แผ่นดินไหว การศึกษาปรับปรุงและแก้ไขแผ่นดินไหวแบบชั้นอ่อนคืออะไร

แผ่นดินไหว เมื่อวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2537 เกิด แผ่นดินไหวขนาด 6.7 ริกเตอร์ ที่ย่านเรซีดาในลอสแองเจลิส แผ่นดินไหว ที่นอร์ธริดจ์ตามที่ทราบกันดี ทำให้คนทั้งชาติหันมาให้ความสนใจกับข้อบกพร่องทางโครงสร้างพื้นฐานที่สร้างภัยพิบัติให้กับอาคารหลายพันหลังที่ตั้งอยู่ในเมืองที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยที่สุดของอเมริกา ขณะที่พายุสั่นสะเทือนทั้งเมือง ชั้นล่างสุด ของอพาร์ทเมนต์ ทุ่งหญ้านอร์ธริดจ์ ก็พังลงมาใต้สองชั้นด้านบนผู้อยู่อาศัย 196 คน

ที่อยู่บนชั้นหนึ่งทั้งหมดเสียชีวิต เหตุใดคอมเพล็กซ์จึงพังทลายลง ในเมื่อยังมีอาคารอื่นๆอีกจำนวนมากที่ยังยืนอยู่ เนื่องจากทุ่งหญ้านอร์ธริดจ์ เป็นอาคารที่มีโครงสร้างอ่อนนุ่ม อาคารแบบชั้นอ่อนที่เรียกว่ามีชั้นแรกมีความแข็งน้อยกว่าเรื่องราวข้างต้นมาก มีความอ่อนไหวต่อความเสียหายจากแผ่นดินไหว เป็นพิเศษเนื่องจากช่องเปิดขนาดใหญ่ ที่ไม่มีการเสริมแรงที่ชั้นล่างและในการก่อสร้างโครงไม้โดยทั่วไป ช่องเปิดเหล่านี้มักจะรองรับที่จอดรถหน้าต่างบานใหญ่

และล็อบบี้ที่กว้างขวางในอาคารที่พักอาศัยและร้านค้า หากไม่มีการออกแบบที่เหมาะสม โครงสร้างดังกล่าวจะไม่สามารถต้านทานแรงด้านข้างได้มากนัก ซึ่งก็คือแรงที่ดันโครงสร้างจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ซึ่งเกิดจากแผ่นดินไหว เมื่อชั้นแรกพับลง ชั้นบนจะแพนเค้กลงมาทับ บดขยี้ทุกสิ่งที่อยู่ด้านล่าง นั่นเป็นปัญหาใหญ่อย่างชัดเจนในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและเกิดแผ่นดินไหวได้ง่าย เช่น ลอสแองเจลิสและซานฟรานซิสโก และตามทฤษฎีแล้วเมืองที่มีความหนาแน่นสูง

พื้นที่แผ่นดินไหวหนักที่มีการก่อสร้างในลักษณะเดียวกัน แต่เมืองเหล่านั้นก็ยังมีเรื่องราวที่นุ่มนวลอีกหลายพัน เรื่องอาคารที่ต้องการการปรับปรุง การศึกษาที่จัดทำโดยสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย พบว่าในลอสแองเจลิสมีอาคารซอฟต์สตอรี่ประมาณ 20,000 หลัง มีเพียง 800 หลังเท่านั้นที่ได้รับการปรับปรุง ซานฟรานซิสโกเผชิญกับสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกัน กับอาคารที่มีโครงสร้างอ่อนนุ่มราว 10,800 หลังยิ่งไปกว่านั้นผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าจะเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่

ในบริเวณอ่าวในอีกหลายสิบปีข้างหน้า หากเกิดแผ่นดินไหวขึ้น 80 เปอร์เซ็นต์ของอาคารที่มีโครงสร้างอ่อนนุ่มในซานฟรานซิสโกจะพังทลาย หรือได้รับความเสียหายเกินกว่าจะซ่อมแซมได้ จะทำอย่างไรเพื่อป้องกันภัยพิบัติดังกล่าว นั่นคือที่มาของวิศวกรโครงสร้างอย่าง ดร. สกอตต์ เอดัน ผู้ก่อตั้งและหัวหน้าของ เอดัน วิศวกรรมศาสตร์เขาเชี่ยวชาญ ในกระบวนการที่เรียกว่าชั้นอ่อนชุดติดตั้งเพิ่มเติมสำหรับแผ่นดินไหวความแข็งและความแข็งแรงด้านข้างเป็นส่วนประกอบสำคัญ

