ทำไมอาคารจึงพังทลาย และเราจะป้องกันได้อย่างไร?

ทำไมอาคารจึงพังทลาย และเราจะป้องกันได้อย่างไร?

            เหตุการณ์อาคารคอนโดมิเนียมสูง 12 ชั้นริมทะเลพังถล่มในฟลอริดา ได้จุดกระแสการพูดคุยเกี่ยวกับการตรวจสอบและบำรุงรักษาอาคารอย่างเหมาะสมในทวีปอเมริกาเหนืออีกครั้ง ในขณะนี้ มีข้อมูลจำกัดเกี่ยวกับสภาพของอาคารในฟลอริดาก่อนการพังถล่ม โดยรายงานการตรวจสอบของบริษัท Morabito Consultants เป็นหนึ่งในรายงานเพียงไม่กี่ฉบับที่ให้ข้อมูลเชิงลึก บางอย่าง จะต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่งสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านนิติวิทยาศาสตร์โครงสร้างในการระบุสาเหตุที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างถูกต้อง ในบทความนี้ เราจะทบทวนความท้าทายที่พบได้บ่อยที่สุดที่อาคารโครงสร้างเช่นคอนโดมิเนียม Surfside ในฟลอริดาต้องเผชิญ และวิธีการที่เราอาจป้องกันการพังทล่มของอาคารอีกครั้ง

ทำไมอาคารถึงถล่ม?

การเสื่อมสภาพของโครงสร้างคอนกรีต

การเสื่อมสภาพของวัสดุก่อสร้างตามกาลเวลาเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และอาจกล่าวได้ว่าเป็นขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจว่าทำไมอาคารจึงอาจพังทลาย เหล็กเส้นในชิ้นส่วนคอนกรีตที่สัมผัสกับคลอไรด์หรือสภาพแวดล้อมที่มีเกลือ เช่น แผ่นพื้นและเสาที่พบในโรงจอดรถ ตัวอย่างเช่น เกิดการกัดกร่อนตามกาลเวลา

ความซับซ้อน

ระบบโครงสร้างเป็นเมทริกซ์ที่ซับซ้อนของฐานราก เสา คาน พื้น และระบบรับน้ำหนักด้านข้างเพื่อรับแรงลมและแรงแผ่นดินไหว ในขณะที่แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้มีความซับซ้อนในตัวเองในด้านการออกแบบและรายละเอียดตามข้อกำหนดที่ยึดตามภาระการใช้งาน แต่การรวมองค์ประกอบเหล่านี้เข้าด้วยกันทำให้สิ่งต่างๆ ท้าทายยิ่งขึ้น การทำความเข้าใจเส้นทางการถ่ายเทน้ำหนัก - วิธีการกระจายน้ำหนักระหว่างส่วนประกอบที่อยู่ติดกันเมื่อเสาหรือคานล้มเหลวและการประมาณค่าแรงในแต่ละส่วน - เป็นงานที่ง่ายในขั้นตอนการออกแบบ แต่การประเมินสำหรับโครงสร้างที่มีอยู่สามารถท้าทายอย่างมาก ด้วยสิ่งที่ไม่รู้และความไม่แน่นอนมากมายที่ต้องคำนึงถึง

งบประมาณการตรวจสอบและบำรุงรักษาที่จำกัด

เมื่อพูดคุยกับเจ้าของสินทรัพย์ ไม่ว่าจะเป็นสินทรัพย์ด้านทุน สินทรัพย์เพื่อที่อยู่อาศัย หรือสินทรัพย์เพื่อการพาณิชย์ คุณมักจะได้ยินว่า "ตอนนี้ไม่มีเงินเพียงพอ" สำหรับการตรวจสอบ เจ้าของสินทรัพย์หลายรายมุ่งเน้นงบประมาณไปที่ความต้องการในชีวิตประจำวัน เช่น น้ำร้อน ความร้อน ระบบ HVAC ไฟส่องสว่างที่เหมาะสม และกระแสไฟฟ้า มากกว่าการตรวจสอบโครงสร้างและการบำรุงรักษาที่เหมาะสม โดยเจ้าของสินทรัพย์หลายรายรู้สึกว่าเงินที่ลงทุนในการตรวจสอบเป็นเงินทุนที่สูญเปล่า ในขณะที่เจ้าของสินทรัพย์รายใหญ่ในภาคพลังงานน้ำมัน นิวเคลียร์ และการขนส่งได้ดำเนินการตามแนวทางการตรวจสอบที่ดีกว่ามาก แต่ภาคที่พักอาศัยและพาณิชย์ยังขาดความเข้าใจในความต้องการด้านการตรวจสอบโครงสร้างที่ครอบคลุมอย่างทั่วถึง ที่จริงแล้ว จะมีการขาดแคลนงบประมาณอยู่เสมอ และใช่ การตรวจสอบและประเมินคุณภาพอาจมีค่าใช้จ่ายสูง แต่การเพิกเฉยต่อปัญหาเล็กน้อยเมื่อโครงสร้างมีอายุมากขึ้นอาจส่งผลร้ายแรงและคุกคามชีวิต และตามที่วิศวกรทุกคนเรียนรู้จากจรรยาบรรณวิชาชีพ สวัสดิภาพสาธารณะมีความสำคัญสูงสุด ไม่มีสิ่งใดควรมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าชีวิตและความเป็นอยู่ที่ดีของผู้อยู่อาศัย

สามารถป้องกันการพังทลายของอาคารได้หรือไม่?

เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องทราบว่าด้วยการพัฒนาของรหัสและแนวทางการออกแบบและการประเมินในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา การพังทลายของอาคารจึงไม่ค่อยเกิดขึ้นบ่อยนัก

ความซ้ำซ้อนในระบบโครงสร้างให้กลไกการป้องกันที่ยอดเยี่ยมต่อกลไกความล้มเหลวหลายประการ ตัวอย่างเช่น การรวมแท่งเสริมความสมบูรณ์สามารถป้องกันการเฉือนทะลุ (punching shear) และควบคุมการล่มสลายแบบต่อเนื่องได้ในระดับที่ดี หรือการเสริมเสาเข็มไมโครไพล์ก็สามารถช่วยได้เช่นกัน