Offshore Tubular Joint Classification

K. Kurojjanawong

4-Feb-2014

Tubular Joint ในงานโครงสร้าง ไม่ว่าจะเป็นงานบนฝั่งหรืองานนอกชายฝั่ง สามารถจำแนกออกเป็นประเภท หลักๆ ได้ 3 แบบ คือ แบบ K, แบบ Y (ในบางกรณีเรียกว่า แบบ T) หรือ แบบ X

โดยแต่ละแบบจะไม่กำลังไม่เท่ากันโดยเฉพาะ แบบ X ที่กำลังต่ำมาก ไม่เป็นที่พึงปราถนาของวิศวกร แล้วสมการในการคำนวณกำลังของจุดต่อ ก็คนละเรื่องกันเลย ไม่เกี่ยวข้องกัน งั้นเราจะต้องรู้เองว่าจุดต่อ แบบนี้ ควรจะใช้สมการไหน โดยในบางครั้งจะไม่สามารถจำแนกได้แน่นอนว่าเป็นจุดต่อ แบบไหน ทำให้มีการจำเป็นต้อง ถ่วงน้ำหนักในแต่ละแบบ เพื่อให้ได้กำลังของจุดต่อที่ต้องการด้วย

ผมให้คีย์เวิรด์ในการจำแนกประเภทจุดต่อของท่อแบบง่ายๆ ตามมาตราฐานของ API RP2A ตามข้างล่างแล้วกัน

แบบ K – Load จาก brace ที่สนใจ จะโดน balance ออกไปด้วย brace อีกอันหนึ่งที่อยู่ในฝั่งเดียวกัน แล้วต้องอยู่ใน plane เดียวกันด้วย ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 ตัวอย่างจุดต่อแบบ 100% K

ที่ควรรู้อีกอย่างคือการจัดรูปแบบของจุดต่อมี hierarchy คือ K, Y แล้วค่อย X เช่น ในรูปที่ 1 ขวาสุด สามารถมองเป็น X ก็ได้ K ก็ได้ งั้น K มีลำดับความสำคัญสูงกว่า X งั้นพิจารณาจุดต่อนี้ให้เป็น K

แบบ Y – Load จาก brace ที่สนใจ จะโดน balance ออกไปด้วย beam shear ใน chord  ดังแสดงในรูปที่ 2

ปล. แบบ T – คือแบบเดียวกับ แบบ Y เพียงแต่มุมในการเข้าต่อจะเป็นมุมฉาก ทำให้มีลักษณะเหมือนตัว T ทำให้บางครั้งจะเรียกว่า แบบ T แต่ใช้สมการในการคำนวณแบบเดียวกัน เพียงแต่มุมในสมการจะเป็น 90 องศา

รูปที่ 2 ตัวอย่างจุดต่อแบบ 100% Y

แบบ X – Load จาก brace ที่สนใจ จะโดน balance ออกไปด้วย brace อีกอันหนึ่งที่อยู่คนละฝั่ง แต่อยู่ใน plane เดียวกัน ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 ตัวอย่างจุดต่อแบบ 100% X

แบบ Mix

ในกรณีที่ load ไม่ได้โดน balance ออกไปหมด 100% มันจะกลายเป็น จุดต่อแบบลูกผสม ให้เอา capacity ของแต่มาถ่วงน้ำหนักกันตามการกระจายของ load เพื่อให้ได้ capacity ของ joint นั้นๆ

ตัวอย่าง

รูปที่ 4 จะเห็นว่า horizontal brace เข้ามา 500 ตัว diagonal ดึงออก 1400 แตกมาแกนนอนจะได้ 1000 แสดงว่าโดน balance ด้วย brace ที่อยู่แกนนอน ในระนาบเดียวกัน 500 งั้นตัวนอนจะเป็น 100% K Type ส่วนที่เหลือจะโดน balance จาก beam shear ใน Chord อีก 500 งั้น ตัว diagonal joint นี้จะเป็น 50% K Type + 50%Y Type ตัว capacity ของ diagonal ต้องคำนวณจากทั้งแบบ K และ แบบ Y แล้วเอามาถ่วงน้ำหนักเป็นกำลังของจุดต่อ

รูปที่ 4 ตัวอย่างจุดต่อแบบ Mix

รูปที่ 5 จะเห็นว่า ด้านซ้าย ตัวนอนเข้ามา 500 แต่ด้านขวาดึงออก 500 อย่างนี้ยังไม่ใช่ X นะ ถ้าพิจารณาแค่สองตัวนี้ หลายคนอาจจะคิดว่ามันเป็น X แล้ว แต่จริงๆ ไม่ใช่ เพราะ load มันไปทางเดียวกัน ไม่ balance

ตัว diagonal ตัวบนดึงออก 1400 แตกมาแกนนอนได้ 1000 แสดงว่า ไป balance ตัว brace ฝั่งซ้ายที่เข้ามา 500 งั้นตัว ซ้ายจะเป็น 100% K Type แต่ยังเหลือแรงดึงออกอีก 500 ซึ่งจะไป balance กับ ตัว brace ฝั่งขวาที่ดึง ออก 500 พอดี งั้นตัวขวาจะเป็น 100% X Type ส่วนตัว diagonal จะเป็น 50% K Type + 50% X Type ตัว capacity ของ diagonal ต้องคำนวณจากทั้งแบบ K และ แบบ X แล้วเอามาถ่วงน้ำหนักเป็นกำลังของจุดต่อ

รูปที่ 5 ตัวอย่างจุดต่อแบบ Mix

งั้นพึงระลึกไว้ว่าแบบของจุดต่อเป็น load dependent ถ้า load pattern ในจุดต่อเปลี่ยนก็อาจจะทำให้แบบของจุดต่อเปลี่ยนไปด้วย งั้นในกรณีที่มี หลาย load combination ที่จุดต่อเดียวกัน ในแต่ละ load combination ไม่จำเป็นจะต้องเป็นจุดต่อประเภทเดียวกัน