STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(ฉบับที่ 50 เดือนเมษายน 2017)
A Joint Publication of the Japan Iron and Steel Federation andJapanese Society of Steel Constructionฉบับภาษาไทย
หนังสือ Steel Construction Today & Tomorrow เวอร์ชั่นภาษาอังกฤษ จะมีการจัดพิมพ์ปีละ 3 ครั้ง และ และมีการกระจายไปยังผู้บริหาร และบุคลากรของบริษัท
ในกลุ่ มอุ ตสาหกรรม และองค์ก รต่ างๆ ทั่ว โลก วัต ถุประสงค์ข องหนั งสื อนี้ คื อการน าเสนอถึ ง มาตรฐานและข้ อ ก าหนดที่ เ กี่ ยวข้ อ งกั บการโครงสร้ า งเหล็ ก ตั ว อย่ า งโครงการก่อสร้างยุคใหม่ เทคโนโลยีงานก่อสร้างอันทันสมัย และหัวข้ออื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
กับงานก่อสร้างอาคาร และงานวิศวกรรมโยธา

ฉบับที่ 50 เดือนเมษายน 2017: สารบัญ
หัวข้อพิเศษ: สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น
การมอบรางวัลแห่งความสาเร็จอันโดดเด่นในปี 2016 โดยสมาคมเหล็กก่อสร้างแห่ง
ประเทศญี่ปุ่น
สะพานแขวนคนข้ามช่วงยาว
1สนามฟุตบอลเมืองซุยตะ
2การใช้ระบบเสาเหล็กรูปตัวเอชหุ้มด้วยคอนกรีต (CFH) สาหรับระบบอาคารพักอาศัย
โครงสร้างเหล็กหลายชัน้
3กลไกการเกิดความเสียหายของเหล็กเชื่อมต่อพื้นสะพานรูปนิ้ว (steel finger joint) 4กาลังของจุดเชื่อมของเหล็กแผ่นกาลังสูง
5หัวข้อพิเศษ: การปรับปรุงโครงสร้างอาคารและสะพานเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหว
ความเสียหายต่อโครงสร้างจากการเกิดแผ่นดินไหว และการปรับเปลี่ยนมาตรฐานการ
พิจารณาระบบต้านทานแผ่นดินไหวในประเทศญี่ปุ่น
6ตัวอย่างโครงการปรับปรุงโครงสร้างเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
8~16อาคารพักอาศัยคาวาระมาจิ, อาคารโรงเรียนยากุโมะ กาคุเอ็น, อาคารสถานีอาซากุสะ,อาคารสานักงานใหญ่ธนาคารชิโกกุ, อาคารชินจุกุโนมูระ, สะพานคาตาชินากาวะ,สะพานนิชิอิเกะ

เพื่อให้ผู้อ่านชาวไทย ได้เข้าใจบทความในหนังสือนี้ได้ดียิ่งขึ้น ก็ได้มีการดาเนินการ
จัดเตรียมเวอร์ชั่นภาษาไทย เพื่อแนบไปกับหนังสือเวอร์ชั่นภาษาอังกฤษ ในส่วนของรูป
ถ่าย ภาพและตาราง จะแสดงในเวอร์ชั่นภาษาไทยเฉพาะชื่อภาพและชื่อตาราง ซึ่งควรต้ อ งดู เ วอร์ ชั่ น ภาษาอั ง กฤษประกอบไปด้ ว ยเพื่ อ ความสมบู ร ณ์ ชั ด เจนของเนื้ อ หานอกจากนี้หากต้องการอ้างอิงรายละเอียดในเชิงเทคนิค ก็โปรดอ้างอิงจากหนังสือเวอร์
ชั่นภาษาอังกฤษเป็นหลัก

หัวข้อพิเศษ: เหล็กกล้าไร้สนิม
พัฒนาการของโลหะเชื่อมกาลังสูงสาหรับเหล็กกล้าไร้สนิม SUS304Aการดาเนินการของสมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น

หน้าที่ระบุแสดงตามวารสารฉบับภาษาอังกฤษเล่มที่ 50ฉบับภาษาไทย: © สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น 2017
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025, Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยู่อเี มล: sunpou@jisf.or.jpเว็บไซต์: http://www.jisf.or.jp

1

17

18

ฉบับพิเศษ: สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น

จากผลการทดสอบอุโมงค์ลม พบพฤติกรรมการกระพือแบบบิดตัวเกิดขึ้นที่หน้าตัด
คานหลักของสะพานที่มีการติดตั้งเหล็กตะแกรงขนาดกว้าง 500 มิลลิเมตร ที่กึ่งกลาง
ความกว้างของสะพาน ซึ่งทาให้ต้องมีการติดแผ่นกันการกระพือที่มีมุมที่ปลายเป็นมุม
ฉาก (90) ตลอดจนขยายความกว้างของแผ่นตะแกรงเหล็กเป็น 630 มิลลิเมตร และติดแถบกว้าง 20 มิลลิเมตรที่บริเวณขอบ ซึ่งสามารถช่วยลดปัญหาการกระพือได้เป็น
อย่างดี (ดูรูปที่ 2)การมอบรางวัลแห่งความสาเร็จอันโดดเด่นในปี 2016 โดยสมาคม
เหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น
(หน้า 1) รางวัลแห่งความสาเร็จอันโดดเด่น

สาหรับขั้นตอนของการก่อสร้างนั้น ภายหลังจากที่ก่อสร้างเสาตอหม้อหลักเสร็จ
สิ้น ก็เป็นขั้นตอนของการโยงเชือกนา (pilot rope) และการติดตั้งทางเดินสาหรับช่าง
ผู้ดูแลสะพาน ตลอดจนการติดตั้งสายเคเบิลสาหรับแขวนสะพาน โดยโครงสร้างส่วนบน
ของสะพานได้ถูกติดตั้ง ด้วยวิธีการที่เรียกว่า Cable crane method ด้วยเหตุผลจาก
สภาพพืน้ ทีท่ เ่ี ป็นหุบเขานะตาแหน่งทีม่ กี ารก่อสร้าง

สะพานแขวนคนข้ามช่วงยาว “ทางเดินลอยฟ้ามิชิมะ”รางวัลชนะเลิศ: บริษัท คาวาดะ อุตสาหกรรม และ บริษัท โชไดสะพานแขวนคนข้ามที่ยาวที่สุดในประเทศญี่ปุ่น
สะพานแขวน ฮาโกเนะ เซโรกุ มิ ชิมะ เป็นสะพานแขวนคนข้า ม ที่เมื องมิชิม ะจังหวัดชิซึโอกะ มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า “Mishima SKYWALK" หรือ ทางเดินลอยฟ้า
มิชิมะ มีความยาวช่วงที่ยาวถึง 400 เมตร ซึ่งถือได้ว่าเป็นสะพานลอยคนข้ามที่ยาวที่สุด
ในประเทศญี่ปุ่น (รูปที่ 1)แม้ว่าการก่อสร้างสะพาน จะดาเนินการในช่วงที่สภาพอากาศค่อนข้างจะ
รุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากลมที่พัดเข้ามาจากอ่าวซุรุกะ เกิดหมอกหนาทึบ
เข้าปกคลุม ตลอดจนหิมะที่ตกในช่วงฤดูหนาว รวมไปจนถึงสภาพภูมิประเทศ
ตามแนวหุบเขาที่ไม่เหมือนสภาพงานก่อสร้างทั่วไป แต่สะพานนี้ก็ก่อสร้างแล้ว
เสร็จอย่างสมบูรณ์ และเปิดให้บริการได้อย่างปลอดภัย ในเดือนธันวาคม 2015ด้วยเหตุที่ที่ตั้งของสะพานจะอยู่ในตาแหน่งที่เห็นวิวทิวทัศน์ของภูเขาไฟฟูจิและ
อ่าวซุรุกะ ดังนั้นการออกแบบสะพานจึงต้องคานึงถึงความสวยงามที่ต้องสอดคล้องกับ
ทัศนี ยภาพที่ ยอดเยี่ยมเข้า กั บทางเดิ นลอยฟ้า มิ ชิ มะซึ่ ง เป็น อาคารหลัก นอกจากนี้
งบประมาณที่ได้รับจากการก่อสร้างสะพานมาจากกองทุนภาคเอกชนซึ่งไม่ได้เกิด ขึ้นบ่อยนักกับงานก่อสร้างขนาดใหญ่ทั่วไป (อ้างอิง ภาพที่ 1)ภาพที่ 1 ภาพรวมโดยรอบของทางเดินลอยฟ้ามิชิมะ
ภาพที่ 2 การทดสอบอุโมงค์ลม
รูปที่ 1 แบบแสดงลักษณะทั่วไปของทางเดินลอยฟ้ามิชมิ ะรูปที่ 2 ภาพตัดขวางของทางเดินลอยฟ้ามิชมิ ะการออกแบบต้านทานแรงลมและวิธีการก่อสร้าง
เพื่อให้สามารถก่อสร้างสะพานที่มีความสวยงามสอดคล้องกับทัศนียภาพอันน่าทึ่ง
เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รายรอบ และเพื่อให้พัฒนาพื้นที่แห่งนี้ให้เป็น แหล่งท่องเที่ยวที่
น่าสนใจแห่ งใหม่ การออกแบบสะพานจึงต้องให้ความสาคัญใส่ใจในรายละเอียดทุก
ขั้นตอน ตั้งแต่การออกแบบรูปร่างรูปทรงของทั้งสะพาน ความสวยงามของราวกันตก
ไปจนถึงสีสันที่เลือกใช้ของทั้งตัวโครงสร้างและผิวทางเพื่อให้เข้ากับตัวเสาตอม่อ ซึ่งทั้งหมดนี้นั้น ได้มีภูเขาไฟฟูจิเป็นแรงบันดาลใจสาคัญในการออกแบบ
สาหรับการตรวจสอบความสามารถในการต้านทานแรงลมของสะพานนั้น ได้มีการ
พิจารณาลักษณะของแรงลมที่กระทาจากการสารวจสภาพจริงที่พื้นที่ก่อสร้างตลอดจน
การวิเ คราะห์กลศาสตร์ข องไหล ผ่านการท าแบบจ าลองบนคอมพิวเตอร์ของทั้งตั วสะพานและสภาพแวดล้ อมโดยรอบ ซึ่ งท าให้ส ามารถหาความเร็ว ลมเพื่ อใช้ในการ
คานวณออกแบบได้ และนอกจากนี้ก็ยังได้มีการทาการทดสอบในอุโมงค์ลมเพื่อยืนยัน
ผลการวิเคราะห์อีกด้วย (ภาพที่ 2)

2

Fig. 1 General Drawing of Mishima SKYWALKElevation

Plan

Fig. 2 Section of Mishima SKYWALKPhoto 1 Full view of Mishima SKYWALKPhoto 2 Wind tunnel tests3

(หน้า 2) รางวัลแห่งความสาเร็จอันโดดเด่น

รูปที่ 3 แสดงไดอะแกรมของแรงในแนวแกนซึ่งคานวณได้จากการวิเคราะห์แรง
แบบสถิต

โครงสร้างระบบแยกส่วนเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวสาหรับโครง
หลังคา สนามฟุตบอลเมืองซุยตะ

รางวัลชนะเลิศ: บริษัท ทาเกนากะ

สาหรับโครงการนี้ การออกแบบจัดวางผังที่พอเหมาะ การออกแบบวางแผนระบบ
โครงสร้างที่ดี และการนาเทคโนโลยีเข้ามาผสมผสานส่งผลให้โครงสร้างมีประสิทธิภาพ
ที่สูง การก่อสร้างสามารถทาได้อย่างรวดเร็วภายในงบประมาณที่เหมาะสม

สนามฟุตบอลเมืองซุยตะ เป็นสนามเหย้าของทีม “กัมบะ โอซาก้า” ซึ่งเป็น
สนามฟุตบอลที่อยู่ในสังกัดของสมาคมฟุตบอลญี่ปุ่น (J League) เป็นสนามกีฬาแห่ ง แรกในประเทศญี่ ปุ่ น ที่ ก่ อ สร้ า งด้ ว ยเงิ น บริ จ าคของแฟนฟุ ต บอลและ
บริษัทเอกชนหลายราย

ภาพที่ 1 ภาพโดยรอบ
ภาพที่ 2 ภาพภายใน
รูปที่ 1 การจัดวางชิน้ ส่วนโครงถักในมิติต่างๆ ทั้ง 3 มิติรูปที่ 2 ลักษณะของความเร่งตอบสนองสูงสุด (มิลลิเมตรต่อวินาทีกาลังสอง)ในช่วงของการออกแบบ คณะกรรมการได้เลือกรูปแบบสนามให้เป็นแบบยุโรปซึ่งมี
ลักษณะที่เรียบง่ายและมีขนาดกระทัดรัด โดยสาหรับในส่วนโครงหลังคา ได้ออกแบบ
ให้มีรูปร่างที่สะท้อนถึงภาพของผู้เล่นที่ยืนไหล่ชนไหล่กัน และมีความกลมกลืนเข้ากับ
โครงสร้างส่วนอื่นๆ (ภาพที่ 1 และ ภาพที่ 2)โครงถักสามมิติ และระบบโครงสร้างหลังคาแบบแยกส่วนเพื่อต้านทาน
แผ่นดินไหว
โครงถักสามมิติและระบบโครงสร้างหลังคา แบบแยกส่วนเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
(seismic-isolation) ได้ถูกนามาใช้กับโครงสร้างหลังคาของสนามกีฬาแห่งนี้ โครงถัก
สามมิติ เป็นระบบโครงสร้างที่ชิ้นส่วนต่างๆ ของโครงถักถูกจัดวางให้อยู่ในมิติทั้งสามมิติ
คือทางด้าน ทางสั้น ด้านยาว และในทิศทาง 45° ซึ่งแตกต่างจากโครงถักโดยทั่วไป ที่จะจัดเรียงชิ้นส่วนต่างๆ ใน 2 มิติ ส่งผลให้โครงถักสามมิติสามารถติดตั้งกับช่วงความ
ยาวที่แคบลงได้ ทาให้น้าหนักของเหล็กโครงสร้างที่ใช้ลดลงได้ มาก โดยสาหรับระบบ
แยกส่วนเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวที่ใช้ ประกอบไปด้วย ฐานรองแบบยางเสริมชั้นเหล็ก
ที่มีความหน่วงสูง (high-damping laminated rubber bearing) จานวน 8 ตัว และฐานรองที่อานวยให้ เกิดการเคลื่อนที่แ บบเชิ งเส้น ในแนวที่กาหนด (linear-motion
sliding bearing) อีก 8 ตัวความเร่งตอบสนองและแรงกระทาที่ลดลง
รูปที่ 2 แสดงการเปรียบเทียบระหว่าง ผลตอบสนองสูงสุดต่อโครงสร้าง จากการ
เกิดแผ่นดินไหว ตามทิศทางในแนวแกน x ของ (a) โครงสร้างที่มรี ะบบแยกส่วนเพื่อ
ต้านทานแผ่นดินไหว และ (b) โครงสร้างที่ไม่มีระบบแยกส่วนเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
ผลที่ปรากฏแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าโครงสร้างที่มรี ะบบแยกส่วนเพือ่ ต้านทาน
แผ่นดินไหว สามารถลดความเร่งตอบสนองได้ราว 10% เมื่อเทียบกับโครงสร้างที่ไม่มี
ระบบแยกส่วนเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหว นอกจากนี้ยังสามารถสังเกตเห็นได้อย่างชัดเจน
ว่าความเร่งตอบสนองของโครงสร้างทีม่ ีระบบแยกส่วนเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว ในทิศทางแกน z ซึ่งเป็นส่วนคานยื่น ก็จะสามารถลดลงได้ราว 10% ซึ่งทั้งหมดนี้พอจะ
สรุปได้ว่าโครงสร้างทีม่ ีระบบแยกส่วนเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหว ไม่เพียงแต่จะสามารถ
อานวยความปลอดภัยให้กับโครงสร้างหลักเท่านัน้ แต่ยังรวมถึงความปลอดภัยของ
ทางเดินซ่อมบารุงและระบบไฟส่องสว่างอีกด้วย
รูปที่ 3 แสดงไดอะแกรมของแรงในแนวแกนที่ได้จากผลการวิเคราะห์แบบสถิต
(คาบยาว + แรงจากผลของอุณหภูมิ (+30C)) ในขณะที่แรงผลักมีค่าราว 5,867 กิโลนิวตัน เกิดขึ้นกับโครงสร้างที่ไม่มีระบบแยกฐาน แต่ สาหรับอาคารที่มีระบบแยกฐาน
แรงในแนวราบที่เกิดขึ้นที่ฐานรองมีค่าเข้าใกล้ 0 ซึ่งส่งผลให้สามารถลดขนาดเสาโครง
ถักจาก 1.5 x 6 เมตร ลงเหลือ 1.5 x 1.5 เมตร4

Photo 2 Inner view

Photo 1 Full viewFig. 1 Parallel-cross Truss Arrangement and 3D Truss Structure
T1 truss(span: 98.6 m)

