โปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้างตัวแรกในโลก K.Kurojjanawong 13-May-2024 โปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้างนั้นมีมากมายหลากหลายบริษัทที่พัฒนาออกมาให้ได้ใช้กัน บางตัวก็ค่อนข้างเจาะจงสำหรับโครงสร้างแต่ละชนิด เช่น มีออฟชั่นพิเศษให้เลือกใช้ที่อาจจะไม่มีในโปรแกรมอื่น แต่โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกันทั้งหมด แค่แตกต่างกันโดยรายละเอียดและการประยุกต์ใช้เท่านั้น ดังนั้นถ้าเข้าใจหลักการพื้นฐานก็สามารถจะใช้ได้ทุกโปรแกรม โปแกรมวิเคราะห์โครงสร้างอาจจะมีคนรู้จักหลายตัว แต่ตัวที่เป็นตัวแรกในโลกที่เป็นที่รู้จักกันสาธารณะจริงๆอาจจะไม่มีใครรู้ว่ามันคือตัวไหนกันแน่ แล้วยังคงมีให้ใช้อยู่หรือไม่ ผมไม่คอนเฟิร์มนะครับว่าคือตัวนี้ แต่ส่วนตัวผมคิดว่าคือ "IBM FRAN" ย่อมาจาก IBM Framed Structure Analysis Program ซึ่งต้องรันบนเครื่อง IBM 7090-7094 ที่ถือว่า 'สาธารณะ'จริงๆ เพราะขายให้ทุกบริษัทที่สนใจซื้อไปใช้ตั้งแต่ก่อนยุค 60 IBM FRAN แต่ถ้าเอาโปรแกรมแรก น่าจะเป็น SAMECS (STRUCTURAL ANALYSIS SYSTEM) ของโบอิ้ง แต่ตัวนี้มันเป็นทรัพย์สินของบริษัทโบอิ้ง ไม่ขายสาธารณะ และถ้าใครศึกษาก็จะรู้ว่า หลักการวิเคราะห์โครงสร้างด้วยคอมพิวเตอร์นั้นเริ่มจากธุรกิจการบิน ประมาณต้นยุค 60 ก่อนที่จะออกสู่สาธารณะไปสู่อุตสาหกรรมอื่น แต่ถ้าไปหาข้อมูลทั่วไป มักจะบอกว่า NASTRAN ที่พัฒนาโดย NASA คือโปรแกรม 'สาธารณะ' ตัวแรก แต่… Continue reading โปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้างตัวแรกในโลก
Author: K. Kurojjanawong
Mr. Kasiphon Kurojjanawong (นาย กษิภณ กู้โรจนวงศ์)
บล๊อกเกอร์จบการศึกษาด้านวิศวกรรมโยธาทั้งระดับปริญญาตรีและปริญญาโท โดยในระดับปริญญาโท ศึกษาเฉพาะทางด้านฐานราก แต่หลังจากจบการศึกษาก็เริ่มทำงานด้านโครงสร้างร้อยเปอร์เซ็นต์ ได้ใช้ความรู้ที่ศึกษาในระดับปริญญาโทน้อยมากถึงน้อยที่สุด โดยใช้ความรู้ระดับปริญญาตรีทำมาหากินซะส่วนใหญ่ และอาศัยศึกษาหาความรู้ด้วยตัวเองจากการศึกษาด้วยตัวเองและเรียนรู้จากการทำงานจริง
บล๊อกเกอร์เริ่มต้นการทำงานด้วยการเป็นวิศวกรโครงสร้างออกแบบโรงงานและอาคารเป็นระยะเวลาหนึ่ง ก่อนที่จะย้ายเข้ามาสู่วงการ น้ำมันและก๊าซธรรมชาติ แบบไม่ได้ตั้งใจซักเท่าไร (เมื่อก่อนไม่บูมมากเหมือนปัจจุบัน บริษัทที่ทำงานด้านนี้มีน้อยมากและไม่มีใครรู้จัก)
โดยเริ่มเป็นวิศวกรโครงสร้างทำงานด้านการออกแบบโครงสร้างแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซในทะเลในประเทศไทยก่อนจะย้ายออกสู่ระดับนานาชาติในปัจจุบัน โดยเมื่อเกือบยี่สิบปีที่แล้วก็ถือเป็นคนไทยกลุ่มแรกๆ และกลุ่มเล็กๆ ของประเทศที่ได้มีส่วนร่วมในงานวิศวกรรมด้านนี้
