ปัดฝุ่น 02 : คำว่า “สมดุลย์” แล้วใยต้องพ่วงต่อด้วยคำว่า “สถิตย์” อ่าน 3,805

 

              สมดุลย์สถิตย์ คำ...คำนี้ฟังดูง่ายและบรรยายไม่ยาก   หากแต่ไม่ใคร่ที่จะมีใครกล่าวถึง...ถึงความเป็นมาและเป็นไป   ทำให้เราชาวเอ็นจิฯระเหี่ยใจพอควร(กับในบางเรื่อง...ที่ไม่น่าจะเป็นเรื่อง...และในบางเรื่องที่คิดว่าตัวเองรู้แต่กับมืดทุกด้าน)   และเพื่อให้เกิดความเข้าใจไปในแนวเดียวกัน   ผมจึงขอทำความเข้าใจในเบื้องต้น(สำหรับบทความชุดนี้ทั้งหมด)ก่อน   ทั้งนี้เพื่อจำกัดกรอบในการกล่าวอ้างหรือพาดพิงถึง ณ ที่นี้ว่า...เมื่อใดที่พูดถีงเรื่องราวกับการวิเคราะห์โครงสร้าง   ผมหมายถึงการวิเคราะห์โครงสร้างในเชิง Static ไม่ใช่ Dynamic    และเป็นการวิเคราะห์ในระดับ First Order Analysis(พูดง่ายๆก็คือ  การวิเคราะห์โครงสร้างโดยวิธีต่างๆ ที่เล่าเรียนกันมาในระดับปริญญาตรีนั้นเอง)   ดังรูปที่ 2.1  

                เพื่อให้เกิดความเข้าใจในคำว่า สมดุลย์สถิตย์   จำเป็นต้องปูพื้นฐาน(ความรู้เดิมเล็กน้อย) ในส่วนของคำว่า สมดุลย์ โดยอาศัย กฎของนิวตัน   ซึ่งกฎดังกล่าวพูดถึงเรื่องของสมดุลย์(ที่สมบูรณ์แบบในทางอุดมคติ) ไว้ใน 2 ลักษณะคือ

                 วัตถุต้องหยุดนิ่ง(ทั้งในเชิงเส้นและเชิงมุม...ในแกนอ้างอิงระบบ Global)

                ‚ วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่(ในเชิงเส้น...เมื่อเทียบกับโลก)

 

 

ทีนี้เราก็ต้องมาทำความเข้าใจในส่วนของเราก่อนว่า   โดยทั่วไปแล้วเมื่อกล่าวถึงเรื่องราวทางวิชาการใดๆก็ตามแต่(อาจจะใช้พูดคุยกันในวงวิชาการหรือใช้อธิบายเรื่องราวที่เกิดและกำลังสนใจอยู่)   ยกตัวอย่างง่ายๆ เช่น นักวิชาการหรือนักวิทยาศาสตร์   ทุกคนล้วนเข้าใจว่า(แต่ไม่รู้คิดกันหรือเปล่านะ)เรื่องที่กำลังกล่าวถึงอยู่นั้น   เป็นองค์ความรู้และความเข้าใจที่อยู่ภายใต้กรอบหรือกฎ-ทฤษฎีอะไรและของใคร(ไม่ใช่กล่าวขึ้นมาลอยๆ  แต่จะต้องอธิบายได้ด้วยสูตร-ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับ ณ ขนะนั้นๆได้)   ในที่นี้ก็เช่นเดียวกัน   เมื่อพูดถึงคำว่า สมดุลย์ทุกคนย่อมเข้าใจ(น่าจะค่อนข้างเป็นไปในแนวเดียวกัน) เหมือนกันว่า   เรากำลังกล่าวถึง กฎและทฤษฎีของใคร (ไม่เช่นนั้นแล้วจะไม่เป็นที่ยอมรับในวงที่กำลังเสวนานั้นๆ)   ซึ่งในที่นี้ก็คือ กฎของนิวตัน นั้นเอง

แต่ทว่า...จากกฎของ นิวตัน ที่พูดถึงเรื่อง ความสมดุลย์ ดังที่ผมได้เกริ่นมาแล้วนั้นจะต้องประกอบด้วย 2 ส่วน   ซึ่งถ้าหากสังเกตให้ดีทั้ง 2 ส่วนนั้น   แยกกล่าวถึงวัตถุที่หยุดนิ่งและวัตถุที่เคลื่อนที่(Static และ Dynamic) ไว้อย่างชัดเจน   ซึ่งตรงจุดนี้หล่ะครับคือที่มาหลักๆของคำว่า สมดุลย์สถิตย์  ซึ่งแปลได้ตรงๆว่า โครงสร้างทางวิศวกรรมโยธาที่วิเคราะห์และออกแบบนั้นโดยหลักพิ้นฐานเบื้องต้นแล้ว   จะต้องมีความสมดุลย์(ทั้งเชิงเส้นและเชิงมุม) และต้องหยุดนิ่งด้วย   ถ้าไม่เช่นนั้นจะถือเสียว่าโครงสร้างนั้นๆได้วิบัติแล้วในงานเชิงวิศวกรรมโยธา