T2 truss(span: 95.1 m)

T3 truss(span: 52.3 m)

Fig. 2 Profile of Maximum Response
Acceleration (mm/s2)(X-direction component at x-direction level 2 seismic motion)
X-direction

T4 truss(span: 37.4 m)

Max 1,788(a) Seismic-isolation

High-damping laminated rubber bearing
Linear-motion sliding bearing

X-direction

Max 23,491
220 m

90 m
Column Truss beam(b) Non-seismic-isolation(a) Parallel-cross truss (b) 3D truss structurearrangement

Fig. 3 Static Analytical Results(Axial force diagram: Long period+Temperature load (+30°C), kN)
Thrusting force:
5,867 kN

Thrusting force: Nearly 0

Axial force

Thrusting force: 29 kN

Non-seismic-isolation

Seismic-isolation

5การดาเนินโครงการก่อสร้างจริง และความสาเร็จที่ได้รบั

(หน้า 3) รางวัลแห่งความสาเร็จอันโดดเด่น

ระบบโครงรอบนอกที่ทาจากเสาเหล็กรูปตัวเอชหุ้มด้วยคอนกรีต (CFH) ได้มีการ
นาเข้ ามาใช้กั บโครงการก่ อ สร้ า งบ้า นพักอาศัยในเขตพื้น ที่คามาอิ ชิ ซึ่ง ได้ รับความ
เสียหายจากการเกิดแผ่นดินไหว Great East Japan ในปี 2011 ซึ่งแม้ว่าจะมีข้อจากัดด้ า นแรงงานที่ จ ากั ด ในเขตคามาอิ ชิ แ ละเขตโตโฮกุ อั น เป็ น เขตพื้น ที่ ภั ยพิบัติ การก่อสร้างอาคารพักอาศัยที่มคี วามสูงปานกลาง ระดับความสูง 8 ชั้น และ 5 ชั้น (ดังภาพ
ที่ 1) ก็ยังสามารถก่อสร้างได้แล้วเสร็จภายใน 1 ปี ซึ่งเป็นระยะเวลาก่อสร้างประมาณ 2
ใน 3 ของการก่อสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กทั่วไป โดยสาหรับการปฏิบัติงานปกติ
ผนังเหล็กแผ่นพับขึ้นลอน (corrugated steel plate panel wall) ได้ถูกนามาติดตั้ง
ตามด้านสั้น และสาหรับข้อต่อระหว่างเสาและคาน CFH ก็ได้มีการพัฒนาปรับปรุงใหม่
เพื่อเพิ่มสมรรถนะในการต้านทานแผ่นดินไหว และเพิ่มประสิทธิภาพในการก่อสร้าง

การใช้ระบบเสาเหล็กรูปตัวเอชหุ้มด้วยคอนกรีต (CFH) สาหรับ
ระบบอาคารพักอาศัยโครงสร้างเหล็กหลายชั้น
รางวัลชนะเลิศ: บริษัท ทาเกนากะ และ บริษัท นิปปอนสตีล แอนด์ซูมิโตโมเมททัล

ในงานก่อสร้างอาคารพักอาศัยที่มีความสูงปานกลางถึงอาคารพักอาศัยที่มีความสูง
ค่อนข้างมาก ระบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นระบบที่นิยมนามาใช้เนื่องจาก
เป็นระบบที่ให้สมรรถนะค่อนข้างดี และมีราคาค่าก่อสร้างไม่สูงมากนัก แต่อย่างไรก็ดี
ระบบโครงสร้า งคอนกรี ต เสริม เหล็ ก ไม่ ได้ ตอบโจทย์ ทางด้า นสิ่ งแวดล้ อมและด้ า นแรงงานก่อสร้างที่ต้องใช้ เราจึงได้มีการพัฒนาระบบโครงสร้างที่มีการนาระบบโครง
รอบนอกอาคารที่ทาจากเสาเหล็กรูปตัวเอชหุ้มด้วยคอนกรีต (outer frame CFH®)เข้ า มาใช้ ท ดแทนเพื่อ ขจั ด ประเด็ น ปั ญ หาที่ ก ล่ า วในข้ างต้ น ตลอดจนเป็ น การท าให้โครงสร้างเกิดความสวยงาม ซึ่งในปัจจุบันก็ได้มีการใช้ระบบ CFH นี้มากยิ่งขึ้นสาหรับ
โครงการก่อสร้างบ้านพักอาศัยทั่วๆ ไปถือได้ว่าการใช้ระบบโครงรอบนอกอาคารทีท่ าจากเสาเหล็กรูปตัวเอชหุ้มด้วย
คอนกรีตนี้ ประสบความสาเร็จอย่างมาก ในด้านการสนองตอบต่อความต้องการจาก
หน่วยงานท้องถิน่ ภาครัฐ และประชาชนในพื้นที่ ที่มีความต้องการอย่างเร่งด่วน ซึ่งแน่นอนว่าวิธกี ารก่อสร้างระบบโครงเหล็กระบบใหม่นี้จะได้รับการพัฒนาเพิม่ เติมให้เกิด
ความสมบูรณ์มากยิ่งขึน้ ในลาดับถัดไป

เป้าหมายและลักษณะทัว่ ไปของ ระบบเสาเหล็กรูปตัวเอชหุม้ ด้วยคอนกรีต

รูปที่ 1 ภาพรวมของระบบโครงรอบนอกและด้านในอาคารที่ทาจากเสาเหล็กรูปตัวเอช
หุ้มด้วยคอนกรีต
รูปที่ 2 รายละเอียดของระบบโครงรอบนอกอาคารทีท่ าจากเสาเหล็กรูปตัวเอชหุ้มด้วย
คอนกรีต
ภาพที่ 1 ภาพภายนอกมองจาก courtyard

เป้าหมายหลักในการพัฒนาระบบระบบเสาเหล็ กรูปตัวเอชหุ้มด้วยคอนกรีต หรือCFH ในการก่อสร้างอาคารพักอาศัย ประกอบไปด้วย เป้าหมายด้านการลดระยะเวลา
ในการก่อสร้างให้สั้นลง เป้าหมายการขจัดปัญหาการขาดแคลนแรงงาน เป้าหมายด้าน
สมรรถนะของตัวอาคารที่ต้องการให้ทนทานต่อการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ และเป้าหมายด้านการอานวยความยืดหยุ่นต่อการเปลี่ยนแปลงการใช้งาน ตลอดจนพื้นที่ใช้
สอยภายในที่ โอ่ โ ถง และการประหยั ด ค่า ใช้ จ่ ายซึ่ง เป็น ปัจ จั ยส าคั ญ ในงานก่อ สร้ า งอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กทั่วๆ ไป เป้าหมายต่างๆ ดังกล่าวนี้ส่งผลให้เกิดการพัฒนา
ระบบโครง CFH ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการก่อสร้างอาคารพั กอาศัยแบบใหม่ที่ให้คุณค่า
มากกว่าระบบโครงสร้าง คอนกรีตเสริมเหล็กทั่วๆ ไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งความโอ่โถงที่
เพิ่มขึ้นของพื้นที่ใช้สอยภายในด้วยขนาดเสาและคานที่เล็กลง
ประโยชน์ของการนาระบบระบบ CFH มาใช้ในการก่อสร้างไม่เฉพาะจุดเด่นที่ทั้ง
ให้ความแข็งแรงและความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหวที่ดีเท่านั้น แต่ยังช่วยให้
ผู้ออกแบบมีอิสระในการจัดวางพื้นที่ใช้สอยและการวางผังอาคาร ตลอดยังช่วยให้งาน
ก่อสร้างมีประสิทธิภาพสามารถทางานได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งประโยชน์ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่
ได้จากการใช้ระบบ CFH สาหรับโครงรอบนอกของอาคาร และการแยกระบบต้านทาน
แผ่นดินไหวให้อิสระจากกันในสองทิศทางที่ตั้งฉากกันตามแนวผังของอาคาร อันส่งผล
ให้เกิดคุณค่าที่สูงกว่าโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ทั้งการลดระยะเวลาในการก่อสร้าง
อาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก และการลดปริมาณคานที่ซ่อนอยู่ใต้ฝ้าเพดานภายในห้องพัก
ตลอดจนการเพิ่มพื้นที่ใช้สอยของอาคารให้กว้างขวางโอ่โถงมากยิ่งขึ้น ขยายความสูง
ระหว่างพื้นถึงฝ้าเพดานให้เต็มที่ (อ้างอิง รูปที่ 1 และ 2)

6

Fig. 1 Outline of Outer Frame CFH Method▐ Inner frame

Short-side direction: H-shape
Column 500×250▐ Outer frameFig. 2 Detail of Outer Frame CFH Method

Outer long-side direction:
Concrete-ﬁlled steel frame
member (CFH member)
ColumnBeam
650×300
600×300▐ Detail of framing structure

Beam 500×200

Outer frame column
Lower-story section:
CFH member
Upper-story section:
ALC ﬁreproof covering

Outer frame CFH beam
(hot-dip galvanized)
Concrete placement at
adjacent execution yard
Hollowed composite
slab+Cast-in-place
concreteTie-beam for installation
Rust-preventive paint▐ Spread foundation
Independent footing foundation
Elimination of pile foundation due tolightweight structure▐ Corrugated steel plate wall panel
Short-side direction:
Securement of rigidity
Improvement of seismic
resistance(Photo: Hiroyuki Oki, Blue Hours)

Photo 1 Appearance seen from courtyard

7

CFH beam end
Non-bracket method:
No concrete ﬁlling for beam
end, temporary installation
using bolt, on-site weldingof beam end

Inner frame column
ALC, lining rockwool andother ﬁreproof coverings

(หน้า 4) รางวัลวิทยานิพนธ์ยอดเยีย่ มการตรวจสอบกลไกความเสียหาย
ในการศึกษาโครงการนี้ได้มีการทาการวิเคราะห์ ด้วยการทาแบบจาลองโครงสร้าง
บนคอมพิวเตอร์ หรือ finite element modeling (FEM) ของ steel finger jointเพื่อพิจารณาถึงประเภทของรถที่มีโอกาสส่งผลให้เกิดหน่วยแรงภายในขึ้นจนทาให้
ชิ้นส่วน steel finger joint เกิดความเสียหายตลอดจน การตรวจสอบกลไกความ
เสียหายที่เกิดขึ้นกับ steel finger jointกลไกการเกิดความเสียหายของเหล็กเชื่อมต่อพื้นสะพานรูปนิ้ว
(steel finger joint) ของสะพานทางหลวง

ผู้ชนะเลิศ: ชูเฮอิ ซากาอิ บริษัท ทางด่วนเซนทรัล นิปปอน จากัด, ชูอิจิ โอโนะ สถาบันวิจัยวิธี
และเครื่องจักรกลงานก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น และ ศาสตราจารย์ คาซูโอะ ทาเทอิชิ
มหาวิทยาลัยนาโกยา

รูปที่ 3 แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างระดับของหน่วยแรงที่เกิดขึ้นในแผ่น
ปิดผิวและความยาวของรอยแตกร้าวใน web ซึ่งพอจะสรุปได้จากรูปว่า การแตกร้าว ที่เป็น web cracking มีความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันกับการแตกร้าวที่แผ่นปิดผิวอัน
เนื่องมาจากการล้า

รอยต่อเผื่อการขยายตัวที่ติดตั้งบนสะพานมักพบความเสียหาย โดยในบางกรณี
ความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจส่งผลต่ออุบัติเหตุร้ายแรงบนท้องถนนได้
รูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงตัวอย่างความเสียหายที่เกิดขึ้นกับรอยต่อเผื่อการขยายตัว
ที่มีการใช้เหล็กเชื่อมต่อพื้นสะพานรูปนิ้ว (steel finger joint) ซึ่งติดตั้งขึ้นในช่วง ค.ศ.
1950 - 1960 ซึ่งพบความเสียหายหลังผ่านการใช้งานมาราว 40 ปี โดยในระหว่างการ
ดาเนินการตรวจสอบ การซ่อมแซม และการบารุงรักษา มีความจาเป็นที่จะต้องจัดการ
การจราจรใหม่ อันส่งผลให้เกิดปัญหาการจราจรที่ติดขัด และความเสี่ยงต่อช่างซ่อม
บารุงที่อาจถูกรถยนต์เฉี่ยวชน ซึ่งก่อให้เกิดความเป็นกังวลในหมู่พนักงานขององค์กรที่
เกี่ยวข้องกับการบริหารจัดการเส้นทางด่วน

■รูปที่ 1 ตัวอย่างความเสียหายที่เกิดขึ้นที่เหล็กเชื่อมต่อพื้นสะพานรูปนิ้ว
รูปที่ 2 รอยแตกที่แผ่นปิดผิว
รูปที่ 3 ความยาวของรอยแตกที่ web และขนาดของหน่วยแรงที่แผ่นปิดผิว

ความเสียหายทั่วไปที่พบ
ได้มีกิจกรรมการสารวจสภาพภายนอก และลักษณะการแตกร้าวเกิดขึ้นกับ steel
finger joint ควบคู่ไปกับการวิเคราะห์สาเหตุความเสียหายที่เกิดขึ้น พบว่าความ
เสียหายที่ปรากฏมีลักษณะที่ค่อนข้างจะคล้ายคลึงกัน
ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับ steel finger joint มักเกิดจากแรงที่กระทาจากล้อรถ
และการสึกกร่อนที่เนื้อเหล็ก โดยตาแหน่งความเสียหายที่ตรวจพบมีดังนี้ ตาแหน่งรอบรอยเชื่อมของสลักสมอรูปทรงแผ่นเหล็ก (plate-shaped anchor) ที่เชื่อมติดกับแผ่นปิดผิว (face plate) ซึ่งฝังเข้าไปในพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก รอบรอยเชื่อมของ rib ที่เชื่อมติดกับแผ่นปิดผิวและ web รอบรอยเชื่อมที่แผ่นปิดผิวของ web ที่บริเวณแผ่นปิดผิว และตาแหน่งปลายของ web ที่แตกร้าว
นอกจากนี้ ยังพบว่าซิเมนต์ที่อยู่ด้านในของแผ่นปิดผิวจะถูกบดจนแตกและร่วง
หลุดออก อันเนื่องมาจากแรงที่กระทาจากล้อรถ ความเสียหายที่ปรากฏมี ลักษณะเป็น
รูปแบบที่เรียกว่า Beach Mark pattern ดังแสดงในรูปที่ 2 โดยยังพบการแตกร้าวอัน
เนื่องจากการล้า ณ ตาแหน่ง root weld แพร่กระจายออกไปในแนวราบในบริเวณ
แผ่นปิดผิว นอกจากนี้ยังพบการสูญเสียขนาดหน้าตัดอันเนื่องมาจากที่ชิ้นส่วนเกิดการ
แตกร้าวขึ้น
เป็นที่ชัดเจนว่าสิ่งที่ปรากฏจากการสารวจ สามารถสรุปถึงสาเหตุหลักของความ
เสียหายที่เกิดขึ้นกับ steel finger joint ซึ่งสาเหตุต่างๆ มาจากปัญหาการสึกกร่อนอัน
เกิดขึ้นจากการสัมผัสกับน้าบนผิวถนนที่ไปค้างอยู่ระหว่างซิเมนต์ที่แตกเสียหายและ
แผ่นปิดผิว ตลอดจนปัญหาจากการล้าของผลิตภัณฑ์เหล็กที่เกิดขึ้นจากการเสียรูปของ
แผ่นปิดผิวอันเนื่องมาจากแรงกระทาจากล้อรถ ดังรายละเอียดที่ได้นาเสนอข้างต้น

8

Shuhei Sakai(representative author)
1996: Graduated from Graduate
School of Gifu University
1996-2005: Engineer, Japan Highway Public Corporation
2005-2010: Chief Researcher, Nippon Expressway Research Institute Company Limited (seconded)2010-: Subleader, Construction Department, Central
Nippon Expressway Company Limited

Fig. 1 Example of Damage to
Steel Finger Joint

Fig. 2 Fracture Surface of Face-plate
Cracking expands in the surface
plate excluding its surface section
Beach markpattern
Grinding andpolishingFP

Root gap

Pitted corrosion

Slab side
WP

Face-plate: 35 kg in weight,
about 1 m in length

Stress range at face-plate (N/mm2)

Fig. 3 Web Cracking Length and Stress Range at Face-plate200.0

e section
f sectiong section

150.0

h section

f sectione section

100.0
Slab side

Finger side

50.0

0.0

0

200
400
600
800
Web cracking length (mm)h sectiong section9(หน้า 5) รางวัลวิทยานิพนธ์ยอดเยีย่ มกาลังของจุดเชื่อมของเหล็กแผ่นกาลังสูงประกอบเป็นรูปตัวเอช
ด้วยลวดเชื่อมกาลังต่ากว่า
รางวัลชนะเลิศ: เก็นโตะ ยามาโมโต คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกียวโต และศาสตราจารย์ เคอิชิโร่ ซุอิตะ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกียวโต

การใช้งานเหล็กกาลังสูง เกรด H-SA700
การศึกษาในหั วข้อนี้ได้เน้นไปที่เหล็ก เกรด H-SA700 ซึ่งเป็นเหล็กกาลังสูง ที่พัฒนาขึ้นสาหรับงานอาคาร ซึ่งแม้ว่าเหล็กดังกล่าวจะมีกาลังรับแรงดึงราว 2 เท่าของ
เหล็กทั่วไป แต่อัตราส่วนคราก (yield ratio) จะมีค่าราว 98% ซึ่งทาให้สามารถมั่นใจ
ได้ว่าโครงสร้างจะมีพฤติกรรมอยู่ในช่วง อิลาสติก
ซึ่งด้วยข้อจากัดในการผลิตเหล็กรูปพรรณรูปตัวเอชด้วยวิธีการรีดร้อน การผลิต
โดยทั่ว ไปจึง มักผลิ ตขึ้นจากเหล็กแผ่ นกาลั งสูงมาเชื่อ มประกอบเข้าด้ว ยกัน ซึ่งหาก
อ้างอิงจากแนวทางการเชื่อมเหล็กกาลังสูง H-SA700 สาหรับงานอาคารแล้ว วัสดุเชื่อม
ที่ระบุให้สามารถนามาใช้ได้ จะเป็นวัสดุเชื่อมทีม่ ีกาลังต่ากว่าเหล็กแผ่นทีน่ ามาใช้ ดังนั้น
จึงอาจสรุปได้ว่า การใช้ลวดเชื่อมกาลังต่ากว่าในการเชื่อมประกอบเหล็กแผ่นกาลังสูง
เกรด H-SA700 สาหรับงานอาคารด้วยวิธีการเชื่อมพอก สามารถกระทาได้อย่างไม่ผิด
กติกาใดๆ

กระบวนวิธีในการตรวจสอบความแข็งแรงของรอยเชื่อมที่ใช้ลวดเชื่อมกาลัง
ต่ากว่า
ในกรณีที่มีแรงแผ่นดินไหวกระทากับโครงสร้างอาคาร ที่ก่อสร้างด้วยองค์อาคารที่
มีหน้าตัดรูปตัวเอชเชื่อมประกอบขึ้นจากเหล็กแผ่นกาลังสูงด้วยลวดเชื่อมกาลังต่ากว่า
สาหรับใช้ทาเป็นเสาและคาน ด้วยเหตุที่ค่าหน่วยแรงดึงที่จุดครากของลวดเชื่อมมีค่าต่า
กว่าของเหล็กแผ่นเกรด H-SA700 ณ ต่าแหน่งที่มีการเชื่อมประกอบจะเป็นจุดที่เกิด
แรงเฉือนขึ้นมาก อันก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการแตกร้าวของรอยเชื่อมพอก (fillet)นอกจากนี้ จะเกิดความเค้นที่ค่อนข้างสูงเกิดขึ้นที่บางตาแหน่งในเสาอันเนื่องจากแรงดึง
จากปีกคาน ซึ่งส่งผลให้เน้าเสาที่มีการเชื่อมพอกจะมีความเสี่ยงต่อการแตกร้าวได้
เพื่อ เป็ น การป้ อ งกั น ปั ญ หาที่ อ าจเกิ ด ขึ้ นกั บรอยเชื่ อ มพอกเหล่ า นี้ จึ ง ได้ มี ก ารทดสอบแรงดัดด้วยวิธีที่เรียกว่า 4 point bending และการทดสอบแรงดึงเฉพาะจุด
เพื่อตรวจสอบว่ารอยเชื่อมพอกมีความแข็งแรงเพียงพอไหม นอกจากนั้นแล้ว ก็ได้มีการ
ทดสอบโครงรูปกากบาทเพื่อทดสอบความแข็งแรงของจุดต่อระหว่างเสากับคาน โดยออกแบบการทดสอบให้ มี ลั ก ษณะใกล้ เ คี ย งกั บ การต่ อ โครงสร้ า งจริ ง ตลอดจน
กระบวนการที่ใช้ในยืนยันความแข็งแรงของรอยเชื่อมก็ได้มีการตรวจสอบเพิ่มเติมด้วย
(รูป และ ภาพ)อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการทดสอบโครงกากบาท
กลไกการแตก 1กลไกการแตก 2กาลังสูงสุดในแต่ละช่วง

10

Gento Yamamoto

2014: Graduated from the master’s course at the Graduate School of Engineering, Kyoto University
2014: Entered Tohata Architects& Engineers, Inc.

Fig. 1 Loading Device Used for Cruciform Framing Test (unit: mm)- Q

Q

Fig. 2 Fracture Mechanism 1 Set
Based on 4-point Bending Test
Results (damage to peripheralside fillet weld)Qu

ws

Laterally stiffening
jig

Qu

wf

Rs

Rf

θs

ρf

ρs
Linking member

Column ﬂange

PinFig. 3 Fracture Mechanism 2 Set Basedon 4-point Bending Test Results(damage to front fillet weld)

PanelPhoto 1 At the stage of maximum strength of peripheral fillet weld of cruciform framing test
specimen (fracture of peripheral fillet weld)

11θfคือเพื่อป้องกันความสูญเสียต่อชีวิตของผู้ใช้อาคาร ซึ่งนับตั้งแต่ได้มีการประกาศ บังคับ
ใช้มาตรฐานฉบับดังกล่าวนี้ อาคารมากมายในประเทศญี่ปุ่นก็ได้มีการนาไปใช้เป็นหลัก
เกรฑ์อ้างอิงในการออกแบบ

หัวข้อพิเศษ: การปรับปรุงโครงสร้างอาคารและสะพานเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
(หน้า 6~7)ความเสียหายต่อโครงสร้างจากการเกิดแผ่น ดินไหว และการ
ปรับเปลี่ยนมาตรฐานการพิจารณาระบบต้านทานแผ่นดินไหวใน
ประเทศญี่ปุ่น

ความเสียหายทีเ่ กิดขึ้นอย่างรุนแรงจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวเกรทฮันชิน
ในปี 1995 ได้เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่ชื่อว่า แผ่นดินไหวเกรทฮันชิน
(Great Hanshin Earthquake) อาคารจานวนมากได้เกิดความเสียหายจนอย่างรุนแรง
บางอาคารถึงกับ พังถล่มลงมา การแตกฉี กขาดของโครงสร้างหลายตาแหน่ ง เช่น ที่บริเวณจุดต่อของโครงแกงแนงรับแรงด้านข้าง ที่บริเวณจุดต่อระหว่างเสาและคานของ
อาคารที่ก่อสร้างก่อนปี 1981 ดังนั้นแล้วในมาตรฐานการออกแบบโครงสร้างวิธีใหม่จึง
ได้ให้ความสาคัญกับการออกแบบจุดต่อโครงสร้างเป็นสาคัญ (ดูภาพที่ 1)การปรับมาตรฐานอาคาร
ประเทศญี่ปุ่นเป็นประเทศที่มีประวัติการเกิดแผ่นดินไหวมากที่สุดประเทศหนึ่ง
โดยหากย้อนกลับไปกว่าครึ่งศตวรรษ ได้ปรากฏถึงบันทึกเหตุการณ์การเกิดแผ่นดินไหว
เป็นจานวนมาก ซึ่งจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับตัวโครงสร้างดังที่ตรวจพบ ได้แสดงให้
เห็นถึงมีความจาเป็นที่ต้องมีการปรับปรุงกฎหมายควบคุมงานก่อสร้างและมาตรฐาน
การออกแบบโครงสร้างเพื่อต้านทานเป็นไหว (ตารางที่ 1)สาหรับโครงสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ได้ตรวจพบความเสียหายหลายแห่ง
กับอาคารที่ก่อสร้างก่อนปี 1971 และนอกจากนี้แม้ว่า จะสารวจพบการแตกร้าวอัน
เนื่องมาจากการดัดตัวของเสาอาคารที่ก่อสร้างขึ้นในช่วงระหว่างปี 1972 ถึง 1981 แต่อย่างไรก็ดีในหลายกรณี ความเสียหายดังกล่าวก็ไม่ได้ส่งผลต่อการพังถล่มของอาคาร
สิ่งหนึ่งที่ปรากฏคืออาคารส่วนใหญ่ที่ก่อสร้างภายหลังจากปี 1981 จะพบความเสียหายเกิ ด ขึ้ น เพี ย งเล็ ก น้ อ ย ภาพที่ 2 แสดงให้ เ ห็ น ถึ ง ความเสี ย หายที่ เ กิ ด ขึ้ น จากแรง
แผ่นดินไหว ที่กระทากับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งได้มีการออกแบบต้านทานแรง
แผ่นดินไหวตามกฎหมายควบคุมอาคาร ซึ่งพอจะสรุปได้ว่ารูปแบบความเสียหายเกิดขึน้
จะขึ้นกับปีที่ดาเนินการก่อสร้างอาคาร

จากการเกิดแผ่นดินไหวโตกาชิ-โอกิ ในปี 1968 ความเสียหายส่วนใหญ่ได้ปรากฏ
กับอาคารโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งรูปแบบความเสียหายมีลักษณะเป็นการ
แตกร้าวอันเนื่องจากแรงเฉือนที่เกิดขึ้นกับเสาสั้น (short column) จากเหตุการณ์
แผ่นดินไหวดังกล่าว กฎหมายควบคุมอาคารของประเทศญี่ปุ่นก็ได้มีการปรับปรุงขึ้นใน
ปี 1971 โดยในรายละเอียดได้มีการปรับเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเหล็กปลอกให้ถี่ยิ่งขึ้น
เพื่อป้องกันความเสียหายอันเนื่องจากแรงเฉือนที่เกิดขึ้นกับเสาสั้นนี้
ตารางที่ 1 เหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ และการบังคับใช้กฎหมายควบคุมอาคารใน
ประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงตัวอย่างของระดับความเสียหายที่เกิดขึ้นกับโครงสร้าง
อาคารโรงเรียนระบบคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งได้มีการเข้าสารวจภายหลังจากช่วงที่มีการ
เกิดแผ่นดินไหว Great Hanshin จากในรูป ได้มีการแบ่งช่วงเวลาการก่อสร้างออกเป็น
สามช่วง คือ ช่วงก่อนปี 1971 ช่วงระหว่างปี 1972 ถึง 1980 และช่วงภายหลังจากปี
1981 ระดับความเสียหายก็ได้แบ่งออกเป็น 3 ระดับคือ ระดับที่ไม่เกิดความเสียหายถึง
ความเสียหายเล็กน้อย ระดับความเสียหายปานกลาง และระดับความเสียหายรุนแรง
กระทั่งถึง การพังถล่มของอาคาร จากการสารวจพบว่า การวิบัติเ สียหายของอาคาร
มักจะพบในอาคารที่ก่อสร้างก่อนปี 1971 ในทางกลับกัน ก็จะไม่ค่อยพบความเสียหาย
กับอาคารที่ก่อสร้างขึ้นในช่วงปี 1981 หรือหลังจากนั้น ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพ
ของมาตรฐานการออกแบบต้านทานแผ่นดินไหววิธีใหม่ซึ่งได้มีผลบังคับใช้ในปี 1981มาตรฐานการออกแบบต้านทานแผ่นดินไหววิธีใหม่
สืบเนื่องมาจากการพัฒนาเทคโนโลยีในการคานวณวิเคราะห์โครงสร้าง ส่งผลทาให้
วิธีการที่ใช้ในการออกแบบโครงสร้างต้านทานแผ่นดินไหว ได้มีการพิจารณาคุณสมบัติ
เชิงพลวัต (dynamic properties) เข้ามาด้วย ซึ่งกระทรวงก่อสร้าง (ณ เวลานั้น) ก็ได้มี
การดาเนินโครงการ "การพัฒนาวิธีการออกแบบต้านทานแผ่น ดินไหววิธีใหม่ " ซึ่ง มีระยะเวลารวมทั้งสิ้น 5 ปีเริ่มตั้งแต่ปี 1972 กระบวนวิธีที่ใช้ในการออกแบบวิธีใหม่นี้ได้
มีการตรวจสอบย้อนกลับดูว่าสอดรับกับความเสียหายที่เกิดขึ้นอันเนื่องจากเหตุการณ์
แผ่นดินไหว มิยากิเคน-โอกิ ในปี 1978 หรือไม่ จากส่งผลให้กฎหมายควบคุมอาคารได้
มีการเปลี่ยนแปลงปรับปรุงครั้งใหญ่ในปี 1981 ตามมาตรฐานการออกแบบต้านทาน
แผ่นดินไหววิธีใหม่นี้

ในช่วงเวลานั้นได้มีการเปลี่ยนแปลงด้านปรัชญาหรือแนวทางการพิจารณาเกิดขึ้น
มากมาย ตัวอย่างเช่น ความตระหนักถึงความสูญเสียต่อเศรษฐกิจอันเนื่องมาจากภัย
พิบัติในรูปแบบต่างๆ การประเมินมูลค่าของโครงสร้างอาคารในมุมของสินทรัพย์ทาง
สังคม และการนาหลักการของการวางแผนทางธุรกิจในช่วงการเกิดภัยพิ บัติ (BCP:
Business continuity planning during disasters) เข้ามาใช้ โดยท้ายที่สุดรัฐบาลก็
ได้ประกาศกฎหมายฉบับใหม่เข้ามาใช้ในปี 1995 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่า "กฎหมาย
เพื่อส่งเสริมการปรับปรุงอาคารนั้นทานแผ่นดินไหว" โดยมีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนให้มี
การปรับปรุงเสริมกาลังอาคารเก่าที่มีอยู่เดิม

จากการดาเนินงานดังกล่าว จึง ได้มีการนาเสนอมาตรฐานการออกแบบต้านทาน
แผ่นดินไหววิธีใหม่ในเชิงเทคนิค โดยมีเป้าหมายสาคัญ 2 ประการ คือ: อาคารจะต้องไม่เกิดความเสียหายใดๆ เมื่อเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดกลางขึ้น
ซึ่งค่อนข้างเป็นไปได้มากที่จะมีโอกาสเกิดขึ้นได้หลายครั้งตลอดอายุการใช้งานอาคาร อาคารจะต้องไม่พังถล่มลงมา เมื่อเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ซึ่งอาจจะ
เกิดขึ้นได้ไม่กี่ครั้งตลอดอายุการใช้งานอาคาร

ภาพที่ 1 ความเสียหายต่อโครงสร้างเหล็ก จากเหตุการณ์แผ่นดินไหว Great Hanshinภาพที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างความเสียหายจากแผ่นดินไหวและมาตรฐานการ
ออกแบบต้านทานแผ่นดินไหว
รูปที่ 1 ระดับของความเสียหายต่ออาคารโรงเรียน เทียบกับปีทกี่ ่อสร้าง

ในรายละเอียดการคานวณออกแบบ กระบวนการในการออกแบบตามมาตรฐาน
การออกแบบต้านทานแผ่นดินไหววิธีใหม่ จะมีอยู่ 2 ระดับ: สาหรับแผ่นดินไหวขนาด
กลางจะใช้วิธีการออกแบบโครงสร้างที่ระดับอิ ลาสติก (elastic stress design) เพื่อ
ป้องกันไม่ให้ระบบโครงสร้างเกิดความเสียหายใดๆ เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดกลางขึ้นและ การออกแบบโครงสร้างที่ระดับสูงสุด (Ultimate stress design) ซึ่งต้องมีการ
พิจารณาสมรรถนะของโครงสร้างในช่วงที่เป็นอิลาสติก-พลาสติก โดยมีเป้าหมายสาคัญ

