8XLANE - บ้านประหยัดพลังงาน 1 ชั้น

กรณศี กึ ษาท่ี 1 ช้ินส่วนโครงสรา้ ง คานขนาด 20x60 เซนตเิ มตร มคี วามยาวช่วง 6 เมตร รับนำ้ หนัก
บรรทุกของผนังก่ออิฐมอญ สูง 3 เมตร กำหนดคอนกรีตกำลังอัดประลัย 240 ksc. เหล็กเสริมคุณภาพชั้น
SD40 จงคำนวณหาค่า แรงเฉือน (Shear Force) โมเมนต์ดัด (Moment) และค่าการโก่งตัวสูงสูง
(Deflection) และคำนวณหาปริมาณเหล็กเสริมคอนกรีตโดยวธิ ี SDM

 ทำการสร้างโมเดลใหม่ (New Model) เลอื กเมนบู าร์ File ----> New Model หรือ กดแป้นลัด
(Ctrl+N) จะแสดงผลดังน้ี จากหน้าต่าง Select template แล้วทำการเลอื ก Beam

รปู ภาพ ที่ 4.2 การสรา้ งโมเดลจำลอง 2 มติ ิ

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 45

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 กำหนดชว่ งคาน 6 เมตร และกำหนดค่าจดุ รองรบั อัตโนมัติ ตั้งคา่ กำหนดตามรปู ท่ี 4.3 และแสดงผลการ
กำหนดของชิน้ สว่ นโครงสรา้ งบนหน้าตา่ ง SAP2000 ตามรูปที่ 4.4

รปู ภาพ ที่ 4.3 การกำหนดชว่ งคาน

รปู ภาพ ท่ี 4.4 การแสดงผลของชิน้ สว่ นคานที่กำหนด

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 46

Eng. Dr. Aphai Chapirom

4.2 การกำหนดวัสดุ ขนาด และนำ้ หนักบรรทกุ

 ตรวจสอบวสั ดุท่ีเลือกใช้ ในการวเิ คราะห์คร้ังน้ี ประกอบด้วย คอนกรีต และ เหล็กเสรมิ โดยทำการเลือก
เมนูบาร์ Define -----> Materials จะแสดงหน้าตา่ งตามรูปที่ 4.5

รปู ภาพ ที่ 4.5 การแสดงวสั ดุทีก่ ำหนดไวใ้ นโปรแกรม หรือ กำหนดขึ้นมาใหม่

 ตรวจสอบขนาดที่เลอื กใช้ ในการวิเคราะห์ครั้งน้ี คานขนาด 20x60 cm. โดยทำการเลอื กเมนบู าร์
Define -----> Section Properties -----> Frame Section จะแสดงหนา้ ตา่ งตามรูปที่ 4.6

รปู ภาพ ท่ี 4.6 การแสดงขนาดช้นิ ส่วนทกี่ ำหนดไว้ในโปรแกรม หรอื กำหนดขึ้นมาใหม่

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 47

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 กำหนดขนาดท่ีเลอื กใช้ ในการวเิ คราะห์ครั้งนี้ คานขนาด 20x60 cm. โดยทำการเลือกเมนูบาร์ Define
-----> Section Properties -----> Frame Section แลว้ เลอื ก Add New Property จะแสดงหน้าต่างตาม
รูปท่ี 4.7 – 4.8

รูปภาพ ที่ 4.7 การกำหนดประเภทขนาดชนิ้ ส่วนท่ี กำหนดขนึ้ มาใหม่

รูปภาพ ที่ 4.8 การกำหนดขนาดชิน้ สว่ น 20 x 60 cm.

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 48

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 เปลี่ยนชิน้ ส่วนทีก่ ำหนดใหม่ เปน็ คานขนาด 20x60 cm โดยทำการคลิกเลอื กช้ินส่วนก่อน แลว้ เลือก
เมนูบาร์ Assign -----> Frame -----> Frame Sections แล้วเลอื ก คานขนาด 20x60 cm จะแสดงหน้าต่าง
ตามรปู ท่ี 4.9 แล้วกด OK และกดเลอื กคานดงั กล่าว คลกิ ปมุ่ ขวา จะแสดงค่าที่ปรบั เปลี่ยน ตามรปู ที่ 4.10

รูปภาพ ท่ี 4.9 เปลี่ยนขนาดช้ินส่วนโครงสร้างเปน็ ขนาด 20 x 60 cm.

รปู ภาพ ที่ 4.10 การตรวจสอบขนาดคานท่ีเปลย่ี นไป

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 49

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ที่ 4.11 การแสดงภาพตัวอย่างคาน 20 x 60 cm. 3 มิติ (Extrude)

 การกำหนดน้ำหนักบรรทกุ ที่กระทำต่อ คานขนาด 20x60 cm ในข้อกำหนดของ พรบ.ควบคุม
อาคาร พ.ศ. 2522 ไดก้ ำหนด น้ำหนักบรรทุกตอ่ ตารางเมตรของวัสดไุ ว้ ในสว่ นของอิฐมอญกำหนดให้ใช้ 180
กก./ตรม. ในที่นผี้ นังมีความสงู ท่รี ะดับ 3 เมตร จะได้ค่า 180*3 = 540 กโิ ลกรมั ตอ่ เมตร โดยทำการคลกิ เลือก
ชิ้นส่วนก่อน แล้วเลือกเมนูบาร์ Assign -----> Frame Loads -----> Distributed (ตามรูปที่ 4.12) แล้วคลิก
จะปรากฏหน้าต่าง ตามรูปที่ 4.13 ทำการกำหนดน้ำหนักบรรทุก Uniform load แล้วกด OK จะปรากฏ
หน้าต่างแสดง หน้าต่างบรรทุกตาม รูปที่ 4.14 ส่วนน้ำหนักบรรทุก Point load กำหนดโดย Assign ----->
Frame Loads -----> Point แล้วทำการกำหนดนำ้ หนักตามตำแหนง่ ท่ีต้องการ ตามรูปท่ี 4.15

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 50

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รปู ภาพ ที่ 4.12 เมนูบาร์และหนา้ ตา่ งการกำหนดน้ำหนักบรรทกุ

รปู ภาพ ท่ี 4.13 เมนูหน้าต่างการกำหนดน้ำหนักบรรทุก แบบ Uniform load

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 51

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ที่ 4.14 การแสดงกราฟฟิกของนำ้ หนกั บรรทุกสู่คาน แบบ Uniform load

รูปภาพ ที่ 4.15 การแสดงกราฟฟกิ ของนำ้ หนักบรรทกุ สู่คาน แบบ Point load

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 52

Eng. Dr. Aphai Chapirom

4.2 การตรวจสอบการวิเคราะหเ์ ทยี บกบั รายคำนวณมือ

 ผู้เรยี นสามารถทำการทดสอบ Run Analysis ท่วี าดแบบจำลองช้นิ สว่ นโครงสรา้ ง (Model) และ

