DAF Spectral vs DAF SDOF


DAF Spectral vs DAF SDOF

K.Kurojjanawong

11-June-2015

ช่วงนี้ว่างผมเลยรันดูว่าที่หนังสือมันว่ามันถูกรึป่าว รูปบนผมตัดมาจากจาก ABS Dynamic Analysis Procedure for Self-Elevating Unit, Feb 2014.

สองรูปล่างผมรันเอง จากโครงสร้างที่มี 1st mode Tn ประมาณ 4 วินาที มีสองแบบ คือ Random Wave Dynamic Analysis in Frequency Domain (Spectral Analysis) กับ ใช้ สมการ SDOF ในการคำนวณหา DAF

จะเห็นว่าเค้าบอกว่า SDOF มันไม่ conservative สำหรับ ช่วง ratio Tn/T ช่วงหนึ่ง แต่จะให้ค่า conservative มากเมื่อเข้าใกล้ resonance (Tn/T ->1.0)

ดูรูปล่างสุด ผม plot ที่ critical damping = 2% จะเห็นว่าที่ 0.4 < Tn/T < 0.9 หรือ Tn/T >1.1 DAF SDOF ที่อยู่ในช่วงนี้จะต่างจาก DAF ที่คำนวณจาก Spectral บางจุดสูงถึงเกินเท่าตัว

คนที่ใช้ DAF SDOF อยู่ควรต้องระวังมั้ย ?

คิดว่าคงไม่ต้องระวังมาก เพราะว่า ปกติ ในอ่าวไทย Tp อยู่ประมาณร 7 วินาที และ 10 วินาที สำหรับ พายุ 1 ปี และ 100ปี

ถ้าเราทำให้ โครงสร้างมีคาบอยู่ประมาณ 2.5 วินาที ซึ่งก็เห็นได้ทั่วไป ใน wellhead ที่อยู่ในอ่าวไทย เราจะได้ Tn/T อยู่ประมาณ 0.3 สำหรับ พายุ 100ปี และ 0.4 สำหรับพายุ 1ปี แต่ปกติ พายุ 100ปี มัน dominate อยู่แล้ว งั้น DAF SDOF กับ DAF Spectral แทบจะไม่ต่างกัน งั้นคงไม่ต้องกังวลมาก

แต่ควรต้องระวังสำหรับ พวก CPP ที่ topsides หนักๆ คิดว่าคาบอาจจะถึง 3.5 วินาที ทำให้ Tn/T มันเข้าไปใกล้ 0.4 สำหรับพายุ 100ปี ทำให้การใช้ DAF SDOF น่าจะไม่ conservative ควรที่จะให้วิธีที่ advance ขึ้นในการคำนวณจาก DAF และ inertia load อย่างเช่น Frequency Domain หรือถ้า มัน critical มาก ควรจะทำ Random Wave Dynamic Analysis in Time Domain เพื่อจะหาค่าทางสถิติมาคำนวณหา DAF ที่ถูกต้อง

ข้อควรระวังอีกอย่างคือ ปกติ DAF มันมีทั้ง Base Shear และ Overturning Moment เพราะ Phase มันไม่ตรงกัน การใช้ DAF จาก base shear อย่างเดียว อาจจะไม่ conservative โดยเฉพาะกับ pile penetration depth ซึ่ง SDOF มันทำไม่ได้ เราจึงต้องไปทำอะไรที่มัน complex ขึ้น แล้วใช้ DAF BS ไปใช้ คำนวณหา Additional OTM ที่เกิดจาก DAF BS แล้วไปหักออกจาก Additional OTM ที่เกิดจาก DAF OTM แล้วก็ไปใส่เป็น OTM correction Factor บวกเข้าไปเพิ่มอีก

บางคนเลือกที่จะคำนวณ DAF จาก Deterministic Wave อย่าง 100Yr Hmax ต้องบอกว่า ไม่ควรทำเป็นอย่างยิ่ง เพราะ ค่าจะโดดออกไปอย่างน่าตกใจ บางครั้งเกิน 20-30% ของที่ควรจะเป็น ถ้าไม่อยากทำอะไรยากเกินไป เลือกที่จะใช้ DAF จาก SDOF ยังดีกว่าที่จะไปรัน Dynamic ด้วย Deterministic Wave เพื่อเอา DAF ออกมา อย่างไรก็ดี มัน Conservative ครับ

ในอ่าวไทย ผมคิดว่า dynamic effect คงไม่น่ากลัวเท่าไร เพราะ inplace มัน driven design เกือบทั้งหมด ถ้าจะทำให้ผ่าน ก็ต้องใช้ขนาดใหญ่ ทำให้ปกติมันก็กด natural period ของโครงสร้างลงไปโดยอัตโนมัติ แต่พวก Minimum Facilities Platform (MFP) ที่ไปรีดมันมากๆ อาจจะเห็น Tn สูงถึง 3.5 วินาที พวกนี้ คงต้องระวัง คิดว่าทำแค่ Eigen value เพื่อหา Tn มาคำนวณ DAF ด้วย SDOF คงไม่น่าจะเพียงพอ น่าจะ underdesign แต่ถ้าจะกด Tn มันลง มันก็คงจะเรียกว่า MFP ไม่ได้

ดูทางขวามือของรูปจะเห็นว่า DAF SDOF มันต่ำกว่า DAF Spectral มาก เมื่อ Tn/T สูงๆ งั้น พวก Compliant Tower หรือ โครงสร้างอะไรที่ คาบสูงมาก ๆ อย่าง 20-30 วินาที เอา DAF SDOF ไปใช้ไม่ได้นะครับ ต้องหา มาจาก Random wave analysis ไม่ว่าจะเป็น Frequency หรือ Time domain

daf-spectral-vs-sdof

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s