12การปรับปรุงอาคารเก่าเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว

แผ่นดินไหวคาบยาวต่อไป

เป้าหมายหลักในการปรับปรุงอาคารเก่าให้มีความสามารถต้านทานดินไหวได้ดีเพี ยงพอเที ย บเท่ า กั บ อาคารที่ ส ร้ า งขึ้ น ใหม่ ต ามมาตรฐานการออกแบบต้ า นทานแผ่นดินไหววิธีใหม่คือ เพื่อเสริมให้อาคารเก่าที่ใช้งานอยู่นี้อยู่มี คุณค่าที่เพิ่มมากขึ้นแก่
ผู้ใช้อาคาร โดยสาหรับกรณีส่วนใหญ่แล้วอาคารที่สนใจ จะเป็นอาคารที่ก่อสร้างก่อนปี
1981 ซึ่งต้องการให้มีความสามารถต้านทานแผ่นดินไหวได้ดียิ่งกว่าอาคารที่ก่อสร้าง
ตามตามมาตรฐานการออกแบบต้านทานแผ่นดินไหววิธีใหม่ โดยวิธีการในปรับปรุง
อาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวจะแบ่งเป็น 2 ระดับคือ:เพื่อเป็นการเพิ่มสมรรถนะของอาคารเก่า จึงได้มีการผลักดันมาตรการส่งเสริมให้
เกิดการปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวทางด้านการออกแบบต้านทานในเชิง
ลึกและการนาเทคโนโลยีสมัยใหม่เข้ามาใช้ โครงการรับลุงอาคารและสะพานจะมีการ
นาเสนอในหน้าถัดไป
การปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวด้วยการประยุกต์ใช้วิธีการออกแบบ
รูปแบบใหม่ ตลอดจนการนาเทคโนโลยีที่ทันสมัยก็เป็นมาตรการที่ได้รับการสนับสนุน
ให้ดาเนินการเพื่อเพิ่มคุณค่าให้กับอาคารเก่า โดยทั้งนี้ โครงการปรับปรุงอาคารและ
สะพานก็ได้มีการนาเสนอในหน้าถัดๆ ไป การเพิ่มกาลังให้กับตัวโครงสร้าง เช่น การติดตั้งผนังรับแรงเฉือนหรือโครงแกงแนง
หรือโครงรอบนอกอาคารให้กับอาคารเก่า (รูปที่ 2a และ 2b)
 การกระจายแรงภายนอกไปสู่ส่วนต่างๆ ของอาคาร ประกอบไปด้วย 2 แนวทาง คือการควบคุมการสั่นด้วยการใช้ อุปกรณ์หน่วง หรือ damper ติดตั้งเข้ากับอาคารเดิม
(รูป 2c) และ การติดตั้งระบบแยกฐาน หรือ base isolator (รูป 2d)วิธีการทั่วไปที่ใช้ในการเสริมกาลังและความแข็งแรงให้กับอาคารเหล็กคือการเสริม
ขนาดหน้าตัดด้วยการใช้แผ่นเหล็ก เหล็กรูปพรรณ หรือแผ่นเสริมกาลัง (stiffener)และสาหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กก็มีการใช้เหล็กแผ่นหรือแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์พัน
รอบเสาอาคาร
รูปที่ 3 แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของจานวนอาคารที่มีการนาระบบควบคุมการสั่น
และระบบแยกฐานเข้ามาใช้ จะเห็นว่าได้มีการนาระบบควบคุมการสั่นเข้ามาใช้กับ
อาคารสูงในประเทศญี่ปุ่นเพิ่มขึ้นเป็นจานวนมากนับตั้งแต่เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหว
Great Hanshin ขึ้น ปริมาณสะสมของจานวนอาคารที่นาระบบควบคุมการสั่นคามาใช้
มีจานวนถึงราว 1,000 อาคาร ในขณะที่ ระบบแยกฐานได้มีก ารน ามาใช้กั บอาคาร
หลากหลายประเภทตั้งแต่อาคารของรัฐบาล อาคารสานักงาน ไปจนถึงอาคารที่อยู่
อาศัย โดยปริมาณสะสมของจานวนอาคารที่มีการนาระบบแยกผ่านเข้ามาใช้มีจานวน
สูงถึงราว 3,000 อาคารนับตั้งแต่มีการเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหว Great Hanshin ขึ้นรูปที่ 2 วิธีการที่ใช้ในการปรับปรุงอาคารเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหว
รูปที่ 3 การใช้งานระบบควบคุมการสั่นและระบบแยกฐานที่เพิ่มขึ้นสาหรับงานอาคาร

มาตรการสาหรับภัยจากคลื่นยักษ์สึนามิและแผ่นดินไหวคาบยาว
เหตุการณ์แผ่นดินไหว Great East Japan ในปี 2011 ได้ก่อให้เกิดคลื่นยักส์สินามิ
ซึ่งส่งผลให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงในบริเวณโดยรอบพื้นที่โตโฮกุ และคันโต มีผู้
สูญหายได้ผู้เสียชีวิตราวเกือบ 20,000 คนและอาคารกว่า 100,000 หลังได้ถูกทาลาย
และถูกพัดลอยไปตามกระแสน้า อันเป็นการตอกย้าถึงมหันตภัยจากคลื่นยักษ์สึนามิ
จากเหตุการณ์ภัยพิบัติดังกล่าว ส่งผลให้รัฐบาลท้องถิ่นหลายแห่งได้มีการวางแผน
เตรียมมาตรการที่เกี่ยวข้องกับการอพยพผู้คนในช่วงของการเกิดคลื่นยักษ์สึนามิขึ้น ได้มีการตรวจสอบมาตรฐานการออกแบบ และได้มีการนาเสนอรูปแบบที่เหมาะสมของ
อาคารเพื่อรองรับผู้อพยพจากคลื่นยักษ์สึนามิต่อไป
อีกกิจกรรมที่มีความสาคัญเป็นอย่างยิ่ง นับจากเหตุการณ์แผ่นดินไหว Great East
Japan คือ มาตรการในการรองรั บการเกิ ด แผ่ น ดิ น ไหวคาบยาว ซึ่ ง เป็ น ลั ก ษณะแผ่นดินไหวที่ส่งผลกระทบต่ออาคารสูงและอาคารที่มีระบบแยกฐานซึ่งมีครับการสั่น
ธรรมชาติที่ยาวอันส่งผลต่อการสั้นไหวที่รุนแรงเป็นระยะเวลาอันยาวนาน ทั้งนี้ยังต้องมี
การตรวจสอบและผลักดันมาตรการสนับสนุนเพิ่มเติมในประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการเกิด

13

Table 1 Major Earthquakes and Enforcement of Building Standards in Japan
1968
1971
1978
1981
1995
2000
2003
2011-

Tokachi-oki Earthquake (M7.9, serious damages to RC structures)
Enforcement of the revised Building Standard Law(Severer restriction on column hoop reinforcement spacing)
Miyagiken-oki Earthquake (M7.4)
Enforcement of the revised Building Standard Law (New Seismic Design Code)Great Hanshin Earthquake (M7.3, serious damages to buildings constructed
before 1981, enforcement of New Seismic Design Code)
Enforcement of the Law for Promotion of Seismic Retrofit of Buildings
Enforcement of the revised Building Standard Law(Implementation of performance-based design methods)
Tokati-oki Earthquake (M8.0, oil tank damage by long-period earthquake motions)Great East Japan Earthquake & Tsunami (M9.0, serious damages to buildings by
tsunamis, building response by long-period earthquake motions)
Amendment of the Law for Promotion of Seismic Retrofit of Buildings; Implementationof tsunami design; Study of long-period earthquake motions

Fracture of brace joint

Fracture of column-beamconnection

Photo 1 Damages of steel structural members in the Great
Hanshin Earthquake

1971
Former Building Standard Law

Former Building Standard
Law (revised)

1981
New Seismic Design CodePhoto 2 Relation between earthquake damages and seismic-resistant standards

14

Fig. 1 Level of Damages to School
Buildings by Construction Term

Number ofbuildings
200
150
100

No damage, minor
damage500Before From 1972 After1971
to 1980 1981

Intermediate damage
Major damage,destruction or collapase

Source: Architectural Institute of Japan

Fig. 2 Seismic Retrofitting Methods(a) Wall or bracing(b) Outer frame(c) Vibration control(d) Base isolation

Fig. 3 Increasing Adoption of Vibration-control and Base-isolation Buildings
Cumulative total

No. of buildings

Cumulative total

No. of buildings
Cumulative total

Vibration-control buildings

Base-isolation buildings

Source：The Japan Society of Seismic Isolation

15

(Page 8)การปรับปรุงอาคารต้านทานแผ่นดินไหว: อาคารพักอาศัยคาวาระมาจิ

การนาเสนอระบบต้านทานแผ่นดินไหวด้วยการใช้โครงควบคุม
การตอบสนองขนาดใหญ่และการเชื่อมต่ออาคารสองอาคารเข้า
ด้วยกันโดย ชิเกคาสุ ซูซูกิ และ ไดอิจิโร โอกาตะ จากบริษัท โอบายาชิ

จากผลการสารวจ โดยรั ฐบาลกรุ งโตเกี ยวในช่ว งเดือ นสิ งหาคม 2011 พบว่ า มีอาคารพักอาศัยประเภทอพาร์ทเม้นท์ราว 25,000 หลังหรือประมาณ 18% ของจานวน
ทั้งหมด 133,000 อาคารที่ก่อสร้างตามมาตรฐานการออกแบบต้านทานแผ่นดินไหว
ฉบับเก่า (ก่อนปี 1981) ซึ่งควรต้องมีการปรับปรุงให้สามารถต้านทานแผ่นดินไหวที่มี
ความรุนแรงเพิ่มขึ้น แต่อย่างไรก็ดีการปรับปรุงอาคารให้สามารถต้านทานแผ่นดินไหว
ได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งที่ไม่ง่ายดายนักเพราะต้องมีค่าใช้จ่ายที่สูงและปัจจัยจาก
ขนาดพื้นที่ใช้สอยที่ไม่เหมาะสม แม้ว่าจะมีความต้องการยืดอายุการใช้งานของอาคาร
ตลอดจนการจัดพื้นที่ใช้สอยให้มีประสิทธิภาพและสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมโดยรวม

การเชื่อมต่ออพาร์ตเม้นต์สองแห่งเข้าด้วยกัน
โครงการปรับปรุงอาคารพักอาศัยในเขตเทศบาลคาวาระมาจิ เมืองคาวาซากินั้น
ได้มีการร่วมดาเนินการกับ Otani Associates โดยมีเป้าหมายหลักคือการสร้างความ
กลมกลืนของอาคารเดิมกับโครงสร้างที่นามาติดตั้งเพื่อเสริมสมรรถนะการต้านทาน
แผ่นดินไหว และสร้างความสวยงามให้กับพื้นที่โดยรอบ
จากเป้าหมายหลักดังกล่าวจึงได้มกี ารติดตั้งโครงเสริมกาลังทีท่ าจากโครงแกงแนง
ควบคุมการสั่นไหวในทิศทางตามแนวยาวของอาคาร ตลอดจนการเชือ่ มต่ออาคารสอง
อาคารเข้าด้วยกันในทิศทางแนวขวาง ที่บริเวณโถงระหว่างอาคารสองแห่ง (ดูภาพที่ 1และรูปที่ 1)ซึ่งด้วยเหตุที่ระบบการต้านทานการสั่นไหวนี้ได้มีการติดตั้งภายนอก ณ บริเวณโถง
อาคาร ดังนั้นจึงไม่ส่งผลกระทบต่อระดับแสงสว่างและการระบายอากาศโดยรอบ และไม่ส่งผลต่อรูปลักษณ์และการใช้สอยอาคาร นอกจากนี้การจัดวางชิ้นส่วนในลักษณะที่
เป็นการเว้นช่วงระหว่างชั้น (skip arrangement) ส่งผลให้จานวนชิ้นส่วนองค์อาคาร
ที่มาเสริมกาลังรวมไปจนถึงจานวน. ต่อระหว่างชิ้นส่วนองค์อาคารเหล่านี้ลดน้อยลง
(ภาพที่ 2) และแม้ว่าการก่อสร้างเพื่อปรับปรุงให้อาคารสามารถต้านทานแผ่นดินไหวจะ
ดาเนินการไป ผลกระทบต่อชีวิตความเป็นอยู่ของผู้พักอาศัยภายในอาคารก็ไม่ได้เกิดขึ้น
มากนัก

พื้นที่ใช้สอยรวมที่น่าดึงดูด
เดิมทีพื้นที่บริเวณโถงระหว่างอาคารสองอาคารจะถูกนามาใช้เป็นสถานที่ วิ่งเล่น
ของเด็กๆ โดยแม้ว่าบริเวณโถงจะถูกรายล้อมด้วยโครงเหล็กแต่ผู้พักอาศัยที่เดินผ่าน
บริเวณโถงก็ จะไม่รู้ สึกอึด อัด และนอกจากนี้ โครงเหล็กยั งให้ค วามรู้สึ กที่ตัด กับแผง
คอนกรีตที่มีอยู่เดิม อันส่งผลทาให้พื้นที่บริเวณโถงงนี้แลดูทันสมัยมากยิ่งขึ้น (ภาพที่ 3)รูปที่ 1 ผังอาคารพักอาศัยคาวาระมาจิ
ภาพที่ 1 อาคารพักอาศัยคาวาระมาจิ ภายหลังจากการปรับปรุงเพื่อต้านทาน
แผ่นดินไหว
ภาพที่ 2 การจัดวางระบบควบคุมการสั่นไหวขนาดใหญ่ “แบบสับหว่าง”ภาพที่ 3 พื้นที่โถงระหว่างอาคารที่ดูลาสมั
้ ย

16

Fig. 1 Arrangement of Kawaramachi
Housing
Structural connectionof opposite buildings

VIEW

VIEW

Outer steel
frame

VIEW

VIEW

Photo 2 “Skip arrangement” of mega response-control frame

Photo 1 Kawaramachi housing after seismic retrofitting

Photo 3 A kind of near-future space createdbetween two housing buildings17ภาพที่ 1 สภาพภายนอกของอาคารเรียนฝั่งตะวันออกการปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทาน
แผ่นดินไหวด้วยวิธกี ารเสริมโครงสร้างทางขนาน

(หน้า 9)การปรับปรุงอาคารต้านภัยแผ่นดินไหว: อาคารโรงเรียนยากุโมะ กาคุเอ็น

วิธีการเสริมโครงสร้างทางขนานด้วยการใช้ลวดอัดแรงโดย โทโมฟุมิ เซกิกุจิ และโมโตอากิ ฮิรูมะ บริษัทคาจิมะ

วิธีการเสริมโครงสร้างทางขนานทางานอย่างไร
วิธีการเสริมโครงสร้างทางขนานเป็นวิธีการปรับปรุงเสริมกาลังอาคารเก่าเพื่อต้าน
แผ่นดินไหว โดยจะมีการก่อสร้างระบบฐานรากและเสาคอนกรีตหล่อสาเร็จมาติดตั้ง
ภายนอกอาคารเก่า และจะมีการติดตั้งรวดอาจแรงซึ่งจะถูกดึงให้แน่นและในท้ายที่สุด
อาคารเก่าก็จะนามาเชื่อมต่อกับระบบที่มีการติดตั้งใหม่นี้ (มีการเชื่อมระบบฐานราก
ด้วยสลักสมอที่ต่อกับลวดอัดแรงผ่านรูที่เตรียมไว้ จากนั้นจึงทาการขันใส่แรงดึงให้ตึง)ขนาดของแรงที่ ดึ ง และล าดั บ ของการใส่ แ รงให้ กั บ ลวดอั ด แรงจะถู ก ค านวณวิเคราะห์อย่างเหมาะสมเป็นลาดับทั้งลวดอาจแรงทั้งฝั่งซ้ายและฝั่งขวาของเสาคอนกรีต
หล่อสาเร็จ โดยเมื่อเกิดแผ่นดินไหว ลวดอัดแรงจะเป็น ส่วนสาคัญที่ทาหน้าที่ต้านทาน
แผ่นดินไหวโดยแรงดึงของลวดอัดแรงที่อยู่ทางฝั่งหนึ่งจะเพิ่มขึ้นและอีกฝั่งหนึ่งจะลดลง
อันเนื่องมาจากการเสียรูปในแนวระนาบของอาคาร (ดูรูปที่ 1)แผนการปรับปรุงอาคารเรียนฝั่งตะวันออกของโรงเรียนยากุโมะ กาคุเอ็น
นอกเหนือจากการนาวิธีการเสริมโครงสร้างทางขนานเข้ามาใช้ (ในทิศทางตามแนว
ยาวของอาคาร) แล้ว ยังได้มีการติดตั้งผนังคอนกรีตเสริมเหล็ก เสริมให้กับผนังที่มีอยู่
เดิมและบางส่วนเป็นการปิดช่องเปิดของผนังเดิม เพื่อต้านทานแผ่นดินไหวเพิ่มเข้ามา
อีกด้วย
ทั้งนี้การปรับปรุงอาคารของโรงเรียนยากุโมะ กาคุเอ็น ด้วยการนาวิธีการเสริม
กาลังโครงสร้างทางขนานทางฝั่งทิศตะวันตกของอาคารเรียนฝั่งตะวันออก เป็นสิ่งที่
สะท้อนภาพลักษณ์ของการออกแบบปรับปรุงที่ดูทันสมัยไม่เทอะทะ (รูปที่ 2 และภาพ
ที่ 1) โดยนอกจากนี้ ผลกระทบจากการปรั บ ปรุ ง อาคารยั ง ส่ง ผลต่อ ห้ อ งเรี ยนเพี ยงเล็กน้อย นักเรียนยังได้รับวิวทิวทัศน์จากห้องเรียนที่ดี การระบายอากาศที่ดี และแสง
สว่างที่เข้าสู่ห้องเรียนที่มากเพียงพออีกด้วย
สิง่ สาคัญอีกประการหนึง่ ของการปรับปรุงอาคารเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหวแห่งนีค้ อืการลดผลกระทบของผู้ใช้อ าคารด้วยการลดการทางานที่หน้างานให้สั้นที่สุด อันเป็น
การควบคุมปริมาณเสียงและการสั่นไหวที่เกิดขึ้นในระหว่างการปรับปรุงอาคาร โดยใช้
เวลาในการปรับปรุงในช่วงที่โรงเรียนยากุโมะ กาคุเอ็น ปิดเทอมฤดูร้อน (เพียง 48 วัน)ลักษณะทั่วไปของ อาคารเรียนฝั่งตะวันออก
จานวนชั้น: 3 ชั้นเหนือพื้นดิน และชั้นเพนท์เฮ้าส์อกี 1 ชั้นขนาดพืน้ ทีร่ วม: 957.88 ตารางเมตร
ชนิดของโครงสร้าง: โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
ปีที่ก่อสร้างแล้วเสร็จ: 1958รูปที่ 1 หลักการของการปรับปรุงอาคารเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหวด้วยวิธกี ารเสริม
โครงสร้างทางขนาน
รูปที่ 2 รูปด้านและรูปตัดของการปรับปรุงอาคารเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหวด้วยวิธีการ
เสริมโครงสร้างทางขนาน

18

Fig. 1 Principle of Seismic Retrofitting by Means of Parallel Structural Method
Horizontal
resistance
Increase in
Reduction intension stress tension stress

Seismic force

PC steelbar φ26
PC鋼棒
φ26

1,200

4,750

PC steelbar φ26PC鋼棒
φ26
3P1：1C-19T12.7(SWPR7BL)(F360).4

Integrated slab
一体化スラブ

PC鋼棒
φ26
PC
steel
bar (4 sections)4箇所
Precastcolumn柱

一体化 slab
Integrated
スラブ

,6

74.
2

,3

94

2P1：1C-19T12.7(SWPR7BL)(F360)

1P1：1C-19T12.7(SWPR7BL)
Reinforcing
補強梁
beam

6,

95

41.