บล๊อกเกอร์อยู่ในอุตสาหกรรมนี้มามากกว่ายี่สิบปีแล้ว ทำงานเกี่ยวกับ Mega-structures มาตลอดชีวิต ได้มีโอกาสร่วมทำงานในโครงการที่อยู่ในหลายประเทศ ทั้งในประเทศ ประเทศข้างเคียง ตะวันออกกลาง และในยุโรป รวมทั้งได้มีส่วนร่วมในโครงการระดับโลกหลายโครงการ มีทั้งโครงการเล็กๆ ไปจนถึงโครงการที่ใหญ่ติดอันดับท๊อปสองของโลกในขณะนั้น โดยได้มีส่วนร่วมในงานออกแบบด้านวิศวกรรมโครงสร้างในทะเลขนาดใหญ่ติดสิบอันดับแรกของโลกจำนวนสามในสิบงาน
บล๊อกเกอร์มีประสบการณ์ด้านวิศวกรรมโครงสร้างตั้งแต่เรื่องเบสิคอย่าง Linear elastic ไปจนถึง Nonlinear inelastic analysis โดยมีความเชี่ยวชาญในการออกแบบรับ Dynamic Loading เป็นพิเศษ ทั้งรูปแบบ Frequency และ Time Domain ทั้งจากคลื่น ลม แรงระเบิด เรือชน ของตกใส่ อุปกรณ์สั่น แผ่นดินไหว การชนของธารน้ำแข็ง และอะไรที่พิศดารๆ ที่คนทั่วไปอาจจะไม่เคยเห็นกัน รวมไปถึงเรื่อง Fatigue, Fracture Mechanic, Advance Statistic, Reliability และ Structural Assessment ก็เป็นส่วนหนึ่งของงานประจำที่ทำอยู่ในปัจจุบัน
ปัจจุบันบล๊อกเกอร์ยังคงทำงานออกแบบโครงสร้างแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ รวมไปถึงกังหันลมกลางทะเล อยู่ในต่างประเทศ และใช้เวลาว่างในการเขียนบล๊อกถ่ายทอดวิชาความรู้จากประสบการณ์ ให้คนที่สนใจทั่วไปได้ศึกษากัน
Velocity and Compliance Effect on Sea-Ice Strength Coefficient (CR)
Velocity and Compliance Effect on Sea-Ice Strength Coefficient (CR) K.Kurojjanawong 8-May-2024 ในศาสตร์ด้าน Arctic Offshore Engineering นั้นมีศาสตร์ย่อยลงไปที่สำคัญมากคือ Dynamic Ice Analysis หรือบางครั้งเรียกว่า Ice Induced Vibration ชื่อย่อคือ IIV ซึ่งเป็นการศึกษาถึงผลทางพลศาสตร์จากแรงกระทำของธารน้ำแข็ง (Ice Floe) ที่มีต่อโครงสร้าง ถือเป็นศาสตร์ที่ใหม่มากๆ และมีทฤษฏีใหม่ๆ เสนอล้มล้างแนวความคิดใหม่ๆ ตลอดเวลา โดยเฉพาะแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ที่มีหลากหลายมาก ตั้งแต่แบบโบราณ เช่น Ice Teeth Model ซึ่งปัจจุบันก็ยังมีการพัฒนาต่อยอดอยู่ มาถึง Contact Area Variation Model ซึ่งไว้จะเล่าลงในรายละเอียดว่าแตกต่างกันยังไง อย่างไรก็แต่ละแบบจำลองล้วนยังถูกตั้งคำถามและยังไม่ได้รับการยอมรับในวงกว้างเลยทีเดียว ยิ่งไปกว่านั้นในศาสตร์ด้านนี้นั้นยังไม่มีอะไรนิ่งเลย และสิ่งหนึ่งที่ได้รับการถกเถียงกันมากคือ Ice Strength Coefficient (CR) ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมากในการที่จะทำนายแรงกระทำจากธารน้ำแข็ง… Continue reading Velocity and Compliance Effect on Sea-Ice Strength Coefficient (CR)
Dynamic Mass Shifting is the only way to account Accidental Torsion for NLRHA
