหนุน
(haunch) ที่ปลายคาน เพื่อป้องกันการเกิ ดภาวะพลาสติกขึน้ ที่รอยเชื่อมที่ปลายคาน ปั จจับที่สง่ ผลนี ้อีกปั จจัยหนึง่ ก็คือการใช้ เสาที่มีสติฟเนสส์และกาลังสูง ที่เกิดขึ ้นได้ โดยการใช้ ระบบเสาเหล็ก
กล่องกรอกด้ วยคอนกรี ตนอกจากนี ้ ความรุ ดหน้ า ในเทคโนโลยี การวิ เคราะห์
โครงสร้ างที่ใช้ คอมพิวเตอร์ ช่วยในการทางาน สามารถวิเคราะห์
การตอบสนองแบบ dynamic ของโครงสร้ างได้ ซึ่งสามารถ
ตรวจสอบพฤติกรรมด้ าน dynamic ของเสา คาน กาแพงรับแรง
แผ่นดินไหว และแดมเปอร์ ต่าง ๆ ด้ วยเหตุนีจ้ ึงสามารถก่อสร้ างอาคารสูงที่มีความซับซ้ อนของโครงสร้ าง หรื ออาคารสูงพิเศษที่มี
ความสูงถึง 300 เมตรได้

รูปที่ 1 โครงสร้ างที่มีระบบควบคุมความเสียหาย
■

10

■

■

■

■

การศึกษาถึงแอโรไดนามิคของอาคารสูงที่มีรูปร่ างพิเศษส าหรั บ อาคารสู ง แล้ ว การตอบสนองต่ อ แรงลมกระท าเนื่ อ งจากKarman vortex นับว่า เป็ นตัว ก าหนดในช่ว งการตอบสนองของอาคารตามทิ ศ ทางลม และ การบิ ด ของอาคาร
เพราะฉะนัน้ การใช้ แอโรไดนามิคมาพิจารณาเพื่อป้องกันการเกิด
Karman Vortices และเพื่อลดระดับความแรง และ การถี่ของการ
เกิด และเพื่อลดค่า spatial correlation ของ shed vortices ตามแนวดิ่งลงเป็ นสิง่ ที่มีประโยชน์ ในช่วงที่ผ่านมานี ้ อาคารสูงจานวน
มากที่มีรูปร่ างไม่ปกติ เช่น Burj Khaliha และ Shanghai Towerได้ ถกู ก่อสร้ างขึ ้น เหตุผลหนึง่ ที่ทาไมอาคารเหล่านี ้มีรูปร่ างที่แปลกๆ และซั บ ซ้ อน ก็ คื อ ลัก ษณะการใช้ ข้ อดี ข องแอโรไดนามิ คโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทิศทางด้ านตรงข้ ามกับทิศทางลมต่ออาคาร
ผู้แต่งได้ ร่วมมือกับ บ.ทาเกนากะ, บ.คาจิมา, นิกเกน เซกไก
และนิฮอน เซกไก ในการที่จะตรวจสอบลักษณะแอโรไดนามิคของ
โมเดลอาคารสูงพิเศษที่มีรูปร่างอาคารเฉพาะ งานวิจยั นี ้ได้ รับการ
สนับสนุนจากกระทรวงที่ดิน สาธารณูปโภค การขนส่งและการ
ท่องเที่ยว (ปี 2008 – 2009, MLIT) และหน่วยงานทางด้ านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีของญี่ปนุ่ (ปี 2010 – 2012, JST)โมเดล 37 โมเดลซึ่ง รวมไปถึ ง โมเดลแบบสี่เหลี่ย มจัตุรัสที่มี มุมแหลม มีการตัดมุม และการเหลามุม โมเดลที่มีมมุ ที่บิดต่าง ๆ ที่มี
ระยะ setback, taper, และช่วงเปิ ดต่าง ๆ และโมเดลสามเหลี่ยม
ที่รวมถึงชนิดที่เป็ นรูปร่างเป็ นแฉก ชนิดที่มีการผสมผสานกัน และอื่น ๆ ความสูงและปริ มาตรอยู่ที่ 400 เมตร และ 106 ตารางเมตร
สาหรับทุกโมเดล
จากการศึก ษาที่ ไ ด้ ลัก ษณะแอโรไดนามิ ค ของโมเดลแบบ
สามเหลี่ยมและ แบบเป็ นแฉก ซึ่งเป็ นที่นิยมสาหรั บอาคารสูง
พิเศษ อาจจะไม่ดีเท่าไร รู ปที่ 1 แสดงค่าสัมประสิทธิ์ ของแรงลม
ตามทิศทาง และตรงข้ ามสาหรับ 28 โมเดล ยกเว้ นสาหรับโมเดล
สามเหลี่ย มและโมเดลอื่น ๆ บางโมเดล “โมเดลแบบสี่เหลี่ยม”แสดงไว้ ที่ จุด ปลายสุด ของรู ป ที่ 1 ผลกระทบของการแก้ ไ ขมุมอาคาร มุมที่หมุนไปสาหรับโมเดล การทา taper ระยะ setbackและผลรวมของรายการเหล่ า นี ไ้ ด้ แสดงให้ เห็ น อย่ า งชั ด เจนผลกระทบรวมเหล่านี ้เป็ นสิง่ สาคัญในการที่จะลดแรงลมลงได้
รูปที่ 1 การเปรี ยบเทียบค่าสัมประสิทธิ์ของแรงลมทัง้ 28 โมเดล

(หน้ าที่ 8)การออกแบบป้องกันแรงลมสาหรับอาคารสูงโดย ยูกิ โ อะ ทามูร า ศาสตราจารย์ มหาวิ ท ยาลัย โตเกี ย วโพลี
เทคนิค สมาชิกผู้ร่วมทางานในคณะ CTBUH
จุ ด ที่ ต้ อ งค านึ ง ถึ ง ในการออกแบบป้ องกั น แรงลมส าหรั บอาคารสูง
ในประเทศญี่ ปุ่ น การสั่ น สะเทื อ นอย่ า งรุ น แรงจากแรง
แผ่นดินไหวเช่นเหตุการณ์ แผ่นดินไหวโตโฮกุ 2011 นอกชายฝั่ งมหาสมุทรแปซิฟิค เมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 (ขนาดความรุ นแรง9.0 ความเร่ งที่พื ้นดินที่มากที่สดุ ที่วัดได้ 2,933 cm/s2) ต้ องมีการ
คานึงถึงในการออกแบบ อีกสิ่งหนึ่งที่เกิดขึ ้นในประเทศญี่ปนก็ุ่ คือ
พายุไต้ ฝนกุ่ าลังแรงมาก เช่นพายุไต้ ฝนมาเอมิ
ุ่ที่พดั ผ่านเกาะมิยา
โกะจิมา เมื่อ 11 กันยายน 2003 และความเร็ วลมที่ 3s เกินกว่า
90 เมตร/ วินาที (Cao et al., 2009)สาหรับแรงแผ่นดินไหว อาคารควรที่จะมีน ้าหนักเบาและอ่อนตัว แต่สาหรั บแรงลมแล้ ว อาคารควรที่จะมีขนาดใหญ่ และแข็ง
ดังนันวิ้ ธีการออกแบบที่ตรงข้ ามกันได้ นามาใช้ สาหรับอาคารเพื่อ
ป้องกันแรงแผ่นดินไหวและแรงลม และในระดับที่มีค่าสูงทังแรง
้แผ่นดินไหวและแรงลมจะต้ องมีการพิจารณา ในกรณีของประเทศ
ญี่ปนุ่
โดยทัว่ ไป แรงภายนอกที่โดดเด่นครอบคลุมในการออกแบบ
คือแรงแผ่นดินไหวสาหรั บอาคารสูงส่วนใหญ่ ที่ความสูงต่ากว่า
200 เมตร เพราะฉะนัน้ อาคารเหล่านี ้จะมีน ้าหนักเบาและอ่อนตัว
ซึง่ ทาให้ เกิดปั ญหากับแรงลม นอกจากนี ก้ ารที่เกิดการสัน่ ไหวของ
อาคารเนื่องจากลมนับว่าเป็ นปั ญหาสาคัญสาหรับอาคารในญี่ปนุ่
ตังแต่้ ในช่วงทศวรรษที่ 70s ได้ มีการพัฒนาในญี่ ปนเกีุ่ ่ยวกับ
ความสามารถของโครงสร้ างในการต้ านทานแรงภายนอก และวิ ธี ก ารประเมิ น การสั่น สะเทื อ นที่ ย อมรั บ ได้ ใ นอาคาร และการ
วิเคราะห์แรงลมที่เกิดขึ ้นในพื ้นที่แวดล้ อม สาหรับในแง่มมุ ของการอ อ ก แ บ บป้ อ ง กั น แ ร ง ล ม ก า ร ล ด ร ะ ดั บ ก า ร ต อ บ สน อ งแรงสัน่ สะเทือนจากแรงลมนับว่าเป็ นสิง่ สาคัญที่ต้องคานึง
11

■

■

■

■

แผนผังอาคารรู ป ร่ า งแบนตามแนวตั ง้ อาคารเป็ นรู ปแบบที่ ไ ม่ ส ามารถ
หลีก เลี่ย งได้ จ ากมุม มองทางด้ า นสภาวะแวดล้ อ มพื น้ ที่ ดัง นัน้อาคารได้ ถกู ออกแบบให้ เป็ นโครงสร้ างมีแกนกลาง 1 แกน ซึ่งพื ้นที่
สานัก งานขนาด 24 เมตร x 130 เมตร ได้ ก าหนดไว้ ในทิ ศตะวัน ออกและ ส่ว น EV บัน ได ห้ อ งน า้ และอุป กรณ์ อื่ น ๆ อยู่ทางด้ านทิศตะวันตก พื ้นที่ทางานประมาณ 3,000 ตารางเมตรใน
แต่ละพื น้ ที่ และไม่มีเ สาเนื่อ งจากการใช้ โครงสร้ างอยู่ภายนอกล้ อมรอบ ระเบียงรอบอาคารช่วยในการปรับปรุ ง การบารุ งรักษา
และความปลอดภัย ทางด้ า นการหนี ไฟ (อ้ า งอิ ง กับ รู ปที่ 1 และรูปภาพที่ 3)ส่วนประกอบอาคารที่วางไว้ ในด้ านตะวันตกของแกนลางได้ มีตาแหน่งตามความจาเป็ น และแกนที่เป็ นช่องว่าง 5 ช่องได้ เว้ นไว้สาหรับการเปลี่ยนแปลงในภายหน้ า พื ้นที่ว่างไว้ แบ่งไว้ ใต้ พื ้นดิน
สาหรับแทงค์น ้า สาหรับน ้าร้ อน 3,400 ตัน และสาหรับแบตเตอรี
โซเดี ย ม – ซัลเฟอร์ (NAS) เพื่ อ ที่ จ ะใช้ ใ นกรณี ฉุก เฉิ น และการ
ประหยัดพลังงาน

