การวิเคราะห์ย้อนกลับของเจดีย์ของวัดอุโมงค์และการวัดการสั่นสะเทือนเบื้องต้นอาคารโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนภูมิพล

Inverse analysis of Wat Umong Pagoda and preliminary vibration measurement of Bhumibol Dam hydropower house

Name: นเรเมต ตันติสุขุมาล

ThaSH: พลศาสตร์โครงสร้าง

ThaSH: เจดีย์

ThaSH: การสั่น (พลศาสตร์)

ThaSH: การวิเคราะห์โครงสร้าง (วิศวกรรมศาสตร์)

ThaSH: เขื่อน

Abstract: การหาค่าความถี่ธรรมชาติของโครงสร้างสามารถหาได้หลายวิธี หนึ่งในนั้นคือวิธีวิเคราะห์จำลองโครงสร้าง โดยวิธีการดังกล่าวจะให้ค่าตรงตามความเป็นจริงก็ต่อเมื่อเราทราบค่าคุณสมบัติของวัสดุ และสามารถสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของโครงสร้างให้ถูกต้องแม่นยำ ใกล้เคียงกับโครงสร้างจริง แต่เนื่องจากโครงสร้างทางประวัติศาสตร์อันได้แก่ เจดีย์ ซึ่งเป็นโครงสร้างทางประวัติศาสตร์ที่สร้างมายาวนาน ทำให้ไม่สามารถทราบค่าคุณสมบัติของวัสดุและแบบก่อสร้างได้ การศึกษาในครั้งนี้ ทำการวิเคราะห์การหาค่าคุณสมบัติเชิงพลศาสตร์ขององค์เจดีย์วัดอุโมงค์ ได้แก่ อัตราส่วนความหน่วง และค่าความถี่ธรรมชาติ ด้วยวิธีการวิเคราะห์ย้อนกลับด้วยวิธี Gauss-Newton เพื่อหาผลต่างกำลังสองที่น้อยที่สุด (Sum-Square-Error) โดยสมมติให้โครงสร้างองค์เจดีย์วัดอุโมงค์มีลักษณะของสถาปัตยกรรมทรงระฆังคว่ำที่สมมาตรแกนดิ่ง และสมมติเป็นระบบมวล-อิสระเชิงเดี่ยว (Single Degree of Freedom) มีความสูง 25.75 เมตร ฐานกว้าง 16.48 เมตร การวิเคราะห์ย้อนกลับเพื่อหาค่าคุณสมบัติเชิงพลศาสตร์ได้แก่ ความถี่ธรรมชาติ และความหน่วง โดยใช้วิธีการวิเคราะห์สมการการเคลื่อนที่วิธีประวัติเวลาของนิวมาร์ค (Newmark’s Time Stepping Method) 2 วิธีได้แก่วิธี Average และ Linear และ วิธีอินทิกรัลของดูฮาเมล (Duhamel Integral Method) โดยใช้คลื่นแผ่นดินไหวที่ได้ทำการบันทึกการสั่นจำนวน 4 คลื่นในปี 2561 ที่มีระยะเวลา 120 วินาทีซึ่งได้เลือกจากช่วงที่เกิด Peak เพื่อนำมาวิเคราะห์ และศึกษาการวัดการสั่นสะเทือนเบื้องต้นอาคารโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนภูมิพล เครื่องที่ 8 จากคลื่นจำนวน 5 คลื่นที่มีระดับความสูงของน้ำที่แตกต่างกัน โดยแต่ละคลื่นเก็บข้อมูลช่วงเดินเครื่องที่สภาวะปกติเป็นระยะเวลา 80 วินาที ระหว่างเดือนเมษายนถึงเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2567จากผลการศึกษาการตรวจวัดเจดีย์วัดอุโมงค์พบว่า ค่าความถี่ธรรมชาติของเจดีย์และค่าอัตราความหน่วงที่ได้จากการวิเคราะห์ย้อนกลับทั้ง 2 วิธีมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยกับค่าความถี่ธรรมชาติที่ได้จากการตรวจวัดในทิศทางทั้งสองทิศทางที่ตั้งฉากกัน อัตราส่วนความหน่วง (Damping ratio) ในทิศเหนือ-ใต้ มีค่ามากกว่าค่าในทิศตะวันออก-ตะวันตก โดยอัตราส่วนความหน่วง (Damping ratio) เฉลี่ยทั้ง 2 วิธีของทั้ง 4 คลื่นในทิศเหนือ-ใต้มีค่า 0.0299 0.0280 0.0155 และ 0.0194 ตามลำดับและในทิศตะวันออก-ตะวันตกมีค่า 0.0147 0.0241 0.0128และ 0.0184 ตามลำดับ ส่วนค่าความถี่ธรรมชาติ(Natural frequency)ในทิศเหนือ-ใต้ จะมีค่าน้อยกว่าค่าความถี่ธรรมชาติ(Natural frequency) ในทิศตะวันออก-ตะวันตก โดยค่าความถี่ธรรมชาติเฉลี่ยทั้ง 2 วิธีของทั้ง 4 คลื่นในทิศเหนือ-ใต้ มีค่า 3.58 3.63 3.52 และ 3.49 Hzตามลำดับและในทิศตะวันออก-ตะวันตกมีค่า 3.63 3.69 3.58 และ 3.60 Hzตามลำดับ เมื่อนำค่าความถี่ธรรมชาติในแต่ละคลื่นในทิศเหนือ-ใต้มาเปรียบเทียบกับทิศตะวันออก-ตะวันตกพบว่าทั้ง 4 คลื่นมีค่าอัตราส่วนน้อยกว่าหนึ่งเท่าเนื่องจากคาดว่าโครงสร้างทางด้านทิศเหนือ-ใต้ เสื่อมสภาพมากกว่าโครงสร้างในทิศตะวันออก-ตะวันตกส่วนผลจากการวัดการสั่นสะเทือนเบื้องต้นของอาคารโรงไฟฟ้า พบว่า การเดินเครื่องของหน่วยข้างเคียงทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของอาคารโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนถูมิพล รวมถึงค่าระดับน้ำที่ลดลงส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนที่มากขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังคงต้องศึกษาต่อไปว่า การสั่นสะเทือนนี้มีผลต่ออาคารมากหรือน้อยเพียงใด

