คู่มือการคำนวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดที่มีต่อโครงสร้างอาคาร

การคำ�นวณแรงระเบิดและผลกระทบ
จากแรงระเบิดที่มีต่อโครงสร้างอาคาร

กกรระมทรโวยงธมาหธาดิกไาทรยแลพะ.ศผ.ัง2เ5ม5ือ9ง

ค่มู อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ที่มตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

คานา

ปัจจุบันภัยก่อการร้ายด้วยการวางระเบิดเป็นปัญหาท่ีเกิด ขึ้นบ่อยครั้งและเกิดขึ้นทั่วโลก
การวางระเบิดภายในหรือภายนอกอาคารเป็นวิธีการหนึ่งที่ผู้ก่อการร้ายมักเลือกใช้เพราะสามารถทาให้เกิด
ความสูญเสียในชีวิตและทรัพย์สินเป็นอย่างมาก อีกท้ังยังอาจส่งผลให้อาคารเป้าหมายเกิดการพังถล่ม
ซ่ึงยิ่งเป็นการเพิ่มความสูญเสียให้มากข้ึนอีก ดังนั้นแล้วหากเจ้าของอาคารมีความต้องการให้อาคาร
สามารถต้านทานต่อแรงที่เกิดจากการระเบิดได้ วิศวกรผู้ออกแบบอาคารย่อมจะต้องหาวิธีการคานวณแรง
ที่เกิดจากการระเบิดให้ใกล้เคียงความเป็นจริงมากที่สุด และยังจาเป็นต้องทราบถึงผลกระทบของแรงระเบิด
ที่มตี ่อโครงสร้างอาคารดว้ ย เพอ่ื สามารถออกแบบใหโ้ ครงสร้างอาคารทนต่อแรงระเบิดทเี่ กดิ ขนึ้ ได้

กรมโยธาธิการและผังเมือง ในฐานะหน่วยงานในสังกัดกระทรวงมหาดไทย มีหน้าที่ในการดูแล
บาบัดทุกข์ บารุงสุข ให้กับประชาชนในด้านงานอาคาร ได้ตระหนักถึงความเสียหายที่อาจเกิดข้ึนต่อชีวิต
ร่างกาย และทรัพย์สินของประชาชนจากภัยดังกล่าว จึงได้จัดทาคู่มือการคานวณแรงที่เกิดจากการระเบิด
และผลกระทบท่ีมีต่อโครงสร้างอาคาร เพื่อเป็นแนวทางในการคานวณแรงและออกแบบอาคารให้สามารถ
ทนต่อแรงระเบิดได้ โดยมีเนื้อหาสาคัญประกอบด้วยรายละเอียดเหตุการณ์ระเบิดท่ีสาคัญชนิดของวัตถุระเบิด
พฤติกรรมของการระเบิด การคานวณแรงท่ีเกิดจากการระเบิด และหลักการในการออกแบบ ซ่งึ ผอู้ อกแบบอาคาร
สามารถนาคู่มือฉบับน้ีไปใช้ประกอบในการออกแบบโครงสร้างอาคาร ต้านทานแรงระเบิดได้อย่างถูกต้อง
ตามหลักวิชาการเพ่ือเป็นการสร้างความมั่นใจให้กับประชาชนว่า โครงสร้างอาคารมีความมั่นคงแข็งแรง
และปลอดภยั ต่อแรงระเบดิ ในระดับท่เี หมาะสมได้

(นายมณฑล สดุ ประเสรฐิ )
อธบิ ดีกรมโยธาธกิ ารและผังเมือง

กรมโยธาธกิ ารและผังเมอื ง หนา้ i

คู่มือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดที่มีต่อโครงสร้างอาคาร

ที่ปรึกษา คณะผ้จู ัดทา

นายมณฑล สุดประเสรฐิ อธิบดกี รมโยธาธกิ ารและผังเมือง
นางสาวศิระภา วาระเลิศ รองอธบิ ดีกรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง
นายโอฬาร ศกั ยโรจนก์ ลุ รองอธบิ ดีกรมโยธาธิการและผังเมอื ง
นายสมชาย เมธวฒั น์ธรากุล รองอธิบดีกรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง
นายพิชยั อทุ ัยเชฏฐ์ รองอธบิ ดีกรมโยธาธกิ ารและผังเมือง
นายเกียรตศิ ักด์ิ จันทรา
วศิ วกรใหญ่
ทีป่ รึกษาคณะทางาน
ผ้อู านวยการสานกั วิศวกรรมโครงสร้างและงานระบบ
ดร.เสถยี ร เจริญเหรียญ
ผูอ้ านวยการสานกั ควบคุมและตรวจสอบอาคาร
ประธานคณะทางาน
วิศวกรโยธาเชีย่ วชาญ
นายสนิ ิทธิ์ บุญสิทธิ์ วิศวกรโยธาชานาญการพเิ ศษ
วศิ วกรโยธาชานาญการพิเศษ
คณะทางาน วศิ วกรโยธาชานาญการพิเศษ

นายอนวัช บรู พาชน วศิ วกรโยธาชานาญการ
นายพรชัย สังข์ศรี วิศวกรโยธาปฏิบตั ิการ
นางสาวนครินทรา สิงหรตั น์ วิศวกรโยธาปฏบิ ตั ิการ
นายสมโชค เลง่ หว์ งศ์ พนกั งานวิศวกรโยธา
นายวิโชติ กนั ภยั
นายศุภกิจ จันปาน วศิ วกรโยธาชานาญการ
นายชยั ธชั กัณฐวจิ ติ ร
นายฐติ พิ งศ์ สขุ เสรมิ วศิ วกรโยธาชานาญการ
วิศวกรโยธาปฏิบตั ิการ
เลขานกุ ารและคณะทางาน

ดร.ธนติ ใจสอาด

ผูช้ ว่ ยเลขานุการและคณะทางาน

ดร.ทยากร จนั ทรางศุ
นายวรกร ขณะรัตน์

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หนา้ ii

ค่มู อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่มี ตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

สารบัญ

คานา.................................................................................................................................................................i
คณะผู้จดั ทา......................................................................................................................................................ii
บทที่ 1 บททั่วไป............................................................................................................................................1-1

1.1.วตั ถุประสงค์......................................................................................................................................1-1
1.2.ขอบเขต.............................................................................................................................................1-1
1.3.มาตรฐานท่อี ้างถึง..............................................................................................................................1-1
1.4.นยิ าม.................................................................................................................................................1-2
1.5.สญั ลกั ษณ.์ .........................................................................................................................................1-4
บทที่ 2 เหตกุ ารณ์ระเบดิ ท่สี าคญั ในอดีตทสี่ ่งผลกระทบต่ออาคาร..............................................................2-1
2.1.ข้อมลู สถิติเหตุการณก์ ่อการร้ายด้วยระเบิดในประเทศไทย...............................................................2-1
2.2.เหตุการณ์ระเบดิ ทีส่ าคัญในต่างประเทศที่สง่ ผลกระทบต่อโครงสร้างอาคาร.....................................2-2
2.3.เหตุการณ์ระเบิดที่สาคญั ในประเทศไทยทส่ี ง่ ผลกระทบต่อโครงสร้างอาคาร....................................2-7
2.4.การคาดคะเนความเสียหายที่จะเกดิ ขึ้นจากการระเบิด………………...................................................2-9
บทท่ี 3 ชนดิ ของวตั ถรุ ะเบดิ และค่าเปรียบเทียบกาลงั .................................................................................3-1
3.1.ชนดิ ของวัตถรุ ะเบิด...........................................................................................................................3-1
3.2.คา่ เปรยี บเทยี บกาลัง (Relative Effectiveness Factors)...............................................................3-5
บทท่ี 4 พฤติกรรมของการระเบิดและประเภทของแรงระเบิด.....................................................................4-1
4.1.พฤติกรรมของการระเบดิ ..................................................................................................................4-1
4.2. ประเภทของแรงระเบิด..................................................................................................................... 4-1
4.3.พฤติกรรมของคล่นื แรงระเบิด...........................................................................................................4-4
บทท่ี 5 การคานวณแรงกระทาเนอ่ื งจากการระเบดิ .....................................................................................5-1
5.1.ส่วนปลอดภยั (Safety Factor)........................................................................................................5-1
5.2.การหาค่าตัวแปรแรงระเบิดของการระเบดิ แบบไม่ปิดล้อม...............................................................5-1
5.3.การคานวณแรงระเบิดท่กี ระทาตอ่ โครงสร้าง……............................................................................5-11
บทที่ 6 พฤติกรรมของโครงสรา้ งอาคารคอนกรตี เสริมเหลก็ ที่ถกู กระทาดว้ ยแรงระเบิด............................6-1
6.1.พฤติกรรมของโครงสรา้ งคอนกรตี เสรมิ เหลก็ ภายใตแ้ รงระเบดิ .........................................................6-1

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมือง

คมู่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ทมี่ ีต่อโครงสรา้ งอาคาร
6.2.พฤติกรรมแบบเหนียวของโครงสร้างคอนกรตี เสรมิ เหลก็ เน่ืองจากการระเบิดระยะไกล
(far-range explosion)....................................................................................................................6-3
6.3.พฤติกรรมแบบเหนยี วของโครงสร้างคอนกรตี เสริมเหล็กเน่ืองจากจากการระเบิดระยะใกล้
(near-range explosion).................................................................................................................6-3
6.4.พฤติกรรมแบบเปราะของโครงสรา้ งคอนกรตี เสริมเหลก็ เนื่องจากแรงระเบิด……….......................... 6-4

บทที่ 7 หลักการเบอื้ งต้นในการออกแบบโครงสร้างอาคารเพื่อตา้ นทานแรงระเบิด………..........................7-1
7.1.ลักษณะโครงสรา้ งอาคารท่ีเส่ยี งต่อการเกิดความเสยี หายอย่างหนกั จากแรงระเบิด..........................7-1
7.2.ขอ้ พิจารณาในการออกแบบเพ่อื ต้านทานแรงระเบดิ สาหรับระบบโครงสร้างแต่ละประเภท...........7-11

บรรณานุกรม.................................................................................................................................................บ-1
ภาคผนวก ก. ผลการศกึ ษาสมการคานวณแรงดันระเบิดเม่อื เปรียบเทยี บกบั การใช้กราฟในมาตรฐาน UFC

3-340-02……………………………………………..............................................................................................ก-1
ภาคผนวก ข. ตวั อยา่ งการคานวณแรงระเบดิ ………………………...................................................................ข-1

กรมโยธาธิการและผงั เมือง

คู่มือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ที่มตี ่อโครงสร้างอาคาร

บทที่ 1
บทท่ัวไป

1.1 วัตถุประสงค์

คู่มือการคานวณแรงท่ีเกิดจากการระเบิดและผลกระทบของแรงร ะเบิดท่ีมีต่อโครงสร้างอาค ารนี้มี
จุดมุ่งหมายท่ีจะเสนอแนะวิธีการคานวณแรงที่เกิดจากการระเบิดและอธิบายถึงผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมี
ต่อโครงสร้างอาคาร เพื่อให้วิศวกรผู้ออกแบบอาคารมีแนวทางในการออกแบบโครงสร้างอาคารให้สามารถ
ต้านทานแรงท่ีเกิดจากการระเบิดต่อไปได้ นอกจากนี้ยังมีจุดมุ่งหมายที่จะพัฒนาความรู้ความเข้าใจใน
มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานแรงระเบิดของต่างประเทศให้กับวิศวกรและผ้ทู เี่ ก่ียวข้องอกี ดว้ ย

1.2 ขอบเขต

1.2.1 คู่มือนี้เป็นการอธิบายถึงลักษณะของการระเบิดท้ังแบบที่มีการปิดล้อม (confined explosion)
และแบบที่ไม่มีการปิดล้อม (unconfined explosion) เพื่อให้ผู้ใช้คู่มือเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างการ
ระเบิดท้ังสองแบบ แต่ในส่วนของการอธิบายวิธีการหาแรงกระทาท่ีเกิดจากการระเบิดคู่มือน้ีจะกล่าวเฉพาะ
กรณีของการระเบิดแบบไม่มีการปิดล้อมเท่านั้น เนื่องจากหลักการออกแบบโครงสร้างอาคารต้านทานแรง
ระเบิดในกรณีท่ีเกิดการระเบิดภายในอาคารโดยทั่วไปไม่ถือว่ามีลักษณะปิดล้อมเพราะอาคารเหล่าน้ีส่วนใหญ่
จะมีที่ว่างหรือช่องเปิดเป็นจานวนมากทาให้แรงระเบิดสามารถร่ัวไหลไปสู่พื้นที่ส่วนอ่ืนได้ ยกเว้นอาคารบาง
ประเภท เชน่ อาคารกาบงั ภยั อาคารกกั เกบบ วัตถรุ ะเบิด

1.2.2 การคานวณแรงระเบิดในคู่มือน้ีครอบคลุมเฉพาะกรณีท่ีเป็นการระเบิดด้วยระเบิดแสวงเครื่อง
(improvised explosive devices หรอื IED) ท่ีประกอบขึ้นจากวัตถรุ ะเบดิ แรงสูง (high explosive) ซง่ึ จะไม่
รวมถึงการระเบิดทเ่ี กิดจากสาเหตุอ่นื เชน่ ไอนา้ น้ามันเช้ือเพลิง เตาปฏกิ รณ์ปรมาณู หรอื จรวด เปน็ ตน้ หรือ
การระเบดิ ของวัตถรุ ะเบิดแรงต่า (low explosive)

1.2.3 คู่มือนี้ครอบคลุมเฉพาะการหาแรงที่เกิดจากการระเบิดและผลกระทบของแรงระเบิดท่ีมีต่อ
โครงสร้างอาคารเท่านน้ั ทั้งน้รี ายละเอียดการออกแบบอาคารเพ่ือตา้ นทานแรงระเบดิ จะไมร่ วมอยู่ในคู่มือน้ี

1.2.4 ค่มู ือน้ีจะแสดงทั้งหน่วย SI (International Systems of Units) และหน่วย US Customary โดย
การแสดงหน่วยจะแสดงดังนี้ SI (US) ยกเว้นแผนภูมิภาพและสมการคานวณที่อา้ งอิงจาก UFC 3-340-02 และ
รวมถึงตัวอย่างการคานวณแรงระเบิดในภาคผนวก ข. ที่จะใช้หน่วย US Customary เป็นหลักเพื่อให้
สอดคล้องกับที่มาของแผนภูมิภาพและสมการคานวณเหล่านัน้

1.3 มาตรฐานที่อ้างถึง

มาตรฐานที่ใชอ้ า้ งถึงประกอบด้วย

1.3.1 Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions (UFC 3-340-02), U.S.
Department of Defense, 2008.

1.3.2 Reference Manual to Mitigate Potential Terrorist Attacks Against Buildings (FEMA-
426/BIPS-06), U.S. Department of Homeland Security, 2011.

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง หนา้ 1-1

คูม่ ือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

1.3.3 Blast Protection of Buildings (ASCE/SEI 59-11), American Society of Civil Engineers
(ASCE), 2011.

1.3.4 Facilities Standards for the Public Buildings Service (PBS-P100), General Services
Administration (GSA), 2005.

1.3.5 “Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions,” Army Technical Manual
TM 5-1300; Navy Publication NAVFAC P-397; Air Force Regulation AFR 88-22,
Department of the Army, the Navy, and the Air Force, 1990.

1.4 นิยาม

“การระเบิด” (explosion หรือ blast หรือ burst) หมายถึง ปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดข้ึนอย่างรวดเรบวที่ทาให้
เกดิ เสยี ง ความรอ้ น และการขยายตัวของมวลอากาศท่ีรุนแรง

“วัตถุระเบิด” (explosive) หมายถึง วัสดุหรืออุปกรณ์ที่สามารถก่อให้เกิดการระเบิดได้เม่ืออยู่ภายใต้
สภาวะ เช่น ความรอ้ น การกระแทก การเสียดสี ท่ีเหมาะสม

“วัตถุระเบิดแรงสูง” (high explosive) หมายถึง วัตถุระเบิดที่มีความเรบวในการจุดระเบิดอยู่ในช่วง
ระหว่าง 1 ถึง 9 กิโลเมตรต่อวินาที (3,000 ถึง 30,000 ฟุตต่อวินาที) และเม่ือเกิดการระเบิดจะก่อให้เกิดคล่ืน
ระเบิดทม่ี ีความเรวบ เหนอื เสียง

“วัตถุระเบิดแรงต่า” (low explosive) หมายถึง วัตถุระเบิดที่มีความเรบวในการสลายตัวในช่วงที่
เกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมชี ้ากว่าความเรบวเสียง การสลายตวั ของวตั ถรุ ะเบดิ ชนิดน้ีจะอยู่ในรปู ของเปลวไฟเป็นหลักซ่ึงจะ
เคล่ือนท่ีช้ากว่าคลื่นกระแทกของวตั ถุระเบดิ แรงสูง

“นาหนักวัตถุระเบิดเทียบเท่า” (effective charge weight) หมายถึง ปริมาณของวัตถุระเบิด TNT ท่ี
เมอื่ เกดิ ระเบิดแลว้ จะให้พลังงาน แรงดัน และแรงดลเท่ากบั ปรมิ าณของวตั ถรุ ะเบิดท่ีพิจารณาอยู่

“ความเร็วในการจุดระเบิด” (explosive velocity หรือ detonation velocity) หมายถึง ความเรบว
ของคลื่นกระแทกทเี่ คล่ือนที่ในวตั ถรุ ะเบดิ ในระหวา่ งท่เี กดิ ปฏิกิริยาเคมขี องการระเบิด

“การระเบิดระยะไกล” (far-range explosion) หมายถึง การระเบิดที่มีระยะห่างจุดศูนย์กลางระเบิดท่ี
ทาให้แรงระเบิดที่กระทา ณ ตาแหน่งที่พิจารณามีความสม่าเสมอทั่วท้ังพ้ืนที่ท่ีรับแรงระเบิด ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว
จะเปน็ การระเบิดทีม่ ีคา่ ระยะปรบั ทอนมากกว่าหรือเทา่ กับ 1.2 เมตรตอ่ กิโลกรัม1/3 (3 ฟุตตอ่ ปอนด1์ /3)

