ส่วน “แรงลมและแรงแผ่นดินไหว” นั้นเป็นลักษณะที่แตกต่างออกไป เพราะ

ลักษณะของแรง ไม่ได้มีลักษณะเป็นแรงสถิต (static) กระทำต่อเนื่องเหมือนกับ dead load และ live load แต่เป็นแรงพลวัต (dynamic) ที่ขนาดของแรง มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับลักษณะทางโครงสร้าง แรงลมแรงแผ่นดินไหวจะมากหรือน้อยไม่ได้เป็นอิสระกับ ขนาดเสา คาน พื้น ผนัง ช่องเปิด ฯลฯ

แรงแผ่นดินไหวกระทำผ่านการเคลื่อนที่ของพื้นดินจากจุดหยุดนิ่ง ไปซ้ายที ขวาที สั่นไปมา เกิดความเร่งของพื้นดิน (ground acceleration) ไปเหนี่ยวนำ (induce) ให้เกิดความเร่งของตัวอาคาร เรียกว่าความเร่งตอบสนอง (response acceleration) ตัวอาคารมีมวล (mass) เมื่อมีมวล (m) มีความเร่ง (a) ก็เกิดเป็นแรงแผ่นดินไหว F= ma ขึ้น แต่อาคารมีสติฟเนส (k) และเกิดการเสียรูปเมื่อสั่นไหว (s) เกิดเป็นแรง F = ks ขึ้น ซึ่งจะเห็นว่าแรงแผ่นดินไหว เป็นผลจากความเร่งของพื้นดิน และ สติฟเนสของโครงสร้าง

แรงลมเป็นอีกลักษณะที่แตกต่างออกไป คือ เป็นของไหล (fluid) มองลมคล้ายๆ น้ำ คือเมื่อไหลเข้าสู่หน้าปะทะ ด้านต้นลม (windward) ก็จะไม่เหมือนกับ dead load ที่กระทำ (ไม่เฉพาะว่าลักษณะเป็น dynamic หรือ static) ซึ่ง dead load ไม่เกิดการไหล แต่ลมเมื่อปะทะแล้วสามารถไหลออกด้านข้างของหน้าปะทะลม ทำให้ขอบมุมที่หน้าปะทะก็อาจเกิดแรงลมเพิ่มขึ้น ลมผ่านหน้าปะทะแล้วยังอาจไหลม้วน ดูดที่ด้านหลังหน้าปะทะ เกิดแรงดูด (suction) ได้อีก นอกจากนี้สำหรับอาคารที่มีมิติ แรงลมที่กระทำในทิศทางที่ลมปะทะ (along wind direction) ซึ่งแน่นอนต้องรับแรงลมอยู่แล้ว ยังส่งผลให้เกิดแรงลมในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางที่ลมปะทะ (across wind direction) ได้อีกด้วย นี่เป็นลักษณะพิเศษของลมที่ผู้ออกแบบโครงสร้างจำเป็นต้องรู้

ลมเมื่อพัดผ่านอาคารที่เปิดโล่ง ก็จะพัดผ่านไปได้ง่าย แต่หากลมพัดเข้าสู่ตัวอาคารที่มีช่องเปิด ก็เสมือน อัดของไหลเข้าสู่ภาชนะปิด (เช่นลูกโป่ง) เกิดความดันที่ผลักผนังด้านในของตัวอาคาร เรียกว่า positive internal pressure (+) แต่หากพัดมาอีกด้าน เข้าสู่ด้านที่ประตูหน้าต่างปิด แต่ด้านหลังหรือด้านท้ายลม (leeward) มีช่องเปิดอยู่ ก็จะเกิดการดูด ภายในอาคารจะเกิดเป็น negative internal pressure (-) ได้

แรงลมสามารถพัดมาได้จากทุกทิศทุกทาง การพัดของลมในทิศ เหนือไปใต้ ตะวันออกไปตะวันตก ย่อมส่งผลต่อตัวอาคารไม่เหมือนกัน นอกจากนี้ หากอาคารไม่สมมาตร ทั้งไม่สมมาตรด้วยรูปทรง  (dimension) ของตัวอาคาร หรือไม่สมมาตรด้าน stiffness การจัดวางระบบรับแรงด้านข้าง ก็จะส่งผลให้ทิศทางการพัดของลม ซ้ายมาขวาไม่เท่ากับขวามาซ้าย ซึ่งจำเป็นต้องพิจารณาแรงลมที่กระทำในทุกทิศทาง N -> S, S->N, E ->W, W -> E ตลอดจนมุมเฉียง NE -> SW, SW -> NE, NW -> SE, SE -> NW ซึ่งแน่นอนว่าการคำนวณด้วยมือนั้นเสียเวลามาก

 ณ จุดนี้ พลังจาก computer simulation จะเข้ามามีบทบาทเป็นเครื่องมือช่วยให้เราคำนวณโครงสร้างได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำมากขึ้น ทั้งนี้ “ทุกกรณีของทิศทางการพัดของลม ถือเป็น load combination เพียง 1 load case” เวลาคิด controlled load case ก็จะพบว่า จะคิดมาจาก load case หลายสิบกรณี ซึ่งการคำนวณในลักษณะเช่นนี้ คอมพิวเตอร์จะเป็นตัวช่วยที่สำคัญมาก ๆ

# การพิจารณา แรงลม สำหรับอาคารโรงงาน

รายละเอียดอื่น ๆ  สามารถอ่านเพิ่มเติมได้จาก รูปประกอบที่ 1 – 7 ได้เลยครับ