ที่ทำให้อาคาร ปลอดภัยจากแผ่นดินไหวในอาคารที่มีชั้นอ่อน ส่วนประกอบด้านข้างไม่เคยได้รับการพิจารณา หรือไม่แข็งแรงพอที่จะต้านทานแรงแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น เอดันอธิบาย การปรับปรุงแก้ไขแผ่นดินไหวแบบ ชั้นอ่อน จัดการกับการกำกับดูแลเหล่านั้น โดยเพิ่มส่วนประกอบโครงสร้างที่จำเป็นเพื่อให้อาคารยังคงยืนหยัดอยู่ได้หลังจากเกิดแผ่นดินไหวการปกป้องอาคาร ชั้นอ่อน จากแผ่นดินไหวขั้นตอนแรกในการดัดแปลงแก้ไขแผ่นดินไหวแบบ ชั้นอ่อน คือการวิเคราะห์โครงสร้าง

และกำหนดวิธีที่ดีที่สุดในการเสริมความแข็งแกร่งให้กับทรัพย์สิน วิศวกรโครงสร้างและผู้รับเหมาต้องชั่งน้ำหนักปัจจัยหลายประการในการตัดสินใจเลือกวิธีที่ดีที่สุดในการเข้าถึงโครงการดังกล่าว ไม่เพียงแต่ต้องมั่นใจว่าอาคารจะตรงตามมาตรฐานโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับอาคารที่ดัดแปลงแล้วเท่านั้น แต่พวกเขายังต้องลดผลกระทบต่อการใช้งานโดยรวมของอาคารให้น้อยที่สุดด้วยเท่ากับการเสริมความแข็งแกร่งให้กับอาคารโดยการอุดที่จอดรถชั้นล่างด้วยเหล็กค้ำ

หรือกำแพงเหนือหน้าต่าง ทั้งกฎหมายแบ่งเขตเมืองและเจ้าของอาคารที่ระมัดระวังทำให้แน่ใจว่านั่นไม่ใช่ทางเลือก ตามปกติแล้ว วิศวกรและผู้รับเหมาจะใช้วิธีที่แตกต่างกัน 2 ถึง 3 วิธี ในการปรับปรุงชุดติดตั้งเพิ่มเติม สำหรับแผ่นดินไหวของแบบชั้นอ่อนให้เสร็จสมบูรณ์ เราสามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับผนังที่มีอยู่ เพิ่มผนังรับแรงเฉือนใหม่หรือเพิ่มโครงเหล็กในบริเวณที่อ่อนนุ่มของอาคารเอดัน วิศวกรโครงสร้างกล่าว เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับผนังที่มีอยู่

วัสดุพื้นผิวอย่างผนังแห้งหรือปูนปั้นจะถูกแทนที่ด้วยไม้อัดที่แข็งแรงกว่า การยึดผนังเข้ากับฐานรากก็เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเช่นกัน การเพิ่มกำแพงรับแรงเฉือน กำแพงที่สร้างขึ้นเพื่อจุดประสงค์เดียวในการเพิ่มความมั่นคงด้านข้าง ก็มีประสิทธิภาพเช่นกัน หากไม่รบกวนการทำงานของโครงสร้าง หากเป็นเช่นนั้นโครงเหล็กอาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดแม้ว่าโครงดังกล่าวอาจมีราคาแพงกว่าและอันตรายในการติดตั้งเนื่องจากอันตรายจากไฟไหม้และควันพิษ ที่เกิดจากการเชื่อมเข้าที่

มากกว่าเทคนิคอื่นๆ แทนที่จะสร้างอาคารที่ป้องกันแผ่นดินไหว การติดตั้งเพิ่มเติมมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำให้อาคารปลอดภัยจากแผ่นดินไหว ซึ่งหมายความว่าอาคารเหล่านั้นจะยังคงยืนอยู่ เมื่อการสั่นสะเทือนหยุดลง เอดัน ชี้ให้เห็นอย่างรวดเร็วว่า แม้ว่าจะมีการปรับปรุงเหล่านี้แล้ว อาคารที่ได้รับการดัดแปลงใหม่ก็ยังไม่เป็นไปตามมาตรฐานโครงสร้างของการก่อสร้างสมัยใหม่ในกรณีส่วนใหญ่แนวทางของสำหรับการปรับปรุงแก้ไขแผ่นดินไหวของอาคารที่มีอยู่แล้ว