“การระเบิดระยะใกล้” (near-range explosion) หมายถึง การระเบิดที่มีระยะห่างจุดศูนย์กลางระเบดิ
ท่ีทาให้แรงระเบิดที่กระทา ณ ตาแหน่งท่ีพิจารณามีความไม่สม่าเสมอตลอดทั่วท้ังพ้ืนที่ที่รับแรงระเบิด ซ่ึง
โดยทว่ั ไปแลว้ จะเป็นการระเบดิ ทีม่ คี ่าระยะปรับทอนน้อยกวา่ 1.2 เมตรตอ่ กิโลกรมั 1/3 (3 ฟตุ ตอ่ ปอนด1์ /3)

“ระยะปรับทอน” (scaled distance) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างระยะห่างจุดศูนย์กลางระเบิดกับราก
ที่สามของน้าหนักวัตถุระเบิดเทียบเท่า โดยค่าอัตราส่วนนี้จะถูกนาไปใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการหาค่าตัวแปร
ต่างๆ ของแรงระเบดิ

“ความสูงปรับทอน” (scaled height) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างความสูงจากพ้ืนกับรากที่สามของ
น้าหนกั วัตถุระเบิดเทยี บเท่า

กรมโยธาธิการและผังเมอื ง หน้า 1-2

คู่มอื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมีต่อโครงสรา้ งอาคาร

“ระยะห่างจุดศูนย์กลางระเบิด” (standoff distance) หมายถึง ระยะทางระหว่างพื้นผิวของอาคาร
หรอื สว่ นหนึ่งส่วนใดของอาคารกบั ตาแหนง่ ของการระเบดิ

“ส่วนปลอดภัย” (safety factor) หมายถึง ตัวเลขที่ใช้คูณน้าหนักวัตถุระเบิดเทียบเท่าเพื่อเพ่ิมระดับ
ความปลอดภัยจากความไม่แน่นอนของตัวแปรที่ไม่ทราบค่า เช่น การสะท้อนของคลื่นระเบิดท่ีไม่ได้คาดคิดไว้
วธิ กี ารก่อสร้าง คณุ ภาพของวสั ดกุ อ่ สร้าง เปน็ ต้น

“การระเบิดแบบปิดล้อม” (confined explosion) หมายถึง การระเบิดท่ีเกิดข้ึนภายในโครงสร้าง โดย
ค่าแรงดันระเบิดและคล่ืนกระแทกจะมีค่าสูงมากซึ่งเป็นผลจากการขยายขนาดของแรงดันระเบิดและคล่ืน
กระแทกเนือ่ งจากการสะทอ้ นภายในโครงสร้าง

“การระเบิดแบบไม่ปิดล้อม” (unconfined explosion) หมายถึง การระเบิดที่เกิดข้ึนภายนอก
โครงสร้าง ซ่ึงแรงดันระเบิดที่กระทาต่อโครงสร้างจะไม่มีการเสริมแรงเนื่องจากการสะท้อนของแรงดันระเบิด
ภายในโครงสรา้ ง

“คลื่นกระแทก” (shock wave หรือ shock front) หมายถึง คลื่นแรงดันระเบิดความดันสูงที่เคล่ือน
ผ่านมวลอากาศด้วยความเรบวเหนือเสียง โดยคล่ืนกระแทกจะมีลักษณะของการเพิ่มข้ึนของแรงดันอย่าง
ทนั ทีทันใดแล้วตามด้วยการลดลงของแรงดันอยา่ งรวดเรบว

“คล่ืนระนาบตรง” (plane wave) หมายถึง ระนาบของคลื่นระเบิดที่ถูกสมมุติให้เป็นระนาบในแนวดิ่ง
ในขณะท่ีเคลื่อนที่เข้ากระทบโครงสร้างเพื่อหลีกเล่ียงความซับซ้อนเนื่องจากการกระจายแรงดันที่ไม่สม่าเสมอ
บนพนื้ ผวิ ท่รี ับแรง

“แรงดันระเบิดโดยตรง” (incident pressure) หมายถึง ค่าแรงดันระเบิดในขณะท่ีกระทบกับวัตถุใด ๆ
ก่อนที่จะเกิดการเสริมแรงเน่ืองจากการผสานของคล่ืนระเบิดที่เคลื่อนท่ีตามมาด้านหลังและคล่ืนแรงระเบิดท่ี
สะทอ้ นกลับมาจากผิววัตถุ

“แรงดันระเบิดสะท้อน” (reflected pressure) หมายถึง ค่าแรงดันระเบิดท่ีมีการขยายขนาดเนื่องจาก
การผสานของคลน่ื แรงระเบิดที่เคลอ่ื นท่ีตามมาด้านหลังและคลื่นแรงระเบิดที่สะทอ้ นกลับมาจากผิววัตถุ

“แรงดันระเบิดช่วงบวก” (positive phase) หมายถึง ค่าแรงดันระเบิดในช่วงเวลาท่ีแรงดันระเบิดมีคา่
สงู กวา่ แรงดันบรรยากาศ

“แรงดันระเบิดช่วงลบ” (negative phase) หมายถึง ค่าแรงดันระเบิดในช่วงเวลาที่แรงดันระเบิดมีค่า
ตา่ กวา่ แรงดนั บรรยากาศ

“แรงดันเหนือแรงดนั บรรยากาศ” (overpressure) หมายถึง แรงดันทม่ี คี ่าสงู กวา่ แรงดนั บรรยากาศ

“แรงดันพลศาสตร์” (dynamic pressure) หมายถึง แรงดันท่ีเกิดข้ึนต่ออนุภาคของมวลอากาศท่ีเป็น
ผลเน่อื งมาจากการเคล่อื นท่ีผ่านของคลื่นกระแทกแนวหน้า

“แรงดล” (impulse) หมายถึง ผลรวมของพลังงานจากการระเบิดในช่วงเวลาใดๆ ซ่ึงโดยทั่วไปจะ
คานวณไดจ้ ากพน้ื ท่ใี ต้กราฟแรงดนั ระเบิดกบั เวลาจนถงึ ณ เวลาทพี่ ิจารณา

“แรงดันประสิทธิผลสูงสุด” (maximum effective pressure) หมายถึง ค่าแรงดันท่ีสูงกว่าระหว่าง
แรงดันระเบิดโดยตรง ผลรวมของแรงดนั ระเบดิ โดยตรงกบั แรงดันระเบดิ พลศาสตร์ หรอื แรงดันระเบดิ สะทอ้ น

กรมโยธาธกิ ารและผังเมอื ง หนา้ 1-3

ค่มู อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ทม่ี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

“สภาพแวดล้อมอิสระ” (free field) หมายถึง สภาพแวดล้อมท่ีปราศจากส่ิงกีดขวางซึ่งอาจส่งผลต่อ
ขนาดของคลืน่ ระเบิดก่อนกระทบวัตถุ

“การออกแบบช่วงแรงดันสูง” (high-pressure design range) หมายถึง การออกแบบเพ่ือต้านทาน
แรงดันระเบิดท่ีมีค่าสูงมากแต่มีระยะเวลาที่แรงกระทาต่อโครงสร้างน้ันส้ันมากเม่ือเทียบกับระยะเวลาที่
โครงสร้างเกดิ การโก่งตวั สงู สดุ ซงึ่ การออกแบบในสภาวะนี้จะเปน็ การออกแบบเพ่ือต้านทานแรงดลเปน็ หลัก

“การออกแบบช่วงแรงดันต่า” (low-pressure design range) หมายถึง การออกแบบเพ่ือต้านทาน
แรงดันระเบิดท่ีมีค่าน้อยแต่ในขณะเดียวกันมีระยะเวลาที่แรงกระทาต่อโครงสร้างนานซึ่งบางคร้ังอาจนานกว่า
ระยะเวลาที่โครงสร้างเกิดการโก่งตัวสูงสุด โดยการออกแบบในสภาวะนี้จะเป็นการออกแบบเพื่อต้านทาน
แรงดันที่มคี วามสม่าเสมอตลอดทง้ั พื้นที่เปน็ หลัก

“คล่ืนทุติยภูมิ” (secondary wave) หมายถึง คล่ืนแรงระเบิดท่ีก่อตัวข้ึนท่ีด้านหลังของโครงสร้าง โดย
เกดิ ขนึ้ จากการผสานของคลืน่ แรงระเบิดท่ีเคล่ือนที่พน้ ขอบพน้ื หลังคาและผนงั ด้านข้าง

“ระดับการปอ้ งกัน” (level of protection) หมายถึง ระดบั ของความเสยี หายท่ยี อมรับได้เม่ืออาคารถูก
กระทาด้วยแรงระเบิดตามขนาดท่ีคาดการณ์ไว้ เช่น เม่ือเกิดระเบิดโครงสร้างส่วนใหญ่ของอาคารจะได้รับ
ความเสยี หายมากแตจ่ ะไม่พังถลม่ ลงมา หรอื เมอื่ เกดิ ระเบิดโครงสร้างอาคารไม่ไดร้ ับความเสียหายแต่อุปกรณ์
ประกอบอาคารต่างๆ ทไี่ มใ่ ชโ่ ครงสร้างอาจไดร้ ับความเสยี หายอย่างหนกั เปน็ ต้น

“แรงต้านทาน” (resistance) หมายถึง กาลังที่ต้องการของชิ้นส่วนโครงสร้างเพ่ือต้านทานแรงภายใน
เมอื่ ชิน้ สว่ นโครงสรา้ งนน้ั ๆ เกิดการเปล่ียนรปู

“การคราก” (yield) หมายถึง พฤติกรรมท่วี สั ดเุ รมิ่ ยดื โดยไม่ต้องเพมิ่ แรงดงึ ข้ึนอีก

“พฤติกรรมแบบแผ่นบางแรงอัด” (compressive membrane) หมายถึง พฤติกรรมการถ่ายเทแรงอดั
โดยตรงสู่ฐานรองรับของชิ้นส่วนโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหลบกที่เกิดการแตกร้าวตลอดความลึกของหน้าตัด
ส่งผลให้ชนิ้ สว่ นโครงสรา้ งนนั้ ๆ ไมส่ ามารถตา้ นทานแรงดัดได้อกี ตอ่ ไป

1.5 สญั ลักษณ์

CD = สมั ประสิทธ์ิแรงหน่วง (drag coefficient)
CE = สมั ประสิทธแิ์ รงเทียบเท่า (equivalent load factor)
Cr = ความเรบวของคลน่ื เสียงในช่วงท่ีเกิดแรงดนั สะท้อน มหี นว่ ยเป็น เมตรต่อมิลลวิ นิ าที (ฟุตต่อ

มิลลิวินาท)ี
Cr = สมั ประสิทธิแ์ รงดันสะทอ้ นสาหรับมมุ ตกกระทบคา่ ตา่ งๆ
G = คา่ ทีม่ ากกวา่ ระหว่างความสูงของอาคารและความกวา้ งของอาคาร มหี นว่ ยเปน็ เมตร (ฟุต)
H = ความสงู ของอาคาร มีหนว่ ยเป็น เมตร (ฟตุ )
Hc = ความสงู จดุ ศูนย์กลางระเบดิ มหี นว่ ยเป็น เมตร (ฟุต)
Hs = ความสงู ของผนงั ด้านหลงั มีหน่วยเปน็ เมตร (ฟุต)
HT = ความสงู ของคลืน่ มัค มหี น่วยเป็น เมตร (ฟตุ )
i = แรงดลชว่ งบวก (positive impulse) มีหน่วยเป็น กโิ ลปาสกาล-มิลลวิ ินาที (ปอนด์ต่อ

ตารางน้ิว-มิลลิวินาที)

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมือง หน้า 1-4

ค่มู อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดทมี่ ตี ่อโครงสร้างอาคาร

i - = แรงดลชว่ งลบ (negative impulse) มหี นว่ ยเปน็ กโิ ลปาสกาล-มลิ ลิวนิ าที (ปอนด์ต่อตารางน้วิ -

มิลลิวนิ าท)ี
is = แรงดลโดยตรงชว่ งบวก มีหนว่ ยเปน็ กโิ ลปาสกาล-มลิ ลวิ นิ าที (ปอนด์ต่อตารางน้ิว-มลิ ลวิ นิ าท)ี
is- = แรงดลโดยตรงชว่ งลบ มีหน่วยเปน็ กิโลปาสกาล-มลิ ลิวนิ าที (ปอนดต์ ่อตารางน้วิ -มิลลิวนิ าท)ี
ir = แรงดลสะท้อนสงู สดุ ช่วงบวก มหี นว่ ยเป็น กโิ ลปาสกาล-มลิ ลิวินาที (ปอนด์ต่อตารางน้ิว-

มิลลวิ ินาที)
ir- = แรงดลสะท้อนสูงสดุ ช่วงลบ มหี น่วยเปน็ กิโลปาสกาล-มลิ ลิวนิ าที (ปอนด์ต่อตารางนิว้ -

มิลลิวินาที)
ir = แรงดลสะท้อนสงู สดุ เม่ือมุมตกกระทบมากกว่าศนู ย์ มีหนว่ ยเปน็ กิโลปาสกาล-มิลลวิ ินาที

(ปอนด์ต่อตารางน้ิว-มิลลิวินาที)

L = ความยาวของอาคาร มหี น่วยเป็น เมตร (ฟุต)
Lw = ความยาวของคล่นื ระเบิดช่วงบวก มหี น่วยเปน็ เมตร (ฟุต)
Lw- = ความยาวของคล่ืนระเบิดช่วงลบ มหี น่วยเป็น เมตร (ฟตุ )
P = แรงดันระเบิด มีหนว่ ยเป็น กโิ ลปาสกาล (ปอนดต์ ่อตารางน้ิว)
Pso = แรงดนั ระเบิดโดยตรงสูงสดุ ช่วงบวก (peak incident pressure) มหี นว่ ยเปน็ กโิ ลปาสกาล

(ปอนด์ต่อตารางน้ิว)
Pso- = แรงดนั ระเบดิ โดยตรงสูงสดุ ช่วงลบ มหี น่วยเปน็ กิโลปาสกาล (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
Psob= แรงดันระเบดิ โดยตรงสูงสดุ ช่วงบวก ณ ขอบหลงั คาด้านหลัง มหี น่วยเปน็ กิโลปาสกาล (ปอนด์

ต่อตารางน้ิว)

Psof = แรงดันระเบดิ โดยตรงสูงสุดช่วงบวก ณ จดุ เรมิ่ ต้นโครงสร้างหลังคาหรือผนังดา้ นข้าง มีหนว่ ย
เปน็ กโิ ลปาสกาล (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)

Ps = แรงดันระเบิดโดยตรงช่วงบวก มีหน่วยเป็น กโิ ลปาสกาล (ปอนด์ต่อตารางนิว้ )
Ps- = แรงดันระเบิดโดยตรงชว่ งลบ มีหนว่ ยเปน็ กโิ ลปาสกาล (ปอนด์ต่อตารางนวิ้ )
PR = แรงดันระเบดิ เทียบเท่าสูงสุดช่วงบวกทีก่ ระทาบนพ้นื หลังคาหรือผนงั ด้านขา้ ง มีหนว่ ยเป็น

กโิ ลปาสกาล (ปอนดต์ ่อตารางน้วิ )
PR- = แรงดันระเบดิ เทียบเทา่ สงู สดุ ชว่ งลบท่กี ระทาบนพ้ืนหลังคาหรอื ผนงั ด้านข้าง มีหนว่ ยเป็น

กโิ ลปาสกาล (ปอนดต์ ่อตารางนิ้ว)

Pr = แรงดนั ระเบิดสะท้อน (reflected pressure) ช่วงบวก มีหนว่ ยเปน็ กโิ ลปาสกาล (ปอนด์ตอ่
ตารางน้วิ )

Pr- = แรงดันระเบดิ สะท้อนชว่ งลบ มีหนว่ ยเปน็ กโิ ลปาสกาล (ปอนด์ต่อตารางนวิ้ )
Pr = แรงดนั ระเบิดสะท้อนสาหรบั มมุ ตกกระทบค่าต่างๆ มีหนว่ ยเปน็ กิโลปาสกาล (ปอนดต์ ่อ

ตารางนวิ้ )
qo = แรงดนั พลศาสตรส์ ูงสดุ (peak dynamic pressure) มหี น่วยเปน็ กโิ ลปาสกาล (ปอนด์ต่อ

ตารางนว้ิ )

qof = แรงดนั พลศาสตร์ ณ จุดเริม่ ต้นโครงสรา้ งหลงั คาหรือผนังด้านขา้ ง มหี นว่ ยเป็น กโิ ลปาสกาล
(ปอนด์ต่อตารางนว้ิ )

R = ระยะหา่ งจดุ ศูนยก์ ลางระเบิด (standoff distance) มหี น่วยเปน็ เมตร (ฟุต)

กรมโยธาธิการและผงั เมอื ง หนา้ 1-5

คมู่ ือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

RA = ระยะทางตั้งฉากในแนวดง่ิ มีหนว่ ยเปน็ เมตร (ฟุต)
RG = ระยะทางตง้ั ฉากในแนวราบ มหี นว่ ยเป็น เมตร (ฟุต)
S = คา่ ที่น้อยกวา่ ระหวา่ งความสูงของอาคารและความกว้างของอาคาร มหี นว่ ยเป็น เมตร (ฟุต)
ta = ระยะเวลาท่ีคลื่นระเบดิ เดนิ ทางจากจุดศูนย์กลางระเบิดถงึ จุดท่ีพิจารณา (arrival time)

มีหน่วยเป็น มิลลวิ นิ าที
tc = ระยะเวลาที่แรงดันระเบิดสะท้อนมีผลต่อโครงสร้างอาคาร (clearing time) มหี น่วยเป็น

มิลลวิ ินาที
td = ระยะเวลาที่แรงดันระเบิดเทียบเทา่ เพิ่มขน้ึ จากศูนยจ์ นมีค่าสงู สดุ (rising time) มีหนว่ ยเปน็

มิลลิวินาที
tf = ระยะเวลาท่ีคล่นื ระเบดิ เดนิ ทางมาถงึ จดุ เริม่ ตน้ โครงสรา้ งหลังคาหรือผนงั ด้านขา้ ง มหี น่วยเปน็

มลิ ลิวนิ าที
to = ระยะเวลาของแรงดันระเบดิ ช่วงบวก มหี นว่ ยเป็น มลิ ลวิ ินาที
to- = ระยะเวลาของแรงดนั ระเบดิ ช่วงลบ มีหน่วยเปน็ มิลลวิ นิ าที
tof = ระยะเวลาท่แี รงดนั ระเบิดชว่ งบวกกระทาบนพ้นื หลังคาหรือผนงั ด้านขา้ ง มีหน่วยเปน็

