จากเหตุแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสั่นได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นช่วงวันที่ 13 ม.ค. 2553 ทำให้เกิดเรื่องโศกเศร้าครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮตำหนิ ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียง 15 กม.
แผ่นดินไหวคราวนี้เกิดขึ้นได้เนื่องมาจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวด้านข้างระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนรวมทั้งแผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการเคลื่อนตัวในกฏเกณฑ์สูง ทำให้ได้โอกาสกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เหมือนกันกับรอบๆรอยเลื่อนสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูประเทศไทยพวกเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาดกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้วเป็นรอยเลื่อนศรีสวัสดิ์รอบๆจังหวัดกาญจนบุรี รวมทั้งรอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ เป็นต้น ทำให้อาคารมีการสั่นไหวแล้วก็ส่วนประกอบตึกหลายข้างหลังเกิดรอยแตกร้าว
ความทรุดโทรมของตึกกลุ่มนี้ เพราะในอดีตกาลก่อนหน้านี้ ข้อบังคับอาคารมิได้บังคับให้มีการออกแบบต้านทานแผ่นดินไหว เดี๋ยวนี้มีกฎหมายอาคารประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พ.ศ. 2550 ที่บังคับให้อาคารต้องออกแบบให้ต้านทานแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้เป็น 3 รอบๆ ดังเช่น 1. พื้นที่ในเขตจังหวัดกรุงเทพแล้วก็บริเวณรอบๆ รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด และก็ภาคตะวันตก รวมทั้ง 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
ลำดับแรกของการ
ออกแบบอาคารให้ต้านแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องพิจารณารูปแบบของตึกก่อน โดยการจัดให้อาคารมีลักษณะที่มีคุณภาพสำหรับการต้านทานแผ่นดินไหวที่ดี ดังนี้เพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างอาคารมีการย่อยยับในรูปแบบต่างๆ
แผนผังอาคารที่มีการวางส่วนประกอบที่ดี น่าจะวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักทั้งยังตามยาวแล้วก็ตามแนวขวางของตึก ถ้าเป็นอาคารสูง จะต้องมีกำแพงรับแรงเฉือน (Shear wall) จำนวนไม่น้อย วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดแผนผังอาคาร โดยไม่กระจุกตัวอยู่ในบริเวณเดียว แนวทางการวางแนวผนัง ควรหันด้านยาวของผนังให้สามารถรับแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวได้ทั้งคู่แนวทางตามยาวและตามขวางของอาคาร ดังตัว อย่างอาคารที่มีการจัดวางตำหน่งเสาและกำแพงรับแรงเชือดที่ดี
ปัญหาที่ชอบเจอในแบบอาคารทั่วไปคือ ระดับความสูงของเสาในด้านล่างของตึกจะมีความสูงมากยิ่งกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เพราะความปรารถนาให้ชั้น ข้างล่างเป็นห้องโถงสารพัดประโยชน์ หรือเป็นพื้นที่จอดรถรวมทั้งมีการวางจำนวนเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อมีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
อาคารรูปแบบนี้ จะมีโอกาสที่จะเกิดการวายวอดแบบชั้นอ่อนได้เพราะเสาอาคารในชั้นล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางด้านข้างได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ปฏิบัติต่อเสาชั้นล่างจะมีค่าสูงมาก
การแก้ไขปัญหาลักษณะอาคารแบบงี้ อาจทำเป็นหลายแนวทาง แม้เป็นการ
ออกแบบอาคารใหม่ บางทีอาจเลือกดังต่อไปนี้
1. ควรมีการจัดให้ความสูงของเสาด้านล่างไม่ได้มีความแตกต่างจากชั้นสูงขึ้นไปเท่าไรนักการออกแบบที่ดี ควรจะจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากมายจนถึงทำให้เสาด้านล่างมีค่าความต้านทานสำหรับในการเคลื่อนด้านข้างน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาชั้นล่างมีเยอะมากขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำจนกระทั่งข้างๆทางแนวเฉียงเพื่อทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นสำหรับในการต้านการเคลื่อนทางด้านข้าง เป็นต้น
หลังจากที่รูปแบบของตึกมีความเหมาะสม ขั้นตอนต่อไปเป็นการออกแบบความแข็งแรงขององค์ประกอบ อาคารที่ปฏิบัติภารกิจหลักในการยับยั้งแรงข้างๆจากแผ่นดินไหวอาทิเช่น เสา นอกเหนือจากการที่จะรับน้ำหนักบรรทุกปกติ ซึ่งเป็นน้ำหนักของตึกและก็น้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาต้องมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะเกิดแผ่นดินไหว สามารถต้านทานแรงเชือดจากแรงแผ่นดินไหวที่ปฏิบัติทางข้างๆต่อเสาได้ และควรจะมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่เคลื่อนตัวมากจนถึงเกินกฎเกณฑ์ในกฎหมาย ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ทั้งนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเกินไป จะก่อให้ผนังตึกเกิดการบาดหมางได้ โดยเหตุนั้น เมื่อเปรียบขนาดเสากับตึกทั่วไปแล้ว เสาอาคารต้านแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า แล้วก็มีปริมาณเหล็กเสริมตามทางยาวของเสามากยิ่งกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกรวมทั้งการดัดตัวที่มากขึ้นเรื่อยๆและก็ต้านการเคลื่อนที่ทางด้านข้างด้วยนอกจากนั้น ปริมาณเหล็กปลอกในเสาต้องพอเพียงสำหรับเพื่อการยับยั้งแรงเชือดอีกด้วย
สิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งเป็น การจัดรายละเอียดการเสริมเหล็กให้องค์ประกอบมีความเหนียวพอเพียงในการต่อต้านแรง กระทำแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดจำนวนการเสริมเหล็กตามทางยาวและก็เหล็กปลอกที่โอบรัดรอบเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสาและก็คานให้พอเพียง
โดยยิ่งไปกว่านั้นรอบๆใกล้รอยต่อระหว่างเสารวมทั้งคาน เนื่องมาจากรอบๆนี้ เสาแล้วก็คานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในรอบๆนี้ก็เลยจะต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ และก็การต่อเหล็กเสริมตามยาวจะต่อในบริเวณใกล้รอยต่อของเสารวมทั้งคานไม่ได้ เพราะเหตุว่าแรงแผ่นดินไหว จะก่อให้เหล็กเสริมพวกนี้เลื่อนหลุดจากจุดต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสาแล้วก็คานมีความเหนียวยังมีรายละเอียดอีกมาก จึงขอกล่าวแต่ว่าโดยย่อเพียงเท่านี้ก่อน
แม้ว่าอาคารที่ออกแบบตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พุทธศักราช 2550 จะได้มีการนึกถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงเพียงพอแล้ว แม้กระนั้นความสามารถของตึกแต่ละข้างหลัง สำหรับเพื่อการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังต่างๆนาๆตามลักษณะ ชนิด และก็ลักษณะของอาคารต่างๆถ้าต้องการทราบว่า ตึกที่ดีไซน์ตามกฎกระทรวง พุทธศักราช 2550 แต่ละหลังมีความยั่งยืนและมั่นคงไม่เป็นอันตรายเพียงใด ต้องใช้วิธีการ พินิจพิจารณาพฤติกรรมในการต่อต้านแรงแผ่นดินไหวของโครงสร้างอย่างพิถีพิถัน.
ที่มา :
http://999starthai.com/th/home-2/Tags : ออกแบบอาคาร
