การออกแบบสร้างบ้าน รับมือแผ่นดินไหวทำได้อย่างไร

ต้องยอมรับว่า ในปัจจุบันมีภัยพิบัติเกิดมากขึ้นในเมืองไทย หนึ่งในนั้นคือ แผ่นดินไหว ที่เริ่มมากขึ้นโดยเฉพาะพื้นที่ทางเหนือ ที่เสี่ยงอันตรายเป็นอย่างสูงกับบ้านพัก และอาคาร โดยอาคารทั่วไปที่ไม่ได้รับการออกแบบอย่างมีมาตรฐานและตามหลักการ ก็มักจะเป็นสิ่งก่อสร้างแรกๆที่พังทลายลงมาก่อนแม้จะมีแผ่นดินไหวไม่แรงมาก แม้จะมีขนาดแผ่นดินไหวเพียง 4-5 ริกเตอร์เท่านั้น จึงจำเป็นอย่างมากโดยเฉพาะผู้ที่จะก่อสร้างบ้าน หรืออาคารใหม่ในยุคนี้ ที่ต้องมี การออกแบบสร้างบ้าน เพื่อรับมือแผ่นดินไหว เพื่อให้เกิดปัญหา หรือความเสียหายน้อยที่สุด และความปลอดภัยของชีวิตผู้อยู่อาศัย

การออกแบบสร้างบ้าน รับมือแผ่นดินไหว

การออกแบบสร้างบ้าน รับมือแผ่นดินไหว

การออกแบบบ้านให้มีมาตรฐานและแข็งแรง ตัวอย่างเช่น ยึดรั้งชิ้นส่วน อย่าง เสากับฐานราก เสากับคาน ออกแบบเสาให้แข็งแรงมีขนาดโตพอ ยึดโยงส่วนอาคารกันโย้ และข้อต่อต่างๆให้แข็งแรง รวมถึงมีวิศวกรควบคุมให้เป็นไปตามมาตรฐาน ก่อนการสร้างบ้านให้ป้องกันแผ่นดินไหว วิศวกรจะต้องพิจารณาพื้นที่สภาพดินในเขตนั้น รวมถึงรูปแบบของอาคารเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดวิบัติในรูปแบบต่างๆ นั่นเอง โครงสร้างที่ดีควรจะวางตำแหน่งเสาให้มีความสมมาตรในแกนหลักทั้งตามยาวและตามขวางของอาคาร หากเป็นอาคารสูง ควรมีกำแพงรับแรงเฉือนหลายชิ้น วางในตำแหน่งที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอตลอดผังอาคาร โดยไม่กระจุกตัวอยู่ในบริเวณเดียว

นอกจากรูปแบบของอาคารที่เหมาะสมแล้ว ความแข็งแรงของโครงสร้างก็เป็นสิ่งสำคัญ โดยเสานอกจากจะรับน้ำหนักบรรทุกปกติ ซึ่งเป็นน้ำหนักของอาคารและน้ำหนักบรรทุกจรตามการออกแบบทั่วไปแล้ว เสาจะต้องมีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้นในขณะเกิดแผ่นดินไหว เมื่อเปรียบเทียบขนาดเสากับอาคารทั่วไปแล้ว เสาอาคารต้านทานแผ่นดินไหว จะมีขนาดใหญ่กว่าและมีปริมาณเหล็กเสริมตามยาวของเสามากกว่า เพื่อรับน้ำหนักบรรทุกและการดัดตัวที่เพิ่มมากขึ้น รวมทั้งต้านการเคลื่อนที่ทางด้านข้างด้วย และสิ่งที่สำคัญอีกอย่าง คือการเสริมเหล็กให้โครงสร้างมีความเหนียวพอเพียงในการต้านทานแรงแผ่นดินไหว โดยการจัดปริมาณการเสริมเหล็กตามยาวและเหล็กปลอกที่โอบรัดรอบเหล็กเสริมตาม ยาวของเสาและคานให้พอเพียง