Abstract: The natural frequency of a structure can be determined using several methods, one of which is using a structural modelling. This approach yields accurate results when the material properties are well-known and when the structural behavior model closely mirrors the actual structure. However, for historical structures such as pagodas, it is difficult to obtain precise information on material properties and construction methods due to their age. This study aims to analyze the dynamic properties of the Wat Umong pagoda, specifically the damping ratio and natural frequency, using an inverse analysis method based on the Gauss-Newton approach to minimize the sum of squared errors. The pagoda is modeled as a vertical symmetrical, inverted bell-shaped structure and is treated as a single degree of freedom system. The structure has dimensions of 25.75 meters in height and 16.48 meters in base width. The inverse analysis aims to estimate dynamic properties such as natural frequency and damping ratio using Newmark’s Time Stepping Method (Average and Linear) and the Duhamel Integral Method. The analysis is based on four recorded seismic waves from 2018, each lasting 120 seconds, selected from the peak periods for evaluation. In addition, this study conducted a preliminary vibration measurement of the hydropower house at Bhumibol Dam (Unit 8) under five waves with varying head water levels. Data for each wave were collected over a period of 80 seconds between April and May 2024 during steady state. The results from the Umong temple pagoda show that the natural frequency and damping ratio obtained from both inverse analysis methods differ only slightly from the measured natural frequency in both the north-south and east-west directions. The damping ratio in the north-south direction was consistently higher than in the east-west direction. The average damping ratio across the two methods for the four waves in the north-south direction was 0.0299, 0.0280, 0.0155, and 0.0194, while in the east-west direction it was 0.0147, 0.0241, 0.0128, and 0.0184, respectively. Additionally, the natural frequency in the north-south direction was lower than in the east-west direction. The average natural frequency across both methods for the four waves in the north-south direction was 3.58, 3.63, 3.52, and 3.49 Hz, while in the east-west direction it was 3.63, 3.69, 3.58, and 3.60 Hz, respectively. For all four waves, the natural frequency in the north-south direction was consistently less than that in the east-west direction, which suggests that the structure in the north-south direction has deteriorated more than in the east-west direction. Bhumibol dam hydropower house\'s vibrations were affected by the operation of neighboring units, with reduced head water levels further intensifying the structural vibrations. Additional studies are necessary to determine the extent of these vibrations' impact on the building's structural stability.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: ชยานนท์ หรรษภิญโญ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ชินพัฒน์ บัวชาติ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2567

Modified: 2568-02-16

Issued: 2568-01-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	610631120.pdf	4.08 MB	1	2025-12-04 13:56:01

ใช้เวลา

0.038682 วินาที