มลิ ลวิ ินาที
tof- = ระยะเวลาท่แี รงดันระเบิดชว่ งลบกระทาบนพ้นื หลังคาหรอื ผนังด้านขา้ ง มหี นว่ ยเป็น มิลลิวินาที
trf = ระยะเวลาของแรงดนั ระเบดิ สะท้อนเทยี บเท่าช่วงบวก ณ ผนงั ดา้ นหนา้ อาคาร มหี นว่ ยเป็น

มิลลวิ ินาที
trf- = ระยะเวลาของแรงดันระเบิดสะท้อนเทียบเท่าชว่ งลบ ณ ผนังดา้ นหนา้ อาคาร มีหนว่ ยเป็น

มลิ ลวิ ินาที
U = ความเรวบ ของคล่ืนแรงระเบดิ มหี น่วยเป็น เมตรตอ่ มิลลิวนิ าที (ฟุตต่อมลิ ลวิ นิ าที)
u = ความเรวบ ของอนุภาคอากาศ มีหน่วยเปน็ เมตรต่อมลิ ลิวินาที (ฟุตต่อมิลลวิ นิ าที)
W = นา้ หนกั วตั ถรุ ะเบิดเทยี บเท่า TNT มีหน่วยเปน็ กโิ ลกรัม (ปอนด์)
Ws = ความกว้างของอาคาร มหี นว่ ยเป็น เมตร (ฟุต)
Z = ระยะปรับทอน (scaled distance) ซึง่ เปน็ อตั ราส่วนระหว่างระยะจุดศนู ย์กลางระเบดิ (R)

และรากทสี่ ามของน้าหนักวัตถุระเบดิ เทียบเทา่ (W) มีหนว่ ยเปน็ เมตรต่อกิโลกรัม1/3 (ฟุตตอ่
ปอนด์1/3)
ZG = ระยะปรับทอนทางราบ ซ่ึงเป็นอตั ราสว่ นระหว่างระยะทางในแนวราบ (RG) และรากทสี่ ามของ
นา้ หนกั วตั ถุระเบิดเทียบเท่า (W) มีหนว่ ยเป็น เมตรต่อกโิ ลกรัม1/3 (ฟตุ ต่อปอนด์1/3)

กรมโยธาธิการและผังเมอื ง หน้า 1-6

คมู่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

บทที่ 2
เหตุการณ์ระเบิดท่สี าคญั ในอดตี ทส่ี ง่ ผลกระทบตอ่ อาคาร

การศึกษาผลกระทบที่มตี ่อโครงสร้างของอาคารจากการโจมตีดว้ ยวตั ถุระเบิดทเ่ี กดิ ขึ้นในอดตี เปน็ สิ่งหน่ึงท่ี
ผูอ้ อกแบบสามารถนามาพิจารณาประกอบการออกแบบอาคารต้านทานแรงระเบดิ ได้ โดยข้อมลู จากเหตุการณ์
ระเบิดในอดีตสามารถนามาวิเคราะห์เพ่ือระบุขนาดท่ีเหมาะสมสาหรับใช้ในการออกแบบและคาดคะเนความ
เสียหายที่อาจเกิดข้ึนกับอาคารได้ ดังนั้นในบทนี้จึงได้รวบรวมเหตุการณ์ก่อการร้ายด้วยวัตถุระเบิดท่ีสาคัญๆ
ซ่ึงสร้างความเสียหายให้กับอาคารท่ีเป็นเป้าหมายในการโจมตี เพื่อผู้ออกแบบสามารถนาข้อมูลเหล่านี้ไป
ประกอบการออกแบบอาคารให้มปี ระสทิ ธิภาพต่อไป

2.1 ข้อมูลสถติ ิเหตกุ ารณ์กอ่ การร้ายด้วยระเบิดในประเทศไทย

ความขดั แยง้ ทางดา้ นการเมอื งในปัจจุบันสง่ ผลให้การโจมตดี ้วยระเบดิ ในประเทศไทยมจี านวนเพ่ิมขน้ึ อย่าง
ต่อเน่ืองเร่ิมต้ังแต่ปี พ.ศ. 2547 ดังท่ีแสดงในรูปที่ 2-1 โดยจากผลการเก็บข้อมูลของกรมสรรพาวุธทหารบก
กองทัพบก พบวา่ จานวนการโจมตดี ว้ ยวัตถุระเบิดในประเทศไทยต้ังแต่ปี พ.ศ. 2547 ถึง 2557 มีจานวนท้ังส้ิน
3,225 คร้งั โดยเฉพาะในช่วงระหว่างปี พ.ศ. 2555 ถึง 2557 มคี ่าเฉล่ียการเกิดถงึ 310 คร้ังตอ่ ปี ซ่ึงขอ้ มูลทาง
สถิติเหล่านี้เป็นส่ิงหน่ึงที่ผู้ท่ีเก่ียวข้องสามารถนามาพิจารณาถึงความจาเป็นของการออกแบบอาคารเพื่อ
ตา้ นทานแรงระเบิดได้

500 471
450 แนวโนม้ การกอ่ การร้ายดว้ ยระเบดิ

400 344 333 331 325
350
250 284 266 276
จานวนค ้รัง 300 242
250

200

150 103
100

50

0
2547 2548 2549 2550 2551 2552 2553 2554 2555 2556 2557

ปพี ธุ ศักราช

รูปท่ี 2-1 สถติ ิเหตุการณ์ก่อการรา้ ยด้วยระเบิดในประเทศไทย
(ที่มา: กรมสรรพาวธุ ทหารบก กองทัพบก)

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หนา้ 2-1

คู่มือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ีต่อโครงสรา้ งอาคาร

2.2 เหตุการณร์ ะเบิดท่ีสาคญั ในต่างประเทศที่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างอาคาร

2.2.1 อาคารรฐั บาลกลาง อลั เฟรด พี เมอร์ราห์ (Alfred P. Murrah Federal Building)

ที่ตง้ั : 200 N.W. 5th St เมอื งโอคลาโฮมาซติ ี้ รัฐโอคลาโฮมา ประเทศสหรฐั อเมรกิ า

วนั ท:ี่ 19 เมษายน ค.ศ. 1995

ชนิด/ขนาดวัตถุระเบิด: วัตถุระเบิดเป็นชนิดแสวงเคร่ืองท่ีถูกบรรจุในรถยนต์ (vehicle-borne
improvised explosive device หรือ VBIED) ประกอบด้วยปุ๋ยแอมโมเนียมไนเตรต (ammonium nitrate
fertilizer) ไนโตรมีเทน (nitromethane) และน้ามันดีเซล ซง่ึ คดิ เป็นวัตถรุ ะเบิดขนาด 3,175 กโิ ลกรัม (7,000
ปอนด์) ถูกบรรจุอยู่ในรถบรรทุกขนาดเล็กที่จอดท้ิงไว้ด้านหน้าอาคารโดยห่างจากตัวอาคารประมาณ 3 ถึง 5
เมตร

ความเสียหายต่อบุคคล: ในระหว่างเกิดเหตุระเบิดมีผู้อยู่ในอาคารประมาณ 646 คน โดยการระเบิดเป็น
เหตุให้มีผู้เสียชีวติ ทันที 20 คน โดยเป็นผ้ใู หญ่ 14 คนและเด็ก 6 คน ซึ่งสุดท้ายแล้วมีผู้เสียชีวติ รวมทั้งสน้ิ 168
คนและผบู้ าดเจ็บรวมท้งั ส้นิ กวา่ 800 คน

ความเสียหายต่อโครงสร้างอาคาร: ผลของการระเบิดทาให้เสาด้านหน้าอาคารเกิดการวิบัติและส่งผลให้
อาคารบางส่วนพังทลายลงมา (รูปที่ 2-2) นอกจากน้ี การระเบิดยังส่งผลให้อาคารอื่นๆ หลายหลังได้รับความ
เสยี หายในระดบั ความรนุ แรงทแ่ี ตกตา่ งกัน (รูปที่ 2-3)

รูปที่ 2-2 สภาพอาคารอลั เฟรด พี เมอร์ราห์ ก่อนและหลังการโจมตี
(ที่มา: http://en.wikipedia.org/wiki/Oklahoma_City_bombing)

กรมโยธาธิการและผงั เมอื ง หนา้ 2-2

คู่มือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมีต่อโครงสรา้ งอาคาร

ผลการสารวจความเสียหายของ
อาคารทไี่ ด้รบั ผลกระทบจาก
เหตกุ ารณ์วางระเบดิ อาคารรฐั บาล
กลาง อัลเฟรด พี เมอร์ราห์

อาคารรัฐบาลกลาง อลั เฟรด พี
เมอรร์ าห์
โครงสร้างพงั ถลม่
โครงสรา้ งเสยี หายบางส่วน
สว่ นประกอบโครงสรา้ งเสียหาย

รปู ท่ี 2-3 ผลกระทบตอ่ อาคารอ่ืนๆ จากเหตุการณว์ างระเบิดอาคารรฐั บาลกลาง อัลเฟรด พี เมอร์ราห์
(ท่มี า: FEMA-426/BIPS-06)

2.2.2 อาคารศูนยก์ ลางการคา้ โลก (World Trade Center)

ที่ต้ัง: ศูนย์กลางการค้าโลก อาคารฝั่งเหนือ (North Tower) เมืองนิวยอร์กซิต้ี รัฐนิวยอร์ก ประเทศ
สหรฐั อเมรกิ า

วันท:่ี 26 กมุ ภาพันธ์ ค.ศ. 1993

ชนิด/ขนาดวัตถุระเบิด: วัตถุระเบิดเป็นชนิดแสวงเคร่ืองที่ถูกบรรจุในรถยนต์ (VBIED) โดยมียูเรียไนเตรต
(urea nitrate) น้าหนักประมาณ 600 กิโลกรัม (1,300 ปอนด์) เป็นส่วนประกอบหลัก และมีส่วนประกอบ
อ่ืนๆ ได้แก่ ผงอลูมิเนียม (aluminum particle) ผงแม็กนีเซียม (magnesium particle) และผงเหล็ก (ferric
oxide particle) และมีถังก๊าซไนโตรเจนอีกจานวน 3 ถังเพื่อเสริมความรุนแรงของลูกไฟจากการระเบิด
สว่ นประกอบทั้งหมดถูกบรรจุในรถบรรทุกขนาดเล็กซึ่งถูกนาไปจอดทิ้งไว้ ณ ท่ีจอดรถชั้นใต้ดนิ ระดับ B-2 ของ
อาคารเหนือ โดยการระเบดิ ก่อให้เกิดแรงดนั ขนาด 1,000 เมกะปาสกาล (150,000 ปอนด์ต่อตารางน้วิ )

ความเสยี หายต่อบุคคล: การระเบิดส่งผลใหม้ ผี ูเ้ สียชวี ติ ทง้ั สิ้น 6 คน และมผี ้บู าดเจ็บรวมท้ังส้ิน 1,042 คน
โดยสว่ นใหญไ่ ดร้ ับบาดเจบ็ ในขณะอพยพออกจากอาคารทัง้ สองหลงั จากการระเบิด

ความเสียหายต่อโครงสร้างอาคาร: ในเบ้ืองต้นผู้ก่อการร้ายตั้งใจท่ีจะให้การระเบิดสร้างความเสียหาย
อย่างหนักกับอาคารฝั่งเหนือจนเป็นเหตุให้อาคารล้มไปชนอาคารฝ่ังใต้ และทาให้อาคารทั้งสองหลังถล่มลงมา
แต่ปรากฏว่าแรงระเบิดส่งผลให้พ้ืนคอนกรีตเพียง 4 ชั้นเกิดรูกว้างขนาด 30 เมตร (98 ฟุต) (รูปท่ี 2-4 และ
2-5) โดยไมม่ ีความเสียหายทร่ี นุ แรงต่อโครงสร้างหลักของอาคารยกเวน้ ระบบไฟฟ้าหลักและระบบไฟแสงสว่าง

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หน้า 2-3

คมู่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทีม่ ตี ่อโครงสร้างอาคาร
ฉุกเฉินท่ีได้รับความเสียหายอย่างหนัก นอกจากน้ีควันจากการระเบิดยังได้แพร่กระจายข้ึนไปถึงชั้นท่ี 93 ของ
อาคารทั้งสองหลัง และกระจายไปสู่ช่องบันไดหนีไฟที่ไม่มีระบบอัดอากาศซ่ึงส่งผลต่อการอพยพผู้คนออกจาก
อาคาร

รูปท่ี 2-4 ความเสยี หายของพ้ืนที่ชั้นจอดรถใต้ดนิ อาคารศูนย์กลางการค้าโลก
(ทีม่ า: https://en.wikipedia.org/wiki/1993_World_Trade_Center_bombing)

รปู ที่ 2-5 แผนผังแสดงความรุนแรงของแรงระเบดิ เหตุการณว์ างระเบดิ อาคารศูนยก์ ลางการคา้ โลก
(ทม่ี า: https://en.wikipedia.org/wiki/1993_World_Trade_Center_bombing)

กรมโยธาธิการและผังเมอื ง หน้า 2-4

คมู่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทีม่ ตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

2.2.3 หา้ งสรรพสินคา้ มาร์กแอนด์สเปนเซอร์ (Marks & Spencer Store)

ทีต่ ัง้ : ถนนคอร์ปเปอเรชน่ั เมอื งแมนเชสเตอร์ ประเทศอังกฤษ

วันท:่ี 15 มิถนุ ายน ค.ศ. 1996

ชนิด/ขนาดวัตถุระเบิด: วัตถุระเบิดเป็นชนิดแสวงเคร่ืองท่ีถูกบรรจุในรถยนต์ (VBIED) โดยมีส่วนผสม
ประกอบด้วย Semtex ซ่ึงเป็นวัตถุระเบิดชนิดพลาสติกท่ีใช้ทางการทหารและปุ๋ยแอมโมเนียมไนเตรต
(ammonium nitrate fertilizer) วัตถุระเบิดมีน้าหนกั รวมประมาณ 1,500 กิโลกรัม (3,300 ปอนด์) ซ่ึงบรรจุ
อยู่ในรถบรรทุกขนาดเล็กท่ีถูกนามาจอดทิ้งไว้หน้าห้างสรรพสินค้ามาร์กแอนด์สเปนเซอร์ โดยก่อนการระเบิด
เจ้าหน้าที่ตารวจเมืองแมนเชสเตอร์ได้รับโทรศัพท์ระบุถึงการวางระเบิด ของกลุ่มกองกาลังเพื่อปลดแอกชาว
ไอรชิ (Provisional Irish Republican Army หรอื IRA) แต่ก็ไมส่ ามารถเกบ็ กูร้ ะเบิดได้

ความเสียหายต่อบุคคล: เนื่องจากเจ้าหน้าที่ตารวจได้รับการแจ้งเตือนล่วงหน้าก่อนเกิดการระเบิด ทาให้
สามารถอพยพผู้คนออกจากบริเวณดังกล่าวจึงส่งผลให้ไม่มีผูเ้ สียชีวติ แต่มีผู้ได้รับบาดเจบ็ จานวน 212 คนจาก
การที่มีเศษกระจกและก้อนอิฐลอยข้ามแนวก้ันของเจ้าหน้าที่ตารวจซึ่งห่างจากจุดวางระเบิด 2.4 กิโลเมตร
(1.5 ไมล์)

ความเสียหายต่อโครงสร้างอาคาร: การระเบิดทาให้โครงสร้างของอาคารท่ีอยู่ใกล้จุดศูนย์กลางระเบิด
จานวน 12 หลังได้รับความเสียหายอย่างหนักจนไม่สามารถซ่อมแซมให้ใช้งานได้อีก (รูปท่ี 2-6) แต่เป็นท่ีน่า
สังเกตว่าไม่มีอาคารใดพังถล่มลงมา นอกจากนี้แรงระเบิดยังทาให้ผนังและกระจกตามช่องเปิดต่างๆ ของ
อาคารหลายหลังในบริเวณใกล้เคียงได้รับความเสียหาย โดยมูลค่าความเสียหายท้ังหมดถูกประเมินไว้ที่ 700
ลา้ นปอนด์ ซงึ่ ถอื ว่าเปน็ เหตกุ ารณ์กอ่ การรา้ ยท่ีมมี ูลคา่ ความเสียหายมากทส่ี ุดของประเทศอังกฤษในเวลานัน้

รปู ท่ี 2-6 ความเสียหายของอาคารบรเิ วณทเี่ กดิ เหตุการณ์ระเบิดห้างสรรพสินคา้ มาร์กแอนด์สเปนเซอร์
(ท่ีมา: https://en.wikipedia.org/wiki/1996_Manchester_bombing)

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมือง หนา้ 2-5

คมู่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

2.2.4 อาคารทีท่ าการรฐั บาล Regjeringskvartalet

ทตี่ ั้ง: กรงุ ออสโล ประเทศนอร์เวย์

วันท:ี่ 22 กรกฎาคม ค.ศ. 2011

ชนิด/ขนาดวัตถุระเบิด: เป็นวัตถุระเบิดชนิด Ammonium Nitrate - Fuel Oil หรือ ANFO ซึ่งมี
ส่วนประกอบได้แก่ ปุ๋ยแอมโมเนียมไนเตรต (ammonium nitrate fertilizer) และน้ามันเชื้อเพลิง โดย
ผู้เชี่ยวชาญด้านวัตถรุ ะเบดิ เชื่อวา่ ระเบดิ มีนา้ หนักรวมประมาณ 950 กิโลกรัม (2,090 ปอนด)์ ถกู บรรจุอยู่ในรถ
ตู้ขนาดเล็กท่ีถูกนามาจอดทิ้งไว้ด้านหน้าอาคารสานกั งานของนายกรัฐมนตรี โดยในบริเวณใกล้เคียงกันยังเปน็
ท่ีต้ังของอาคารที่ทาการหน่วยงานภาครัฐอื่นๆ เช่น อาคารกระทรวงเชื้อเพลิงและพลังงาน อาคาร
กระทรวงการคลงั เปน็ ต้น

ความเสียหายต่อบุคคล: คล่ืนกระแทกจากการระเบิดทาให้มีผู้เสียชีวิตทันที 6 คน และมีผู้เสียชีวิตอีก 2
คนภายหลังจากการระเบิดเพียงไม่นานเนื่องจากทนพิษบาดแผลไม่ไหว ส่วนผู้บาดเจ็บมีจานวนไม่น้อยกว่า
209 คน โดยในจานวนนัน้ เป็นผู้บาดเจบ็ สาหัสจานวน 12 คน