■(หน้ าที่ 9 -10)โซนีซิตีโ้ อซากิ –Louver ระบายอากาศและโครงสร้ างเฉพาะ
เพื่อต้ านทานแรงแผ่ นดินไหวชนิดต่ าง ๆโดย โตชิฮิโก โคโน บ.นิกเกน เซกไก จากัด
เพื่อที่จะป้องกันปั ญหาที่เกิดขึ ้นเนื่องจาก “ความร้ อนที่เกิดขึ ้นในเมือง” โครงการโซนีซิตี ้โอซากิจึงกาเนิดขึ ้นจากแนวความคิดทีว่ า่“สร้ างอาคารเช่นเดียวกันกับการปลูกต้ นไม้ ” นอกจากนี ้ แผนผัง
อาคารได้ พัฒ นาขึน้ เพื่ อ ตอบปั ญ หาเหล่า นี :้ จะต้ อ งจัด การมาตรการเกี่ ยวกับ สภาวะแวดล้ อ มเช่น ไรที่สามารถน ามาใช้ ได้สาหรั บ โครงการอาคารที่ มี ข นาดใหญ่ ซึ่ง ก่ อ ให้ เ กิ ด ปั ญ หาการ
จัดการปั ญหาสิง่ แวดล้ อมที่จะเกิดขึ ้นนี ้ความคานึงและการจัดการสภาวะแวดล้ อมอย่ างเต็มที่
เพื่ อ ที่ จ ะไม่ ใ ห้ มี ปั ญหากี ด ขวางทิ ศ ทางลม อาคารได้ ถู กกาหนดให้ มีรูปร่างแบนในแนวดิ่ง (รูปภาพที่ 1) และมีการจัดสวนสี
เขียวในพื ้นที่รอบอาคาร อาคารนี ้จังใช้ ระบบที่ได้ รับการพัฒนาขึ ้นใหม่ “bio skin” ที่ติดตังทางด้
้านทิศตะวันออกของอาคาร ในระบบนี ้ น ้าฝนได้ ถกู จัดการให้ ไหลหมุนเวียนภายใน louver แบบระบาย
อากาศซึ่ ง ยอกให้ น า้ ฝนมี ก ารระเหยออกเพื่ อ ลดความร้ อนในอากาศและลมพัดผ่านอาคาร โดยการท าให้ พืน้ ที่ร อบอาคารมี
ความเย็นลง (รูปภาพที่ 2) กาลังไฟฟ้ าที่ต้องการในการทาให้ น ้าฝนไหลหมุนเวียนนี ้ใช้ ระบบแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์
ผลการวัดค่าที่ได้ ยืนยันว่าอุณหภูมิรอบ ๆ อาคารได้ ถูกลดลง
แทบจะได้ เ ท่ากับผลการจ าลองโมเดลในช่วงการออกแบบที่ใ ช้ระบบโมเดลข้ อมูลอาคาร (BIM) bio skin มีการรองรั บโดยโครงสร้ างรับแรงดึงที่ใช้ แท่งเหล็กสเตนเลส ค่าการดึงที่กาหนดไว้ได้ รับการยืนยันโดยการวัดจากค่าการสัน่ ของแท่งเหล็ก

