“ProtaStructure ซอฟต์แวร์ ออกแบบโครงสร้าง Tools ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ในการเปิดมิติมุมมองของการทำงานด้าน Structural Engineering Software แบบเดิมๆ ด้วยการเสริมเอาเทคโนโลยีด้าน BIM เข้ามาผนวกเพิ่ม ทำให้มุมมองของการทำงานมีความละเอียด ถูกต้อง และชัดเจนยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นการตอกย้ำศักยภาพในการใช้งาน ที่สามารถตอบโจทย์ได้โดยไม่ต้องสงสัย”
เดินทางมาถึงตอน 2 กันแล้ว สำหรับการเจาะซอฟต์แวร์ออกแบบโครงสร้าง สายพันธ์ุใหม่ จากมุมมองผู้เชี่ยวชาญ ที่จะมาแนะนำกันแบบหมดเปลือก สามารถติดตามอ่านตอนที่ 1 ได้ที่นี่
[1] ProtaStructure Suite 2021…มาจากไหน ทำอะไรได้บ้าง มีความต่างอย่างไร
ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2528 โดย ศาสตราจารย์ Joseph Kubin (ดังภาพที่ 1) และ Danyal Kubin ซึ่งเป็นหนึ่งในบริษัทชั้นนำของประเทศตุรกี ที่ประกอบธุรกิจด้านวิศวกรรมและที่ปรึกษา โดยมีความเชี่ยวชาญทางด้านการวิเคราะห์และ ออกแบบโครงสร้าง ทั้งในส่วนของอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กและอาคารเหล็กรูปพรรณ และนอกจากนี้ ยังเป็นบริษัทผู้พัฒนา Software ด้านวิศวกรรมที่มีประสบการณ์เป็นที่ยอมรับมายาวนานกว่า 35 ปี นั่นคือ ProtaStructure Suite ซอฟต์แวร์วิเคราะห์และ ออกแบบโครงสร้าง
ภาพที่ 1 แสดงประวัติของหนึ่งในทีมผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทฯ
ความโดดเด่นของ ProtaStructure Suite ที่แตกต่างจาก Software ในกลุ่มเดียวกัน คือ เป็น Software ช่วยงานด้านวิศวกรรม ที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยตรงจากกลุ่มวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ และทำงานจริง ด้านการวิเคราะห์และ ออกแบบโครงสร้าง โดยตรง จึงทำให้เข้าใจถึงความต้องการพื้นฐาน ธรรมชาติและบริบทเงื่อนไขต่างๆ ในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ และขั้นตอนในการทำงานด้านนี้ดี (จึงเชื่อมั่นและไว้ใจได้ในเรื่องของความละเอียดถูกต้อง) ดังจะเห็นได้จากกรอบของแนวคิดและพัฒนา โดยรวมเอา 4 ขุมกำลังหลัก (ที่สอดคล้องและรองรับตลอดสายงานของ กระบวนการและขั้นตอนในการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้าง) เข้าไว้เป็นหนึ่งเดียว (ดังภาพที่ 2) นั่นคือ ProtaStructure, ProtaSteel, ProtaDetails, ProtaBIM เข้าทำนองกินรวบตั้งแต่ต้นน้ำยันปลายน้ำ ส่งผลให้ ProtaStructure Suite สามารถใช้งานกับโครงสร้างฯ ได้ในวงกว้าง ค่อนข้างไร้ขีดจำกัด
ภาพที่ 2 แสดงหน้าตาของขุมพลังทั้งสี่
[2] ProtaStructure Suite 2021… ภาพรวมของจุดเด่น และความเป็นมิตรกับวิศวกรไทย
“ด้วยศักยภาพและจุดเด่นที่หลากหลาย จึงจะขอกล่าวถึงแต่เฉพาะคุณลักษณะเด่น และเป็นข้อดีที่แตกต่างและสำคัญที่เห็นได้ชัดจับต้องได้”
