จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ วัดแรงสะเทือนได้ 7.0 ริคเตอร์ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 13 ม.ค. 2553 นำไปสู่เรื่องเศร้าครั้งใหญ่ในกรุงปอร์โต แปรงซ์ เมืองหลวงของสาธารณรัฐเฮตำหนิ ซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเพียงแต่ 15 กิโลเมตร
แผ่นดินไหวครั้งนี้เกิดขึ้นได้เพราะมีสาเหตุเนื่องมาจากการเลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในลักษณะการเลื่อนตัวข้างๆระหว่างแผ่นหินแคริบเบียนแล้วก็แผ่นหินอเมริกาเหนือ ซึ่งมีอัตราการขับเคลื่อนในกฏเกณฑ์สูง ทำให้มีโอกาสกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ได้เหมือนกับบริเวณรอยเลื่อนเกะสุมาตรา ประเทศอินโดนีเซีย
เมื่อย้อนกลับมาดูเมืองไทยพวกเรา รอยเลื่อนสำคัญที่เคยกำเนิดแผ่นดินไหวขนาดกลาง 5-6 ริคเตอร์มาแล้วหมายถึงรอยเลื่อนศรีสวัสดิ์รอบๆจังหวัดกาญจนบุรี และก็รอยเลื่อนแม่ทา จังหวัดเชียงใหม่ ฯลฯ ทำให้ตึกเกิดการสั่นไหวและก็ส่วนประกอบอาคารหลายหลังกำเนิดรอยแตกร้าว
ความเสื่อมโทรมของอาคารกลุ่มนี้ เพราะว่าในอดีตก่อนหน้านี้ที่ผ่านมา ข้อบังคับตึกมิได้บังคับให้มีการวางแบบขัดขวางแผ่นดินไหว เวลานี้มีข้อบังคับอาคารประกาศเป็นกฎกระทรวงฉบับ พ.ศ. 2550 ที่บังคับให้ตึกจะต้องวางแบบให้ต่อต้านแผ่นดินไหวได้ โดยแบ่งได้เป็น 3 รอบๆ ดังเช่น 1. พื้นที่ในเขตกรุงเทพมหานครแล้วก็ละแวกใกล้เคียง รวม 5 จังหวัด 2. พื้นที่ภาคเหนือ 9 จังหวัด รวมทั้งภาคตะวันตก แล้วก็ 3. พื้นที่ในภาคใต้ 7 จังหวัด
ขั้นตอนแรกของการออกแบบอาคารให้ต่อต้านแผ่นดินไหวได้ วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องพินิจลักษณะของตึกก่อน โดยการจัดให้อาคารมีลักษณะที่มีคุณภาพสำหรับการยับยั้งแผ่นดินไหวที่ดี ทั้งนี้เพื่อเป็นการป้องกันไม่ให้องค์ประกอบตึกมีการวอดวายในแบบต่างๆ
ผังอาคารที่มีการวางส่วนประกอบที่ดี ควรวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักทั้งยังตามทางยาวและก็ตามขวางของอาคาร ถ้าหากเป็นอาคารสูง ควรมีกำแพงรับแรงเชือด (Shear wall) จำนวนมาก วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดแผนผังตึก โดยไม่กลุ่มตัวอยู่ในรอบๆเดียว แนวทางการวางแนวฝาผนัง ควรหันด้านยาวของผนังให้สามารถรับแรงด้านข้างจากแผ่นดินไหวได้ทั้งคู่ทิศทางตามยาวรวมทั้งตามทางขวางของตึก ดังตัว อย่างตึกที่มีการจัดวางตำหน่งเสาแล้วก็กำแพงรับแรงเฉือนที่ดี
ปัญหาที่มักจะพบในรูปแบบตึกทั่วๆไปคือ ระดับความสูงของเสาในชั้นล่างของอาคารจะมีความสูงมากกว่าเสาในชั้นสองขึ้นไป เพราะว่าความอยากให้ชั้น ล่างเป็นห้องโถงอเนกประสงค์ หรือเป็นหลักที่จอดรถและก็มีการวางจำนวนเสาน้อยกว่าในชั้นสูงขึ้นไป เพื่อให้มีพื้นที่ใช้สอย กว้างขวาง
ตึกลักษณะนี้ จะได้โอกาสที่จะเกิดการพินาศแบบชั้นอ่อนได้เพราะว่าเสาตึกในชั้นล่างมีความอ่อนตัวต่อการโยกไหวทางด้านข้างได้มากกว่าในชั้นสูงขึ้นไป ประกอบกับแรงแผ่นดินไหวที่ปฏิบัติต่อเสาชั้นล่างจะมีค่าสูงมากมาย
การจัดการกับปัญหาลักษณะอาคารอย่างงี้ บางทีอาจทำเป็นหลายวิธี ถ้าเกิดเป็นการออกแบบอาคาร (http://999starthai.com/th/home-2/)ใหม่ บางทีอาจเลือกดังต่อไปนี้