รูปที่ 1 แปลนพื ้นและรูปตัด
รูปภาพที่ 3 พื ้นที่วา่ งปราศจากเสาเพื่อเป็ นสานักงาน
ระบบโครงสร้ างที่แยกแรงแผ่ นดินไหวออก
โครงสร้ างหลักสาหรับโครงการก่อสร้ างนี ้เป็ นโครงสร้ างที่มีการ
เพิ่มความต้ านทานต่อแรงแผ่นดินไหวขึ ้นโดยการติดตังอุ้ ปกรณ์ที่มี
การแยกแรงแผ่น ดิน ไหวออกที่ เ หมาะกับอาคารสานัก งานซึ่ง มีรู ป ร่ า งแบนตามแนวตัง้ อาคารมี ค วามสูง เกิ น กว่า 130 เมตร(รูปภาพที่ 4) ความต้ านทานต่อแรงแผ่นดินไหวของอาคารระหว่าง
การเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่มีค่าเป็ น 2 เท่าของอาคารที่มิได้ มีโครงสร้ างที่แยกแรงแผ่นดินไหวออกมา (ประมาณการของมุมการ
เคลือ่ นตัวระหว่างชัน้ 1/200 และความเร่ งตอบสนองทื่พื ้นชัน้ 250
เซนติเมตร/วินาที 2 หรื อต่ากว่า) ระบบโครงสร้ างที่แยกแรงแผ่ น ดิ น ไหวออกประกอบไปได้ ยางธรรมชาติ – ยางลามิ เ นต
(1,100~1,500  mm) แดมเปอร์ น ้ามันและแดมเปอร์ เหล็ก
เพราะว่ารูปร่างแบนของโครงสร้ างเหล็กตามแนวตังของอาคาร
้รูปภาพที่ 1 รูปด้ านของโซนี่ซิตี ้โอซากิรุ ปภาพที่ 2 ระบบ bio skin ซึ่งน ้าฝนมีการไหลหมุนเวียนภายใน
louver เพื่อทาความเย็นแก่พื ้นที่รอบข้ างอาคาร
12แรงลมที่ คาดไว้ จ ากการเกิ ด พายุไต้ ฝุ่นจะมีค่ามากกว่านา้ หนักบรรทุกจากแรงแผ่นดินไหวที่ถกู ลดจากโครงสร้ างที่มีการแยกแรง
แผ่นดินไหวออก แดมเปอร์ น ้ามันที่ติดตังอยู้ ่ด้านแคบของอาคารที่ต้ องต้ านทานแรงลมขนาดใหญ่ได้ วางไว้ กบั อุปกรณ์ที่มีการล็อคได้เ พื่ อ ค ว บ คุ ม ก า ร เ ค ลื่ อ น ตั ว ข อ ง น ้า มั น โ ด ย ใ ช้ ว า ว ล์electromagnetic (รูปภาพที่ 5) แดมเปอร์ น ้ามันจะถูกควบคุมโดย
ใช้ anemometers, accelerometers และ displacement gaugesเพื่อลดการสัน่ ของชันที้ ่มีการแบ่งแยกแรงแผ่นดินไหวออก และลด
ระดับความเป็ น plastic ของแดมเปอร์ เหล็กในช่วงที่เกิดแรงลมแรง การควบคุมการเคลือ่ นตัวเนื่องจากแรงแผ่นดินไหวได้ นามาใช้
โดยระบบการล็อคเพื่อมีการปลดปล่อยโครงสร้ างเมื่อระดับของ
การเคลือ่ นตัวถึงระดับ การใช้ แดมเปอร์ น ้ามันและเหล็กร่ วมกันถือ
ว่ามีประสิทธิภาพในการคงสภาพความแข็งของอาคารเมื่อมีการล็
อกการเคลือ่ นที่ของน ้ามัน และเป็ นทางออกที่มีผลมาจากการสรร
หาวิธีการที่ทาให้ ราคาลดลงและมีประสิทธิภาพในการทางานมากขึ ้นของอุปกรณ์
คานที่ อ ยู่ ด้ านทิ ศ ตะวั น ตกของแกนกลางมี ร ะยะยื่ น ออกมากกว่า 7 เมตรและลดแรงในแนวแกนสาหรั บ เสาที่อ ยู่รองรั บเพื่อที่จะไม่ให้ เกิดแรงที่สงู เกินไปแก่ตวั isolator ขนาด 1,500 
mm ที่ใช้ รองรับเสาเหล่านัน้ ด้ านบนของคานยื่นที่มีความยาวกว่า
7 เมตรได้ ถกู เชื่อมต่อโดยหมุด stud กับวัสดุ viscous เพื่อลดการ
สัน่ ไหวในแนวดิ่งและการเคลื่อนตัวอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้ อง นอกจากนี ้มาตรการป้องกันการสัน่ อื่น ๆ ได้ นามาใช้ ที่ระดับต่าง ๆ: การปรับปรุ งความสามารถในการดูดซับพลังงานโดยการติดตังองค์
้อาคาร visco-elastic รู ปตัว V บนด้ านสันของแนวดิ้่ง (รู ปภาพที่
6) และ กลไกป้องกันการสัน่ บนชันที้ ่5โครงการโซนีซิตี ้โอซากิใช้ วิธีการที่รุดหน้ าสาหรับการก่อสร้ างอาคารสูงที่ได้ เคยมีการก่อสร้ างมา และนามาใช้ ในการทางานจริ ง– รวมไปถึงการใช้ ระบบโครงสร้ างแยกแรงแผ่นดินไหวออกโดย
การใช้ กลไกหลายอย่างและวิธีการรักษาสภาพแวดล้ อมอาคาร
แบบใหม่เพื่อให้ ความเย็นแก่บริ เวณรอบอาคาร (อ้ างอิงกับรู ปภาพที่ 7 และ 8)รู ปภาพที่ 7-8 โครงการโซนีซิตี ้โอซากิขึ ้นอยู่กับแนวความคิดของ
“การก่อสร้ างอาคารเช่นเดียวกันกับการปลูกต้ นไม้ ” เพื่อที่จะแก้ ไขปั ญหาที่เกิดขึ ้น “ความร้ อนเสมือนอยูบ่ นเกาะของอาคารในเมือง”
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 11-12)
อะเบโนะ ฮารู กาส – การออกแบบอาคารตามสมรรถนะ
(Performance-based Design) สาหรับอาคารสูงที่สุดในญี่ปุ่นโดย คิโยอะกิ ฮิรากาวา, บริ ษัท ทาเกนากะ จากัด
บทความนี ้นาเสนอตัวอย่างสาหรับวิธีการออกแบบอาคารตาม
สมรรถนะที่ได้ นามาใช้ ในการออกแบบโครงสร้ าง อะเบโนะ ฮารูกาส อาคารที่สงู ที่สดุ (300 เมตร) ในประเทศญี่ ปนุ่ ซึ่งตังอยู้ ่ใ น
สถานที่ที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครัง้
แผนผังอาคาร
จุดประสงค์ หลักสาหรั บอาคาร อะเบโนะ ฮารู กาส เพื่อที่จะ
ก่อสร้ างอาคารห้ างสรรพสินค้ าขึน้ ใหม่ ซึ่งตัง้ อยู่ติดกันกับสถานี
รถไฟที่เชื่อมต่อเดินทางไปยัง อะเบโนะ โอซากา แผนงานรวมไป
ถึงการบูรณะซ่อมแซมส่วนที่เหลืออยู่ของอาคารห้ างสรรพสินค้ าหรื อที่ร้ ูจกั กันว่า อาคารหลัก ซึง่ ตังอยู้ เ่ หนืออยูส่ ถานีรถไฟ ส่วนของ
ทาวเวอร์ เป็ นพื ้น 60 ชันเหนื้ อระดับพื ้นดินและ 5 ชันใต้้ ดิน ชันที้ ่อยู่ใต้ ดินประกอบไปด้ วยห้ องอุปกรณ์ เครื่ องจักรและมี การเชื่อมต่อกั บ รถไฟและที่ จ อดรถ ส่ ว นที่ เ ป็ นอาคารเตี ย้ เป็ นที่ ตั ง้ ของห้ า งสรรพสิ น ค้ า ส่ว นที่ อ ยู่ส่ ว นกลางความสูง ของอาคารเป็ นรูปภาพที่ 4 การก่อสร้ างพื ้นชันแยกแรงแผ่
้นดินไหวรู ปภาพที่ 5 แดมเปอร์ น ้ามันติดตังบนกลไกการล็
้อกเพื่อควบคุม
การเคลือ่ นที่ของน ้ามันรู ปภาพที่ 6 แดมเปอร์ รูปตัว V แบบ visco-elastic เพื่อควบคุม
การสัน่ ไหว13พิพิธภัณฑ์ศิลปะ ส่วนล็อบบี ้ และพื ้นที่สานักงาน ส่วนที่อยู่สงู เป็ นส่วนโรงแรมและจุดชมทิวทัศน์ ห้ องอุปกรณ์ และเครื่ องจักรอยู่ใน
ชันที้ ่เป็ นโครงถัก (อ้ างอิงกับรูปที่ 1 และ รูปภาพที่ 1)สมดุ ล กั น ในส่ ว นที่ อ ยู่ ใ กล้ กั บ ส่ ว นแกนกลางของอาคารในช่ ว งความสู ง ระดั บ กลาง แผ่ น เหล็ ก ประกอบก าแพงรั บ แรงแผ่นดินไหวได้ ถกู ติดตังไว้้ ตามทิศทาง x และโครงถักทแยงค ้ายัน
ในทิศทาง y ในส่วนที่เป็ นอาคารสูง โครงข้ อแข็งได้ ถกู นามาติดตัง้
ในทิศทาง x และทิศทาง y โครงถักทแยงคา้ ยัน อยู่ที่ด้านในของ
กาแพงรอบอาคารของห้ องโรงแรม (รูปที่ 2)แผนผังระบบโครงสร้ างจุดสาคัญใหญ่ ๆ 5 จุดที่จาเป็ นที่จะต้ องมีการกาหนดไว้ ในการ
ออกแบบโครงสร้ างของอาคาร การก่ อ สร้ างโครงอาคารที่ สามารถที่ จ ะรองรั บ แรงใน
แนวแกนที่สงู การออกแบบโครงอาคารที่สามารถลดการเคลื่อนตัวให้น้ อย การตอบสนองต่อแรงช็อคของแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ใน
อนาคตที่สามารถคาดการณ์ได้ การควบคุมระดับการส่ายของอาคารให้ อยู่ในระดับ ที่ยอมรับได้ ในกรณีที่เกิดลมแรง การนาเทคโนโลยีที่มีการคานึงถึงความมีประสิทธิ ภาพในการก่อสร้ างระบบโครงสร้ างที่ได้ รับการออกแบบเพื่อแก้ ไขปั ญหาเหล่านีไ้ ด้กาหนดไว้ ดงั นี ้แผนผั ง ของพื น้ อาคารแต่ ล ะชั น้ แทบจะเป็ นลั ก ษณะเช่ น เดี ย วกัน ส าหรั บ ชัน้ ใต้ ดิ น และส่ว นที่ เ ป็ นอาคารเตี ย้ ที่ มี มิ ติประมาณ 71 เมตร × 80 เมตร ส่วนอาคารสูงระดับกลางประมาณ
71 เมตร × 59 เมตร และส่วนอาคารสูงประมาณ 71 เมตร × 29เมตร รู ปตัดตามความสูงของอาคารแสดงให้ เห็นว่า ทิศทางด้ านเหนือของอาคารเป็ นลักษณะเป็ นขัน้ ๆ สูงขึ ้นไปและทิศทางด้ านใต้
ของอาคารเป็ นส่วนที่วิ่งจากจุดสูงสุดลงมายังจุดต่าสุด (รู ปที่ 2)ชัน้ ที่เป็ นพืน้ ชัน้ โครงถักอยู่ร ะหว่างโซนอาคารเตี ้ย กับอาคารสูง
ระดับกลาง และระหว่างอาคารสูงระดับกลางและอาคารส่วนโซนสู ง และ นอกจากนี ้ โครงถั ก ทแยงได้ ถู ก วางต าแหน่ ง ไว้ ในส่วนกลางอาคารที่เป็ นสานักงานเพื่อ ให้ อาคารมีความสามารถใน
การป้องกันแรงดัดในทางตรงกันข้ ามได้
ในส่วนที่เป็ นอาคารส่วนเตี ้ย แดมเปอร์ น ้ามัน และแดมเปอร์
แบบแรงเสียดทานในการหมุนได้ ถูกติดตัง้ ไว้ ที่มุมตึก 4 มุมให้