11

▽2FL

16

3,740
3,710

4,750

X2

2,200
1,000 1,640 60

▽RFL

▽3FL

500

Precast柱column

▽PHFL

3,740

2,700

Fig. 2 Elevation and Section of Seismic Retrofitting by Means of Parallel
Structural Method

▽1FL
▽GL

Foundation基礎部
section

Newly-installed
pile
杭新設

Outline of East School Building

No. of stories: 3 stories aboveground and 1
penthouse
Total floor area: 957.88 m2
Structural type: Reinforced-concrete structure
Completion: 1958

Photo 1 Appearance of East School Building
after seismic retrofitting by means ofParallel Structural Method19 ระบบเส้นใยคาร์บอนพันรอบเสา (Carbon Fiber Wrapping of Columns)(หน้า 10)การปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว: อาคารสถานีอาซากุสะ

ผนังรับแรงเฉือนและโครงค้ายันไม่สามารถนามาติดตั้งในบริเวณพื้นที่ชานชลาได้
ด้วยเหตุที่ในบริเวณพื้ นที่ดังกล่าว ต้องการให้มีลักษณะที่โปร่ง โล่งเพื่ออานวยความ
สะดวกให้กับผู้ใช้อาคารที่มีจานวนมาก จึงมีความจาเป็นที่ต้องใช้วิธีการปรับปรุงเสริม
กาลังให้กับเสาอาคารด้านใน โดยมิให้มีการเบียดบังพื้นที่ใช้สอย ดังนั้นจึงได้มีการใช้วิ ธี ก ารน าเส้ น ใยคาร์ บ อนมาพั น รอบเสา เพื่ อ เพิ่ ม ความสามารถในการต้ า นทานแผ่นดินไหวของตัวอาคาร (ภาพที่ 3 และรูปที่ 1)การปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว ให้เกิดความ
กลมกลืนระหว่างสมรรถนะการใช้งานและลักษณะของเปลือก
อาคารโดย ฮิเดฮารุ อูชิบะ บริษัท ชิมิสึ

การปรับปรุงสัญลักษณ์ของเมือง

อาคารสถานีโทบุ อาซากุซะ ได้รับการออกแบบโดย มิซาโอะ คุโนะ ซึ่งเป็นหัวหน้า
งานของการก่อสร้างคนแรก ของกระทรวงการรางแห่งประเทศญี่ปุ่น โดยมีบริษัท ชิมิสึ
กุมิ (ปัจจุบันคือ บริษัท ชิมิสึ) เป็นผู้ดาเนินการก่อสร้าง ในปี 1931 โดยได้ออกแบบให้มี
ส่วนของพื้นที่ค้าขาย ในทุกชั้นของอาคารยกเว้นชั้นที่ 2 ซึ่งเป็นชานชลาของสถานีรถไฟ
อาซากุซะ (ของ Tobu Railway) ตัวอาคารเป็นอาคารชานชลาสถานีรถไฟแบบเต็ม
รูปแบบแห่งแรกในย่านคันโตะ

แม้ว่าระยะเวลาในงานปรับปรุงโครงสร้างที่กาหนดไว้จะมีระยะเวลาที่สั้นเพียง
15.5 เดือน กอปรกับลักษณะของงานปรับปรุงอาคารสถานีรถไฟที่มีข้อจากัดหลาย
ประการ แต่การปรับปรุงเสริมกาลังให้กับอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวก็สาเร็จลุล่วง
ไปด้วยดีด้วยการนาเทคโนโลยีที่ทันสมัยเข้ามาใช้ ท้ายที่สุด ต้องขอแสดงความขอบคุณต่ อ คณะวิ ศ วะกรผู้ ว างแผนการก่ อ สร้ า งปรั บ ปรุ ง และเจ้ า ของโครงการที่ ให้ ความตระหนักต่อภาพลักษณ์ของอาคารแห่งนี้ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของย่านอาซากุซะ

ในเดือนพฤษภาคม 2012 ซึ่งเป็นช่วงที่เป็นการเปิดตัว หอกระจายสัญญาณที่มี
ชื่อเสียงระดับโลก ที่ชื่อ TOKYO SKYTREE® ก็ได้มีการวางแผนการปรับปรุงอาคาร
ชานชลาสถานีควบคู่กันไป แต่อย่างไรก็ดีด้วยลักษณะการใช้งานอาคารที่เป็น อาคาร
สถานีร ถไฟซึ่ งยากที่ จะดาเนิ นการทุ บทิ้ งแล้ว สร้ างใหม่ แผนการปรั บปรุง อย่ างเต็ มรูปแบบได้มีการเสนอขึ้นมา เพื่อที่จะยืดอายุการใช้งานของอาคารให้สามารถต้านทาน
แรงแผ่นดินไหวเท่านั้น แต่ยังเป็นการปรับปรุงลักษณะทางสถาปัตยกรรมเปลือกอาคาร
โดยรอบอีกด้วย โดยอาคารสถานีแห่งเก่าจะได้รับการปรับปรุงเป็นอาคารเพื่อการค้าที่
ชื่อว่า EKIMISE (หรือ ร้านค้าสถานี) (ดูภาพที่ 1 ประกอบ)ภาพที่ 1 EKIMISE (หรือ ร้านค้าสถานี) ภายหลังจากการฟื้นฟูและปรับปรุงเพื่อ
ต้านทานแผ่นดินไหว
ภาพที่ 2 โครงค้ายันโค้งชนิดล้อ และผนังแผ่นเหล็กรับแรงเฉือน
รูปที่ 1 ระบบการปรับปรุงเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวที่นามาใช้กับชั้น 2 ของชานชลา
สถานีกรอบการดาเนินการปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการหยุดชะงักของการให้บริการทั้งในส่วนของอาคารสถานี
และร้านค้า จึงมีความจาเป็นที่จะต้องดาเนินการปรับรุงส่วนต่างๆ ด้วยความระมัดระวัง
ให้เกิดความปลอดภัย การดาเนินงานบริเวณพื้นที่ชานชลาต้องมีการเตรียมแผนงาน
อย่างละเอียดนาทีต่อนาที ส่วนโครงสร้างเหล็กที่นามาเสริมกาลังก็ต้องมีการเตรียมการ
ประกอบให้เป็นโครงจากโรงงานมาก่อน เพื่อให้การดาเนินงานต่างๆ ที่หน้างานน้อย
ที่สุด โดยงานปรับปรุงโครงสร้างที่สาคัญมีรายละเอียดต่างๆ ดังนี้: โครงค้ายันโค้งชนิดล้อ (Wheel-type Arch Braces)เป็นโครงค้ายันที่ผลิตขึ้นให้มีความสอดคล้องกับการออกแบบของอาคารสถานีเดิม
(ภาพที่ 2) โครงค้ายันดังกล่าวนี้ได้ถูกนาเข้ามาใช้ไม่เฉพาะเพื่อเพิ่มความต้านทานจาก
แผ่นดินไหวให้กับอาคารเท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนที่เน้นย้าถึงอาคารในเขตพื้นที่อาซากุสะ
ซึ่งมีความโดดเด่นเป็นเอกลักษณ์ในเชิงวัฒนธรรมแห่งหนึ่งของโตเกียว ผนังแผ่นเหล็กรับแรงเฉือน (Steel Plate Shear Walls)
ผนังแผ่นเหล็กรับแรงเฉือน มีลักษณะเป็นแผ่นประกบที่อยู่ระหว่างอาคารเก่าและ
องค์อาคารรอบนอกที่นามาติดตั้งใหม่ซึ่งโดยการลดขนาดความหนาของผนังแผ่นเหล็ก
จึงส่งผลให้ไม่เกิดผลกระทบตอดทัศนียภาพทั้งด้านในและด้านนอก (ภาพที่ 2)

20

Wheel-type arch brace

Photo 1 EKIMISE (station square) after restoration and seismic retrofitting

Steel plate shear wall

Photo 2 Wheel-type arch brace and steel plateshear wall

Photo 3 Seismic retrofitting of platform columns
by means of carbon fiber wrapping

Fig. 1 Seismic Retrofitting Methods Applied to 2nd-story Platform Floor
Retroﬁtting of columns by means of carbon ﬁber wrapping
Retroﬁtting using wheel-type brace
Retroﬁtting using braces within framing
Retroﬁtting using additional shear wall21โครงสร้างผนังรับแรงเฉือนลายตารางหมากรุกมีความสวยงามโดดเด่น และได้มีการ
ติดตั้งผนังกระจกด้านนอกของผนังรับแรงเฉือนลายตารางหมากรุกเพื่อเน้นย้าถึงความ
เรียบง่ ายแต่ แข็ งแรงของโครงสร้า งดั งกล่า ว ทั้ง หมดนี้แ สดงให้เ ห็นถึ งความใส่ใจใน
รายละเอียดตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของการออกแบบไปจนถึงการผลิตและการประกอบติดตั้ง
(ดังภาพที่ 3)(หน้า 11)การปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว: อาคารสานักงานใหญ่ธนาคารชิโกกุ

การออกแบบเปลื อ กอาคาร ต้ า นทานแผ่ น ดิ น ไหวเพื่ อ ความสวยงาม ด้วยวิธีที่เรียกว่า "T-grid"โดย ทาเกโนบุ โคกะ บริษัท ไทเซการเสริมกาลังต้านทานแผ่นดินไหวประสิทธิภาพสูง

อาคารสานักงานใหญ่ธนาคารชิโกกุ เป็นอาคารสานักงานที่ตั้งอยู่บริเวณแยกฮาริ
มายะ-บาจิ อันอยู่บริเวณใจกลางเมืองโคจิ (ภาพที่ 1) การปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทาน
แผ่นดินไหวในครั้งนี้ได้ดาเนินการตามการพยากรณ์เหตุการณ์แผ่นดินไหวนันไค ที่คาด
ว่าจะเกิดขึ้นในอนาคต วัตถุประสงค์หลักในการดาเนินการปรับปรุงคือเพื่อป้องกันการ
สูญเสียต่อชีวิตของพนักงานและผู้ใช้อาคาร ตลอดจนเป็นการป้องกันผลกระทบที่จะเกิ ด ขึ้ น ต่ อ การด าเนิ น การของธนาคารในช่ ว งของการเกิ ด แผ่ น ดิ น ไหวนั น ไค การดาเนินการปรับปรุง ประกอบไปด้วยงาน 3 ส่วนคือ ส่วนของโครงสร้างอาคาร ส่วนของ
ผนังอาคารภายนอก และส่วนของฝ้าเพดานในบริเวณธนาคาร

ได้มีการตรวจสอบความสามารถในการต้านทานแผ่นดินไหวโดยพิจารณาถึงกาลัง
ของผนังรับแรงเฉือนลายตารางหมากรุกด้วยการวิเคราะห์แบบจาลองคอมพิวเตอร์ ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงด้วยวิธีดังกล่าวนี้มีประสิทธิภาพ ให้ค่า Is ได้ไม่น้อยกว่า 0.6
ภาพที่ 1 ลักษณะภายนอกของอาคาร (ภายหลังจากการปรับปรุง)ภาพที่ 2 ลักษณะภายในของพื้นที่ธนาคาร (ภายหลังจากการปรับปรุง)ภาพที่ 3 รายละเอียดของระบบเปลือกอาคาร
รูปที่ 1 การจัดวางองค์ประกอบของระบบต้านทานแผ่นดินไหว

นอกเหนือจากการปรับปรุงเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยขององค์ประกอบทั้ง 3ส่วนดังกล่าวนี้ งานที่สาคัญอีกส่วนหนึ่งคือ การสร้างทัศนียภาพที่งดงามให้ปรากฏต่อ
ผู้คนที่อยู่ในบริเวณอาคารสานักงานใหญ่ธนาคารชิโกกุ

แนวทางในการปรับรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
อาคารส านัก งานใหญ่แ ห่ ง นี้ได้ ก่อ สร้ างแล้ว เสร็จ ในปี 1963 เป็ น อาคารระบบ
โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ชั้นล่างที่อยู่ด้านหน้าถนนของอาคารเป็นพื้ นที่ดาเนิน
ธุรกิจของธนาคาร ซึ่งมีลักษณะเป็นโถงขนาดใหญ่สูงไปจนจรดฝ้าเพดานของพื้นชั้นที่ 2โดยชั้นที่ 3 ถึงชั้นที่ 6 เป็นพื้นที่สานักงาน ส่วนประกอบของอาคารที่ใช้ต้านทาน
แผ่นดินไหวได้ถูกจัดวางดังแสดงในรูปที่ 1ด้วยเหตุที่ ลักษณะพื้นที่ของอาคารมีรูปแบบที่ไม่สมมาตรตลอดจนองค์ประกอบ
ต่างๆ ที่เป็นส่วนที่ใช้ต้านทานแผ่นดินไหวได้ถูกจัดวางอย่างไม่สมมาตรในส่วนแกนของ
อาคาร ดังนั้นจึงเป็นที่เชื่อได้ว่าเมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จะเกิดความเสียหายอย่าง
รุนแรงจากการบิดตัวในบริเวณพื้นที่ที่อยู่ด้านหน้าถนน ดังนั้นแล้วการปรับปรุงอาคาร
เพื่อต้านทานแผ่นดินไหวจึงมีความจาเป็นที่จะออกแบบให้เกิดความสมดุลกับโครงสร้าง
ที่ไม่สมมาตร นอกจากนี้แล้วการออกแบบยังต้องคานึงถึงความสวยงามให้สอดคล้องกับ
พื้นที่โดยรอบที่ติดกับถนน ในขณะที่ยังคงรักษาความโปร่งโล่งให้กับพื้นที่ชั้นล่างซึ่งเป็น
ส่วนของพื้นที่ธนาคารอีกด้วย (ภาพที่ 2)การออกแบบความสวยงามของเปลือกอาคาร
ด้วยพื้นที่รอบนอกของอาคารมีลักษณะทางสถาปัตยกรรมเป็นแบบญี่ปุ่น และเพื่อ
ป้องกันการบิดตัวของอาคาร จึงได้มีการพัฒนารูปแบบการเสริมกาลังด้วยการใช้ผนังรับ
แรงเฉือน (T-Grid) ที่ทาขึ้นจากเหล็กแผ่นที่มีรูปร่างลักษณะเป็นตารางหมากรุก ซึ่งเป็น
สถาปัตยกรรมแบบญี่ปุ่นดั้งเดิมที่ได้มีการนามาใช้กันทั่วไป โดยมีสัดส่วนพื้นที่ช่องเปิด
50% ทาขึ้นจากเหล็กแผ่นหนา 25 มิลลิเมตร (ที่ตามแนวเส้นตารางหมากรุก ) และ 16มิลลิเมตร (ที่ช่องทึบของตารางหมากรุก) ติดตั้งทั้งหมด 5 จุดที่มุมของพื้นที่ชั้นล่าง
ตารางหมากรุก ที่ออกแบบ มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมพื้นผ้า ขนาด 400 × 600
มิลลิเมตร ซึ่งเป็นสัดส่วนของขนาดช่องเปิดเดิมของอาคาร ความกว้างของเหล็กแผ่นที่
นามาใช้เป็นแนวตั้งของผนังลายตารางหมากรุกมีขนาด 200 มิลลิเมตรในขณะที่ความ
กว้างของเหล็กแผ่น ในแนวนอนมีขนาด 175 มิลลิเมตร ทั้งหมดนี้ทาให้การออกแบบ

22

Photo 1 Appearance of the building (after retrofitting)
Photo 2 Interior view of banking business space(after retrofitting)