ซึ่งทำให้ ProtaStructure ต่างจาก Software ตัวอื่นๆ ในกลุ่มเดียวกัน คือ
»» การติดตั้งโปรแกรมและการใช้งาน ทำได้โดยง่าย สะดวก และรวดเร็ว ทำให้ช่วยลดภาระและระยะเวลาการทำงานในส่วนต่างๆ ได้ดี คือ
o ในส่วนของการติดตั้งโปรแกรม ก็ทำได้โดยง่าย ไม่สลับซับซ้อน
o ในส่วนของการขึ้นรูปแบบจำลอง และความรวดเร็วในการประมวลผล ช่วยทำให้ระยะเวลาในขั้นตอนของการจำลองและวิเคราะห์โครงสร้างลดลงได้ถึง 40%
o ในส่วนของการเขียนแบบให้รายละเอียดโดยอัติโนมัติ สามารถช่วยลดระยะเวลาในส่วนของการเขียนแบบให้รายละเอียดต่างๆ ลงได้ถึง 50%-70%
»» พัฒนาการมารองรับกับระบบปฎิบัติการที่มีสถาปัตยกรรมแบบ 64 บิท อย่างเต็มรูปแบบ การประมวลผลจึงรวดเร็ว ทำให้การแสดงผลต่างๆ ได้แบบไหลลื่น ไม่มีการกระตุก
»» มีความละเอียดถูกต้อง แม่นยำ และน่าเชื่อถือสูง เพราะพัฒนามาจากกลุ่มวิศวกรที่มีประสบการณ์เพื่อวิศวกรโดยเฉพาะ
»» แม้จะเป็น Software ขนาดใหญ่ (ผลจากการหลอมรวม 4 ขุมพลัง) แต่การใช้งานกลับค่อนข้างง่าย ไหลลื่น ไม่ซับซ้อน ช่วยงานด้านวิศวกรรมได้ครบและจบใน Software เดียวที่ค่อนข้างสมบูรณ์แบบ (เสริมเขี้ยวเล็บด้วย BIM Technology)
»» เป็น Software ระดับโลกเพียงหนึ่งเดียว ณ ขณะนี้ ที่มีการพัฒนา Features บางส่วนร่วมกับคนไทย จึงเป็น Software ยืนเต็งหนึ่งเพียงตัวเดียว ที่รองรับกับมาตรฐานของประเทศไทยที่ดีที่สุด
»» มีเทมเพลตที่รองรับการทำงานตามมาตรฐานของประเทศไทย จึงไม่จำเป็นต้องยุ่งยากในการ Set สภาพแวดล้อมของ Software ก่อนการใช้งาน
ภาพที่ 3 แสดงแท็มเพลตที่รองรับมาตรฐานการออกแบบที่สอดคล้องกับประเทศไทย
»» สามารถพิมพ์ออกรายงานผล (Report) เป็นภาษาไทยได้ (เลือกได้หลากหลายภาษา)
ภาพที่ 4 แสดงภาษาต่างๆ ที่สามารถแสดงในรายงานผลการวิเคราะห์-ออกแบบ รวมถึงภาษาไทย
»» ที่สำคัญสุด คือ เป็นเพียง Software ระดับโลกหนึ่งเดียว ที่รองรับกับมาตรฐานของประเทศไทยอย่างแท้จริง ทั้งมาตรฐานทางด้านวัสดุ และมาตรฐานทางด้านน้ำหนักบรรทุก ดังนี้คือ
ด้านวัสดุโครงสร้าง ประกอบด้วย
- คอนกรีต (ในส่วนของทรงกระบอก ตาม มอก./ 213)
- เหล็กรูปพรรณ (ในส่วนของเหล็กรีดร้อน ตาม มอก./ 1227)
ด้านน้ำหนักบรรทุก (ในส่วนของ Dynamic load/Equivalent static load) ประกอบด้วย
- มยผ.1311-50 มาตรฐานการคํานวณแรงลมและการตอบสนองของอาคาร
- มยผ.1301 / 1302-61 มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว
ภาพที่ 5 แสดงมาตรฐานด้านน้ำหนักบรรทุกตามมาตรฐานของประเทศ
»» มีส่วนติดต่อกับผู้ใช้ในเชิงกราฟิก (Graphic User Interface, GUI) ที่มีรูปลักษณ์ความสวยงาม ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ โดยเฉพาะกับธรรมเนียมนิยมของคนเอเชีย
»» ทุกปุ่มคำสั่งจะมี Popup ปรากฏคำอธิบาย หน้าที่ วิธีการใช้ และแนะนำเทคนิควิธีการใช้งาน ทำให้ผู้ใช้งานเกิดความมั่นใจในการใช้