Dynamic Mass Shifting is the only way to account Accidental Torsion for NLRHA K.Kurojjanawong 26-Apr-2022 ในบทที่ 16 ของ ASCE 7-22 นั้นระบุว่าต้องคำนึงถึงผลของ Accidental Torsion ด้วยสำหรับโครงสร้างที่มีรูปร่างไม่สมมาตรทางการบิด (Torsional Irregularity) ในการวิเคราะห์ด้วย Nonlinear Response History Analysis (NLRHA) และเนื่องมันเป็นวิธิการทางพลศาสตร์ การที่จำตามที่เค้าระบุไว้ มีทางเดียวเท่านั้นคือ Dynamic Mass Shifting Dynamic Mass Shifting คือต้องขยับมวลทั้งก้อนไปซ้ายขวาหน้าหลังตามที่เค้าระบุคือ +/-5% ของขนาดโครงสร้าง แล้วนำไปวิเคราะห์ด้วย NLRHA ดังนั้นจำนวนการวิเคราะห์จะเท่ากับจำนวนตำแหน่งของมวลที่ขยับไป Dynamic Mass Shifting นั้นเป็นวิธีการทาง Dynamic ไม่เหมือนกันการใส่ +/-5% Diaphragm… Continue reading Dynamic Mass Shifting is the only way to account Accidental Torsion for NLRHA
Twisting Mode cannot be represented by Lumped Mass
Twisting Mode cannot be represented by Lumped Mass K.Kurojjanwong 21-Apr-2024 ต่อจากคำถามเมื่อวันก่อน ผมคิดว่าวิศวกรโครงสร้างแทบจะร้อยเปอร์เซ็นต์ไม่เข้าใจเรื่อง Rotational Mass เพราะว่ามันไม่ค่อยเน้นเลยในเรื่องวิศวกรรมโครงสร้าง เนื่องจากส่วนใหญ่ไม่ชอบอะไรบิดๆอยู่แล้ว ก็จะเลือกแก้ด้วยการทำให้มันไม่บิดส่วนใหญ่ แต่ในความเป็นจริงเราหนีจากมันไม่ได้ โครงสร้างที่ไม่มีการบิด มีแต่ในหนังสือเท่านั้น การจำลองโครงสร้างเพื่อการวิเคราะห์ทางพลศาสตร์ก็เช่นกัน มวลในทางพลศาสตร์มีสองชนิด คือ Translatational Mass ซึ่งเป็นมวลที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแกนที่เราสมมติ และอีกชนิดคือ Rotational Mass บางครั้งเรียก Mass Moment of Inertia ซึ่งจะเคลื่อนที่รอบจุดหมุน Translatational Mass นี่จะทำให้เกิด คาบธรรมชาติของโครงสร้าง ที่เราบอกว่ามันโยกทางซ้ายขวาหรือแม้กระทั่งเคลื่อนที่ขึ้นลงแนวดิ่ง การระบุ Translatational Mass นั้นต้องบอกเป็นปริมาณของมวลและความสูงของมวลเทียบกับจุดยึดที่พื้นหรือ Boundary condition ตำแหน่ง CoG ในแนวราบแทบไม่มีผลอะไร แต่ CoG แนวดิ่งมีผลมาก Rotational Mass นั้นทำให้เกิดการบิดของโครงสร้าง… Continue reading Twisting Mode cannot be represented by Lumped Mass
Rayleigh distribution is NOT valid for very shallow water
Rayleigh distribution is NOT valid for very shallow water K.Kurojjanawong 19-Apr-2024 Extreme wave height ในช่วง Short Term Seastate หรือ Stationary Period สั้นๆ นั้นเราถือว่ามันมีการกระจายแบบ Rayleigh Distribution ซึ่งมีค่า Maximum Wave Height (Hmax) ที่ตำแหน่ง Most Probable Maximum ประมาณ 1.86 เท่าของ Significant Wave Height (Hs) และใช้ได้ดีมากเมื่อน้ำลึกมากๆ แต่ก็ยังเป็นจริงในระดับน้ำตื้นๆ แต่ถึงระดับหนึ่งเท่านั้น ในทีนี้ผมคิดว่าน้ำลึกต่ำกว่า 20 เมตร การใช้ Rayleigh Distribution อาจะจะให้ค่าสูงเกินจริงไปมาก และอาจจะถึงมากกว่า 20% เลยทีเดียว ดังแสดงในรูป… Continue reading Rayleigh distribution is NOT valid for very shallow water