ความเสียหายต่อโครงสร้างอาคาร: การระเบิดส่งผลให้อาคารสานักงานนายกรัฐมนตรีและอาคาร
กระทรวงเช้ือเพลิงและพลังงานเกิดไฟไหม้ นอกจากน้ันแรงระเบิดยังสร้างความเสียหายให้กับกระจกหน้าต่าง
ในทุกๆ ชั้นของอาคารสานักงานนายกรัฐมนตรี อาคารกระทรวงเชื้อเพลิงและพลังงาน อาคารสานัก
หนังสือพิมพ์ VG และอาคารอ่ืนๆ ท่ีอยู่อีกด้านหน่ึงของจัตุรัส (รูปที่ 2-7 และ 2-8) และเป็นท่ีน่าสังเกตว่า
โครงสร้างของอาคารดังกล่าวไม่พังถล่มลงมา แต่พบเพียงแค่ความเสียหายในระดับท่ีสามารถซ่อมแซมได้
เท่านัน้

รูปท่ี 2-7 ตาแหน่งการระเบิดจากเหตุการณ์โจมตีอาคารท่ีทาการรฐั บาล Regjeringskvartalet

กรมโยธาธกิ ารและผังเมอื ง หนา้ 2-6

คูม่ ือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมตี ่อโครงสร้างอาคาร

รปู ท่ี 2-8 สภาพความเสยี หายของอาคารท่ีต้ังอยู่โดยรอบอาคารที่ทาการรฐั บาล Regjeringskvartalet
(ทม่ี า: https://en.wikipedia.org/wiki/2011_Norway_attacks)

2.3 เหตกุ ารณ์ระเบิดทสี่ าคัญในประเทศไทยทีส่ ง่ ผลกระทบตอ่ โครงสร้างอาคาร

2.3.1 อาคารสมานเมตตาแมนชั่น

ท่ีตั้ง: ตาบลโสนนอ้ ย อาเภอบางบัวทอง จังหวัดนนทบรุ ี

วันท:ี่ 5 ตลุ าคม พ.ศ. 2553

ชนิด/ขนาดวัตถุระเบิด: วัตถุระเบิดในเหตุการณ์น้ีเช่ือว่าเป็นระเบิดชนิดแสวงเคร่ือง (Improvised
Explosive Device หรอื IED) ประกอบด้วยปุ๋ยยูเรยี (urea fertilizer) และนา้ มนั เชอ้ื เพลิงถูกบรรจุในถังน้ายา
แอร์และถังดับเพลิง โดยวัตถุระเบิดมีน้าหนักเทียบเท่าวัตถุระเบิดชนิดทีเอ็นที (TNT) ประมาณ 10 กิโลกรัม
(20 ปอนด์) โดยทางเจ้าหน้าท่ีเชอ่ื ว่าการระเบิดเกิดจากความผิดพลาดของผู้ประกอบระเบิดเองในขณะทาการ
ประกอบระเบดิ

ความเสียหายต่อบุคคล: แรงระเบิดทาให้มีผู้เสียชีวิต 4 คน โดยเจ้าหน้าที่เช่ือว่าผู้เสียชีวิตประกอบด้วย
ผู้ประกอบระเบิด คู่สามีและภรรยาท่ีอาศัยอยู่ในห้องพักข้างเคียง และประชาชนที่อาศัยอยู่ในอาคารที่อยู่ติด
กบั สถานทีเ่ กิดเหตุ

ความเสยี หายต่อโครงสรา้ งอาคาร: การระเบิดสง่ ผลให้ผนังและโครงสร้างอาคารได้รบั ความเสยี หายอย่าง
หนกั โดยเฉพาะคานและพื้นบริเวณที่เป็นจุดศูนย์กลางระเบดิ โดยพนื้ ช้นั บนได้พังถล่มลงมาข้างล่าง (รปู ที่ 2-9)
แรงระเบิดยังทาให้โครงสร้างของอาคารที่อยู่ติดกันและอาคารทาวน์เฮ้าส์ที่อยู่ฝ่ังตรงข้ามได้รับความเสียหาย
อย่างหนักอีกด้วย นอกจากน้ีจากการเข้าตรวจสอบของเจ้าหน้าท่ีท้องถ่ินในภายหลังพบว่าอาคารเกิดการทรุด
ตวั ลง 5 ซม.

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง หน้า 2-7

ค่มู ือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมีต่อโครงสร้างอาคาร

รปู ที่ 2-9 สภาพความเสียหายของอาคารสมานเมตตาแมนชนั่
(ทีม่ า: http://news.mthai.com/hot-news/89615.html)

2.3.2 อาคารศนู ยก์ ารคา้ ลี การ์เดน้ ส์ พลาซา่

ทต่ี ัง้ : ถนนเสนห่ านสุ รณ์ อาเภอหาดใหญ่ จงั หวดั สงขลา

วนั ท:ี่ 31 มนี าคม พ.ศ. 2555

ชนิด/ขนาดวัตถุระเบิด: วัตถุระเบิดเป็นชนิดแสวงเคร่ืองที่ถูกบรรจุในรถยนต์ (VBIED) ซึ่งบรรจุอยู่ในถัง
แก๊สของรถยนต์โดยสารขนาดเล็ก วัตถุระเบิดมีน้าหนักประมาณ 15 กิโลกรัม (33 ปอนด์) โดยผู้ก่อการร้ายได้
นารถยนต์ดังกล่าวมาจอดท้ิงไว้ท่ีท่ีจอดรถชั้นใต้ดินระดับ B-3 ของศูนย์การค้า แต่ท้ังนี้ไม่มีข้อมูลของ
สว่ นประกอบของวัตถรุ ะเบดิ ทใี่ ชใ้ นการก่อเหตุ

ความเสยี หายตอ่ บคุ คล: แรงระเบิดทาให้มผี ้เู สียชีวิตจานวน 5 รายและมผี ู้บาดเจบ็ จานวน 354 ราย

ความเสียหายต่อโครงสร้างอาคาร: แรงระเบิดทาให้พื้นตรงจุดที่เกิดการระเบิดเสียหายเป็นรูกว้าง 2.2
เมตร (รูปท่ี 2-10) และการระเบิดยังก่อให้เกิดเพลิงไหม้ในอาคารตั้งแต่ช้ันที่ 1 ถึงชั้นที่ 4 (รูปท่ี 2-10) โดย
เจ้าหน้าที่เช่ือว่าสาเหตุของเพลิงไหม้เกิดจากเช้ือเพลิงของรถท่ีใช้ในการก่อเหตุ หลังจากเหตุการณ์ดังกล่าว
ผู้เชี่ยวชาญได้ตรวจสอบสมรรถนะของโครงสร้างอาคารและสรุปว่าความเสียหายเกิดข้ึนเฉพาะบริเวณพื้นท่ี
จอดรถเท่านนั้ โดยการระเบดิ ไมส่ ่งผลต่อโครงสรา้ งส่วนอืน่ ๆ ของอาคาร

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หน้า 2-8

คู่มือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมตี ่อโครงสร้างอาคาร

รูปท่ี 2-10 สภาพความเสียหายอาคารศนู ยก์ ารคา้ ลี การ์เด้น พลาซ่า
(ท่ีมา: ฐานขอ้ มลู ข่าวจังหวัดชายแดนภาคใต้ http://wbns.oas.psu.ac.th)

2.4 การคาดคะเนความเสยี หายทีจ่ ะเกดิ ขน้ึ จากการระเบดิ

จากเหตุการณ์โจมตีด้วยวัตถุระเบิดท่ีถูกยกเป็นกรณีตัวอย่างในบทนี้ จะพบว่าความสูญเสียท่ีเกิดข้ึนจะมี
ท้ังในส่วนของความเสียหายของอาคารและการบาดเจ็บหรือเสียชีวิตของผู้บริสุทธ์ิ โดยระดับความรุนแรงของ
ความสูญเสียที่เกิดนั้นข้ึนอยู่กับขนาดและตาแหน่งของการระเบิดเป็นหลัก ซ่ึงความสัมพันธ์ของขนาดและ
ตาแหน่งของการระเบิดท่ีมีต่อระดับความรุนแรงของความสูญเสียนี้สามารถแสดงได้โดยใช้ Generic Range-
to-Effects Chart (รูปที่ 2-11) ที่จัดทาขึ้นโดย Department of Defense (DOD) ของประเทศสหรัฐอเมริกา
โดย Generic Range-to-Effects Chart นี้สามารถใช้ในการคาดคะเนความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นทร่ี ะยะห่าง
ต่างๆ จากจุดศูนย์กลางระเบิดเมื่อทราบขนาดของวัตถุระเบิด โดยแผนภาพนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อให้
เจ้าหน้าที่มีแนวทางคร่าวๆ ในการกาหนดระยะท่ีปลอดภัยในการอพยพผู้คนเมื่อมีการตรวจพบวัตถุระเบดิ แต่
ในทางปฏิบัติการกาหนดระยะห่างท่ีปลอดภัยต้องพิจารณาถึงลักษณะพื้นที่ที่เกิดเหตุด้วย ดังน้ันแผนภาพนี้จึง
เป็นเพียงข้อแนะนาในกรณีที่ไม่มีข้อมูลของลักษณะพ้ืนท่ีท่ีเช่ือถือได้เท่านั้น แต่ไม่แนะนาให้ผู้ออกแบบนา
แผนภาพนีม้ าใช้เปน็ หลักในการออกแบบอาคารเพ่อื ตา้ นทานแรงระเบิด

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หนา้ 2-9

คมู่ ือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมตี ่อโครงสร้างอาคาร

ลกั ษณะการบรรทกุ วัตถุระเบิด

10,000 กระเปา๋ เดนิ ทาง รถยนต์ รถตู้ รถบรรทุก

ระยะห่าง ุจด ูศนย์กลางระเ ิบด ( ุฟต) 1,000

100

10
10 100 1,000 10,000 100,000

น้าหนักวัตถุระเบดิ เทยี บเท่า (ปอนด-์ TNT)

ภัยจากกระจก – บาดแผลขนาดเลก็ บาดเจ็บจากแรงกระแทก – ภายในและภายนอกอาคาร
ภยั จากกระจก – บาดแผลขนาดใหญ่ บาดเจ็บถงึ ชีวติ

ภยั จากกระจกตดิ ฟิลม์ – บาดแผล เสาอาคารเรมิ่ เกดิ การวิบัติ
ขนาดใหญ่ บาดเจบ็ จากชิ้นสว่ นผนัง หรือบาดเจบ็ จากแรง
กระแทกหากอย่ใู นพน้ื ท่เี ปิด

รปู ที่ 2-11 แผนภูมิ Generic Range-to-Effects
(ท่มี า: FEMA-426/BIPS-06)

เม่ือพิจารณาแผนภูมิในรูปท่ี 2-11 จะสังเกตได้ว่าขนาดของวัตถุระเบิดได้ถูกจาแนกให้สอดคล้องตาม
ประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายวัตถุระเบิด เช่น กระเป๋าเดินทางสามารถบรรจุวัตถุระเบิดน้าหนัก
ประมาณ 10 – 50 กิโลกรมั TNT (25 – 100 ปอนด)์ เปน็ ต้น และเม่ือทราบขนาดของวัตถรุ ะเบิดกจ็ ะสามารถ
คาดคะเนระดับความสญู เสียท่ีจะเกิดขนึ้ ทีร่ ะยะต่างๆ ได้ ยกตัวอยา่ งเช่น สาหรบั วตั ถุระเบิดขนาด 25 กิโลกรัม
TNT (50 ปอนด์) จะทาให้เสาคอนกรีตเสริมเหล็กภายในรัศมี 5 เมตร (15 ฟุต) จากจุดศูนย์กลางระเบิดเกิด
การวิบตั ิ หรือสามารถทาให้บุคคลทีอ่ ย่ใู นรศั มี 20 เมตร (70 ฟุต) จากจุดศนู ยก์ ลางระเบดิ เสยี ชีวิตได้ เปน็ ตน้

กรมโยธาธิการและผงั เมอื ง หน้า 2-10

คมู่ ือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ที่มีต่อโครงสร้างอาคาร

บทท่ี 3
ชนิดของวัตถรุ ะเบดิ และคา่ เปรียบเทียบกาลัง

วัตถุระเบิดสามารถจาแนกออกเป็นประเภทตามสถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว หรือ ก๊าซ โดยวัตถุ
ระเบิดที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่ถือว่าเป็นวัตถุระเบิดแรงสูง ส่วนวัตถุระเบิดท่ีเป็นของเหลวและก๊าซมักจะถูกใช้
เป็นส่วนประกอบในการผลิตสารเช้ือเพลิงและสารขับดันต่างๆ ซึ่งไม่ถือว่าเป็นวัตถุระเบิดแรงสูง วัตถุระเบิด
แรงสูงทีส่ ามารถสร้างความเสยี หายอยา่ งหนกั ต่ออาคารและบคุ คลมีอยหู่ ลายชนิดดว้ ยกัน โดยวัตถุระเบิดแต่ละ
ชนิดมีลักษณะทางกายภาพและอนุภาพการทาลายที่แตกต่างกันไป และถึงแม้จะเป็นวัตถุระเบิดชนิดเดียวกัน
ก็อาจมีอนุภาพท่ีแตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับวิธีและกระบวนการผลิต การเก็บรักษา การนามาใช้งาน รวมไปถึง
ลกั ษณะทางกายภาพและลักษณะทางเคมีของตัววัตถุระเบิดเองด้วย ทง้ั น้ี ในบทนจ้ี ะกลา่ วเฉพาะชนิดของวัตถุ
ระเบิดแรงสูงที่มักจะถกู นามาใช้ในการวางระเบดิ อาคารสาคญั ต่างๆ โดยจะอธิบายถึงลักษณะทางกายภาพและ
อนุภาพของวัตถุระเบิดเหล่านี้อย่างคร่าวๆ และรวมทั้งการเปรียบเทียบความรุนแรงของวัตถุระเบิดแต่ละชนิด
เพื่อให้ผู้ออกแบบสามารถนามาใช้เป็นข้อมูลประกอบในการออกแบบอาคารต้านทานแรงระเบิดเมื่อต้อง
คานึงถึงชนดิ ของวตั ถุระเบิด

3.1 ชนิดของวตั ถุระเบดิ

3.1.1 Trinitrotoluene (TNT)

 ส่วนประกอบ: C6H2(NO2)3CH3 ซ่ึงเกิดจากการผสมระหว่าง โธลูอีน (toluene) กรดซัลฟิวริก
(sulfuric acid) และกรดไนตรกิ (nitric acid)

 ส:ี มีสีเหลอื งถงึ น้าตาลอมเหลืองขน้ึ อยู่กับความบรสิ ทุ ธ์ิ (รูปท่ี 3-1)

 การใช้: ใช้เป็นวตั ถุระเบิดในยุทโธปกรณ์กระสุนและดินทาลาย สามารถใช้เป็นดินขยายการระเบิดได้
โดยอดั เป็นแทง่ และใช้ร่วมกบั กับวตั ถุระเบิดอนื่ ๆ

 ความเป็นพิษ: เป็นพษิ มาก เขา้ สรู่ ่างกายได้ทางผิวหนัง การสูดดมฝ่นุ หรือไอระเหย มีอนั ตรายพอกับ
การกนิ เข้าไป เม่ือเขา้ สู่ร่างกายจะทาใหน้ า้ ตาไหล ตามวั ดีซา่ น และอาจทาให้ตาบอดได้ เมอื่ สัมผัสกับ
ผิวหนงั อาจทาใหอ้ วัยวะน้นั เกดิ พิษและเกดิ ผน่ื คนั

 ความไว: เป็นวัตถุระเบิดที่ไม่ไวมากนัก โดยเฉพาะกับแรงกระแทก แรงเสียดสี เปลวไฟ แต่อาจเกิด
ระเบิดได้ถ้าได้รับการเสียดสีระหว่างโลหะ เช่น การขันเกลียว การยิงด้วยปืนเล็กนัดเดียวจะไม่ทาให้
ระเบิด แต่ถา้ ยิงดว้ ยปืนกลจะทาให้ระเบดิ ถ้าถูกแสงแดดเปน็ เวลานาน ๆ จะมคี วามไวขน้ึ

 ความคงทน: มีความคงทนดีมากในการเก็บรักษา ถ้าเก็บในอุณหภูมิสูงจะมีการไหลเยิ้มแต่ไม่ไว
ถา้ ผสมดว้ ยไหมหรือฝา้ ยจะเปน็ วัตถุระเบิดแรงต่าซ่ึงง่ายต่อการจุดและลกุ ไหม้อย่างรวดเรว็ จนอาจเกิด
ระเบิดได้ ไม่ดูดความชื้นและไม่เสื่อมเพราะความชื้น ไม่ทาปฏิกิริยากับโลหะ ยกเว้นเม่ือละลายใน
กรดดินประสิวจะเป็นอันตรายมาก ทาปฏิกิริยากับอัลคาไลด์ เช่น แอมโมเนียม โซเดียมไฮดรอกไซด์
โซเดียมคาร์บอเนท ซง่ึ จะทาใหเ้ กดิ สารประกอบที่อนั ตราย ไวต่อความร้อน และแรงกระแทก

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง หน้า 3-1

คู่มือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมีต่อโครงสร้างอาคาร

รูปที่ 3-1 ลักษณะของ TNT

3.1.2 Ammonium Nitrate and Fuel Oil (ANFO)

 ส่วนประกอบ: NH4NO3 (หรือแอมโมเนยี มไนเตรต) และน้ามันเชอ้ื เพลงิ เช่น ดเี ซล

 สี: แอมโมเนียมไนเตรตจะมสี ีขาว (รปู ที่ 3-2 (ก)) แต่เมอ่ื ผสมกบั นา้ มันเชอื้ เพลิงแล้วจะมสี ชี มพู (รปู ที่
3-2 (ข))

 การใช้: ใช้เป็นสารออกซิไดเซอร์ ใชเ้ ปน็ ดินระเบดิ หลุมและทาให้หนิ แตกร้าว และใช้เปน็ ส่วนผสมกับ
วตั ถรุ ะเบดิ อ่ืน

 ความเป็นพิษ: เม่ือระเบิดแล้วจะเกิดควันท่ีเป็นพิษ แต่ไม่มีพิษและไม่ทาให้เกิดผื่นคันในขณะที่ยังคง
สภาพของวตั ถุระเบดิ อยู่