การกำหนดค่าหน่วยน้ำหนัก โดยการเลือกเมนู ใช้คำสั่ง Analyze ---> Run Analysis (F5) หรือคลิก Tool

Bar ด้านบน โปรแกรมจะทำการตรวจสอบความถูกต้องของการจำลอง และคำนวณการวิเคราะห์

ค่าแรงต่าง ๆ ภายในชิ้นส่วนโครงสร้าง ทั้งหมด (การประมวลผลเร็ว-ช้า ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่อง

คอมพิวเตอรท์ ่ีใช้) รายละเอยี ดการประมวลผลสรุปให้ทราบ ตามรูปที่ 4.16

รูปภาพ ที่ 4.16 การแสดงการประมวลผลการวิเคราะห์โครงสร้าง

รูปภาพ ท่ี 4.17 การแสดงการประมวลผลการวิเคราะห์โครงสรา้ ง F5

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 53

Eng. Dr. Aphai Chapirom

เมื่อผเู้ รียนทำกำรประมวลผลโปรแกรมคอมพิวเตอร์ SAP2000 จะทำกำรวิเครำะหโ์ ครงสรำ้ งแลว้
จะแสดงผล หนำ้ ตำ่ งกรำฟฟิก แสดงเป็นรูปภำพโมเมนต์ ตำมรูปที่ 4.18

รปู ภาพ ท่ี 4.18 การแสดงค่าโมเมนต์ของคาน เมื่อทำ

 การแสดงผลค่าแรงเฉือน (Shear force) ในชิ้นส่วนคาน กด F8 หรือ เลือก Tool Bar
การเลือกเสรจ็ จะมีหนา้ ต่างแสดงคา่ ดงั นี้ ตำมรูปที่ 4.19

รปู ภาพ ที่ 4.19 การแสดงหน้าตา่ งสำหรับการแสดงคา่ แรงตา่ ง ๆ ในช้นิ ส่วน

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 54

Eng. Dr. Aphai Chapirom

ในกรณีที่ผเู้ รียนตอ้ งกำรใหแ้ สดงค่ำแรงเฉือน (Shear force) ให้ทำการเลือก Component กดเลือก Shear
2-2 และ Option for Diagram เลอื ก Show Values ตำมรปู ที่ 4.20

รปู ภาพ ท่ี 4.20 การแสดงหนา้ ต่างแสดงผล Shear force

แรงภายในของช้นิ สว่ น ค่าจากโปรแกรม SAP2000 ค่าจากคำนวณ* % ความแตกต่าง
Shear V2 2,484 kgf. WL/2 -

2,484 kgf.

(DL=828 kgf. , L=6 m)

 การแสดงผลค่าโมเมนต์ดัด ( Bending moment ) ในชิ้นส่วนคาน กด F8 หรือ เลือก

Tool Bar เมื่อทำการเลือกเสร็จจะมหี น้าต่างแสดงค่าดงั นี้ ตำมรูปที่ 3.21 ห้ทำการเลือก Component กด

เลอื ก Moment 3-3 และ Option for Diagram เลอื ก Fill Diagram

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 55

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ท่ี 4.21 การแสดงหน้าต่างแสดงผล Bending moment

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 56

Eng. Dr. Aphai Chapirom

แรงภายในของช้นิ สว่ น คา่ จากโปรแกรม SAP2000 ค่าจากคำนวณ* % ความแตกตา่ ง
Moment M3 3,726 kgf. (1/8)WL^2 -
3,726 kgf.

(DL=828 kgf. , L=6 m)

 การแสดงผลค่าโก่งตัวของชิ้นส่วน ( Deflections ) ในชิ้นส่วนคาน กด F8 เมื่อทำการเลือก
เสร็จจะมีหน้าต่างแสดงค่าดังนี้ ให้ทำการเลือก Component กดเลือก Moment 3-3 และ Option for
Diagram เลือก Fill Diagram ทำการเลือกคานคลกิ เมาส์ปุม่ ขวาจะแสดงคา่ แรงภายในตามรูป 4.22

รปู ภาพ ท่ี 4.22 การแสดงหนา้ ตา่ งแสดงผล Deflections

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 57

Eng. Dr. Aphai Chapirom

แรงภายในของชนิ้ ส่วน คา่ จากโปรแกรม SAP2000 คา่ จากคำนวณ* % ความแตกตา่ ง
Deflections 1.649 mm. Vmax = (5WL^4)/384EI -

1.659 mm.
(DL=828 kgf. , L=6 m)

รูปภาพ ท่ี 4.23 การแสดงหนา้ ตา่ งกราฟฟกิ การเสยี รปู ของคาน

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 58

Eng. Dr. Aphai Chapirom

การโมเดลโครงสร้างบา้ นประหยดั

5พลังงาน 1 ชั้น

ในบทน้ีจะกล่าวถึงการใช้งานเบ้ืองต้น แนะนำหน้าตา่ ง และการกำหนดค่าพารามเิ ตอร์ ทจ่ี ำเปน็
สำหรับโปรแกรม SAP2000 ไว้ให้ผูเ้ รยี นมีพื้นฐานสำหรับเตรยี มข้อมูลในการปอ้ นขอ้ มลู ได้ โดยจะอธบิ ายแบบที่
ละข้นั ตอน พรอ้ มใหผ้ เู้ รยี นได้ปฎบิ ัติ (Work Shop) ไปพรอ้ ม ๆ กัน กับผสู้ อน

5.1 เริ่มต้นกำหนดคา่ พารามิเตอรต์ ่าง ๆ ในโปรแกรม SAP2000

หนังสือเล่มนีจ้ ะเนน้ แนวคิดลำดับขนั้ ตอนในกำรออกแบบบำ้ นประหยัดพลังงำน หรืออำคำรอื่น ๆ
ตำมหลัก 4SIS เนื่องจำกปัจจบุ นั เรำจะเห็นวำ่ วิศวกรออกแบบจะเนน้ กำรใชโ้ ปรแกรมสำหรบั กำรวิเครำะห์
และออกแบบโครงสรำ้ งเป็นหลกั ขำดควำมรู้ ควำมเขำ้ ใจ ขั้นตอนสำหรบั กำรออกแบบที่ถกู ตอ้ ง ผเู้ ขียนจงึ
ได้สอดแทรกเนือ้ หำสำระ และเทคนิคประสบกำรณ์กำรออกแบบของผู้เขียน เข้ำมำเพื่อใหเ้ กิดควำม
สมบรู ณข์ องกำรเรยี นปฎบิ ตั กิ ำรออกแบบครง้ั นี้ (Work Shop Design)

 ศึกษาแบบแปลนสถาปัตย์ รูปแปลน รูปด้านทุกด้าน การกำหนด Grid Lines (Label ,
Dimension) ความสูงของค่าระดับแต่ละชั้น และการเลือกใช้วัสดุ อาทิ กระเบื้องมุงหลังคาแบบกระเบื้อง
ซเี มนต์ วสั ดุปพู ื้นกระเบือ้ ง ผนังก่ออิฐมวลเบา วัสดผุ นงั ประหยดั พลังงาน เปน็ ตน้ (แบบแปลนตามภาคผนวก)

