ข้อแนะนำพื้นฐานสำหรับการออกแบบอาคารต้านแผ่นดินไหว อ่าน 8,862

ข้อแนะนำพื้นฐานสำหรับการออกแบบอาคารต้านแผ่นดินไหว

( บทความอ้างอิงจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย )

การออกแบบ อาคาร ต้านแผ่นดินไหว เป็นสิ่งที่ ต้องอาศัย วิศวกร ผู้รู้ ทำการ คำนวณ ออกแบบ ในที่นี้ จะให้ ความรู้ กว้างๆ สำหรับ ผู้สนใจ ทั่วไป

 

จากการ สำรวจ อาคาร จากเหตุการณ์ แผ่นดินไหว ต่างๆ กว่า 12 เหตุการณ์ ทั่วโลก เป็นเวลา 30 ปี (1963-1993) Fintel (1993) รายงานว่า ไม่เคย พบอาคาร ที่ใช้ระบบ ผนังแรงเฉือน (shear wall system) ต้าน แรงด้านข้าง (แผ่นดินไหว/ ลม) พังทลาย แม้แต่ อาคารเดียว ถึงแม้ จะเกิด ความเสียหาย มากบ้างน้อย บ้างแล้วแต่ กรณี ในขณะที่ อาคาร ที่ไม่ได้ ใช้ระบบ ผนังแรงเฉือน พังพินาศ มากมาย ดังเห็นได้ จาก ตัวอย่าง แผ่นดินไหว ใน มานากัว (1972, M = 6.+), ชิลี (1960, 1985 M = 7.8) กรุงเม็กซิโก (1985, M = 8.1) เป็นต้น เป็นที่ น่าสังเกต ว่าถึงแม้ ความรุนแรง ของ แผ่นดินไหว ใน ชิลี เมื่อ ค.ศ. 1985 จะรุนแรง ในระดับ ใกล้เคียง กับ ที่ กรุงเม็กซิโก ในปี เดียวกัน แต่ ความเสียหาย ระดับ พังทลาย ก็เกิดขึ้น น้อยกว่า กันมาก จน ทำให้ เหตุการณ์ ครั้งนั้น ได้รับ การสนใจ จาก วิศวกร น้อยมาก สาเหตุสำคัญ อันหนึ่ง คือ การใช้ ระบบ ผนังแรงเฉือน คอนกรีต อย่างกว้างขวาง ในชิลี ในการ ควบคุม การโยกตัว ของ อาคาร (drift control) นอกจากนี้ การเสริมเหล็ก ผนังคอนกรีต โดยทั่วๆ ไปในชิลี ในขณะนั้น เป็นไป ตาม มาตรฐาน ทั่วไป ของ มาตรฐาน คอนกรีต เสริมเหล็ก เท่านั้น ไม่ได้ ปฏิบัติ ตาม มาตรฐาน การให้ รายละเอียด ประเภท เหนียว (ductile detailing) สำหรับ ต้าน แผ่นดินไหว รุนแรง ใน สหรัฐฯ ด้วยซ้ำไป (Wallace & Moehle 1993) พฤติกรรม ที่ดี เป็นพิเศษ ของอาคาร ที่ใช้ ระบบ ผนังแรงเฉือน ในชิลี เป็น เครื่องพิสูจน์ อย่างดี ถึง ประสิทธิภาพ ของ ระบบ ผนังแรงเฉือน ในการป้องกัน ชีวิต และ ทรัพย์สิน ในอาคาร จึงสมควร ใช้อย่างยิ่ง ในการออกแบบ อาคาร

 
บทเรียน สำคัญ อีกประการ หนึ่ง จากแผ่นดินไหว ต่างประเทศคือ อาคารที่มีรูป แบบและระบบ โครงสร้างไม่ดี จะเสียหาย ได้มากกว่าอาคาร ที่มีระบบ โครงสร้าง ถูกต้อง ตามหลักการ ออกแบบ อาคาร ต้านแผ่นดินไหว ตัวอย่าง ระบบโครงสร้าง ที่เสียหาย จาก แผ่นดินไหว ได้ง่าย ได้แก่ อาคาร ที่มีลักษณะ ไม่สม่ำเสมอ (irregularity) ในแปลน (เช่น รูปตัว L ตัว T อาคาร ที่มีส่วน ที่แข็ง เช่น ปล่องลิฟต์ วางเยื้องศูนย์ มาก เป็นต้น) อาคาร ที่มีเสาเล็ก เกินไป หรือ เสาประเภท เสาสั้น หรือ อาคาร ที่มี การเปลี่ยนแปลง มากใน ระนาบดิ่ง เช่น มีชั้นที่อ่อนมาก เมื่อเทียบกับ ชั้นถัดไป เป็นต้น อาคาร ที่มีลักษณะ ไม่ดี ดังกล่าว เสียหาย ได้แม้ ในแผ่นดินไหว ไม่รุนแรง มากนัก ดังที่เคย เกิดขึ้น แล้ว ในแผ่นดินไหว อำเภอพาน จังหวัดเชียงราย เมื่อ พ.ศ. 2537 ซึ่งมี ขนาดเพียง 5.1 หน่วยริคเตอร์ รูปที่ 1 แสดง ตัวอย่าง ความเสียหาย ที่เกิดขึ้น