 ความไว: ไม่ไวต่อแรงกระแทก อาจระเบิดได้เม่ือจุดด้วยเชื้อปะทุ ความไวจะเพิ่มขึ้นเม่ือผสมด้วย
ไนโตรกีลเซอรนี ไนโตรเซลลูโลส ไนโตรคอมเปาด์ และเม่ือผสมดว้ ยสารท่ีไม่ใชว่ ตั ถุระเบดิ เชน่ ยางสน
กามะถนั ถ่าน ผงแปง้ นา้ ตาล นา้ มันเชอื้ เพลิง จะกลายเป็นออกซิไดเซอร์ทใี่ ห้กาลังดี และจะไวขึ้นเม่ือ
ได้รบั ความร้อนจากการลกุ ไหม้ของวสั ดุตดิ ไฟ

 ความคงทน: ความคงทนดีมาก จุดตัวเมื่อมีความร้อน 465 องศาเซลเซียส ถ้าชื้นจะทาปฏิกิริยากับ
ทองแดง ทองเหลือง เหลก็ เหลก็ อ่อน ตะกว่ั อลูมินม่ั

 สารละลาย: ละลายได้ดีในน้าและน้ายาแอมโมเนียมอาร์ซิเตรท 10% ละลายได้บางส่วนในเอธิล
แอลกอฮอล์และเมทิลแอลกอฮอล์ และละลายไดน้ ้อยมากในอะซโิ ตน

(ก) Ammonium Nitrate (ข) ANFO

รูปท่ี 3-2 ลกั ษณะของ Ammonium Nitrate และ ANFO

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 3-2

คูม่ ือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมีต่อโครงสรา้ งอาคาร

3.1.3 Composition 4 (C4)
 ส่วนประกอบ: ประกอบด้วย ดินระเบิดอาร์.ดี.เอกซ์. (R.D.X) กับปริมาณของน้ามันพลาสติก
ไดออกธิลเซบาเคต (dioctyl sebacate) โพลีไอโซบิวทีลีน (polyisobutylene) และน้ามันมิเนอรัล
(mineral oil) ในอตั ราส่วนทแี่ ตกตา่ งกนั
 สี: มสี ขี าวขุ่นถึงสนี ้าตาลอ่อน มักจะถกู ห่อหุ้มด้วยพลาสติกสีเขยี วเขม้ หรือกระดาษสีน้าตาล (รูปท่ี 3-3)
 การใช้: ใชเ้ ปน็ วัตถรุ ะเบดิ ในสรรพาวุธใตน้ ้าและดนิ ระเบิดทาลาย
 ความเป็นพิษ: ปกติไม่เป็นพิษ ไม่ทาให้เกิดผื่นคัน แต่ถ้าเข้าสู่ร่างกายจะทาอันตรายต่อเนื้อเยื่ออ่อน
และทาใหเ้ สียชีวิตได้
 ความไว: มีความไวเท่าวัตถุระเบิดชนิด TNT จุดระเบิดได้แน่นอนด้วยเช้ือประทุทางทหารหรือฝักแค
ระเบดิ เมอ่ื มัดเป็นปมห้มุ ดว้ ยดินระเบิดชนิดน้ี
 ความคงทน: คงทนในการเก็บรกั ษาดีมาก ไมด่ ดู ความช้ืน ไม่เสอื่ มเมอื่ ถูกความชน้ื และไมท่ าปฏกิ ิรยิ า
กับโลหะทกุ ชนดิ
 สารละลาย: ละลายในสารละลายไดเฟนิลฟอมาไมทด์ได้ดีมากและละลายในสารละลายอาซีโตนได้
บางสว่ น

รปู ท่ี 3-3 ลักษณะของ C4

3.1.4 ยูเรียไนเตรต (Urea Nitrate)
 ส่วนประกอบ: ประกอบด้วย ปุ๋ยยูเรียและกรดไนตรกิ (nitric acid) โดยจะเกิดเป็นผลึกยูเรียไนเตรต
เมือ่ ผสมส่วนประกอบทั้งสองอยา่ งถูกต้อง
 สี: เป็นผลกึ สีขาวถงึ เทาอ่อนหรอื น้าตาล (รปู ที่ 3-4)
 การใช้: มักจะถูกใช้ทดแทนแอมโมเนียมไนเตรตในการประกอบระเบิดแสวงเครื่องขนาดใหญ่
เน่ืองจากความง่ายในการจัดหาวสั ดุและมคี วามไวตอ่ การระเบิดมากกวา่ แอมโมเนียมไนเตรต
 ความเปน็ พิษ: ปกตไิ มเ่ ป็นพษิ แต่จะมีกลนิ่ คลา้ ยน้ามันเชือ้ เพลิงหรอื สารเคมี
 ความไว: เป็นวัตถุระเบิดท่ีไม่มีความไวต่อสภาพแวดล้อม แต่จะติดไฟทันทีเมื่อผสมกับสารโซเดียม
คลอไรด์

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หนา้ 3-3

คู่มอื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ทมี่ ีต่อโครงสร้างอาคาร

 ความคงทน: สามารถดูดซึมน้าได้ทันที และถ้ามีการดูดซึมน้าเกินกว่า 8% ของปริมาตรสารทั้งหมด
จะกลายเปน็ วตั ถุระเบดิ ท่ีมีความเฉอ่ื ย

รูปท่ี 3-4 ภาพขยายของผลึก Urea Nitrate

3.1.5 Triacetone Triperoxide (TATP)
 ส่วนประกอบ: ประกอบด้วย อะซีโตน (acetone) เฮกซาไมน์ (hexamine) ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
(hydrogenperoxide) และกรดซัลฟวิ รกิ (sulfuric acid)
 ส:ี สีขาว มลี ักษณะคลา้ ยผงเกลือหรอื แป้ง (รูปท่ี 3-5)
 การใช้: เนือ่ งจากมีความไม่เสถยี รสูง วัตถุระเบิดชนดิ นจ้ี ึงมักจะถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักในระเบิด
แสวงเครื่องขนาดเล็ก
 ความเปน็ พษิ : ปกตไิ มเ่ ป็นพิษ แตจ่ ะมีกล่ินคล้ายอะซโี ตนหรอื ผลสม้ เม่อื เกิดการสลายตัว
 ความไว: เป็นวัตถุระเบิดท่ีมีความไม่เสถียรสูงมาก สามารถเกิดการระเบิดได้เม่ือเจอความร้อน
การเสยี ดสี หรือการกระแทก ซึ่งรวมถึงเปน็ ผลเนื่องจากการขนสง่ ด้วย
 ความคงทน: มีความคงทนและไมไ่ ดร้ ับผลกระทบเน่ืองจากความช้ืน

รปู ท่ี 3-5 ลักษณะของ TATP หนา้ 3-4

กรมโยธาธิการและผังเมือง

คูม่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมีต่อโครงสรา้ งอาคาร

3.2 คา่ เปรยี บเทียบกาลัง (Relative Effectiveness Factors)

ค่าเปรียบเทียบกาลัง (Relative Effectiveness Factor หรือ R.E. Factor) เป็นค่าท่ีแสดงกาลังการ
ระเบดิ ของวัตถุระเบิดเม่ือเปรียบเทียบกับวัตถุระเบิดมาตรฐานหน่ึงหนว่ ยมวล โดยวตั ถุระเบิดมาตรฐานท่ีนามา
เปรียบเทยี บคอื วัตถุระเบิดชนดิ TNT ซ่ึงจะถูกกาหนดให้มีคา่ เปรยี บเทียบกาลังเท่ากับ 1.0 หากวัตถุระเบดิ มีค่า
เปรียบเทียบกาลังมากกว่า 1.0 จะแสดงว่าวัตถุระเบิดน้ันมีกาลังการระเบิดมากกว่า TNT ที่มีน้าหนักเท่ากัน
โดยค่าเปรียบเทียบกาลงั สาหรบั วัตถรุ ะเบดิ แต่ละประเภทน้นั ได้แสดงอยู่ในตาราง 3-1

ตาราง 3-1 ความหนาแน่นและค่าเปรียบเทยี บกาลงั (R.E. Factor) สาหรับวตั ถรุ ะเบิดแรงสูงแตล่ ะชนิด

ชนิดวัตถุระเบิด ความหนาแนน่ R.E.
(กรัม/มิลลลิ ิตร) Factor

Ammonium nitrate (AN + <0.5% H2O) 1.12 0.42
Black powder (75% KNO3 + 19% C + 6% S) 1.65 0.55
Tanerit Simply® (93% granulated AN + 6% red P + 1% C) 0.90 0.55
Hexamine dinitrate (HDN) 1.30 0.60
Dinitrobenzene (DNB) 1.50 0.60
HMTD (hexamine peroxide) 0.88 0.74
ANFO (94% AN + 6% fuel oil) 0.92 0.74

TATP (acetone peroxide) 1.18 0.80

Tovex® Extra (AN water gel) commercial product 1.33 0.80

Hydromite® 600 (AN water emulsion) commercial product 1.24 0.80
ANNMAL (66% AN + 25% NM + 5% Al + 3% C + 1% TETA) 1.16 0.87
Amatol (50% TNT + 50% AN) 1.50 0.91
Nitroguanidine 1.32 0.95
Trinitrotoluene (TNT) 1.60 1.00
Hexanitrostilbene (HNS) 1.70 1.05
Nitrourea 1.45 1.05
Tritonal (80% TNT + 20% aluminium)* 1.70 1.05
Amatol (80% TNT + 20% AN) 1.55 1.10
Nitrocellulose (13.5% N, NC) 1.40 1.10
Nitromethane (NM) 1.13 1.10

กรมโยธาธิการและผังเมือง หนา้ 3-5

คมู่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่มี ีต่อโครงสร้างอาคาร

ตาราง 3-1 (ตอ่ ) ความหนาแน่นและคา่ เปรียบเทยี บกาลงั (R.E. Factor) สาหรับวตั ถรุ ะเบดิ แรงสูงแต่ละชนดิ

ชนิดวัตถรุ ะเบดิ ความหนาแนน่ R.E.
(กรมั /มิลลลิ ติ ร) Factor
PBXW-126 (22% NTO, 20% RDX, 20% AP, 26% Al, 12% PU’s
system)* 1.80 1.10
Diethylene glycol dinitrate (DEGDN)
PBXIH-135 EB (42% HMX, 33% Al, 25% PCP-TMETN’s system)* 1.38 1.17
PBXN-109 (64% RDX, 20% Al, 16% HTPB’s system)* 1.81 1.17
Triaminotrinitrobenzene (TATB) 1.68 1.17
Picric acid (TNP) 1.80 1.17
Trinitrobenzene (TNB) 1.71 1.20
Tetrytol (70% tetryl + 30% TNT) 1.60 1.20
Nobel's Dynamite (75% NG + 23% diatomite) 1.60 1.20
Tetryl 1.48 1.25
Torpex (aka HBX, 41% RDX + 40% TNT + 18% Al + 1% wax)* 1.71 1.25
Composition B (63% RDX + 36% TNT + 1% wax) 1.80 1.30
Composition C-3 (78% RDX) 1.72 1.33
Composition C-4 (91% RDX) 1.60 1.33
Pentolite (56% PETN + 44% TNT) 1.59 1.34
Semtex 1A (76% PETN + 6% RDX) 1.66 1.33
RISAL P (50% IPN + 28% RDX + 15% Al + 4% Mg + 1% Zr + 1.55 1.35
2% NC)*
Hydrazine mononitrate 1.39 1.40
Mixture: 24% nitrobenzene + 76% TNM
Mixture: 30% nitrobenzene + 70% nitrogen tetroxide 1.59 1.42
Nitroglycerin (NG) 1.48 1.50
Octol (80% HMX + 19% TNT + 1% DNT) 1.39 1.50
NTO (Nitrotriazolon) 1.59 1.54
1.83 1.54
1.87 1.60

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 3-6

คมู่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ทมี่ ตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

ตาราง 3-1 (ต่อ) ความหนาแน่นและค่าเปรียบเทยี บกาลัง (R.E. Factor) สาหรบั วตั ถรุ ะเบดิ แรงสูงแตล่ ะชนิด

ชนดิ วตั ถรุ ะเบิด ความหนาแนน่ R.E.
(กรมั /มลิ ลลิ ติ ร) Factor
DADNE (1,1-diamino-2,2-dinitroethene, FOX-7) 1.60
Gelatine (92% NG + 7% nitrocellulose) 1.77 1.60
Plastics Gel® (in toothpaste tube: 45% PETN + 45% NG + 1.60
5% DEGDN + 4% NC) 1.60
Composition A-5 (98% RDX + 2% stearic acid) 1.51
Erythritol tetranitrate (ETN) 1.60
Chopin's Composition (10% PETN + 15% RDX + 72% ETN) 1.65 1.60
Hexogen (RDX) 1.60 1.60
PBXW-11 (96% HMX, 1% HyTemp, 3% DOA) 1.67 1.60
Penthrite (PETN) 1.78 1.60
Ethylene glycol dinitrate (EGDN) 1.81 1.66
TNAZ (trinitroazetidine) 1.71 1.66
Octogen (HMX grade B) 1.49 1.70
HNIW (CL-20) 1.85 1.70
Hexanitrobenzene (HNB) 1.86 1.80
MEDINA (Methylene dinitroamine) 1.97 1.85
DDF (4,4’-Dinitro-3,3’-diazenofuroxan) 1.97 1.93
Octanitrocubane (ONC) 1.65 1.95
1.98 2.38
1.95

หมายเหตุ *เน่ืองจากวัตถุระเบิดเหล่าน้ีมีส่วนผสมของผงอะลูมิเนียม (aluminized mixtures) ซึ่งทาให้แรงระเบิดข้ึนอยู่กับ
ลักษณะการประกอบระเบดิ เชน่ วัตถรุ ะเบิดท่มี ีสว่ นผสมผงอะลูมเิ นียมและถูกบรรจุอยู่ในภาชนะปิดขนาดเล็กอาจมีอาณุภาพ
แรงระเบิดรุนแรงเพิม่ ขนึ้ ถึงสองเทา่ ดงั น้ันคา่ R.E. Factor ของวตั ถรุ ะเบดิ เหล่านอ้ี าจไมเ่ ปน็ ไปตามคา่ ในตารางนี้

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หน้า 3-7

คมู่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมีต่อโครงสรา้ งอาคาร

โดยทั่วไปในการออกแบบอาคารต้านทานแรงระเบิด การคานวณแรงระเบิดจะพิจารณาจากน้าหนักของ
วตั ถุระเบดิ ชนิด TNT เป็นหลกั ดังนน้ั หากเป็นวตั ถรุ ะเบดิ ชนดิ อื่น ผู้ออกแบบจาเป็นต้องคานวณหาน้าหนกั วัตถุ
ระเบิดเทียบเท่า (effective charge weight) โดยใช้ค่าเปรียบเทียบกาลังในตารางท่ี 3-1 ซ่ึงค่าน้าหนักวัตถุ
ระเบิดเทยี บเทา่ น้ีสามารถคานวณได้ตามสมการ 3-1

น้าหนักวัตถุระเบิดเทยี บเท่า = R.E. Factor ของวัตถรุ ะเบิดท่พี จิ ารณา x น้าหนักวตั ถรุ ะเบิดน้นั ๆ (3-1)

โดยน้าหนักวัตถุระเบิดเทียบเท่าที่คานวณได้น้ีจะนามาใช้ในการคานวณหาค่าแรงดันระเบิดเพื่อใช้ในการ
ออกแบบอาคารต้านทานแรงระเบดิ ต่อไป ซึ่งจะอธบิ ายในรายละเอียดในบทท่ี 5

กรมโยธาธิการและผังเมือง หนา้ 3-8

คู่มอื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ทีม่ ตี ่อโครงสร้างอาคาร

บทที่ 4
พฤติกรรมของการระเบดิ และประเภทของแรงระเบิด

4.1 พฤตกิ รรมของการระเบิด

การที่วัตถุระเบิดแรงสูงที่ไม่มีวัสดุห่อหุ้มจะเกิดการระเบิดได้นั้นจาเป็นต้องทาให้เกิดการปะทุข้ึนก่อน
มิฉะน้ันจะเกิดการเผาไหม้เพียงอย่างเดียว คาว่า “การปะทุ” นั้นหมายถึงปฏิกิริยาเคมีจากการสลายตัววัตถุ
ระเบิดท่ีเกิดข้ึนอย่างรวดเร็วและคงท่ีด้วยความเร็วท่ีเรียกว่า “ความเร็วในการปะทุ” ซ่ึงมีความเร็วมากกว่า
ความเรว็ เสียง โดยทั่วไปความเรว็ ในการปะทุของวัตถรุ ะเบดิ แรงสงู มีค่าอยู่ทร่ี ะหว่าง 6,700 ถงึ 8,500 เมตรตอ่
วินาที (22,000 ถึง 28,000 ฟุตต่อวินาที) โดยเมื่อเกิดการปะทุ วัตถุระเบิดที่เป็นของแข็งหรือของเหลวจะ
เปลีย่ นเป็นก๊าซแรงดันสูงท่ีมีความร้อนและความหนาแนน่ สูงท่ีขยายตัวออกจากจดุ ศูนย์กลางระเบิด กอ่ ให้เกิด
คลื่นระเบิดที่รุนแรงหรือท่ีเรียกว่าคลื่นกระแทก (shock wave) ที่เคลื่อนท่ีผ่านอากาศโดยรอบ โดยแรงดันที่
เกิดขึ้นในทันทีท่ีด้านหน้าของคลื่นกระแทก (shock front) มีค่าได้ต้ังแต่ 19,000 ถึง 34,000 เมกาปาสกาล
(2,700,000 ถึง 4,900,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ในระหว่างการระเบิดของวัตถุระเบิดรุนแรงสูงส่วนใหญ่
หน่ึงในสามของพลังงานเคมีจากปฏิกิริยาเคมีท่ีเกิดขึ้นจากการระเบิดจะถูกปล่อยออกมาในขั้นตอนของการ
ปะทุ สว่ นพลงั งานเคมสี ่วนที่เหลือจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของวัตถุระเบดิ เมื่อทาปฏิกริ ิยากับ
อากาศซ่ึงจะเกิดภายหลังการปะทุ ซ่ึงพลังงานส่วนหลังน้ีมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยกับลักษณะและคุณสมบัติ
ของคล่นื ระเบิดเนื่องจากปฏิกริ ิยาในข้นั ตอนน้ีมคี วามเร็วทชี่ า้ กวา่ ปฏิกริ ยิ าของการปะทุเป็นอยา่ งมาก

