จากสถานะการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสะเทือนได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นตอนวันที่ 13 มกราคม 2553 นำมาซึ่งเรื่องเศร้าครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮติเตียน ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียง 15 กิโล
แผ่นดินไหวครั้งนี้มีต้นเหตุจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวด้านข้างระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนรวมทั้งแผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการเคลื่อนตัวในหลักเกณฑ์สูง ทำให้มีโอกาสกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เหมือนกันกับบริเวณรอยเลื่อนเกะสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูประเทศไทยพวกเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดกึ่งกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้ว คือ รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์รอบๆจังหวัดกาญจนบุรี รวมทั้งรอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ ฯลฯ ทำให้อาคารเกิดการสั่นไหวและก็โครงสร้างตึกหลายข้างหลังเกิดรอยแตกร้าว
ความเสื่อมโทรมของอาคารพวกนี้ เนื่องจากในอดีตที่ผ่านมา ข้อบังคับอาคารมิได้บังคับให้มีการวางแบบต้านทานแผ่นดินไหว ทุกวันนี้มีข้อบังคับอาคารประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พุทธศักราช 2550 ที่บังคับให้อาคารต้องออกแบบให้ต่อต้านแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้เป็น 3 บริเวณ อาทิเช่น 1. พื้นที่ในเขตจ.กรุงเทพฯและก็ละแวกใกล้เคียง รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด และก็ภาคตะวันตก รวมทั้ง 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
ขั้นแรกของการออกแบบอาคารให้ต่อต้านแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องพินิจพิเคราะห์รูปแบบของตึกก่อน โดยการจัดให้อาคารมีลักษณะที่มีประสิทธิภาพในการขัดขวางแผ่นดินไหวที่ดี ดังนี้เพื่อเป็นการป้องกันและไม่ให้องค์ประกอบอาคารมีการวอดวายในลักษณะต่างๆ
ผังอาคารที่มีการวางโครงสร้างที่ดี น่าจะวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักตามทางยาวรวมทั้งตามทางขวางของอาคาร ถ้าหากเป็นอาคารสูง ต้องมีกำแพงรับแรงเชือด (Shear wall) จำนวนหลายชิ้น วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดผังตึก โดยไม่กลุ่มตัวอยู่ในรอบๆเดียว แนวทางการวางแนวฝาผนัง ควรหันด้านยาวของผนังให้สามารถรับแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวได้ทั้งสองทิศทางทั้งยังตามยาวแล้วก็ตามแนวขวางของอาคาร ดังตัว อย่างตึกที่มีการจัดวางตำหน่งเสาและก็กำแพงรับแรงเฉือนที่ดี
ปัญหาที่ชอบเจอในแบบอย่างอาคารทั่วๆไปเป็น ระดับความสูงของเสาในด้านล่างของตึกจะมีความสูงมากกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เนื่องจากว่าสิ่งที่มีความต้องการให้ชั้น ข้างล่างเป็นห้องโถงอเนกประสงค์ หรือเป็นพื้นที่จอดรถและก็มีการวางปริมาณเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อให้มีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
ตึกรูปแบบนี้ จะได้โอกาสที่จะเกิดการวินาศแบบชั้นอ่อนได้เพราะเหตุว่าเสาตึกในด้านล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางข้างๆได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ปฏิบัติต่อเสาด้านล่างจะมีค่าสูงมาก
การจัดการปัญหาลักษณะอาคารแบบนี้ บางทีอาจทำได้หลายแนวทาง ถ้าเป็นการออกแบบอาคาร (http://999starthai.com/th/design/)ใหม่ อาจเลือกดังต่อไปนี้
1. ควรมีการจัดให้ความสูงของเสาด้านล่างไม่ได้มีความแตกต่างจากชั้นสูงขึ้นไปเท่าไรนักการออกแบบที่ดี ควรจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากมายจนถึงทำให้เสาชั้นล่างมีค่าความต้านทานสำหรับในการเคลื่อนข้างๆน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาด้านล่างมีเยอะแยะขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำจนกระทั่งด้านข้างทางแนวทแยงเพื่อทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นในการต้านการขับเคลื่อนทางข้างๆ ฯลฯ
หลังจากที่ลักษณะของอาคารมีความเหมาะสม ลำดับต่อไปคือการออกแบบความแข็งแรงของส่วนประกอบ อาคารที่ทำหน้าที่หลักในการต้านทานแรงข้างๆจากแผ่นดินไหวตัวอย่างเช่น เสา นอกจากจะรับน้ำหนักบรรทุกปกติ ซึ่งเป็นน้ำหนักของอาคารและก็น้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาต้องมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะเกิดแผ่นดินไหว สามารถต้านทานแรงเชือดจากแรงแผ่นดินไหวที่ปฏิบัติทางข้างๆต่อเสาได้ รวมทั้งควรมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่เคลื่อนตัวมากมายจนกระทั่งเกินกฎระเบียบในข้อบังคับ ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ดังนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเกินความจำเป็น จะมีผลให้ฝาผนังอาคารเกิดการผิดใจได้ ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบขนาดเสากับอาคารทั่วไปแล้ว เสาอาคารต้านแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า และมีจำนวนเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสามากยิ่งกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกรวมทั้งการดัดตัวที่มากยิ่งขึ้นรวมทั้งต้านการเคลื่อนที่ทางด้านข้างด้วยยิ่งกว่านั้น จำนวนเหล็กปลอกในเสาต้องพอเพียงสำหรับในการขัดขวางแรงเฉือนอีกด้วย
สิ่งที่จำเป็นอีกอย่างหนึ่งคือ การจัดเนื้อหาการเสริมเหล็กให้โครงสร้างมีความเหนียวพอเพียงสำหรับในการต้านแรง ทำแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดจำนวนการเสริมเหล็กตามแนวยาวแล้วก็เหล็กปลอกที่โอบรัดรอบเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสาและก็คานให้เพียงพอ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งรอบๆใกล้รอยต่อระหว่างเสาและก็คาน เนื่องจากรอบๆนี้ เสาแล้วก็คานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในรอบๆนี้จึงจำต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ แล้วก็การต่อเหล็กเสริมตามยาวจะต่อในบริเวณใกล้รอยต่อของเสาและก็คานมิได้ เหตุเพราะแรงแผ่นดินไหว จะมีผลให้เหล็กเสริมเหล่านี้เลื่อนหลุดจากรอยต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสารวมทั้งคานมีความเหนียวยังมีเนื้อหาอีกมาก ก็เลยขอกล่าวแต่ว่าอย่างย่อเพียงเท่านี้ก่อน
หากว่าอาคารที่วางแบบตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พ.ศ. 2550 จะได้มีการคำนึงถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงเพียงพอแล้ว แม้กระนั้นความรู้ความเข้าใจของอาคารแต่ละหลัง สำหรับเพื่อการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังแตกต่างกันไปตามลักษณะ ประเภท และก็รูปแบบของอาคารต่างๆถ้าหากต้องการรู้ว่า อาคารที่ออกแบบตามกฎกระทรวง พุทธศักราช 2550 แต่ละข้างหลังมีความยั่งยืนและมั่นคงปลอดภัยเพียงใด ต้องใช้กรรมวิธี พินิจพิจารณาการกระทำสำหรับการต่อต้านแรงแผ่นดินไหวขององค์ประกอบให้รอบคอบ.
เว็บไซต์ที่เกี่ยวข้อง : http://999starthai.com/th/design/ (http://999starthai.com/th/design/)
Tags : ออกแบบอาคาร