ตารางที่ 2 เทคโนโลยีต่าง ๆ ที่นามาใช้
ชนิดต่ าง ๆ ของการออกแบบต้ านทานแรงสั่นสะเทือนจากแผ่ นดินไหว
การออกแบบต้ านทานแรงสัน่ สะเทือนจากแผ่นดินไหวของอาคารได้ มีการนาข้ อมูลแผ่นดินไหว 3 แบบมาใช้ ดังที่แสดงในตารางที่ 1ชนิ ด แรกแสดงให้ เ ห็ น ค่ า ที่ ก าหนดตามกฎหมายส าหรั บ คลื่ นแผ่นดินไหวที่ต้องการ และมาตรฐานของคลื่นแผ่นดินไหวที่ต้อง
นามาใช้ ทวั่ ๆ ไป ค่าที่ใช้ ในชนิดที่สอง แสดงให้ เห็นถึงระดับสูงสุด
ของแรงช็อคของแผ่นดินไหว (เพื่อนามาใช้ ในการกาหนดของระดับ
พิกัดที่ยอมรับได้ ) ได้ ถูกนามาใช้ โดยการคูณคลื่นระดับ 2 ด้ วยตัวเลข 1.5 และในประเภทที่สาม ให้ ใช้ ลกั ษณะคลื่นแผ่นดินไหว
ในพื น้ ที่ ใ นการค านวณ โดยการใช้ คลื่น แผ่ น ดิ น ไหวที่ เ กี่ ย วกับแผ่นดินไหวในพื ้นที่โตนานไก และนานไก รวมทังรอยเลื
้่อนยูมาชิด้ วยดังที่แสดงโดยรายการข้ อกาหนดในการออกแบบต้ านทานแรง
แผ่นดินไหว ตามตารางที่ 2 ข้ อกาหนดที่นามาใช้ ในอาคารปั จจุบนัได้ มีการปรับปรุงขึ ้นจากข้ อกาหนดในการออกแบบที่ใช้ สาหรับองค์
อาคารโครงสร้ างที่ใช้ ในอาคารสูงแบบปกติ สิ่งที่มีการกาหนดเป็ นพิเศษก็คือองค์อาคารนี ้ไม่ยอมให้ มีการเกิดจุดพลาสติค ตามการ
เคลื่ อ นตั ว ตามแรงแผ่ น ดิ น ไหวส าหรั บ การตอบสนองต่ อแผ่นดินไหวระดับ 2 แต่สาหรับการตอบสนองต่อแรงแผ่นดินไหว
ในช่วงที่กล่าวถึงระดับการยอมรับได้ ในทางโครงสร้ าง การเกิดพลา
สติคในคานและโครงถักทแยงเป็ นสิง่ ที่ยอมรับได้
แผ่นเหล็กประกอบกาแพงรั บแรงแผ่นดินไหวที่นามาใช้ เป็ นองค์อาคารเพื่อควบคุมการเคลื่อนตัวของอาคาร ยอมให้ เกิดการ
คลากโดยแรงเฉือนตามระดับแผ่นดินไหวระดับ 2 และแดมเปอร์
14แบบแรงเสี ย ดทานยอมให้ เกิ ด การหมุ น เลื่ อ นตั ว ตามระดั บแผ่นดินไหวระดับ 1 ด้ วยข้ อกาหนดทังสองนี
้้ องค์อาคารทังสอง
้ประเภทท าหน้ า ที่ เ ป็ นองค์ อ าคารควบคุ ม การตอบสนองของ
โครงสร้ างเพื่อที่จะให้ องค์อาคารมีระดับ redundancy ไม่เพียงแต่ชนิด
และขนาดของแรงแผ่ น ดิ น ไหวที่ ใ ห้ จะต้ องเพิ่ ม ขึ น้ ได้ มี ก ารทาการศึกษาเกี่ยวกับลักษณะของโครงสร้ างดังต่อไปนี ้ ผลของข้ อมู ล แผ่ น ดิ น ไหวสั ง เคราะห์ ขึ น้ มา ได้ ถู กตรวจสอบตามจุดต่าง ๆ เป็ นจานวนมากเหนือเส้ นรอยเลือ่ นยูมาชิและใกล้ สถานที่ก่อสร้ าง เช่นเดียวกันกับจุดที่
มีการคานวณอื่น ๆ การวิ เ คราะห์ ก ารตอบสนองต่อ แรงแผ่ น ดิ น ไหวได้ ใ ช้วิธีการนาช่วงคาบที่ครอบคลุมของแผ่นดินไหวตามรอย
เลื่ อ นยูม าชิ (จัด เตรี ย มไว้ ใ ห้ เ ป็ นคลื่ น แผ่น ดิ น ไหวในบริ เวณนัน)้ ให้ ใกล้ เคียงกับคาบความถี่ธรรมชาติที่ 1, ที่
2 และที่ 3 ของอาคาร แล้ วทาการตรวจสอบผลนัน้ ภายหลัง การวิเคราะห์การตอบสนองต่อแรงแผ่นดินไหว
สาหรับในสถานการณ์ ที่ว่ามีการตังสมมติ
้ฐานขององค์
อาคารที่ใช้ ในการควบคุมการตอบสนอง – ทังก้ าแพงรับ
แรงแผ่นดินไหวแบบเหล็กแผ่น corrugated แดมเปอร์น ้ามัน และแดมเปอร์ แบบแรงเสียดทานแบบหมุน ที่มีอยู่ในต าแหน่ ง ต่า ง ๆ ในอาคาร ไม่ ท างานในการหน่ ว งโครงสร้ าง ซึ่ ง เป็ นการคิ ด ค านวณไว้ ในขัน้ ตอนการ
ออกแบบ(ก าลัง คราก 440 นิ ว ตันต่อ ตารางมิ ลลิเ มตร และก าลัง ตามมาตรฐาน 590 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร) การทางานของเสา
CFT ได้ รั บ การยอมรั บ โดยไม่ เ พี ย งแต่ผ ลการทดสอบทางด้ า นโครงสร้ างการรับกาลัง แต่ยงั รวมไปถึงการทดสอบการป้องกันไฟ
และการทดสอบการเทคอนกรี ตลงในเสาอีกด้ วย (รูปภาพที่ 2)ตารางที่ 1 ค่าแรงแผ่นดินไหวที่นามาใช้
ตารางที่ 2 ข้ อกาหนดในการออกแบบ แดมเปอร์ ควบคุมการตอบสนองของโครงสร้ างในส่ ว นล่ า งอาคาร ทั ง้ แดมเปอร์ น า้ มั น ที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพต้ านทานความเร็ วของการเคลื่อนที่ และแดมเปอร์ แบบแรงเสียด
ทานที่ ป้ องกัน การเคลื่อ นตัว ได้ ถูก ติ ด ตัง้ ไว้ เพื่ อ ที่ จ ะให้ ร ะบบมี
ประสิทธิภาพไม่วา่ เกิดแรงแผ่นดินไหวใด ๆในแดมเปอร์ แบบแรงเสียดทาน (รุ ปภาพที่ 4) แผ่นรองรับแรง
เสียดทานได้ ถูกประกบระหว่างแผ่นเหล็ก 2 แผ่นและยึดให้ แน่นติด กัน ด้ ว ยสลัก เกลีย วเพื่ อสร้ างแรงเสีย ดทานใช้ ในการรองรั บพลังงานแรงแผ่นดินไหว แดมเปอร์ เหล่านี ้มีข้อดีที่เป็ นระบบกลไกรู ปภาพที่ 2 การทดสอบเพื่อตรวจสอบความสามารถในการกรอก
คอนกรี ต ระบบการเชื่อมต่ อแบบใหม่
ระบบไดอะแฟรมภายนอก (รู ปที่ 3) ได้ นามาใช้ ในเพื่อยืนยัน
การกรอกคอนกรี ต ของเสา CFT และเพื่ อ ประสิท ธิ ภาพในการ
ทางานของโรงประกอบเสา CFT ในการเชื่อมต่อคานกับเสา CFTระบบรอยต่อแบบใหม่ได้ นามาใช้ โดยใช้ อลูมิเนียมเพื่อเพิ่มค่า
สัมประสิทธิ์ในการเลื่อนตัวจาก 0.45 เป็ น 0.70 (รู ปที่ 4) ซึ่งเป็ นการลดแรงงานที่จาเป็ นต้ องใช้ ในการเชื่ อมต่อ และลดเวลาการ
ก่อสร้ าง สุด ท้ ายได้ รับการยื นยัน ว่ารอยต่อชนิดนี แ้ สดงผลที่น่า
พอใจในด้ านสามารถเลื่อนได้ ดีที่พื ้นผิวแรงเสียดทาน รวมทังผล
้ของความขรุขระ รอยเปื อ้ นน ้ามัน และความไม่สมบูรณ์ของวัสดุใน
รอยต่อ (รูปที่ 4 และรูปภาพที่ 3)รูปที่ 3 ไดอะแฟรมชนิดที่มีการแบ่งออก
รูปที่ 4 การเชื่อมต่อโดยวิธีการใช้ อลูมินมั
รุปภาพที่ 3 ตัวอย่างของความไม่สมบูรณ์ในรอยต่อ

การนาเทคโนโลยีของโครงสร้ างใหม่ ๆ มาใช้ เสา CFT ที่ใช้ วัสดุกาลังสูง
เพื่อที่จะแบกทานแรงในแนวแกนที่สงู เสาประเภทท่อเหล็กเติม
คอนกรี ตในแกน (CFT) ได้ นามาใช้ ซึ่งเป็ นการใช้ ทงวัั ้ สดุคอนกรี ตกาลังสูง Fc150 และเหล็กกาลังสูง 590 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร
15แบบง่ า ย ๆ ที่ ใ ช้ แรงเสี ย ดทานในการดู ด ซับ แรงออกไป และสามารถปรั บ ระดับ แรงเสี ย ดทานนี ไ้ ด้ โ ดยการปรั บ เปลี่ ย นจานวนแผ่นรองโดยไม่จาเป็ นต้ องคานึงถึงความแข็งของค ้ายัน
ในส่วนกลางความสูงอาคาร กาแพงแผ่นเหล็กได้ นามาใช้ เป็ นกาแพงสาหรั บห้ องโถง EV ที่วิ่งอยู่ในทิศทางยาวของอาคาร
กาแพงเหล่านี ้เป็ นองค์ประกอบต้ านทานแรงแผ่นดินไหวซึ่งส่วนที่เว้ าวิ่งอยูแ่ นวขวางจากด้ านบนจนถึงด้ านล่าง และแผ่นปี กและรวม
กับเป็ นโครงสร้ างหนึง่ (รูปภาพที่ 5) ในขณะที่กาแพงถูกขยายออก
อย่างอิสระและหดตัวในแนวดิ่ง กาแพงนี ้ต้ านทานแรงทางขวาง
เช่นแรงด้ านข้ างที่เกิดขึ ้นระหว่างแผ่นดินไหว และองค์อาคารที่วาง
เอียงทามุมไว้ ที่ระยะที่กาหนดไว้ ทาหน้ าที่เหมือน stiffener ในแผ่น
เหล็กเพื่อป้องกันการโก่งเดาะ และในการที่กาหนดการครากจาก
แรงเฉื อนไว้ ที่ R=3/1,000 rad และที่ค่า R=3/1,000 rad นี ้โครงสร้ างแสดงให้ เห็นถึงกาลังความสามารถในการรองรับการเสียรู ป แบบพลาสติ ก ที่สูง (รู ปที่ 5) โครงสร้ างนีจ้ ึ ง สามารถเรี ยกว่า
สามารถรองรับพลังงานแผ่นดินไหวได้ มีประสิทธิภาพ
ในส่วนที่เป็ นอาคารสูง โครงถักแนวดิ่งวิ่งลงมาจากโครงถักที่
หัวอาคารไปยังห้ องโถง (รู ปที่ 6) และแดมเปอร์ น ้ามันได้ ถกู ติดตัง้
ระหว่างโครงถักที่วิ่งลงและโครงสร้ างรอบ ๆ อาคาร ซึง่ สามารถลด
มุมการเคลือ่ นตัวระหว่างชันของพื
้้นระหว่างชันในส่้ วนอาคารสูงได้
ประมาณ 10 %แดมเปอร์ ชนิด ATMD ได้ ถกู ติดตังที้ ่ด้านบนสุดของอาคาร (รู ปที่ 7) ด้ านล่างของแดมเปอร์ นี ้ทางทิศตะวันตกของอาคารซึ่งเป็ นห้ องพักโรงแรม คาบของแดมเปอร์ ที่ใช้ ได้ จัดเตรี ยมให้ เข้ ากันกับ
คาบของอาคารโดยการใช้ วิธีการง่าย ๆ เช่นเพนดูลมั แขวน และ
inverted เพนดู ลั ม เพื่ อ ลดระดั บ ความเร่ ง ที่ เ กิ ด จากแรงลม
ประมาณ 3 gal เพราะเหตุนี ้ ระดับความรู้ สึกสบายที่ H-30 จึงกาหนดได้ ซึ่งหมายถึงประมาณ 30 % ของผู้ใช้ อาคารรับรู้ ถึงการ
สัน่ ไหว

รูปที่ 6 แดมเปอร์ แบบ guideรูปที่ 7 ตาแหน่งของ ATDMโดยการทาการศึกษาในหลายด้ าน เกี่ยวกับงานออกแบบอาคารนี ้และการพัฒ นาเทคโนโลยี ที่ ไม่เ คยใช้ ม าก่อ น เราสามารถที่ จ ะออกแบบตามสมรรถนะสาหรับอาคารสูงที่สดุ ในญี่ ปนุ่ อาเบโนะ
ฮารู คาส กาหนดการเปิ ดใช้ อาคารสาหรับโครงการนี ไ้ ด้ กาหนดไว้
ในช่วงฤดูใบไม้ ผลิปี 2014
■

