จากสถานะการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสะเทือนได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นช่วงวันที่ 13 มกราคม 2553 กระตุ้นแล้วส่งผลให้มีการเกิดโศกนาฏกรรมครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮติ ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียง 15 กม.
แผ่นดินไหวครั้งนี้มีสาเหตุมาจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวด้านข้างระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนแล้วก็แผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการขับเคลื่อนในมาตรฐานสูง ทำให้ได้โอกาสเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เหมือนกับบริเวณรอยเลื่อนสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูประเทศไทยเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้ว คือ รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์รอบๆจังหวัดกาญจนบุรี รวมทั้งรอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ เป็นต้น ทำให้อาคารเกิดการสั่นไหวรวมทั้งโครงสร้างอาคารหลายข้างหลังเกิดรอยแตกร้าว
ความเสียหายของตึกกลุ่มนี้ เพราะเหตุว่าในอดีตก่อนหน้าที่ผ่านมา กฎหมายตึกไม่ได้บังคับให้มีการดีไซน์ยับยั้งแผ่นดินไหว เวลานี้มีข้อบังคับตึกประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พ.ศ. 2550 ที่บังคับให้ตึกต้องออกแบบให้ต้านทานแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้เป็น 3 รอบๆ ดังเช่น 1. พื้นที่ในเขตจังหวัดกรุงเทพมหานครและก็บริเวณรอบๆ รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด รวมทั้งภาคตะวันตก แล้วก็ 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
ลำดับแรกของการ
ออกแบบอาคารให้ยับยั้งแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบต้องพินิจรูปแบบของอาคารก่อน โดยการจัดให้ตึกมีลักษณะที่มีคุณภาพสำหรับการต้านทานแผ่นดินไหวที่ดี ดังนี้เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบอาคารมีการฉิบหายในแบบต่างๆ
แผนผังตึกที่มีการวางส่วนประกอบที่ดี ควรวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักทั้งยังตามทางยาวแล้วก็ตามแนวขวางของอาคาร ถ้าหากเป็นอาคารสูง ควรมีกำแพงรับแรงเฉือน (Shear wall) หลายชิ้น วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดผังตึก โดยไม่กลุ่มตัวอยู่ในรอบๆเดียว ทิศทางการวางแนวผนัง ควรหันด้านยาวของผนังให้สามารถรับแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวได้ทั้งสองทิศทางทั้งยังตามยาวและตามขวางของตึก ดังตัว อย่างตึกที่มีการจัดวางตำหน่งเสาและก็กำแพงรับแรงเฉือนที่ดี
ปัญหาที่มักจะเจอในแบบอาคารทั่วไปคือ ระดับความสูงของเสาในชั้นล่างของอาคารจะมีความสูงมากยิ่งกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เหตุเพราะสิ่งที่จำเป็นให้ชั้น ด้านล่างเป็นห้องโถงอเนกประสงค์ หรือเป็นหลักที่จอดรถแล้วก็มีการวางจำนวนเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อให้มีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
ตึกรูปแบบนี้ จะได้โอกาสที่จะเกิดการวายวอดแบบชั้นอ่อนได้เหตุเพราะเสาตึกในด้านล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางข้างๆได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ทำต่อเสาชั้นล่างจะมีค่าสูงมาก
การแก้ปัญหาลักษณะอาคารอย่างนี้ อาจทำได้หลายแนวทาง ถ้าเป็นการ
ออกแบบอาคารใหม่ อาจเลือกดังต่อไปนี้
1. ควรมีการจัดให้ความสูงของเสาชั้นล่างไม่ต่างจากชั้นสูงขึ้นไปมากเท่าไรนักการออกแบบที่ดี ควรจะจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากจนทำให้เสาชั้นล่างมีค่าแรงต้านทานสำหรับในการเคลื่อนด้านข้างน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาด้านล่างมีจำนวนไม่น้อยขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำจนกระทั่งด้านข้างทางแนวเฉียงเพื่อทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นสำหรับในการต้านการเคลื่อนตัวทางข้างๆ ฯลฯ
ภายหลังที่ลักษณะของตึกมีความเหมาะสม ขั้นตอนต่อไปคือการออกแบบความแข็งแรงขององค์ประกอบ ตึกที่ทำหน้าที่หลักสำหรับการต้านแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวดังเช่นว่า เสา นอกเหนือจากที่จะรับน้ำหนักบรรทุกธรรมดา ซึ่งเป็นน้ำหนักของตึกรวมทั้งน้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วๆไปแล้ว เสาจะต้องมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่มากขึ้นในขณะกำเนิดแผ่นดินไหว สามารถต้านทานแรงเฉือนจากแรงแผ่นดินไหวที่กระทำทางด้านข้างต่อเสาได้ รวมทั้งควรจะมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่ขับเคลื่อนมากมายจนเกินหลักเกณฑ์ในข้อบังคับ ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ดังนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเกินไป จะมีผลให้ฝาผนังอาคารเกิดการผิดใจได้ ด้วยเหตุนี้ เมื่อเทียบขนาดเสากับตึกทั่วไปแล้ว เสาอาคารต้านทานแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า และมีจำนวนเหล็กเสริมตามทางยาวของเสามากยิ่งกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกและการดัดตัวที่มากยิ่งขึ้นรวมทั้งต้านทานการเคลื่อนที่ทางด้านข้างด้วยนอกจากนี้ ปริมาณเหล็กปลอกในเสาจะต้องเพียงพอสำหรับการต้านทานแรงเฉือนอีกด้วย
สิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ การจัดเนื้อหาการเสริมเหล็กให้ส่วนประกอบมีความเหนียวเพียงพอสำหรับเพื่อการขัดขวางแรง ทำแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดปริมาณการเสริมเหล็กตามยาวแล้วก็เหล็กปลอกที่โอบรัดรอบเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสาแล้วก็คานให้พอเพียง
โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณใกล้รอยต่อระหว่างเสารวมทั้งคาน เหตุเพราะรอบๆนี้ เสาและคานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในบริเวณนี้ก็เลยจะต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ แล้วก็การต่อเหล็กเสริมตามยาวจะต่อในบริเวณใกล้รอยต่อของเสาและก็คานไม่ได้ เนื่องมาจากแรงแผ่นดินไหว จะมีผลให้เหล็กเสริมกลุ่มนี้เลื่อนหลุดจากจุดต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสาและก็คานมีความเหนียวยังมีรายละเอียดอีกมาก จึงขอกล่าวแต่โดยสรุปเพียงเท่านี้ก่อน
ถึงแม้ว่าอาคารที่ดีไซน์ตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 จะได้มีการคำนึงถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงพอเพียงแล้ว แต่ว่าความรู้ความเข้าใจของอาคารแต่ละข้างหลัง สำหรับในการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังนาๆประการตามลักษณะ ประเภท แล้วก็รูปแบบของตึกต่างๆแม้ต้องการรู้ว่า อาคารที่วางแบบตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2550 แต่ละข้างหลังมีความมั่นคงยั่งยืนไม่มีอันตรายเพียงใด จะต้องใช้กรรมวิธีการ วิเคราะห์พฤติกรรมสำหรับในการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวขององค์ประกอบอย่างรอบคอบ.
เครดิตบทความจาก :
http://999starthai.com/th/design/Tags : ออกแบบอาคาร