ภาพที่ 6 แสดงคำอธิบายรายละเอียดถึงวิธีการใช้งานในแต่ละปุ่ม
ภาพที่ 6 (ต่อ) แสดงคำอธิบายรายละเอียดถึงวิธีการใช้งานในแต่ละปุ่มคำสั่ง
»» ให้มีการอัปเดตโปรแกรมผ่านเว็บจึงมีความสะดวกและรวดเร็ว
ภาพที่ 7 แสดงการอัปเดตโปรแกรมผ่านเว็บฯ
[3] ProtaStructure Suite 2021…ฮาร์ดแวร์ หน้าตาและการจัดวางองค์ประกอบ
แต่! สิ่งสำคัญที่ต้องไม่มองข้าม คือ แม้ตัวโปรแกรมจะดีเลิศสักเพียงใด หากไม่ได้ฮาร์ดแวร์ที่ดีมารัน มันก็ไร้ซึ่งความสามารถ ดังนั้นเพื่อการใช้งานที่เต็มศักยภาพของโปรแกรม ProtaStructure ให้มีความไหลลื่นและตอบสนองต่อการใช้งานที่ดี (การส่งถ่ายข้อมูลรวดเร็ว) มีการแสดงผลเชิงกราฟิกที่ราบเรียบ นุ่มนวล ไม่สะดุด ดังนั้นความต้องการด้านฮาร์ดแวร์ที่ผู้พัฒนาแนะนำขั้นต่ำไว้ คือ
- ระบบปฎิบัติการ Windows 10 (64 bit)
- หน่วยประมวลผล Intel i7 multi-core หรือ เทียบเท่า
- หน่วยจัดเก็บข้อมูล SSD Hard disk (Solid State Drive)
- หน่วยความจำ RAM (16 GB)
- หน่วยแสดงผล (จอ) ขนาด 1920×1080 pixels หรือสูงกว่า
- การ์ดแสดงผล (การ์ดจอ) ต้องรองรับ OpenGL และ DirectX (4 GB video memory)
- และต้องติดตั้ง Windows.Net Framework v4.5 เพื่อให้สามารถรันกับต่างระบบปฎิบัติการได้
หน้าตา (หน้าต่างการทำงาน-แสดงผล) และการจัดวางองค์ประกอบต่างๆ ของ ProtaStructure ทำให้ภาพรวมมีความเป็นมิตรกับผู้ใช้ และสอดรับกับขั้นตอนของการทำงาน การใช้งานจึงเป็นไปในลักษณะที่ไหลลื่นไม่ขัด ไล่ไปตั้งแต่ในขั้นตอนของการตั้งค่าสภาพแวดล้อมต่างๆ การขึ้นรูปแบบจำลองโครงสร้าง ไปจนถึงขั้นตอนการทำงานร่วมกันของโปรแกรมต่างค่ายในเรื่องของ BIM โดยในขั้นตอนเหล่านั้น เราสามารถจัดวาง (ปิด หรือ เปิด) รูปแบบของมุมมองต่างๆ (หน้าต่างการทำงาน) ได้ตามต้องการ ทั้งนี้เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการทำงาน
ภาพที่ 8 แสดงหน้าต่างเกี่ยวกับตัวโปรแกรมและการติดต่อ
ภาพที่ 9 แสดงการจัดวางองค์ประกอบที่สอดรับกับขั้นตอนการทำงานจริง และเพียบพร้อมด้วย Feature ต่างๆ ที่ช่วยอำนวยความสะดวกต่อผู้ใช้งาน
ภาพที่ 10 แสดงการจัดวางมุมมอง ในขั้นตอนของการจำลองโครงสร้าง
ภาพที่ 11 แสดงการจัดวางมุมมอง ในขั้นตอนของการแสดงผลของการวิเคราะห์และออกแบบ
[4] ProtaStructure Suite 2021…ภาพรวมความสามารถที่โดดเด่น
ยืนหนึ่งเรื่องความง่าย ในการจำลองหรือขึ้นรูปโครงสร้าง
เนื่องเพราะใน ProtaStructure มี Feature ที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการขึ้นรูปที่ครบครัน ช่วยทำให้การจำลองโครงสร้างของสิ่งปลูกสร้างต่างๆ (ทั้งโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ) ดูเป็นเรื่องง่ายๆ ไม่ว่าโครงสร้างนั้นๆ จะมีการจัดวางองค์อาคารที่ง่ายๆ ไม่ซับซ้อน หรือมีการจัดวางองค์อาคารที่สลับซับซ้อนก็ตาม (อ่านเพิ่มเติม : What’s New ProtaStructure 2021)
