การคำนวณหาค่า Element Stiffness Matrix เมื่ออ้างอิงไปยัง Local Coordinate

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

กลับมาพบกันในทุกๆ วันเสาร์แบบนี้อีกครั้งหนึ่งซึ่งผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะพูดคุยกันถึงหัวข้อ “ถาม-ตอบชวนสนุก” กันนะครับ

 

โดยที่ในวันนี้ประเด็นที่ผมได้เลือกนำเอามาตั้งเป็นคำถามประจำสัปดาห์นั้นจะมีความเกี่ยวข้องกันกับเรื่อง ความรู้ดีๆ สำหรับนักเรียนและนักศึกษาที่ผมได้ทำการโพสต์ถึงในสัปดาห์ที่ผ่านมาและก็เหมือนเช่นเคยผมคงจะต้องออกตัวอีกครั้งหนึ่งว่า คำถามประจำสัปดาห์นี้สุดแสนจะง่ายมากๆๆๆๆๆๆๆๆๆ โดยที่โจทย์ในวันนี้ก็คือ

จากในรูปจะเป็นโครงสร้างโครงข้อแข็งที่มีลักษณะเป็น STATICALLY INDTERMINATE ซึ่งจะประกอบไปด้วยชิ้นส่วนทั้งหมด 3 ชิ้นส่วนและก็จะมีมิติต่างๆ ของโครงข้อแข็งดังในรูปที่แสดง เพื่อนๆ จะเห็นได้ว่าค่าโมดูลัสยืดหยุ่น ค่าพื้นที่หน้าตัดและค่าโมดูลัสความเฉื่อยของทุกๆ ชิ้นส่วนในโครงสร้างชุดนี้จะมีค่าคงที่ทั้งหมด ดังนั้นผมจึงอยากที่จะให้เพื่อนๆ ทุกคนนั้นอาศัยทฤษฎีตามหลักการของ DIRECT STIFFNESS METHOD ในการสร้าง ELEMENT STIFFNESS MATRIX ของชิ้นส่วน AB และ CD เมื่อชิ้นส่วนทั้งสองนี้อ้างอิงไปยัง LOCAL COORDINATE นะครับ

 

#โพสต์ของวันเสาร์

#ถามตอบชวนสนุก

#ปัญหาเรื่องการคำนวณหาค่าElementStiffnessMatrixเมื่ออ้างอิงไปยังLocalCoordinate

 

เฉลย

ซึ่งหากเพื่อนๆ ติดตามโพสต์ของผมในช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมาก็น่าจะเห็นได้ว่าปัญหาข้อนี้นั้นจะมีวิธีในการคำนวณที่ค่อนข้างจะมีความง่ายดายเอามากๆ เพราะปัญหาในข้อนี้ขอให้เราทำการสร้าง ELEMENT STIFFNESS MATRIX ของชิ้นส่วน AB และ CD เมื่อชิ้นส่วนทั้งสองนี้อ้างอิงไปยัง LOCAL COORDINATE ซึ่งนั่นก็หมายความว่าจะยังไม่มีมุมของระบบแกนเข้ามามีส่วนเกี่ยวข้องเลย อีกทั้งหากดูดีๆ จากความสัมพันธ์ของตรีโกณมิติก็จะเห็นได้ว่าชิ้นส่วน AB และ CD นั้นมีขนาดของความยาวที่เท่าๆ กัน นั่นก็คือเท่ากับ 10 เมตร อีกทั้งหากเราทำการตั้งพิกัดจุดเริ่มต้นของชิ้นส่วนทั้งสองให้มีความสอดคล้องซึ่งกันและกันนั่นก็คือ ให้จุด A และ C เป็นพิกัดของ NODE i หรือจุดเริ่มต้นของชิ้นส่วนและก็ให้จุด B และ D นั้นเป็นพิกัดของ NODE j หรือจุดสิ้นสุดของชิ้นส่วน นั่นก็จะส่งผลทำให้เรามีความจำเป็นในการสร้างตัว ELEMENT STIFFNESS MATRIX เพียงแค่เมตริกซ์เดียวก็เป็นอันเรียบร้อยแล้วนั่นเอง เอาเป็นว่าเรามาเริ่มต้นทำการคำนวณกันเลยดีกว่า โดยเริ่มต้นจากการคำนวณหาค่าคงที่ซึ่งจะเป็นค่าสัมประสิทธิ์ของความแข็งเกร็งหรือค่า STIFFNESS COEFFICIENT ของ การเสียรูปเนื่องจากแรงกระทำตามแนวแกน การเสียรูปเนื่องจากแรงดัด และ การเสียรูปเนื่องจากการเคลื่อนที่ในระนาบ กันก่อนนะครับ

K(A) = EA/L

EA/L = [2.50×10^(5)] x [2400] / [10×100]

EA/L = 6×10^(5) KGF/CM

และ

K(B) = EI/L

EI/L = [2.50×10^(5)] x [1.50×10^(6)] / [10×100]

EI/L = 3.75×10^(8) KGF-CM

ต่อมาก็คือค่าสัมประสิทธิ์ของความแข็งเกร็งค่าต่างๆ โดยเริ่มต้นจาก

12EI/L^(3) = K(B) x 12/L^(2)

12EI/L^(3) = [3.75×10^(8)] x 12/(10×100)^(2)

12EI/L^(3) = 4500 KGF/CM

ต่อมาก็คือ

6EI/L^(2) = K(B) x 6/L

6EI/L^(2) = [3.75×10^(8)] x 6/(10×100)

6EI/L^(2) = 2.25×10^(6) KGF

ต่อมาก็คือ

4EI/L = K(B) x 4

4EI/L = [3.75×10^(8)] x 4

4EI/L = 15×10^(8) KGF-CM

และค่าสุดท้ายก็คือ

2EI/L = K(B) x 2

2EI/L = [3.75×10^(8)] x 2

2EI/L = 7.5×10^(8) KGF-CM

 

ดังนั้นเราจึงจะสามารถนำเอาค่าสัมประสิทธิ์ของความแข็งเกร็งต่างๆ ที่คำนวณได้ข้างต้นไปใช้ในการสร้าง ELEMENT STIFFNESS MATRIX ของชิ้นส่วน AB และ CD เมื่อชิ้นส่วนทั้งสองนี้อ้างอิงไปยัง LOCAL COORDINATE ได้ดังรูปที่ผมนำมาใช้ในการเฉลยปัญหาข้อนี้นั่นเองครับ

 

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำตอบในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

#โพสต์ของวันอาทิตย์
#ถามตอบชวนสนุก
#ตอบปัญหาเรื่องการคำนวณหาค่าElementStiffnessMatrixเมื่ออ้างอิงไปยังLocalCoordinate

ADMIN JAMES DEAN


บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปัน ไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service) Certified by SGS (Thailand) Ltd.

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด คือผู้ผลิตรายแรกและรายเดียวในไทย ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม มอก. 397-2524 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐาน มอก. การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

1. สี่เหลี่ยม S18x18 cm.

รับน้ำหนัก 15-20 ตัน/ต้น

2. กลม Dia 21 cm.

รับน้ำหนัก 20-25 ตัน/ต้น

3. กลม Dia 25 cm.

รับน้ำหนัก 25-35 ตัน/ต้น

4. กลม Dia 30 cm.

รับน้ำหนัก 30-50 ตัน/ต้น

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

☎ สายด่วนภูมิสยาม:
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
091-947-8945
081-634-6586

🌎 Web:
bhumisiam.com
micro-pile.com
spun-micropile.com
microspunpile.com
bhumisiammicropile.com