1. ควรจะมีการจัดให้ความสูงของเสาด้านล่างไม่ได้แตกต่างจากชั้นสูงขึ้นไปมากเท่าไรนักการออกแบบที่ดี ควรจะจัดให้เสาชั้นล่างไม่สูงชะลูดมากจนกระทั่งทำให้เสาด้านล่างมีค่าแรงต้านทานในการเคลื่อนด้านข้างน้อยกว่าเสาชั้นสองเกิน 80%
2. จัดให้เสาด้านล่างมีจำนวนมากขึ้น
3. ขยายขนาดหน้าตัดเสาชั้นล่างให้ใหญ่ขึ้น
4. เสริมค้ำยันข้างๆทางแนวทแยงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านทานการเคลื่อนทางด้านข้าง เป็นต้น
ภายหลังที่รูปแบบของตึกมีความเหมาะสม ลำดับต่อไปเป็นการออกแบบความแข็งแรงของโครงสร้าง อาคารที่ปฏิบัติภารกิจหลักในการต้านทานแรงข้างๆจากแผ่นดินไหวเป็นต้นว่า เสา นอกเหนือจากที่จะรับน้ำหนักบรรทุกธรรมดา ซึ่งเป็นน้ำหนักของตึกและน้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาจะต้องมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะเกิดแผ่นดินไหว สามารถขัดขวางแรงเชือดจากแรงแผ่นดินไหวที่ทำทางด้านข้างต่อเสาได้ และควรมีขนาดหน้าตัดใหญ่พอที่จะไม่เคลื่อนมากมายจนถึงเกินกฎเกณฑ์ในกฎหมาย ซึ่งกำหนดให้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างชั้นไม่เกิน 0.5%
ทั้งนี้การเคลื่อนที่ของเสาที่มากเหลือเกิน จะทำให้ฝาผนังอาคารมีการบาดหมางได้ ดังนั้น เมื่อเปรียบขนาดเสากับอาคารทั่วไปแล้ว เสาอาคารต้านแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่า และก็มีปริมาณเหล็กเสริมตามแนวยาวของเสามากกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกรวมทั้งการดัดตัวที่มากยิ่งขึ้นและก็ต้านทานการเคลื่อนที่ทางข้างๆด้วยนอกนั้น ปริมาณเหล็กปลอกในเสาต้องเพียงพอสำหรับเพื่อการต่อต้านแรงเฉือนอีกด้วย
สิ่งที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งเป็น การจัดเนื้อหาการเสริมเหล็กให้ส่วนประกอบมีความเหนียวพอเพียงในการขัดขวางแรง ทำแบบไปกลับของแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดจำนวนการเสริมเหล็กตามแนวยาวรวมทั้งเหล็กปลอกที่โอบรัดรอบเหล็กเสริมตามทางยาวของเสาและคานให้พอเพียง
โดยเฉพาะอย่างยิ่งรอบๆใกล้จุดต่อระหว่างเสาแล้วก็คาน เหตุเพราะบริเวณนี้ เสารวมทั้งคานมีการดัดตัวในลักษณะไปกลับหลายรอบ เหล็กปลอกในรอบๆนี้จึงจำต้องจัดวางให้แน่นเป็นพิเศษ รวมทั้งการต่อเหล็กเสริมตามยาวจะต่อในบริเวณใกล้จุดต่อของเสารวมทั้งคานไม่ได้ เพราะว่าแรงแผ่นดินไหว จะทำให้เหล็กเสริมพวกนี้เลื่อนหลุดจากรอยต่อได้ง่าย การเสริมเหล็กให้เสารวมทั้งคานมีความเหนียวยังมีรายละเอียดอีกมาก ก็เลยขอกล่าวแต่โดยย่อเพียงเท่านี้ก่อน
ถึงแม้ว่าตึกที่ดีไซน์ตามกฎกระทรวงแผ่นดินไหว พุทธศักราช 2550 จะได้มีการคิดถึงแรงแผ่นดินไหวในระดับที่ สูงพอเพียงแล้ว แต่ความสามารถของอาคารแต่ละหลัง สำหรับการขัดขวางแรงแผ่นดินไหวในเหตุ การณ์จริง ยังต่างๆนาๆตามลักษณะ ชนิด รวมทั้งลักษณะของอาคารต่างๆถ้าหากอยากรู้ว่า ตึกที่ดีไซน์ตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2550 แต่ละหลังมีความยั่งยืนและมั่นคงไม่เป็นอันตรายแค่ไหน จะต้องใช้กรรมวิธีการ พินิจพิจารณาความประพฤติในการต่อต้านแรงแผ่นดินไหวของโครงสร้างให้ละเอียด.
เว็บไซต์ที่เกี่ยวข้อง : http://999starthai.com/th/home-2/ (http://999starthai.com/th/home-2/)
Tags : ออกแบบอาคาร