จากเรื่องราวแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสะเทือนได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 13 มกราคม 2553 ทำให้มีการเกิดเรื่องเศร้าครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮติเตียน ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียงแค่ 15 กิโล
แผ่นดินไหวครั้งนี้มีต้นเหตุที่เกิดจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวด้านข้างระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนและแผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการขับเคลื่อนในมาตรฐานสูง ทำให้มีโอกาสกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เหมือนกับบริเวณรอยเลื่อนสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูประเทศไทยเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้วเป็นรอยเลื่อนศรีสวัสดิ์บริเวณจังหวัดกาญจนบุรี และก็รอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ เป็นต้น ทำให้ตึกเกิดการสั่นไหวและก็โครงสร้างตึกหลายข้างหลังกำเนิดรอยแตกร้าว
ความเสื่อมโทรมของตึกเหล่านี้ ด้วยเหตุว่าในอดีตกาลก่อนหน้าที่ผ่านมา กฎหมายอาคารมิได้บังคับให้มีการออกแบบต่อต้านแผ่นดินไหว ทุกวันนี้มีข้อบังคับตึกประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พุทธศักราช 2550 ที่บังคับให้อาคารจะต้องวางแบบให้ยับยั้งแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้ 3 บริเวณ ได้แก่ 1. พื้นที่ในเขตกรุงเทพมหานครแล้วก็ละแวกใกล้เคียง รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด และภาคตะวันตก และก็ 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
ขั้นตอนแรกของการออกแบบอาคารให้ต่อต้านแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องใคร่ครวญลักษณะของอาคารก่อน โดยการจัดให้ตึกมีลักษณะที่มีประสิทธิภาพสำหรับในการยับยั้งแผ่นดินไหวที่ดี ทั้งนี้เพื่อเป็นการป้องกันและไม่ให้ส่วนประกอบตึกมีการวิบัติในแบบต่างๆ
แผนผังตึกที่มีการวางโครงสร้างที่ดี ควรวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักตามทางยาวรวมทั้งตามขวางของอาคาร หากเป็นอาคารสูง จะต้องมีกำแพงรับแรงเฉือน (Shear wall) จำนวนหลายชิ้น วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดแผนผังตึก โดยไม่กลุ่มตัวอยู่ในรอบๆเดียว ทิศทางการวางแนวผนัง ควรจะหันด้านยาวของผนังให้สามารถรับแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวได้ทั้งสองทิศทางทั้งยังตามทางยาวแล้วก็ตามแนวขวางของอาคาร ดังตัว อย่างอาคารที่มีการจัดวางตำหน่งเสาแล้วก็กำแพงรับแรงเฉือนที่ดี
ปัญหาที่ชอบเจอในต้นแบบตึกทั่วไปเป็น ระดับความสูงของเสาในชั้นล่างของตึกจะมีความสูงมากกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เนื่องด้วยความอยากให้ชั้น ล่างเป็นห้องโถงสารพัดประโยชน์ หรือเป็นพื้นที่จอดรถและก็มีการวางปริมาณเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อมีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
ตึกรูปแบบนี้ จะมีโอกาสที่จะเกิดการฉิบหายแบบชั้นอ่อนได้เนื่องจากเสาอาคารในชั้นล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางข้างๆได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ทำต่อเสาชั้นล่างจะมีค่าสูงมากมาย
การแก้ไขปัญหาลักษณะตึกแบบนี้ อาจทำเป็นหลายแนวทาง แม้เป็นการ
ออกแบบอาคารใหม่ อาจเลือกดังต่อไปนี้
1. ต้องมีการจัดให้ความสูงของเสาชั้นล่างไม่มีความแตกต่างจากชั้นสูงขึ้นไปมากเท่าไรนักการออกแบบที่ดี ควรจะจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากมายจนถึงทำให้เสาชั้นล่างมีค่าความต้านทานในการเคลื่อนด้านข้างน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาด้านล่างมีจำนวนหลายชิ้นขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำจนถึงข้างๆทางแนวเฉียงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับการต่อต้านการเคลื่อนตัวทางด้านข้าง เป็นต้น
หลังจากที่รูปแบบของอาคารมีความเหมาะสม ขั้นตอนต่อไปเป็นการออกแบบความแข็งแรงขององค์ประกอบ อาคารที่ทำหน้าที่หลักในการต้านแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวยกตัวอย่างเช่น เสา นอกเหนือจากที่จะรับน้ำหนักบรรทุกปกติ ซึ่งเป็นน้ำหนักของตึกรวมทั้งน้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาควรมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะเกิดแผ่นดินไหว สามารถต้านทานแรงเฉือนจากแรงแผ่นดินไหวที่ทำทางด้านข้างต่อเสาได้ แล้วก็ควรมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่เคลื่อนตัวมากกระทั่งเกินหลักเกณฑ์ในกฎหมาย ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ดังนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเกินความจำเป็น จะก่อให้ผนังตึกมีการร้าวฉานได้ ด้วยเหตุผลดังกล่าว เมื่อเปรียบขนาดเสากับอาคารทั่วไปแล้ว เสาตึกต่อต้านแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า และก็มีปริมาณเหล็กเสริมตามทางยาวของเสามากกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกและก็การดัดตัวที่เพิ่มมากขึ้นรวมถึงต้านการเคลื่อนที่ทางข้างๆด้วยนอกจากนั้น ปริมาณเหล็กปลอกในเสาต้องเพียงพอในการต้านทานแรงเชือดอีกด้วย
สิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งเป็น การจัดเนื้อหาการเสริมเหล็กให้โครงสร้างมีความเหนียวเพียงพอสำหรับเพื่อการขัดขวางแรง กระทำแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดปริมาณการเสริมเหล็กตามแนวยาวและก็เหล็กปลอกที่โอบกอดรอบเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสาและก็คานให้พอเพียง
โดยเฉพาะอย่างยิ่งรอบๆใกล้รอยต่อระหว่างเสาแล้วก็คาน เหตุเพราะบริเวณนี้ เสาแล้วก็คานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในรอบๆนี้ก็เลยจำเป็นต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ และการต่อเหล็กเสริมตามยาวจะต่อในรอบๆใกล้จุดต่อของเสาแล้วก็คานมิได้ เพราะแรงแผ่นดินไหว จะก่อให้เหล็กเสริมพวกนี้เลื่อนหลุดจากจุดต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสาและคานมีความเหนียวยังมีรายละเอียดอีกมาก จึงขอกล่าวแม้กระนั้นโดยสรุปเพียงเท่านี้ก่อน
แม้ว่าตึกที่ออกแบบตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 จะได้มีการนึกถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงเพียงพอแล้ว แต่ความสามารถของตึกแต่ละหลัง สำหรับในการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังต่างๆนาๆตามลักษณะ ชนิด และลักษณะของอาคารต่างๆถ้าหากต้องการรู้ว่า ตึกที่ดีไซน์ตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2550 แต่ละข้างหลังมีความยั่งยืนมั่นคงปลอดภัยเท่าใด จะต้องใช้กรรมวิธี วิเคราะห์ความประพฤติปฏิบัติในการยับยั้งแรงแผ่นดินไหวของส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง.
เว็บไซต์ที่เกี่ยวข้อง :
http://999starthai.com/th/home-2/Tags : ออกแบบอาคาร
