ตึก สตง.ถล่ม มีคนให้ความเห็นขัดแย้งกับทางราขบัณฑิต ซึ่งสวนกับแนวคิดกระแสหลักตอนนี้ ชวนดูการวิเคราะห์

.....

https://www.facebook.com/curiositychannelth/posts/1012631514178534

Curiosity Channel คนช่างสงสัย
Yesterday
·

ถ้าผมบอกว่า "ผมไม่คิดว่า การบิดตัวของอาคารที่ไม่สมมาตร เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้อาคาร สตง. วิบัติ" ผมจะโดนทัวร์ลงไหม?
ท่ามกลางกระแสในสื่อ Online และวิศวกรระดับสูงหลายท่าน ทั้งไทยและต่างประเทศ ที่พุ่งเป้าไปที่การบิดตัวของอาคาร เป็นหลัก และหลายคนก็น่าจะเทใจไปด้านนี้
แต่ส่วนตัว ผมที่เป็นวิศวกรปลายแถวยังไม่คิดแบบนั้น แล้วมาอ่านกันว่า ผมมีเหตุผลอะไร (เปิดลานรถทัวร์รอละ)
แต่ต้องบอกก่อนว่า ผมไม่ได้เป็นกรรมการสืบสวนสาเหตุ ไม่ได้มีหลักฐานเชิงประจักษ์อะไรในมือ ทุกอย่างวิเคราะห์จากการดูภาพในอินเตอร์เน็ตล้วนๆ ซึ่ง มีความผิดพลาดได้สูง ทั้งหมดนี้เป็นเพียงสมมุติฐานเท่านั้น
จากที่เราเห็นภาพแต่ละมุม แล้วเอาภาพหลายๆ มุม มาไล่เรียงกันเรื่อยๆ จนถึงวันที่เขียนโพสนี้ ตอนนี้หลายคนค่อนข้างเห็นตรงกันแล้วว่า มันวิบัติที่ Core wall ชั้นล่างๆ ก่อน จากนั้นก็เป็นเสาและพื้นด้านบน แล้วตามมาด้วยเสาชั้นล่าง โดยแต่ละช่วงห่างกันเพียงเสี้ยววินาที
แล้วอะไร ที่ทำให้ Core wall สุดแข็งพังได้? แล้วทำไมผมถึงไม่คิดว่าเป็นการลืมคำนึงเรื่องแรงบิด
1. เหตุผลแรก มาจาก อารมณ์ล้วนๆ ไม่มีความเป็นวิทยาศาสตร์ใดๆ ในฐานะคนทำงานออกแบบอาคาร เรื่องการบิดตัวของอาคารจากความไม่สมมาตรของ Core wall นี้ เป็นเรื่องปรกติมาก มีแทบทุกอาคารในสมัยนี้ มันเป็นไปได้ยาก ที่ผู้ออกแบบจะลืมหรือละเลยเรื่องนี้
อย่างที่บอกไปในโพสก่อน ในภาษาวิศวะ อาจพูดถึงตึกที่ core wall ไม่สมมาตร ว่า "รูปทรงไม่ปรกติ" แต่ "อาคารรูปทรงไม่ปรกติ" นี้เป็นเรื่องปรกติมากๆ ในงานออกแบบปัจจุบัน ไม่น่ามีผู้ออกแบบในยุคนี้คนไหนละเลยเรื่องนี้ได้ ยิ่งโปรแกรมออกแบบอาคารในปัจจุบัน เป็นแบบจำลอง 3 มิติ มันคำนึงแรงบิดให้อัตโนมัติเลย ผมเลยคิดว่ามันยากมากๆ ที่จะหลุดเรื่องนี้ได้
1.2 เรื่อง Soft Story ที่บางสื่อบอกว่าเป็นการออกแบบผิดพลาด คำตอบผมก็เหมือนข้อ 1 ครับ
แต่ทั้งนี้ เดี๋ยวคณะกรรมการสืบสวนที่รัฐบาลตั้งก็คงตรวจสอบเจอว่า ผู้ออกแบบลืมคำนึงหรือไม่ แต่ส่วนตัวผมเอนเอียงไปด้าน ไม่ลืม มากกว่า
2. เหตุผลที่สอง จากทฤษฎีที่ผมเข้าใจ อาคารที่บิดตัว ส่วนที่เสียหายก่อนจะเป็นเสามุมอาคารที่อยู่ไกลจาก Core wall มากที่สุด โดย Core wall จะมีพฤติกรรมเป็นจุดหมุน แล้วถ้า Core wall เกิดการหมุน แม้มันหมุนเพียงนิดเดียว แต่มันจะทำให้เสามุมด้านไกล บิดงอเยอะมากๆ เกิดแรงเฉือนมหาศาล (คำว่า "บิดงอเยอะมาก" ในประโยคเมื้อกี้ เป็นภาษาคนทั่วไป ซึ่งคำว่า "บิด" สำหรับวิศวะ จะเป็นพฤติกรรมอีกแบบ) ตามในรูปที่ 1 ผมจึงคิดว่า ในโหมดการวิบัติแบบแรงบิด เสามุมต้นไกล น่าจะวิบัติก่อน core wall ซึ่งจากคลิปในเน็ตที่ไล่ๆ ดู มันไม่ได้เป็นอย่างนั้นครับ
ประกอบกับ ผมได้ตรวจอาคารหลังแผ่นดินไหว มีอาคารบางหลังที่ Core wall ไม่สมมาตร เกิดแรงบิด แล้วมันมีรอยร้าวที่เสามุมด้านไกลมากกว่า คือเสาตรงนี้เสียหายก่อน Core wall ตามทฤษฎี ซึ่งตึก สตง. เท่าที่เห็นมันไม่ได้เป็นแบบนี้


