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…

Special Consideration for Arctic Structural Materials

Special Consideration for Arctic Structural Materials K.Kurojjanawong 19-Aug-2022 โครงสร้างเหล็กที่ตั้งอยู่ในโซนน้ำแข็งหรือ Arctic ที่มีแรงกระทำจากน้ำแข็ง และอุณหภูมิที่ต่ำมากนั้น ข้อกำหนดทุกอย่างเหมือนโครงสร้างที่ตั้งอยู่ในโซนปกติทั้งหมด ซึ่งโดยปกติโครงสร้างในทะเลไม่ว่าจะตั้งอยู่ที่ไหน ก็จะมีข้อกำหนดที่แตกต่างจากโครงสร้างบนบกทั่วไป คือ เรื่อง Toughness เหล็กที่จะนำมาใช้สำหรับโครงสร้างในทะเลได้จะต้องมีความเหนียว ไม่เปราะ เนื่องจากโครงสร้างจะต้องรับ Cyclic Loading ตลอดเวลา ซึ่งจะเป็นข้อกำหนดเดียวกันกับโครงสร้างเหล็กที่รับแรงแผ่นดินไหวด้วย เรื่อง Toughness สำหรับเหล็ก จะวัดด้วยการทดสอบ Charpy Impact Test โดยข้อกำหนดจะเป็นพลังงานที่เหล็กสามารถรับได้ แต่อีกเรื่องหนึ่งที่สำคัญมากคือ อุณหภูมิ เหล็กที่อยู่ในพื้นที่เย็นมากๆ จะเปราะกว่าเหล็กที่อยู่ในพื้นที่ร้อน ดังแสดงในรู จะเห็นว่า Charpy Toughness นั้นจะแปลผันกับอุณหภูมิ ดังนั้นในข้อกำหนดการเลือกวัสดุมาใช้สำหรับก่อสร้างโครงสร้างในทะเล จึงจะมีเรื่องอุณหภูมิเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ซึ่งจะกำหนดด้วย LAST LAST ย่อมาจาก Lowest Anticipated Service Temperature ซึ่งคืออุณหภูมิต่ำสุดที่โครงสร้างเหล็กจะต้องเผชิญ โดยปกติมักจะไม่มีข้อกำหนดแน่นอนว่าจะกำหนดอย่างไร แต่ในบางมาตรฐาน…

ทำไมเหล็ก SS ถึงใช้ไม่ได้กับโครงสร้างเหล็กต้านแรงแผ่นดินไหวเมื่อมีความหนามาก

ทำไมเหล็ก SS ถึงใช้ไม่ได้กับโครงสร้างเหล็กต้านแรงแผ่นดินไหวเมื่อมีความหนามาก K.Kurojjanawong 14-Mar-2021 เมื่อหลายปีก่อน ผมเคยเขียนเรื่องความแกร่ง (Toughness) ของลวดเชื่อม สำหรับโครงสร้างต้านแรงแผ่นดินไหว เนื่องจากมีคนถามเกี่ยวกับลวดเชื่อม ซึ่งผมก็ไม่ได้อ่านเกี่ยวกับ Toughness Requirement สำหรับเหล็กโครงสร้างต้านแรงแผ่นดินไหว ในบ้านเรา พอช่วงนี้ได้มาอ่านดีๆ ก็พบความประหลาดและไม่สากลเต็มไปหมด สาเหตุหลักๆ เลย ก็คือการแปลเป็นภาษาไทย แต่แปลมาไม่ครบ จะด้วยความหวังดี เห็นว่าไม่สำคัญ ก็เลยตัดมันออกไป หรือการไม่รู้ ไม่ตระหนักถึงความสำคัญของบางประโยคในต้นฉบับก็ไม่ทราบ แต่มันทำให้เกิดความเข้าใจผิดในหมู่วิศวกรไทย ที่ต้องใช้มาตรฐานพวกนี้ และทำให้วิศวกรไทย ‘ตกมาตรฐานสากล’ เมื่อต้องออกไปทำงานต่างประเทศ ผมตัด มยผ 1304-61 มาตรฐานประกอบการออกแบบอาคารเหล็กโครงสร้างรูปพรรณเพื่อต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว มาให้ดูเปรียบเทียบกับ AISC 341-16 Seismic Provisions for Structural Steel Building ซึ่งเป็นต้นฉบับของ มยผ ฉบับนี้ จะเห็นว่าแปลมาอยู่ดีๆ จาก ตาราง แล้ว ต้องต่อด้วยหัวข้อ Heavy Sections…