 ศึกษาความต้องการของผู้ใช้อาคาร อาทิ ฟังก์ชั่นการใช้งาน ข้อจำกัดของงาน (ขนาดคาน ,
ตำแหนง่ เสา , ระยะขอบเขตทด่ี นิ ) การมฟี ังก์ช้ันพเิ ศษในอาคาร อาทิ แผงโซลำ่ เซลล์ (Solar Cells)

 ศึกษาข้อกฏหมายสำหรับการออกแบบตาม พรบ.ควบคุมอาคาร พ.ศ. ๒๕๒๒ (ฉบับที่ ๒,๓,๔)
และ กฏกระทรวง ฉบับท่ี 6 (พ.ศ. ๒๕๒๗) และข้อกำหนดอ่นื ๆ ที่เก่ียวข้อง

 กำหนดแนวคิดสำหรบั การออกแบบ เลอื กระบบโครงสรา้ ง และวธิ ีการออกแบบ ทีเ่ หมาะสม ใน
ดา้ นความมัน่ คง แข็งแรง งบประมาณ ความปลอดภัย และเทคนิคการกอ่ สรา้ ง สรปุ อธบิ ายใหเ้ จ้าของโครงการ
และสถาปนิก ใหเ้ ข้าใจการเลอื กใชร้ ะบบโครงสร้าง กอ่ นจะเร่ิมการจำลองโครงสร้าง

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 59

Eng. Dr. Aphai Chapirom

จำกกำรไดศ้ ึกษำแบบสถำปัตยท์ ่ี ครบถว้ นและขอ้ กำหนดตำ่ ง ๆ ของหลกั วิศวกรรม ทำงผเู้ ขยี นจะ
เรม่ิ กำหนดค่ำพำรำมิเตอร์ สำหรบั กำรออกแบบในครงั้ นี้ มี 4 ขนั้ ตอน

 ขน้ั ตอนท่ี 1 ผเู้ ขยี นเลอื กใชว้ สั ดคุ อนกรีต และเหล็ก ท่ีมคี ณุ สมบตั ิอย่ำงไร

วัสดุทใ่ี ช้ คณุ สมบตั ิวสั ดทุ ีใ่ ช้

คอนกรตี กำลงั อดั ประลยั อำยุ 28 วนั ทรงกระบอก

fc’ = 240 ksc. (สำหรบั คำน-พนื้ )

fc’ = 280 ksc. (สำหรบั เสำ-พนื้ รบั ถงั นำ้ )

หน่วยนำ้ หนกั คอนกรตี ต่อปรมิ ำตร 2.40x103 kg / cu.cm.

ค่ำโมดลู สั ยืดหยนุ่ คอนกรตี (Ec=15,100(fc’)0.5) 233,928 (240ksc.)

ค่ำอตั รำสว่ นโพซองคอนกรีต อยรู่ ะหว่ำง 0.15 - 0.22 เลอื กใช้ 0.2

ค่ำสมั ประสิทธิก์ ำรขยำยตวั ทำงควำมรอ้ นคอนกรีต 10 x10-6/ C (20 ‘c)

เหล็กรูปพรรณ หนว่ ยนำ้ หนกั เหล็กตอ่ ปรมิ ำตร 7.870x103 kg / cu.cm.

A36 ค่ำโมดลู สั ยืดหย่นุ คอนกรตี Es= 2,040,000 ksc.

คำ่ อตั รำสว่ นโพซองเหลก็ = 0.3

ค่ำ Fy 2400 ksc.

ค่ำ Fu 4000 ksc.

ค่ำ Fye* = 2400*1.1 = 4400 ksc , Fue** = 4000*1.1 = 6270 ksc.

ค่ำสมั ประสิทธิก์ ำรขยำยตวั ทำงควำมรอ้ นเหล็ก 12 x10-6/ C (20 ‘c)

เหล็กขอ้ ออ้ ย หน่วยนำ้ หนกั เหลก็ ต่อปริมำตร 7.870x103 kg / cu.cm.

SD40 คำ่ โมดลู สั ยดื หยนุ่ คอนกรีต Es= 2,040,000 ksc.

มอก.24-2548 คำ่ อตั รำสว่ นโพซองเหลก็ = 0.3

ค่ำ Fy = 390 MPa Use 4000 ksc.

คำ่ Fu = 560 Mpa Use 5700 ksc.

ค่ำ Fye* = 4000*1.1 = 4400 ksc , Fue** = 5700*1.1 = 6270 ksc.

คำ่ สมั ประสทิ ธิ์กำรขยำยตวั ทำงควำมรอ้ นเหลก็ 12 x10-6/ C (20 ‘c)

*คำ่ Fye (Effective Yield Stress) = Fy*1.1 (Factor FEMA356 Table 5-3)

**คำ่ Fue (Effective Tensile Stress) = Fu*1.1 (Factor FEMA356 Table 5-3)

☺ เกรด็ ความรทู้ ่ี 1 การแปลงหนว่ ย MPa เปน็ ksc.

คา่ โดยประมาณ 1 PSI = 0.070307 kg/cm2 ถา้ 3,413.60 PSI = (3413.6*0.070307) = 240 ksc.

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 60

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 ขัน้ ตอนที่ 2 ผเู้ ขียนเลือกระบบโครงสรำ้ งแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก และโครงหลังคำใชเ้ ป็น
โครงสรำ้ งเหล็กรูปพรรณ ใหส้ อดคลอ้ งกบั สถำปัตย์ งบประมำณและควำมม่นั คง ดงั นี้

ประเภทโครงสรา้ ง / วัสดุ เลือกรูปแบบโครงสร้างท่ใี ช้
ฐานรากอาคาร แบบเสาเข็ม หรือ ฐานแผ่ (ตรวจสอบการทดสอบการเจาะสำรวจ
ดินประกอบการพจิ ารณา)
พ้ืนภายในอาคาร ระบบพื้นทางเดียว ชนิด พื้นสำเรจ็ รปู (One way slab : แผ่นพน้ื
คอนกรีตอดั แรง ขนาดแผน่ กว้าง 35 ซม. หนา 5 ซม.) / ระบบพ้ืน
สองทาง ชนิด คอนกรีตเสริมเหล็กหล่อในที่ (Two way slab :
หลอ่ ในที่ หนา 12-15 ซม.)

