WEBVTT 00:00:07.080 --> 00:00:10.586 แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ที่น่ากลัว มาโดยตลอด 00:00:10.586 --> 00:00:14.051 และมันก็ยิ่งก่อหายนะมากขึ้น เมื่อเมืองของเราใหญ่ขึ้น 00:00:14.051 --> 00:00:17.720 กับอาคารถล่มนั้น เป็นหนึ่งในความเสี่ยงที่มากที่สุด 00:00:17.720 --> 00:00:20.279 ทำไมอาคารถึงถล่ม ในเหตุการณ์แผ่นดินไหว 00:00:20.279 --> 00:00:22.756 และจะป้องกันมันได้อย่างไร 00:00:22.756 --> 00:00:24.994 ถ้าคุณเคยดูหนังภัยพิบัติมาเยอะมากๆ 00:00:24.994 --> 00:00:26.101 คุณคงมีความคิดที่ว่า 00:00:26.101 --> 00:00:29.573 อาคารถล่มมีสาเหตุโดยตรงจากใต้พื้นดิน 00:00:29.573 --> 00:00:32.977 สั่นสะเทือนอย่างรุนแรง หรือแม้แต่แยกออกจากกัน 00:00:32.977 --> 00:00:35.298 แต่นั้นไม่ใช่สิ่งที่มันเกิดขึ้น 00:00:35.298 --> 00:00:39.374 อย่างแรก อาคารส่วนใหญ่ ไม่ได้ตั้งอยู่บนรอยเลื่อน 00:00:39.374 --> 00:00:43.966 และแผ่นเปลือกโลกที่เคลื่อนที่นั้น อยู่ลึกลงไปในผิวโลกมากกว่าฐานรากของตึก 00:00:43.966 --> 00:00:46.316 แล้วมันเกิดอะไรขึ้นกันแน่ 00:00:46.316 --> 00:00:50.077 อันที่จริงแล้ว ความจริงเรื่องแผ่นดินไหว และผลกระทบต่ออาคาร 00:00:50.077 --> 00:00:52.065 ซับซ้อนมากกว่านั้นเล็กน้อย 00:00:52.065 --> 00:00:55.282 เพื่อให้เราเข้าใจง่าย สถาปนิกและวิศวกรเลือกใช้แบบจำลอง 00:00:55.282 --> 00:00:59.778 เป็นแนวเส้น 2 มิติแทนเสาและคาน 00:00:59.778 --> 00:01:05.432 หรือใช้ลูกกลมๆบนแท่งเสา เพื่อจำลองมวลของอาคาร 00:01:05.432 --> 00:01:09.280 ถึงแม้จะทำให้มันเข้าใจง่ายขนาดนี้ แต่แบบจำลองนี้กลับมีประโยชน์มาก 00:01:09.280 --> 00:01:12.009 ช่วยทำนายการตอบสนอง ของอาคารต่อแผ่นดินไหว 00:01:12.009 --> 00:01:14.553 ซึ่งโดยพื้นฐานเกี่ยวกับหลักฟิสิกส์ 00:01:14.553 --> 00:01:16.868 การถล่มส่วนมากที่เกิดขึ้นระหว่างแผ่นดินไหว 00:01:16.868 --> 00:01:20.332 ไม่ได้เกิดโดยตรงจากแผ่นดินไหว 00:01:20.332 --> 00:01:23.259 แต่เมื่อพื้นดินขยับใต้อาคาร 00:01:23.259 --> 00:01:26.284 มันทำให้รากฐานอาคารและชั้นล่างๆเคลื่อนที่ 00:01:26.284 --> 00:01:28.975 ทำให้เกิดคลื่นกระแทกส่งไปยัง โครงสร้างส่วนที่เหลือ 00:01:28.975 --> 00:01:31.834 และส่งผลให้อาคารนั้นสั่นไปสั่นมา 00:01:31.834 --> 00:01:36.136 ความรุนแรงของการสั่นสะเทือน ขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัยหลัก 00:01:36.136 --> 00:01:39.196 มวลของอาคาร ที่รวมกันอยู่ด้านล่าง 00:01:39.196 --> 00:01:40.568 และความแข็งของอาคาร 00:01:40.568 --> 00:01:44.595 ซึ่งก็คือแรงที่ต้องใช้ ในการทำให้เกิดการเลื่อนตัว 00:01:44.595 --> 00:01:48.155 รวมถึงประเภทของวัสดุของตึก และรูปร่างของเสา 00:01:48.155 --> 00:01:51.207 ความแข็งส่วนมาก เกี่ยวข้องกับความสูง 00:01:51.207 --> 00:01:54.105 อาคารที่เตี้ยกว่า จะแข็งกว่าและสั่นน้อยกว่า 00:01:54.105 --> 00:01:57.347 ในขณะที่อาคารที่สูงกว่านั้น จะยืดหยุ่นได้มากกว่า 00:01:57.347 --> 00:02:00.557 คุณอาจจะคิดว่า ทางออกคือสร้างอาคารให้เตี้ยเข้าไว้ 00:02:00.557 --> 00:02:02.843 เพื่อให้มันสั่นให้น้อยที่สุด 00:02:02.843 --> 00:02:08.700 แต่แผ่นดินไหวในปี 1985 ที่เม็กซิโก เป็นตัวอย่างที่ดีว่าทำไมจึงไม่เป็นเช่นนั้น 00:02:08.700 --> 00:02:09.812 ตอนช่วงแผ่นดินไหว 00:02:09.812 --> 00:02:14.022 อาคารความสูงระหว่าง 6 ถึง 15 ชั้น ถล่มลงมามากมาย 00:02:14.022 --> 00:02:17.999 แต่ที่น่าแปลกคือ อาคารที่เตี้ยกว่ากลับยังตั้งอยู่ได้ 00:02:17.999 --> 00:02:22.405 อาคารที่สูงกว่า 15 ชั้น ก็เสียหายไม่มาก 00:02:22.405 --> 00:02:24.555 และอาคารความสูงกลางๆที่ถล่มลงมานั้น 00:02:24.555 --> 00:02:28.730 พบว่ามันสั่นอย่างรุนแรง มากกว่าแผ่นดินไหวเสียอีก 00:02:28.730 --> 00:02:30.590 มันเป็นไปได้อย่างไร 00:02:30.590 --> 00:02:34.322 คำตอบมันเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า "ความถี่ธรรมชาติ" 00:02:34.322 --> 00:02:35.988 ในการสั่นสะเทือน 00:02:35.988 --> 00:02:41.581 ความถี่ คือจำนวนครั้งที่เคลื่อนที่ กลับไปกลับมาใน 1 วินาที 00:02:41.581 --> 00:02:43.731 เป็นส่วนกลับของ "คาบ" 00:02:43.731 --> 00:02:47.520 ซึ่งคือ มันใช้เวลากี่วินาที เพื่อให้จบการเคลื่อนที่ 1 รอบ 00:02:47.520 --> 00:02:51.763 และความถี่ธรรมชาติของอาคารนั้นขึ้นอยู่กับ มวลและความแข็งของมัน 00:02:51.763 --> 00:02:55.330 คือความถี่ที่ตึกมันสั่นเอียงไปรอบๆ 00:02:55.330 --> 00:03:00.277 การเพิ่มมวลของตึกจะทำให้ อัตราการสั่นตามธรรมชาติลดลง 00:03:00.277 --> 00:03:03.835 ในขณะที่ถ้าเพิ่มความแข็ง จะทำให้สั่นเร็วขึ้น 00:03:03.835 --> 00:03:06.192 ดังนั้น สมการที่ใช้อธิบายความสัมพันธ์ 00:03:06.192 --> 00:03:09.911 