3นศ.ปี4 มจธ.คิดนวัตกรรม HYSCต้านแผ่นดินไหวตึกไม่พัง

นักศึกษา มจธ. คิดค้นโครงสร้างต้านทานแผ่นดินไหวระบบ HYSC วิธีเชื่อมต่อเสากับฐานรากแบบใหม่ สลายพลังงานจากแผ่นดินไหว ลดความเสียหายของโครงสร้างหลัก คืนตัวสู่ตำแหน่งเดิม

จากเหตุแผ่นดินไหวขนาด 8.2 แมกนิจูดในเมียนมาเมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2568 ที่แรงสั่นสะเทือนรับรู้ได้24 จังหวัด รวมถึงกรุงเทพฯ เกิดความสูญเสียครั้งใหญ่ นักศึกษาชั้นปีที่ 4 จากภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)  ได้แก่ นายศิรวิทย์ เทียนทอง (นัท) นายนภัสกร วงษ์หิรัญ (ฟาโรห์) และนายปาณทัช ทองอู๋ (ทัช) ได้พัฒนาโครงการวิจัย Seismic Performance of Self-Centering Column-Foundation Connections with Energy Dissipating Bolts หรือ การศึกษาพฤติกรรมการต้านทานแผ่นดินไหวของรอยต่อเสา-ฐานราก ระบบคืนศูนย์ด้วยตนเองทำงานร่วมกับสลักเกลียวสลายพลังงาน  นวัตกรรมที่จำกัดความเสียหายให้อยู่เฉพาะจุดเชื่อมต่อของโครงสร้างระบบสำเร็จรูป (Precast system) แทนที่จะกระจายไปสู่โครงสร้างหลักอย่างเสาและคาน ซึ่งซ่อมแซมยาก ค่าใช้จ่ายสูงกว่า โดยได้รับการดูแลอย่างใกล้ชิดจาก ผศ. ดร.เอกชัย อยู่ประเสริฐชัย อาจารย์ที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านโครงสร้าง

งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาระบบเชื่อมต่อระหว่างเสากับฐานรากแบบใหม่ เรียกว่า Hybrid Column Shoe Connection (HYSC) สามารถสลายพลังงานจากแผ่นดินไหว ลดความเสียหายของโครงสร้างหลัก คืนตัวสู่ตำแหน่งเดิมหลังการสั่นไหวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการเชื่อมต่อแบบแห้ง (dry connection) ด้วยลวดอัดแรงแบบดึงทีหลัง (post-tensioned tendons) และสลักเกลียวช่วยสลายพลังงาน (energy-dissipating bolts) เพิ่มความยืดหยุ่น ปลอดภัย ลดต้นทุนรวมถึงระยะเวลาก่อสร้าง

“ระบบ HYSC ออกแบบให้ควบคุมความเสียหายเฉพาะบริเวณรอยต่อระหว่างเสากับฐานรากเท่านั้น ไม่ส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบโครงสร้างหลัก เช่น ตัวเสาหรือฐานราก การใช้ลวดอัดแรงแบบดึงทีหลังประมาณ 50% ของกำลังประลัย ( (Strength) ค่าแสดงความแข็งแรงของคอนกรีตที่รับแรงกดทับ)ช่วยเพิ่มความสามารถการคืนรูปของโครงสร้างหลังจากได้รับแรงแผ่นดินไหว เช่นเดียวกับการออกแบบสลักเกลียว (bolts)  ให้มีขนาดหน้าตัดลดลงอย่างเหมาะสม เพื่อสลายพลังงานจากการสั่นไหว ก่อนจะเกิดความเสียหายต่อเสา โครงสร้าง จึงฟื้นตัวได้ โดยไม่ต้องรื้อถอนหรือซ่อมแซมในวงกว้าง ลดต้นทุนและเวลาสำหรับการก่อสร้างและการบำรุงรักษาในระยะยาว” นายปาณทัช ทองอู๋ เล่าถึงแนวคิดหลักของงานวิจัย

นายศิรวิทย์ เทียนทอง เสริมว่า ระบบ HYSC พัฒนาขึ้น โดยอิงสถานการณ์จริงของอาคารพาณิชย์ขนาด 3 ชั้นในจังหวัดเชียงราย พื้นที่ที่เคยประสบภัยแผ่นดินไหวในปี 2557 ครั้งนั้นอาคารส่วนใหญ่เสียหายที่จุดต่อ ไม่สามารถกลับมาใช้งานได้ทันที แม้โครงสร้างยังคงแข็งแรง นวัตกรรมนี้จึงเป็นการยกระดับมาตรฐานความปลอดภัยของอาคารในพื้นที่เสี่ยง โดยเฉพาะอาคารที่มีงบประมาณจำกัด ไม่สามารถใช้ระบบที่มีต้นทุนสูงเช่นในต่างประเทศได้

“เราทดลองเทียบกับระบบเดิมที่ใช้อยู่ พบว่าระบบ HYSC ควบคุมความเสียหายให้อยู่แค่ตรงจุดต่อ ไม่ลามไปถึงเสาแบบระบบ Monolithic Shoe Connection (MOSC) ซึ่งเป็นระบบแบบเดิม โครงสร้างคืนตัวได้หลังจากเกิดการเคลื่อนตัวทางข้างถึง ±4.5% ซึ่งระบบ MOSC ทำไม่ได้ โดย HYSC ดูดซับพลังงานได้มากขึ้น จากเดิมสลายพลังงานได้แค่ 12.5% เพิ่มเป็น 22.5% โดยความแข็งแรงรวมไม่ได้ลดลง” นายนภัสกร วงษ์หิรัญ กล่าวถึงผลการทดสอบ

ผศ. ดร.เอกชัย อาจารย์ที่ปรึกษา กล่าวว่าสิ่งที่นักศึกษาเรียนรู้จากโครงการนี้ ไม่ใช่แค่ทฤษฎี แต่เป็นการนำความรู้ไปแก้ปัญหาจริง ด้วยกระบวนการคิด ทดลอง เรียนรู้จากความผิดพลาด คือหัวใจของวิศวกรรมศาสตร์ และเป็นเป้าหมายของภาควิชาที่ต้องการสร้างบัณฑิตที่พร้อมทำงานจริงในภาคอุตสาหกรรม ผลงานนี้แสดงให้เห็นว่า การออกแบบโครงสร้างที่รับแรงแผ่นดินไหวได้ ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาเทคโนโลยีราคาแพงจากต่างประเทศเสมอไป วิศวกรไทยควรมีทางเลือกในการออกแบบที่ยืดหยุ่น ใช้วัสดุในประเทศ ต้นทุนไม่สูง และเหมาะกับบริบทของพื้นที่เสี่ยงในประเทศไทย

งานวิจัยนี้ยังอยู่ในระดับการทดลอง แต่ผลลัพธ์ที่ได้ แสดงให้เห็นศักยภาพเพื่อการต่อยอดใช้จริง โดยเฉพาะเมื่อภาครัฐและเอกชนให้ความสำคัญกับมาตรฐานความปลอดภัยทางโครงสร้างที่สามารถลดความเสียหายและความสูญเสียจากแผ่นดินไหวทั้งในด้านเศรษฐกิจและคุณภาพชีวิตของคนไทย นวัตกรรมที่พัฒนาโดยนักศึกษาวิศวกรรมโยธา มจธ. ในครั้งนี้ จึงไม่ใช่เพียงแค่การ “ออกแบบจุดเชื่อมต่อ” แต่คือการ “เชื่อมโยงสู่อนาคต” ที่ปลอดภัยของคนไทยจากภัยแผ่นไหวที่อาจเกิดขึ้นอีก