คาน คอนกรีตเสรมิ เหล็ก กำหนดขนาดคาน 20x40 ซม.
เสา คอนกรีตเสริมเหล็ก กำหนดขนาดเสา 20x20 ซม.
โครงสร้างหลังคา เหล็กรูปพรรณ เหล็กรีดเย็น กำหนดขนาด C 100x50x3.2 mm

 ขั้นตอนที่ 3 ผเู้ ขียนกำหนดนำ้ หนักบรรทกุ ตำยตวั และจร ตำม พรบ.ควบคมุ อำคำร ๒๕๒๒
กฏกระทรวงฉบบั ที่ ๖ (พ.ศ. ๒๕๒๗) และนำ้ หนกั อน่ื ๆ บนองคอ์ ำคำรโครงสรำ้ ง ดงั นี้

พื้นท่นี ำ้ หนักกระทำ กำหนดนำ้ หนกั บรรทุกจร (Live Load)
พนื้ ภายในบา้ นพักอาศัย 150 กก./ตรม.

 ขัน้ ตอนที่ 4 กำรกำหนดวิธีกำรวิเครำะหแ์ ละเลือกวิธีกำรออกแบบตำมทฤษฏี WSD หรือ
SDM ดงั นี้

รายละเอียด ค่าท่กี ำหนดในการวิเคราะห์และออกแบบ
การวเิ คราะหโ์ ครงสร้าง การทำนายพฤตกิ รรมโครงสรา้ งดว้ ยวิธไี ฟไนตเ์ อลิเมนต์ ตอ้ ง
กำหนดสมบัติวัสดุและจำนวนตวั แปรอสิ ระ (Degrees of
วิธีการออกแบบ Freedom, D.O.F)
ดว้ ยวิธกี ำลังประลยั (STRENGTH DESIGN METHOD:SDM)

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 61

Eng. Dr. Aphai Chapirom

5.1.1 การกำหนดค่าวสั ดุทใ่ี ช้ (คอนกรตี ,เหล็ก)

 เปิดโปรแกรม SAP2000 ข้นึ มาจะมหี น้าต่างของโปรแกรมแสดงข้ึนตามท่ีไดอ้ ธบิ ายแลว้
 ดบู น Menu Bar เลอื กเมนบู าร์ ชื่อ Define --->กดเลอื ก Materials

รูปภาพ ท่ี 5.1 หนา้ ต่างเมนกู ารกำหนดคุณสมบตั ิ วสั ดุ –ขนาด

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 62

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 กดคลิกเมาส์ เมนูชือ่ Materials

รปู ภาพ ท่ี 5.2 หนา้ ตา่ งการกำหนดคุณสมบัติวสั ดุ

จากการแสดงผลของ Materials จะเป็นคำสั่งเกี่ยวกับการตั้งค่าคุณสมบัติวัสดุต่าง ๆ (Define
Materials) ทเ่ี รานำมากำหนดในชิน้ สว่ นโครงสรา้ งตามตอ้ งการ หนา้ ตา่ งจะประกอบด้วย ปุ่มคำส่ังดังตอ่ ไปน้ี

 กดคลิกเมาส์ คำสั่ง Add New Material เป็นการกำหนด

คุณสมบัติใหม่ของวัสดุ อาทิ คอนกรีต เหล็กรีดร้อน เหล็กรีดเย็น อลูมิเนียม หรือ วัสดุอื่น ๆ จะแสดงผล

หน้าต่าง Add Material Property

รปู ภาพ ท่ี 5.3 หนา้ ตา่ งการเพ่ิมคุณสมบัตวิ ัสดุประเภทตา่ ง ๆ

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 63

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 กดคลิกเมาส์ ปุ่ม OK (ตั้งค่าเลือกวสั ดุท่ีต้องการกำหนดคุณสมบตั ิ Region / Material Type /
Standard / Grade ) ผู้เขียนจะเลือกกำหนด คุณสมบัติของคอนกรีต แบบกำหนดเอง จะแสดงผลหน้าต่าง
และใหผ้ เู้ รยี นกำหนดค่าคอนกรีต ตามหัวขอ้ การกำหนดคา่ พารามิเตอร์ตา่ ง ๆ ในขน้ั ตอนที่ 1 ยกตัวอย่างการ
กำหนดค่าคอนกรีต fc’ = 240 ksc. และ คำ่ เหล็กขอ้ ออ้ ย (Rebar) ตามรูปท่ี 5.4 – 5.5

รปู ภาพ ท่ี 5.4 หนา้ ตา่ งคุณสมบตั วิ ัสดคุ อนกรีต

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 64

Eng. Dr. Aphai Chapirom

☺ เกรด็ ความรู้ที่ 1 การแปลงหนว่ ย PSI เปน็ ksc.

ค่าโดยประมาณ 1 PSI = 0.070307 kg/cm2 ถา้ 3,413.60 PSI = (3413.6*0.070307) = 240 ksc.

รปู ภาพ ที่ 5.5 หน้าตา่ งคณุ สมบัตวิ ัสดุเหลก็ ก่อสร้าง

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 65

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 กดคลิกเมาส์ คำสั่ง Add Copy of Material เป็นการ

กำหนดคณุ สมบัติโดยนำค่าท่ีมีอยู่แลว้ ทำการคัดลอกค่าต่าง ๆ โดยผูเ้ รยี นแกไ้ ขเพ่ิมเตมิ ข้อมูลเพียงบางส่วนจะ

ไดร้ วดเร็วต่อการต้ังค่าวัสดุ ของวสั ดุ อาทิ คอนกรีต เหล็กรีดร้อน เหลก็ รีดเย็น อลูมเิ นยี ม หรอื วัสดุอ่ืน ๆ จะ

แสดงผลหน้าต่าง Add Copy of Material ยกตวั อย่างการกำหนดค่าเหลก็ Fy = 2400 ksc. ตามรปู ท่ี 5.6

รปู ภาพ ที่ 3.10 หน้าต่างคณุ สมบัตวิ สั ดุเหล็กรปู พรรณ
รูปภาพ ท่ี 5.6 หน้าต่างคุณสมบัติวสั ดุเหล็กรูปพรรณ

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 66

Eng. Dr. Aphai Chapirom

5.1.2 การกำหนดขนาดช้นิ ส่วนโครงสรา้ ง (คาน-เสา-พ้นื )
 ดบู น Menu Bar เลอื กเมนูบาร์ ชื่อ Define --->กดเลอื ก Section ตามรปู ที่ 5.7

รูปภาพ ที่ 5.7 หนา้ ต่างกำหนดขนาดชิ้นสว่ นโครงสร้าง
จะแสดงเมนูย่อยออกมาเราสามารเลือกเมนูย่อย ๆ เพื่อกำหนดสัดส่วน คุณสมบัติชิ้นส่วนของ
โครงสรา้ งได้ อาทิ

กำหนดขนาดช้ินส่วนโครงสร้าง คาน เสา หน้าตดั เหล็ก
กำหนดขนาดช้นิ สว่ นโครงสร้าง พืน้ แบบตา่ ง ๆ
กำหนดขนาดเสน้ ผ่าศูนยก์ ลาง Rebar

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 67

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 กดคลกิ เมาส์ เมนูชือ่ Frame Sections (แสดงผลตามภาพดา้ นล่าง)

