ตึกที่คนรับรู้การสั่นได้ ปลอดภัยน้อยกว่า ตึกที่คนไม่รับรู้การสั่นจริงหรือไม่ ?
เนื่องจากมีการพูดถึงกันเยอะเรื่องที่ตึกสูงหรือคอนโดมิเนี่ยมใน กทม นั้นเกิดการสั่นจนคนรู้สึกได้ หลังจากเกิดแผ่นดินไหวที่ระยะห่างพอสมควร จนทำให้หลายคนที่ไม่มีความรู้อาจจะกลัวและตื่นตระหนกโดยไม่จำเป็น
ถ้ามันเป็นการสั่นชั่วคราว ไม่ได้สั่นต่อเนื่องตลอดเวลา เช่น การสั่นจากแผ่นดินไหว เพียงไม่กี่วินาที แล้วหายไป ซึ่งจะไม่มีผลระยะยาวต่อคนที่ใช้อาคาร เช่นความไม่สบายตัว เหนื่อยล้า นั้น การที่ ตึก หรือ โครงสร้างที่สั่น จนคนรู้สึกได้ นั้นไม่จำเป็นต้องอันตรายเสมอไป ต้องดูปัจจัยอื่นประกอบกันด้วย
โครงสร้างจะอันตรายหรือไม่ นั้นต้องดูที่แรงที่กระทำ และ กำลังของโครงสร้างเป็นหลัก จะใช้ความรู้สึกของคนที่รับรู้การสั่นไหวมาตัดสินนั้นไม่ถูกต้องสักเท่าไร
ดังจะเห็นว่าโครงสร้างที่อยู่ในทะเล หรือ แม้กระทั่งเรือ มันก็สั่นอยู่ตลอดเวลา และคนที่อยู่บนนั้นก็รับรู้ได้ แต่มันก็ไม่ได้พังถล่มลงมา เนื่องจากแรงกระทำมันยังต่ำกว่ากำลังของโครงสร้าง
โดยปกติโครงสร้างทุกชนิดมันก็สั่นโดยปกติอยู่แล้ว ไม่มีโครงสร้างไหนอยู่นิ่ง เพียงแต่มันอาจจะสั่นในช่วงความถี่ที่คนไม่รับรู้เท่านั้นเอง
ทำไมเกิดแผ่นดินไหวระยะไกลแล้วคนถึงรับรู้การสั่นใน กทม ได้?
เนื่องจากคลื่นแผ่นดินไหวที่จุดศูนย์กลางมันผสมมาจากหลายความถี่ พอมันวิ่งมาระยะไกลผ่านชั้นหินระหว่างทางจึงเกิดการกรองความถี่สูงๆ ออกไป เหลือแต่ความถี่ต่ำๆ หรือ คาบสูงๆ วิ่งมาถึง กทม (ซึ่งก็ไม่จำเป็นจะต้องเป็นแบบนี้เสมอไป อยู่ที่ตัวกลางระหว่างทางด้วย ว่ามันจะกรองความถี่ออกได้หรือไม่ เพราะชั้นหินระหว่างทางจากแต่ละแหล่งกำเนิดก็ไม่เหมือนกัน)
พอความถี่มันต่ำ หรือ คาบมันสูง แล้วมันโดนขยายขึ้นจากชั้นดินอ่อนหลายเท่า ด้วย คนจึงรู้สึกได้ .....
แล้วมันอันตรายหรือไม่ ?
ตอบไม่ได้ครับ ต้องดูว่าความเร่งที่เกิดที่ฐานตึกอยู่ที่เท่าไร จะทำให้รู้ว่าเกิดแรงต่อโครงสร้างเท่าไร ซึ่งที่เห็นพูดกัน จากแผ่นดินไหวที่ลาวไม่นานนี้ นั้น PGA ก็แค่ประมาณ 0.002g ถึง 0.003g (ขยายจากผลดินอ่อนมาแล้ว) ซึ่งดัวยตัวเลขขนาดนี้ นั้นไม่ถือเป็นค่าที่ควรใส่ใจในทางวิศวกรรมโครงสร้างเลยด้วยซ้ำ
ค่าต่ำขนาดนี้ทำไมคนถึงรู้สึกได้ ?