กำหนดให้การปรับปรุงแก้ไขแบบชั้นอ่อน ต้องมีความแข็งแรงอย่างน้อยร้อยละ 80 ของระดับด้านบน ที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างใหม่ เขากล่าว ต่อไปเราจะพูดถึงค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเพิ่มเติม การติดตั้งเพิ่มเติมนั้นจะเรียกใช้เท่าไหร่ ต้นทุนของการปรับปรุงเพิ่มเติมแบบชั้นอ่อนนั้นแตกต่างกันไปมากซึ่งจะขึ้นอยู่กับขอบเขตของโครงการ แต่อาคารขนาดใหญ่อาจมีราคาสูงถึง 100,000 ดอลลาร์สำหรับการติดตั้งเพิ่มเติมในบางกรณี เห็นได้ชัดว่าการดัดแปลงแก้ไขแผ่นดินไหว

ในเรื่องที่นุ่มนวลนั้นไม่ถูก แต่สามารถใช้เงินได้ดี การสำรวจของคาลเทคพบอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อต้นทุน 71 สำหรับเงินที่ใช้ไปกับกำแพงรับแรงเฉือน และอัตราส่วน 41 สำหรับเงินที่ใช้ไปในการปรับปรุงโครงเหล็ก ถึงกระนั้น เจ้าของอาคารมักไม่ต้องการจัดการกับความยุ่งยากและค่าใช้จ่ายของกระบวนการ ดังนั้นเมืองต่างๆจึงใช้วิธีต่างๆเพื่อส่งเสริม หรือในบางกรณี ถึงกับต้องให้เจ้าของปรับปรุงอาคารของตนใหม่ตัวอย่างเช่น ในเบิร์กลีย์ เจ้าของอาคารที่มีโครงสร้างอ่อนนุ่ม

จะต้องให้อาคารของตนประเมินจุดอ่อน ของโครงสร้าง ไม่ว่าพวกเขาจะเลือกแก้ไขจุดอ่อนเหล่านั้นหรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับพวกเขา แต่ถ้าเจ้าของตัดสินใจที่จะละทิ้งค่าใช้จ่าย เจ้าของจะต้องติดประกาศเตือนให้ผู้อยู่อาศัยและแขกทุกคนทราบว่าอาคารอาจไม่ปลอดภัยในกรณีเกิดแผ่นดินไหว เมืองอื่นๆ สนับสนุนให้มีการปรับปรุงใหม่โดยยกเลิกข้อกำหนดการแบ่งโซนสำหรับที่จอดรถและรหัสอาคารอื่นๆ ให้สิทธิประโยชน์ทางภาษีหรือป้องกันไม่ให้เจ้าของอาคารดำเนินการปรับปรุงหรือปรับปรุงอื่นๆ

จนกว่าพวกเขาจะปรับปรุงอาคารใหม่ก่อน ยิ่งไปกว่านั้น เมืองต่างๆ อย่างฟรีมอนต์ก็เรียกร้องให้เจ้าของอาคารที่มีโครงสร้างอ่อนนุ่มซึ่งสร้างก่อนปี 1978 ดัดแปลงอาคารใหม่หรือเผชิญกับค่าปรับจำนวนมากหวังว่านโยบายเช่นนี้แทนที่จะเกิดแผ่นดินไหวอีกครั้ง จะดึงความสนใจที่จำเป็นมากมาสู่ประเด็นการปรับโครงเรื่องให้นุ่มนวลขึ้น ในแคลิฟอร์เนีย ขนาดที่แท้จริงและจำนวนของโครงไม้ โครงสร้างที่อยู่อาศัยแบบหลายครอบครัวมีขนาดที่เล็กกว่าพื้นที่อื่นๆ ที่มีคลื่นไหวสะเทือน

เอดัน วิศวกรโครงสร้างกล่าว ทำไม หลังจากเกิดแผ่นดินไหวและไฟไหม้ครั้งใหญ่ในปี 1906 พื้นที่ส่วนใหญ่ในซานฟรานซิสโกก็ถูกสร้างขึ้นใหม่ โดยส่วนใหญ่มาจากไม้ที่หาได้ในท้องถิ่นที่มีอยู่มากมายเอดันอธิบายการสร้างเรื่องราวที่นุ่มนวลนี้ ไม่เคยมีแบบอย่างมาก่อนในระดับสากล พื้นที่อื่นๆ ของแคลิฟอร์เนียตามมาด้วยประชากรหลังสงคราม และการก่อสร้างที่เฟื่องฟู ช่วงเวลาที่ความเสี่ยงจากแผ่นดินไหว ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก และโดยทั่วไปรหัสอาคารไม่ได้ระบุถึงภัยคุกคาม

นานาสาระ: ลิ่มเลือดหัวใจ การศึกษาและการอธิบายเกี่ยวกับการอุดตันโรคหัวใจลิ่มเลือด