Photo 3 Details of façade

Fig. 1 Arrangement of Seismic-resistant Elements

AtriumEccentric arrangement ofgrid-type shear wall

Section of installation ofgrid-type shear wall23รูปที่ 2 รายละเอียดอุปกรณ์ตัวหน่วงปรับมวลระบบคู่ หรือ "Dual TMD-NT"รูปที่ 3 กลไกการควบคุม ด้วยการใช้รางเพือ่ การเคลือ่ นตัวในแนวระนาบ และแผ่นยาง
รองฐาน 2 ชั้น(หน้า 12)การปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว: อาคารชินจุกุโนมูระ

การใช้ ตัวหน่วงปรับมวลระบบคู่ หรือ "Dual TMD-NT" สาหรับ
เป็นอุปกรณ์ต้านทานแผ่นดินไหวคาบยาวโดย ฮิโรกิ นากายามะ และ เคอิ มูโตอุ บริษัท ทาเกนากะ

อาคารชินจุกุโนมูระ เป็นอาคารสูงระบบโครงสร้างเหล็ก ก่อสร้างขึ้นในปี 1978 มีความสูงประมาณ 210 เมตรและมีขนาดพื้นที่ในแต่ละชั้นประมาณ 51 × 33 เมตรการปรับปรุงอาคารเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวในครั้งนี้ได้มีการนา ตัวหน่วงปรับมวล
(Tuned Mass Damper, TMD) รุ่นใหม่เข้ามาใช้จานวน 2 ตัวในบริเวณห้องเครื่องที่
ชั้น 53 ซึ่งเป็น ชั้นสูงที่ สุดของอาคาร ด้วยเหตุที่ไม่ต้ องการให้เกิดผลกระทบต่อผู้ใช้
อาคารหรือต่อรูปลักษณ์ภายนอกของอาคาร (รูปที่ 1 และ 2 และภาพที่ 1)นวัตกรรมญีป่ ุ่น อุปกรณ์เหล็กถ่วงน้าหนักควบคุมการสั่น ตัวหน่วงปรับมวล
ระบบคู่ หรือ "Dual TMD-NT""Dual TMD-NT" มีลักษณะเป็นกล่องที่มีการนาเหล็ก ถ่วงน้าหนักที่ใช้สาหรับการ
ควบคุมการสั่นของอาคารมาติดตั้งไว้ภายใน การสั่นไหวของอาคารจะถูกควบคุมด้วย
การปรับจูนอัตราส่วนความหน่วงของตัวหน่วงประมวลให้มีค่าสูง และนอกจากนี้ยังมี
การติดตั้งรางเพื่อการเคลื่อนตัวในแนวระนาบ และรวมไปจนถึงแผ่นยางรองฐาน 2 ชั้นเข้ามาใช้ร่วมกัน (ดูรูปที่ 2)ตัวหน่วงปรับมวลดังกล่าวนี้มีลักษณะเป็นก้อนมวลเหล็ก (ทาขึ้นจากเหล็กแผ่น
เพื่อให้ สามารถขนย้ายมาติดตั้ งได้ส ะดวก) น้าหนักรวมประมาณ 7,000 กิโ ลนิวตั นอัตราส่วนของน้าหนั กตัวหน่วงปรับมวลเทียบกับน้าหนักของอาคารส่วนที่อยู่เหนื อพื้นดินมีค่าประมาณ 2.4% โดยอุปกรณ์ดังกล่าวนีจ้ ะติดตั้งลงบนแผ่นยางรองฐาน 2 ชั้นจานวน 4 ตัวและรางเพื่อการเคลื่อนตัว 2 ทิศทางจานวน 4 ตัวความหน่วงที่ได้นี้จะขึ้นกับความเร็วของตัวหน่วงชนิดน้ามัน (Oil type damper)ซึ่งด้วยการที่ได้ติดตั้งมวลเหล็กลงบนแผ่นยางสองชั้น และรางเพื่อการเคลื่อนตัว ก็จะสามารถปรั บเปลี่ ยนคุณ สมบั ติความหน่ ว งไปตามลั กษณะของการสั่น ไหวที่เ กิ ด ขึ้ นตัวอย่างเช่น ในกรณีที่เกิดการสั่นจากแรงลม ระบบแผ่นยาง 2 ชั้นที่รองรับก็จะอานวย
ให้เกิดการเคลื่อนที่ที่ไม่มากนัก แต่สาหรับในกรณีที่เกิดการเคลื่อนตัวที่มาก เช่นจาก
การสั้นอันเนื่องจากแผ่นดินไหว การเคลื่อนที่ของมวลเล็กก็จะเคลื่อนที่บนรางเพื่อการ
เคลื่อนตัว (รูปที่ 3) ระบบที่นามาใช้นี้มีความเหมาะสม ต่อการควบคุมการสั่นไหวของ
อาคาร ทั้งในระหว่างการเกิดลมพายุที่รุนแรง ตลอดจนการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่

การลดขนาดการสั่นไหวและระยะเวลาการสั่นไหวของอาคาร
ด้วยการติดตั้ง "Dual TMD-NT" จะสามารถช่วยลดการสั่นไหวของอาคารอัน
เนื่องมาจากแผ่นดินไหว ได้ ราว 20 ถึง 30% และราว 40% สาหรับการสั่นไหวอั นเนื่องมาจากแรงลม
รูปที่ 1 ระดับ และตาแหน่งการติดตั้งระบบโครงสร้างตัวหน่วงปรับมวล

24

Fig. 1 Framing Elevation and Installation Location of Tune Mass
Dampers
Mass damper(new installation)

209,350 (GL～RFL)
3,800 (6FL～46FL)

Ribbed steel
RFL plate wall

7,000-kN steel weight

40FL
6FL
1FL
⑨
H
Framing elevation diagram

Photo 1 Appearance of “Dual TMD-NT”

Fig. 2 Outline of New-type Response-control Device “Dual TMD-NT”
5,5

Weight(7,000 kN)

0
,80

11

00

mm

mm

Fig. 3 Two-step Response-control
Mechanism by the Use of Double-layered Rubber and Linear
Guide

Gap:
A few mm

Small deformation
Flow of mass load
Linear guide

1,500 mm

Large deformation
Flow of mass load
Gap iseliminatedLinear guideOil damper
Oil buffer
Existing frame of building
Double-layered rubber
Double-layered rubber(For adjustment of periods)

Linear guide+ Single-layered rubber

25

Doublelayered
rubberลักษณะที่สาคัญของตัวหน่วงแบบฝืดมีดังนี้:(หน้า 13~14)การปรับปรุงสะพานทางหลวงเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว: สะพานคาตาชินากาวะ ตัวหน่วงแบบฝื ดมีลั กษณะที่ประกอบไปด้วยแผ่น เหล็ กกล้า ไร้ส นิมและแผ่นฝื ด(friction plate) ที่วางติดกัน ดังแสดงใน รูปที่ 2 ซึ่งเป็นรูปแบบที่สามารถสังเกตได้
ง่ายว่าเกิดการเสียรูประหว่างการเกิดแผ่นดินไหวหรือไม่

การใช้ระบบแยกฐานและระบบควบคุมการสั่นกับสะพานโครงถักโดย ซิวจิ คาชิโมโตะ บริษัท ฮิตาชิโซเซ็น ด้วยเหตุที่ตัวหน่วงเหล่านี้มีขนาดทีก่ ระทัดรัด มีความยาวเพียง 3 เมตร เมื่อติดตั้งเข้า
กับแผ่น gusset ด้านบน ก็สามารถตรวจสอบด้วยสายตาจากการยืน ณ ตาแหน่ง
แนวทางเดินที่ใช้เป็นเส้นทางสาหรับการตรวจสอบ (ภาพที่ 2)สะพานคาตาชินากาวะ เป็นสะพานโครงถักช่วงยาวซึ่งมีลักษณะทางโครงสร้างที่
ต่อเนื่องกันจานวน 3 ช่วง โดยเป็นส่วนหนึ่งของแนวเส้นทางด่วนคาเน็ตสึ ซึ่งได้มีการ
เปิดใช้งานในปี 1985 ความยาวรวมของสะพานทั้งสิ้นอยู่ที่ 1,034 เมตร โดยช่วงที่ยาว
ที่สุดยาวประมาณ 169 เมตร โครงสร้างสะพานที่เป็นโครงถักนี้อยู่ห่างกัน 16 เมตรความสูงของโครงถักอยู่ที่ราว 14 ถึง 25 เมตร ความสูงของโครงสร้างเสาตอม่ออยู่ที่ราว
50 ถึง 70 เมตรไม่รวมถึงเสาร์ต่อม่อ P1 (ดูภาพที่ 1)ตัวหน่วงแบบฝืดนี้เป็นอุปกรณ์ดั้งเดิมที่ถูกนามาใช้กันทั่วไปกับโครงสร้างอาคาร
เพื่อควบคุมการสั่น แต่ไม่ปรากฏการใช้งานกับโครงสร้างสะพานช่วงยาว ดังนั้นหลังจาก
ที่ได้มีการตรวจสอบสมรรถนะของตัวหน่วงที่ต้องการโดยการวิเคราะห์ผลตอบสนอง
จากการสั่นแบบประวัติเวลา (Time history dynamic response analysis) ของสะพานคาตาชินากาวะอย่างรอบด้าน จึงเป็นที่มั่นใจได้ว่าการนาตัวหน่ วงดังกล่าวนี้มา
ใช้จะส่งผลให้สะพานแห่งนี้มีสมรรถนะที่ต้องการได้ (ตารางที่ 1) การปรับปรุงในมิติ
อื่นๆ ที่ได้มีการดาเนินการคือการเพิ่มความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนให้กับ
ตัวหน่วงที่ต้องนามาใช้กบั งานภายนอกอาคาร ทั้งหมดนี้จึงส่งผลต่อการใช้ตัวหน่วงแบบ
ฝืดในการปรับรุงสะพานคาตาชินากาวะ

ภาพที่ 1 สะพานโครงถักช่วงยาวคาตาชินากาวะ ส่วนหนึ่งของแนวเส้นทางด่วนคาเน็ตสึ
การปรับปรุงสะพานโครงถักช่วงยาวเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว
ได้มีการปรับปรุงโครงสร้างส่ วนบนของสะพานโครงถักโดยอ้างอิงมาตรฐานการ
ปรับปรุงโครงสร้างเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวฉบับล่าสุด โดยได้มีการนาระบบควบคุม
การสั่นและระบบแยกฐาน (base isolation structure) เข้ามาใช้ทดแทนแผ่นรองรับ
เดิม ตลอดจนการเสริมกาลังให้กับองค์อาคารโครงสร้างเพื่อรองรับต่อแรงแผ่นดิ นไหวอาจที่เกิดขึ้น

ตารางที่ 1 สมรรถนะที่ต้องการของตัวหน่วงแบบฝืด
รูปที่ 2 ตัวหน่วงแบบฝืดและส่วนประกอบพื้นฐานของตัวหน่วง (แผ่นผิวคู่ที่มีความฝืด)ภาพที่ 2 การติดตั้งตัวหน่วงแบบฝืด ณ ตาแหน่งแผ่นเหล็กที่ใช้ต่อกับโครงค้ายันป้องกัน
การเคลื่อนที่ด้านข้าง

สาหรับเสาต่อม่อ P4 และ P5 ซึ่งเป็นเสาตอม่อที่ต้องรับสะพานช่วงยาวกว่าช่วง
อื่น อันส่งผลทาให้เกิดแรงกดที่สูงมาก (สูงถึงราว 35,000 กิโลนิวตันต่อเสาต่อม่อต่อ
แผ่นรองรับ) ดังนั้นจึงต้องมีการดาเนินการศึกษาในเชิงเทคนิค ถึงขนาดพื้นที่ที่ต้องใช้ใน
การติดตั้งไฮดรอลิกส์แจ๊ค แนวทางในการปรับปรุงโครงถักหลัก ตลอดจนความเป็นไป
ได้ในการขยายความกว้างของเสาตอม่อที่จาเป็นต้องใช้ในการติดตั้งระบบแยกฐาน

จากที่ได้นาเสนอข้างต้นนอกเหนือจากการนาโครงสร้างแยกฐานเข้ามาใช้ในการ
ทดแทนแผ่นรองรับโครงสร้างส่วนบนของสะพานแล้ว การใช้ตัวหน่วงควบคุมการสั่นยัง
เป็นวิธีการปรับปรุงที่บารุงรักษาได้ง่าย ส่งผลให้การปรับปรุงสะพาน คาตาชินากาวะซึ่ง
เป็นสะพานโครงถักช่วงยาว ประสบความสาเร็จเป็นอย่างดีสอดคล้องกับมาตรฐานการ
ต้านทานแผ่นดินไหวฉบับล่าสุด (ดังรูปที่ 3)ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ควรต้องมีการปรับปรุงเสาตอม่อ P4 และ P5 ให้เกิด
ความปลอดภัย แต่อย่างไรก็ดี การติดตั้งระบบแยกฐานจะสามารถทาได้ค่อนข้างยาก
ดังนั้นจึงได้มี การเสนอวิ ธีการปรับปรุงวิธีอื่นด้ว ยการใช้ตัว หน่วงควบคุ มการสั่นจาก
แผ่นดินไหวที่ตาแหน่งแผ่นรองรับและบริเวณโดยรอบ
รูปที่ 1 การติดตั้งตัวหน่วงแบบฝืด (หน้า 3 ถึง หน้า 6)การใช้ตัวหน่วงแบบฝืด (friction damper)สาหรับการใช้ตัวหน่วงควบคุมการสั่น เพื่อลดผลกระทบจากแรงแผ่นดินไหวนี้ สิ่งสาคัญคือต้องพิจารณาถึงความสะดวกในการบารุงรักษา ตลอดจนสมรรถนะของตัว
หน่วงที่นามาติดตั้ง โดยได้มีการเลือกตัวหน่วงแบบฝืด (ความสามารถในการหน่วงราว
2,600 ถึ ง 9,800 กิ โ ลนิ ว ตั น ) ด้ ว ยเหตุ ที่ เ ป็ น อุ ป กรณ์ ที่ ส ามารถบ ารุ ง รั ก ษาได้ ง่ า ยตลอดจนสามารถตรวจสอบได้ ง่ า ยว่า มี ส มรรถนะที่ ดี อ ยู่ หรื อไม่ ในระหว่า งการเกิ ดแผ่ น ดิ น ไหว เมื่ อ เที ย บกั บ ระบบค้ ายั น ควบคุ ม การโก่ ง เดาะ (buckling-restraint
braces) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไป

26

Photo 1 Katashinagawa Bridge, a long truss bridge, on the Kanetsu Expressway

Fig. 1 Installation of Friction Dampers (P3~P6)
Installation section of friction damper
Sway bracing section
Lower lateral bracing section
Intermediate lateral bracing section
Range of lining concrete placement27

Fig. 2 Friction Damper and Its Basic Components (double-surface friction)

High-strength bolt set

WasherPlate washer
Outer plate (split plate, etc.)