ต้องบอกว่าปฏิกริยาของมนุษย์นั้นเป็นเรื่องที่เข้าใจได้ค่อนข้างยาก แต่ละคนก็มีการตอบสนองที่ไม่เหมือนกัน มีหลายปัจจัยประกอบกัน เช่น
อายุ - คนอายุน้อยจะรับรู้เร็วกว่าคนอายุมาก
เพศ - ผู้หญิงจะรับรู้การสั่นได้เร็วกว่าผู้ชาย
ระยะห่างต่อสมอง - ถ้ายืนอยู่จะทำให้สมองห่างจากพื้นที่เหยียบ ก็จะรับรู้ได้เร็วกว่าคนที่นอนหรือนั่ง
การวางตัว - ถ้ามันสั่นมาหน้าหลัง จะรู้สึกได้เร็วกว่าสั่นข้างๆ ลำตัว
การรับรู้ล่วงหน้า - คนที่รู้ล่วงหน้าว่าจะเกิดการสั่น จะรู้สึกดีกว่าคนที่ไม่รู้เลย
การเคลื่อนที่ - คนที่ยืนเฉยๆ จะรับรู้ได้มากกว่าคนที่กำลังเดินหรือวิ่ง
การมองเห็น - คนที่ลืมตาแล้วมองไปยังของที่มันแกว่งได้ จะรับรู้การสั่นได้เร็วกว่าคนที่อยู่ในห้องที่ไม่มีของที่แกว่งได้
การได้ยิน - คนที่ได้ยินเสียง เช่น เสียงแกว่งของผ้าม่าน ก็จะรู้สึกได้เร็ว
ลักษณะของการสั่น - คนจะรับรู้การสั่นจะการแกว่ง หรือ การบิด (Angular or Twisting) ได้ ดีกว่า การเคลื่อนที่แนวราบ (Translation)
คาบการสั่น - คนจะรับรู้การสั่นอยู่แค่ในช่วงความถี่หนึ่งๆ เท่านั้น โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 0.1 Hz (10 Sec) ถึง 80 Hz (0.0125 Sec)
จะเห็นการรับรู้ของคนนั้นมีความถี่หรือคาบของการสั่นเข้ามาเกี่ยวพันด้วย โดยยิ่งความถี่ต่ำหรือคาบสูง คนจะยิ่งรับรู้ได้เร็วหรืออีกนัยหนึ่งคือแค่เกิดความเร่งเพียงเล็กน้อย คนก็จะรู้สึกได้
แต่เมื่อความถี่มันสูงขึ้นหรือคาบมันต่ำลง ที่ความเร่งเท่าๆ กัน คนๆเดียวกันก็อาจจะไม่รู้สึกอะไรเลยก็ได้
และยังอยู่ที่แต่ละคนนั่งบน Damper หรือ Amplifier อะไรอีกด้วย เช่น คนนั่งเก้าอี้เบาะ อาจจะโดนสลายพลังงานจนรับรู้ได้ต่ำลงเมื่อเทียบกับคนที่นั่งเก้าอี้ไม้ที่สัมผัสโดยตรงกับผิวหนังคน
ดังจะเห็นในรูปที่ผมตัดมาจาก "Structural Deflection A Literature Review and State of the Art Survey by Galambos etal."