3. จากที่ได้ไปสำรวจอาคารหลังแผ่นดินไหว หลายๆ อาคาร พบว่า จะมีอาคารหลายหลังเลย ที่เสายังดูปรกติดี แต่ Core wall กลับเสียหาย อย่างในรูปที่ 2 (รูปจากข่าวเดลินิว https://www.dailynews.co.th/news/4619197/... และคนในภาพคือ ศ.ดร อมร)
ซึ่ง Shear Wall หรือ Core wall เหล่านี้ เท่าที่รวบรวมข้อมูลมาจากการสำรวจหลายๆ อาคารที่มีอาการแบบเดียวกัน การประเมินเบื้องต้น (อาคารที่ไปตรวจ) เห็นว่า น่าจะเกิดจากการก่อสร้างไม่ค่อยดี เทคอนกรีตใน shear wall ไม่ได้คุณภาพ รวมถึงคุณภาพคอนกรีตอาจจะไม่ดี ถ้าใครเป็นผู้รับเหมาจะรู้ว่าการเทคอนกรีตใน Shear wall หรือ core wall นั้นคุมคุณภาพยาก เกิดโพรงได้ง่าย หรือบางคนก็มักง่ายหน่อย คือเติมน้ำในคอนกรีต เพื่อให้เทได้ง่ายขึ้น ซึ่งมันทำให้กำลังคอนกรีตลดได้เยอะมากๆ
หรือสรุปก็คือ พบว่า อาคารที่ Core wall มีปัญหา น่าจะเกิดจากคุณภาพการก่อสร้างไม่ดี แล้วอาคารพวกนี้ Core wall พังก่อนเสาจะเสียหาย ซึ่งคิดไปคิดมา มันคล้ายกับ สตง. ที่ core wall พังก่อน เอ๊ะ หรือว่า อาคาร สตง. อาจจะเกิดจากสาเหตุเดียวกัน เพียงแต่ สตง. ไปไกลกว่า วิบัติมากกว่า จนถึงขั้นอาคารถล่ม










3.2 จาก facebook ของพี่ ชูเลิศ จิตเจือจุน กรรมการสภาวิศวกร สมัยที่ 8 ที่ได้ไปสำรวจพื้นที่ และพบว่า ตัวอย่างคอนกรีต มีร่องรอยของการเติมน้ำ และการเติมน้ำ ตามรูปที่ 4-5-6-7 ซึ่งการเติมน้ำมากเกินไป สามารถทำให้กำลังกำลังคอนกรีตลดต่ำกว่า 50% จากที่คำนวณไว้ได้ มีความเป็นไปได้ที่จะทำให้ Core Wall พังแบบฉับพลันเหมือนระเบิดทั้งชั้นทีเดียวได้ (สามารถดูโพสของพี่ชูเลิศเต็มๆ ได้ที่ https://www.facebook.com/share/p/18tMhFtuEi/ )



ผมเห็นรูป ในข่าว (รูปที่ 8 ) เห็นว่ามีการ Coring ตัวอย่างคอนกรีตในส่วนที่ดูไม่เสียหายไปแล้ว ผมคิดว่า ไม่นานคงรู้คำตอบ ถ้ากำลังอัดมันน้อยกว่าที่ออกแบบไว้เกิน 50% มันก็อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้วิบัติได้