รูปภาพ ที่ 5.8 หนา้ ตา่ งช่อื ช้นิ สว่ นโครงสรา้ ง

จะแสดงรายละเอียดของขนาดหน้าตัดทมี่ ีอย่แู ลว้ ในโปรแกรม และมีปมุ่ เมนูดา้ นขวาดงั ตอ่ ไปน้ี

การนำขนาดชน้ิ ส่วนโครงสรา้ งนำเขา้ มาจากภายนอก
การเพ่ิมขนาดชิน้ สว่ นโครงสร้างใหม่
การเพิม่ แบบคัดลอกขนาดชน้ิ ส่วนโครงสรา้ งเดมิ ท่ีมีอยู่
การแก้ไขและแสดงคา่ ในชน้ิ สว่ นโครงสรา้ งท่เี ลอื ก
การลบชน้ิ ส่วนโครงสร้างออกจากหนา้ ต่าง

 กดคลิกเมาส์ เลือกปุ่มเมนชู ื่อ Add New Property เพื่อเพิ่มขนาดช้ินส่วนโครงสร้างต้องการใน

การออกแบบครั้งนี้จะมีการใช้โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และโครงสร้างสร้างเหล็ก จะยกตัวอย่างในการ

กำหนด ไว้ดังนี้ (แสดงผลตามภาพด้านล่าง) แนะนำเปลี่ยนหน่วย เซนติเมตร (cm.)

- เสาคอนกรีตสีเหลี่ยม ขนาด 25x25 ซม. ใช้เหล็กเสริม DB 12 มม. ใช้เหล็ก 6 เส้น ระยะหุ้ม 2.5
ซม. ตามขนั้ ตอนดังนี้ เลอื ก Frame Section Property Type ชนิดวัสดทุ จี่ ะกำหนดขนาด เลือก Concrete -
---> เลือกเพิ่มรูปร่างหน้าตาชิ้นส่วนโครงสร้างที่ต้องการ เลือก Rectangular จะปรากฏหน้าต่าง
Rectangular Section ทำการกำหนดขนาดระยะหุ้ม และจำนวนเหลก็ จากปุ่ม Concrete Reinforcement

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 68

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รปู ภาพ ที่ 5.9 หน้าตา่ งกำหนดขนาดเสา

 กดคลิกเมาส์ปุ่ม Concrete Reinforcement เพื่อกำหนดพฤติกรรมชิ้นส่วนโครงสร้าง (คาน
,เสา) และกำหนดระยะหุ้มคอนกรตี ตามท่กี ำหนดรูปที่ 5.10

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 69

Eng. Dr. Aphai Chapirom

กำหนดชนิดทเ่ี ลอื ก

กำหนดพฤตกิ รรมช้ินสว่ นโครงสร้างสำหรับ
ออกแบบ

กำหนดรูปแบบการจัดวางเหล็กและชนดิ
ของเหล็กปลอก

กำหนดระยะหมุ้ คอนกรตี
จำนวนเหล็กเสรมิ แนวระนาบ บน-ล่าง
จำนวนเหล็กเสรมิ แนวดิ่ง บน-ลา่ ง
ขนาดของเหล็กแกนเสรมิ เลอื กใช้

ขนาดของเหล็กปลอกเลือกใช้
กำหนดระยะห่าง
จำนวนเหล็กเสรมิ แนวระนาบ บน-ล่าง
จำนวนเหล็กเสริมแนวดง่ิ บน-ล่าง

รูปภาพ ที่ 5.10 หน้าต่างกำหนดหนา้ ต่างรายละเอียดของช้ินสว่ นโครงสรา้ ง

เมอ่ื กำหนดหน้าตา่ ง Reinforcement Data แลว้ เสร็จใหก้ ด ปุ่ม Ok จะได้ผลตามรูปดา้ นล่าง และให้
เลือก Material เป็นคอนกรตี fc’ = 300 ksc.

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 70

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ท่ี 5.11 หนา้ ตา่ งกำหนดขนาดเสา

 กดคลกิ เมาส์ เลือกปุม่ เมนชู อื่ Add Copy Property เพ่ือเพ่ิมขนาดช้นิ สว่ นโครงสร้างแบบคดั ลอก
ข้อมูลเดิมแล้วนำมาแก้ไข จะทำให้รวดเร็ว จะยกตัวอย่างคานคอนกรีตเสริมเหล็ก ขนาด 20x40 ซม. ในการ
กำหนด ไว้ดังนี้ (ตามรปู ที่ 5.12-5.13)

รูปภาพ ที่ 5.12 หนา้ ต่างกำหนดขนาดคาน

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 71

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รปู ภาพ ท่ี 5.13 หนา้ ต่างรายละเอียดหนา้ ตัดคานคอนกรตี
 กดคลิกเมาส์ เมนูชอื่ Area Sections (ตามรูปที่ 5.14)

รูปภาพ ท่ี 5.14 หนา้ ต่างรายละเอยี ดของพื้น

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 72

Eng. Dr. Aphai Chapirom

จะแสดงรายละเอียดของขนาดหน้าตัดท่มี อี ยูแ่ ลว้ ในโปรแกรม และมีปุม่ เมนดู ้านขวาดังต่อไปน้ี

เลอื กประเภทของระบบพื้น Shell / Plane / A Solid
การเพม่ิ ขนาดชิน้ ส่วนโครงสรา้ งใหม่
การเพม่ิ แบบคัดลอกขนาดช้ินส่วนโครงสรา้ งเดิมท่ีมีอยู่
การแก้ไขและแสดงคา่ ในช้นิ ส่วนโครงสรา้ งท่เี ลอื ก
การลบชน้ิ สว่ นโครงสร้างออกจากหนา้ ต่าง
ในระบบพื้น จะมีรูปแบบใหเ้ ราเลือกชนดิ ของคุณสมบตั แิ ละพฤติกรรมของพ้ืนดังน้ี
1. Shell เปน็ ชนิดของพื้นท่ีสามารถส่งถ่ายแรงกบั ชนิ้ ส่วนโครงสร้างอ่นื ได้ โดยพฤติกรรม
สามารถกำหนดชน้ิ ส่วนวเิ คราะหแ์ บบตาข่ายเลก็ ๆ ไดต้ ามตอ้ งการ (Area Mesh) และสามารถรบั ได้
ทุกแรง มีทั้งแบบ Thick และ Thin
2. Plate เป็นพฤตกิ รรมทร่ี ับโมเมนต์ดัดและทางขวางเปน็ หลัก มีทง้ั แบบ Thick และ Thin
3. Membrane เปน็ พฤตกิ รรมที่รับแรงแนวราบและโมเมนตใ์ นทศิ ตงั้ ฉากกับแผ่น
พฤติกรรมของชนิดของพื้นจะมี 2 แบบ คือ แผ่นบาง (Thin) และ แผ่นหนา(Thick) โดยที่มี
ความแตกตา่ งคอื Thin จะมกี ารเสยี รปู จากการดดั ส่วน Thick จะมกี ารเสยี รปู จากการดดั และแรงเฉอื นด้วย
 กดคลิกเมาส์ เลือกปุ่มเมนูชื่อ Add New Section เพื่อเพิ่มขนาดชิ้นส่วนโครงสร้างต้องการใน
การออกแบบคร้งั น้ีจะมกี ารใช้พืน้ คอนกรีตเสรมิ เหล็ก จะยกตวั อยา่ งในการกำหนด ไว้ดังนี้ (แสดงผลตามภาพ
ดา้ นลา่ ง) แนะนำเปลีย่ นหนว่ ย เซนตเิ มตร (cm.)

