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…

Soil Spring 40 qult เอาไปใช้ยังไง?

Soil Spring 40 qult เอาไปใช้ยังไง? K.Kurojjanawong 29-Jan-2024 สปริง 40qult มาจากการสมมติว่าฐานรากเป็น Shallow Foundation แบบ Rigid มีกำลังสูงสุดเมื่อยุบไป 1 นิ้ว หรือ 25.4 มม ก็จะได้ k = qult / 0.0254 ~ 40*qult ดังนั้นถือว่าทั้งฐานมี Stiffness เท่ากับ 40*qult การนำไปใช้จึงต้องระวัง เพราะ ต้องรวมกำลังสุดท้ายทั้งฐานรากให้เท่ากับ qult เมื่อ ยุบลงไป 1 นิ้วด้วย ย้ำ Spring 40 qult คือ Spring stiffness ของ "ทั้งฐาน" ไม่ใช่ว่าจำลองฐานด้วยการแบ่ง "หลายจุดต่อ" เพื่อจะดู Moment ในฐาน แล้วเอาสปริงที่ว่าเข้าไปใส่ได้หมด…

AISC 360 Direct Analysis Method and the Effect of Leaning Columns

AISC 360 Direct Analysis Method and the Effect of Leaning Columns K.Kurojjanawong 15-Jan-2024 Leaning columns นั้นมีการกล่าวถึงบ่อยมากใน AISC 360 ตั้งแต่เริ่มมีการแนะนำวิธี Direct Analysis Method (DM) เข้ามาแทนวิธีดั้งเดิม แล้ว Leaning Columns มันคืออะไร มารู้จักกัน Leaning columns เรียกอีกชื่อได้ว่า Gravity​ columns หรือเสาที่รับแต่แรงแนวดิ่ง รับแรงแนวราบไม่ได้จึงต้องไปพิงคนอื่น หรือ Lean บนระบบรับแรงด้านข้าง (Lat​eral resisting system) เช่น Shear wall หรือ Moment frame ดังนั้นเราสามารถแยก Leaning columns (หรือ Gravity​ columns) ออกมาจาก…

Partially Fixed End Beam Moment

Partially Fixed End Beam Moment K.Kurojjanawong 4-Oct-2023 อันนี้เป็นเรื่องง่ายๆ ที่หลายคนก็ไม่รู้จะทำยังไง มีคนเอามาถามเลยแนะทริคให้ สมมติว่าเราต้องการคำนวณว่า Moment ของคานที่ปลาย ไม่ใช่ 100% Pinned End แล้วก็ไม่ใช่ 100% Fixed End ด้วย หรือก็คือ Partially Fixed End นั่นละ จะคำนวณได้ยังไงเพราะไม่มีสูตรในหนังสือทั่วไป สังเกตุง่ายๆ Simply Supported Beam (0 % Fixed End) จะมี Max. Moment = +WL^2/8 ซึ่งอยู่ที่กลางคาน ดังแสดงในเส้นสีแดง แต่พอมันเป็น 100% Fixed End ค่า Moment ที่กลางคานจะลดลงเหลือ +WL^2/24 แต่เกิด Moment ที่ปลายคานขึ้นมาเท่ากับ -WL^2/12…

The Effect of Very Big and Very Short Pile on the Lateral Pile Analysis

The Effect of Very Big and Very Short Pile on the Lateral Pile Analysis K.Kurojjanawong 8-Sep-2022 หลายวันก่อนเอารูปของ Monopile ของกังหันลมกลางทะเลมาให้ดู มีคนสนใจค่อนข้างมาก เนื่องจากขณะนี้มีการพัฒนาขนาดไปจนถึงเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่า 10 เมตร กันแล้ว หรือ เสาเข็มต้นเดียวสามารถครอบห้องในคอนโดขนาด 100 ตร เมตร ได้มิดเลย และไม่มีแนวโน้มที่จะหยุดพัฒนาด้วย จากปัญหาพลังงานในปัจจุบัน ยิ่งทำให้มันต้องทะลุกำแพงข้อจำกัดให้ได้ เสาเข็มขนาดใหญ่มากกกก อย่าง Monopile นั้น ไม่เพียงแต่ต้องทำลายกำแพงข้อจำกัด ในด้านวัสดุ การผลิต การขนส่งและการติดตั้ง ยังต้องทำลายทุกทฤษฏีและข้อสมมติที่ใช้กันในเสาเข็มขนาดปกติที่ใช้กันมาในโลกใบนี้เป็นร้อยปี อีกด้วย ในการวิเคราะห์เสาเข็มรับแรงด้านข้างในระดับ Working Load นั้น วิธีที่นิยมใช้กันในโลกคือ Modulus of Subgrade Reaction ซึ่งแสดงออกในรูปของ Linear /…