 



 

  • เสากับฐานราก
  • คานกับเสา
  • พื้นกับคาน
  • หลังคากับแป, แปกับจันทัน ฯลฯ

  • กระเบื้องปลิวหลุด เมื่อเกิดพายุแรง (ขอยึดไม่อยู่) แป / จันทัน ยึด ไม่ แข็งแรง พอ อาจ เสียหาย จากพายุ

      เมื่อ เกิดพายุ แรง หรือ แผ่นดินไหว ชิ้นส่วน ที่ ได้ ยึดรั้ง กันไว้ ให้ดี จะ สั่นไหว แยกตัว หลุด ออก จากกัน ได้ ต้อง ยึดรั้ง ชิ้นส่วน ต่างๆ เข้า ด้วยกัน ให้มั่นคง

     

    ชิ้นส่วนต่าง ๆ ต้องได้รับ การยึด (anchor) เข้าด้วยกัน ให้แข็งแรง เช่น ตอม่อกับเสา คานกับเสา พื้นกับคาน แปกับจันทัน ผนังกระจกกับ โครงที่รองรับ เป็นต้น โดยต้องให้ ข้อต่อแข็งแรง สามารถ ถ่ายแรง จากชิ้นส่วนหนึ่ง ไปยัง อีกส่วนหนึ่ง ของโครงสร้าง ได้ ทั้งนี้ เพื่อ ไม่ให้ชิ้นส่วน แยกหลุดจากกัน จากการสั่นไหว อาคารไม้ หรือ เหล็ก ต้องมี การยึดโยง (bracing) ด้วยชิ้นส่วน ทแยง ไม่ให้โย้มาก เวลาสั่นไหว

    • เสาโตพอ
    • เสริมเหล็กปลอกให้พอและได้มาตรฐาน

    • เสา เล็กเกินไป ที่ หักพัง ใน พายุเกย์

        เสา เป็นส่วนสำคัญ ของอาคาร เพราะ แบกรับ น้ำหนัก พื้น ส่ง ต่อไป ฐานราก ที่ผ่านมา เมื่อ เกิดพายุ หรือ แผ่นดินไหว มัก จะเกิด ความเสียหาย เนื่องจาก เสา มีขนาด เล็ก เกินไป และ ถ้า เสา หักแล้ว อาคาร ก็พังหมด เสา คอนกรีต เสริมเหล็ก ต้อง มี เหล็กปลอก รัด ให้ เพียงพอ จึง จะทน การสั่นไหว ได้

     

    • ชิ้นส่วนยึดโยงทแยงหรือผนังแน่นหนา
    •  


      การโย้ ของอาคารไม้ ที่ ไม่มี การยึด โยงทแยง


      การยึดโยงทแยงกันโย้

        อาคารไม้ ที่ ไม่มี การยึดโยง เมื่อ ถูกพายุ หรือ แผ่นดินไหว รุนแรง จะ พังทลาย ได้ง่าย ซึ่ง พบ ค่อนข้าง บ่อย ควรยึด ด้วย ชิ้นส่วน ทแยง หรือ ผนัง ที่ แน่นหนา

     


    ข้อต่อ เสาไม้ / เสาปูน ลักษณะนี้ จะทน พายุ หรือ แผ่นดินไหว รุนแรง ไม่ได้

      ข้อต่อ ระหว่าง ชิ้นส่วน มัก เสียหาย ง่าย เมื่อ เกิด พายุ หรือ แผ่นดินไหว รุนแรง

  • สำหรับอาคารควบคุมต้องมีวิศวกรดำเนินงาน
     
  • การก่อสร้าง ต้องดำเนินการ ตามหลักวิชาการ ที่ถูกต้อง และ ได้คุณภาพ เช่น การผสมคอนกรีต ต้องใช้วัสดุ ที่สะอาด แข็งแกร่ง ไม่ใช้น้ำผสมมาก ซึ่งจะทำให้ กำลังคอนกรีตเสีย ไม่ใช้น้ำกร่อย ผสมปูน เป็นต้น หากใช้ โครงสร้างเหล็ก ต้องใช้ช่างเชื่อม ที่มีคุณภาพ ผ่านการทดสอบ มิเช่นนั้นแล้ว จะได้รอยต่อ ชิ้นส่วน ที่ไม่แข็งแรง และ/ หรือไม่มีความเหนียว เวลาที่อาคาร โยกไปมา จากแผ่นดินไหว ข้อต่อ อาจวิบัติได้ ถึงแม้ จะเป็น โครงสร้างเสริมเหล็ก ก็ตาม

    ( บทความอ้างอิงจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย )

    คะแนน:
    ร่วมแสดงความคิดเห็น (Post Comment)