- แผน่ พ้ืนสำเรจ็ รปู ขนาด กว้าง 0.35 หนา 0.10 ซม. (PS) ตามขัน้ ตอนดังนี้

รูปภาพ ท่ี 5.15 หนา้ ต่างการกำหนดรายละเอยี ดของพน้ื PS

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 73

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ที่ 5.16 หน้าตา่ งการกำหนดรายละเอยี ดของพน้ื S2

5.2 การปฎบิ ตั ิการจำลองโครงสรา้ ง บ้านประหยดั พลังงาน 1 ชน้ั

รูปภาพ ท่ี 5.17 แปลนบา้ นประหยดั พลงั งาน 1 ชัน้

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 74

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 เปิดไฟล์ ชื่อ Model SAP2000 V21 All Property ทำการเลือกเมนูบาร์ File -----> New
Model หรือ กดเมนูลัด Ctrl+N จะปรากฏหน้าต่าง ดังรูปที่ 5.18 เลือก Grid Only แล้วทำการกำหนดระยะ
ตาม ดงั รูปที่ 5.19

รปู ภาพ ที่ 5.18 การเลอื กรูปแบบ Template

รปู ภาพ ท่ี 5.19 การกำหนดระยะ Grid Line

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 75

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 คลิกเมาส์ปุ่มด้านขวา เลือก Edit Grid Data แล้วเลือก Click to ------> Modify แล้วทำการ
เลือก ปรับแก้คา่ ระยะหา่ งของ Grid Line ใหส้ อคลอ้ งตามแบบสถาปัตย์ดงั รปู ที่ 5.20

รปู ภาพ ท่ี 5.20 การกำหนดแก้ไขระยะ Grid Line ใหม่

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 76

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 คลิกเมาส์ปุ่ม Ok จะแสดงหน้าต่างของโปรแกรม ดังรูปที่ 5.21 ผู้เรียนสามารถปรับมุมมอง
หน้าต่าง ในระนาบ 3D (มมุ มอง 3 มติ ิ) , X-Y (ระนาบแปลน X-Y) , XZ , YZ

รูปภาพ ท่ี 5.21 แสดง Grid Line เล่อื นขึ้น-ลงได้ จะปรากฏ

 ใหผ้ ้เู รียนทำการเลอื่ นระดับ Z = 0.5 โดยใช้ Tool Bar
การแสดงบนหน้าต่างยอ่ ย มมุ บนด้านซา้ ย ดงั รูปที่ 5.22

รูปภาพ ที่ 5.22 แสดง ตำแหนง่ Z=0.5

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 77

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 การวาดคานล่างขนาด 20x40 ซม. โดยใช้คำสั่ง Tool Bar ด้านซ้าย คลิกบนปุ่มแล้วจะ
ปรากฏหนา้ ต่างข้ึนมาเลือก รปู แบบของคานและขนาดของคานท่ีจะวาด ดังรูปที่ 5.23 และทำการวาดคานตาม
แบบแปลน ดังรปู ที่ 5.24

รปู ภาพ ท่ี 5.23 การเลอื กรูปแบบและขนาดของคาน 20x40 ซม.

รปู ภาพ ที่ 5.24 การวาดรูปแบบคานคอดนิ ใน Grid Line

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 78

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 การวาดเสา ขนาด 20x20 ซม. โดยใช้คำสั่ง Tool Bar ด้านซ้าย คลิกบนปุ่มแล้วจะ
ปรากฏหนา้ ตา่ งขึ้นมาเลือก รูปแบบของเสา และขนาดของเสาทีจ่ ะวาด ดังรปู ท่ี 5.25

รูปภาพ ท่ี 5.25 การเลอื กรปู แบบและขนาดของเสา 20x20 ซม.
 การกำหนดตำแหนง่ เสาใน Grid Line โดยทำการปรับมมุ มองเปน็ XZ ดงั รูปที่ 5.26 และทำการ
วาดเสาตาม Grid Line ของแปลน ดงั รปู ท่ี 5.27

รปู ภาพ ท่ี 5.26 หน้าต่างการปรับเปล่ยี นมุมมอง XZ : Grid Line E

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 79

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รปู ภาพ ท่ี 5.27 การวาดเสาในแนว XZ : Grid Line E

รูปภาพ ที่ 5.28 การวาดจำลองเสาท้ังหมดของบ้านประหยดั พลงั งาน

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 80

Eng. Dr. Aphai Chapirom

หลังคาประหยัดพลังงาน โดยกำหนดเป็นโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ ประกอบด้วย อะแสและจันทัน
ขนาดเหล็กกล่อง HSS100x50x2.3 mm. และมีน้ำหนักของคอนกรีตเบาเซลล์กรีตมีความหนาแน่นที่ 700-
900 กก.ต่อ ลบ.ม. ดงั รปู ที่ 5.29

รูปภาพ ที่ 5.29 แปลนหลังคาบ้านประหยดั พลงั งาน โดยคอนกรตี เบาเซลลก์ รตี

 การวาดอะแส เล่อื นระดบั X-Y @ Z = 3.5 และทำการวาดอะแส ขนาด HSS100x50x2.3 mm.
ตาม Grid Line ของแปลน ดงั รูปท่ี 5.30

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 81

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ที่ 5.30 วาดเหล็กอะแสหลังคาทีร่ ะดับ Z = 3.5

 การวาดจนั ทนั ตามแบบแปลนหาระยะ Slop ของหลังคาและการย่ืนปลายจนั ทันออกไปจากเสา
ดงั รปู ที่ 5.31 เลือ่ นระดับ X-Z Grid Line D และทำการวาดจนั ทัน ขนาด HSS100x50x2.3 mm. ตาม Grid
Line ของแปลน ดงั รปู ที่ 5.32

รปู ภาพ ที่ 5.31 รูปด้านอาคาร และระยะยน่ึ ปลายจนั ทนั

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 82

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รปู ภาพ ท่ี 5.32 มุมมอง X-Z Grid Line D

 เลือกจุด Joint ที่ D5 @ Z = 3.5 m. โดยทำการ Move จดุ ไปยังตำแหน่ง (Z+0.77) กดปุ่มลัด
Ctrl + R จะแสดงหน้าตา่ ง ดงั รปู ที่ 5.33 แลว้ คลิก Ok จะมีจดุ เกิดขึน้ ท่รี ะดับ Z +0.77 จากตำแหน่งคดั ลอก

