อีก application คือ รูปแบบของ End-plate moment connection ที่นำไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของ lateral system ที่เรียกว่า moment frame ที่อาจนำไปใช้กับระบบโครงสร้างรับแรงลมที่เรียกว่า MWFRS หรือ Main Wind Force Resisting Frame (MWFRS นี้นอกจากจะเป็นรูปแบบ moment frame แล้ว ก็อาจเป็น braced frame ที่เป็น concentric หรือแบบตรงศูนย์ eccentric หรือแบบเยื้องศูนย์ ก็ได้)

 

สำหรับ application ของ End-plate moment connection ที่นำไปใช้รับแรงลมหรือแรงแผ่นดินไหวนั้น อาจจำแนกออกเป็นรูปแบบต่างๆ ตามระดับ #ความเหนียว หรือ #Ductility ซึ่งประกอบไปด้วย (1) ระดับความเหนียวปกติ ordinary moment frame = OMF (2) ระดับความเหนียวปานกลาง intermediate moment frame = IMF และ (3) ระดับความเหนียวมาก moment frame = SMF special ซึ่งโดยทั่วไประบบรับแรงลมแรงแผ่นดินไหวที่มีระดับความเหนียวสูงก็จะต้านทานแรงลมแรงแผ่นดินไหวได้ดี รับการโยกได้นานได้หลายรอบ เกิดการเสียรูปที่มาก เพราะการเสียรูปที่มากสะท้อนการสลายพลังงานที่มาก (งาน หรือ พลังงาน = แรง x ระยะการเสียรูป) ในทางการออกแบบนั้นแทนที่จะนำค่าความเหนียวไป “เพิ่มกำลัง” รับแรงลมแรงแผ่นดินไหว แต่ในทางปฏิบัติเป็นการพิจารณาความเหนียวเพื่อไป “ลดทอนแรง” จากระดับที่คำนวณได้ตามมาตรฐาน ถ้าของไทยก็เป็นไปตาม มยผ. 1311 สำหรับแรงลม และ มยผ. 1301/1302 สำหรับแรงแผ่นดินไหว

 

ขอเน้นไว้นิดนะครับว่า #ความเหนียว หรือ Ductility ของจุดต่อ steel connection นี้ เราไม่สามารถคำนวณตรงๆ ได้ หนทางเดียวที่จะ identify ระดับ #ความเหนียว นี้ได้คือ “ต้องนำทำทดสอบ” ด้วยการใส่แรงกลับไปมาเป็นวงรอบ (cyclic load) เพื่อดูว่าจุดต่อสามารถรับ rotation ได้ถึงระดับเป้าหมาย (target rotation) หรือไม่ ซึ่งสำหรับ OMF IMF และ SMF นี้มี target rotation ที่แตกต่างกัน

 

รูปแบบของจุดต่อที่ผ่านการทดสอบแล้ว ทาง AISC ก็ได้มีการ “กำหนดรูปแบบเป็นการเฉพาะ” ทั้งลักษณะรอยเชื่อมว่าต้องเป็น groove weld เท่านั้น (ยกตัวอย่าง) ไม่สามารถใช้ fillet weld ได้ (ยกตัวอย่าง) ต้องทำการบากต้วยรูปแบบนี้เท่านั้น (ยกตัวอย่าง) ต้องขัน bolt ติดตั้ง bolt แบบ pretension เท่านั้น (ยกตัวอย่าง) เพื่อที่จะ “qualify” จุดต่อรับโมเมนต์ว่าเป็น IMF หรือ SMF (เพราะ OMF เป็น basic requirement ไม่ซีเรียสมากครับ) … ย้ำว่า เมื่อจำแนกประเภทการทำ detail ของ moment connection สำหรับเป็น OMF IMF SMF ก็จะทำให้แรงแผ่นดินไหวที่นำไปใช้ในการคำนวณวิเคราะห์แตกต่างกันไปด้วย โดย

OMF = ราคาต่ำ เหนียวน้อย >>> แรงแผ่นดินไหวที่ใช้คำนวณสูง

IMF = ราคาปานกลาง เหนียวปานกลาง >>> แรงแผ่นดินไหวที่ใช้คำนวณปานกลาง

SMF = ราคาสูง เหนียวมาก >>> แรงแผ่นดินไหวที่ใช้คำนวณต่ำ

ซึ่งเป็นวิจารณญาณ engineering judgement แล้วว่าจะเลือกรูปแบบใดที่ economic fit เหมาะสมด้านราคา และ practical fit เหมาะสมในเชิงปฏิบัติ ซึ่งคำนึงถึงคุณภาพและความสามารถของ fabricator และ erector ในพื้นที่

 

ทั้งนี้ รูปแบบ moment connection ที่ผ่านการ test กำหนด detail รายละเอียดจุดต่อไว้เรียบร้อยแล้วนั้น เรียกว่า prequalified moment connection คือ “ต้องทำตามนี้เท่านั้น” “ทำนอกเหนือจากนี้แล้ว classified ว่าเหนียวปานกลาง เหนียวพิเศษ ไม่ได้” “ถ้าอยากใช้นอกเหนือจากนี้ ทำได้แต่ต้องไป test ก่อน”

หรืออีกนัยหนึ่งรูปแบบ moment connection ที่ prequalified ไว้แล้วนั้น มีวัตถุประสงค์ที่ต้องการ ประหยัดค่าใช้จ่าย ให้กับ practitioner หรือวิศวกร ตลอดจนผู้รับเหมาก่อสร้างที่เกี่ยวข้อง ในการกำหนด typical detail ให้เป็นไปตาม รูปแบบที่ผ่านทั้งกระบวนการคิดและกระบวนการพิสูจน์ด้วยการทดสอบในห้องปฏิบัติการมาแล้ว

 

รายละเอียดใน Detail นั้น อ้างอิงมาตรฐานหลักคือ AISC 358: Prequalified

Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications โดยเป็นมาตรฐานหลักที่กรมโยธาธิการและผังเมืองได้ใช้อ้างอิง ตาม มยผ. 1304: มาตรฐานการออกแบบอาคารเหล็กโครงสร้างรูปพรรณเพื่อต้านการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว โดยในรายละเอียดตัวอย่างการคำนวณ AISC ได้มี Design Guide 4: Extended-End Plate Moment Connection: Seismic and Wind Applications สำหรับรายละเอียดรูปแบบแผ่นปิดปลายรับโมเมนต์ไว้ด้วย