Coned disc spring
Plate washer
Friction surface(sliding surface)

Friction plate
Stainless steel plate

Inner plate (bracing
member, etc.)
Longhole

WasherAsphalt pavement t=75 mm
RC slab t=210 mm

Photo 2 Installation of friction damper in sway bracing gusset section

Table 1 Performance Requirements for Friction Dampers
Allowable deformation

Response velocity

Friction damper for Katashinagawa Bridge±120 mm

120 cm/s(Reference) Friction damper for buildings±45 mm40 cm/sFig. 3 General Drawing of Katashinagawa Bridge
Total length
Bridge section B

Bridge section C• Horizontal member• Diagonal member• Cover-plate reinforcement • Cover-plate reinforcement• Sway bracing,lateral bracing• Friction damper• Vertical member• Cover-plate
reinforcement• Displacement
control device• Vertical member• Cover-plate reinforcement• Bearing replacement• Lining concrete• Gusset plate
reinforcement• Bearing
replacement• Lining concrete• Bearing replacement• Lining concrete28• Bearing replacement• Lining concrete• Gusset plate
reinforcement• Bearing replacement• Lining concrete• Response-control damperการคัดเลือกตัวหน่วงต้านแผ่นดินไหว

(หน้า 15~16)
การปรับปรุงสะพานทางหลวงเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว: สะพานนิชิอิเกะ

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นถึงสมรรถนะในการต้านแผ่นดินไหวของสะพาน พบว่า
องค์อาคารบางส่วนของโครงสร้างส่วนบนและฐานรอง มีหน่วยแรงดึงที่จุดครากไม่
เพียงพอ ทั้งนี้ได้มีการวิเคราะห์ผลตอบสนองจากแผ่นดินไหวอยู่ 2 กรณีดังแสดงใน
ตารางที่ 1การออกแบบปรับปรุงสะพานประเภท steel deck-type langerด้วยการใช้ตัวหน่วงต้านแผ่นดินไหวโดย ชูอุเฮอิ ยาซุโมโต้ บริษัททางด่วนเวสต์นิปปอน และ โทโมอากิ นากามูระ บริษัท โยโกกาวะ
บริดจ์

กระบวนการที่ แ สดงดั ง ตารางนี้ แสดงถึ ง การลดผลตอบสนองของสะพานทั้ งสะพานระหว่างการเกิดแผ่นดินไหว โดยการจาลองการใช้ตัวหน่วงลดผลกระทบจาก
แผ่นดินไหวในรูปแบบต่างๆ (ดูรูปที่ 3 และ 4)สะพานนิชิอิเกะ ตั้งอยู่บนเส้นทางด่วนฮันวะ ซึ่งควบคุมดูแลโดยบริษัททางด่วน
เวสต์นิปปอน สาขาคันไซ เป็นสะพานประเภท steel deck-type Langer ซึ่งผ่านการ
ใช้งานมากว่า 40 ปี สะพานนิชิอิเกะ เป็นสะพานที่ข้ามแนวรอยเลื่อนเนโกโร ซึ่งเป็น
ส่วนหนึ่งของ Median Tectonic Line นอกจากนั้นแล้ว บริเวณนี้ยังอยู่ห่างจากแนว
ร่องนันไค ซึ่งมักจะเกิดแผ่นดินไหวระดับ 8 ที่เรียกว่าแผ่นดินไหวนันไคและแผ่นดินไหว
โทนันไค ขึ้นทุกๆ 100 ถึง 150 ปีตารางที่ 1 กรณีต่าง ๆ ในการปรับปรุงเพือ่ ต้านทานแผ่นดินไหว
รูปที่ 3 ภาพของตัวหน่วงแบบเฉือน
รูปที่ 4 สรุปวิธกี ารในการปรับปรุงสะพานนิชิอิเกะ

การวิเคราะห์การปรับปรุงสะพานต้านแผ่นดินไหว

สะพานนิชิอิเกะ ได้ถูกออกแบบตามมาตฐานการออกแบบสะพานโครงสร้างเหล็ก
ตามเส้นทางหลวงของประเทศญี่ปุ่น ปี 1964 ซึ่งไม่ได้มีการพิจารณาถึงแผ่นดินไหว
ขนาดใหญ่ ซึ่งเงื่อนไขการออกแบบจะแตกต่างจากมาตรฐานฉบับปัจจุบันค่อนข้างมาก

รูปที่ 5 และ ตารางที่ 2 แสดงให้เห็นถึงการเปรียบเทียบผลตอบสนองที่วิเคราะห์ได้ ทั้งกรณีศึกษาที่ 1 และที่ 2ในกรณีศึกษาที่ 1 (การติดตั้งแผ่นเหล็กทีโ่ ครงแนวขอบริมบริเวณยอดส่วนโค้ง และโครงค้ายันไม่โก่งเดาะ) ในช่วงของการเกิดแผ่นดินไหวตามทิศทางตามยาวของสะพาน
การตอบสนองจะมากที่ขอบคานโค้งและเสา และด้วยแผ่นปิดที่มีความหนาเพิ่มขึ้น ก็ส่งผลให้เกิดผลตอบสนองที่มากขึ้น ซึ่งสะท้อนต่อไปยังปริมาณการเสริมกาลั งที่เพิ่มขึ้น
อันเป็นวิธีการที่ก่อให้เกิดปัญหาค่อนข้างมาก

ด้วยเป้าหมายหลักของการออกแบบคือ ต้องการให้ชิ้นส่วนองค์อาคารของสะพาน
ไม่เสียรูปถาวร (ยังคงอิลาสติก) เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ จึงมีความจาเป็นต้องมี
การนาตัวหน่วงลดแรงแผ่นดินไหวเข้ามาใช้ โดยได้ดาเนินการออกแบบปรับปรุงเพื่อ
ต้านทานต่อแผ่นดินไหวให้กับสะพานนิชิอิเกะ ผ่านการวิเคราะห์ด้วยวิธีประวัติเวลา
แบบไม่เชิงเส้น (nonlinear time history analysis) โดยมีรายละเอียดดังที่ได้แสดงใน
บทความนี้

สาหรับกรณีศึกษาที่ 2 (กรณีที่ 1 รวมกับการติดตัวหน่วงแบบหนืด) การติดตั้งตัว
หน่วงแบบหนืดที่ตอม่อแถวสุดท้ายจะช่วยลดการเสียรูปในแนวแกนของทั้งสะพานได้
อันส่งผลทาให้ค่าการตอบสนองของชิน้ ส่วนแต่ละชิน้ ลดลง ปริมาณของการเสริมกาลัง
โครงสร้างส่วนบนจะไม่สูงมากนัก ส่งผลให้พฤติกรรมขององค์อาคารส่วนต่างๆ ของสะพาน มีค่าอยู่ในกรอบอิลาสติก (σmax/σy<1.0) ในระหว่างการเกิดแผ่นดินไหวขนาด
ใหญ่ภาพรวมของสะพานนิชิอิเกะ
สะพานนิชิอิเกะได้ก่อสร้างแล้วเสร็จในปี 1974 เป็นสะพานโครงสร้างเหล็กแบบ
Langer มีช่วงคานโค้ง (arch) ยาว 75 เมตร โดยมีความสูงของ arch 14 เมตร รูปที่ 1แสดงให้เห็นแบบโครงสร้างสะพาน โดยสะพานก่อสร้างบนชั้นดินประเภท 1 (ชั้นหิน)โดยสาหรับโครงสร้างส่วนล่าง A1 และ A2 คือตอม่อรูปตัว T กลับหัว และมีการใช้
ฐานรองที่สามารถเคลื่อนที่ได้ โดยสาหรับ P1 และ P2 เป็นตอม่อ รูป arch โดยมี
ลักษณะฐานรองเป็นจุดหมุน

รูปที่ 5 การเปรียบเทียบ Contour Figureตารางที่ 2 การเปรียบเทียบคาบการสัน่ ธรรมชาติ

รูปที่ 1 แบบทั่วไปของสะพานนิชิอิเกะ

บทสรุป

ผลการวิเคราะห์

ในช่ ว งที่ ผ่ า นมา ด้ ว ยการพั ฒ นาเทคโนโลยี ตั ว หน่ ว งต้ า นแผ่ น ดิ น ไหวที่ มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ผลิตภัณฑ์หลายประเภทได้ถูกนามาใช้ในงานปฏิบัติจริง ในกรณี นี้ ผ ลตอบสนองของสะพานทั้ ง สะพานภายใต้ ก ารเกิ ด แผ่ น ดิ น ไหวขนาดใหญ่
สามารถลดทอนลงได้โดยการนาตัวหน่วงต้านแผ่นดินไหวเข้ามาใช และในท้ายที่สุดองค์
อาคารโครงสร้างส่วนบนของสะพานจะยังคงพฤติกรรมในช่วงอิลาสติก แต่อย่างไรก็ดี
น้าหนักรวมทั้งหมดของวัสดุเสริมกาลังก็มีค่าไม่น้อย ในอนาคตหากได้มีการกาหนด
เงื่อนไขในการออกแบบใหม่ที่ยอมให้องค์อาคารบางส่วนมีพฤติกรรมที่เป็นพลาสติกได้
ก็อาจส่งผลให้การปรับปรุงสะพานเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวมีความประหยัดมากยิ่งขึ้น

รูปที่ 2 แสดงให้เห็นถึงผลการวิเคราะห์ในทิศทางตามแนวยาวของสะพาน ค่าความเครียด (strain) ที่เกิดขึ้นที่คานเสริมกาลัง และที่เสา มีค่าเกินกว่าค่าความเครียด
ที่จุดคราก (สูงสุด 19 y ณ ส่วนที่รับแรงอัด) และในทิศทางตั้งฉาก ความเครียดที่เ กิดขึ้นกับตัวค้ายัน ทางด้านข้างของคานโค้ง (arch) และเสาที่ค้ายันไม่ให้เกิดการเสียรูป
ทางด้านข้าง มีค่าเกินกว่าค่าความเครียดที่จุดคราก (สูงสุด 19 y ณ ส่วนที่รับแรงอัด)การยกฐานรองทางขวาง ต้องใช้แรงยกสูงถึง 2,300 กิโลนิวตัน ณ จุดรองรับคานโค้ง
(arch)
รูปที่ 2 ผลการวิเคราะห์

29

Fig. 1 General Drawing of Nishiike Bridge

P1(P13)
Cross section

100
339

Bridge length 122000
Span length 121800
74873

25561

20676

4.40%

700

100
354
13648(13551)

14000 594

Mov.

10400
9000 700

Mov.

Wakayama

Osaka
A-LINE

Fig. 2 The Result of the Present State Analysis
Earthquake in thelongitudinal direction

Earthquake in thetransverse direction

Fiber elements(arch rib section)

Damaged area of local buckling
Damaged area of total bucklong
Damaged area for other reasons

Table 1 Case of Seismic Retrofit
Direction of countermeasureLongitudinal direction
Transverse direction
CASE1(Model of placement of order)

Filled-spandrel of arch crown+ Unbuckling brace

CASE2(Model added viscous damper)

CASE1+ Viscous damper

Shear damper

Fig. 3 Image of Shear Damper

30

13602(13721)

Side viewFig. 4 Summary of Retrofit Measures on Nishiike Bridge
Viscous damper

Filled-spandrel

End-column
Unbuckling bracea) Full view of the bridgeb) Filled-spandrel of arch crownLower lateral of the arch rib

Shear damperc) Unbuckling bracee) Shear damper-1f) Shear damper-2

Fig. 5 Actuation Mechanism of Shear
DamperNormal time,
Level 1 Earthquake
Fixing behavior

Level 2 Earthquake
Shear yielding→Absorption ofseismic energy

Shear panel(low-yielding steel)g) Shear damper-3d) Viscous damperh) Shear damper-4i) Reinforced by cover plate

Fig. 7 Comparison of Contour Figure
The earthquake in longitudinal direction
CASE1: Filled-spandrel of arch crownPresent state+ Unbuckling brace

T=0.6869

The earthquake in transverse direction
Present stateFig. 6 Situation of Frame
Model Experimentation for
Shear Damper

Horizontal support member

31

T=0.5010

CASE2: CASE1+ Viscous damper

T=0.3498※ T: Natural Period (sec)
CASE1 and 2: Shear damperพัฒนาการของลวดเชื่อมแกนฟลักซ์กาลังสูงกว่ากาลังวัสดุ เกรด TS308MoJ(หน้า 17~18)
บทความพิเศษ: เหล็กกล้าไร้สนิม

จากประเด็นปัญหาดังกล่าว สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น (JSSC) ได้ดาเนินการสารวจผลกระทบจากองค์ประกอบหลักทางเคมีของวัสดุเชื่อมต่อกาลังรับ
แรงดึง (รูปที่ 3) วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อหาแนวทางในการพัฒนาลวดเชื่อมแกนฟลักซ์
กาลังสูง ให้มีประสิทธิภาพโดยเมื่อนามาใช้ในงานเชื่อมโครงสร้างเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด
SUS304A จะไม่เกิดการแตกร้าวที่รอยเชื่อม แต่จะเกิดกับโลหะฐานแทน

พัฒนาการของโลหะเชื่อมกาลังสูงสาหรับเหล็กกล้าไร้สนิม
SUS304Aโดย คณะทางานด้านงานเชื่อม คณะกรรมการงานมาตรฐานและเทคโนโลยีด้าน
เหล็กกล้าไร้สนิม สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น

จากการส ารวจ พบว่า ในกรณีที่ โลหะเชื่ อมมี โครงสร้า งระดับจุ ลภาคเป็ นแบบacicular-state ferrite structure (ดังรูปที่ 4) ซึ่งเกิดขึ้นจากการแปลงสภาพแข็งตัว
แบบ F mode (เฟสเฟอร์ไรท์) จะได้ลวดเชื่อมที่มีกาลังตามต้องการ โดยไม่ลดทอน
ความสามารถในการยืดตัวลงมาก (รูปที่ 5). หลังจากนั้นเป็นต้นมา JSSC ก็ได้ขอขึ้น
ทะเบี ย นมาตรฐาน ลวดเชื่ อ มแกนฟลั ก ซ์ เกรด TS308MoJ ให้ เ ป็ น มาตรฐาน
อุตสาหกรรมประเทศญี่ปุ่น ซึ่งลวดเชื่อมเกรดดังกล่าวนี้อยู่ในข่ายที่ลวดเชื่อมเกรด AWS
E304MoT จะถูกนามาปรับคุณสมบัติทางเคมีให้มีเฟอร์ไรต์สูง

ความสามารถในการยืดตัวแบบพลาสติกเพื่อป้องกันภัยจากแผ่นดินไหว
ในงานก่อสร้างอาคารโครงสร้างเหล็ก จะมีองค์ประกอบขององค์อาคารส่วนต่างๆ
ทั้งเสา คาน และข้อต่อโครงสร้างดังแสดงในรูปที่ 1 การต่อโครงสร้างระหว่างเสาและ
คานที่นิยใช้ มักเป็นรูปแบบการเชื่อมซึมลึกเต็ม (full-penetration welding) เพื่อ
ประสานองค์อาคารดังกล่าวให้เกิดความสมบูรณ์
สาหรับประเทศญี่ปุ่นซึ่งเป็นประเทศที่มีเหตุการณ์แผ่นดินไหวเกิดขึ้นมา ความถี่ใน
การเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่มีค่อนข้างสูง และเมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ขึ้น ก็จะส่งผลให้เกิดแรงดึงขนาดใหญ่ที่รอยเชื่อม ซึ่งเพื่อลดปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้น การก่อสร้าง
ในประเทศญี่ปุ่นจึงใช้หลักการพิจารณาการออกแบบแบบพลาสติกโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่
ปลายคานต่อเสา เพื่อรองรับต่อแรงแผ่นดินไหวขนาดใหญ่

นอกจากนี้ เป็นที่ชัดเจนว่าองค์ประกอบของ TS308MoJ ส่งผลต่อการเปลี่ยน
โครงสร้า งวั สดุ ไปเป็น อั ลฟ่ าเฟส (σ-phase) เมื่อ อุณ หภู มิสู ง มีผลทาให้ มีค่าความ
เปราะลดต่ าลงกว่ า โลหะเชื่ อ มประเภทเจื อ อั ล ลอยสู ง และมี เ ฟอร์ ไ รท์ สู ง ดั ง เช่ น
TS309Mo และ TS2209
เพื่อเป็นการยืนยันถึงสมรรถนะของรอยเชื่อมวัสดุเกรด SUS304A ที่มีการนาลวด
เชื่อมเกรด TS308MoJ เข้ามาใช้ ได้มีการทดสอบกาลังรับแรงดึง ผลการทดสอบพบว่า
แม้ว่ากาลังของโลหะเชื่อมจะเกินกว่ากาลังของโลหะฐาน แต่ก็พบเห็นถึงลักษณะของ
รอยแตกร้าวที่เกิดขึ้นที่รอยเชื่อม ผลการวิเคราะห์พฤติกรรมด้วยการใช้แบบจาลอง
คณิตศาสตร์พบว่า หากค่าการยืดตัว (จากผลการทดสอบแรงดึง) ของโลหะฐานและ
ของโลหะเชื่อมมีค่าแตกต่างกันค่อนข้างมาก เหตุการณ์ดังกล่าวจะมีโอกาสเกิดขึ้นได้
นอกจากนั้นเหตุการณ์หรือรูปแบบความเสียหายดังกล่าวนี้จะเป็นผลมาจากขนาดของ
ตัวอย่างทดสอบและความแตกต่างของกาลังรับแรงดึง ซึ่งการประเมินตาแหน่งของรอย
แตกร้าวของรอยเชื่อมนั้นจะสัมพันธ์ กับอัตราส่วนความกว้างต่อความหนารอยเชื่อม
(width to thickness ratio) ที่มาก

หากให้ระบุเจาะจงลงไป การวิบัติของอาคารจากแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ เป็นสิ่งที่ต้อ งออกแบบป้ องกั นมิ ให้ เกิ ด ขึ้น โดยการพิ จ ารณาความสามารถในการยื ด ตัว แบบพลาสติก (ความสามารถในการสลายพลังงานจากแผ่นดินไหว) ของผลิตภัณฑ์เหล็ก

การใช้แนวเชื่อมกาลังสูงกว่ากาลังวัสดุสาหรับการรองรับการยืดตัวที่ต้องการ
เพื่ออานวยการยืดตัวแบบพลาสติกขององค์อาคารโครงสร้างเหล็ก มีความจาเป็น
อย่างยิ่งที่ต้องพิจารณากาลังของโลหะฐานและของโลหะเชื่อม โดยพิจารณาถึงการใช้
แนวเชื่อมกาลังสูงกว่ากาลังวัสดุ ที่เรียกว่า overmatched weld joint (กาลังของวัสดุฐาน น้อยกว่า กาลังของโลหะเชื่อม)ท้ายที่สุดนี้ สามารถสรุปได้ว่า รอยเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิม เกรด SUS304A ที่มี
การนาลวดเชื่อมเกรด TS308MoJ ที่มีกาลังสูงกว่าเข้ามาใช้ จะมีประสิทธิภาพและ
เหมาะสมในทางปฏิบัติ