ในขณะท่ีคลื่นระเบิดขยายตัวออก ตัวคล่ืนจะมีความรุนแรงและความเร็วลดลงเมื่อระยะเวลามากข้ึน
และถ้ามีโครงสร้างอยู่ในเส้นทางของคลื่น คลื่นกระแทกด้านหน้าจะกระทบกับโครงสร้างและหลังจากนั้น
โครงสร้างท้ังหมดจะถูกปกคลุมไปด้วยแรงดันระเบิด (blast pressure) โดยท่ีขนาดและการกระจายของ
แรงดันระเบิดนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปน้ี (1) คุณสมบัติของระเบิด เช่น ชนิดของวัตถุระเบิด พลังงานของการ
ระเบิด และน้าหนักวัตถุระเบิด (2) ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางระเบิดไปยังโครงสร้าง (3) ขนาดและการขยาย
ขนาดของแรงดนั ระเบิดเนื่องจากปฏสิ ัมพนั ธ์กับพน้ื ดนิ หรือโครงสรา้ ง โดยสาหรบั วตั ถรุ ะเบิดทเ่ี ป็นของแข็งและ
เป็นวัตถุระเบิดแรงสูง ผลจากการระเบิดของวตั ถุระเบิดประเภทนี้ได้มีการศึกษาจนเป็นท่ีเข้าใจเปน็ อย่างดี ทั้ง
ในเร่อื งของการหาแรงดัน แรงดล ระยะเวลา และผลกระทบอน่ื ๆ ของการระเบิด

สาหรับวัตถุระเบิดประเภทอื่นที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ซึ่งไม่ใช่วัตถุระเบิดแรงสูง เมื่อเกิดการ
ระเบิดแรงดันระเบิดจะมีค่าแตกต่างกันและการระเบิดมักจะเกิดข้ึนอย่างไม่สมบูรณ์ โดยมีวัตถุระเบิดเพียง
บางส่วนเกิดการจุดระเบิดขึ้น ในขณะท่ีส่วนอื่นๆ ของวัตถุระเบิดจะถูกเผาไหม้ไปอย่างรวดเร็ว ทาให้เกิดการ
สลายของพลงั งานเคมีจากปฏิกิริยาการระเบิดไปเปน็ พลังงานความร้อนซึ่งกอ่ ให้เกิดอนั ตรายจากเพลงิ ไหม้และ
รงั สีความรอ้ นแทน

4.2 ประเภทของแรงระเบดิ

แรงระเบิดท่ีกระทากับโครงสร้างอาคาร สามารถแบ่งออกเป็นสองแบบโดยข้ึนอยกู่ ับลักษณะการปิดลอ้ ม
ของการเกิดการระเบิด (confinement) อันได้แก่ การระเบิดแบบไม่ปิดล้อม (unconfined explosion) และ
การระเบิดแบบปิดล้อม (confined explosion) โดยการระเบิดทั้งสองแบบน้ีสามารถแบ่งออกเป็น
6 ประเภทย่อยตามตาแหน่งและสภาพปิดล้อมของการระเบิด ซ่ึงจะมีผลต่อค่าแรงดันระเบิด (รูปท่ี 4-1)

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมือง หนา้ 4-1

คู่มือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ีต่อโครงสรา้ งอาคาร

โดยคาอธิบายลักษณะการระเบิดและประเภทของแรงระเบิดที่เก่ียวข้องจะแสดงอยู่ในตาราง 4-1 ซ่ึงจะเห็นได้
วา่ การระเบิด 6 ประเภทย่อยน้ีก่อใหเ้ กดิ แรงดนั ระเบิดที่กระทาต่อโครงสรา้ งอาคาร 5 รปู แบบ ซึ่งเป็นแรงดันที่
ผู้ออกแบบควรนามาพิจารณาในการออกแบบโครงสรา้ งอาคารเพ่ือใหส้ อดคล้องลักษณะของการระเบดิ ต่อไป

การระเบดิ ประเภท 1

แผงกนั้ แรงระเบดิ ห้องกักเก็บแรงระเบิด ห้องจากัดแรงระเบิด

การระเบดิ ประเภท 4 การระเบดิ ประเภท 2

การระเบดิ ประเภท 6 การระเบิดประเภท 3 การระเบดิ ประเภท 5 หรอื 6

รูปท่ี 4-1 ประเภทของแรงระเบดิ

ตาราง 4-1 ประเภทของการระเบดิ

การปิดลอ้ มของการระเบดิ ประเภทของการระเบดิ ชนิดของแรงดันท่ีกระทากับ
อาคาร
การระเบิดแบบไม่ปิดลอ้ ม 1.การระเบิดกลางอากาศแบบอิสระ
(unconfined explosion) 2.การระเบดิ กลางอากาศ ก. แรงดนั ระเบดิ โดยตรง
3.การระเบดิ บนพืน้
ข. แรงดันระเบิดโดยตรง +
4.การระเบดิ ในสภาพท่ีมีชอ่ งเปิด คลื่นมัค

การระเบิดแบบปิดลอ้ ม 5.การระเบิดแบบปดิ ลอ้ มบางส่วน ข. คลน่ื มคั
(confined explosion)
ค. คลน่ื กระแทกภายใน
6.การระเบิดแบบปิดลอ้ มท้งั หมด ง. แรงดันรั่วไหล
ค. คล่นื กระแทกภายใน
ง. แรงดันรวั่ ไหล
จ. แรงดันแกส๊ ภายใน
ค. คลนื่ กระแทกภายใน
จ. แรงดนั แก๊สภายใน

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 4-2

คูม่ ือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ที่มีต่อโครงสร้างอาคาร

4.2.1 การระเบิดแบบไม่ปิดลอ้ ม (unconfined explosion)

4.2.1.1 การระเบิดกลางอากาศแบบอิสระ (free air explosion)

การระเบิดกลางอากาศแบบอิสระคือการระเบิดท่ีทาให้เกิดคล่ืนกระแทก (shock wave) แพร่กระจาย
ออกจากจุดศูนย์กลางของการระเบิด และกระทบกับโครงสร้างอาคารโดยไม่มีการขยายค่าระหว่าง
การเคลื่อนที่ ดังน้ันสาหรับการระเบิดประเภทน้ี แรงดันระเบิดท่ีกระทาต่อโครงสร้างอาคารจะมีเพียงแรงดัน
ระเบิดโดยตรง (incident pressure) เทา่ นน้ั

4.2.1.2 การระเบิดกลางอากาศ (air burst explosion)

การระเบิดกลางอากาศคือการระเบิดท่ีมีจุดศูนย์กลางระเบิดอยู่ในอากาศ ณ ตาแหน่งท่ีใกล้เคียง
กับพื้นและโครงสร้างอาคาร ส่งผลให้คล่ืนแรงระเบิดบางส่วนเกิดการขยายค่าเนื่องจากการผสานกับคล่ืนแรง
ระเบิดทส่ี ะทอ้ นจากพื้นก่อนกระทบกบั โครงสร้างอาคาร โดยแรงดนั ระเบิดท่ีเกดิ หลังจากการผสานนี้จะเรียกว่า
คลนื่ มัค (Mach wave) สาหรบั คู่มอื น้ีการระเบดิ กลางอากาศจะเกดิ ขึ้นเม่ือความสูงของจุดศนู ยก์ ลางระเบิดอยู่
ที่ประมาณ 2 ถึง 3 เท่าของความสูงของอาคารหน่ึงหรือสองชั้น ดังน้ันสาหรับการระเบิดประเภทนี้ แรงดัน
ระเบดิ ทก่ี ระทาตอ่ โครงสร้างอาคารจะมีทงั้ แรงดันระเบดิ โดยตรงและคลน่ื มคั

4.2.1.3 การระเบดิ บนพนื้ (surface burst explosion)

การระเบิดบนพนื้ คือการระเบิดท่ีเกิดใกล้พืน้ ผิวหรือบนพน้ื ผิว ซง่ึ ส่งผลให้คลน่ื แรงดันระเบิดเกิดการขยาย
ค่าจากการเสริมกาลังของคล่ืนที่สะท้อนมาจากพ้ืนผิวกลายเป็นคลื่นมัคต้ังแต่ตาแหน่งจุดศูนย์กลางระเบิด
ดังนั้นสาหรบั การระเบิดประเภทนี้ แรงดันระเบดิ ท่ีกระทาตอ่ โครงสรา้ งอาคารจะเปน็ คลืน่ มัคเพยี งอย่างเดียว

4.2.2 การระเบิดแบบปดิ ลอ้ ม (confined explosion)

4.2.2.1 การระเบิดในพนื้ ท่ีทีม่ ีชอ่ งเปดิ (fully vented explosion)

การระเบิดในพ้ืนที่ท่ีมีช่องเปิดคือการระเบิดที่เกิดข้ึนภายในพ้ืนที่หรืออยู่ติดกับโครงสร้างที่เป็นแผงก้ัน
หรือห้องที่มีด้านหน่ึงด้านใดหรือหลายด้านเปิดโล่งสู่ภายนอก โดยแรงดันระเบิดจะเกิดการขยายค่าจากการ
สะท้อนกลับของคล่ืนระเบิดเมื่อกระทบกับโครงสรา้ งส่วนที่เป็นแผงกั้น และถูกระบายออกภายนอกโครงสร้าง
ในรปู ของคลน่ื ซง่ึ เรียกวา่ แรงดันรัว่ ไหล (leakage pressures) ทเี่ คลือ่ นทอี่ อกจากตวั โครงสรา้ ง

4.2.2.2 การระเบดิ แบบปดิ ล้อมบางส่วน (partially confined explosion)

การระเบิดแบบปิดล้อมบางส่วนคือการระเบิดท่ีเกิดขึ้นภายในพ้ืนที่ท่ีเป็นแผงก้ันหรือห้องที่มีช่องเปิด
ขนาดจากัดหรอื มีรอยแตกของพ้ืนผิว ทาให้เกิดแรงดันรว่ั ไหลในช่วงเวลาหน่งึ ในขณะเดียวกนั ภายในโครงสร้าง
จะเกิดการสะสมของก๊าซท่ีมีความร้อนสูงซึ่งก่อให้เกิดแรงดันกึ่งสถิตย์ (quasi-static pressure) กระทากับ
โครงสร้างอาคารเป็นระยะเวลาที่นานกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระยะเวลาของแรงดันกระแทก (shock
pressure)

4.2.2.3 การระเบิดแบบปดิ ล้อมทง้ั หมด (fully confined explosion)

การระเบิดแบบปิดล้อมทัง้ หมดคือการระเบิดท่ีเกิดขึน้ ภายในโครงสร้างท่ีออกแบบเพ่ือการปดิ ล้อมทั้งหมด
หรอื เกือบท้ังหมด แรงระเบดิ ทเ่ี กิดภายในโครงสร้างนี้จะประกอบดว้ ยแรงกระแทกที่ไม่มีการระบายสูภ่ ายนอก

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง หน้า 4-3

คู่มอื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทีม่ ตี ่อโครงสร้างอาคาร

และแรงดันก๊าซที่กระทาต่อโครงสร้างเป็นระยะเวลานานซึ่งขึ้นกับสภาพของการปิดล้อม ในกรณีน้ีแรงดัน
ร่ัวไหลที่ระบายออกจากตัวโครงสร้างจะมีค่าต่ามากและจะมีผลกระทบต่อโครงสร้างอื่นๆ ที่อยู่ภายนอก
โครงสร้างที่ปิดลอ้ มเทา่ นน้ั

4.3 พฤตกิ รรมของคล่นื แรงระเบิด

การปลดปล่อยพลังงานอย่างรุนแรงจากการระเบิดน้ันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงของวัตถุระเบิด
จากของแข็งหรือของเหลวเป็นก๊าซแรงดันสูงท่ีมีอุณหภูมิสูงมาก ก๊าซแรงดันสูงน้ีจะแพร่กระจายออกทุก
ทิศทางผ่านอากาศโดยรอบในลักษณะคลื่นกระแทกที่ถูกผลักดันโดยก๊าซร้อน คล่ืนกระแทกด้านหน้า (shock
front) หรือท่ีเรียกว่าคล่ืนแรงระเบิดจะมีลักษณะเป็นการเพิ่มข้ึนอย่างรวดเร็วของแรงดันจากระดับแรงดัน
บรรยากาศ (ambient pressure) จนถึงค่าแรงดันระเบิดโดยตรงสูงสุด (peak incident pressure) โดยการ
เปล่ียนแปลงของแรงดันระเบิด ณ จุดใดๆ จากจุดศูนย์กลางระเบิดจะมีลักษณะแสดงดังรูปที่ 4-2 โดยเริ่มต้น
จากการที่คล่ืนกระแทกด้านหน้าเดินทางมาถึงจุดใดๆ ที่เวลา tA ซึ่งแรงดันท่ีจุดนั้นๆ จะเพ่ิมข้ึนอย่างรวดเร็ว
จนถึงค่าแรงดันระเบิดโดยตรงสูงสุด Pso และหลังจากน้ันแรงดันระเบิดจะลดลงไปเรื่อยๆ จนเท่ากับแรงดัน
บรรยากาศเม่ือผ่านไปเป็นเวลา to โดยระยะเวลาช่วงน้ีจะเรียกว่าช่วงบวก (positive phase) จากนั้นแรงดัน
จะลดลงไปอย่างตอ่ เน่ืองจนถึงคา่ แรงดันลบสูงสุด Pso- ซึ่งจะเป็นจุดท่ีอนภุ าคอากาศเรมิ่ เกดิ การไหลกลบั ทาให้
แรงดนั ปรบั เพม่ิ ขึ้นจนกระทั่งเกิดสมดุลของแรงดัน ณ จุดนน้ั ๆ หรือเท่ากบั แรงดันบรรยากาศ โดยช่วงทแี่ รงดัน
ระเบิดมีค่าต่ากว่าแรงดันบรรยากาศน้ีจะเรียกว่าช่วงลบ (negative phase) เป็นระยะเวลา to- ซึ่งปกติจะ
ยาวนานกว่าเวลาช่วงบวกมาก แต่ช่วงลบน้ีมักจะไม่ถูกนามาพิจารณาในการออกแบบโครงสร้างอาคาร
ต้านทานแรงระเบิดเนอ่ื งจากมผี ลกระทบตอ่ โครงสรา้ งอาคารน้อยกวา่ ชว่ งบวกเปน็ อย่างมาก

นอกจากน้ี ในการหาผลตอบสนองของโครงสร้างอาคารภายใต้แรงระเบิดจาเป็นต้องทราบค่าแรงดล
(impulse) โดยตรงจากการระเบิดซ่ึงสามารถคานวณได้จากพ้ืนท่ีใต้กราฟ แรงดัน-เวลา ตามรูปท่ี 4-2 นี้
โดยประกอบดว้ ย แรงดลช่วงบวก is และแรงดลช่วงลบ is-

Pso
แรงดลช่วงบวก is
แรง ัดนระเ ิบด
แรงดันระเบิด แรงดลช่วงลบ is-
Po tA ช่วงบวก Ps
Pso- tA + to tA + to + to-
แรงดนั ระเบดิ
ช่วงลบ Ps-

ระยะเวลtาoชร่วะงยบะวเวกลาหลังการระรเะบยดิ ะเวtลoา-ชว่ งลบ

รปู ที่ 4-2 การเปลีย่ นแปลงของแรงดนั ระเบดิ ณ จุดใดๆ จากจุดศูนย์กลางระเบิด

กรมโยธาธิการและผงั เมอื ง หน้า 4-4

คู่มอื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดท่มี ีต่อโครงสร้างอาคาร

ในขณะท่ีคลื่นกระแทกด้านหน้าเคลื่อนท่ีออกจุดศูนย์กลางระเบิดในทุกทิศทุกทาง คลื่นกระแทก
จะเคลื่อนท่ีด้วยความเร็ว U ที่ลดลงเรื่อยๆ แต่ยังคงมีความเร็วมากกว่าความเร็วเสียงอยู่ ส่วนโมเลกุลของก๊าซ
ท่ีอยู่ด้านหลังคล่ืนกระแทกด้านหน้าจะเคล่ือนที่ตามด้วยความเร็วที่น้อยกว่าซ่ึงเรียกว่าความเร็วอนุภาค u
การเคลื่อนทขี่ องโมเลกลุ ก๊าซนี้ก่อให้เกดิ แรงดันที่เรียกวา่ แรงดนั พลศาสตร์ (dynamic pressure) ซง่ึ มคี ่าสูงสุด
เท่ากบั qo ซง่ึ ตัวแปรเหลา่ นี้จะเปล่ยี นแปลงไปตามแรงดันโดยตรงสูงสุดดังแสดงในรูปที่ 4-3

แรงดนั พลศาสตรส์ งู สดุ qo (ปอนต์ตอ่ ตารางนิว้ )
ความเร็วอนุภาค u (ฟุตตอ่ มลิ ลิวนิ าที)
ความหนาแนน่ ของมวลอากาศดา้ นหลงั คลื่น
กระแทกด้านหนา้ (ปอนด์ตอ่ ลกู บาสก์ฟุต)

แรงดนั ระเบิดโดยตรงสงู สุด Pso (ปอนต์ต่อตารางน้ิว)

รูปที่ 4-3 ค่าแรงดันพลศาสตร์ ค่าความเรว็ ของอนุภาคอากาศ และความหนาแน่นของอากาศหลงั แนวคล่ืน
กระแทก

(ทม่ี า: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions
(UFC 3-340-02))

กรมโยธาธกิ ารและผังเมอื ง หน้า 4-5

คู่มือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ทม่ี ตี ่อโครงสรา้ งอาคาร

ในกรณีของการออกแบบช่วงแรงดันต่า (low-pressure design range) ค่าแรงดันพลศาสตร์สูงสุดหรือ

qo สามารถคานวณโดยใช้สมการ 4-1 ซึ่งโดยท่ัวไปแล้วค่า qo ที่ได้จากรูปท่ี 4-3 และสมการ 4-1 จะมีค่า
ใกลเ้ คียงกัน

qo = 0.022 (Pso)2 ปอน์ต่อตารางนวิ้ (สมการ 4-1)

พฤติกรรมของคล่ืนแรงระเบิดท่ีอธิบายในบทน้ีเป็นเพียงกรณีท่ัวๆ ไปเท่านั้น โดยในบทต่อไปจะเป็น
การอธิบายถึงค่าตัวแปรต่างๆ เหล่านี้สาหรับการระเบิดประเภทต่างๆ แต่ทั้งนี้เพ่ือให้สอดคล้องกับขอบเขต
ของคู่มือฉบับน้ี ประเภทของการระเบิดจะจากัดเฉพาะการระเบิดแบบไม่ปิดล้อมเท่าน้ันซ่ึงประกอบด้วยการ
ระเบดิ กลางอากาศแบบอสิ ระ การระเบิดกลางอากาศ และการระเบิดบนพืน้

