รหัสแผ่นดินไหว
รหัสแผ่นดินไหวหรือรหัสอาคารเป็นรหัสอาคารที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องทรัพย์สินและชีวิตในอาคารในกรณีเกิดแผ่นดินไหว ความจำเป็นของรหัสดังกล่าวสะท้อนให้เห็นในคำกล่าวที่ว่า "แผ่นดินไหวไม่ได้ฆ่าคน แต่เป็นอาคารต่างหากที่ฆ่าคน" หรือในเวอร์ชันขยายความว่า "แผ่นดินไหวไม่ได้ทำให้คนบาดเจ็บหรือเสียชีวิต แต่สิ่งก่อสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้นอย่างไม่ดีต่างหากที่ทำให้คนบาดเจ็บและเสียชีวิต" [ 1 ]
รหัสแผ่นดินไหวถูกสร้างและพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองต่อแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ รวมถึงแผ่นดินไหวลิสบอนในปี 1755 แผ่นดินไหวลูซอนในปี 1880 และแผ่นดินไหวเมสซีนาในปี 1908 [ 2 ]ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น รหัสเหล่านี้มักได้รับการแก้ไขตามความรู้ที่ได้จากแผ่นดินไหวครั้งล่าสุดและผลการวิจัย และด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง มีรหัสแผ่นดินไหวจำนวนมากที่ใช้กันทั่วโลก รหัสส่วนใหญ่โดยพื้นฐานแล้วมีแนวทางพื้นฐานร่วมกันเกี่ยวกับการออกแบบอาคารเพื่อรับมือกับผลกระทบจากแผ่นดินไหว แต่จะแตกต่างกันในข้อกำหนดทางเทคนิคและจะมีภาษาที่กล่าวถึงสภาพทางธรณีวิทยาในท้องถิ่น ประเภทการก่อสร้างทั่วไป ปัญหาทางประวัติศาสตร์ ฯลฯ
ต้นทาง
แผ่นดินไหวลิสบอนในปี 1755 (โปรตุเกส) ส่งผลให้มีการกำหนดกฎเกณฑ์สำหรับการสร้างอาคารบางประเภทที่พบได้ทั่วไปในพื้นที่[ 2 ]
หลังเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เมสซีนา (อิตาลี) ในปี 1908 รัฐบาลราชวงศ์อิตาลีได้จัดตั้งคณะกรรมการธรณีวิทยาและคณะกรรมการวิศวกรรมขึ้นในช่วงต้นปี 1909 เพื่อศึกษาภัยพิบัติและเสนอแนะมาตรการบรรเทาภัยพิบัติแผ่นดินไหว คณะกรรมการวิศวกรรม หลังจากศึกษาความต้านทานแรงด้านข้างของอาคารที่รอดพ้นจากแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว ได้แนะนำให้ใช้ค่าอัตราส่วนแผ่นดินไหว (ความเร่งแผ่นดินไหวหารด้วยความเร่งโน้มถ่วง) เท่ากับ 1/12 สำหรับชั้นแรกและ 1/8 สำหรับชั้นที่สูงกว่า ในการออกแบบอาคารต้านแผ่นดินไหว คณะกรรมการเสนอให้ใช้แรงในแนวดิ่งที่เทียบเท่ากันซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าแรงในแนวนอนมาก เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งทำหน้าที่เหมือนแรงกระแทก เชื่อกันว่านี่เป็นคำแนะนำเชิงปริมาณครั้งแรกเกี่ยวกับแรงแผ่นดินไหวในการออกแบบในประวัติศาสตร์ของรหัสแผ่นดินไหว คำแนะนำนี้ได้รับการรับรองในพระราชกฤษฎีกาฉบับที่ 573 ลงวันที่ 29 เมษายน 1915 ความสูงของอาคารถูกจำกัดไว้ที่สองชั้น และชั้นแรกควรได้รับการออกแบบสำหรับแรงในแนวนอนเท่ากับ 1/8 ของน้ำหนักชั้นที่สอง และชั้นที่สองสำหรับ 1/6 ของน้ำหนักหลังคา[ 3 ]
แผ่นดินไหวครั้งใหญ่คันโตในปี 1923 (ญี่ปุ่น) และเหตุการณ์ก่อนหน้านั้นเป็นแรงบันดาลใจให้วิศวกรชาวญี่ปุ่น โทชิกาตะ ซาโนะ พัฒนาขั้นตอนแรงด้านข้าง ซึ่งได้รับการนำไปใช้อย่างเป็นทางการในกฎหมายอาคารเมืองของญี่ปุ่นในปี 1924 ซึ่งกำหนดให้วิศวกรออกแบบอาคารโดยคำนึงถึงแรงในแนวนอนประมาณ 10% ของน้ำหนักอาคาร[ 3 ]
ในปี พ.ศ. 2468 เมืองซานตาบาร์บารา รัฐแคลิฟอร์เนียได้เพิ่มข้อกำหนดในรหัสอาคารที่ระบุว่าโครงสร้างจะต้องได้รับการออกแบบให้ทนต่อแรงในแนวนอน แต่ไม่ได้ระบุรายละเอียดเกี่ยวกับภาระการออกแบบหรือขั้นตอน ถือเป็นนโยบายและการพิจารณาทางกฎหมายที่ชัดเจนครั้งแรกเกี่ยวกับความปลอดภัยของโครงสร้างจากแผ่นดินไหวในสหรัฐอเมริกา เมืองพาโลอัลโต รัฐแคลิฟอร์เนียซึ่งนำโดยศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ก็ได้เพิ่มข้อความที่คล้ายกันลงในรหัสอาคารในปี พ.ศ. 2469 เช่นกัน[ 4 ]
ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2461 ได้มีการตีพิมพ์ Uniform Building Code (UBC) ฉบับแรก ซึ่งมีภาคผนวกที่ประกอบด้วยเนื้อหาที่ไม่บังคับ โดย §2311 แนะนำแรงออกแบบด้านข้างขั้นต่ำเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวที่ V = 0.075W สำหรับอาคารบนฐานรากที่มีแรงดันรับน้ำหนักที่อนุญาตได้ 4,000 psf หรือมากกว่า และ 0.10 W สำหรับอาคารอื่นๆ ทั้งหมด รวมถึงอาคารบนฐานรากเสาเข็ม[ 5 ]น้ำหนักอาคาร (มวลแผ่นดินไหว) ถูกกำหนดเป็น: W = น้ำหนักบรรทุกคงที่ + น้ำหนักบรรทุกจร ข้อกำหนดเหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจากรหัสแผ่นดินไหวที่พัฒนาขึ้นใหม่ของญี่ปุ่น ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าข้อกำหนดการออกแบบด้านข้างที่ไม่บังคับได้รับการนำไปใช้โดยชัดแจ้งโดยเขตอำนาจศาลใดในขณะนั้น แต่อาจถูกนำมาใช้โดยสมัครใจสำหรับการออกแบบอาคารบางแห่ง[ 6 ] : 26
เพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ลองบีช (แคลิฟอร์เนีย) ในปี 1933 เมืองลอสแอนเจลิสได้นำข้อกำหนดการออกแบบต้านแผ่นดินไหวฉบับแรกที่บังคับใช้ในสหรัฐอเมริกามาใช้ ซึ่งตราขึ้นโดยสภาเมืองภายใต้เทศบัญญัติหมายเลข 72,968 ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 6 กันยายน 1933 [ 6 ] : 24 ข้อกำหนดดังกล่าวรวมถึงแรงเฉือนฐานด้านข้างสำหรับการออกแบบ V = 0.08 W สำหรับอาคารใช้งานทั่วไป 0.10 W สำหรับอาคารโรงเรียน และ 0.04 W สำหรับส่วนของอาคารที่อยู่เหนือชั้นที่ยืดหยุ่นได้ น้ำหนักอาคาร (มวลแผ่นดินไหว) ถูกกำหนดเป็น W = น้ำหนักบรรทุกคงที่ + 0.5 น้ำหนักบรรทุกจร (ยกเว้น 1.0 น้ำหนักบรรทุกจรสำหรับคลังสินค้า) โครงสร้างอาคารจะต้องได้รับการออกแบบให้ทนต่อแรงอย่างน้อย 0.25V โดยไม่ขึ้นอยู่กับผนังใดๆ[ 7 ]
หลังเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่ลองบีชในปี 1933การวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับความเสียหายของโครงสร้างในเหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งนั้นโดยสถาปนิกLouis John Gillได้วางรากฐานให้กับกฎหมายเกี่ยวกับแผ่นดินไหวของรัฐแคลิฟอร์เนียส่วนใหญ่ ( Field Actสำหรับโรงเรียนและ Riley Act สำหรับอาคารทุกประเภท) [ 8 ] [ 9 ]กฎหมาย Riley Act ปี 1933 กำหนดให้รัฐบาลท้องถิ่นของรัฐแคลิฟอร์เนียทั้งหมดต้องมีแผนกอาคารและตรวจสอบการก่อสร้างใหม่ โดยกำหนดให้โครงสร้างทั้งหมดในรัฐต้องได้รับการออกแบบให้ทนต่อความเร่งในแนวนอนที่ 0.02 เท่าของความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
ทั่วโลก
เม็กซิโก
