ผู้เชี่ยวชาญ สจล. แนะออกแบบอาคาร และวิธีลดความเสี่ยงอาคารถล่ม รับมือแผ่นดินไหว
จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ทางภาคตะวันออกเฉียงใต้ของตุรกีและซีเรีย เมื่อวันที่ 6 ก.พ. 2566 ที่มีขนาดความรุนแรง 7.8 แมกนิจูด ทำให้อาคาร บ้านเรือน รวมทั้งสิ่งปลูกสร้าง อาคารขนาดใหญ่พังถล่ม สร้างความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินอย่างมหาศาล ผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหว สจล. ได้มีแนวทางในการรับมือแผ่นดินไหวทั้งในด้านการออกแบบ และวิธีการปรับปรุงแก้ไขอาคารสิ่งปลูกสร้างเก่าก่อนที่จะมีกฎหมายกำหนดเพื่อลดความเสี่ยงจากความเสียหายด้วย 4 แนวทาง คือ การเสริมกำลังด้วยคอนกรีตและเหล็กเสริมที่เสาให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจากเดิม การเสริมกำลังด้วยแผ่นเหล็กที่เสาจะทำให้อาคารมีการรับแรงด้านข้างได้มากขึ้น การเสริมกำลังโดยให้กำแพงสามารถรองรับแรงเฉือน และการเสริมกำลังด้วยโครงแกงแนง
รศ. ดร.คมสัน มาลีสี รักษาการแทนอธิการบดีสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) เผยว่าในประเทศไทยนั้นมีโอกาสที่จะเกิดแผ่นดินไหวได้เช่นกัน แต่ทั้งนี้ความรุนแรงอาจขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น พื้นที่ที่อยู่ตามแนวรอยเลื่อนของเปลือกโลกก็มีโอกาสจะได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวสูงกว่าพื้นที่อื่น ๆ และในประเทศไทยเคยเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่จังหวัดเชียงราย เมื่อปี 2557 มีขนาดความรุนแรง 6.3 แมกนิจูด สร้างความเสียหายให้กับประชาชนในพื้นที่เป็นจำนวนมากเช่นกัน ดังนั้นหากจะหาวิธีป้องกันการทรุดตัว ถล่มของสิ่งปลูกสร้างต่าง ๆ ก็สามารถทำได้ ซึ่งประเทศไทยเองได้มีกฎหมายรองรับเกี่ยวกับแนวทางการออกแบบและคำนวณโครงสร้างอาคารเพื่อต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวแล้ว ซึ่งได้มีการประกาศราชกิจจานุเบกษา วันที่ 9 พฤศจิกายน 2564 ก็ทำให้สิ่งปลูกสร้างยุคใหม่ที่เกิดขึ้นในหลาย ๆ จังหวัดของประเทศได้มีการออกแบบโครงสร้างที่สามารถรองรับและต้านทานแผ่นดินไหวมากขึ้น
ดร.ภาณุมาศ ไทรงาม อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ สจล. ผู้เชี่ยวชาญด้านโครงสร้างอาคารต้านทานแผ่นดินไหว กล่าวว่า ส่วนสำคัญประการหนึ่งในการออกแบบโครงสร้างเพื่อรับมือกับเหตุแผ่นดินไหวนั้น จะมีการออกแบบให้เสามีขนาดใหญ่ขึ้นจากเมื่อก่อน เพราะผลกระทบโดยตรงของอาคาร สิ่งปลูกสร้างจากแผ่นดินไหว จะเป็นแรงที่กระทำจากด้านข้าง นั้นคือจะส่งผลกระทบไปที่เสา เวลาออกแบบก่อสร้าง จึงต้องออกแบบให้เสามีขนาดใหญ่ขึ้นโดยที่เราจะใช้ระบบที่เรียกว่า “เสาแข็งคานอ่อน” เพราะถ้าเสามีความแข็งแรงมาก ๆ โอกาสที่เสาจะเอนก็จะน้อยลง รวมถึงทำอาคารให้มีความเหนียวมากขึ้นโดยการเพิ่มรายละเอียดเหล็กเสริม และเหล็กปลอกของโครงสร้างอาคาร
