The meaning of Z-Value for TTP Steel

The meaning of Z-Value for TTP Steel K.Kurojjanawong 7-Feb-2024 ในงานโครงสร้างเหล็ก มันจะมีเหล็กชนิดหนึ่งที่ขาดไม่ได้เลยคือ เหล็กที่ผ่านการทดสอบแรงดึงตั้งฉากกับความหนาหรือ Z-test เกรดเหล็​กจะเหมือนกับเหล็กปกติทุกอย่าง แต่จะมีใบการันตีว่าผ่านการทำ Z-test มาแล้ว เหล็กที่ได้ใบการันตีนี้จะเรียกว่า Z-Steel, Z-quality steel, Through Thickness Properties Steel, TTP Steel ก็แล้วแต่ใครจะเรียก การทดสอบ Z-test จะช่วยการันตีว่าเหล็กจะไม่ฉีดขาดตามแนวความหนาของแผ่น แบบที่เห็นเป็นรอยยักในรูป เมื่อรับแรงดึงตั้งฉาก ซึ่งเรียกว่าการวิบัติ​แบบนี้ว่า Lamellar Tearing เหล็กที่ได้ใบการันตี Z-test ยังแยกย่อยไปอีก ว่าเป็นเหล็กเกรด Z เท่าไร ซึ่งจะมี สามเกรดในตลาด คือ Z15, Z25 และ Z35 ที่เป็นการจัดตามมาตรฐาน EN 10164 แต่ละมาตรฐานเหล็กก็จะเรียกชื่อต่างกันอีก ต้องไปดูในรายละเอียดว่ามันคือเหล็กที่มี Fy…

Floater Topside Lateral Bracing Systems

Floater Topside Lateral Bracing Systems K.Kurojjanawong 9-Dec-2023 โครงสร้างแบบลอยน้ำที่เรียกว่า Floater นั้น ส่วนหัวของมันที่เรียกว่า Topside หรือจะเรียกรวมๆ ว่า Floater Topside ก็ได้ มันมีความท้าทายที่พิเศษกว่า Topside ทั่วๆ ไปก็คือ มันนั่งอยู่บน Hull Towers ที่ยื่นลอยสูงขึ้นมาจาก Pontoons เดียวกัน เหมือนหอคอยสูงที่มีฐานเดียวกัน แต่ถึงมันจะมีฐานเดียวกัน เนื่องจากมันยื่นลอยขึ้นมาแบบตัวใครตัวมัน เมื่ออยู่ใกล้ระดับน้ำ จึงรับแรงจากคลื่นโดยตรง ซึ่งอนุภาคของน้ำในลูกคลื่นนั้นมีการหมุนเป็นวงจึงเกิดแรงผลักและแรงดูด ไม่ได้เกิดแรงทิศเดียวกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ขึ้นอยู่กับว่าอยู่ที่จุดไหนบนคลื่น ดังนั้นถ้ามันมีคลื่นที่มีความยาวคลื่นพอดีๆ เช่น ระยะครึ่งความยาวคลื่นเท่ากับระยะระหว่าง Hull Towers พอดี มันก็จะเกิดแรงผลักที่เสาหนึ่งและเกิดแรงดูดที่อีกเสาหนึ่ง มันจึงเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Pry and Squeeze หรือ Split and Squeeze คือเกิดแรงอัดคู่ขนาน หรือ แรงดึงคู่ขนานกับ Hull Towers…

