วัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
วันนี้ผมจะขออนุญาตมาตอบคำถามให้แก่รุ่นพี่วิศวกรที่ผมเคารพรักท่านหนึ่งที่ท่านได้กรุณาสอบถามผมมาเกี่ยวกับเรื่องโปรแกรม FINITE ELEMENT ที่มีชื่อว่า STAAD.PRO นะครับ โดยท่านตั้งคำถามได้น่าสนใจมากว่า “ระหว่าง PLATE ELEMENT กับ SURFACE ELEMENT นั้นมีความเหมือน หรือ แตกต่างกันอย่างไร?”
ก่อนอื่นผมต้องขอพูดเหมือนเช่นเคยนะครับ ว่าพี่ตั้งคำถามได้น่าสนใจมากๆ เพราะ ทุกครั้งที่มีคนทำการตั้งคำถามที่น่าสนใจต่างๆ เหล่านี้ขึ้นมาสักคำถามหนึ่ง ผมก็มักที่จะมีความคิดว่า คำถามนี้ดีนะครับเนี่ย คำถามนี้น่าสนใจดี ทำไมคนอื่นๆ ไม่ยักถามคำถามแบบนี้บ้าง อะไรทำนองนี้นะครับ
เอาเป็นว่าวันนี้ผมจะมาคลายข้อสงสัยประการนี้ให้แก่เพื่อนๆ ดีกว่านะครับ โดยในวันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการอธิบายพอสังเขปก่อนนะครับว่าเจ้า SURFACE ELEMENT นี้จริงๆ แล้วมันคืออะไร ?
แท้ที่จริงแล้วเจ้า SURFACE ELEMENT ก็คือ PLATE ELEMENT อย่างหนึ่งนั่นเองนะครับ ซึ่งประเภทของ PLATE ELEMENT ที่ถูกเลือกนำมาใช้ทำการจำลองเจ้า SURFACE ELEMENT นี่ก็คือ PLATE ELEMENT ที่ประกอบไปด้วย 3 จุดต่อ ที่จะมีขนาดที่เหมาะสม และ จำนวนที่สามารถนับได้ (MESH FREE FINITE 3-NODED PLATE ELEMENT) นั่นเองนะครับ
โดยสาเหตุที่ทาง STAAD.PRO นั้นได้ทำการสร้างชิ้นส่วนนี้แยกออกมาต่างหากให้เป็นอีกหนึ่งประเภทของ ELEMENT ก็เนื่องด้วยเวลาที่เราจะทำการจำลองชิ้นส่วนโครงสร้างโดยทั่วๆ ไปใดๆ แล้วสิ่งหนึ่งที่เราจะต้องทำเสมอเลยก็คือการ MESH ให้โครงสร้างนั้นมีขนาดเล็กๆ โดยขนาดเล็กๆ ที่ว่านี้จะมีความเหมาะสม หรือ ไม่ ก็ต้องทำโดยวิธีซ้ำไปซ้ำมา (ITERATIVE METHOD) โดยอาจจะต้องผ่านกระบวนการลองผิดลองถูก (TRIAL AND ERROR PROCEDURES) จากนั้นเราก็ค่อยใช้ PLATE ELEMENT นี้เพื่อทำการจำลองโครงสร้างจำพวก แผ่นพื้น (SLAB) หรือ แผ่นผนังรับแรงเฉือน (SHEAR WALL) ซึ่งปัญหาอย่างหนึ่งที่เรามักจะพบอยู่เสมออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เลยก็คือ การที่เราจะต้องมานั่งเสียเวลาที่จะมาทำการ MESH หรือ แบ่งชิ้นส่วนใหญ่ๆ เหล่านี้ให้กระจายตัวออกเป็นชิ้นส่วน PLATE ELEMENT ที่มีขนาดที่เหมาะสม ซึ่งการที่เราเลือกให้ชิ้นส่วนแผ่นโครงสร้างเหล่านี้ให้เป็น SURFACE ELEMENT เราก็จะไม่พบเจอกับอุปสรรคเหล่านี้อีกต่อไปแล้วนะครับ เพราะ เราสามารถที่จะเลือกแผ่นโครงสร้างเหล่านี้ให้เป็น SURFACE ELEMENT ได้โดยไม่จำเป็นที่จะต้องทำการ MESH ใดๆ เลยนะครับ โดยที่การทำเช่นนี้จะไม่ส่งผลต่อระดับของความน่าเชื่อถือของผลการวิเคราะห์หรือคำนวณผลตอบสนองของโครงสร้างใดๆ เลย แต่ การเลือกใช้งานเจ้า SURFACE ELEMENT นั้นเพื่อนๆ จะต้องมีความรู้ความเข้าใจในวิธีการใช้งานหลักๆ ด้วยกัน 4 ประการดังต่อไปนี้
