ตึกสูง 34 เมตร ทนทานแผ่นดินไหวได้ 100 ครั้ง ความลับอยู่ตรงไหน?

ด้วยเหตุนี้ ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก (สหรัฐอเมริกา) และโครงการ TallWood จึงได้ทำการทดสอบอาคารไม้สูง 34 เมตร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อาคารดังกล่าวได้ทดสอบความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหวจำลองบนโต๊ะสั่น โดยใช้อุปกรณ์ขับเคลื่อนไฮดรอลิกเพื่อดันฐานเหล็กให้เคลื่อนที่

TallWood เป็นโครงการพิเศษที่ทดสอบประสิทธิภาพการรับแรงสั่นสะเทือนของอาคารสูงที่สร้างจากไม้มวลใหญ่ ซึ่งเป็นวัสดุที่ทำจากไม้หลายชั้นที่นำมาติดกาวเข้าด้วยกัน อันที่จริง ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าไม้มวลใหญ่กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะทางเลือกที่ยั่งยืนกว่าเหล็กและคอนกรีตซึ่งปล่อยคาร์บอนในปริมาณมาก

อาคารไม้สูง 10 ชั้นแห่งนี้ได้รับการออกแบบโดยวิศวกรโดยเฉพาะ นอกจากโครงสร้างไม้ขนาดใหญ่แล้ว สามชั้นแรกของอาคารยังบุด้วยแผงสีส้มและสีเงินรอบหน้าต่างกระจก ส่วนที่เหลือของอาคารเปิดโล่ง และแต่ละชั้นมีกำแพงกันสั่นสะเทือนแนวนอนที่ออกแบบโดยผู้เชี่ยวชาญเพื่อลดความเสียหายของโครงสร้างจากแผ่นดินไหว

วิศวกรยังได้ออกแบบผนังภายในและบันไดให้ทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนรุนแรง และติดตั้งเซ็นเซอร์ทั่วทั้งอาคาร ในระหว่างการทดสอบ อาคารมีหอยามโลหะสูงห้าชั้นสองหลังตั้งอยู่ด้านหนึ่ง และสายเคเบิลยึดอาคารไว้กับพื้นอีกด้านหนึ่ง เพื่อป้องกันไม่ให้อาคารล้มลงหากเกิดการพังทลาย

ที่จริงแล้ว อาคารไม้สูง 34 เมตรหลังนี้ได้รับการทดสอบกับแผ่นดินไหวมากกว่า 100 ครั้งแล้ว อย่างไรก็ตาม จำนวนครั้งจะเพิ่มขึ้นก่อนที่การทดสอบจะสิ้นสุดในเดือนสิงหาคม

“ อาคารนี้กำลังเผชิญกับแผ่นดินไหวหลายครั้ง ซึ่งจะไม่เกิดขึ้นจริงหากไม่ได้เกิดขึ้นนานถึง 5,000 ปี ” โทมัส โรบินสัน ผู้ก่อตั้ง Lever Architecture บริษัทสัญชาติอเมริกันที่มีส่วนร่วมในการออกแบบโครงการ TallWood กล่าว

ก่อนหน้านี้ เมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม ผู้เชี่ยวชาญได้ตั้งโปรแกรมโต๊ะสั่นเพื่อจำลองภัยพิบัติแผ่นดินไหวสองครั้งในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ครั้งแรกคือแผ่นดินไหวขนาด 6.7 ที่เกิดขึ้นในลอสแอนเจลิสในปี พ.ศ. 2537 แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นเพียง 20 วินาทีนี้สร้างความเสียหายมากกว่า 4 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐ เมื่ออาคารและทางหลวงพังทลายลงและมีผู้เสียชีวิต 60 คน ครั้งที่สองคือแผ่นดินไหวขนาด 7.7 ที่เกิดขึ้นในไต้หวันในปี พ.ศ. 2542 ภัยพิบัติแผ่นดินไหวครั้งนั้นได้ทำลายอาคารสูงหลายแห่งและมีผู้เสียชีวิตมากกว่า 2,400 คน

อาคารไม้สูง 10 ชั้นแห่งนี้รอดพ้นจากแผ่นดินไหวครั้งใหญ่สองครั้ง ผู้เชี่ยวชาญได้เข้าไปในอาคารหลังจากการทดสอบแผ่นดินไหวเป็นเวลาครึ่งชั่วโมง ชิหลิง เป่ย รองศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโด และหัวหน้านักวิจัยของโครงการทอลล์วูด ได้ทดสอบทั้งผนังและชั้นสาม

“ นี่คือผลลัพธ์ที่เราคาดหวังไว้เลย ไม่มีความเสียหายทางโครงสร้างใดๆ ซึ่งหมายความว่าอาคารสามารถกลับมาใช้งานได้อย่างรวดเร็ว ” คุณเป่ยกล่าว

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวเสริมว่าหลังจากเกิดแผ่นดินไหวสองครั้ง อาคารไม้หลังนี้ไม่ได้รับความเสียหายทางโครงสร้างใดๆ เพียงแต่มีรอยแตกร้าวบนผนังยิปซัม อย่างไรก็ตาม นี่เป็นสิ่งที่สามารถซ่อมแซมได้ง่ายมาก นอกจากนี้ ผนังด้านนอกของอาคาร 10 ชั้นยังคงตั้งตรงอยู่ แม้จะเกิดแรงสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงจากแผ่นดินไหว

การซ่อมแซมเพียงเล็กน้อยและการกลับมาให้บริการอย่างรวดเร็วจะช่วยลดต้นทุน ทางเศรษฐกิจ และสังคมจากแผ่นดินไหวได้อย่างมาก

หลังจากการทดสอบแผ่นดินไหวเสร็จสิ้น อาคารไม้ 10 ชั้นนี้จะถูกรื้อถอน และนำชิ้นส่วนต่างๆ กลับมาใช้ใหม่เพื่อใช้เป็นโครงสร้างทดสอบอื่นๆ ทีมวิจัยหวังว่าผลการทดสอบนี้จะช่วยส่งเสริมการก่อสร้างอาคารไม้ขนาดใหญ่ เนื่องจากความแข็งแรงของอาคารได้รับการพิสูจน์แล้วในทางปฏิบัติ

ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า นอกจากไม้เนื้อแข็งแล้ว หัวใจสำคัญของการออกแบบอาคารที่ต้านทานแผ่นดินไหวคือผนังที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แทนที่จะสร้างแบบถาวรด้วยฐานรากคานเหล็กที่รองรับพื้นโต๊ะรับแรงสั่นสะเทือน ผนังชนิดพิเศษนี้จะตั้งอยู่เหนือฐานรากและยึดติดแน่นด้วยเหล็กเส้นพาดผ่านโครงสร้างทั้งหมด

ในกรณีนี้ เหล็กเส้นจะทำหน้าที่เหมือนยางรัดผนังเพื่อยึดผนังให้อยู่กับที่และให้ความยืดหยุ่น ดังนั้น หากเกิดแผ่นดินไหว ผนังจะสั่นไหวและยกตัวออกจากฐานราก ขณะที่เหล็กเส้นจะช่วยป้องกันไม่ให้ผนังเคลื่อนไหวมากเกินไป การออกแบบสามารถทนต่อการเคลื่อนตัวได้มาก เพื่อปกป้องอาคารจากความเสียหายของโครงสร้างหลังแผ่นดินไหว ซึ่งอาจทำให้โครงสร้างพังทลายหรือซ่อมแซมได้ยาก

(ที่มา: ผู้หญิงเวียดนาม)