ความแข็งและความถี่ธรรมชาติ จึงมีสัดส่วนตามกัน 00:03:09.911 --> 00:03:14.184 ในขณะที่มวลและความถี่ธรรมชาติ กลับมีสัดส่วนผกผันกัน 00:03:14.184 --> 00:03:17.658 สิ่งที่เกิดขึ้นใน กรุงเม็กซิโก เป็นผลมาจาก "การกำทอน" 00:03:17.658 --> 00:03:20.198 เกิดขึ้นเมื่อความถี่ของคลื่น จากแผ่นดินไหว 00:03:20.198 --> 00:03:24.535 ไปตรงกับความถี่ธรรมชาติของตึกขนาดกลาง 00:03:24.535 --> 00:03:27.456 เหมือนการผลักชิงช้าที่คำนวนเวลามาอย่างดี 00:03:27.456 --> 00:03:31.211 แต่ละคลื่นที่เกิดขึ้นจะทำให้ การสั่นสะเทือนของตึกรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ 00:03:31.211 --> 00:03:33.052 ในทิศทางเดิม 00:03:33.052 --> 00:03:36.616 ทำให้ตึกไหวโยกมากขึ้นเรื่อยๆ 00:03:36.616 --> 00:03:41.303 จนในที่สุดก็เกินขีดจำกัด ที่อาคารจะรองรับได้ 00:03:41.303 --> 00:03:44.685 ทุกวันนี้ วิศวกรทำงานร่วมกับนักธรณีวิทยา และผู้เชี่ยวชาญแผ่นดินไหว 00:03:44.685 --> 00:03:48.702 เพื่อทำนายความถี่ของแผ่นดินไหว ที่ตำแหน่งที่จะสร้างตึก 00:03:48.702 --> 00:03:51.626 เพื่อที่จะลดการถล่มเนื่องจากการเกิดกำทอน 00:03:51.626 --> 00:03:55.023 โดยใช้ประเภทของดิน และรอยเลื่อนมาร่วมพิจารณา 00:03:55.023 --> 00:03:57.947 รวมทั้งข้อมูลจากแผ่นดินไหวครั้งก่อนๆ 00:03:57.947 --> 00:04:00.997 ความถี่ต่ำจะสร้างความเสียหาย กับตึกที่สูงกว่า 00:04:00.997 --> 00:04:02.865 และตึกที่ยืดหยุ่นกว่า 00:04:02.865 --> 00:04:05.789 ในขณะที่การสั่นความถี่สูง กลับเป็นภัยมากกว่า 00:04:05.789 --> 00:04:08.553 ต่อโครงสร้างที่เตี้ยเและแข็งกว่า 00:04:08.553 --> 00:04:11.316 วิศวกรยังได้คิดค้นวิธีการดูดซับแรงกระแทก 00:04:11.316 --> 00:04:14.947 และจำกัดการเปลี่ยนแปลงผิดรูป โดยใช้ระบบนวัตกรรม 00:04:14.947 --> 00:04:17.423 การแยกฐานรากโดยใช้ชั้นของตึกที่ยืดหยุ่น 00:04:17.423 --> 00:04:21.346 เพื่อแยกการเลื่อนตัวของฐานราก ออกจากตัวอาคารที่เหลือ 00:04:21.346 --> 00:04:25.225 ในขณะที่ระบบมวลลดการสั่น จะหักล้างการเกิดกำทอน 00:04:25.225 --> 00:04:28.536 โดยสั่นในทิศตรงข้าม ด้วยความถี่ที่เท่ากับความถี่ธรรมชาติ 00:04:28.536 --> 00:04:30.303 เพื่อลดการสั่นสะเทือน 00:04:30.303 --> 00:04:33.835 ในตอนท้ายสุด อาคารที่แข็งแรงที่สุด จะไม่ใช่อาคารที่ยังตั้งอยู่ 00:04:33.835 --> 00:04:35.477 แต่เป็นที่อาคารฉลาดที่สุดต่างหาก