รหัสอาคาร ฉบับแรก ของ เมืองเม็กซิโกซิตี้ออกเมื่อปี พ.ศ. 2485 และตั้งแต่ปี พ.ศ. 2509 เป็นต้นมา รหัสนี้มีข้อกำหนดครบถ้วนสำหรับการออกแบบโครงสร้างและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับเทศบาลต่างๆ ทั่วประเทศ ในปี พ.ศ. 2519 รหัสนี้ได้นำรูปแบบที่สอดคล้องกันสำหรับวัสดุและระบบโครงสร้างทั้งหมดมาใช้ โดยอิงตามปรัชญาการออกแบบสถานะจำกัด ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2547 ได้มีการออกรหัสแผ่นดินไหวชุดใหม่[ 10 ]
สเปน
ในประเทศสเปน กฎระเบียบเกี่ยวกับโครงสร้างต้านแผ่นดินไหวเรียกว่า "Norma de Construcción Sismorresistente" (ดูบทความในวิกิพีเดียภาษาสเปน )
ไก่งวง
รหัสแผ่นดินไหวของตุรกีฉบับแรกสุดได้รับการตีพิมพ์ในช่วงทศวรรษ 1940 ได้แก่ TS500 ข้อกำหนดสำหรับการออกแบบและการก่อสร้างโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และรหัสแผ่นดินไหวของอาคารตุรกี มีการแก้ไขรหัสหลายครั้งโดยมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้น การแก้ไขครั้งล่าสุดได้รับการตีพิมพ์ในปี 2018 และมีผลบังคับใช้ในปีถัดมา อย่างไรก็ตาม รหัสเหล่านี้มีผลเฉพาะกับ อาคาร คอนกรีตเสริมเหล็ก เท่านั้น อาคารประวัติศาสตร์ โครงสร้างพื้นฐานชายฝั่งและท่าเรือไม่รวมอยู่ในขอบเขตนี้[ 11 ]
รหัสแผ่นดินไหวปี 1940 ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เมืองเออร์ซินจานในปี 1939ซึ่งคร่าชีวิตผู้คนไป 32,000 คน โดยได้เปรียบเทียบกับรหัสแผ่นดินไหวของอิตาลีในขณะนั้น แผนที่แบ่งเขตแผ่นดินไหวได้รับการพัฒนาขึ้นในปี 1942 ซึ่งประเมินอันตรายจากแผ่นดินไหวของทุกจังหวัดในตุรกีออกเป็นสามระดับ ได้แก่ "อันตราย" "อันตรายน้อย" และ "ไม่มีอันตราย" รหัสแผ่นดินไหวปี 1948 ได้รับการจัดทำขึ้นโดยคำนึงถึง แผนที่ แบ่งเขตแผ่นดินไหวรหัสใหม่ได้รับการแก้ไขในปี 1961 และในปี 1963 แผนที่แบ่งเขตแผ่นดินไหวได้รับการปรับปรุงโดยเพิ่มระดับอันตรายสี่ระดับตามการคาดการณ์การสั่นสะเทือนตามมาตราความรุนแรงของ Modified Mercalliต่อมาได้มีการเพิ่มระดับอันตรายที่ห้าในการแก้ไขปี 1972 [ 12 ]
รหัสแผ่นดินไหวปี 1968 ได้นำข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับส่วนประกอบคอนกรีตเสริมเหล็กและแนวคิดสมัยใหม่ที่เกี่ยวข้องกับรูปร่างสเปกตรัมและการตอบสนองแบบไดนามิกมาใช้ หลังจากมีการกำหนดเขตแผ่นดินไหวในปี 1972 รหัสแผ่นดินไหวได้รับการปรับปรุงในปี 1975 ซึ่งรวมถึงวิธีการใหม่ในการคำนวณภาระแผ่นดินไหวบนอาคารและรายละเอียดที่ยืดหยุ่นสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็ก แผนที่เขตและรหัสได้รับการแก้ไขในปี 1997 [ 12 ]
การบังคับใช้รหัสแผ่นดินไหวที่ไม่ดีเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงจากแผ่นดินไหวในตุรกี-ซีเรียเมื่อปี 2566ซึ่งมีผู้เสียชีวิตกว่า 50,000 คน มีการพังทลายของเสาโครงสร้างบ่อยครั้ง ทำให้เกิดการถล่มแบบแพนเค้ก ซึ่งทำให้การช่วยเหลือเป็นไปได้ยาก เพื่อเป็นการเสริมสร้างการสนับสนุนก่อนการเลือกตั้งในปี 2561 รัฐบาลจึงเริ่มเสนอการนิรโทษกรรมสำหรับการละเมิดรหัสอาคาร ซึ่งรัฐบาลก่อนหน้านี้ก็เคยทำเช่นนี้เช่นกัน[ 13 ]ผู้เชี่ยวชาญต่างเสียใจที่การปฏิบัติเช่นนี้จะทำให้เมืองกลายเป็นสุสาน[ 14 ]
สหรัฐอเมริกา
ในสหรัฐอเมริกาหน่วยงานจัดการเหตุฉุกเฉินของรัฐบาลกลาง (FEMA) ได้เผยแพร่ "ข้อกำหนดด้านแผ่นดินไหวที่แนะนำสำหรับอาคารใหม่และโครงสร้างอื่นๆ ฉบับปี 2015" [ 15 ]