Catamaran Tows – Dynamic Load Supports

Catamaran Tows - Dynamic Load Supports K.Kurojjanawong 9-Dec-2023 ความท้าทายของการขนส่งแบบ Catamaran Tows หรือการขนส่งด้วยการนั่งคร่อมบนเรือสองลำนั้น คือจะทำอย่างไรให้มันเคลื่อนที่ไปด้วยกัน โดยมีการ Relative motions น้อยที่สุด เพราะทุกการเคลื่อนที่มันไม่สัมพันธ์กัน แรงจะถูกส่งผ่านไปยังโครงสร้างที่นั่งคร่อมอยู่ข้างบนทันที พูดง่ายๆ ก็คือ โครงสร้างทำหน้าที่เป็น Tie-Beam ยึดเรือสองลำเอาไว้ด้วยกัน ปัญหาก็คือ เรายึดโครงสร้างแน่นกับเรือทั้งสองฝั่งก็ไม่ได้ เพราะแรงจะถูกส่งผ่านมายังโครงสร้างสูงมาก ทำให้ต้องเพิ่มขนาดโครงสร้างเพื่อรับแรงดังกล่าว ในขณะที่การขนส่งแบบนี้ใช้เวลาแค่ไม่กี่อาทิตย์ เมื่อเทียบกับอายุโครงสร้างที่ต้องใช้งานหลายสิบปี การเพิ่มขนาดโครงสร้างเพราะช่วงขนย้ายสั้นๆ จึงไม่สมเหตุสมผล ดังนั้นเราจึงต้องหา Optimum Fixities ระหว่างโครงสร้างและเรือที่จะทำให้มันเคลื่อนที่ไปด้วยกัน โดยไม่สิ้นเปลืองจนเกิดจำเป็น โดยปกติ ก็จะเป็นการนั่งลงไปตรงๆ บน Grillage ที่เรือแต่ละฝั่ง ดังที่เห็นในรูป ซึ่งการนั่งลงไปตรงๆ นั้นจะทำให้โครงสร้างนั้นสามารถที่จะหมุนได้ ดังที่เห็นในรูปทางขวา ทำให้โครงสร้างมีโอกาสที่จะหมุนจนหลุดออกจากเรือได้ เมื่อเกิดคลื่นวิ่งขวางกับเรือทั้งสองลำ การขนส่งแบบนี้จึงมีส่วนที่สำคัญที่ขาดไม่ได้เรียกว่า Dynamic Load Supports หรือบางครั้งจะเรียกว่า Tie-Down Seafastening…

Hydrodynamic Actions on Catamaran Floatover Installation

Hydrodynamic Actions on Catamaran Floatover Installation K.Kurojjanawong 9-Dec-2023 การติดตั้งแบบ Catamaran Floatover Installation คือการที่นำ Topside ขนาดใหญ่ ๆ นั่งคร่อมบนเรือสองลำ เพื่อที่จะลอยคร่อม Substructure แล้ววางลงทั้งยูนิต มันมีข้อดี ไม่จำเป็นต้องแบ่ง Topside เป็นส่วนๆ แล้วใช้เครนยก ทำให้ยกงาน Offshore Hook-up ไม่ต้องรอตารางเวลาของเรือเครนซึ่งอาจจะไม่ว่างในช่วงที่ต้องการ แต่ข้อเสียมันก็มีมาก เนื่องจากเป็นปฏิบัติการที่ค่อนช้างเสี่ยงอันตรายมาก ต้องหาเรือสองลำที่เหมือนกันให้มากที่สุด ถ้าสร้างมาแบบเดียวกันเป็น Sister Barge ได้ยิ่งดี เพราะจะควบคุมให้มันไปพร้อมกันได้ง่าย อย่างไรก็ดีมันมีเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เลย คือ Hydrodynamic Actions ที่เกิดกับระบบ Catamaran Systems ซึ่งนอกจากจะยากสำหรับ Naval Architect ที่วิเคราะห์เรือทัั้งสองลำแล้ว ก็ยังยากสำหรับ Structural Engineer ที่วิเคราะห์ Topside ที่นั่งคร่อมเรือสองลำด้วย เนื่องจากเรือสองลำมันเป็นคนละยูนิตกัน…