ทำไมเหล็กที่ผลิตในไทยถึงนำมาใช้ไม่ได้กับโครงสร้างในทะเล

ทำไมเหล็กที่ผลิตในไทยถึงนำมาใช้ไม่ได้กับโครงสร้างในทะเล K.Kurojjanawong 14-Mar-2021 เมื่อวานมีคนเปิดประเด็นมาว่าโครงสร้างในทะเลที่ก่อสร้างในประเทศไทย แต่ส่งไปติดตั้งที่ทะเลเหนือ เข้าใจว่าน่าจะยาร์ดของไอเบล เพราะน่าจะมีบริษัทเดียวในไทยที่สร้างเพื่อส่งไปทะเลเหนือโดยเฉพาะ โดนเจ้าหน้าที่ไทยถามว่าทำไมถึงไม่สั่งซื้อเหล็กในไทย เออ นั่นนะสิ เค้ามาลงทุนก่อสร้างยาร์ดใหญ่โตขนาดนี้ในไทย แต่เรากลับขายของให้เค้าไม่ได้ เค้าต้องไปสั่งเหล็กมาจากต่างประเทศอีกที ทำไมมันถึงเป็นแบบนั้น ผมก็เลยอยากจะเล่าให้ฟังว่ามันเพราะอะไร เพื่อจะมีเจ้าหน้าที่ที่เกี่ยวข้องอยู่ในนี้บ้าง จะได้คิดว่าจะทำอย่างไรให้เงินลงทุนมันหมุนเวียนอยู่ในประเทศแทนที่มันจะไหลออกไปที่อื่น เหตุผลง่ายๆ เลย คือ เหล็กที่มีขายอยู่ในประเทศไทย มาตรฐานมันไม่สูงพอที่จะนำมาใช้สำหรับโครงสร้างในทะเล แม้กระทั่งใช้ในอ่าวไทยเอง ยังเลือกมาใช้ได้ไม่มากเลย เพราะอะไรมาดูกัน โครงสร้างในทะเลมีลักษณะเด่นที่โครงสร้างบนบกไม่มี คือ มันต้องรับแรงวัฏจักร (Cyclic Loading) อยู่ทุกเวลา จากทั้งคลื่นและลม ทำให้มีโอกาสเกิด Fatigue crack สูงมาก ดังนั้นความแกร่ง (Toughness) ของเหล็กนั้นสำคัญมาก โดยความแกร่งวัดด้วยพื้นที่ใต้กราฟของ Stress-Strain ซึ่งเหล็กที่มีคาร์บอนต่ำจะมีความแกร่งมากกว่าเหล็กที่มีคาร์บอนสูง โดยเราใช้การทดสอบ Charpy Impact Test ในการระบุว่าเหล็กมีความแกร่งมากน้อยเท่าใด ยิ่งไปกว่านั้น เหล็กชนิดเดียวกันยังมีความแกร่งแตกต่างกัน เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปอีกด้วย โดยเหล็กจะเหนียวที่อุณภูมิสูง และเปราะขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิลดลง ดังนั้นการกำหนดความแกร่งของเหล็ก จึงกำหนดเป็นพลังงาน…

บริษัทผลิตเหล็กไทยทำตาม มอก 1227 ได้จริงหรือ ?