จากรูปดูที่ Transient Horizontal Vibration จะเห็นว่า Perception Threshold ที่คนจะเริ่มรู้สึกสำหรับความถี่ 0.2 Hz - 1 Hz (1-5 Sec ประมาณ ตึก 10-50 ชั้น) นั้นอยู่ที่ความเร่งแบบ RMS (Arms) ประมาณ 0.001g-0.003g เท่านั้นเอง
สมมติให้ Peak Factor สัก 4 เท่า จะได้ว่าคนเริ่มรู้สึกที่ความเร่งสูงสุดประมาณ 0.004g-0.012g และอย่าลืมว่านี่คือความเร่งที่ระดับบนๆ ของอาคารสูง ซึ่งจะโดยขยายจากผลทางพลศาสตร์ของอาคารขึ้นมาแล้ว อาจจะโดนขยายได้ตั้งแต่ 3-6 เท่าตัวจากพื้นดิน ถ้าเราสมมติให้มันโดนขยายขึ้นไปสามเท่าจากพื้นดิน จะได้ว่า ความเร่งสูงสุดที่พื้นดินที่คาบนั้นๆ อยู่ทีประมาณ 0.0013g-0.004g เท่านั้นเอง
ถ้าสมมติเราเอาคนๆ เดียวกัน ไปอยู่อีกตึกหนึ่งที่ความถี่สูงขึ้น เช่น 10 Hz (0.1 Sec ประมาณตึกชั้นเดียว) พบว่าคนจะเริ่มรู้สึกที่่ความเร่งแบบ RMS ประมาณ 0.007g ซึ่งสูงกว่า Arms ของตึกสูงๆ ถึงเท่าตัว
เนื่องจากความถี่ของแรงที่เข้ามากระทำมันมีผลต่อการรับรู้ของคน จะเห็นว่าตึกเตี้ยๆ เจอความเร่งสูงกว่า เกิดแรงสูงกว่าและอันตรายกว่าต่อโครงสร้าง คนอาจจะรับรู้ได้ช้ากว่าตึกสูงที่เกิดความเร่งต่ำกว่า และเกิดแรงที่เป็นอันตรายน้อยกว่าต่อโครงสร้างก็ได้
ข้างล่างผมตัดมาจากหนังสือ Handbook of Human Vibration ของ M.J.Griffin ซึ่งถือเป็นตำราสำคัญที่คนสนใจเกี่ยวกับการรับรู้การสั่นของมนุษย์ต่ออ่าน เค้าบอกว่า โดยปกติการสั่นไหวที่มนุษย์รับรู้ และรู้สึกว่าไม่ปลอดภัยนั้น ต่ำกว่าการสั่นไหวที่สามารถจะสร้างความเสียหายให้กับโครงสร้างค่อนข้างมาก
“It is usually concluded that the occupants of buildings will find vibration unacceptable at vibration magnitudes significantly lower than those which cause damage to buildings”
ดังนั้นการจะบอกว่าตึกไหนสั่น โดยอาศัยการรับรู้ของคน มาระบุว่าตึกนั้นๆ ปลอดภัยต่ำกว่าตึกที่ไม่สั่น หรือ ตึกที่คนไม่รับรู้การสั่น นั้นไม่ได้ เพราะมันพันกับความถี่ของการสั่นและการรับรู้ของมนุษย์ซึ่งเป็นปัจเจกบุคคลด้วย
แต่ที่น่าสนใจ มันอยู่ที่การที่ตึกมันสั่นจนคนรู้สึกได้ นั้น แสดงว่ามันมีความเร่งเข้ามาอยู่ในความถี่ที่คนรู้สึกได้ ซึ่งจะเป็นความถี่ค่อนข้างต่ำหรือคาบยาว ใกล้เคียงกับคาบของอาคารสูงๆ มันจึงบอกเราว่าแผ่นดินไหวจากแหล่งนั้นๆ มีคลื่นแผ่นดินไหวคาบยาวเคลื่อนที่มาถึง กทม จริง และอยู่ในระดับที่คนรับรู้ได้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องอันตรายเสมอไป
จะเห็นว่าค่าเพียงต่ำๆ ที่ไม่มีผลทางวิศวกรรม แต่ประสาทสัมผัสคนก็สามารถรับรู้ได้แล้ว ถ้ามันอยู่ในย่านความถี่พอดีๆ การจะบอกว่าอันตรายหรือไม่ ต้องเอาความเร่งที่วัดได้และแรงที่กระทำมาดูกัน (ซึ่งก็มักจะหาดูไม่ได้ หรือ ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้)
แผ่นดินไหวจากบางพื้นที่ที่ห่างออกไป ถ้ามันเคยเกิดขนาดใหญ่มากมาแล้ว แต่ กทม ไม่รู้สึก แสดงว่า คลื่นคาบยาวนั้นเดินทางมาไม่ถึง ดังนั้นแหล่งกำเนิดนั้นก็ไม่ควรต้องกลัวมาก หรือถ้าที่ กทม ไม่รู้สึก ก็ไม่ได้หมายความว่าไม่มีคลื่นคาบยาวเดินทางมาถึง มันอาจจะมาถึง แต่ความเร่งต่ำจนคนไม่รู้สึกก็ได้ถึงแม้จะอยู่ในย่านความถี่ที่คนรับรู้ได้ก็ตาม
- 4
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