(1) เนื่องด้วย SURFACE ELEMENT นั้นถือว่า “SUPERELEMENT” กล่าวคือเป็น ELEMENT ที่ถูกสร้างขึ้นต่อยอดจาก BASIC ELEMENT อย่าง PLATE ELEMENT จึงทำให้มี STRUCTURAL ORIENTATION ที่แตกต่างออกไปจาก PLATE ELEMENT แต่ โดยรวมแล้วเรายังสามารถที่จะดูผลการวิเคราะห์โครงสร้างที่ถือเป็นพื้นฐานและจำเป็นได้จากการจำลองด้วย SURFACE ELEMENT นี้ได้นะครับ (ดูรูปประกอบได้นะครับ) ดังนั้นก่อนการใช้งานเจ้า SURFACE ELEMENT นี้ผมก็ขอแนะนำให้เพื่อนๆ ทำการศึกษา ORIENTATION เหล่านี้ รวมไปถึง SIGN CONVENTION ที่อาจจะแตกต่างออกไปจากที่เราคุ้นเคยกันดีใน PLATE ELEMENT ให้ดีเสียก่อนนะครับ
(2) แผ่นโครงสร้างที่เราจะทำการจำลองด้วย SURFACE ELEMENT นั้นจะต้องเป็นทรงรูปสี่เหลี่ยมเท่านั้น ซึ่งจะแตกต่างออกไปจาก PLATE ELEMENT ที่เราสามารถจะทำการสร้าง PLATE ELEMENT นี้บนรูปทรงของโครงสร้างรูปทรงใดๆ ก็ได้ครับ
ปล ซึ่งผมเชื่อเหลือเกินว่าข้อจำกัดประการนี้ทาง STAAD.PRO เตรียมที่จะทำการปลดล็อคในเร็ววันนี้แล้วครับ เนื่องด้วยการแข่งขันในตลาดที่ค่อนข้างสูงและมีความรวดเร็วมากๆ ในทุกวันนี้ มิเช่นนี้คงจะสู้กับโปรแกรมอื่นๆ ไม่ได้นั่นเองนะครับ
(3) สืบเนื่องมาจากข้อที่ (2) ที่ว่าหากเราต้องการที่จะทำการจำลองโครงสร้างใดๆ ให้เป็น SURFACE ELEMENT เราจำเป็นที่จะต้องทำการจำลองให้เจ้า SURFACE ELEMENT นี้เป็นรูปทรงสี่เหลี่ยมเท่านั้น จึงทำให้เราไม่สามารถที่จะทำการจำลองช่องเปิด หรือ OPENING ใดๆ บน SURFACE ELEMENT ได้นั่นเอง ซึ่งจะเป็นข้อแตกต่างออกไปจากการเลือกทำการจำลองด้วย PLATE ELEMENT นะครับ
(4) ขนาดความหนาของชิ้นส่วนที่เราจะทำการจำลองด้วย SURFACE ELEMENT นั้นจะต้องมีขนาดความหนาที่คงที่ตลอดทั้งแผ่นของโครงสร้าง ซึ่งจะแตกต่างออกไปจาก PLATE ELEMENT ที่เราสามารถที่จะทำการจำลองให้ความหนาในบริเวณต่างๆ ของโครงสร้างนั้นมีขนาดความหนาที่แตกต่างกันได้นะครับ โดยสาเหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าเมื่อเราทำการจำลองโครงสร้างโดยปกติทั่วๆ ไปแล้วเรามักจะพบว่าชิ้นส่วนความหนาต่างๆ ของโครงสร้างนั้นจะมีขนาดความหนาที่เท่าๆ กันตลอดทั้งชิ้นของโครงสร้าง ไม่ว่าจะเป็น พื้น หรือ ผนัง ก็ตามแต่นะครับ
ในวันพรุ่งนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการยก ตย ถึงการจำลองโครงสร้างโดยเปรียบเทียบการใช้งานระหว่าง PLATE ELEMENT และ SURFACE ELEMENT นี้ให้แก่เพื่อนๆ ได้รับทราบกันนะครับ ยังไงหากใครสนใจก็สามารถที่จะติดตามกันได้นะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN