จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสั่นได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นช่วงวันที่ 13 ม.ค. 2553 นำไปสู่โศกนาฏกรรมครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮว่ากล่าว ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียงแค่ 15 กม.
แผ่นดินไหวครั้งนี้เป็นผลมาจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวด้านข้างระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนและก็แผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการเคลื่อนในกฏเกณฑ์สูง ทำให้ได้โอกาสกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เหมือนกันกับรอบๆรอยเลื่อนเกะสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูประเทศไทยเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้วเป็นรอยเลื่อนศรีสวัสดิ์รอบๆจังหวัดกาญจนบุรี และก็รอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ ฯลฯ ทำให้ตึกมีการสั่นไหวและองค์ประกอบอาคารหลายข้างหลังกำเนิดรอยแตกร้าว
ความเสียหายของอาคารเหล่านี้ เนื่องจากว่าในอดีตก่อนหน้าที่ผ่านมา ข้อบังคับอาคารไม่ได้บังคับให้มีการออกแบบต้านแผ่นดินไหว ในช่วงเวลานี้มีข้อบังคับตึกประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พุทธศักราช 2550 ที่บังคับให้ตึกจะต้องดีไซน์ให้ต้านแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้ 3 รอบๆ เป็นต้นว่า 1. พื้นที่ในเขตจังหวัดกรุงเทพมหานครแล้วก็ปริมณฑล รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด รวมทั้งภาคตะวันตก และ 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
ขั้นแรกของการ
ออกแบบอาคารให้ขัดขวางแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องใคร่ครวญรูปแบบของอาคารก่อน โดยการจัดให้อาคารมีลักษณะที่มีคุณภาพสำหรับเพื่อการต่อต้านแผ่นดินไหวที่ดี ดังนี้เพื่อเป็นการป้องกันไม่ให้องค์ประกอบอาคารมีการวายวอดในรูปแบบต่างๆ
ผังอาคารที่มีการวางโครงสร้างที่ดี ควรวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักทั้งยังตามทางยาวแล้วก็ตามแนวขวางของอาคาร ถ้าเกิดเป็นอาคารสูง จะต้องมีกำแพงรับแรงเชือด (Shear wall) จำนวนมาก วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดผังตึก โดยไม่กลุ่มตัวอยู่ในบริเวณเดียว แนวทางการวางแนวผนัง ควรหันด้านยาวของผนังให้สามารถรับแรงข้างๆจากแผ่นดินไหวได้ทั้งคู่แนวทางทั้งตามยาวและตามทางขวางของตึก ดังตัว อย่างตึกที่มีการจัดวางตำหน่งเสาและก็กำแพงรับแรงเฉือนที่ดี
ปัญหาที่ชอบพบในรูปแบบอาคารทั่วๆไปเป็น ระดับความสูงของเสาในด้านล่างของตึกจะมีความสูงมากกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เหตุเพราะสิ่งที่ต้องการให้ชั้น ด้านล่างเป็นห้องโถงสารพัดประโยชน์ หรือเป็นหลักที่จอดรถแล้วก็มีการวางปริมาณเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อมีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
ตึกรูปแบบนี้ จะได้โอกาสที่จะมีการฉิบหายแบบชั้นอ่อนได้เนื่องด้วยเสาตึกในชั้นล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางด้านข้างได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ทำต่อเสาชั้นล่างจะมีค่าสูงมากมาย
การจัดการกับปัญหาลักษณะตึกอย่างนี้ อาจทำได้หลายวิธี แม้เป็นการ
ออกแบบอาคารใหม่ อาจเลือกดังนี้
1. ต้องมีการจัดให้ความสูงของเสาด้านล่างไม่แตกต่างจากชั้นสูงขึ้นไปมากนักการออกแบบที่ดี ควรจะจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากมายจนถึงทำให้เสาชั้นล่างมีค่าแรงต้านทานสำหรับการเคลื่อนด้านข้างน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาด้านล่างมีเยอะแยะขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำยันด้านข้างทางแนวทแยงเพื่อทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นสำหรับเพื่อการต่อต้านการเคลื่อนตัวทางด้านข้าง ฯลฯ
หลังจากที่รูปแบบของตึกมีความเหมาะสม ขั้นตอนต่อไปเป็นการออกแบบความแข็งแรงของส่วนประกอบ ตึกที่ปฏิบัติภารกิจหลักในการต่อต้านแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวเช่น เสา นอกเหนือจากการที่จะรับน้ำหนักบรรทุกธรรมดา ซึ่งเป็นน้ำหนักของอาคารและก็น้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาควรมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะเกิดแผ่นดินไหว สามารถยับยั้งแรงเชือดจากแรงแผ่นดินไหวที่ทำทางด้านข้างต่อเสาได้ แล้วก็จะต้องมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่เคลื่อนตัวมากมายจนเกินกฎเกณฑ์ในข้อบังคับ ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ดังนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเกินความจำเป็น จะมีผลให้ผนังตึกเกิดการร้าวฉานได้ ด้วยเหตุนี้ เมื่อเปรียบขนาดเสากับตึกทั่วๆไปแล้ว เสาตึกต้านแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า และมีจำนวนเหล็กเสริมตามยาวของเสามากยิ่งกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกแล้วก็การดัดตัวที่มากยิ่งขึ้นรวมทั้งต่อต้านการเคลื่อนที่ทางด้านข้างด้วยยิ่งกว่านั้น จำนวนเหล็กปลอกในเสาต้องเพียงพอสำหรับในการต่อต้านแรงเชือดอีกด้วย
สิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ การจัดรายละเอียดการเสริมเหล็กให้องค์ประกอบมีความเหนียวพอเพียงในการต้านแรง ปฏิบัติแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดปริมาณการเสริมเหล็กตามยาวรวมทั้งเหล็กปลอกที่โอบรัดรอบเหล็กเสริมตามทางยาวของเสารวมทั้งคานให้เพียงพอ
โดยยิ่งไปกว่านั้นรอบๆใกล้รอยต่อระหว่างเสาและก็คาน เนื่องด้วยบริเวณนี้ เสารวมทั้งคานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในบริเวณนี้จึงต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ และก็การต่อเหล็กเสริมตามทางยาวจะต่อในรอบๆใกล้รอยต่อของเสาและก็คานมิได้ เพราะแรงแผ่นดินไหว จะก่อให้เหล็กเสริมพวกนี้เลื่อนหลุดจากรอยต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสาและก็คานมีความเหนียวยังมีรายละเอียดอีกมาก ก็เลยขอกล่าวแต่ว่าอย่างย่อเพียงเท่านี้ก่อน
แม้ว่าอาคารที่ออกแบบตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พุทธศักราช 2550 จะได้มีการพิจารณาถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงพอเพียงแล้ว แม้กระนั้นความรู้ความเข้าใจของตึกแต่ละหลัง สำหรับในการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังนาๆประการตามลักษณะ ประเภท รวมทั้งรูปแบบของตึกต่างๆหากต้องการรู้ว่า อาคารที่วางแบบตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2550 แต่ละข้างหลังมีความยั่งยืนมั่นคงไม่เป็นอันตรายแค่ไหน ต้องใช้กระบวนการ วิเคราะห์ความประพฤติปฏิบัติสำหรับเพื่อการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวของส่วนประกอบอย่างรอบคอบ.
ที่มา :
http://999starthai.com/th/home-2/Tags : ออกแบบอาคาร