What happened to Alexander L. Kieland

What happened to Alexander L. Kieland K.Kurojjanawong 19-Nov-2023 วันที่ 18 พย ที่ผ่านมาเป็นวันครบรอบ 40 ปีของการจมลงอย่างถาวรของแท่นแบบลอยน้ำในตำนาน Alexander L. Kieland Semisubmersible Alexander L. Kieland อยู่ทางขวา (ที่มา https://en.m.wikipedia.org/wiki/Alexander_L.Kielland(platform)) Alexander L.Kielland หลังจากพลิกคว่ำ แท่น Alexander L. Kieland เป็นแท่นแบบ Semi-Submersible Platform หรือลอยน้ำ สำหรับขุดเจาะน้ำมันในแหล่ง Ekofisk เกิดการวิบัติเมื่อวันที่ 27 มีนาคม 1980 (43 ปีที่แล้ว แต่ลากมาตรวจสอบและจมลงในอีก 3 ปีถัดมา) และจมลงกลางทะเลเหนือเมื่อปี 1980 โดยมีคนอยู่บนนั้น 212 คน ทำให้มีคนตายถึง 123 คน และรอดชีวิต…

Battered Pile and Racked Pile

Battered Pile and Racked Pile K.Kurojjanawong 8-Jul-2023 เสาเข็มเอียงในรูป เค้าไม่ได้ตอกผิดจนมันเอียง แต่เค้าตั้งใจทำให้มันเอียง ส่วนใหญ่จะเห็นในสะพานหรือท่าเรือสาเหตุที่ตอกเข็มเอียง ซึ่งเรียกว่า Battered Pile หรือ Racked Pile นั้นคือ สำหรับโครงสร้างที่ต้องรับแรงด้านข้าง ซึ่งปกติเสาเข็มจะรับแรงแนวดิ่งได้ดี แต่รับแรงด้านข้างได้ไม่ดีเท่าแนวดิ่งดังนั้นจะเห็นเข็มเอียงในโครงสร้างที่อยู่ในน้ำเนื่องจากมีแรงจากคลื่นและกระแสน้ำ หรือ แรงจากเรือชน เช่น แท่นขุดเจาะ สะพานหรือท่าเรือ แต่โครงสร้างบนบกที่มีแรงด้านข้าง เช่น สะพาน หรือ รางรถไฟ ที่มีแรงเหวี่ยงจากรถ หรือ รถไฟ ก็อาจจะเห็นเสาเข็มเอียงได้เหมือนกันหลักการก็ตรงไปตรงมา คือ พอมันเอียง แรงแนวราบที่เสาเข็มรับได้ไม่ดีก็ถูกเปลี่ยนกลายเป็นบางส่วนกลายเป็นแรงแนวแกนเสาเข็ม (ซึ่งแนวแกนเสาเข็มไม่จำเป็นต้องเป็นแนวดิ่ง) ทำให้แรงด้านข้างลดลง ยิ่งมุมเอียงมาก แรงด้านข้างยิ่งเปลี่ยนเป็นแรงแนวแกนมากเสาเข็มนั้นรับแรงด้านข้างได้ไม่ดี เนื่องจากหน้าตัดแคบ การจะเพิ่มกำลังรับแรงด้านข้างคือต้องเพิ่มหน้าปะทะดิน คือ ทำให้ขนาดใหญ่ขึ้น ในขณะที่แรงด้านข้างมักจะไม่มาตลอดเลย แต่แรงแนวดิ่งนั้นแน่นอน การเพิ่มแรงแนวดิ่งก็แค่ยืดให้เข็มยาวขึ้นเท่านั้น ดังนั้นการที่แก้ปัญหาแรงด้านข้างจึงมักจะตอกเข็มเอียงกันแต่....โครงสร้างที่รับแรงด้านข้าง ไม่จำเป็นต้องตอกเข็มเอียงเสมอไป มีโครงสร้างจำนวนมากที่เสาเข็มดิ่งก็สามารถรับแรงด้านข้างได้เพียงพอ ยิ่งถ้าแต่ละต่อม่อมีเข็มหลายต้น ถ้ายึดกันดีๆ เข็มดิ่งหลายๆต้นรวมกันกำลังก็อาจจะพอรับแรงด้านข้างได้…