จากแบบที่หาโหลดได้ทางอินเตอร์เน็ต (รูปที่ 9) จะเห็นว่า ผู้ออกแบบกำหนดให้คอนกรีตต้องมีกำลังอัดไม่น้อยกว่า 500 ksc (กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร) ถ้าผลทดสอบออกมา มีค่าน้อยกว่า 250 ksc ก็มีความเป็นไปได้ว่า นี่อาจเป็นสาเหตุหลักก็ได้ แต่ทั้งนี้ เรารอผลทดสอบกันก่อนก็แล้วกันครับ ก่อนจะฟันธง
(แล้วยิ่ง คอนกรีต Strenght สูง ยิ่งเทยาก แล้ว สตง. Strenght โคตรสูง = 500 ksc ผมเชื่อว่าเทยากสุดๆ เลยทีเดียว ถ้าไม่ใส่สารผสมเพิ่ม หรือจะมีแอบเติมน้ำเพื่อให้เทง่ายขึ้นไหมนะ?)



4. อาคารนี้ แม้โครงสร้างยังไม่ได้ก่ออิฐ แม้โครงสร้างจะสร้างเสร็จแล้ว แต่ถ้ายังไม่ได้ก่ออิฐ มันก็มีผลต่อความสามารถในการรับแรงแผ่นดินไหวเช่นกันครับ นั้นก็เพราะว่า อาคารสูง 30 ชั้น ตามมาตรฐาน จะให้คำนวณว่า อาคารมีความหน่วง หรือ Damping 2.5% และเท่าที่ผมเข้าใจ Damping จะเท่ากับ 2.5% ได้ มันต้องก่ออิฐ+ปูกระเบื้องแล้ว แล้ว และเท่าที่ผมรู้มา ถ้าโครงสร้างเปล่าๆ ยังไม่ก่ออิฐ+ปูกระเบื้อง Damping จะมีเพียง 1-1.5% เท่านั้น ( Damping ยิ่ง % สูง ยิ่งสลายแรงแผ่นดินไหวได้ดี กลับกันถ้าเลขต่ำกว่า จะสลายแรงแผ่นดินไหวได้น้อยกว่า) หรือก็คือ ช่วงขณะที่อาคารยังไม่มีการก่ออิฐ มันจะรับแรงแผ่นดินไหวได้น้อยกว่าที่คำนวณไว้นิดนึง
ผมไม่แน่ใจว่าจะได้ต่ำกว่าเท่าไหร่ ไม่เคยลองคำนวณเหมือนกัน ผมเลยลองใช้ สมการที่ 1.5 จาก Eurocode 8 : Seismic Design of Buildings Worked examples ตามรูปที่ 10 (โหลดได้ที่ https://law.resource.org/.../EC8_Seismic_Design_of... )


ซึ่งไม่รู้ว่าผมเข้าใจสมการนี้ถูกไหมนะ นี่เพิ่งอ่านมาสดๆร้อนๆ ไม่เคยใช้มาก่อน ผู้รู้ก็บอกหน่อยนะครับ แต่ผมจะขอลองใช้ดูสักหน่อย ซึ่งได้ผลตามนี้....
ผมคำนวณได้ว่า กำลังรับแผ่นดินไหวของอาคาร ลดลงเหลือ 89.44% หรือก็คือ กำลังรับแผ่นดินไหวของอาคาร 30 ชั้น ที่ยังไม่ได้ก่ออิฐปูกระเบื้อง จะรับแรงแผ่นดินไหวได้น้อยกว่าที่คำนวณไว้ตามมาตรฐานราวๆ 10 % นั่นเองครับ (ตามรูปที่ 11)


แล้วพอเรามาดูแรงแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นจริงดูบ้าง (รูปที่ 12 ) อาคาร 30 ชั้น จะมีคาบ หรือ T ประมาณ 3 วินาที เราจะพบว่า แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นจริง ทำให้อาคารมีความเร่ง ราวๆ 0.07g และมาตรฐานคือเส้นสีเหลือง คือราวๆ 0.095g ตามรูป
(แรงแผ่นดินไหวประมาณๆ คือ F=ma หรือเท่ากับมวลคูณด้วยความเร่ง และมวลอาคารคงที่ ขอพูดเฉพาะความเร่งก็แล้วกันนะครับ) นั่นก็แปลว่า แรงแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้น มีค่าประมาณ 0.07/0.095 = 73% ของค่าตามมาตรฐาน
แต่ ๆๆๆ ผมเข้าใจว่า กราฟในรูปที่ 12 พล๊อตที่ Damping = 5% ดังนั้น ถ้าจะปรับเป็น 1% ก็ให้คูณด้วย 1.29 = 0.07*1.29 = 0.09g (1.29 คำนวณจากสมการใน Eurocode 8 สำหรับการเปลี่ยนค่า Damping )
จะเห็นว่า 0.09g มันใกล้กับ 0.095g มากๆ เลย แทบจะปริ่มขอบมาตรฐานที่ออกแบบไว้แล้ว (ไม่คิดเรื่อง อาคารรับแรงได้น้อยลง 10% เพราะ ถูกคำนึงไปแล้วตอน 0.07*1.29 = 0.09g)
แต่ว่า การออกแบบทางวิศวกรรม มีสิ่งที่เรียกว่า Safety factor หรือส่วนเผื่อความปลอดภัยเยอะพอสมควร ดังนั้นต่อให้แรงแผ่นดินไหวจะปริ่มขอบมาตรฐาน มันก็ควรจะห่างไกลกับคำว่าพัง (ซึ่งก็น่าจะเป็นสาเหตุที่ทำไมตึกที่กำลังสร้างอื่นๆ ไม่พัง แม้กำลังสร้างเหมือนกัน)
ซึ่งผมมองว่า จากผลกระทบข้อ 4 ที่แรงปริ่มๆ ขอบมาตรฐานแล้ว ร่วมกับ ข้อ 3 ที่มีความเป็นไปได้ว่ามีการเติมน้ำในคอนกรีต (แต่เรื่องนี้เป็นแค่สมมุติฐาน ผมไม่ฟันธง แต่เดี๋ยวเราก็คงรู้ผลเทสกัน) ประกอบกับปัจจัยด้านอื่นๆ ที่ผมก็ไม่รู้ว่ามีอะไรบ้าง ( 3 ปัจจัยหลัก 1. ออกแบบถูกต้องไหม? 2. ก่อสร้างถูกต้องไหม? 3. วัสดุถูกต้องไหม) มันรวมกันพอดี ที่ทำให้ Core wall ชั้นล่างอ่อนแอเกินไป จนรับแรงแผ่นดินไหวไม่ได้
.
.
.
.
ผมคิดว่า สาเหตุการวิบัติมันไม่ได้เป็นอะไรที่ซับซ้อน น่าจะตรงไปตรงมา ประมาณว่า ต้องเกิดอะไรขึ้นสักอย่างกับ 3 ปัจจัยหลัก ที่ทำให้คุณภาพของ Core Wall ต่ำเกินไป จนรับแรงแผ่นดินไหวแบบทั่ว ๆ ไปไม่ได้ เท่านั้นแหละครับ น่าจะเป็นปัจจัยหลายๆอย่างรวมกัน แต่คิดว่าไม่ได้เกิดจากอะไรที่ซับซ้อนอย่าง การไม่ได้คำนึงแรงบิดหรือ Soft Story หรือการสั่นพ้อง หรือทิศทางแผ่นดินไหวที่พิศดาล อะไร (แรงที่ทำให้วิบัติอาจจะเป็นแรงบิดก็ได้ แต่ผมคิดว่า ไม่ใช่เพราะลืมคำนึงแรงบิด แต่เพราะคุณภาพวัสดุกับคุณภาพการหล่อคอนกรีตมากกว่า)
(ส่วนตัวเอนเอียงไปที่คุณภาพคอนกรีตและคุณภาพการหล่อ core wall เป็นปัจจัยตัวใหญ่ๆ แล้วปัจจัยอื่นๆเป็นตัวรองคอยเสริมให้มันพังง่ายขึ้น แต่ย้ำนะครับ มันคือ "ความเอนเอียง" จากความรู้สึก ไม่ใช่ข้อเท็จจริง)
นี่เป็นแค่ การแชร์ความเห็นของวิศวกรโยธาระดับล่างๆ คนนึงเท่านั้น ไม่มีหลักฐานอะไรรองรับสมมติฐานนี้ทั้งสิ้น แค่ผมคิดอย่างงี้ แล้วมันสวนกับแนวคิดกระแสหลักตอนนี้ เลยอยากเล่า เปิดลานทัวร์ให้มาถกกัน

https://www.facebook.com/curiositychannelth/posts/1012631514178534