■

■

■

■

(หน้ าที่ 13-14)
อาคารทาวเวอร์ ARK Hills Sengokuyama Mori – เทคโนโลยี
ที่รุดหน้ าทางด้ านความปลอดภัยสาหรับอาคารโดย โตรุ ทูชิฮาชิ และ มาซาฮารุ ยาซูดะ บ.Mori Building จากัดและ มายายูกิ ยามานากะ โชกิชิ อะโตเซกิ และ ชูอิชิ โอตากา บ.โอบายาชิ
อาคาร ARK Hills Sengokuyana Mori เป็ นส่วนหนึ่งของ
โครงการพัฒนาเมืองในย่าย โตราโนมอน – รอปปองจิ ที่ทาอยู่ในพื ้นที่ โตราโนมอน และรอปปองจิในโตเกียว โครงสร้ างพัฒนาทาว
เวอร์ กินพื ้นที่ 2.0 ha และก่อสร้ างสาเร็ จเมื่อเดือนสิงหาคม 2012ส่วนอาคารที่อยูร่ อบ ๆ พื่นที่พฒั นาเป็ นสถานทูตและโรงแรมหลายแห่ ง ซึ่ ง เป็ นถื อ ว่ า เป็ นศู น ย์ ก ลางด้ านการต่ า งประเทศ และวัฒนธรรมของโตเกียว
อาคารสูง 47 ชันวางอยู
้บ่ นพื ้นดินที่คอ่ นข้ างสูงและประกอบไปด้ วยส่วนพาณิชย์และที่พกั อาศัย (ชันที
้ ่ 1-24) และส่วนสานักงาน
(พืน้ ชัน้ 25-47) อาคารที่พักอาศัยสูง 7 ชัน้ ที่ไม่ต่อเนื่องกันกับ
อาคารนี ้ (โครงสร้ างที่มีการแยกระบบป้องกันแรงแผ่นดินไหว) ได้ถูกกาหนดให้ มีการประกอบติดตังในด้้ านใต้ ของอาคารนี ้ (อ้ างอิง
กับรูปภาพที่ 1 และตารางที่ 1)รูปภาพที่ 4 ด้ านหน้ าของแดมเปอร์ แบบแรงเสียดทาน
รูปภาพที่ 5 กาแพงแผ่นเหล็กแบบลอน
รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ ระหว่างแรงเฉือนและมุมการเสียรู ปแบบแรง
เฉือนของแผ่นเหล็กแบบลอน
16รู ปภาพที่ 1 วิวแบบพาโนรามาของส่วนทาวเวอร์ ARK Hills
Sengokuyama Moriรอยต่อระหว่างองค์อาคารสาเร็ จรู ป รู เผื่อสาหรับเหล็กเสริ มหลักและ รอยต่อคาน LR- เสา V เพื่อที่จะให้ องค์อาคารทังหมดรวมกั
้นอยูใ่ นโครงสร้ าง (รูปที่ 2 และรูปภาพที่ 3)ชนิดของโครงสร้ างและการออกแบบ
โครงสร้ างคอนกรี ต เสริ มเหล็กได้ นามาใช้ ใ นโครงสร้ างของ
อาคาร ขนาดมาตรฐานของแปลนพื ้นคือ 50.4 เมตร x 50.4 เมตร(7.2 เมตร x 7 ช่วงคาน) สาหรั บพื ้นชัน้ สานักงานในส่วนสูง
โครงสร้ างเหล็กที่มีความยาวถึงช่วงเสา 2-3 ช่วงได้ นามาใช้ เพื่อให้ได้ ความกว้ างที่ต้องการ แบบที่มีเสาน้ อย พื ้นที่กว้ าง (รู ปที่ 1) ในส่วนแกนกลาง กาแพงที่ควบคุมการตอบสนองและ แดมเปอร์ แบบ
brake ได้ มีการติดตังไว้้ (รูปภาพที่ 2)วัสดุหลักของโครงสร้ างคือคอนกรี ตกาลังสูง (120 นิวตัน/ตารางมิลลิเมตร) และเหล็กเสริ มคอนกรี ตกาลังสูง 685,785 นิวตัน/ ตารางมิลลิเมตร) ฐานรากเป็ นฐานรากแผ่ประกอบไปด้ วยแผ่นพื ้นฐานรากหนา 4.5 เมตร และวางอยู่บนดินทราย (กาลังรับ
แรงแบกทาน 100 ตันต่อตารางเมตรขึ ้นไป) ความสามารถในการรั บ แรงของโครงสร้ างที่ ว างไว้ ส าหรั บ อาคารและผลทดสอบที่
เกี่ยวเนื่องได้ แสดงไว้ ในตารางที่ 2 วิธี LRV-H
ในวิธีการ LRV-H (left tight vertical horizontal installation
precast) องค์อาคาร 2 ชนิดได้ ถกู นามาใช้ : องค์อาคารเสาหล่อ
สาเร็ จ (เสา H) ซึ่งเป็ นการรวมเสาและรอยต่อเข้ าเป็ นโครงสร้ างเดียวกันและมีความยาวเต็มเช่นเดียวกันกับความสูงอาคาร และองค์อาคารคานหล่อสาเร็ จ (คาน H) ที่ใช้ ความลึกของแผ่นเอวด้ านในเป็ นองค์ อาคาร ในโครงสร้ างเสา รู ที่เจาะเผื่อไว้ สาหรั บเหล็ก
เสริ มหลักวิ่งอยู่ในแนวนอน รอยต่อแบบรู จะอยู่ที่ใกล้ ส่วนปลาย
ของคานที่ตัดกัน และเหล็กเสริ มหลักยื่นไปจนถึงส่วนปลายของ
คานหล่อสาเร็ จในด้ านตรงกันข้ ามของเสา เหล็กเสริ มในคานวิ่ง
ผ่านรู เผื่อในคานที่อยู่ในเสา และนามาสอดเข้ าไปในช่องที่ส่วน
ปลายของคานในอีกด้ านหนึง่ (รูปที่ 2)รูปที่ 2 ภาพรวมของวิธี LRV และ LRV-H
รูปภาพที่ 3 เสา V และ คาน LR ที่ใช้ วิธี LRVรูปที่ 1 แปลนคานสาหรับพื ้นทัว่ ไปในชันส้ านักงานรู ปภาพที่ 2 Viscous response-control wall and hysteresis
response-control wall (brake damper)ตารางที่ 2 เป้าหมายของระดับความสามารถของโครงสร้ างและ
ผลการทดสอบ

โครงสร้ างแบบไฮบิด (โครงสร้ างคอนกรี ตเสริ มเหล็ก - คานเหล็ก)
เพื่อที่จะให้ ได้ ระบบเสาที่ยอมให้ มีพื ้นที่ว่างมาก ๆ ในชัน้ ของสานักงาน คานเหล็กได้ นามาใช้ สาหรับหน้ าตัดแบบช่วงยาว และวิธีการเชื่อมต่อได้ นามาใช้ ที่ซึ่งคานเหล็กได้ ถกู หุ้มไว้ ด้วยคอนกรี ต(รู ปที่ 3) ในช่วงการออกแบบ การทดสอบโครงสร้ างเพื่อยืนยัน
ความสามารถของชิ ้นส่วนโครงสร้ างได้ ใช้ สาหรับโครงสร้ างแบบไฮบิด ผลการทดสอบนี ้ได้ สง่ ผลแก่งานออกแบบโครงสร้ างจุดที่เกิดการครากของคานได้ กาหนดไว้ ที่ตาแหน่งด้ านในของ
โครงสร้ างเหล็ก ซึ่งยอมให้ คณุ สมบัติของโครงสร้ างมีความเหนียว
ในขณะที่เกิดการคราก

โครงสร้ างหล่ อสาเร็จ วิธี LRVในวิธีการ LRV (left right vertical installation precast) ชิ่นส่วนองต์ อาคารแบบคานหล่อสาเร็ จ – รอยต่อได้ นามาใช้ องค์อาคารหล่อสาเร็ จมี 2 ชนิด: องค์อาคารหล่อสาเร็ จที่รวมรอยต่อ –คาน (คาน LR) ซึ่งเหล็กยืนหลักได้ วิ่งผ่านรู ที่เผื่อไว้ โดยใช้ ท่อ และเสาสาเร็ จรูป (เสา V) ซึ่งรอยต่อเชิงกลที่ใช้ มอร์ ตาร์ (sleeve joint)ได้ ถูก สร้ างขึน้ ที่ หัวเสาซึ่งเหล็กเสริ มในเสายื่ น ออกมาจากส่ว นด้ านล่างและวิ่งผ่านรู ที่เผื่อไว้ นี ้ในคาน มอร์ ตาร์ ได้ นามาใช้ เพื่ อปิ ดรู ปที่ 3 โครงสร้ างแบบไฮบิดที่ประกอบด้ วยคอนกรี ตเสริ มเหล็ก –girder เหล็ก
17แดมเปอร์ แบบ Brakeแดมเปอร์ แบบ brake เป็ นโครงสร้ างเช่นเดียวกันกับดิสค์เบรค
ของรถยนต์ พลังงานในการสัน่ ไหวของโครงสร้ างอาคารจะถูกแปร
สภาพเป็ นพลังงานความร้ อนจากแรงเสียดทานเนื่องจากการที่
แดมเปอร์ มีการเคลื่อนตัวภายใต้ น ้าหนักบรรทุกเพื่อที่จะเป็ นการลดทอนการตอบสนองและความเสียหายแก่อาคาร ระบบแดม
เปอร์ แบบ brake สามารถนามาใช้ ซ ้า ๆ และไม่จาเป็ นต้ องมีการ
บารุงรักษา (รูปที่ 4)

ถึง 46 ในขณะที่โรงแรมอยูบ่ นชันเหนื้ อกว่าชัน้ 47
โซนที่ มี การพัฒ นาขึน้ ใหม่ส่ว นใหญ่ เ ป็ นพื น้ ที่ ของอาคารสูง
และเป็ นพื ้นที่ใต้ ดินที่มีอุโมงค์สาหรับถนนวงรอบหมายเลข 2 วิ่งผ่าน อาคารพาณิชย์สงู 3 ชันอยู้ ่ในสถานที่ก่อสร้ าง และ หลังคา
ขนาดใหญ่ ที่ยื่นออกจากชัน้ 2 ของอาคารสูง ประกอบไปด้ วยพลาซาด้ านข้ างของอาคารสูงนี ้รูปที่ 1 ภาพ 3 มิติของโครงการถนนวงรอบหมายเลข 2รูปที่ 2 ตาแหน่งของโครงสร้ างต่าง ๆรูปที่ 4 องค์ประกอบพื ้นฐานของแดมเปอร์ แบบ Brake
■

