ความเสียหายเมื่อเกิด “แผ่นดินไหว”เสาเข็ม-ฐานราก-ตอม่อโดนหนักที่สุด

จากการศึกษาทำให้ทราบว่าการทำให้โครงสร้าง (เสา) เมื่อถูกแรงกระทำแล้วไม่แตกหักและพังทลายรุนแรง สามารถทำได้โดยการเสริมเหล็กปลอกเพิ่มขึ้น ทั้งขนาดของเหล็กปลอก เช่น เปลี่ยนจากขนาดเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม.เป็น 9 มม. และเพิ่มจำนวนเหล็กปลอก เช่น การลดระยะห่างของเหล็กปลอกจากทุกระยะ 20 ซม.ให้เหลือระยะ 15 หรือ 10 ซม. ซึ่งเป็นหลักการอย่างง่ายที่สุด (นอกจากนี้ในการวิจัยยังมีการเสริมเหล็กลักษณะคล้ายคลิปรัดมุมเหล็กยืนของเสา เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับแรง ซึ่งเป็นงานของ ศ.ดร.ปณิธาน ลักคุณะประสิทธิ์ ผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวของประเทศไทย)

ที่ผมกล่าวมาอาจเป็นเรื่องที่เข้าใจยากสำหรับคนทั่วไป ผมขอให้ท่านใช้จินตนาการดังนี้ครับ ลองนึกถึงภาพของเสาคอนกรีตก่อนการเทคอนกรีต จะพบว่ามีเหล็กเส้นตั้งยืนขึ้นตามมุมเสา (ในที่นี้สมมติว่ามีเพียง 4-8 เส้นก็พอครับ) ท่านจะพบว่าเหล็กเส้นไม่สามารถยืนตั้งอยู่ได้ด้วยตัวเอง จะมีลักษณะโอนเอนไปมา จะต้องมีเหล็กปลอกเป็นวงๆ สวมครอบเหล็กยืน เพื่อให้เหล็กเส้นยืนมัดเป็นช่วงๆ ตลอดความยาวของเหล็กยืน (คล้ายวงของหนังยาง)  

ทำไมการเพิ่มขนาดและจำนวนเหล็กปลอกในเสาจึงช่วยให้รับแรงได้เพิ่มขึ้น ผมมีคำอธิบายดังนี้ครับ ถ้ามีเหล็กยืนอยู่ 4 เส้นวางตามตำแหน่งมุมเสา รัดด้วยเหล็กปลอกที่ระยะห่าง 50 ซม. เปรียบเทียบกับท่านรัดเหล็กปลอกที่ทุกระยะ 15 ซม. ท่านจะพบว่าการเพิ่มจำนวนเหล็กปลอกด้วยการลดระยะการรัดย่อมจะทำให้เหล็กยืนตั้งตรงได้แข็งแรงขึ้นมาก และถ้ายิ่งมีการเพิ่มขนาดของเหล็กปลอกด้วยแล้ว ความแข็งแรงของเหล็กเสริมของเสาก่อนการเทคอนกรีตก็จะมีมากขึ้นอย่างแน่นอน เมื่อเทคอนกรีตเสาแล้ว และเสาถูกแรงกระทำอย่างรุนแรงจนคอนกรีตแตกร้าว แต่ถ้ามีเหล็กปลอกมากพอภายในเสาต้นนั้น เสาคอนกรีตต้นดังกล่าวก็จะไม่พังยุบลงมาทันทีทันใด และนี่คือเหตุผลของการที่เพิ่มเหล็กปลอกในเสา ซึ่งสามารถช่วยลดความรุนแรงของการพังทลายของเสานั่นเอง

เมื่ออ่านมาถึงบรรทัดนี้ท่านก็เข้าใจได้แล้วว่า วิธีการเพิ่มขนาดและจำนวนของเหล็กปลอกสามารถช่วยทำให้เสาตอม่อรับแรงได้มากขึ้น และไม่พังลงมาทันทีทันใด ซึ่งเป็นหลักทางทฤษฎีข้อหนึ่งที่ใช้สำหรับการออกแบบโครงสร้างรับแรงแผ่นดินไหว แต่ยังต้องมีข้อกำหนดการออกแบบอีกมากที่วิศวกรโครงสร้างใช้ในการออกแบบ ซึ่งต้องใช้ความรู้ทางวิศวกรรมขั้นสูง

ผมไม่แน่ใจว่ากฎหมายการควบคุมอาคารเรื่องการออกแบบต้านแรงแผ่นดินไหวจะบังคับใช้กับอาคารขนาดเล็กหรือไม่ แต่สำหรับงานที่ผมทำเมื่อดูแบบโครงสร้างแล้ว ถ้าพบว่าการออกแบบไม่มีนัยยะเรื่องการเพิ่มเหล็กปลอก ผมก็จะเพิ่มเหล็กปลอกให้มากขึ้นทันที อย่างน้อยก็ทำให้โครงสร้างนั้นรับแรงได้มากขึ้น…หวังว่าท่านผู้อ่านคงได้นำข้อเขียนนี้ไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์นะครับ