ภาพที่ 12 แสดงหน้าต่างของการจำลองโครงสร้าง
สามารถขึ้นรูปโครงสร้างได้ทั้ง 2 รูปแบบไปพร้อมๆ กัน ผลดีต่อผู้ใช้งาน คือ สามารถเห็นแบบจำลองโครงสร้างว่า มีความละเอียดถูกต้อง สอดคล้องและใกล้เคียงความจริงมากน้อยแค่ไหน
ภาพที่ 13 แสดงการขึ้นรูปโครงสร้างในทั้ง 2 รูปแบบพร้อมกัน
ฉีกกฎการจำลองโครงสร้างใหม่ด้วยเทคโนโลยี BIM
ด้วยเทคโนโลยีดังกล่าวใน ProtaStructure จึงทำให้การจำลองโครง แสดงผลเสมือนจริงของโครงสร้างให้เราได้เห็นในขณะทำงาน ส่งผลให้การจำลองโครงสร้างมีความละเอียด ถูกต้อง แม่นยำ (ลดข้อผิดพลาดและตรวจสอบเห็นก่อน) และสอดคล้องกับความเป็นจริงที่มากกว่า ผลที่ตามมา คือ ประหยัดทั้งระยะเวลา (Time) และค่าใช้จ่าย (Money)
ภาพที่ 14 แสดงการขึ้นรูปโครงสร้างด้วยเทคโนโลยี BIM
ภาพที่ 14 (ต่อ) แสดงการขึ้นรูปโครงสร้างด้วยเทคโนโลยี BIM
ผู้นำด้านส่งข้ามข้อมูลผ่านเครือข่ายต่างค่ายที่พัฒนาด้วยเทคโนโลยี BIM
ด้วยความร่วมมือและวิวัฒนาการของเทคโนโลยี BIM ดังนั้นการพัฒนา ProtaStructure ด้วยการดึงเทคโนโลยีดังกล่าวเข้ามาเสริม จึงทำให้สามารถส่งข้ามข้อมูล (ด้วยรูปแบบไฟล์นามสกุลที่เป็นกลางหรือเป็นตัวเชื่อมระหว่างโปรแกรมด้าน BIM ด้วยกัน นั่นคือไฟล์นามสกุล .IFC หรือ Industry Foundation Classes ซึ่งต้องเปิดใช้งานด้วยโปรแกรมด้าน BIM) ทั้งนี้ก็เพื่อการทำงานที่แสดงถึงศักยภาพสูงสุดในแต่ละด้านระหว่างโปรแกรมต่างค่าย (ที่พัฒนาด้วยเทคโนโลยี BIM เช่นเดียวกัน) ได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ ProtaStructure ยังสามารถส่งออกและรองรับไฟล์ในรูปแบบของ DWG/DXF รวมไปถึงอีกหนึ่งรูปแบบไฟล์สำคัญที่วิศวกรไทยมองข้ามคือ 3D PDF Format ซึ่งสามารถนำไปใช้เพื่อการนำเสนองานได้ดีทีเดียว
ภาพที่ 15 แสดงความสามารถด้าน BIM ของ ProtaStructure ร่วมกับโปรแกรมต่างค่าย
มีส่วนเสริมการคำนวณน้ำหนักบรรทุกให้โดยอัตโนมัติ
ด้วย Features ดังกล่าว ทำให้ผู้ใช้ไม่ต้องลงมือคำนวณหาค่าแล้วกำหนดให้กระทำเข้ากับโครงสร้าง ยิ่งโดยเฉพาะกับน้ำหนักบรรทุกในส่วนของแรงลมและแรงจากแผ่นดินไหว ซึ่งมีความละเอียดซับซ้อนกว่าปกติ ทั้งในแง่ของการหาที่มาของค่าแรงกระทำ และตำแหน่งการกระทำของแรงเข้าโครงสร้าง ด้วยศักยภาพของ ProtaStructure ที่เข้ามาช่วยจัดการในส่วนนี้ (คำนวณหาทั้งที่มาค่าของแรง และการกระจายหรือกระทำเข้ากับโครงสร้าง) จึงช่วยทำให้ลดเวลาการทำงานลงได้มาก นอกจากนี้ในส่วนของกรณีน้ำหนักบรรทุกผสม (Combined Load) ตามมาตรฐานการออกแบบของประเทศต่างๆ ProtaStructure ก็มี Feature ช่วยสร้างให้โดยอัตโนมัติ เช่นเดียวกัน
ภาพที่ 16 แสดงการคำนวณและกระจายแรงเข้าโครงสร้างโดยอัติโนมัติ
มีหลากหลายเทคนิควิธีการ ในการจำลอง และวิเคราะห์โครงสร้างขั้นสูง
