ดูโครงสร้างอาคารต้านแผ่นดินไหว เคล็ดลับรับมืออาคารถล่มของญี่ปุ่น

ประเทศญี่ปุ่นตั้งอยู่บนโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เรียกว่าวงแหวนแห่งไฟ ซึ่งใต้ดินเป็นรอยต่อของแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่น วันดีคืนดีมันก็จะเคลื่อนไหวจนทำให้เกิดแผ่นดินไหว ประเทศญี่ปุ่นจึงเกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้ง และเกือบ 20% ของแผ่นดินไหวรุนแรงก็เกิดขึ้นที่ญี่ปุ่นนี้เอง โดยหนึ่งในเหตุการณ์ที่เลวร้ายที่สุดคือแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในเขตคันโตเมื่อปี 1923 ที่ทำให้มีผู้เสียชีวิตมากกว่า 140,000 คน

แต่ญี่ปุ่นเป็นประเทศที่เรียนรู้จากประวัติศาสตร์ หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 รัฐบาลญี่ปุ่นได้ออกมาตรการที่เข้มงวดมากขึ้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับมือแผ่นดินไหวของอาคารในประเทศ และหลังจากนั้นก็ได้สร้างสรรค์นวัตกรรมเพื่อรับมือกับภัยธรรมชาติ จนทำให้เมื่อเกิดแผ่นดินไหวในญี่ปุ่น อาคารบ้านเรือนต่าง ๆ จึงไม่เสียหายเท่ากับประเทศอื่น 

ก่อนไปดูนวัตกรรมของญี่ปุ่น ก่อนอื่นต้องเข้าใจแผ่นดินไหวเสียก่อน เมื่อเกิดแผ่นดินไหวมันจะเกิดพลังงานที่ทำให้พื้นสั่นสะเทือน และแพร่ไปในลักษณะคลื่น ซึ่งอาคารบ้านเรือนที่อยู่ติดกับพื้นดิน ก็จะได้รับพลังงานไปเช่นกัน ตึกและอาคารบ้านเรือน ถูกสร้างมาเพื่อให้ทนทานต่อน้ำหนักที่กระทำในแนวตั้ง แต่ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้ทนทานต่อแรงกระทำในแนวนอน เมื่อพื้นดินสั่นระหว่างเกิดแผ่นดินไหว มันก็จะทำให้พื้น คานรับน้ำหนัก ฐานราก และผนังสั่นสะเทือน หากแผ่นดินไหวรุนแรงเพียงพอ อาคารเหล่านี้ก็จะต้านทานไม่ไหว และพังทลายลงมา

ซึ่งโดยปกติแล้วอาคารต่าง ๆ จะมีเสาเข็มที่เชื่อมต่อกันเป็นท่อนเดียวทั้งหมด เมื่อเกินแผ่นดินไหว ตึกจึงสั่นสะเทือนไปทั้งตึก แต่อาคารต่าง ๆ ในประเทศญี่ปุ่นจะถูกออกแบบมาให้ดูดซับพลังงานแผ่นดินไหวให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ด้วยกระบวนการที่เรียกว่า การแยกแผ่นดินไหว (Seismic Isolation) ซึ่งก็คือเสาเข็มของอาคารจะไม่เชื่อมเป็นท่อนเดียวกันทั้งหมด แต่จะมีอุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นลูกปืนหรือโช๊คอัพ เชื่อมต่อเป็นตัวกลางระหว่างเสาเข็มบนกับเสาเข็มล่าง แยกระหว่างตัวตึกและฐานรากออกจากกัน เมื่อเกิดแผ่นดินไหว ฐานรากด้านล่างจะเคลื่อนไปตามแผ่นดินไหว แต่บริเวณรอยต่อนี้จะซับแรงสะเทือนจากแผ่นดินไหว ทำให้อาคารที่อยู่ด้านบนไม่ได้รับพลังงานจากแผ่นดินไหวมากนัก

ที่มารูปภาพ Magbagroup

ด้วยระบบแบบนี้ ประเทศญี่ปุ่นจึงสามารถลดความเสียหายจากแผ่นดินไหวได้ หากลองเปรียบการเกิดแผ่นดินครั้งรุนแรงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา อย่างแผ่นดินไหวขนาดความรุนแรง 9.0 ในประเทศญี่ปุ่นเมื่อปี 2011 กับแผ่นดินไหวขนาดความรุนแรง 7.8 ในประเทศตุรกีที่เกิดขึ้นเมื่อต้นปี 2023 จะพบว่าอาคารบ้านเรือนของตุรกีเสียหายเยอะกว่ามาก แม้แผ่นดินไหวจะมีขนาดความรุนแรงน้อยกว่า และเป็นอาคารที่เพิ่งสร้างใหม่ก็ตาม จนทำให้สังคมไม่พอใจ และตั้งคำถามถึงข้อบังคับการก่อสร้างอาคารกันอย่างมากมายเลยทีเดียว

ดังนั้นนวัตกรรมจากจากอาคารบ้านเรือนในประเทศญี่ปุ่นนี้จึงมีประโยชน์มาก นับว่าเป็นการเรียนรู้จากอดีต เพื่อป้องกันไม่ให้ประวัติศาสตร์ซ้ำรอยหรือลดความเสียหายให้ได้มากที่สุด ซึ่งน่าถือเป็นบทเรียนอันมีประโยชน์อย่างมาก

ที่มาข้อมูล : BBC, Emag.directindustry

ที่มารูปภาพ Reuters