Helical Strake of Chimney

Helical Strake of Chimney K.Kurojjanawong 4-Jul-2023 ปรากฏการณ์ Vortex Induced Vibration (VIV) จะเกิดที่ความสัมพันธ์หนึ่งๆระหว่าง ความเร็วลม ความถี่ธรรมชาติของโครงสร้าง และขนาดความกว้างที่ปะทะลมของโครงสร้างเท่านั้น ถ้าสามตัวแปรนี้ไม่เข้ามาลงล๊อกกันพอดีก็เกิดไม่ได้ แต่ถ้ามันเกิดมันสามารถจะเข้าสู่ช่วง Lock-in ที่โครงสร้างจะสั่นโดยไม่หยุดได้ตราบใดที่ลมยังพัดอยู่ ซึ่งอาจจะทำให้โครงสร้างเสียหายได้เค้าจึงคิดค้นวิธีป้องกันที่เรียกว่า VIV Suppression System โดยการทำ Helical Strake หรือการพันเกลียวที่ปล่องควัน ซึ่งเป็นระบบป้องกันรูปแบบหนึ่ง ซึ่งจะเข้าไปช่วยทำลาย Vortex street ไม่ให้มันมี pattern และคาบที่แน่นอนจนอาจจะทำให้เข้าใกล้คาบธรรมชาติของโครงสร้างได้ Helical Strake นิยมทำกับพวกปล่องควันโรงงาน (Chimney) ที่มักจะเป็นปล่องทรงกลมที่มีความเสี่ยงต่อ VIV ได้มากกว่ารูปทรงอื่น โดยจะทำปีกให้กับปล่อง พันเป็นเกลียวดังแสดงในรูปแต่มักจะไม่พันให้สุดปลายล่าง จะพันแค่ช่วงบนเท่านั้น เหตุผลก็คือVortex shedding มันเกิดได้จาก 3 ตัวแปรหลัก ๆ คือ Wind Velocity (V), Structural…

Fly Flange Bracing

Fly Flange Bracing K.Kurojjanawong 7-Apr-2023 Fly bracing บางทีก็ Fly flange bracing, Fly flange angle ก็แล้วแต่คนจะเรียกชื่อ การใส่เข้าไปเหตุผลหลักๆ เลยคือ ค้ำปีกล่างของ Roof Chord เพื่อกัน Lateral Torsional Buckling กรณีที่รับแรงอัดที่ปีกล่าง ถ้าเป็น Truss Roof ก็ค้ำด้านข้างของทรัส ผมเข้าใจว่ามีคนจำนวนมากไม่เข้าใจว่าค้ำปีกล่างทำไม เพราะ น้ำหนักมันกดลง ปีกรับแรงอัดของ Roof Chord จึงควรจะเป็นปีกบน ซึ่งถูกต้องมันควรจะเป็นแบบนั้น แต่มันมีกรณีที่ปีกรับแรงอัดเป็นปีกล่างก็ได้ เช่น กรณีแรงลมที่ดูดหลังคาขึ้นตามรูป ปีกรับแรงอัดจะเป็นปีกล่างทันที หรือ กรณีที่หลังคาออกแบบเป็น Rigid Frame บริเวณใกล้หัวเสาปีกล่างก็เกิดโมเมนต์ลบและเกิดแรงอัดที่ปีกล่างได้เหมือนกัน แล้วไม่ใส่จะเกิดอะไรขึ้น? กำลังรับแรงดัดของ Roof Chord ก็จะตกลงทันที เพราะปีกล่างเมื่อรับแรงอัดสามารถจะบิดและวิบัติได้ง่าย แต่ถ้ามันรับแรงได้ มันก็ไม่จำเป็นต้องใส่เสมอไป ปัญหาคือ…

