แม้ประเทศไทยจะไม่ใช่ประเทศที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้งเท่าญี่ปุ่นหรืออินโดนีเซีย แต่หลายคนอาจยังไม่รู้ว่าเราเคยมีแผ่นดินไหวขนาด (magnitude) เกิน 6.0 หลายครั้งในอดีต โดยเฉพาะในภาคเหนือและตะวันตกของประเทศไทย เช่น เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เชียงรายปี 2557 ที่ส่งผลให้บ้านเรือนเสียหายจำนวนมาก
เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับภัยพิบัตินี้ กรมโยธาธิการและผังเมืองจึงได้ออกกฎกระทรวงมหาดไทย กำหนดการรับน้ำหนัก ความต้านทาน ความคงทนของอาคาร และพื้นดินที่รองรับอาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว ปี พ.ศ. 2564 และ ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรื่องการออกแบบและคำนวณโครงสร้างอาคารเพื่อต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว พ.ศ. 2564 รวมไปจนถึง “มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานแผ่นดินไหว” (Seismic Design Standard) อีกหลายฉบับ เพื่อให้วิศวกรและสถาปนิกนำไปใช้ในการออกแบบและก่อสร้างอาคาร โดยเฉพาะในพื้นที่เสี่ยง
มาตรฐานที่ต้องรู้เพื่อชีวิตปลอดภัย อุ่นใจ ยั่งยืน
กฎกระทรวงและประกาศกระทรวง ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบอาคารเพื่อต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวนี้ถูกปรับปรุงครั้งล่าสุดเมื่อปี พ.ศ. 2564 (อ้างอิง: ประกาศกรมโยธาธิการและผังเมือง เรื่อง กำหนดหลักเกณฑ์และวิธีการออกแบบอาคารต้านทานแผ่นดินไหว พ.ศ. 2564) โดยกำหนดแนวทางในการคำนวณแรงแผ่นดินไหวที่อาคารต้องรับได้ พร้อมแนะนำระบบโครงสร้างที่เหมาะสม เช่น โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ระบบผนังรับแรงเฉือน และระบบโครงข้อแข็งเหล็ก (moment frame) มาตรฐานนี้เน้น 3 ประเด็นหลัก :
1. อาคารต้องไม่พังถล่มแม้จะเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง
2. โครงสร้างต้องมีความเหนียว (ductility) สามารถเปลี่ยนรูปโดยไม่เสียหายรุนแรงทันที
3. ต้องออกแบบเผื่อความไม่แน่นอนของแผ่นดินไหว
พื้นที่ควบคุม : ทุกที่เสี่ยงไม่เท่ากัน
ประเทศไทยถูกแบ่งเป็นโซนตามความเสี่ยงของแผ่นดินไหว ซึ่งมีผลต่อระดับความเข้มข้นในการออกแบบอาคาร กรมโยธาฯ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ตามแผนที่แรงสั่นสะเทือน :
- โซนความเสี่ยงสูง (High Seismic Zone) เช่น เชียงราย เชียงใหม่ แม่ฮ่องสอน ลำปาง ตาก กาญจนบุรี
o พื้นที่เหล่านี้ตั้งอยู่ใกล้รอยเลื่อนมีพลัง เช่น รอยเลื่อนแม่จัน รอยเลื่อนศรีสวัสดิ์ รอยเลื่อนเจดีย์สามองค์ เป็นต้น
o ต้องใช้การออกแบบขั้นสูง เช่น วิเคราะห์พลศาสตร์โครงสร้าง ใช้ระบบโครงสร้างที่ยืดหยุ่นสูง และใช้วัสดุเหนียวที่มีความสามารถต้านทานแรงดึงเฉียบพลัน - โซนความเสี่ยงปานกลาง (Moderate Seismic Zone) เช่น เพชรบูรณ์ นครสวรรค์ สุโขทัย
o ยังคงต้องคำนวณแรงแผ่นดินไหว แต่ไม่เข้มงวดเท่าโซนสูง
o ใช้ระบบโครงสร้างที่ออกแบบเสริมแรงในบางส่วน เช่น คาน เสา ที่มีเหล็กเสริมคุณภาพสูง - โซนความเสี่ยงต่ำ (Low Seismic Zone) เช่น กรุงเทพฯ และภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
o แม้ความเสี่ยงต่ำ แต่หากเป็นอาคารสาธารณะ อาคารสูง หรือโรงงาน ก็ยังควรออกแบบเผื่อแรงแผ่นดินไหว
“เหล็ก” ตัวแปรสำคัญของความปลอดภัย
เมื่อพูดถึงโครงสร้างต้านทานแผ่นดินไหว เหล็กคือวัสดุที่ขาดไม่ได้ ด้วยเหตุที่เหล็กมีคุณสมบัติเด่นเรื่องความเหนียว (ductility) ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนรูปได้โดยไม่เปราะแตก ช่วยให้โครงสร้างดูดซับพลังงานจากการสั่นสะเทือนได้โดยไม่พังทันที เช่นเดียวกับอาคารในประเทศญี่ปุ่นที่ใช้โครงสร้างเหล็กจำนวนมากเพื่อรองรับแผ่นดินไหว
เหล็กโครงสร้างรูปพรรณ (structural steel section) และเหล็กเสริมคุณภาพสูงที่ผ่านมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (มอก.) เช่น มอก. 24-2561 มอก. 1227-2558 มอก. 1499-2563 จึงมีบทบาทสำคัญในการนำมาใช้เป็นส่วนของโครงสร้าง เช่น
- โครงสร้างเสา คาน ฐานราก
- ระบบเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่น เช่น moment-resisting connections
- การลดน้ำหนักโดยรวมของอาคาร ซึ่งช่วยลดแรงเฉื่อยขณะเกิดแผ่นดินไหว
ในปัจจุบัน หลายโครงการเลือกใช้โครงสร้างเหล็กทั้งระบบ (steel structure) โดยเฉพาะในอาคารโรงงาน โกดัง หรืออาคารสาธารณะที่ต้องการความปลอดภัยสูง
มาตรฐานดี วัสดุดี สร้างสังคมที่พร้อมรับมือภัยพิบัติ
การออกแบบอาคารให้ต้านทานแผ่นดินไหวไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป ไม่ว่าจะเป็นบ้านพักอาศัยขนาดเล็กหรืออาคารขนาดใหญ่ การคำนึงถึงความปลอดภัยตั้งแต่แรกเริ่มคือการลงทุนที่คุ้มค่าที่สุด โดยเฉพาะเมื่อเสริมด้วยวัสดุที่มีคุณภาพ เช่น เหล็กที่ได้มาตรฐาน ก็ยิ่งทำให้โครงสร้างมั่นคงและยืดหยุ่น พร้อมรับมือกับแรงสั่นสะเทือนได้อย่างแท้จริง
แหล่งที่มาข้อมูล:
- กรมโยธาธิการและผังเมือง, “แนวทางการออกแบบอาคารต้านทานแผ่นดินไหวในประเทศไทย”, พ.ศ. 2564
- กรมทรัพยากรธรณี, แผนที่แรงสั่นสะเทือนของประเทศไทย (Seismic Hazard Map)
- สมาคมคอนกรีตแห่งประเทศไทย (Thailand Concrete Association)