จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสะเทือนได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 13 มกราคม 2553 กระตุ้นแล้วส่งผลให้มีการเกิดเรื่องโศกเศร้าครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮว่ากล่าว ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียง 15 กิโล
แผ่นดินไหวครั้งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องมาจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวด้านข้างระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนรวมทั้งแผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการขับเคลื่อนในหลักเกณฑ์สูง ทำให้มีโอกาสกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เช่นเดียวกับรอบๆรอยเลื่อนสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูเมืองไทยเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดกึ่งกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้ว คือ รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์รอบๆจังหวัดกาญจนบุรี และรอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ ฯลฯ ทำให้ตึกเกิดการสั่นไหวและองค์ประกอบตึกหลายหลังกำเนิดรอยแตกร้าว
ความทรุดโทรมของอาคารกลุ่มนี้ เนื่องมาจากในอดีตกาลที่ผ่านมา กฎหมายอาคารมิได้บังคับให้มีการออกแบบต้านแผ่นดินไหว ขณะนี้มีข้อบังคับตึกประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พ.ศ. 2550 ที่บังคับให้อาคารต้องดีไซน์ให้ขัดขวางแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้เป็น 3 บริเวณ ยกตัวอย่างเช่น 1. พื้นที่ในเขตจ.กรุงเทพฯแล้วก็ละแวกใกล้เคียง รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด และภาคตะวันตก และ 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
อันดับแรกของการ
ออกแบบอาคารให้ต้านทานแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องพินิจรูปแบบของตึกก่อน โดยการจัดให้ตึกมีลักษณะที่มีประสิทธิภาพในการต้านทานแผ่นดินไหวที่ดี ดังนี้เพื่อเป็นการป้องกันและยังเป็นการไม่ให้ส่วนประกอบตึกมีการฉิบหายในลักษณะต่างๆ
ผังอาคารที่มีการวางส่วนประกอบที่ดี ควรวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักทั้งตามทางยาวแล้วก็ตามทางขวางของอาคาร ถ้าหากเป็นอาคารสูง ควรมีกำแพงรับแรงเฉือน (Shear wall) จำนวนหลายชิ้น วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดแผนผังตึก โดยไม่กระจุกตัวอยู่ในรอบๆเดียว แนวทางการวางแนวฝาผนัง ควรหันด้านยาวของฝาผนังให้สามารถรับแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวได้ทั้งสองทิศทางทั้งตามยาวและตามขวางของตึก ดังตัว อย่างตึกที่มีการจัดวางตำหน่งเสารวมทั้งกำแพงรับแรงเฉือนที่ดี
ปัญหาที่ชอบเจอในรูปแบบอาคารทั่วๆไปเป็น ระดับความสูงของเสาในชั้นล่างของอาคารจะมีความสูงมากกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เพราะความอยากให้ชั้น ข้างล่างเป็นห้องโถงอเนกประสงค์ หรือเป็นหลักที่จอดรถและก็มีการวางปริมาณเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อให้มีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
ตึกรูปแบบนี้ จะมีโอกาสที่จะมีการย่อยยับแบบชั้นอ่อนได้ด้วยเหตุว่าเสาตึกในชั้นล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางด้านข้างได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ทำต่อเสาชั้นล่างจะมีค่าสูงมากมาย
การแก้ไขปัญหาลักษณะอาคารแบบนี้ อาจทำได้หลายแนวทาง แม้เป็นการ
ออกแบบอาคารใหม่ บางทีอาจเลือกดังต่อไปนี้
1. จะต้องมีการจัดให้ความสูงของเสาชั้นล่างไม่ได้มีความแตกต่างจากชั้นสูงขึ้นไปเท่าไรนักการออกแบบที่ดี ควรจะจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากมายจนทำให้เสาด้านล่างมีค่าแรงต้านทานในการเคลื่อนตัวด้านข้างน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาด้านล่างมีจำนวนมากขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำกระทั่งถึงข้างๆทางแนวทแยงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านการขับเคลื่อนทางด้านข้าง ฯลฯ
ภายหลังที่ลักษณะของตึกมีความเหมาะสม ขั้นตอนต่อไปคือการออกแบบความแข็งแรงขององค์ประกอบ อาคารที่ปฏิบัติภารกิจหลักสำหรับการต่อต้านแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวเป็นต้นว่า เสา นอกเหนือจากที่จะรับน้ำหนักบรรทุกปกติ ซึ่งเป็นน้ำหนักของอาคารแล้วก็น้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาจะต้องมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะกำเนิดแผ่นดินไหว สามารถขัดขวางแรงเฉือนจากแรงแผ่นดินไหวที่ทำทางด้านข้างต่อเสาได้ แล้วก็ควรมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่เคลื่อนมากมายจนกระทั่งเกินข้อกำหนดในข้อบังคับ ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ดังนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเกินไป จะทำให้ผนังอาคารมีการแตกร้าวได้ โดยเหตุนั้น เมื่อเทียบขนาดเสากับตึกทั่วๆไปแล้ว เสาอาคารยับยั้งแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า และมีปริมาณเหล็กเสริมตามยาวของเสามากกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกและการดัดตัวที่เพิ่มมากขึ้นและต้านการเคลื่อนที่ทางข้างๆด้วยยิ่งกว่านั้น จำนวนเหล็กปลอกในเสาต้องพอเพียงในการขัดขวางแรงเชือดอีกด้วย
สิ่งที่จำเป็นอีกอย่างหนึ่งเป็น การจัดรายละเอียดการเสริมเหล็กให้ส่วนประกอบมีความเหนียวพอเพียงสำหรับในการต้านทานแรง ปฏิบัติแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดปริมาณการเสริมเหล็กตามทางยาวและเหล็กปลอกที่โอบกอดรอบเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสารวมทั้งคานให้พอเพียง
โดยเฉพาะบริเวณใกล้รอยต่อระหว่างเสาและคาน เนื่องจากบริเวณนี้ เสาและคานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในบริเวณนี้จึงต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ และก็การต่อเหล็กเสริมตามยาวจะต่อในบริเวณใกล้รอยต่อของเสารวมทั้งคานมิได้ เนื่องจากว่าแรงแผ่นดินไหว จะมีผลให้เหล็กเสริมเหล่านี้เลื่อนหลุดจากรอยต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสาและคานมีความเหนียวยังมีรายละเอียดอีกมากมาย ก็เลยขอกล่าวแต่ว่าอย่างย่อเพียงเท่านี้ก่อน
แม้ว่าตึกที่ออกแบบตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 จะได้มีการนึกถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงเพียงพอแล้ว แต่ความรู้ความเข้าใจของตึกแต่ละหลัง สำหรับการต่อต้านแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังต่างๆนาๆตามลักษณะ จำพวก และลักษณะของอาคารต่างๆถ้าเกิดต้องการรู้ว่า ตึกที่ดีไซน์ตามกฎกระทรวง พุทธศักราช 2550 แต่ละข้างหลังมีความมั่นคงยั่งยืนไม่มีอันตรายเท่าใด จะต้องใช้กรรมวิธี วิเคราะห์การกระทำสำหรับเพื่อการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวของส่วนประกอบอย่างละเอียด.
เครดิตบทความจาก :
http://999starthai.com/th/home-2/Tags : ออกแบบอาคาร