รูปภาพ ที่ 5.33 มุมมองหนา้ ตา่ ง Ctrl + R

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 83

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 วาดจนั ทัน ขนาด HSS100x50x2.3 mm. โดยวาดระหว่าง จดุ ถึง จดุ ดังรปู ท่ี 5.34

รูปภาพ ท่ี 5.34 มุมมองหน้าต่าง การวาดจันทนั โดยใช้ระบจุดอ้างอิง
 วาดดั้ง หรือ เสาเหล็ก ขนาด HSS100x50x2.3 mm. ขึ้นไปรับจันทัน โดยวาดระหว่างเสาผ่าน
ระบบ Grid Line แล้วทำการใช้คำสงั่ Edit Line ดังรูปที่ 5.35 – 5.37

รปู ภาพ ที่ 5.35 มุมมองหนา้ ตา่ ง คำสัง่ Edit Line

การประยกุ ตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 84

Eng. Dr. Aphai Chapirom

รูปภาพ ท่ี 5.36 คำสั่ง Edit Line

รปู ภาพ ท่ี 5.37 ปรับภาพมุมมอง 3 มิติ หลงั วาด จนั ทนั

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 85

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 ทำการวาดจันทัน หรือ ดังเสาเหล็ก ขนาด HSS100x50x2.3 mm. โดยใช้คำสั่ง Ctrl + R วาด
ผา่ นระบบ Grid Line แล้วทำการใชค้ ำส่งั Edit Line ให้ครบตามภาพ ดังรูปที่ 5.38

รูปภาพ ท่ี 5.38 ปรบั ภาพมุมมอง 3 มติ ิ หลังวาด จนั ทนั ของหลงั คาบ้านประหยัดพลงั งาน

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 86

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 การวาดหลังคา โดยใช้ชนิด None โดยปรับมุมมองให้แสดงเฉพาะสว่ นโครงเหล็กหลังคาดังรูปที่

5.39 แล้วใช้ Tool Bar เลือก ทำการวาดผนังเสมือน (None) บนจุดของโครงสร้างหลังคา ทิศทาง

ทวนเข็มนาฬิกา ใหค้ รบตามภาพ ดงั รูปที่ 5.40

รปู ภาพ ที่ 5.39 ปรบั ภาพมุมมอง 3 มิติ แสดงเฉพาะโครงสรา้ งหลงั คา

รูปภาพ ท่ี 5.40 ปรับภาพมุมมอง 3 มิติ ทวี่ าดผนงั เสมือน (None)

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 87

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 การวาดพน้ื ภายในบ้าน โดยใช้ชนดิ GS และ S2 โดยปรบั มมุ มอง X-Y Plane @ Z=0.5 ให้แสดง

แล้วใช้ Tool Bar เลอื ก ทำการวาดพื้นห้องนำ้ กำหนด ใหเ้ ปน็ S2 สว่ นพนื้ ในบ้านให้วางบนดิน GS

ดังรูปท่ี 5.41

รูปภาพ ท่ี 5.41 วาดพื้นชัน้ 1 กำหนดเป็น S2
 การกำหนดจดุ รองรบั ของอาคาร โดยปรบั มมุ มอง X-Y Plane @ Z=0.0 ทำการลากเมาส์ครอบ
Gird Line ทั้งหมด จะแสดงดังรปู ท่ี 5.42 เป็นจดุ รองรบั ทผี่ ู้เรียนไดก้ ำหนดเสาอาคารไว้ก่อนหนา้ นแี้ ล้ว

รูปภาพ ท่ี 5.42 การเลือกจุดรองรับ

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 88

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 จากการกำหนดจุดรองรบั แลว้ ผูเ้ รียนสามารถกำหนดจุดรองรับโดยเลอื ก เมนูบาร์ Assign --->
Joint ---> Restraints จะแสดงดงั รปู ที่ 5.43 ให้ผู้เรียนกำหนดฐานรองรบั เป็นแบบ Pin

รูปภาพ ที่ 5.43 การเลือกจุดรองรับแบบ Pin และการแสดงจดุ รองรบั

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 89

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 การใส่น้ำหนัก ของผนัง ที่เปน็ น้ำหนักบรรทกุ ตายตัว (Dead Load : DL) ผเู้ รียนสามารถกำหนด
น้ำหนักลงสู่คาน โดยเลือก คานที่ต้องการใส่น้ำหนักผนัง แบบ Uniform load เลือกเมนูบาร์ Assign --->
Frame Load ---> Distributed ในที่นี้ผนังที่ก่อกำหนดเป็น อิญมวลเบาแบบเติมฟองอากาศ (มอก.2601-
2556) ที่สามารถป้องกันความร้อนเข้าไปในบ้านประหยัดพลังงานโดยมี สปส.การนำความร้อน (k) เท่ากับ
0.12 มีหน่วยน้ำหนักบรรทุก ต่อ 1 ตรม. เท่ากับ 100 กิโลกรัมต่อตารางเมตร (รวมอิฐ+ฉาบ) และอาคารมี
ความสูง 3 เมตร เพราะฉนั้น ชิ้นส่วนคาน จะรับน้ำหนักต่อเมตรเท่ากับ 100x3 = 300 กก./ ม. และทำการ
กำหนดใน SAP2000 ดงั ในรปู ที่ 5.44

รปู ภาพ ท่ี 5.44 การกำหนดน้ำหนักผนังลงสคู่ าน

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างด้วยโปรแกรม CSI SAP2000 90

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 การใส่น้ำหนัก พื้น ที่เป็น น้ำหนักบรรทุกตายตัว (Dead Load : DL) และน้ำหนักบรรทุกจร
(Live Load : LL) ผู้เรียนสามารถกำหนดน้ำหนักลงสู่พื้น โดยเลือก พื้นที่ต้องการใส่น้ำหนัก Dl ,LL แบบ
Uniform load เลือกเมนูบาร์ Assign ---> Area Load ---> Uniform to Frame ในที่นี้พื้นกำหนด DL .
(น้ำหนักกระเบื้อง+มอรต์ ้า) เท่ากับ 120 กก./ตรม. และกำหนด LL. เท่ากับ 200 กก./ตรม. เป็น ดังในรูปท่ี
5.45 ส่วนนำ้ หนกั หลงั คากำหนดเช่นเดยี วกนั

รปู ภาพ ที่ 5.45 การกำหนดนำ้ หนกั พน้ื Dl + LL

การประยุกตใ์ ชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 91

Eng. Dr. Aphai Chapirom

เมอื่ ผเู้ รยี นทำการ จำลองโครงสรา้ งบ้านประหยัดพลงั งาน 1 ชั้น (Model) และทำการกำหนด
น้ำหนักตา่ ง ๆ ที่กระทำกบั ชน่ิ ส่วนโครงสร้าง เสร็จเรียบร้อย ผเู้ รยี นทำการแสดงรปู หน้าตา่ ง 3 มติ ิ ดงั
ในรูปที่ 5.46