■

■

■

โครงสร้ างอาคาร
ส่วนที่อยู่ด้านเหนือพื ้นดินของอาคารสูงพิเศษเป็ นโครงสร้ างเหล็กโครงข้ อแข็ง (ใช้ เสาเหล็กกล่องกรอกคอนกรี ต ) พร้ อมด้ วยอุปกรณ์ควบคุมการตอบสนองของโครงสร้ าง และอาคารพาณิชย์
และหลังคาใหญ่เป็ นโครงสร้ างเหล็ก ส่วนที่อยูใ่ ต้ ดินเป็ นโครงสร้ างแบบผสมประกอบด้ วยโครงเหล็ก โครงสร้ าผสมเหล็ก - คอนกรี ตและโครงสร้ างคอนกรี ตเสริ มเหล็ก โครงสร้ างส่วนโพเดียม (เสมือนพื ้นชันล่้ าง) บนอุโมงค์ถนนวงรอบเป็ นพื ้นหล่อสาเร็ จหนา 1 เมตรสาหรั บ การก่อ สร้ างฐานราก เพราะว่า วิ ธี ก ารก่ อ สร้ างแบบ
inverted ได้ นามาใช้ เพื่อที่จะลดระยะเวลาการก่อสร้ าง เสาเข็ม
แบบหล่อ กับที่ได้ ถูกนามาใช้ เพื่ อก่อสร้ างฐานรากแบบแพ ที่ซึ่ง
เสาเข็มและฐานรากแผ่น สามารถต้ านทานนา้ หนัก บรรทุกตาม
ความแข็งแรงของฐานแต่ละตัว

■(หน้ าที่ 15-16)
โครงการถนนวงรอบ หมายเลข 2 – อาคารสูงพิเศษบนไฮ
เวย์ ในเมือง
โดยฮิโรชิ ทากาฮาชิ บริ ษัท นิฮอนเซกไก จากัด
โครงการพัฒนาถนนวงรอบหมายเลข 2 – โซน 3 ชิมบาชิ/ โตราโนมอนเป็ นโครงการพัฒนาปรั บปรุ งเมือ งขนาดใหญ่ สาหรั บพื น้ ที่ โ ตราโนมอนของโตเกี ย ว สิ่ ง ที่ โ ดดเด่ น เป็ นพิ เ ศษส าหรั บโครงการนี ก้ ็ คื อ ถนนวงรอบหมายเลข 2 ที่ ตั ด ข้ ามด้ านทิ ศตะวันออกไปยังทิศตะวันตกผ่านพื ้นที่พฒั นาและภายใต้ อาคารสูง
พิเศษที่ยงั ก่อสร้ างไม่เสร็ จและมีความสูง 247 เมตร (อ้ างอิงกับรู ป
ที่ 1 และ 2)อาคารที่กาหนดนี ้จะมีการประกอบติดตังก่้ อสร้ างบนพื ้นที่ดิน
17,000 ตารางเมตร มีจานวนชัน้ 52 ชันเหนื้ อระดับพื ้นดิน และ 5ชัน้ ใต้ ดิน และมีพื ้นที่ใช้ สอยรวมกันประมาณ 244,000 ตาราง
เมตร อาคารนี ้เป็ นอาคารใช้ สอยหลายประเภท พื ้นที่จอดรถจะอยู่
ที่ชัน้ ใต้ ดิน ร้ านค้ าและห้ องประชุม อยู่บนพืน้ ชัน้ 1 ถึง 5 และสานักงานอยู่บนชัน้ 6 ถึง 35 ในส่วนที่เรี ยกว่าเป็ นส่วนความสูง
กลางตึก เหนือจากระดับนี ้ ชันที
้ ่ 36 เป็ นชันที้ ่สงวนไว้ สาหรับโครง
ถักที่รองรับเสาที่มีการวางเรี ยงตัวต่างกันกับชัน้ 37 และเหนือกว่า
ในส่วนที่เป็ นอาคารสูง ส่วนของที่พกั อาศัยจะอยู่ที่ชนระหว่
ั้
าง 37

โครงสร้ างควบคุมการตอบสนอง
โครงสร้ างควบคุมการตอบสนองได้ ถูกนามาใช้ สาหรับส่วนที่
อยู่เหนือพืน้ ดินสาหรั บส่วนอาคารสูง ซึ่งมีขนาด 85 เมตร x 61
เมตร และอุปกรณ์ควบคุมการตอบสนองได้ วางตาแหน่งไว้ ในส่วน
ต่าง ๆ ของแกนกลางอาคาร เพื่อที่จะสร้ างโครงสร้ างขนาดใหญ่ซึ่ง
สามารถลดระดับการเสียรูปจากแรงดัดสาหรับอาคาร – จากชัน้ 1ผ่านระดับโครงถักที่มีการเปลีย่ นลักษณะโครงสร้ างจนถึงชัน้ 51 ที่ได้ มี ก ารใช้ ร่ ว มกั น ระหว่ า งหลัง คาเอี ย งและหลัง คาที่ ย กขึ น้เพื่อที่จะให้ ได้ โครงหลังคาที่มีลกั ษณะพิเศษ – ได้ ถูกเชื่อมต่อกับ
อุปกรณ์ระบบควบคุมการตอบสนองนี ้ด้ วย (รูปที่ 3)18อุป กรณ์ ร ะบบควบคุม การตอบสนอง 3 ชนิ ด ได้ น ามาใช้ร่ วมกัน: แดมเปอร์ น ้ามัน (516) โครงค ้ายันควบคุมการโก่งเดาะ
(448)และแดมเปอร์ แบบแรงเสียดทาน(620)ระบบการควบคุมการ
ตอบสนองโครงสร้ างที่นาประโยชน์ของการใช้ งานร่วมกันเพื่อให้ ได้ระดับความต้ านทานต่อแรงแผ่นดินไหวที่สงู โดยการลดมุมของการ
เคลื่อนตัวระหว่างชันของอาคารระหว่
้างที่เกิดแผ่นดินไหวลงกว่า
1.5 เท่าน้ อยกว่าอาคารสูงปกติ (อ้ างอิงกับรูปที่ 4)ป้องกันการสัน่ ไหว (polyurethane elastomer) ระหว่างด้ านล่าง
ของแผ่นพื ้น culvert และโครงสร้ างอาคาร (รูปที่ 5)รูปที่ 5 โครงสร้ างถนน culvert และโครงสร้ างอาคารใต้ ดินหลังคาขนาดใหญ่
หลัง คาขนาดใหญ่ ตัง้ อยู่เ หนื อ พลาซาในด้ า นตะวัน ตกของ
อาคาร หลังคานี ้มี skylight และมีมิติขนาดประมาณ 57 เมตร x
32 เมตร หลังคานี ้เป็ นรู ปไข่ มีความสูงประมาณ 22 เมตรเหนือ
ระดับโครงสร้ างโพเดียม (รูปที่ 6)หน้ าตัด ของโครงสร้ างด้ า นใน ซึ่ ง ประกอบไปด้ ว ยกระจก
skylight ใช้ โครงสร้ างชันเดี้ ยว เพื่อที่จะรับน ้าหนักโครงสร้ างด้ านในนี ้และรักษาความแข็งได้ โครงสร้ างนี ้ได้ ถกู ออกแบบให้ เป็ นโครง
ถัก 3 มิติ ซึง่ เป็ นท่อเหล็กเป็ นส่วนใหญ่
รูปที่ 6 โครงสร้ างสาหรับหลังคาขนาดใหญ่

