ອາຄານທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກ ແລະ ຄວາມສາມາດຕ້ານພະຍຸໄຟຟ້າ (seismic performance)

ລະບົບຕ້ານພະຍຸໄຟຟ້າທີ່ສຳຄັນໃນສິ່ງກໍ່ສ້າງທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ທັນສະໄໝ

ໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ມີການປະກອບດ້ວຍສ່ວນຮອງຮັບ: ການປະກອບດ້ວຍສ່ວນຮອງຮັບທີ່ປ້ອງກັນການຄືນຕົວ (BRB) ແລະ ການປະກອບດ້ວຍສ່ວນຮອງຮັບທີ່ທຳມະດາ

ບໍລິການສະເຕີນທີ່ໃຊ້ໃນປັດຈຸບັນ ກຳລັງຫັນໄປໃຊ້ລະບົບຄວາມຕ້ານການບີບອັດທີ່ຖືກຈຳກັດ (Buckling Restrained Braces) ຫຼື BRBs ເປັນທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າເມື່ອຕ້ອງປະເຊີນກັບເຫດການແຜ່ນດິນໄຫວ. ລະບົບການຄຳນວນທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປມັກຈະລົ້ມສະລາຍທັງໝົດໃນເວລາທີ່ຖືກບີບອັດ, ແຕ່ BRBs ຈະເຮັດວຽກຕ່າງກັນ. ມັນຈະເອົາຊິ້ນສ່ວນເຫຼັກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ໄປຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນທໍ່ເຫຼັກທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍເບຕົງ. ການຈັດຕັ້ງນີ້ຈະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ໂຄງສ້າງທັງໝົດລົ້ມສະລາຍ ແລະ ອະນຸຍາດໃຫ້ວັດສະດຸນີ້ຄືນຕົວໄດ້ຢ່າງຄາດການໄດ້ໃນເວລາເກີດເຫດແຜ່ນດິນໄຫວ. ການທົດສອບໄດ້ພົບວ່າ ລະບົບຄວາມຕ້ານການບີບອັດທີ່ເປັນພິເສດນີ້ສາມາດດູດຊຶມພະລັງງານຈາກເຫດແຜ່ນດິນໄຫວໄດ້ຫຼາຍຂື້ນເຖິງ 8 ເທົ່າເມື່ອທຽບກັບລະບົບທົ່ວໄປ. ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບ? ອາຄານຈະຍັງຄົງຢືນຕົ້ນຢູ່ໄດ້ເຖິງແມ່ນຈະເກີດເຫດແຜ່ນດິນໄຫວຮຸນແຮງ ແລະ ຕ້ອງການການຊ່ວຍເຫຼືອຫຼັງເຫດການນ້ອຍລົງຢ່າງມີນັກ. ບາງການຄາດຄະເນເຮັດໃຫ້ເຫັນວ່າ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຊ່ວຍເຫຼືອຈະຫຼຸດລົງລະຫວ່າງ 30 ແລະ 40 ເປີເຊັນ ເມື່ອ BRBs ຖືກຕິດຕັ້ງຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

ໂຄງສ້າງທີ່ມີການຈັດລຽງແຖວທີ່ບໍ່ຢູ່ໃນສ່ວນກາງ (Eccentrically Braced Frames) ແລະ ສ່ວນເຊື່ອມທີ່ໃຊ້ສະກຣູ (Bolted Shear Links) ເປັນອົງປະກອບທີ່ຊ່ວຍກິນພະລັງງານ