Pile-Soil-Structure Interaction-Convergence Problem
Pile-Soil-Structure Interaction-Convergence Problem K.Kurojjanawong 15-Apr-2024 การวิเคราะห์แบบ Pile-Soi-Structure Interaction เรียกสั้น PSSI หรือ PSI มันจะมีปัญหาที่เจอประจำเลยคือ Convergence Problem หรือไม่เกิดการลู่เข้าของคำตอบ ซึ่งปัญหาแบบนี้เกิดได้อย่างเดียว คือเกิดจาก Nonlinear Elements ของระบบ ซึ่งการวิเคราะห์แบบ PSI นั้นใช้ Linear Elements สำหรับโครงสร้างส่วนบน แต่ใช้ Nonlinear Elements สำหรับโครงสร้างส่วนล่าง ดังนั้นปัญหาจึงเกิดมาจาก Nonlinear Soil Springs ที่ใส่เข้าไป ซึ่งปัญหาแบบนี้มันมักจะสร้างความปวดหัวให้กับวิศวกรโครงสร้าง เนื่องจากไม่มีความรู้ที่จะแก้ปัญหาเรื่องดิน เพราะรับข้อมูลมาจากวิศวกรฐานรากแล้วใช้อย่างเดียว พอเกิดปัญหาก็โยนกับไปหาวิศวกรฐานราก ส่วนวิศวกรฐานรากส่วนใหญ่ความรู้เรื่องวิศวกรรมโครงสร้างก็แทบจะตีเป็นศูนย์ พอเกิดปัญหาเกี่ยวกับเทคนิคลึกๆ ทางโครงสร้าง ก็ไม่รู้จะแก้ยังไง ก็มักจะไม่ยอมรับปัญหา ปัญหาแบบนี้ Convergence Problem หรือ Iteration Exceeds นั้นต้องมีความรู้ทั้งวิศวกรรมโครงสร้างและวิศวกรรมฐานราก พอมันไม่มีคนตรงกลาง สุดท้ายก็โยนกันไปกันมาไม่รู้ใครผิดกันแน่ จริงๆ… Continue reading Pile-Soil-Structure Interaction-Convergence Problem
Temporal Evolution of Storm
Temporal Evolution of Storm K.Kurojjanawong 13-Apr-2024 Temporal Evolution of Storm แปลเป็นไทยก็คือ วิวัฒนาการชั่วคราวของพายุ เป็นศัพท์เทคนิคที่หาคนเคยได้ยินน้อยมาก ถึงแม้บางคนจะอยู่ในอุตสาหกรรมพลังงานหรือโครงสร้างในทะเลมาทั้งชีวิตก็อาจจะไม่เคยได้ยินเลย เนื่องจากต้องเป็นงานที่ซับซ้อนมากๆ ถึงจะใช้กัน Temporal Evolution of Storm เป็นเทคนิคในการที่จะสร้างพายุเสมือนที่กระทำต่อโครงสร้างในทะเล เพื่อจำลองวิวัฒนาการของพายุที่เกิดขึ้นจริง โดยจะเป็นกราฟดังแสดง ซึ่งผมนำมาจาก DIN 18088-1 แต่จะมีกราฟคล้ายๆกันใน DNV-RP-C212 และ NORSOK N-003 ด้วย โดยจะเป็นกราฟแสดงว่าพายุพัฒนาจากคลื่นลูกเล็กๆ ขึ้นไปถึงคลื่นลูกใหญ่ๆ อย่างไร ซึ่งโดยปกติโครงสร้างทั่วๆ ไปจะออกแบบให้รับคลื่นลูกใหญ่ๆ ตามหลักสถิติ เช่น คลื่นคาบการกลับ 100 ปี และยังใช้ความสูงคลื่นที่เป็น Extreme Value อีกด้วย การทำแบบนั้นในทางเทคนิคเรียก Design Wave Method ก็จะถือว่าโครงสร้างสามารถรับแรง “ชั่วขณะเสี้ยววินาที” ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ในระหว่างพายุที่เกิดขึ้น ซึ่งการทำแบบที่ว่านั้นในทางวิศวกรรมโครงสร้างถือว่าปลอดภัยเพียงพอ แต่ในทางวิศวกรรมฐานรากนั้นในหลายกรณีตอบไม่ได้… Continue reading Temporal Evolution of Storm