บริษัทผลิตเหล็กไทยทำตาม มอก 1227 ได้จริงหรือ ? K.Kurojjanawong 13-Mar-2021 มอก 1227 บอกว่า เหล็กหนาเกิน 16 มม มี Fy คงที่ ทั้งที่มาตรฐานนี้ลอกมาจาก JIS G 3106 ที่ของเค้า Fy ลดลงเรื่อยๆ จาก 16 มม จะไปลดอีกที ตอน 40 มม แล้วก็ 75 มม ยิ่งหนา ยิ่งลง แต่ของไทยไปตัดออกไว้ที่ 16 มม แสดงว่าจะผลิตเหล็กตามมาตรฐานไทย ต้องเหล็กที่ หนามากกว่า 40 มม จะต้องมี Fy เท่ากับ เหล็กหนา ตั้งแต่ 16 มม เช่น เหล็กหนา 50 มม ก็ต้องมี…

มาตรฐานไทย VS มาตรฐานโลก

มาตรฐานไทย VS มาตรฐานโลก K.Kurojjanawong 12-Mar-2021 *แก้ไข ผมวงสีน้ำเงินในรูปของ มอก ผิดช่อง ต้องช่อง Fy ทางซ้าย แต่ดันไปวงช่องการยืดตัว 😅 วันนี้ผมได้ความรู้ใหม่ว่าเรามี มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก 1227 ที่กำหนดให้ Fy ของเหล็กรูปพรรณแบบรีดร้อน (Hot Rolled Shape Section) มีค่าคงที่ตั้งแต่ความหนา 16 มม ขึ้นไป ซึ่งสร้างความประหลาดใจให้กับผมมาก เพราะตอนแรกคิดว่าบริษัทเอกชนอาจจะใส่ไม่ครบเอง เพราะผลิตแต่เหล็กไม่หนามาก แต่พบว่ามันมีระบุอยู่ใน มอก 1227 ซึ่งประกาศในพระราชกิจจานุเบกษาและออกเป็นกฏกระทรวงบังคับใช้ด้วย เราไม่สามารถจะผลิตเหล็กให้มันมี Fy เท่ากันได้นะครับ โดยเฉพาะเมื่อความหนามันเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เพราะมันควบคุมยาก ดังนั้น Fy มันจึงจะลดลงเรื่อยๆ ทุกๆ ความหนาที่เพิ่มขึ้น 20-30 มม ขึ้นกับมาตรฐาน ซึ่งส่วนใหญ่ในโลกจะเริ่มเปลี่ยนค่า Fy ที่ ความหนา 16มม, 40มม,…

ASCE 7-Expected Structural Strength

ASCE 7-Expected Structural Strength K.Kurojjanawong 13-Oct-2020 คำว่า Expected Structural Strength นั้นมีระบุอยู่ใน ASCE 7 ในบทที่ 16 เรื่อง Nonlinear Response History Analysis (NLRHA) และมีระบุอยู่ใน มยผ 1302-61 หัวข้อ 4.4.2 โดยเค้าใช้คำว่า ค่าคาดหมายที่น่าจะเป็นจริง ซึ่งผมคิดว่าแปลมาแบบนี้ไม่ค่อยดีเท่าไร เพราะไม่เขียนภาษาอังกฤษกำกับไว้ด้วย ทำให้คนอ่านที่ไม่มีพื้นฐานอาจจะไม่เข้าใจ และที่ต้องเข้าใจคือ Expected Structural Strength และ Overstrength นั้นคนละความหมายกัน มีบางคนเข้าใจว่าการคำนึงถึง Overstrength ด้วยการคูณด้วย Omega ขึ้นไปคือการได้ค่า Expected Structural Strength แล้ว ซึ่งมันเป็นคนละเรื่องกัน การวิเคราะห์ด้วย NLRHA นั้นมีวัตถุประสงค์หลัก ในการตรวจสอบพฤติกรรมและสมรรถภาพจริงของโครงสร้าง ดังนั้นสมมติฐานและค่าตัวแปรที่เป็นค่าที่ Conservative ทั้งหลายจะต้องนำออกไปให้หมด…