Wind Bracing Flare boom

Wind Bracing Flare boom K.Kurojjanawong 26-Mar-2023 ตัวนี้เป็นแท่นโบราณ​ อยู่ในทะเลเหนือ​ เซฟไว้นานมากแล้วจำไม่ได้ว่าแท่นอะไร​ อาจจะถอนออกไปแล้วด้วย​ ทรงสีแดงๆ​ แบบนี้ต้องหลัก​อายุ 30-40​ ปี ดูที่​ Flareboom​ จะเห็นว่าไม่ใช่​ Flare​ เดี่ยว​ แต่เป็น​ Flare​boom ที่มีตัวค้ำ​ ทางเทคนิค​เราเรียกกันว่า​ Wind Bracing Flare boom ซึ่งไม่ค่อยมีใครทำกันแล้วในปัจจุบั​นเนื่องจากเปลืองและวุ่นวาย ผมนับได้​ 14​ bays ปกติ​ bays แรกๆ​ จะยาว​ 15-20​ เมตร​ แล้วลงเหลือสัก​ 5-10​ เมตร​ ดังนั้นเป็นไปได้ว่า​ Flare​boom ตัวนี้ยื่นยาว​ 150-160​ เมตรจากตัวแท่นผลิต​ มันจึงยาวมากๆ​ ต้องใช้​ Wind​-strut เป็น​ Space truss ช่วยค้ำทั้งสองฝั่ง​ เนื่องจากในทะเลเหนือลมแรงมาก​ๆ *แก้ไข​ ไปหาข้อมูล​มาใหม่ตัวนี้คือ​…

Is this building considered as good or bad engineering?

Is this building considered as good or bad engineering? K. Kurojjanawong, 18-Feb-2023 อาคารนี้เป็นอพาร์ตเมนต์แห่งหนึ่งในอิหร่านหลังจากเหตุการณ์แผ่นดินไหว Sarpol-e Zahab Earthquake ขนาด Mw6.3 ปี 2018 คนทั่วไปมองอาจจะคิดว่าอาคารเสียหายแบบนี้ วิศวกรห่วย ไม่ได้เรื่อง แต่ถ้าเป็นวิศวกรที่เข้าใจหลักการจริงๆ เห็นรูปนี้จะบอกว่าวิศวกรที่ออกแบบอาคารนี้ประสบความสำเร็จอย่างมากที่อาคารยังคงรักษาความสามารถในการตั้งอยู่ได้โดยไม่ถล่มลงมา สภาพอาคารหลังเหตุการณ์แผ่นดินไหวแบบในรูปคือ สภาพที่วิศวกรปรารถนาจะได้เห็น ในรูปยังสภาพดีเกินไปด้วยซ้ำ เสายังคงอยู่ดีทุกต้น แทบไม่เสียหาย จริงๆ มันยังสามารถรับแรงจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวได้ขนาดใหญ่กว่านี้ เพราะเรายอมแม้กระทั่งให้เสาคานเสียหายได้ ขอแค่ไม่ถล่มลงมา แต่คนทั่วไปจะมองที่สภาพภายนอกก่อน จะเห็นว่ากำแพงอิฐก่อมันพังไปหมด ทำให้ดูน่ากลัว แต่วิศวกรที่เข้าใจจะไม่มองที่กำแพงแต่จะมองที่เสาและคาน เพราะไม่ถือว่ากำแพงอิฐเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างหลัก พังไปก็ไม่ส่งผลต่อระบบโครงสร้างโดยรวม พูดให้เข้าใจง่ายๆ ก็คืออาคารทั่วไปไม่มีกำแพงก็ตั้งอยู่ได้ แต่เราใส่กำแพงก่ออิฐเข้าไปเพียงเพราะแค่คนอยู่ไม่ได้มัน น่ากลัวและอันตรายเท่านั้นเอง สิ่งที่ต้องระวังสำหรับกำแพงอิฐพวกนี้คือ ถ้าเราถือว่ามันไม่ใช่ส่วนหนึ่งของโครงสร้าง ไม่ได้คิดให้มันมารับแรงตั้งแต่ต้น ก็ต้องไม่ไปยึดมันเข้ากับเสาคานหลักมากเกินไป อาจจะเว้นช่องว่างไว้เพื่อให้มันขยับได้ คือต้องพร้อมให้มันพังและหลุดออกแบบที่เห็น เพราะเมื่ออาคารโยกระดับเกิน 1% storey drift แล้ว…