How to apply 67 Su / B for Soil Spring Modelling

How to apply 67 Su /B for Soil Spring Modelling K.Kurojjanawong 2-Sep-2022 เรื่องหน่วยของ Modulus of Subgrade Reaction นั้นมีคนงงค่อนข้างมาก ซึ่งไม่ต้องแปลกใจเพราะมันงงกันทั้งโลก ผมก็เคยงงเหมือนกัน Modulus of Subgrade Reaction นั้นปกติจะมีหน่วยเป็น แรง ต่อ ปริมาตร เหมือนมันจะไม่มีอะไร แต่จริงๆ มันมี เพราะว่าความหมายของมันจริงๆ มันไม่ใช่​ แรง ต่อ ปริมาตร​ แต่คือ แรงดันในระนาบใดๆ ต่อ หนึ่งหน่วยการเคลื่อนตัวแนวตั้งฉากกับระนาบนั้นๆ เรื่องทางวิศวกรรมโยธาที่นำ Modulus of Subgrade Reaction มาใช้มากที่สุด ก็คือ เรื่องเสาเข็มรับแรงด้านข้าง ซึ่งจะเรียกว่ Horizontal Modulus of Subgrade Reaction ดังนั้นความหมายของมันจึงคือ…

High Quality Software VS High Experience User

High Quality Software VS High Experience User K.Kurojjanawong 21-July-2022 อันนี้เป็นงานวิจัยสักประมาณ ทศวรรษที่ 90 ช่วงที่​ Nonlinear​ Structural​ Analysis​ ยังเพิ่งเริ่มเข้ามามีบทบาท​ ซึ่งอุตสาหกรรม​ที่ช่วยผลักดัน​ให้เกิดการพัฒนา​ด้านวิศวกรรมโครงสร้าง​แบบก้าวกระโดด​ก็คือ​ อุตสาหกรรม​ด้านพลังงาน​ เนื่องจากโครงสร้าง​ต้องไปตั้งในตำแหน่งที่มีแหล่งทรัพยากร​ ทำให้หนีสภาพแวดล้อมที่อันตรายมากๆไม่ได้​ ต้องออกแบบโครงสร้าง​สู้อย่างเดียว​ จึงต้องดึงกำลังส่วนเกินออกมาใช้ให้มากที่สุด​ และเป็นอุตสาหกรรม​ที่เงินทุนวิจัย​หนามาก ช่วงต้นยุค​ 80-90​ มีการพัฒนา​ด้านการ​วิเคราะห์​โครงสร้าง​แบบไม่เชิงเส้นค่อนข้าง​มาก โดยมีโปรแกรม​สำเร็จรูป​จำนวนพอสมควรที่เพิ่มความสามารถ​ด้านนี้เข้ามา​ แต่ทฤษฏี​ด้านนี้ยังคงไม่นิ่งอยู่มาก​ ทำให้แต่ละโปรแกรม​มีสมมติฐาน​แตกต่าง​กันไป​ ผลลัพธ์​ที่ได้จึงแตกต่างกันด้วย​ เช่น​ SACS​ ใช้​ distributed plasticity, USFOS ใช้​ lumped plasticity กระทรวงพลังงานของสหรัฐเลยให้ทุนวิจัยเพื่อเปรียบเทียบ​ผลลัพธ์​ที่ได้จากโปรแกรมในตลาดกับผลทดสอบจริง โดยมีบริษัท​ BOMEL เป็นผู้ทำการวิจัย​ จึงเรียกว่า​ BOMEL​ Project โดยทำ Load Test ของ​ Tubular Frame ขนาดเท่าของจริง​ (รูปแรก)​…