Toughness Requirement of Weld Material subjected to Seismic Force

Toughness Requirement of Weld Material subjected to Seismic Force K.Kurojjanawong 6-Nov-2019 จุดต่อโครงสร้างเหล็กรับแรงแผ่นดินไหวนั้นได้รับการศึกษาและพัฒนามาตั้งแต่ทศวรรษที่ 70 โดยมี UC Berkley เป็นผู้นำในขณะนั้น มีการทดสอบจุดต่อจำนวนมากมายที่นั่น โดยมี Prof. Popov เป็นผู้นำในการศึกษา ซึ่งในขณะนั้นถือว่าเป็นเรื่องค่อนข้างใหม่ และยังขาดองค์ความรู้เกี่ยวกับระดับความเหนียวของโครงสร้างที่เหมาะสม ในการศึกษาที่ UC Berkley ให้ผลสรุปออกมาว่า จุดต่อด้วยการเชื่อมนั้นให้ผลลัพท์ที่ดีมากในเรื่องกำลังของโครงสร้าง และการพัฒนากำลังโมเมนต์พลาสติกของคาน ดังนั้นจุดต่อแบบ Welded Unreinforced Flange - Bolted Web (WUF-B) หรือ เชื่อมปีกคานและใส่น๊อตที่เอวคาน และ Welded Unreinforced Flange - Welded Web (WUF-W) จึงกลายมาเป็นจุดต่อแนะนำในโค๊ดอย่าง UBC 1988 สำหรับโครงสร้างที่ต้องรับแรงแผ่นดินไหว (ก่อนหน้านั้นไม่ได้แนะนำไว้) รูปข้างล่างแสดงผลทดสอบที่ UC…

Fatigue Strength VS Yield Strength (Fy)

Fatigue Strength VS Yield Strength (Fy) K.Kurojjanawong 14-Oct-2018 ปกติเป็นที่เข้าใจกันเลย คือ Fatigue Integrity ของโครงสร้างเหล็ก นั้น ไม่ขึ้นกับ Fy แต่ขึ้นกับจำนวนรอบของแรงที่กระทำ และขนาดของ cyclic stresses อย่างเดียว งั้นการที่ออกแบบด้านความล้าไม่ผ่าน การเพิ่ม Fy จะไม่ได้ช่วยอะไรให้ดีขึ้น ต้องลด stress หรือ ลดจำนวนรอบของแรง หรือลด Stress concentration factor (SCF) ด้วยการเปลี่ยนดีเทล เพียงอย่างเดียว แต่นั่นคือ กรณี Fatigue ที่รอยเชื่อม สำหรับ Fatigue ที่ Parent Material ที่ไม่ใช่รอยเชื่อมนั้น เค้าบอกว่าขึ้นกับ Fy ด้วย ดูสองเส้นบน ยิ่งมี Fy สูงกำลังต้าน ความล้ายิ่งดี (ถ้ามี…

Stiffened Plate VS Conventional Beam

Stiffened Plate VS Conventional Beam K.Kurojjanawong 19-Apr-2018 Stiffened Plate ก็คือ Plate ที่เอา Stringer มาแปะแล้วเชื่อม อาจจะเป็น Angle, T หรือ Flat bulb ก็ได้ โดยพฤติกรรม Floor beam ที่มี Plate อยู่ด้านบน ไม่ได้ใช้ประโยชน์อะไรจาก Plate เลย ถือว่าเป็น Non-structure ไป คิดแค่ Beam Stiffness ทั้งที่จริงๆ แล้ว Plate ก็เชื่อมติดกับ ปีกคาน มันมีพฤติกรรมเป็น Composite Beam แต่เรามักไม่เอามาใช้ ในเวลาออกแบบโครงสร้างใหม่ ๆ แต่อาจจะเอามาใช้กรณีที่ต้องทำ Reassessment ที่อาจจะรับแรงเพิ่มขึ้นจากที่ออกแบบเริ่มต้น งั้นโดยความเป็นจริงแล้ว เสียของมาก กรณีที่เราเลือกคานที่มีปีกบน ทำให้ ปีกมันซ้ำซ้อนกับ…