ໃນລະບົບຄອງທີ່ມີການຈັດຕັ້ງຢູ່ໃນທາງທີ່ເອງ (EBFs), ວິສະວະກອນຈະຕິດຕັ້ງຊິ້ນສ່ວນທີ່ຮັບແຮງຕັດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູເຂົ້າກັບຄອງ ແລະ ຕັ້ງຢູ່ເປັນມຸມລະຫວ່າງຄອງແລະເສົາ. ສ່ວນປະກອບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໜ້າທີ່ຄືຟູສ (fuse) ທີ່ຖືກອອກແບບໃຫ້ເສຍຫາຍກ່ອນອື່ນໆໃນເວລາເກີດເຫດໄຟຟ້າເຄື່ອນໄຫວ. ເມື່ອເກີດເຫດລະເບີດດິນ, ຊິ້ນສ່ວນທີ່ຮັບແຮງຕັດຈະເກີດການເปลີ່ນຮູບຢ່າງຄວບຄຸມໄດ້ ເພື່ອຮັບເອົາການຊອກຫາດັ່ງກ່າວ ເພື່ອໃຫ້ໂຄງສ້າງຫຼັກຄົງທີ່ຢູ່ເທິງ. ການສຶກສາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ອາຄານທີ່ມີລະບົບ EBF ມີການເຄື່ອນໄຫວທີ່ເຫຼືອຢູ່ຫຼັງຈາກການສັ່ນໄຫວໆ ໃນປະມານ 60% ເທົ່າທີ່ນ້ອຍກວ່າອາຄານທີ່ໃຊ້ລະບົບຄອງທີ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍແຮງບິດ (moment frames) ທຳມະດາ. ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ລະບົບນີ້ມີຄຸນຄ່າເປັນພິເສດ ແມ່ນວ່າ ເມື່ອຊິ້ນສ່ວນທີ່ຮັບແຮງຕັດເສຍຫາຍ, ພວກມັນສາມາດຖອດອອກດ້ວຍສະກຣູ ແລະ ແທນດ້ວຍຊິ້ນໃໝ່ໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ. ສຳລັບສະຖານທີ່ທີ່ການດຳເນີນງານຕ້ອງຄົງຕໍ່ເນື່ອງເຖິງແມ່ນຈະເກີດເຫດໄຟຟ້າເຄື່ອນໄຫວ, ເຊັ່ນ: ໂຮງໝໍ ຫຼື ສູນຕອບສະໜອງເຫດສຸກເສີນ, ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ສາມາດກັບມາດຳເນີນການໄດ້ໄວຂຶ້ນຫຼາຍ. ຄວາມສາມາດໃນການຊ່ວຍແກ້ໄຂ ແທນທີ່ຈະຕ້ອງກໍ່ສ້າງໃໝ່ທັງໝົດ ແມ່ນເປັນຂໍ້ດີອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນການອອກແບບອາຄານເຫຼັກທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍ ແລະ ມີປະສິດທິພາບໃນໄລຍະຍາວ.

ການຢືນຢັນຈາກຄວາມເປັນຈິງ: ຄວາມສາມາດໃນການປະຕິບັດງານຂອງອາຄານທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກໃນເຫດໄຟໄໝ້ໃຫຍ່

ເຫດໄຟໄໝ້ Maule ປີ 2010 (Chile): ຄວາມເສຍຫາຍຕ່ຳໃນອາຄານທີ່ມີໂຄງສ້າງເຫຼັກທີ່ເຂົ້າຕາມມາດຕະຖານ

ເມື່ອເກີດແຜ່ນດິນໄຫວຂະໜາດໃຫຍ່ 8.8 ແຕ່ມື້ທີ່ເມືອງ Maule ປະເທດ Chile, ອາຄານທີ່ສ້າງດ້ວຍໂຄງສ້າງເຫຼັກຕາມມາດຕະຖານການຕ້ານແຜ່ນດິນໄຫວທີ່ທັນສະໄໝ ໄດ້ຮັບມື້ຕໍ່ການສັ່ນໄຫວໄດ້ຢ່າງດີເລີດ. ອີງຕາມການປະເມີນຜົນຂອງ FEMA ຫຼັງຈາກເກີດແຜ່ນດິນໄຫວ ອາຄານເຫຼັກສ່ວນຫຼາຍທີ່ປະຕິບັດຕາມລະບຽບການກ່າວມາ ໄດ້ຮັບຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ໂຄງສ້າງຢ່າງໜ້ອຍຫຼາຍ. ສິ່ງທີ່ຖືກເສຍຫາຍແທ້ໆແມ່ນສ່ວນຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຜະນັງ, ເພດານ ແລະ ສ່ວນອື່ນໆທີ່ບໍ່ມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການຮັກສາອາຄານໃຫ້ຢືນຕົ້ນ. ເຫຼັກມີຄຸນສົມບັດທີ່ເຫຼືອເຊີນທີ່ສາມາດງໍ່ ແລະ ບິດໄດ້ໂດຍບໍ່ເຮັດໃຫ້ເສຍຫາຍຢ່າງຮຸນແຮງ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ອາຄານເຫຼັກເຫຼົ່ານີ້ສ່ວນຫຼາຍຍັງຄົງຢືນຕົ້ນ ແລະ ຍັງໃຊ້ງານໄດ້ຕໍ່ໄປ ເຖີງແມ່ນຈະເກີດການສັ່ນໄຫວທີ່ຮຸນແຮງເຖິງປານນີ້. ຂໍ້ເທັດຈີງທີ່ຜູ້ໃຊ້ງານສ່ວນຫຼາຍຍັງສາມາດດຳເນີນກິດຈະກຳປົກກະຕິໄດ້ທັນທີຫຼັງຈາກການສັ່ນໄຫວຢຸດລົງ ແສດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນວ່າ ວິທີການກໍ່ສ້າງດ້ວຍເຫຼັກທີ່ດີນັ້ນມີປະສິດທິຜົນຫຼາຍປານໃດໃນການປ້ອງກັນຊີວິດຄົນ ແລະ ຮັກສາການດຳເນີນງານປົກກະຕິໃນເວລາເກີດໄພພິບັດ.