สำหรับอาคารเก่าที่เจ้าของมีความกังวล เราอาจจะตั้งสมมุติฐานว่าอาคารเหล่านี้อาจจะถูกออกแบบมารับแรงในแนวโน้มถ่วงอย่างเดียว ซึ่งในหลักการของทางวิศวกรรมเราอาจจะต้องทำการวิเคราะห์อาคารเหล่านั้นได้ และถ้าผลวิเคราะห์ออกมาพบว่าเป็นอาคารที่ไม่สามารถรับแรงแผ่นดินไหวได้เราก็จะทำการเสริมกำลังอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว โดยมี 4 แนวทางดังนี้
1.เสริมกำลังด้วยคอนกรีตและเหล็กเสริมที่เสาให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจากเดิม (Concrete jacketing) ซึ่งเป็นเป็นวิธีการเสริมแรงแบบดั้งเดิม เหมาะสำหรับอาคารที่ต้องการเสริมความแข็งแรงของอาคารเพื่อรองรับแผ่นดินไหวในพื้นที่ที่มีผู้เชี่ยวชาญในงานก่อสร้างด้านการเสริมกำลังด้วยโครงคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยเป็นวิธีดังเดิมที่ถูกใช้ในหลายประเทศ
ภาพตัวอย่าง: เสริมกำลังด้วยคอนกรีตและเหล็กเสริมที่เสาให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจากเดิม (Concrete jacketing)
2.เสริมกำลังด้วยแผ่นเหล็กที่เสาจะทำให้อาคารมีการรับแรงด้านข้างได้มากขึ้น (Steel jacketing) แทนการเอาเหล็กเสริมและคอนกรีตเข้าไปพอกที่เสาเพียงอย่างเดียว เหมาะสำหรับอาคารที่ต้องการเสริมความแข็งแรงของอาคารเพื่อรองรับแผ่นดินไหว และมีผู้เชี่ยวชาญในการก่อสร้างงานด้านการเสริมกำลังด้วยโครงสร้างเหล็ก
ภาพตัวอย่าง: เสริมกำลังด้วยแผ่นเหล็กที่เสาจะทำให้อาคารมีการรับแรงด้านข้างได้มากขึ้น (Steel jacketing)
3.เสริมกำลังโดยให้กำแพงสามารถรองรับแรงเฉือน (Shear wall) ซึ่งอาคารสูง หรืออาคารสาธารณะในประเทศไทย โดยเฉพาะกรุงเทพมีการออกแบบรับแรงด้านข้างมานานแล้ว จากปกติที่ผนัง หรือกำแพงจะเป็นแค่อิฐเพียงอย่างเดียว ซี่งส่วนใหญ่จะใช้วิธีนี้กับอาคารสูง เนื่องจากจะได้รับผลกระทบทั้งแรงลม หรือแผ่นดินไหวมากกว่าอาคารต่ำ วิธีการคือใส่เหล็กเพื่อช่วยรับแรงด้านข้างดังกล่าว หรือเรียกว่าเป็น ผนังคอนกรีตเสริมเหล็ก กำแพงแบบนี้จะไม่มีโครงสร้างเสาคานให้เห็น ซึ่งเกิดจากการออกแบบให้มันรับน้ำหนักแทนเสาและคาน ผนังแบบนี้แข็งแรงกว่าผนังก่ออิฐฉาบปูน แต่มีข้อเสียตรงที่เราไม่สามารถปรับแต่ง ต่อเติม หรือเจาะผนังได้ เพราะจะเกิดความเสียหาย
ภาพตัวอย่าง: เสริมกำลังโดยให้กำแพงสามารถรองรับแรงเฉือน (Shear wall)
4.เสริมกำลังด้วยโครงแกงแนง (Bracing) ซึ่งจะช่วยรับแรงด้านข้างได้ดี มีลักษณะของการเสริมกำลังด้วยการใช้เหล็กแท่งเสริมเข้าไประหว่างเสา 2 ต้น เพื่อเพิ่มการรับแรงกระทำจากด้านข้าง การยึดรั้ง และเพิ่มเสถียรภาพและความแข็งแรงทางด้านข้าง ซึ่งเป็นระบบที่ถูกใช้เสริมกำลังอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวในหลายประเทศ
ภาพตัวอย่าง: เสริมกำลังด้วยโครงแกงแนง (Bracing)
สำหรับอาคารยุคเก่า กลุ่มแรกที่ควรได้รับการตรวจสอบ และวิเคราะห์ เป็นกลุ่มอาคารสาธารณะที่มีผู้คนใช้งานเป็นจำนวนมาก เพื่อหาแนวทางป้องกัน และเสริมกำลังให้ต้านทานแผ่นดินไหวต่อไป ดร.ภาณุมาศ สรุปในตอนท้าย