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หนา้ 4-6

ค่มู อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

บทท่ี 5
การคานวณแรงกระทาเนอ่ื งจากการระเบดิ

ในการออกแบบอาคารต้านทานแรงระเบิด ผลกระทบหลักจากการระเบิดได้แก่แรงดันระเบิด สะเก็ด
จากการระเบิด และคล่ืนกระแทกท่ีส่งผ่านอากาศหรือพื้นดิน แต่แรงดันระเบิดเป็นตัวแปรหลักท่ีส่งผลต่อ
การตอบสนองของอาคาร จากผลการศึกษาพบว่าขนาดของแรงดันระเบิดข้ึนอยู่กับปริมาณวัตถุระเบิด
ซ่ึงโดยทว่ั ไปจะเป็นปริมาณที่เทียบเท่ากบั วัตถุระเบิด TNT และระยะห่างระหว่างโครงสร้างอาคารและจดุ ศูนย์กลาง
ระเบิด นอกจากนน้ั ยังขน้ึ อยู่กับลักษณะของการระเบดิ อีกดว้ ย โดยในบทที่ 4 ไดอ้ ธบิ ายถงึ ลกั ษณะของการระเบิด
แต่ละประเภทอย่างคร่าวๆ ไปแล้ว ในบทนี้จะอธิบายถึงการหาค่าแรงดันระเบิดและตัวแปรแรงระเบิดที่
สาคญั ๆ แตจ่ ะเน้นเฉพาะการระเบิดแบบไม่ปิดล้อมเพื่อให้เป็นไปตามขอบเขตของคู่มือฉบับนี้ โดยข้อมลู ทใี่ ช้ใน
การหาค่าแรงดันระเบิดและตัวแปรต่างๆ ได้นามาจาก Unified Facilities Criteria: Structures to Resist
the Effects of Accidental Explosions (UFC 3-340-02) เปน็ หลัก

5.1 ส่วนปลอดภยั (Safety Factor)

ถึงแม้ว่าขั้นตอนการออกแบบใน UFC 3-340-02 ได้มีการต้ังสมมุติฐานเพื่อทาให้เข้าใจถึงพฤติกรรมของ
แรงระเบิดและผลตอบสนองของโครงสร้างอาคารภายใต้แรงระเบิดได้ง่ายขึ้นซึ่งทาให้ระดับความปลอดภัยใน
การออกแบบโครงสรา้ งต้านทานแรงระเบิดเพมิ่ ขนึ้ แต่ในสถานการณ์จริงอาจมีตัวแปรบางอย่างท่ีผู้ออกแบบไม่
ทราบ อาทิเช่น การสะท้อนของคลื่นระเบิดท่ีไม่ได้คาดการณ์ไว้ วิธีการก่อสร้าง คุณภาพของวัสดุก่อสร้าง
เป็นต้น ที่สามารถทาให้การประเมินความสามารถในการรับแรงระเบิดของโครงสร้างสูงเกินกว่าความเป็นจริง
ดังน้ันเพื่อเป็นการชดเชยตัวแปรที่ไม่ทราบค่าเหล่านี้ UFC 3-340-02 จึงกาหนดให้เพ่ิมน้าหนักวัตถุระเบิด
เทียบเทา่ TNT อีกรอ้ ยละ 20 โดยนา้ หนักวตั ถรุ ะเบดิ เทียบเท่าทเ่ี พิ่มข้ึนน้ีจะนามาใช้ในการออกแบบต่อไป

5.2 การหาคา่ ตัวแปรแรงระเบดิ ของการระเบดิ แบบไมป่ ดิ ล้อม

5.2.1 การระเบิดกลางอากาศแบบอิสระ

ตามที่ได้อธิบายในหัวข้อ 4.2.1.1 การระเบิดกลางอากาศแบบอิสระคือการระเบิดท่ีเกิดข้ึนเหนือ
โครงสร้างอาคารโดยไม่เกิดการขยายขนาดของคล่ืนระเบิดโดยตรง (incident blast wave) ระหว่างท่ีคล่ืน
ระเบิดเดินทางจากจุดศูนย์กลางระเบิดไปถึงโครงสร้างอาคารซึ่งสามารถแสดงได้ตามรูปท่ี 5-1 โดยก่อนที่คลนื่
ระเบิดกระทบกับโครงสร้างอาคาร แรงดันระเบิดโดยตรง (incident blast pressure) หรือ Ps และแรงดล
โดยตรง (incident impulse) หรือ is จะเป็นไปตามรูปที่ 4-2 แต่เม่ือทันทีท่ีคลื่นระเบิดกระทบโครงสร้าง
อาคาร แรงดันระเบิดโดยตรง และแรงดลโดยตรงจะมีการเสริมแรงจากคล่ืนระเบิดท่ีตามมาภายหลังและ
สะท้อนกลับ ทาให้แรงดันระเบิดสะท้อนกลับ (reflected pressure) หรือ Pr น้ีมีขนาดสูงกว่าแรงดันระเบิด
โดยตรงตามท่ีแสดงในรปู ท่ี 5-2 แรงดันระเบิดสะท้อนกลับตามรูปที่ 5-2 นี้เป็นลักษณะท่ัวไปของคล่นื ระเบดิ ที่
กระทบกบั ระนาบสะทอ้ นทีม่ ีความยาวไมจ่ ากัด

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 5-1

ค่มู อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ทม่ี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

ระยะระหว่างจดุ ศนู ย์กลาง มุมตกกระทบ 
ระเบดิ ถึงจดุ ท่ีพิจารณา R
ระยะทางราบ ระยะทางต้งั ฉาก RA
เส้นทางการเคลอื่ นท่ีของ อาคาร
คลน่ื ระเบดิ ถึงจุดใดๆ เสน้ ทางการเคลอื่ นที่ของคลน่ื
ทไ่ี ม่ไดต้ ั้งฉาก ระเบดิ ในแนวตง้ั ฉากกับอาคาร พน้ื ดนิ

รปู ที่ 5-1 การระเบิดกลางอากาศแบบอสิ ระ

แรงดัน
Pr

Pso แรงดันระเบิดสะท้อน to + to-
แรงดันระเบดิ โดยตรง เวลา
Pso- Po to
Pr-
ระยะเวลาชว่ งลบ to-

ระยะเวลาช่วงบวก to
รปู ท่ี 5-2 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างแรงดันระเบดิ และเวลาของการระเบดิ กลางอากาศแบบอิสระ

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หนา้ 5-2

คู่มอื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ทมี่ ีต่อโครงสร้างอาคาร

จากผลงานวิจัยท่ีผ่านมาพบว่าค่าตัวแปรแรงระเบิดต่างๆ ตามท่ีแสดงในรูปท่ี 5-2 แรงดล และความเร็ว
คลื่นระเบิด (U) จะข้ึนอยู่กับอัตราส่วนระหว่างน้าหนักวัตถุระเบิดหรือ W ซึ่งเป็นน้าหนักวัตถุระเบิดเทียบเท่า
TNT และรากท่ีสามของระยะห่างจุดศูนย์กลางระเบิด (stand-off distance) หรือ R โดยอัตราส่วนน้ีถูก
เรียกว่าระยะปรับทอนหรือ Z โดยความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างตัวแปรแรงระเบิดเหล่าน้ีและค่า Z จะเป็นไป
ตามทีแ่ สดงในรูปที่ 5-3 สาหรับแรงระเบดิ ช่วงบวกและรปู ที่ 5-4 สาหรบั แรงระเบิดช่วงลบ

Pr (psi)
Pso (psi)
ir/W1/3 (psi-ms/lb1/3)
is/W1/3 (psi-ms/lb1/3)
ta/W1/3 (ms/lb1/3)
to/W1/3 (ms/lb1/3)
U (ft/ms)
Lw/W1/3 (ft/lb1/3)

ระยะปรบั ทอน Z = R/W1/3

รปู ท่ี 5-3 ความสมั พันธร์ ะหว่างตัวแปรแรงระเบิดชว่ งบวกและระยะปรับทอนของการระเบิดกลางอากาศ
(ทม่ี า: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

กรมโยธาธิการและผงั เมอื ง หน้า 5-3

คู่มอื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ีต่อโครงสร้างอาคาร

100 10
to-/W1/3

is-/W1/3
Pso- , Pr- , is-/W1/3 , ir-/W1/3
to-/W1/3 , Lw-/W1/3
ir-/W1/3 1
10

Lw-/W1/3

Pso- Pr-

1 0.1
0.1 1 10 100
ระยะปรับทอน Z = R/W1/3

รปู ที่ 5-4 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างตัวแปรแรงระเบิดช่วงลบและระยะปรบั ทอน
(ที่มา: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

โดยทั่วไปคล่ืนระเบิดช่วงลบน้ีจะไม่นามาพิจารณาในการออกแบบโครงสร้างอาคารเนื่องจากมีผลกระทบ
ตอ่ โครงสรา้ งน้อยมากเม่ือเทยี บกับคลื่นระเบิดชว่ งบวก แต่ในบางกรณตี ัวแปรแรงระเบิดตา่ งๆ ของคลน่ื ระเบิด
ช่วงลบตามที่แสดงในรูปท่ี 5-4 อาจจาเป็นต่อการหาผลรวมของการเคล่ือนท่ีทั้งหมดของโครงสร้างโดยเฉพาะ
อย่างยิ่งสาหรับโครงสร้างท่ีมีความยืดหยุ่น เช่น โครงสร้างเหล็ก เป็นต้น นอกจากน้ียังสามารถสังเกตได้ว่า
ความสัมพันธ์เชิงเส้นของตัวแปรต่างๆ ของคลื่นระเบิดในรูปที่ 5-3 และ 5-4 จะถูกกาหนดไว้ที่ระยะปรับทอน
เท่ากับ 40 เมตร/กิโลกรัม1/3 (100 ฟตุ /ปอนด1์ /3) เนื่องจากหากระยะปรับทอนเกินกว่าน้ี โครงสรา้ งอาคารโดย
ส่วนใหญ่จะมีความเสียหายเพียงเล็กนอ้ ยเท่านั้น อีกท้ังเมื่อระยะปรับทอนเกินกวา่ ค่าท่กี าหนดนี้คล่ืนระเบิดจะ
ได้รับผลกระทบจากแรงดันบรรยากาศจนทาใหแ้ รงดันระเบิดท่ีเกิดข้ึนจริงมีค่าแตกต่างไปจากค่าแรงดันระเบดิ
ท่ีคานวณได้เป็นอย่างมาก เพราะในการคานวณค่าแรงดันระเบิดจะมีสมมุติฐานวา่ คลื่นระเบิดเคล่ือนท่ีผา่ นชั้น
บรรยากาศที่มีความสมา่ เสมอ

นอกจากน้ียังพบว่าแรงดันระเบิดและแรงดลบนพ้ืนผิวโครงสร้างอาคารจะเปลี่ยนแปลงไปตาม
มมุ ตกกระทบ  ด้วย โดยมมุ ตกกระทบน้ีจะวดั ระหวา่ งเส้นตรงในแนวระยะต้ังฉาก RA กบั เส้นตรงทว่ี ัดจากจุด
ศูนย์กลางระเบิดไปสู่จุดท่ีพิจารณาตามท่ีแสดงในรูปท่ี 5-1 โดยท่ัวไปจุดที่มีค่าแรงดันระเบิดและแรงดลสูงสุด
จะเป็นจุดที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลอื่ นที่ของคล่ืนระเบิด ส่วนจุดท่ีมีค่าต่าสุดจะเปน็ จดุ ที่ขนานกับทิศทางการ
เคล่ือนทข่ี องคลื่นระเบดิ คา่ แรงดันระเบดิ สะท้อนสงู สุดและแรงดลสะท้อนที่มุมตกกระทบต่างๆ สามารถแสดง
ได้ตามรูปท่ี 5-5 และ 5-6 ตามลาดับ รูปท้ังสองแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างมุมตกกระทบกับ

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 5-4

คมู่ ือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ทม่ี ีต่อโครงสรา้ งอาคาร

แรงดนั ระเบดิ สะท้อนสูงสุด (รปู ท่ี 5-5) และแรงดลสะท้อน (รูปท่ี 5-6) ทร่ี ะยะปรบั ทอนในแนวต้ังฉากค่าต่างๆ
ส่วนค่าตัวแปรของแรงระเบิดอื่นๆ น้ันสามารถหาได้จากรูปท่ี 5-3 และ 5-4 โดยใช้ค่าระยะปรับทอนซึ่งวัดใน
แนวเอยี งถึงจุดทพ่ี จิ ารณา

ระยะปรบั ทอนตัง้ ฉาก

แรงดันระเบิดสะท้อน ูสงสุด (ปอน ์ด ่ตอตารางน้ิว)

มมุ ตกกระทบ (องศา)

รูปท่ี 5-5 ค่าแรงดนั สะท้อนสูงสดุ ท่ีแปรผันตามมมุ ตกกระทบค่าตา่ งๆ
(ทม่ี า: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 5-5

คมู่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ทมี่ ตี ่อโครงสร้างอาคาร

ระยะปรับทอนตั้งฉาก

แรงดลสะ ้ทอน (ปอนด์ ่ตอตารางน้ิว- ิมลลิวินา ีท)

มุมตกกระทบ (องศา)

รปู ที่ 5-6 คา่ แรงดลสะท้อนที่แปรผันตามมุมตกกระทบคา่ ต่างๆ
(ที่มา: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หนา้ 5-6

คมู่ ือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบดิ ที่มตี ่อโครงสร้างอาคาร

5.2.2 การระเบิดกลางอากาศ

ตามทไี่ ด้อธบิ ายในหวั ขอ้ 4.2.1.2 การระเบิดกลางอากาศเปน็ การระเบดิ ท่ีเกิดเหนือพื้นดินและอยู่ห่างจาก
โครงสร้างพอสมควร โดยคล่ืนระเบิดจะเคลื่อนท่ีออกจากจดุ ศูนยก์ ลางระเบิดไปกระทบกับพ้ืนดินก่อนเดินทาง
มาถึงตัวโครงสร้าง ทาให้เมื่อคลื่นเคลื่อนท่ีต่อไปเร่ือยๆ คลื่นระเบิดโดยตรงจะผสานกับคลื่นที่สะท้อนมาจาก
พ้ืนดินเกิดการขยายขนาดของคลื่นระเบิด ซึ่งคลื่นท่ีเป็นผลจากการผสานกันของคล่ืนท้ังสองนี้จะเรียกว่า
คลนื่ มคั ตามท่แี สดงในรูปท่ี 5-7

 = มุมตกกระทบ คลื่นระเบดิ โดยตรง
ระยะทางในแนวเอยี ง R
คลน่ื ระเบิดสะท้อน
แนวจดุ ผสานคล่นื

ความสงู จุด  คล่นื มคั ความสูง
ศนู ยก์ ลาง อาคาร คลน่ื มัค
ระเบดิ Hc HT

ระยะทางราบ RG

รปู ท่ี 5-7 ลกั ษณะคล่นื ระเบดิ ของการระเบิดกลางอากาศ

ความสูงของคลื่นมัค HT จะเพ่ิมขึ้นเมื่อคล่ืนระเบิดเคลื่อนที่ออกจากจุดศูนย์กลางระเบิดไปเร่ือยๆ
โดยสามารถแสดงไดจ้ ากแนวจดุ ผสานคลื่นของคลนื่ ระเบิดโดยตรง คล่ืนระเบิดสะท้อน และคลืน่ มคั ตามที่แสดง

ในรูปท่ี 5-7 โครงสร้างจะถูกกระทาด้วยคล่ืนมัคที่มีแรงดันสม่าเสมอเมื่อ HT มากกว่าความสูงของโครงสร้าง
โดยค่า HT สามารถหาได้จากความสัมพันธ์ระหว่างความสูงปรับทอนของคลื่นมัค HT/W1/3 และระยะทางราบ
ปรบั ทอน ZG = RG/W1/3 สาหรับความสูงปรบั ทอนของจุดศนู ย์กลางระเบดิ Hc/W1/3 ค่าต่างๆ ตามที่แสดงไว้ใน
รูปท่ี 5-8 แตถ่ า้ HT มคี ่าน้อยกว่าความสูงของโครงสร้าง แรงดนั ระเบิดที่กระทาท่ีความสูงต่างๆ เหนอื HT จะมี
ค่าไม่สม่าเสมอและจะมีค่าน้อยกว่าแรงดันของคลื่นมัคเม่ือพิจารณาตามความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันระเบิด

และเวลา แต่สาหรับการออกแบบซงึ่ โดยทั่วไปตาแหน่งของการระเบดิ จะอยู่ห่างจากโครงสร้างพอสมควรทาให้

แรงดันระเบิดทกี่ ระทาบนโครงสร้างมีความสม่าเสมอตลอดความสงู ของโครงสร้าง
การหาขนาดของแรงดันระเบิดของคล่ืนมัคจะเร่ิมจากการหาค่าแรงดันสะท้อนสูงสุด ณ จุดที่คล่ืนระเบิด

มากระทบกับโครงสร้างอาคาร ซึ่งสามารถหาได้จากรูปที่ 5-5 โดยใช้ค่า Hc/W1/3 สาหรับค่าระยะปรับทอน
ตั้งฉากและมุมตกกระทบ  ตามท่ีแสดงในรูปท่ี 5-7 ส่วนขนาดของแรงดลสะท้อนสูงสุดของการระเบิดกลาง
อากาศน้สี ามารถหาได้จากรปู ท่ี 5-6 เชน่ เดยี วกับการหาคา่ แรงดันสะท้อนสูงสุด ซึ่งค่าแรงดนั สะทอ้ นสูงสุดและ

แรงดลสะท้อนสูงสุดท่ีได้มาน้ีจะถือเป็นค่าแรงดันโดยตรงสูงสุด Pso และแรงดลโดยตรง is ของคลื่นมัค จากน้ัน
จึงหาค่าระยะปรับทอนทีส่ อดคล้องกบั คา่ Pso และ is จากรปู ท่ี 5-3 โดยระยะปรบั ทอนทีส่ อดคล้องกลับค่า Pso