สาหรับงานก่อสร้างโครงสร้างเหล็กกล้าไร้สนิม (ภาพที่ 1) ผลิตภัณฑ์หลักๆ ที่นามาใช้คือ เหล็กกล้าไร้สนิเกรด SUS304A (เทียบเท่ากับเกรด ANSI Type 304) โดยนิยมใช้กับลวดเชื่อมแกนฟลักซ์ เกรด E308T แต่อย่างไรก็ดีหากเปรียบเทียบกาลังรับ
แรงของ SUS304A และ E308T จะพบว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด SUS304A จะมีค่าเกิน
กว่า E308T ราว 50 MPa (รูปที่ 2) ด้วยเหตุดังกล่าว รอยเชื่อมจึงเป็นรอยเชื่อมที่กาลัง
ต่ากว่ากาลังวัสดุ (undermatched weld joint) อันอาจส่งผลให้เกิดการแตกร้าว
ขึ้นกับวัสดุเชื่อมได้ ดังนั้น การนาลวดเชื่อมเกรด E308T จึงไม่เหมาะสมสาหรั บการนามาใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการก่อสร้างที่ต้องรองรับการเสียรูปจากแผ่นดินไหว
ขนาดใหญ่

รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทางเคมี และกาลังรับแรงดึง
รูปที่ 4 โครงสร้างระดับไมโครของ Acicular-state Ferriteรูปที่ 5 โลหะเชือ่ มที่มีกาลังรับแรงทีเ่ สถียรแต่ค่าการยืดตัวไม่ลดลงมากนัก

รูปที่ 1 ประเภทการต่อโครงสร้างเสาและคาน
ภาพที่ 1 ตัวอย่างของโครงสร้างเหล็กกล้าไร้สนิม
รูปที่ 2 การเปรียบเทียบกาลังรับแรงดึงระหว่างโลหะฐาน SUS304 และโลหะเชือ่ มเกรด TS308C ในงานทั่วไป

32

Photo 1 Examples of stainless steel structures

Beam-end weld
Beam

SUS304stainless steel

TS308 weld metal

Data frequency of TS308 weld metal

ColumnFig. 2 Comparison of Tensile Strength between SUS304 Base Metal
and TS308C Weld Metal in Practical Use
Data frequency of SUS304 stainless steel

Fig. 1 Type of Column-Beam Connections Widely Applied

Tensile strength (MPa)

Ferrite contents
DeLong:>18FN
WRC: 19.3FN
Scope: 14.4FN

Structure of weld metal
Austenite+Ferrite
Austenite+Ferrite+Martensite

Estimated value obtained from chemical composition (MPa)(−37Ni+27Cr+40Mo+225N+400)

Acicular-state
ferriteFerrite content (WRC FN）

33

Elongation (%)

Fig. 4 Microstructure of Acicular-state
FerriteFig. 5 Weld Metal with Stabilized
Strength and No Considerable
Reduction of Elongation

Tensile strength（MPa）

Measured value (MPa)Fig. 3 Analytical Results for Tensile
Strength Obtained from ChemicalComposition Regression Equation

(หน้า 18)การดาเนินการของสมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น

งานสัมมนาวิชาการด้านอาคารสูง ระหว่าง จีน - ญี่ปุ่น - เกาหลี
ประจาปี 2016งานสัมมนาวิชาการด้านอาคารสูง ระหว่าง จีน - ญี่ปุ่น - เกาหลี ประจาปี 2016ได้จัดขึ้นในวันที่ 8 กรกฎาคม 2016 ที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว ที่ประเทศญี่ปุ่น
โดยเป็ นการร่ วมกั น จั ดโดยคณะท างานด้ า นโครงสร้ างแห่ ง ประเทศญี่ ปุ่น CTBHU
คณะกรรมการต่างประเทศของสมาคมโครงสร้างเหล็กแห่งประเทศญี่ปุ่น สถาบันวิจัย
นวัตกรรมของสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว เวทีแห่งนี้เป็นงานสัมมนาวิชาการระหว่าง
ประเทศที่มุ่งหวังให้เป็นจุดเชื่อมโยงในด้านการปฎิบัติงาน ระหว่างสภาอาคารสูงและที่
อยู่อาศัยในเมือง (Council on Tall Buildings and Urban Habitat, CTBUH) และวิศวกรโครงสร้างตลอดจนผู้ที่สนใจ ในประเทศจีน เกาหลี และญี่ปุ่น โดยงานสัมมนา
วิชาการประจาปี 2016 นี้ได้จัดขึ้นเป็นครั้งที่สามต่อเนื่องจากปี 2014 ที่เมืองเซี่ยงไฮ้
และปี 2015 ที่กรุงโซล
ในงานสัมมนาวิชาการประจาปี 2016 ที่กรุงโตเกียว ศาสตราจารย์คาซุฮิโกะ คาไซจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว ได้ให้เกียรติเป็นผู้กล่าว keynote ภายใต้หัวข้อ
"สมรรถนะของระบบป้อ งกั น แผ่ น ดิ น ไหวส าหรั บอาคารสู ง ระฟ้ า และรายละเอี ยดประกอบ" โดยหลังจากนั้นก็ได้มีการนาเสนออีกเก้าหัวข้อโดยวิทยากรผู้เป็นตัวแทนจาก
ประเทศต่างๆ ทั้งสามประเทศ
การนาเสนอจากประเทศจีนครอบคลุมถึงการออกแบบโครงสร้างอาคาร ไชน่าซัน
ซึ่งมีความสูงถึง 500 เมตร ซึ่งได้มีระบบต้านทานแผ่นดินไหวทั้งระบบผนังรับแรงเฉือนที่ ไ ด้ มี ก ารเสริ ม ด้ ว ยองค์ อ าคารโครงสร้ า งเหล็ ก มี ก ารน าเสนออี ก 2 หั ว ข้ อ โดยผู้เชี่ยวชาญจากประเทศเกาหลี ประกอบไปด้วยการก่อสร้างอาคารล๊อตเต้เวิร์ลซึ่งมี
ความสูงถึง 555 เมตร และอาคารโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กสูง 400 เมตรที่เมืองปู
ซานโดยในส่ ว นของการน าเสนอโดยผู้ เ ชี่ ย วชาญจากประเทศญี่ ปุ่น ได้ มี ก ารแสดง
โครงการตั ว อย่ า งสองโครงการที่ เ กี่ ย วข้ อ งกั บ การปรั บ ปรุ ง อาคารเพื่ อ ต้ า นทานแผ่นดินไหวและการออกแบบโรงละครกินซ่า คาบูกิซ่า (โรงละครคาบูกิ)ในการนี้ ได้ มี วิ ศวกรนั ก วิ จั ยและนั ก ศึ ก ษากว่ า 150 คนเข้ า ร่ ว มในงานสั ม มนาวิชาการโดยได้มีการแลกเปลี่ยนทรรศนะอย่างต่อเนื่องตลอดวัน ในช่วงท้ายของงานสัม มนาศาสตราจารย์ เกี ยรติ คุณ อากิ ระ วาดะ จากสถาบัน เทคโนโลยีแ ห่ง โตเกี ยว(ประธาน CTBUH ของประเทศญี่ปุ่น) ได้เป็นผู้กล่าวคาขอบคุณ ผู้เข้าร่วมกิจกรรมทุก
ท่านที่ได้มีส่วนร่วมกับความสาเร็จของการจัดสัมมนาวิชาการในปี 2016 นี้ และกล่าว
นาถึงการจัดสัมมนาวิชาการในครั้งถัดไปที่กรุงปักกิ่งประเทศจีนในเดือนกันยายน 2017ในวันที่ 7 กรกฎาคม ซึ่งเป็นวันก่อนการจัดสัมมนาวิชาการ ได้มีการจัดดูงานนอก
สถานที่สาหรับสมาชิกของ CTBUH เพื่อร่วมสังเกตการณ์งานก่อสร้างอาคารสูงสองแห่ง
ในกรุงโตเกียว โดยผู้เข้าร่วมกิจกรรมได้แสดงความพึงพอใจอย่างมากต่อการศึกษาดูงาน
เทคโนโลยีเพื่อต้านทานแผ่นดินไหวขั้นสูงตัวอย่างเช่นตัวหน่วงปรับมวลที่ได้ติดตั้งใน
อาคารสูงสามชั้นติดกัน และการติดตั้งระบบแยกฐานที่ชั้น 25 ของอาคารสูง 40 ชั้นKeynote โดยศาสตราจารย์คาซุฮิโกะ คาไซ จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว
วันดูงานนอกสถานที่กอ่ นการสัมมนาวิชาการ

34

Keynote address by Professor Kazuhiko Kasaiof Tokyo Institute of Technology

Technical tour at the day before the Forum35การจัดงานสัมมนาวิชาการด้านโครงสร้างเหล็กย่านแปซิฟิค
(Pacific Structural Steel Conference, PSSC) ครั้งที่ 11ในช่วงระหว่างวันที่ 30-31 ตุลาคม 2016 ได้มีการจัดงานสัมมนาวิชาการด้าน
โครงสร้างเหล็กย่านแปซิฟิค (Pacific Structural Steel Conference, PSSC) ครั้งที่
11 ที่อาคารคราวน์ พลาซ่า เมื องเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน ด้วยการสนั บสนุ นของสมคม
โครงสร้างเหล็กแห่ งประเทศจีน โดยมีประเทศที่เ ข้าร่วมงานสั มมนามากมายหลาย
ประเทศ ซึ่งรวมถึง 11 ประเทศที่เป็นสมาชิกสภาสมาคมเหล็กโครงสร้างแห่งภาคพื้นแป
ซิฟิค (Pacific Council of Structural Steel Association, PCSSA) และ 18ประเทศจากทวีปยุโรป โดนมีจานวนวิทยานิพนธ์ที่ส่งเข้ามารวม 209 ฉบับ และมีผู้
นาเสนอรวม 123 ราย ซึ่งเป็นนาเสนอโดยชาวญี่ปุ่น จานวน 30 หัวข้อ รวมถึงหัวข้อ
1-8 ที่นาเสนอในวารสารฉบับนี้
หัวข้อที่ได้มีการนาเสนอในงาน PSSC ครั้งที่ 11 แสดงดังรูปข้างล่าง โดยหากพิ
จรณาหัวข้อที่ปรากฎ พบว่าหลายหัวข้อจะเกี่ยวข้องกับ ระบบการต่อโครงสร้าง และพฤติกรรมขององค์อาคารโครงสร้าง โดยในงานสัมมนามีหัวข้อที่สาคัญ 11 หัวข้อได้ถูก
นาเสนอโดยตัวแทนจากประเทศสมาชิก PCSSA 11 ประเทศโดยตัวแทนจากประเทศ
ญี่ปุ่นได้นาเสนอในหัวข้อ "2016.4 แผ่นดินไหวคุมาโมโตะในประเทศญี่ปุ่นและความ
เสียหายที่เกิดขึ้นกับโครงสร้าง" โดยโยโซะ ฟุจิโนะ ประธานสมาคมเหล็กก่อสร้างแห่ง
ประเทศญี่ปุ่น
นับตั้งแต่งานสัมมนา PSSC ครั้งแรกในปี 1986 ที่ประเทศนิวซีแลนด์ ทุกๆ 3 ปีประเทศสมาชิกจะสลับสับเปลี่ยนเป็นเจ้าภาพในการจัดกิจกรรม ซึ่งงานสัมมนาครั้ง
ต่อไปจัดขึ้นในปี 2019 ที่ประเทศญี่ปุ่น โดยเป็นงานสัมมนาครั้งที่ 12 และเป็นครั้งแรก
นับตั้งแต่ได้เป็นผู้จัดงานครั้งที่ 3 เมื่อ 27 ปีก่อนในปี 1992 ด้วยเหตุที่งานสัมมนาที่จะ
จัดขึ้นนี้ จะเป็นกิ จกกรมที่ จัดก่อนมหกรรมโตเกียวโอลิมปิ คเกมส์ 2020 จึ งมีความ
เป็นไปได้ว่า จะมีการจัดเยี่ยมชมการก่อสร้างสนามกีฬาและอาคารต่างๆ แห่งใหม่ๆ
โดยรอบ ในท้ายที่สุด เราหวังว่าจะได้รับการสนับสนุนและความร่วมมือจากชาวญี่ปุ่น
รุ่นใหม่ๆ ที่จะได้เข้ามาช่วยเตรียมการ งานสัมมนาวิชาการ PSSC ครั้งที่ 12 ในปี 2019ที่ประเทศญี่ปุ่นนี้
พิธีการมอบธงผูจ้ ัดงาน PSSC จากประเทศจีนให้กับประเทศญี่ปุ่น
หัวข้องานสัมมนาวิชาการด้านโครงสร้างเหล็กย่านแปซิฟิค (Pacific Structural Steel
Conference, PSSC) ครั้งที่ 11 (จานวนวิทยานิพนธ์ที่สง่ : 209 ฉบับ)36สารจากประธานคณะกรรมการการต่างประเทศ
ฮิโรชิ คัทซึชิ ประธานคณะกรรมการการต่างประเทศ (อาจารย์ มหาวิทยาลัยแห่งชาติโยโกฮามา)สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่ง ประเทศญี่ปุ่น ได้ดาเนินกิ จกรรมมากมาย ตั้งแต่การ
สารวจ การวิจัย และการพัฒนาเทคโนโลยี โดยมุ่งหวังให้เกิ ดการใช้โครงสร้างเหล็กที่
เพิ่มมากขึ้น และเกิดการพัฒนาด้านเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ตลอดจนการประสานความร่ว มมื อ กั บหน่ ว ยงานที่ เ กี่ ยวข้ อ งในประเทศต่ า งๆ ซึ่ ง ด้ ว ยวั ต ถุ ประสงค์ หลั ก ในการ
เผยแพร่เทคโนโลยีด้านงานก่อสร้างโครงสร้างเหล็กในประเทศญี่ปุ่น เพื่อสร้างตลาดใน
ต่างประเทศ คณะกรรมการการต่างประเทศ สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น
หรือ Japanese Society of Steel Construction (JSSC) จึงเป็นผู้จัดทาเนื้อหาต่างๆ
ในนิตยสารฉบับที่ 50 นี้นิตยสารฉบับที่ 50 ได้กล่าวถึง รางวัลผลงานที่เป็นเลิศและวิทยานิพนธ์ที่โดดเด่น
ในด้านงานก่อสร้างด้วยโครงสร้างเหล็ก เกณฑ์การส่งเสริมจากภาครัฐเพื่อสนับสนุนให้
ปรับปรุงโครงสร้างเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว การใช้งานระบบแยกฐาน เพื่อลดแรงจาก
แผ่นดินไหว การจาแนกวิธีการปรับปรุงโครงสร้างต้านทานแผ่นดินไหว ตัวอย่างการ
ปรับปรุงโครงสร้างอาคารและสะพานเพื่อต้านทานแผ่น ดินไหว ทั้งวิธีการเสริมกาลัง
และการติดตั้งอุปกรณ์ลดผลกระทบประเภทต่างๆ และนอกจากนี้ในนิตยสารฉบับที่ 50นี้ยังได้กล่าวถึงผลการวิจัยด้านการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมอีกด้วย
สาหรับกิจกรรมระหว่างประเทศในปี 2016 นั้น สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศ
ญี่ปุ่นได้มี การจัด นิท รรศการด้า นอาคารสูง โดยสภาอาคารสู งและที่ อยู่อาศั ยในเขต
ชุมชน ที่สถาบัน เทคโนโลยีแห่ง โตเกียว ตลอดจนการสัมมนาวิ ชาการ ที่ชื่อ Pacific
Structural Steel Conference (PSSC) ครั้งที่ 11 ที่เมืองเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน ในเดือน
ตุลาคม โดยสาหรับงานสัมมนาครั้งที่ 12 สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น ในประเทศญี่ปุ่น ในปี 2019 ในการนี้ สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่นก็อยากจะ
ขอเรียนเชิญ ผู้สนใจเข้า ร่วมกิจกรรมดังกล่าว ซึ่ งในปีต่อมา กรุงโตเกียวจะมีการจั ดมหกรรมโอลิมปิกขึ้น
ในท้ายที่สุดนี้ จึงอยากจะขอขอบพระคุณที่ท่านได้ให้ความสนใจกับกิจกรรมของ
สมาคมเหล็กก่อสร้างแห่งประเทศญี่ปุ่น และอยากจะเรียนขอความเห็นจากท่านตามที่
ท่านจะสามารถให้ความอนุเคราะห์ได้ต่อไป

37

Proceedings at 11th Pacific Structural Steel Conference by Topic(Total number of theses submitted: 194)
Topic 1: High-rise Building and Space
Structure (10)Topic 2: Bridge, Tower, Marine and Boiler (10)Topic 3: Composite Structure (16)Topic 4: Connection Behavior (35)Topic 5: Member Behavior (41)Topic 6: Analytical and Experimental
Methods (39)

Delivery ceremony for PSSC flag from China toJapan

Topic 7: Design Concept and Method (18)Topic 8: New Technology and Material (25)

Hiroshi Katsuchi, Chairman, International
Committee of JSSC (Professor, Yokohama
National University)

38

No. of theses submitted
No. of presentations given
Of which, theses andpreservations from Japan