รูปที่ 3 โครงสร้ างพื ้นสาหรับพื ้นทัว่ ไปรู ปที่ 4 การจัดเตรี ยมอุปกรณ์ ควบคุมการตอบสนองและโครงถัก
รองรับการเปลีย่ นแปลงโครงสร้ างรอยต่ อสาหรับเสาเอียง – หน้ าตัดเสา
ระบบเสาเอี ย งได้ น ามาใช้ ในมุ ม ทิ ศ ตะวัน ตกเฉี ย งเหนื อตะวันออกเฉียงใต้ ตะวันตกเฉียงใต้ ของอาคารเนื่องจากเหตุผล
ดังต่อไปนี :้ เสาไม่สามารถนามาตังได้้ ในพืน้ ที่ที่อยู่เหนือถนน
วงรอบหมายเลข 2; และมุมอาคารจะต้ องมีรูปร่ างเป็ นมุมแหลม
เนื่อ งจากเหตุผลด้ า นความสวยงาม ตัง้ แต่ชัน้ 8 ถึงชัน้ 13 เสาเอี ย งจ านวน 2 ต้ น ในแต่ละชัน้ ได้ วิ่ ง ตัด กัน และรวมเป็ นเสาต้ นเดียวกันที่ชนรองรั
ั้บเสาด้ านล่าง รอยต่อโครงสร้ างเหล็ก แต่ละชิ ้นมีน ้าหนักประมาณ 20 ตัน ได้ นามาใช้ ในจุดที่มีการตัดกันของเสา
และความเค้ นที่เกิดในเสาด้ านบนทัง้ 2 สามารถถ่ายไปยังเสาต้ นเดียวที่อยูด่ ้ านล่าง (รูปภาพที่ 1)รู ปภาพที่ 1 รอยต่อโครงสร้ างเหล็กสาหรับเสาเอียงรอบ ๆ อาคาร
– หน้ าตัดงานก่ อสร้ างที่ดาเนินไปในปั จจุบัน
หลังจากที่มีการรื อ้ ถอนอาคารเก่า งานก่อสร้ างอาคารได้ เริ่ มขึ ้นในเดือนเมษายน 2011 โครงสร้ างเหล็กที่อยู่เหนือระดับพื ้นดิน
จะมีการประกอบติดตังในเวลาเดี
้ยวกันกับโครงสร้ างชันใต้้ ดิน โดยใช้ วิธี inverted การก่อสร้ างพื ้นชันที้ ่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้ างงานที่เป็ นส่วนที่ยากที่สดุ ในการก่อสร้ างโครงสร้ างเหนือพื ้นดิน ได้สาเร็ จลุล่วง (รู ปภาพที่ 2) และอยู่ในระหว่างเตรี ยมงานในการสร้ างโครงสร้ างด้ านบนของอาคาร
การก่อสร้ างโครงสร้ าง culvert ของถนนได้ เริ่ มขึ ้นและควบ
คู่ขนานไปกับงานก่อสร้ างอาคาร หลังจากการก่อสร้ างโครงสร้ างอาคารสูง เสร็ จ สิ น้ งานก่ อ สร้ างจะเริ่ ม ขึน้ ในส่ว นหลัง คาใหญ่
อาคารพาณิชย์ และโครงสร้ างโพเดียม โครงการก่อสร้ างนี ้กาหนดเปิ ดในปี 2014 (รูปภาพที่ 3)รู ปภาพที่ 2 งานก่อสร้ างโครงถักที่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้ างด้ านบนรู ปภาพที่ 3 รู ปด้ านของโครงการถนนวงรอบหมายเลข 2 ระหว่าง
การก่อสร้ าง (เดือนพฤศจิกายน 2012)มาตรการป้องกันการสั่นไหวของถนน
ถนนวงรอบหมายเลข 2 ที่ วิ่ ง อยู่ใ ต้ ดิ น เชื่ อ มต่ อ ด้ านทิ ศตะวันออกของอาคาร ที่ระดับใต้ ดินชัน้ 2 ด้ วยอุโมงค์ใต้ ดินที่อยู่ด้ า นนอกของหน่ว ยงานก่ อ สร้ าง และเข้ ามาเชื่ อ มต่อ ที่ด้ า นทิ ศตะวันตกของหน่วยงาน ถนนวิ่งผ่านโครงสร้ างกล่องอุโมงค์ที่ได้สร้ างขึ ้นมานอกเหนือจากโครงสร้ างอาคาร เพื่อที่จะให้ การสัน่ จากการจราจรบนถนนไม่มีผลกระทบต่ออาคาร โครงสร้ างอาคารได้ รับการป้องกันจากโครงสร้ างกล่องอุโมงค์นี ้ โดยการใช้ วสั ดุแดมเปอร์
19

■

■

■

■

CFT ตัง้ แต่ชัน้ 1 จนถึ ง ชัน้ 32 พื น้ ด้ า นที่ เ หนื อ ระดับ พื น้ ดิ น เป็ นโครงสร้ างต้ านทานแรงดั ด ที่ มี ก ารใช้ ค า้ ยั น เพื่ อ ควบคุ ม การตอบสนองของโครงสร้ างไว้ ที่สว่ นกลางของอาคาร แดมเปอร์ น ้ามัน
ที่ใช้ หน่วงการสัน่ ไหวของอาคารและค ้ายันที่ต้านทานการโก่งเดาะ
ซึ่ง ใช้ เ หล็ก ชนิ ด ที่มี จุด ครากต่ า (LY225) สาหรั บ องค์ อาคารใน
แนวแกนได้ ถกู นามาใช้ เป็ นแดมเปอร์ แบบ hysteresis ได้ ถกู จัดไว้
เพื่อให้ สามารถรองรับพลังงานจากแรงแผ่นดินไหวได้
โครงถัก ขนาดใหญ่ ไ ด้ ถูก น ามาใช้ ที่ ชัน้ 4 และชัน้ 32 ที่ ชัน้เหล่า นีเ้ ป็ นชัน้ ที่ มีก ารเปลี่ยนลักษณะโครงสร้ างที่ มี การเปลี่ย นตาแหน่งของเสาเพื่อที่จะทาให้ โครงสร้ างด้ านบนมีช่วงความยาว
ระหว่างเสาที่แตกต่างกันที่ด้านบนและด้ านล่างของพื ้นชันเหล่้ านัน้
เพื่อที่จะควบคุมการสัน่ ไหวของโครงสร้ างระหว่างที่เกิดแรงลมที่แรง อุปกรณ์ ควบคุมการตอบสนองของอาคาร (แดมเปอร์ แบบ
active mass) ได้ ถกู ติดตังไว้้ ที่หลังคาอาคาร (อ้ างอิงกับรูปที่ 1)■(หน้ าที่ 17-18)
โอเตมาชิ 1-6 – อาคารสูงระบบเสา CFT กาลังสูงพิเศษโดย ชูอิชิ มัตสุโมโต บริ ษัททาอิเซอิข้ อ ก าหนด 2 ประการที่ ได้ เ ริ่ ม เป็ นประเด็ น กล่า วถึ ง สาหรั บโครงการก่อสร้ างอาคารสูงเร็ ว ๆ นี ้คือ ช่วงเสาในอาคารที่ยาวขึ ้นเพื่อความมีอิสระในการออกแบบพื ้นที่ภายในและห้ องโถงที่กว้ างใหญ่ให้ เกิดความผสมผสานกลมกลืนระหว่างพื ้นชันล่้ างและพื ้นที่
ภายนอกอาคารรอบ ๆ ในการที่จะเข้ าใจถึงข้ อกาหนด 2 ประการนี ้สาหรับผลกระทบต่อโครงสร้ าง โดยทัว่ ไปแล้ วสาหรับองค์อาคาร
โครงสร้ างที่ ใ ช้ ต้ านทานแรงขนาดใหญ่ เ ช่ น นี จ้ ะต้ องมี ข นาดโครงสร้ างที่ใหญ่มาก อย่างไรก็ตาม ในการใช้ วสั ดุผสมผสานกัน
ขององค์ อ าคารที่ใช้ วัสดุกาลังสูงจะสามารถป้องการการขยาย
ใหญ่เกินไปของขนาดองค์อาคารได้ส าหรั บ เทคโนโลยี ข องโครงสร้ างที่ จ ะใช้ ในการแก้ ปั ญ หาดัง กล่า ว เราได้ พัฒ นาระบบโครงสร้ างเสาเหล็ก กล่อ งที่ ก รอกคอนกรี ต (CFT) โดยใช้ วัสดุกาลังสูงพิ เศษ สร้ างขึน้ จากการใช้
คอนกรี ตกาลังสูง (กาลังมาตรฐานสาหรับการออกแบบที่ 150 นิวตัน/ ตารางมิลลิเมตร) และผลิตภัณฑ์เหล็กกาลังสูง (กาลังรับแรง
ดึงที่ 150 นิวตัน/ ตารางมิลลิเมตร) เสา CFT ที่มีกาลังสูงเหล่านี ้นามาใช้ ในการก่อสร้ างที่ระดับพื ้นชันล่้ างของอาคารสูงในโอเตมา
ชิ 1-6

รูปภาพที่ 1 รูปร่างของอาคาร
รูปที่ 1 ระดับของโครงอาคาร
การนาไปใช้ งานของเสา CFT กาลังสูงพิเศษรู ปแบบที่โดดเด่นเป็ นพิเศษสาหรับผังพื ้นที่ของ โอเตมาชิ 1-6
คื อ การสร้ างป่ าโอเตมาชิ พื น้ ที่ สี เ ขี ย ว 3,600 ตารางเมตรที่
ประกอบด้ วยดิน และต้ นไม้ ที่ ชัน้ ล่างของอาคาร ด้ วยเหตุนี ส้ ิ่ง ที่สาคัญในการก่อสร้ างนี ้ก็คือการสร้ างโครงสร้ างอาคารโดยไม่เกิด
การกีดขวางโดยให้ มีพื ้นที่ว่างให้ มาก แก่ป่าโอเตมาชิ และสถานี
รถไฟใต้ ดินด้ านล่าง
เสา CFT กาลังสูงที่นามาใช้ ในส่วนด้ านล่างอาคารได้ มีการ
ผลิตโดยใช้ เหล็กกาลัง 780 นิวตัน/ ตารางมิลลิเมตร และคอนกรี ต
ที่ 150 นิวตัน/ตารางมิลลิเมตร ซึง่ ทาให้ เสามีกาลังสูงแบบไม่เคยมี
มาก่อน (รูปที่ 2) การนาเสา CFT กาลังสูงนี ้ในส่วนด้ านล่างอาคาร
สามารถตอบสนองต่อข้ อเรี ยกร้ องทางด้ านผังอาคารที่ได้ กล่าวถึงข้ างต้ น นอกจากนี ้ เสา CFT ยังมีความสอดคล้ องตามข้ อกาหนด
ของความปลอดภัยจากแรงแผ่นดินไหว (รู ปที่ 3) กาลังรับน ้าหนัก
ที่เพิ่มขึ ้นจากเสา CFT เหล่านี ้เอาชนะ ความจาเป็ นที่จะต้ องเพิ่ม
ขนาดของเสา ซึ่งเป็ นเหตุไม่เพียงแต่ทาให้ ลดปริ มาณการใช้ วสั ดุอาคารและข้ อมูลทางด้ านโครงสร้ างอาคารสูงพิเศษนี ้มีจานวน 38 ชันเหนื้ อระดับพื ้นดิน (รวมทัง้
เพนท์เฮาส์จานวน 3 ชัน)้ มีความสูง 199.7 เมตรและมีชนใต้ั ้ ดิน 6ชั น้ ลงไปจนถึ ง ความลึ ก ที่ 35.1 เมตร พื น้ ที่ ทัง้ หมดประมาณ
198,000 ตารางเมตร (รูปภาพที่ 1) พื ้นที่ใช้ งานหลักของอาคารคือ
สานักงาน โรงแรมและร้ านค้ าสาหรับชนิดของโครงสร้ างอาคารนี ้ พื ้นชันใต้้ ดินเป็ นคอนกรี ตเสริ มเหล็กและพื ้นระดับเหนือพื ้นดินเป็ นโครงสร้ างเหล็กที่ใช้ เสา20โครงสร้ างเท่านัน้ แต่ยังสามารถลดปั จจัยเกี่ยวกับสิ่งแวดล้ อมที่
เกี่ยวข้ องอีกด้ วยรูปที่ 4 แสดงความสัมพันธ์ ระหว่างความเค้ นและความเครี ยดในเหล็กและคอนกรี ต ความเครี ยดที่ มีขีดจากัดแทบจะอยู่ที่ระดับ
เดียวกันสาหรั บวัสดุเหล็กที่ 780 นิวตัน/ ตารางมิลลิเมตร และคอนกรี ตที่ 150 นิวตัน/ตารางมิลลิเมตร ซึง่ แสดงให้ เห็นของข้ อดีใน
การใช้ วัส ดุ ร่ ว มกั น ของคอนกรี ต ก าลัง สูง และเหล็ ก ก าลัง สู งนอกจากที่โครงสร้ างเสา CFT นี ้จะมีความสามารถในการรองรับ
แรงในแนวดิ่ ง ที่ สูง แล้ ว ยัง แสดงอัต ราส่ว นของก าลัง ครากที่ สูงร่ วมกับการยืดตัวที่ต่า ในจุดพิกดั กาลังรับแรงดึงอีกด้ วย จึงทาให้
เสา CFT นี ้มีกาลังรับน ้าหนักในระดับเผื่อไว้ ที่ ระดับสูงพอในการ
รักษาโครงสร้ างอาคารให้ อยูใ่ นช่วงอีลาสติก
ในการพัฒ นาการใช้ งานของเสา CFT เหล่า นี ้ ได้ มี ก ารตรวจสอบประสิทธิ ภาพของเสาโดยวิธีการทดสอบโครงสร้ างและ
งานออกแบบโครงสร้ างโดยใช้ วิ ธี ต รวจสอบก าลัง ของเสา
นอกจากนี ้ยังต้ องมีการทดสอบอื่น ๆ ที่จาเป็ นเช่นการทดสอบรอย
เชื่อมทังในโรงงานผลิ
้ตเหล็กและการเชื่อมหน้ างานของเหล็กกาลัง
สูงพิเศษเหล่านี ้ รวมทังการทดสอบวั
้สดุและการกรอกคอนกรี ตสาหรับคอนกรี ตกาลังสูงพิเศษนี ้ หลังจากที่ได้ รับการยืนยันจากผล
การทดสอบเหล่านีจ้ นพึงพอใจ เสา CFT จึงสามารถนาไปใช้ งานได้รู ปภาพที่ 2 เสา CFT รู ปกล่องสี่เหลี่ยมที่กรอกคอนกรี ตกาลังสูง
พิเศษ
■

