โตเกียวสกายทรี (Tokyo Skytree) ยืนหยัดรับมือแผ่นดินไหวในญี่ปุ่นได้อย่างไร ?

โตเกียวสกายทรี (Tokyo Skytree) ความสูง 634 เมตร หนึ่งในสิ่งก่อสร้างที่เป็นสัญลักษณ์ของความก้าวหน้าทางวิศวกรรมสมัยใหม่ และเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความยืดหยุ่นของกรุงโตเกียวในการเผชิญกับภัยธรรมชาติ โดยเฉพาะแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในประเทศญี่ปุ่น

จุดเด่นของสกายทรีไม่ได้อยู่ที่ความสูงหรือความงดงามเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบวิศวกรรมอันล้ำสมัยที่ออกแบบมาเพื่อต้านทานแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ซึ่งญี่ปุ่นต้องเผชิญอยู่ตลอดเวลา โดยมีรายงานว่าแผ่นดินไหวเกิดขึ้นในประเทศเฉลี่ยทุก 5 นาที (รวมแผ่นดินไหวขนาดเล็กมาก ๆ)

แนวคิดในการรับมือกับแผ่นดินไหวของสกายทรีได้รับแรงบันดาลใจจากเจดีย์โบราณของญี่ปุ่น โดยเฉพาะวัดโฮริวจิ (Horyu-ji) ในเมืองอิคารูกะ ซึ่งมีโครงสร้างไม้ที่ยืนหยัดผ่านแผ่นดินไหวมาหลายศตวรรษ นับตั้งแต่สร้างขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 711 

โตเกียวสกายทรี (Tokyo Skytree) รับมือกับแผ่นดินไหวได้อย่างไร ?

1. เสาแกนกลาง (Central Column หรือ “Shinbashira”) หัวใจสำคัญของความทนทานคือ “Shinbashira” เสากลางที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งช่วยดูดซับแรงสั่นสะเทือน สกายทรีนำแนวคิดนี้มาปรับใช้ผ่านการสร้างแกนกลางคอนกรีตเสริมเหล็กขนาดใหญ่ ซึ่งทำหน้าที่เสมือนชินบาชิระสมัยใหม่

2. ฐานของหอคอยออกแบบเป็นรูปสามเหลี่ยมเพื่อเพิ่มความแข็งแรง คล้ายกับหอคอยซีเอ็น (CN Tower) ในโตรอนโต และเบิร์จคาลิฟา (Burj Khalifa) ในดูไบ ฐานรากใช้เสาเข็มลึก 3 กลุ่ม ตอกลงไปในดินลึก 50 เมตร พร้อมเสริมด้วยผนังคอนกรีตเสริมเหล็กที่ช่วยต้านแรงลมและแรงสั่นจากแผ่นดินไหว 

3. รูปทรงหอคอยรองรับแผ่นดินไหว โดยเมื่อหอคอยความสูงเพิ่มขึ้น รูปทรงของหอคอยจะเปลี่ยนจากสามเหลี่ยมเป็นทรงกลม ซึ่งช่วยลดแรงปะทะของลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงเหล็กภายนอกของหอคอยสร้างจากท่อเหล็กแรงสูงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.3 เมตร ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักที่ช่วยให้หอคอยมั่นคง

4. สกายทรีใช้ระบบควบคุมแรงสั่นสะเทือนที่ล้ำหน้า โดยแยกโครงสร้างแกนกลาง ออกจากโครงเหล็กภายนอก ทำให้ทั้งสองส่วนสามารถเคลื่อนไหวอย่างอิสระในระหว่างเกิดแผ่นดินไหว

5. การใช้แดมเปอร์น้ำมัน (Oil damper) อุปกรณ์ที่ใช้ ลดแรงสั่นสะเทือน โดยใช้ ของเหลวอย่างน้ำมันไฮดรอลิก ในการดูดซับและลดแรงกระแทกหรือแรงสั่นไหว เช่น จากแผ่นดินไหว หรือแรงลมแรง ๆ แดมเปอร์น้ำมันถูกติดตั้งเข้ากับผนังภายในโครงสร้างของหอคอย

6. หอคอยยังตั้งอยู่บนฐานรองรับแผ่นดินไหว ซึ่งประกอบด้วยแผ่นยางขนาดใหญ่ หนา 1.4 เมตร ที่ช่วยให้โครงสร้างโค้งงอได้โดยไม่เสียหายเมื่อต้องเผชิญแรงสั่นสะเทือน

7. ติดตั้งแดมเปอร์มวลที่ปรับจูน 2 ตัว โดยติดตั้งระดับความสูง 620 และ 625 เมตร โดยอุปกรณ์นี้ใช้ตุ้มน้ำหนักขนาดใหญ่ที่แกว่งในทิศทางตรงข้ามกับแรงลมเพื่อลดแรงสั่นสะเทือน

โตเกียวสกายทรีไม่ได้เป็นเพียงหอส่งสัญญาณหรือแหล่งท่องเที่ยว แต่เป็นผลงานทางวิศวกรรมที่แสดงให้เห็นถึงความสามารถของมนุษย์ในการออกแบบโครงสร้างที่สามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ไม่แน่นอนได้อย่างมั่นคง 

ในเมืองที่ต้องเผชิญกับแผ่นดินไหว ไต้ฝุ่น น้ำท่วม และการปะทุของภูเขาไฟ โตเกียวสกายทรียังคงตั้งตระหง่าน เป็นเครื่องเตือนใจถึงความมุ่งมั่น ความชาญฉลาด และพลังของนวัตกรรมในการปกป้องชีวิตและทรัพย์สินของผู้คน