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หนา้ 5-7

คูม่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมตี ่อโครงสร้างอาคาร

จะนามาใชใ้ นการหาค่า Pr, Pso-, tA /W1/3, U, LW/W1/3 และ LW-/W1/3 ในขณะทค่ี า่ ระยะปรบั ทอนทส่ี อดคล้อง
กับ is จะนามาใช้ในการหาคา่ ir, is-, ir-, to/W1/3 and to-/W1/3 ต่อไป

ตวั เลขแสดงถึงความสูงปรับทอน
ของจดุ ศนู ย์กลางระเบดิ Hc/W1/3
(ฟตุ /ปอนด์1/3)
ความสูงปรับทอนของค ่ลืน ัมค HT/W1/3 ( ุฟต/ปอน ์ด1/3)

ระยะทางราบปรับทอน ZG (ฟุต/ปอนด์1/3)

รปู ท่ี 5-8 ความสูงปรับทอนของคล่ืนมัค
(ที่มา: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

กรมโยธาธิการและผังเมอื ง หนา้ 5-8

คู่มือการคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทม่ี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

5.2.3 การระเบิดบนพ้ืน
ตามที่ได้อธิบายในหัวข้อ 4.2.1.3 การระเบิดที่เกิดใกล้พื้นหรือบนพ้ืนจะถือว่าเป็นการระเบิดบนพ้ืนซ่ึง

คล่ืนระเบิดโดยตรงจะสะท้อนจากพื้นและเกิดการเสริมแรงซึ่งก่อให้เกิดคลื่นมัคทันทีเม่ือเกิดการระเบิด การ
ระเบิดประเภทน้จี ะแตกตา่ งกับการระเบิดกลางอากาศตรงที่คลน่ื มัคท่ีเกิดข้นึ จะมีลักษณะเป็นคล่นื ลูกเดียวและ
เป็นรูปครึ่งทรงกลมเคลือ่ นท่อี อกจากจดุ ศนู ย์กลางระเบิด ตามทแี่ สดงในรปู ที่ 5-9

คลื่นมคั

สมมุตวิ า่ คลืน่ มัคเปน็
ระนาบตรงก่อน
กระทบโครงสรา้ ง

อาคาร

ระยะทางราบ RG

รปู ที่ 5-9 การเกิดคล่นื ระเบิดสะทอ้ นของการระเบดิ บนพ้นื

การหาค่าของตัวแปรแรงระเบิดต่างๆ ของการระเบิดบนพ้ืนนี้สามารถหาได้จากรูปท่ี 5-10 สาหรับการ
ระเบิดช่วงบวกและรูปที่ 5-11 สาหรับการระเบิดช่วงลบ ซึ่งจากการเปรียบเทียบตัวแปรเหล่านี้กับการระเบิด
กลางอากาศแบบอิสระ (รูปที่ 5-3 และ 5-4) พบว่าที่ระยะและขนาดระเบิดเท่ากัน ตัวแปรแรงระเบิดทั้งหมด
ของการระเบิดบนพื้นจะมคี า่ มากกว่าตัวแปรแรงระเบิดของการระเบิดกลางอากาศแบบอสิ ระ

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หนา้ 5-9

คมู่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่มี ตี ่อโครงสรา้ งอาคาร
UtitPiPsrao//s/r/(WWofWW(tp(/11p11//sm/3/3si33)i((s)((ppm)mssiiss--/mm/llbbss1//1//ll33bb))11//33))
Lw/W1/3 (ft/lb1/3)

ระยะปรับทอน Z = R/W1/3

รปู ท่ี 5-10 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งตวั แปรแรงระเบิดชว่ งบวกและระยะปรับทอนของการระเบดิ บนพน้ื
(ท่มี า: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง หนา้ 5-10

คู่มอื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ท่ีมีต่อโครงสร้างอาคาร 100
1000

100 to-/W1/3 10
Pso- , Pr- , is-/W1/3 , ir-/W1/3 1
to-/W1/3 , Lw-/W1/3is-/W1/3

ir-/W1/3

10 Pr-

Lw-/W1/3

Pso-

1 0.1
0.1 1 10 100
ระยะปรบั ทอน Z = R/W1/3

รูปที่ 5-11 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างตัวแปรแรงระเบดิ ชว่ งลบและระยะปรบั ทอนของการระเบิดบนพืน้
(ท่ีมา: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

5.3 การคานวณแรงระเบิดท่ีกระทาต่อโครงสร้าง

5.3.1 พฤติกรรมของแรงระเบิดอย่างง่ายแบบเชิงเส้น ( Simplified Linear Blast Load – Time
Relationships)

แรงระเบิดที่กระทาต่อโครงสร้างจะเป็นผลเน่ืองจากแรงดันระเบิดโดยตรงและแรงดันพลศาสตร์
(dynamic pressure) ซ่ึงตามท่ีได้อธิบายแล้วในหัวข้อ 4.3 แรงดันพลศาสตร์น้ีเกิดจากการเคลื่อนท่ีของมวล
อากาศที่อยู่ด้านหลังแนวคล่ืนกระแทกด้านหน้า ก่อให้เกิดแรงดันบนผิววัตถุท่ีอยู่ในทิศทางการเคล่ือนท่ีของ
คลืน่ ระเบดิ โดยในสภาพแวดลอ้ มทเ่ี ป็นอิสระขนาดของแรงดันพลศาสตร์นี้จะข้นึ อยู่กบั ความหนาแน่นของมวล
อากาศและความเร็วของอนุภาคมวลอากาศ (u) ซึ่งขนาดของแรงดันพลศาสตร์สูงสุด (qo) ความหนาแน่นของ
มวลอากาศ และ u น้ีสามารถหาได้จากค่าแรงดันระเบิดโดยตรงสูงสุด (Pso) โดยใช้ความสัมพันธ์ท่ีแสดงอยู่ใน
รูปท่ี 4-3 หรือตามสมการ 4-1

กรมโยธาธกิ ารและผังเมือง หนา้ 5-11

คมู่ อื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบิดทมี่ ตี ่อโครงสร้างอาคาร

นอกจากน้ีแล้วในการออกแบบโครงสร้างต้านทานแรงระเบิดยังจาเป็นต้องทราบอัตราการเปล่ียนแปลง
หรือการลดลงของทัง้ แรงดันระเบิดโดยตรงและแรงดนั พลศาสตร์เม่ือเทียบกับเวลาด้วย เนอ่ื งจากผลตอบสนอง
ของโครงสร้างภายใต้แรงระเบิดจะข้ึนอยู่กับขนาดสูงสุดของแรงที่กระทาและช่วงเวลาท่ีโครงสร้างถูกแรง
กระทา ซ่ึงตามท่ีได้อธิบายถึงพฤติกรรมของคล่ืนระเบิดในหัวข้อ 4.3 และรูปท่ี 4-2 แรงดันระเบิดโดยตรงจะ
เร่ิมจากการเพิ่มของแรงดันอย่างทันทีทันใดจนถึงค่าสูงสุดแล้วลดลงไปเรื่อยๆ จนแรงดันมีค่าเท่าแรงดัน
บรรยากาศซ่ึงแรงดันระเบิดช่วงน้ีจะเรียกว่าแรงดันระเบิดช่วงบวก จากน้ันแรงดันจะลดต่าลงกว่าแรงดัน
บรรยากาศซ่ึงจะเรียกว่าแรงดันระเบิดช่วงลบ และเมื่อเวลาผ่านไปเร่ือยๆ แรงดันระเบิดจะเพ่ิมกลับมาเท่ากับ
แรงดันบรรยากาศจนเกิดสมดุลของแรงดัน แต่เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันระเบิดและเวลาตามท่ี
แสดงในรูปท่ี 4-2 จะเปน็ แบบไม่เชิงเส้น (nonlinear) จงึ ทาให้ยากต่อการนามาใช้ในการออกแบบ ดังน้นั จึงได้
มีการเสนอความสัมพนั ธอ์ ย่างง่ายแบบเชิงเสน้ (linear) ตามทีแ่ สดงอย่ใู นรูปที่ 5-12 เพ่อื ให้ผอู้ อกแบบสามารถ
นาความสัมพนั ธร์ ะหว่างแรงดันระเบดิ และเวลานไี้ ปใช้ในการวเิ คราะห์หาผลตอบสนองของโครงสร้างตอ่ ไปได้

แรงดันระเบิดช่วงบวก
Pso

แรงดันระเบิดช่วงบวกแบบเชงิ เสน้
แรง ัดนระเ ิบด
tof แรงดันระเบดิ ชว่ งลบ tof-
to แบบเชิงเส้น

Po

Pso- to + to-

0.25tof- แรงดนั ระเบดิ ชว่ งลบ

ชว่ งเวลา ชว่ งเวลาช่วงลบ to-

ชว่ งบวก to ช่วงเวลาหลงั การระเบดิ

รปู ที่ 5-12 ความสมั พันธอ์ ย่างงา่ ยแบบเชงิ เส้นของแรงดนั ระเบิดเม่ือเทยี บกับเวลา

โดยในความสัมพันธ์อย่างง่ายแบบเชิงเส้นของแรงดันระเบิด อัตราการลดลงของแรงดันระเบิดโดยตรงทั้ง

ช่วงบวกและช่วงลบจะสมมุติว่ามีลักษณะเป็นรูปสามเหล่ียมเทียบเท่าที่มีค่าสูงสุดเท่ากับค่าแรงดันระเบิด
โดยตรงสูงสุดและมีค่าแรงดล (พื้นท่ีใต้กราฟ) เท่ากับค่าแรงดลจริงซ่ึงหาได้จากรูปที่ 5-3 หรือ 5-10 โดย
ช่วงเวลาเทียบเท่าช่วงบวก (tof) ตามท่ีแสดงในรูปที่ 5-12 น้ีสามารถคานวณได้ตามสมการ 5-1 โดยใช้ค่าแรง
ดลชว่ งบวก (i) และค่าแรงดนั ระเบดิ โดยตรงสงู สดุ ชว่ งบวก (Pso)

tof = 2i/Pso มลิ ลิวินาที (สมการ 5-1)

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมือง หน้า 5-12

คูม่ ือการคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดท่ีมตี ่อโครงสร้างอาคาร

สมการ 5-1 น้ีนอกจากจะใช้กับแรงดันระเบิดโดยตรงแล้วยังสามารถใช้ได้กับแรงดันระเบิดสะท้อนอีก

ด้วยแต่จะใช้ค่าแรงดันระเบิดสะท้อนสูงสุด (Pr) และค่าแรงดลสะท้อน (ir) แทน ซึ่งค่า tof ที่ได้จะใกล้เคียงกัน
ส่วนช่วงเวลาทแี่ รงดันพลศาสตร์กระทากบั โครงสรา้ งจะสมมตุ ิวา่ เทา่ กับ tof เชน่ กนั

ส่วนการหาความสัมพันธ์อย่างง่ายแบบเชิงเส้นระหว่างแรงดันระเบิดช่วงลบและเวลาจะใช้วิธีเดียวกับ
แรงดันช่วงบวก โดยช่วงเวลาเทียบเท่าช่วงลบ (tof-) ตามที่แสดงในรูปท่ี 5-12 สามารถคานวณได้จากสมการ
5-2 แต่ค่าแรงดันสูงสุดช่วงลบจะเกิดขึ้นท่ีระยะเวลาเท่ากับ 0.25 เท่าของ tof- ซ่ึงแตกต่างจากแรงดันช่วงบวก
ทก่ี าหนดให้แรงดันสงู สุดเกิดข้นึ ทันที (tof = 0)

tof- = 2i -/Pso- มลิ ลวิ ินาที (สมการ 5-2)

โดย i - และ Pso- เป็นค่าแรงดลและค่าแรงดันระเบิดโดยตรงสูงสุดในช่วงลบ และในลักษณะเช่นเดียวกับช่วง
บวก ค่าแรงดลสะท้อน (ir-) และแรงดันระเบิดสะท้อนช่วงลบ (Pr-) สามารถนามาใช้แทนค่า i - และ Pso- ใน
สมการ 5-2 เพือ่ หาคา่ tof- ซึ่งจะได้คา่ ใกลเ้ คียงกนั สว่ นผลของแรงดันพลศาสตร์ในช่วงลบนจี้ ะไมน่ ามาคดิ

จากรูปที่ 5-12 จะสังเกตได้ว่าในกรณีของความสัมพันธ์อย่างง่ายแบบเชิงเสน้ ช่วงเวลาเทียบเทา่ ช่วงบวก
(tof) จะมีค่าน้อยกว่าช่วงเวลาช่วงบวกจริงๆ (to) จึงทาให้เกิดความไม่ต่อเน่ืองของแรงดันระเบิดช่วงบวกและ
ช่วงลบ ซ่ึงในการวิเคราะหโ์ ครงสร้าง ความไม่ต่อเน่ืองของช่วงเวลาน้ีจะยังคงมีไว้เพื่อให้สอดคล้องกับช่วงเวลา

จริงๆ ทแ่ี รงกระทาในแตล่ ะช่วงเริม่ ตน้ กระทาตอ่ โครงสร้าง

5.3.2 แรงระเบิดทก่ี ระทาตอ่ โครงสร้างรูปทรงสี่เหลี่ยมเหนือพ้นื ดนิ และไมม่ ีช่องเปดิ

แรงระเบิดท่ีกระทาบนโครงสร้างเหนือพ้ืนดินสามารถแบ่งได้ 4 ประเภทได้แก่ (1) แรงท่ีเป็นผลจาก
แรงดันระเบิดโดยตรง (2) แรงที่เกิดจากแรงดันพลศาสตร์ (3) แรงท่ีเป็นผลจากแรงดันระเบิดสะท้อน และ (4)
แรงดันท่ีเกิดจากแรงดันระเบิดช่วงลบ โดยความสาคัญของแรงในแต่ละประเภทน้ันจะข้ึนอยู่กับรูปทรงและ
ขนาดของโครงสร้าง ทิศทางการวางตัวของโครงสร้าง และส่วนของโครงสร้างท่ีแรงกระทา เช่น การออกแบบ
ผนงั ดา้ นหน้าจะพิจารณาแรงที่ผลจากแรงดันระเบดิ สะท้อนเปน็ หลัก

โดยทั่วไปแล้วปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงดันระเบิดโดยตรงและโครงสร้างจะมีความซับซ้อนมาก ดังน้ันเพ่ือ
เป็นการลดความซับซ้อนในการคิดแรงกระทาที่มีต่อโครงสร้างอาคารจึงสมมุติให้ (1) โครงสร้างมีรูปทรง
ส่ีเหล่ียม (2) แรงดันระเบิดโดยตรงมีค่าไม่เกิน 1,378 กิโลปาสกาล (200 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) (3) โครงสร้าง
รองรับแรงดันระเบิดที่เป็นผลจากคลื่นมัคหรือการระเบิดบนพนื้ และ (4) ระนาบของคล่นื มัคมีความสูงมากกว่า
ความสงู ของอาคาร

5.3.2.1 แรงกระทาที่ผนังดา้ นหน้า

สาหรับโครงสร้างรูปทรงส่ีเหล่ียมเหนือพ้ืนดินและแรงดันระเบิดอยู่ในช่วงแรงดันต่าสาหรับการออกแบบ
(low-pressure design range) การเปลยี่ นแปลงของแรงดันระเบิดเม่ือเทยี บกับเวลาทผี่ นังดา้ นซง่ึ หันหน้าเข้า
หาจดุ ศูนย์กลางระเบดิ และต้งั ฉากกับทศิ ทางของคลน่ื กระแทกแนวหนา้ จะแสดงอยูใ่ นรปู ที่ 5-13 ซง่ึ ทันทที ี่คล่นื
กระแทกด้านหน้ากระทบกับผนัง แรงดันจะเพิ่มข้ึนทันทีจนถึงค่าแรงดันระเบิดสะท้อน (Pr) โดยแรงดันระเบิด
สะทอ้ นน้ีจะมีผลต่อโครงสร้างเปน็ ระยะเวลา tc ซง่ึ สามารถหาได้จากสมการ 5-3

กรมโยธาธกิ ารและผงั เมอื ง หนา้ 5-13

คู่มอื การคานวณแรงระเบดิ และผลกระทบจากแรงระเบดิ ทีม่ ีต่อโครงสร้างอาคาร

= 4 มลิ ลวิ นิ าที (สมการ 5-3)
(1+ )

โดย
S = คา่ ทนี่ ้อยกวา่ ระหวา่ งความสูงและความกว้างของอาคาร (รูปที่ 5-13) (ฟตุ )
R = อัตราสว่ นระหวา่ ง S/G โดย G คือคา่ ท่มี ากกว่าระหวา่ งความสูงและความกว้างของอาคาร (ฟตุ )
Cr = ค่าความเร็วของคลื่นเสียงในชว่ งท่เี กดิ แรงดันสะท้อน หาได้จากรูปท่ี 5-14

Pr ทิศทางของ Ws
is คล่ืนกระแทก
แรง ัดนระเ ิบด
Ps + CDq0
Pso + CDq0 H
0 to
Pr- te tc tof tof-
ระยะเวลา
0.25tof-

รูปท่ี 5-13 แรงระเบิดท่ีกระทาที่ผนงั ด้านหนา้

กรมโยธาธิการและผงั เมือง หนา้ 5-14

คมู่ อื การคานวณแรงระเบิดและผลกระทบจากแรงระเบิดท่มี ตี ่อโครงสร้างอาคาร

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
แรง ัดนระเบิดโดยตรง ูสงสุด Pso (ปอนด์ต่อตารางน้ิว)

2
1.95
1.9
1.85
1.8
1.75
1.7
1.65
1.6
1.55
1.5
1.45
1.4
1.35
1.3
1.25
1.2
1.15
1.1 0

ความเรว็ คลืน่ Cr (ฟตุ ต่อมิลลิวนิ าที)

รูปที่ 5-14 ความเรว็ ของคลนื่ เสียงในช่วงท่เี กดิ แรงดันระเบิดสะทอ้ น
(ทม่ี า: Unified Facilities Criteria: Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions

(UFC 3-340-02))

ส่วนแรงดันระเบิด (P) ท่ีกระทาที่ผนังด้านหน้าหลังจากช่วงเวลา tc จะเป็นผลรวมของแรงดันระเบิด

โดยตรง (Ps) กับแรงดันหน่วง (CDq0) ตามที่แสดงในสมการ 5-4 ซึ่งค่าสัมประสิทธ์ิแรงหน่วง (CD) น้ีจะ
กาหนดให้เท่ากับ 1.0

P = Ps+ CDq0 ปอนด์ต่อตารางนวิ้ (สมการ 5-4)

กรมโยธาธิการและผังเมือง หน้า 5-15