■

■

■

■

งานของ JSSC
(หน้ าปกหลัง)การประชุมทางวิชาการ JSSC ปี 2012 สาหรั บงานก่ อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก
สมาคมการก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก (JSSC) ของประเทศญึ่ปนุ่ได้ ก าหนดให้ มี ก ารประชุ ม ทางวิ ช าการส าหรั บ งานก่ อ สร้ างโครงสร้ างเหล็กที่ริเริ่ มตังแต่้ ปี 2004 เป็ นประจาทุกปี จุดประสงค์
หลักสาหรั บการประชุมวิชาการก็เพื่อเป็ นจุดประชาสัมพันธ์ และจุดเชื่อมต่อผลการทางานของคณะกรรมการและคณะทางานต่างๆ และเพื่ อ ที่ จ ะเป็ นตัว กลางสาหรั บ แลกเปลี่ ย นข้ อ มูลระหว่า งสมาชิกของ JSSC และผู้ที่ทางานเกี่ยวข้ องในแวดวงงานก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก การประชุมประจาปี 2012 ได้ จดั ขึ ้นเมื่อวันที่ 15
และ 16 พฤศจิกายน
งานประชุมประจาปี 2012 มีหวั ข้ อครอบคลุมอย่างกว้ างขวาง
ดังที่ได้ แสดงไว้ ในตารางที่แนบ และยังได้ แนะนางานที่ได้ รับรางวัล
ประจาปี ของ JSSC ปี 2012 (สาหรับงานที่ได้ รับรางวัล ให้ อ้างอิง
กับหน้ า 1-6)
จ านวนของผู้ร่ ว มงานสาหรั บ งานประชุ ม ประจ าปี 2012 มีประมาณ 1,000 คน งานประชุมประจาปี นี ้ถือว่าเป็ นช่องทางที่มี
ประโยชน์ในการแลกเปลีย่ นข้ อมูลระหว่างผู้ทางานวิจยั และวิศวกร
ที่ท างานในงานก่ อ สร้ างโครงสร้ างเหล็ก และเป็ นการรวบรวมข้ อมูลล่าสุดที่เกิดขึ ้นในวงการก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก
งานประชุมประจาปี 2013 ได้ กาหนดไว้ ที่โตเกียววันที่ 14 และ
15 พฤศจิกายน 2013รู ปที่ 2 การใช้ งานร่ วมกันของเหล็กกาลังสูงและคอนกรี ตกาลังสูง
สาหรับเสา CFT กาลังสูงพิเศษ
รูปที่ 3 เสา CFT กาลังสูงพิเศษรู ปที่ 4 ความสัมพันธ์ ระหว่างความเค้ นของคอนกรี ตและเหล็ก
และความเครี ยดพืน้ ที่ว่างที่กว้ างใหญ่ โดยการใช้ เสาจานวนน้ อยลงในปั จจุบนั อาคารยังคงอยู่ในระหว่างงานก่อสร้ าง เมื่อสร้ างเสร็ จอาคารจะมีความสูงประมาณ 200 เมตร การนาเสากาลังสูงเป็ นพิเศษ CFT มาใช้ จะช่วยให้ เกิดพื ้นที่ว่างที่ใหญ่ขึ ้นโดยการมี
เสาที่น้อยลงที่ชนล่ั ้ าง ซึง่ สามารถแบ่งการรับน ้าหนักสาหรับอาคาร
สูงพิเศษเช่นนี ้ได้ (อ้ างอิงกับรูปภาพที่ 2)21สาสน์ ถงึ ผู้อ่าน

สาหรับงานก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก และเทคโนโลยี และการ
พัฒนาทางด้ านเทคโนโลยีที่เกี่ยวกับ การวางแผน งานออกแบบ
และงานก่อสร้ างสาหรับโครงสร้ างเหล็กในประเทศญี่ปนุ่

โดยโตชิยกู ิ ซูกิยามา, ประธาน, กรรมการด้ านต่างประเทศ, JSSC
(ศาสตราจารย์, Graduate School มหาวิทยาลัย ยามานาชิ)ถ้ าคุณต้ องการจะได้ รับข้ อมูลรายละเอียดเพิม่ เติมเกี่ยวกับ
บทความทังหลายในวารสารฉบั
้บนี ้หรื อต้ องการรับข้ อมูลทางด้ านเทคนิคที่เกี่ยวข้ อง โปรดกรุณาติดต่อ สตาฟฟ์ JSSC คุณฮิโรชิ ซูจิทานิ (h.sugitani@jssc.or.jp)ผมได้ เริ่ มทางานในตาแหน่งประธานของคณะกรรมการด้ านต่างประเทศในปี 2012เริ่ มตัง้ แต่ฉบับที่ 26 สาหรั บวารสาร Steel Construction
Today & Tomorrow คณะกรรมการต่างประเทศมีห น้ า ที่รั บ ผิ ด ชอบในบทความของวารสารที่ มี ก ารตี พิ ม พ์ 3 ฉบับ ต่อ ปีตังแต่้ เริ่ มต้ น JSSC ได้ ทาหน้ าที่ในหลากหลายรู ปแบบ ในรู ปของงานสารวจ วิจยั และพัฒนาเทคโนโลยี โดยมีเป้าหมายเพื่อส่งเสริ มการใช้ โครงสร้ างเหล็กในงานก่อสร้ างให้ แพร่ หลาย และปรับปรุ งเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้ อง และนอกจากนี ้ เพื่อขยายความร่วมมือไปยัง
องค์กรต่างประเทศอีกด้ วยภายหลังจากการรวมตัวกันของ JSSC กับสมาคมอาคารเหล็ก
เสตนเลสของประเทศญี่ปนในปี
ุ่
2010 ขอบเขตหน้ าที่ของ JSSCได้ ขยายออกไปไม่เพียงแต่เหล็กคาร์ บอนเท่านัน้ แต่ยงั ไปถึงเหล็ก
สเตนเลสที่ป้องกันการผุกร่ อนอีกด้ วย ด้ วยเหตุนี ้ เราตังใจที้ ่จะส่งถ่า ยข้ อ มูลไปยัง ที่ ต่า ง ๆ ทั่ว โลกในด้ า นที่เ กี่ ย วกับ งานก่ อ สร้ างโครงสร้ างเหล็กที่หลายหลาก
ดังเช่นในฉบับที่ 35 วารสารฉบับเก่าซึง่ คณะกรรมการของเรามี
ส่วนรับผิดชอบ ในวารสารฉบับปั จจุบนั ฉบับที่ 38 แสดงให้ เห็นถึง
งานที่ โ ดดเด่ น ที่ ได้ รั บ รางวัล JSSC และรางวัลวิ ท ยานิ พ นธ์บทความพิเศษในวารสารฉบับนี ้กล่าวถึงเทคโนโลยีลา่ สุดสาหรับ
งานก่อ สร้ างอาคารสูง ในประเทศญี่ ปุ่นและรวมไปถึง โครงการ
อาคารสูงล่าสุด นอกจากนีว้ ารสารฉบับนี ไ้ ด้ แสดงรายละเอีย ดหัวข้ อที่จะกล่าวถึงในงานประชุมประจาปี 2012 ของ JSSC ในหัวข้ อเกี่ยวกับงานก่อสร้ างโครงสร้ างเหล็ก
กรรมการด้ านต่างประเทศ ต้ องทางานในการทามาตรฐานและ
รายละเอียดงานก่อสร้ างให้ เป็ นมาตรฐานสากล
ส่งเสริ มการแลกเปลีย่ นข้ อมูลทางด้ านเทคนิค และ บุคลากร ระหว่างญี่ปนุ่
และองค์กรต่างประเทศ
ซึง่ หนึง่ ในหน้ าที่นนั ้ก็คือการ
ประชาสัมพันธ์แก่ผ้ อู า่ นถึงงานของ JSSC แนวโน้ มภายหน้ า
22