ແຜ່ນດິນໄຫວ Kumamoto ປີ 2016 (ປະເທດຍີ່ປຸ່ນ): ການຊ່ວຍເຫຼືອຢ່າງໄວວາ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການປ່ຽນແທນໃນທັນທີ

ຫຼັງຈາກເກີດແຜ່ນດິນໄຫວໃຫຍ່ທີ່ຄູມາໂມໂຕະໃນປີ 2016 (ເຊິ່ງມີຄວາມຮຸນແຮງ 7 ຕາມມາດຕານຳ້ໜັກຂອງປະເທດຢີ່ປຸ່ນ) ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງມັນໃນການຟື້ນຕົວຢ່າງໄວວ່າ. ສະຖາບັນສະຖາປາຕະຍະກຳຂອງປະເທດຢີ່ປຸ່ນໄດ້ຕິດຕາມເຫດການນີ້ຢ່າງເປັນທາງການ ແລະ ພົບເຫັນບາງສິ່ງທີ່ນ่าສົນໃຈ. ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກທີ່ໃຊ້ສະກຣູ້ວແທນທີ່ຈະເຊື່ອມດ້ວຍການເຊື່ອມ (welding) ແລະ ອາຄານທີ່ມີສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນມໍດູນ (modular parts) ເຊັ່ນ: ສ່ວນເຊື່ອມທີ່ຮັບແຮງຕັດ (shear links) ທີ່ສາມາດປ່ຽນແທນໄດ້ ໄດ້ຮັບການຊ່ວຍເຫຼືອແລະຟື້ນຟູໄດ້ໄວກວ່າອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເບຕົງຢູ່ໃກ້ຄຽງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ບາງບົດລາຍງານເວົ້າວ່າອາຄານເຫຼັກເຫຼົ່ານີ້ຖືກຟື້ນຟູຄືນໃໝ່ພາຍໃນເວລາປະມານຄື້ນໆກັບເຄິ່ງໜຶ່ງຂອງເວລາທີ່ໃຊ້ໃນການຟື້ນຟູອາຄານເບຕົງ. ສິ່ງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນທີ່ນີ້ແມ່ນຄວາມສາມາດຂອງເຫຼັກທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນສາມາດກຳນົດຈຸດທີ່ເກີດຄວາມເສຍຫາຍໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນ ແລະ ປ່ຽນແທນພຽງສ່ວນທີ່ເສຍຫາຍເທົ່ານັ້ນ ແທນທີ່ຈະຕ້ອງທຳລາຍທັງໝົດ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ການຢຸດການໃຊ້ງານຊົ່ວຄາວຂອງທຸລະກິດ ແລະ ຊຸມຊົນຈະຫຼຸດລົງ ແລະ ຍັງຊ່ວຍປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການກໍ່ສ້າງຄືນໃໝ່ໃນໄລຍະຍາວ.

ຄວາມເຂັ້ມແຂງຕາມວົງຈອນຊີວິດ: ການສົມດຸນລະຫວ່າງການລົງທຶນເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ມູນຄ່າໃນໄລຍະຍາວຂອງອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກ

ສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກ ສະເໜີຄວາມປອດໄພໃນດ້ານການປະຢັດເງິນໃນໄລຍະຍາວ ນອກຈາກການເປັນໂຄງສ້າງທີ່ປອດໄພກວ່າ. ແນ່ນອນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເບື້ອງຕົ້ນອາດຈະສູງກວ່າວັດສະດຸກໍ່ສ້າງແບບດັ້ງເດີມ, ແຕ່ໃຫ້ພິຈາລະນາໃນໄລຍະຍາວ. ເຫຼັກນັ້ນຢືນຢູ່ໄດ້ຢ່າງຖາວອນ ເນື່ອງຈາກມັນບໍ່ເນ່າ, ບໍ່ກັດກິນ, ແລະ ບໍ່ຖືກແມງກັດກິນ. ໂຄງສ້າງເຫຼັກສ່ວນຫຼາຍສາມາດຢືນຢູ່ໄດ້ເຖິງຫ້າສິບປີ ຫຼື ນານກວ່ານັ້ນ ໂດຍຕ້ອງດູແລນ້ອຍຫຼາຍ. ເມື່ອເກີດເຫດໄຟໄໝ້ ຫຼື ອຸທົກໄພດິນເຄື່ອນ, ໂຄງສ້າງເຫຼັກຈະປະຕິບັດໄດ້ດີຂື້ນເຊັ່ນກັນ. ວິທີການກໍ່ສ້າງຂອງມັນອະນຸຍາດໃຫ້ມັນຄື້ມຕົວໄດ້ໂດຍບໍ່ແຕກຫັກເວລາເກີດເຫດສັ່ນ, ສິ່ງນີ້ຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍໆ້ອຍລົງ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຊ່ວຍຟື້ນຟູຫຼັງເກີດອຸທົກໄພຕ່ຳລົງ ແລະ ສາມາດກັບຄືນໄປໃຊ້ງານໄດ້ໄວຂື້ນ. ການສຶກສາທີ່ວິເຄາະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທັງໝົດໃນໄລຍະຫຼາຍທົດສະວັດ ໄດ້ສະເໜີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງວ່າ ໂຄງສ້າງເຫຼັກດີກວ່າໂຄງສ້າງທີ່ເຮັດຈາກເຊີເມັນຖືງ 20-30 ເປີເຊັນ. ເປັນຫຍັງ? ເນື່ອງຈາກຕ້ອງຊ່ວຍຟື້ນຟູໆ້ອຍລົງ, ປັບປຸງໄດ້ງ່າຍຂື້ນເວລາຈຳເປັນ, ມີອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານຂື້ນ, ແລະ ຍັງມີຂໍ້ດີທີ່ເຫຼັກເກົ່າສາມາດນຳມາຮີໄຊເຄີນໄດ້ ແທນທີ່ຈະຖືກທິ້ງໃສ່ບ່ອນຝັງຂີ້ເຫຍື້ອ. ນັກລົງທຶນທີ່ມີຄວາມເຂົ້າໃຈດີກ່ຽວກັບອະສັງຫາລິມະຊັບຮູ້ດີຢູ່ແລ້ວວ່າ ເຫຼັກບໍ່ໄດ້ເປັນພຽງວັດສະດຸກໍ່ສ້າງເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ເປັນການລົງທຶນທີ່ປ່ຽນການປ້ອງກັນອຸທົກໄພດິນເຄື່ອນໃຫ້ເປັນເງິນສົດທີ່ປະຢັດໄດ້ຈິງໆ ໃນທັງໝົດຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອາຄານ.

ພາກ FAQ

Buckling Restrained Braces (BRBs) ແມ່ນຫຍັງ?

BRBs ແມ່ນສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນໂຄງສ້າງທີ່ໃຊ້ໃນອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກເພື່ອຕ້ານການເກີດແຜ່ນດິນໄຫວ. ມັນປະກອບດ້ວຍຊິ້ນເຫຼັກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຢູ່ໃນທໍ່ເຫຼັກທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍເບຕົງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປ້ອງກັນການພັງທະລາຍ ແລະ ດູດຊຶມພະລັງງານຈາກແຜ່ນດິນໄຫວ.

ໂຄງສ້າງທີ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍຂາຕັ້ງທີ່ບໍ່ຢູ່ໃນແກນ (EBFs) ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ແນວໃດ?

EBFs ໃຊ້ຂາຕັ້ງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍສະກຣູເພື່ອຮັບແຮງຕັດລະຫວ່າງຄານ ແລະ ຕົ້ນສະຕົງ, ເຊິ່ງເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສ່ວນທີ່ຖືກເສຍສະຫຼະໃນເວລາເກີດແຜ່ນດິນໄຫວ. ມັນຈະເບິ່ງເປັນຮູບແບບທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ເພື່ອປ້ອງກັນໂຄງສ້າງຫຼັກ.

ເປັນຫຍັງອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກຈຶ່ງມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ແຜ່ນດິນໄຫວດີຂຶ້ນ?

ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດງໍ່ໄດ້ໂດຍບໍ່ແຕກຫັກໃນເວລາເກີດການສັ່ນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ໂຄງສ້າງໜ້ອຍລົງ ແລະ ເວລາຟື້ນຟູກັບຄືນສູ່ສະຖານະເດີມໄວຂຶ້ນ.

ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກແພງຂຶ້ນໃນທາງຍາວຫຼືບໍ່?

ເຖິງວ່າຕົ້ນທຶນເບື້ອງຕົ້ນອາດຈະສູງກວ່າ, ອາຄານທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກໃຫ້ປະໂຫຍດດ້ານຄວາມປອດໄພໃນທາງຍາວ ເນື່ອງຈາກຄ່າຮັກສາຕ່ຳ, ຄວາມສາມາດຕ້ານທານແຜ່ນດິນໄຫວດີ, ແລະ ວັດຖຸທີ່ສາມາດນຳມາເຮັດໃໝ່ໄດ້.