การออกแบบสร้างบ้าน รับมือแผ่นดินไหว

การออกแบบสร้างบ้าน รับมือแผ่นดินไหว

วิธีการสร้างบ้านรองรับแผ่นดินไหว

แบบเสริมเหล็กเสา

  • บริเวณที่ต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษ คือ ปลายเสาทั้งด้านบนและด้านล่าง การเสริมเหล็กปลอกในเสาจึงแบ่งเป็น 2 บริเวณเช่นกัน คือ 1. บริเวณปลายเสาวัดออกมาเป็นระยะ 50 ซม. ให้เสริมเหล็กปลอกมีระยะเรียงไม่เกิน ครึ่งหนึ่งของขนาดเสา และ 2. บริเวณกลางความสูงเสาให้เสริมเหล็กปลอกมีระยะเรียงไม่เกิน ขนาดเสา เช่น เสาหน้าตัด 20×20 ซม. ต้องเสริมเหล็กปลอกขนาดไม่เล็กกว่า 6 มม. ในระยะ 50 ซม. ที่ปลายบนและล่าง ให้มีระยะเรียงไม่เกิน 10 ซม. (หรือครึ่งหนึ่งของขนาดเสา) แต่แนะนำให้ใช้เพียง 7.5 ซม. ส่วนบริเวณตรงกลางความสูงเสาให้เสริมเหล็กปลอกขนาดไม่เล็กกว่า 6 มม. วางเรียงกันไม่เกิน 20 ซม. (ขนาดเสา) แต่แนะนำให้ใช้เพียง 15 ซม. ซึ่งดีกว่ามาตรฐาน ในขณะที่เสาตอม่อหรือเสาใต้ถุนบ้านให้เสริมเหล็กปลอกมีระยะเรียงไม่เกิน ครึ่งหนึ่งของขนาดเสา ตลอดความสูงของเสา

แบบเสริมเหล็กข้อต่อคาน-เสา

  • ข้อต่อคือบริเวณที่คานและเสามาต่อกัน มีหน้าที่สำคัญในการยึดชิ้นส่วนต่างๆเข้าด้วยกัน หากข้อต่อเสียหายรุนแรง อาจจะทำคานและเสาหลุดแยกออกจากกันแล้วทำให้โครงสร้างถล่มได้ ดังนั้นต้องเสริมเหล็กปลอกในข้อต่อคานเสาเพื่อป้องกันการวิบัติด้วย โดยต้องเสริมเหล็กปลอกขนาดไม่เล็กกว่า 6 มม. และมีระยะระหว่างเหล็กปลอกไม่เกินด้านแคบของเสา เช่น เสาขนาด 20 x 20 ซม. ระยะเรียงของเหล็กปลอกในข้อต่อต้องไม่เกิน 20 ซม. (หรือหากใช้เพียงครึ่งหนึ่งหรือ 10 ซม. ก็จะดีมาก)

แบบเสริมเหล็กคาน

  • บริเวณที่ต้องเสริมเหล็กให้แข็งแรงคือบริเวณปลายคานทั้งสองด้าน ดังนั้นการเสริมเหล็กปลอกในคานจะแบ่งเป็น 2 บริเวณ คือ 1. บริเวณปลายคานวัดออกมาจากเสาสองเท่าของความลึกคาน ให้เสริมเหล็กปลอกมีระยะเรียงไม่เกิน หนึ่งในสี่ของความลึกคาน และ 2. บริเวณกลางคานให้เสริมเหล็กปลอกมีระยะเรียงไม่เกิน ครึ่งหนึ่งของความลึกคาน เช่น คานลึก 40 ซม. ต้องเสริมเหล็กปลอกขนาดไม่เล็กกว่า 6 มม. มีระยะเรียงไม่เกิน 10 ซม. (หรือหนึ่งในสี่ของความลึกคาน) ในระยะ 80 ซม. จากปลายคานทั้งสองด้าน ส่วนบริเวณตรงกลางใช้เหล็กปลอกขนาดไม่เล็กกว่า 6 มม. วางเรียงกันไม่เกิน 20 ซม. (หรือครึ่งหนึ่งของความลึกคาน)

แบบเสริมเหล็กที่ปลายคานตัวนอก

  • คานที่บรรจบกับเสาต้นนอก จะต้องงอฉากที่ปลายเหล็กบนและเหล็กล่างในคาน ให้ฝังเข้าไปในเสา เพื่อให้เกิดการยึดระหว่างคานกับเสาอย่างแข็งแรง หากไม่งอฉากแล้ว คานอาจจะหลุดแยกจากเสาได้ เมื่อเกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงจากแผ่นดินไหว

แบบของเหล็กปลอกต้านแผ่นดินไหว

  • เหล็กปลอกคือเหล็กเป็นวงที่พันรอบเหล็กแกน เป็นเหล็กที่มีหน้าที่สำคัญสองประการคือ 1. ป้องกันการการกะเทาะหลุดของคอนกรีต และ 2. ป้องกันการคดงอของเหล็กแกน แต่ในเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เชียงรายพบว่า ปริมาณเหล็กปลอกที่เสริมในเสาน้อยเกินไป อีกทั้งวิธีการดัดงอเหล็กปลอกยังไม่แข็งแรงพอ จึงเป็นสาเหตุให้เหล็กปลอกง้างหลุดออกมาเป็นจำนวนมาก การเสริมเหล็กปลอกให้แข็งแรงนั้น ปลายเหล็กปลอกควรดัดทำมุม 135 องศาแล้วฝังเข้าไปในแกนคอนกรีตเพื่อยึดเหล็กปลอกให้ตรึงแน่นอยู่กับแกนเสา หากไม่งอ 135 องศาแล้ว เหล็กปลอกจะถูกคอนกรีตดันจนง้างหลุดออกจากเสาได้”