ยกตัวอย่าง ให้เห็นภาพง่ายๆ(เรากำลังพูดถึงแต่เฉพาะเรื่องของความสมดุลย์  ซึ่งไม่เกี่ยวกับเรื่องความแข็งแรงนะ)   สมมุติว่าเราได้ทำการออกแบบและก่อสร้างอาคาร(อะไรสักอย่างก็ได้) 4 ชั้นหลังหนึ่ง   ซึ่งโดยหลักพื้นฐานแล้ว(ที่ใครๆก็มองออก)อาคารดังกล่าว   จะใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ของผู้ออกแบบและเจ้าของเงิน(ผู้ใช้อาคารสามารถเช้าใช้ประโยขน์จากอาคารดังกล่าวได้ด้วย ความสุขและสบายไร้ซี่งความวิตกกังวล)นั้น   มันจะต้องสามารถดำรงตนให้อยู่นิ่งๆแบบไม่ไหวติง(ในสภาพจริงแล้วโครงสร้างย่อมมีการไหวติงอยู่บ้างเมื่อมีสิ่งรุมเร้าภายนอกมากระทำ  แต่จะต้องดีดกลับมาอยู่ในสภาพดังเดิมได้เมื่อสิ่งรุมเร้าดังกล่าวถอนตัวออก...ซึ่งก็คือความสมดุลย์นั้นเอง)   และต้องไม่เที่ยววิ่งเล่น(ทรุดตัว)เข้าสู่แกนกลางโลกด้วยความเร็วคงที่(ในสภาพจริงแล้วโครงสร้างย่อมต้องมีการเคลื่อนที่อยู่บ้าง  แต่ต้องยู่ในกรอบของการเปลี่ยนแปลงที่ค่อยๆเป้นค่อยๆไป  ด้วยอัตราค่อนข้างคงที่  และมีแนวโน้มว่าจะหยุดนิ่งหรือเข้าใกล้ศูนย์เมื่อระยะเวลาทวีมากขึ้น...ซึ่งก็คือการสถิตย์หรือหยุดนิ่งนั้นเอง)   ไม่เช่นนั้นจะถือว่าอาคารหลังดังกล่าวได้เกิดการวิบิตเสียแล้ว

สรุป ผมมองว่า...การคำว่า สถิตย์ นั้น โดยภาพรวมนั้น   เป็นการเน้นไปที่สภาพเงื่อนไขของฐานรองรับหรือเงื่อนไขขอบ(Boundary Condition) ของโครงสร้างเป็นหลักใหญ่ และเพื่อเป็นการย้ำเตือนว่าให้เห็นว่า   ในการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้างนั้นนอกจากจะมองในเรื่องของความแข็งแรงแล้ว   ในเบื้องแรกสุดนั้นเราจะต้องมองในเรื่องของเสถียรภาพของโครงสร้าง   เป็นสาระสำคัญอันดับแรกเสมอ   โดยเฉพาะอย่างยิ่งเสถียรภาพในส่วนของฐานรองรับ   ซึ่งจะต้องใส่ใจให้มากเป็นพิเศษ(ทั้งในขณะจำลองโครงสร้างเพื่อการวิเคราะห์ และ เมื่อนำไปสู่การปฏิบัติงานจริงในสนาม   โดยต้องพึงระลึกอยู่เสมอว่าของจริงที่สร้างในภาคสนามนั้น   จะต้องสอดคล้องและเป็นไปตามที่เราจำลองโครงสร้างเพื่อการวิเคราะห์   อย่าทำตามความรู้สึกหรือทำตามประสบการณ์ที่ปลูกถ่านกันมารุ่นสู่รุ่น)

 

   

- ท่านสามารถโหลดไฟล์ PDF เอกสารนี้ไปอ่านได้เองที่นี่

/tumcivil_2/micro/sp/article/p02.pdf


*บทความโดย อ.เสริมพันธ์ เอี่ยมจะบก

คะแนน:
ร่วมแสดงความคิดเห็น (Post Comment)