How to dissipate the Collision Energy
How to dissipate the Collision Energy K.Kurojjanawong 05-Apr-2024 การวิเคราะห์โครงสร้างรับแรงจากการชนหรือ Collision Analsysis นั้น เหมือนกันหมด ไม่ว่าจะเป็นเรือชน (Ship Collision) รถชน (Car Collision) เศษวัตถุชน (Debris Collision) หรือโครงสร้างนั้นจะอยู่บนฝั่งหรืออยู่ในน้ำนั้นอยู่บนพื้นฐานของหลักฟิสิกส์เบื้องต้นเรื่องโมเมนตัมและการชนทั้งหมด ซึ่งเรียนกันมาแล้วตั้งแต่มัธยม เมื่อมาแยกย่อยเพื่อนำไปใช้งานจริง จะอยู่บนพื้นฐานของการชนแบบไม่ยืดหยุ่น (Inelastic Collision) ซึ่งมีกฏคือ โมเมนตัมคงที่ แต่พลังงานจลน์ไม่คงที่ หรือ มีการสูญเสียพลังงานเกิดขึ้นหลังจากการชน ซึ่งพลังงานเปลี่ยนรูปไปหลายแบบ เช่น กลายเป็นความร้อน กลายเป็นความความเสียหาย โดยในการวิเคราะห์เรื่องการชนเราจะถือว่าพลังงานที่สูญเสียไป (Energy Loss) อยู่ในรูปของความเสียหายเท่านั้น เนื่องจากพลังงานที่เสียไปในรูปแบบอื่นมันวัดได้ยาก ไม่ว่าจะเป็นความเสียของสิ่งของที่วิ่งเข้ามาชน หรือ ความเสียหายของโครงสร้าง ความเสียหายในที่นี้ก็คือโครงสร้างเกิดการเคลื่อนที่ในภาพรวม (Global Deformation) โครงสร้างเกิดการเคลื่อนที่ในภาพย่อย (Local Deformation) ซึ่งเกิดได้ทั้งเสาคานแอ่นตัวจากการโดนชน หรือ เกิดการวิบัติชิ้นส่วนขาด ของที่วิ่งมาชนยุบตัวเสียหาย… Continue reading How to dissipate the Collision Energy
Principle of Ship Collision Analysis
Principle of Ship Collision Analysis K.Kurojjanawong 01-Apr-2024
Bridge Protection System – The Lesson Learnt from The Sunshine Skyway Bridge
Bridge Protection System - The Lesson Learnt from The Sunshine Skyway Bridge K.Kurojjanawong 31-Mar-2024 หลังเหตุการณ์เรือบรรทุกสินค้าพุ่งชนสะพาน Francis Scott Key Bridge ที่ Baltimore เมื่อวันก่อน มีการยกเหตุการณ์เปรียบเทียบกับการวิบัติของสะพาน Sunshine Skyway Bridge เมื่อปี 1980 ซึ่งเหตุการณ์แทบจะเหมือนกันเลย แทบโครงสร้างสะพานค่อนข้างคล้ายกันมากคือเป็น Steel Truss Bridge และเปิดใช้งานในช่วงยุค 70 เหมือนกัน ตัวหนึ่งอยู่ที่ Floarida อีกตัวอยู่ที่ Baltimore สะพาน Sunshine Skyway Bridge ถูกเรือ MV Summit Venture ซึ่งเป็น Bulk Carrier ชนเข้าที่ต่อม่อกลางสะพานในช่วงที่กำลังหนีจากพายุเข้าฝั่ง ทำให้ drift เข้าใส่เสาต่อม่อที่รองรับ… Continue reading Bridge Protection System – The Lesson Learnt from The Sunshine Skyway Bridge
Offshore Structural Corner 