รูปภาพ ที่ 5.46 แสดงโครงสรา้ ง 3 มติ ิ ทแี่ ลว้ เสรจ็

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพิวเตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสรา้ งดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 92

Eng. Dr. Aphai Chapirom

การวิเคราะห์โครงสร้าง บา้ น

6ประหยดั พลงั งาน 1 ชั้น

จากเนื้อหาที่ผูเ้ รียนได้เรยี นร้แู ละฝึกปฏิบัติการใช้โปรแกรม SAP2000 มาตัง้ แต่บทท่ี 1-5 ท้ังหมด
เรยี กว่าแบบจำลองช้ินสว่ นโครงสรา้ ง 3 มิติ และไดก้ ำหนดคา่ พารามิเตอรข์ องวัสดุ กำลงั อัดคอนกรีต คุณสมบตั ิ
เหลก็ ตา่ ง ๆ รวมถงึ ขนาดชน้ิ สว่ นโครงสร้าง และพฤติกรรมของชิน้ ส่วนตา่ ง ๆ พรอ้ มกำหนดนำ้ หนักบรรทกุ ชนดิ
ต่าง ๆ เป็นต้น การเรียนในบทนี้จะประสบความสำเร็จ ผูเ้ รียนตอ้ งมกี ารจำลองชิน้ ส่วนโครงสรา้ ง 3 มิติ ที่
ถูกตอ้ งดว้ ย โปรแกรม SAP2000 หรือ โปรแกรมอืน่ ๆ สำหรบั การออกแบบโครงสร้าง สามารถท่ีจะทำการ
ประมวลผลค่าการวิเคราะหโ์ ครงสร้างออกมาแสดงใหผ้ ู้ใช้ได้ แต่ส่ิงท่สี ำคัญค่าไดจ้ ากการวเิ คราะหท์ ี่แสดงใหเ้ รา
ทราบถกู ตอ้ งหรือไม่ บางครัง้ ผูเ้ ขยี นก็เรยี กโปรแกรม เหลา่ นีค้ ือ หุ่นยนต์ (Robot) ทำตามคำส่งั ของผู้ใช้ ผเู้ ขยี น
ขอฝากให้ผ้เู รยี น ตระหนกั การใชโ้ ปรแกรมวิเคราะห์และออกแบบโครงสรา้ งเหลา่ น้ีให้มาก ในบทนีผ้ ูเ้ ขยี นจะ
แนะนำการอา่ นผลการวิเคราะหโ์ ครงสร้างจากการจำลองช้นิ ส่วนโครงสร้าง 3 มิติ (3D Model Structure) เนน้
การปฎบิ ตั ทิ ี่ละขัน้ ตอนอย่างละเอียด พร้อมสอดแทรกมาตรฐาน เทคนคิ การจำลองให้ผู้อา่ นไดเ้ ขา้ ใจมากขึ้น

6.1 การประมวลผลแบบจำลอง 3 มติ ิ

 ทำการเปิดโปรแกรม SAP2000 เลือกเมนูบาร์ ชื่อ File ---> Open จะปรากฏหน้าต่างชื่อ ให้เลือก file
ให้ผู้เรียนเลือก file ชื่อ Model SAP2000 V21 All Model House Final.sdb แล้วคลิกเมาส์เลือก ชิ้นส่วน
โครงสร้างท้ังหมด จะแสดงในหนา้ ตา่ งด้านซา้ ยลา่ ง (121 Points 129 Frames 5 Areas 20 Edges)

รปู ภาพ ที่ 6.1 การแสดงแบบจำลอง file : Model SAP2000 V21 All Model House Final.sdb

การประยุกตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวศิ วกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 93

Eng. Dr. Aphai Chapirom

 ผเู้ รยี นสามารถทำการทดสอบ Run Analysis ใชค้ ำสง่ั Analyze ---> เลือกเมนทู ต่ี ้องการ (Run

Analysis (F5) หรือคลิก Tool Bar ด้านบน ) โปรแกรมจะทำการตรวจสอบความถกู ต้องของการ

จำลอง และคำนวณการวเิ คราะหค์ า่ แรงต่าง ๆ ภายในชนิ้ สว่ นโครงสรา้ ง ทง้ั หมด (การประมวลผลเร็ว-ชา้ ขึน้ อยู่

กบั ประสทิ ธภิ าพของเครอ่ื งคอมพิวเตอร์ที่ใช้) กอ่ นอ่ืนผขู้ ียน แนะนำ เมนูคำสง่ั Analyze ใหผ้ ู้เรียนเขา้ ใจและ

สามารถใชไ้ ดถ้ ูกตอ้ ง ตามรูปภาพด้านล่าง

การเลอื กคา่ Degree of freedom (DOF) จดุ สนใจ
การวเิ คราะห์ Nonlinear (โครงสรา้ งเปลอื กบาง,เสียรปู )

การกำหนดค่าในการประมวลผลของ Load Cases
การเร่มิ ประมวลผล (Lock Model)
การทดลองประมวลผล (No Lock Model)

แสดงรายการประมวลผลแบบขอ้ ความ

จากการประมวลผลวเิ คราะหโ์ ครงสร้าง ของโปรแกรม SAP2000 การอ่านผลการวเิ คราะหเ์ ป็นสิ่งที่
จำเปน็ เม่ือผู้เรยี นเข้าใจหลักการวิเคราะห์การทำงานของโปรแกรม เราสามารถท่ีจะตรวจสอบย้อนกลับตาม
ทฤษฏโี ครงสร้างได้ และมีความมั่นใจในการนำคา่ ต่าง ๆ ทไ่ี ด้จากการประมวลผลวิเคราะห์โครงสร้างของ
โปรแกรมไปใช้

6.2 การอ่านวเิ คราะห์โครงสรา้ ง คาน เสา พ้นื

คาน เป็นชนิ้ สว่ นโครงสรา้ งท่สี ำคญั ทำหนา้ ทีแ่ บกทานนำ้ หนกั จากพืน้ เสา หรอื นำ้ หนักจากภายนอก
ที่มากระทำ จะเกิดแรงภายในชิ้นส่วนโครงสร้าง อาทิ โมเมนต์แรงดดั (Bending Moment : M) โมเมนต์การ
บิด (Torsional Moment: T) แรงเฉือน (Shear force :V) แรงตามแนวแกน(Axial) การอ่านค่าในโปรแกรม
SAP2000 ของ Bending Moment จะอยู่ในระนาบ M3 และ Shear force V2 เป็นแกนหลักตามที่เคย
อธิบายไว้แล้ว และผ้เู รยี นทดลอง ฝึกปฎิบัติ การอ่านคา่ ต่าง ๆ ของคาน ทลี่ ะขั้นตอนดงั นี้

การประยกุ ตใ์ ช้โปรแกรมคอมพวิ เตอรใ์ นงานวิศวกรรมโครงสร้างดว้ ยโปรแกรม CSI SAP2000 94

Eng. Dr. Aphai Chapirom