Number of Dynamic Modes

Number of Dynamic Modes K.Kurojjanawong 28-Apr-2022 Dynamic modes จำนวนเท่าไรถึงจะดี ? ถ้าตอบตามหลักการ ก็คือ ควรจะทำให้ Mass participation ขึ้นมาอย่างน้อย 90-95%  แล้วแต่ว่ายอมรับที่เท่าไร แต่ไม่ควรต่ำกว่า 90% ในทุกกรณี มันมีความแตกต่างระหว่างวิศวกรรุ่นเก่า ซึ่งถูกสอนกันมาว่า แค่ประมาณ 20-30 โหมด ควรจะถึงเป้าที่ 90-95% แล้ว ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเป็นจริงเสมอไป สำหรับวิธีการเก่าๆ ที่จำลองโครงสร้างแบบคร่าวๆ เพื่อจับพฤติกรรมโดยรวม และมักจะกำหนดตำแหน่ง Dynamic Retained DOFs เฉพาะตำแหน่งหลักๆ ทำให้มวลมันไปกองอยู่แค่ตำแหน่งหลักๆ ทำให้มันสามารถขึ้นสูงไปหาเป้าที่ 90-95% ได้ง่าย เมื่อเวลาเปลี่ยนไป วิธีการมันก็เปลี่ยนแปลงไปเรื่อย วิศวกรรุ่นใหม่ๆ ชอบที่จะเห็นอะไรเหมือนกับของจริง เริ่มจำลองชิ้นส่วนเล็กๆ เข้าไปมากขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงกำหนด Dynamic Retained DOFs ลงรายละเอียดมากขึ้นเรื่อยๆ ไม่เฉพาะแต่ตำแหน่งเสาหลักเท่านั้น ซึ่งมันจะทำให้การเข้าถึงเป้าหมายที่…

Vertical Stiffness of Foundation

Vertical Stiffness of Foundation K.Kurojjanawong 7-Apr-2022 วิศวกรโครงสร้างส่วนใหญ่นั้นพื้นฐานด้านวิศวกรรมฐานรากน้อยมาก ทั้งที่จริงๆ แล้วหลักสูตรที่เรียนตอนปริญญาตรีนั้นถือว่าเพียงพอแล้วสำหรับการทำงาน และเพียงพอสำหรับการศึกษาเพิ่มเติมด้วยตัวเองด้วย แต่จำนวนมากพอมีปัญหาเกี่ยวกับฐานรากแล้วมักจะไปไม่ค่อยเป็นสักเท่าไร ปัญหาที่ชอบถามกันประจำก็คือ Foundation Stiffness คือเท่าไร เพราะต้องการนำไปจำลองโครงสร้าง ส่วนใหญ่มักจะมีค่าที่บอกต่อๆ กันมา โดยหลายคนใช้โดยไม่รู้ที่มา อธิบายไม่ได้ และไม่รู้ว่าข้อจำกัดมันคืออะไร แถมเมื่อมีข้อมูลที่ดีกว่า กลับเลือกใช้ค่าที่คุ้นเคยมากกว่าใช้ข้อมูลจริง ต้องเข้าใจก่อนว่า ดิน มีพฤติกรรมไม่เชิงเส้น และเริ่มตั้งแต่ระดับแรงต่ำๆ เลย ดังนั้นกราฟ Load-deformation จะโค้งมาตั้งแต่จุดเริ่มต้น และเริ่มโค้งมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อใกล้กำลังสูงสุด ดังที่เห็นในกราฟทางซ้ายมือ การจำลอง Foundation Stiffness ที่ดีที่สุดคือ ใส่เป็น Nonlinear Spring หรือ ก็คือ ใส่เส้นโค้งนั้นเข้าไปทั้งเส้น ซึ่งจะทำให้ปัญหาเป็น Nonlinear ทันที ต้องวิเคราะห์ด้วย Nonlinear Analysis แบบตรงๆ เช่นทำ Pure Incremental Analysis…

Constraint System-Transport with SPMT

Constraint System-Transport with SPMT 20-Mar-2022 หลายวันก่อนนำการขนย้ายบนเรือโดยที่คา SPMT ไว้เป็นส่วนหนึ่งของ Grillage ไปด้วย มาให้ดู โดยจากการสอบถามผู้เชี่ยวชาญเค้าบอกว่าจะมีอาจจะมีการใช้แต่ SPMT หรือ ใช้ Grillage ร่วมด้วยก็ได้ โดยถ้ามีการใช้ร่วมกับ Grillage อาจจะมีการ Unload ออกจาก SPMT แต่ไม่ทั้งหมด ยังคงคาน้ำหนักบางส่วนเอาไว้ใน SPMT และมีการยึด Sea-fastening ที่ SPMT เข้ากับเรือระหว่างขนย้ายด้วย ซึ่งจากที่สอบถาม ได้ความว่าถ้ามีการ Unload ออกจาก SPMT นั้นจะมีการทำก่อนที่จะมีการยึด Sea-fastening ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ถูกต้อง ทำไมถึงถูกต้อง จะอธิบายให้ฟังดังนี้ ถ้าเรามีโครงสร้างน้ำหนัก 1.0g รับโดย SPMT สองไลน์ดังแสดงในรูปซ้ายมือ โดยฝั่งซ้ายรับไป 0.3g ฝั่งขวารับไป 0.7g ในบล็อกที่ 1 พอขนไปถึงบนเรือทำการ Unload ออกจาก…