มี Features ด้านเทคนิควิธีการจำลองโครงสร้างขั้นสูง เช่น Rigid Zones/Link Arm/Rigid Link, Staged Construction หรือการออกแบบขั้นตอนการก่อสร้าง แต่ที่สำคัญ คือ มี Features ด้านเทคนิควิธีการในการวิเคราะห์โครงสร้างขั้นสูง ที่หลากหลายและครอบคลุม (ค่อนข้างจะล้ำหน้ากว่าโปรแกรมตัวอื่นๆ ในกลุ่มเดียวกัน) เช่น Linear Elastic Analysis (Linear Static Analysis/First Order Analysis/Perform Analysis/Elastic Analysis… ซึ่งเป็นวิธีวิเคราะห์โครงสร้างที่วิศวกรไทยคุ้นเคย และถูกตั้งค่าไว้เป็นค่าเริ่มแรกในโปรแกรม), Equivalent Static Earthquake Load, Response Spectrum Analysis, Nonlinear Time-History Analysis, Nonlinear Static Pushover Analysis, Concurrent cracked and uncracked analysis, Staged Construction Analysis, P-Delta Analysis, Temperature Difference, Seismic Basement and Isolator considerations, Soil-Structure Interaction Analysis, และ Nonlinear Fiber Analysis of Sections
ภาพที่ 17 แสดงกราฟิก จากผลการวิเคราะห์โดยเทคนิควิธีการต่างๆ
ออกแบบโครงสร้างได้โดยอัตโนมัติ
ใน ProtaStructure มี Features ช่วยออกแบบองค์อาคารของโครงสร้าง (ทั้งในส่วนของการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก, เหล็กรูปพรรณ และฐานราก) โดยอัตโนมัติ ที่ค่อนข้างสมบูรณ์แบบมาก โดยมีให้เลือกใช้ในหลากหลายมาตรฐานการออกแบบ รวมไปถึงการออกแบบจุดต่อในโครงสร้างเหล็กรูปพรรณด้วย
ภาพที่ 18 แสดงการออกแบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
ภาพที่ 19 แสดงการออกแบบฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก
ภาพที่ 20 แสดงการออกแบบโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ
ภาพที่ 20 (ต่อ) แสดงการออกแบบโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ
ภาพที่ 21 แสดงการออกแบบจุดต่อโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ
ผลการออกแบบ ให้ขนาดหน้าตัดที่ประหยัดและเหมาะสม
ใน ProtaStructure มี Features สำคัญในการช่วยจัดกลุ่มและออกแบบขนาดขององค์อาคาร เพื่อให้การออกแบบขนาดหน้าตัดสามารถทำได้สะดวก รวดเร็ว และประหยัด ซึ่งเป็นการช่วยลดต้นทุนให้กับเจ้าของอาคาร
ภาพที่ 22 แสดงการออกแบบและการจัดกลุ่มองค์อาคาร
การให้รายละเอียด (Detail) ขั้นเทพ
ใน ProtaStructure เท่าที่ได้สัมผัส มีรูปแบบการนำเสนอในส่วนการให้รายละเอียดที่ค่อนข้างสมบูรณ์ ทั้งในส่วนของตำแหน่งการจัดวาง (การเสริมเหล็ก) และความละเอียดถูกต้อง ในส่วนการนำเสนอผ่านกราฟิก มีดีตรงที่การแสดงผลมีทั้งในรูปแบบ 2D & 3D ซึ่งเป็นเอกลักษณะเฉพาะของกลุ่ม Software จากค่ายทางฝั่งทวีปยุโรป
ผลดีของการให้รายละเอียดที่ครบและชัดเจน คือ โครงสร้างมีความมั่นคงแข็งแรง งานก่อสร้างไม่มีปัญหาเรื่องแบบก่อสร้างไม่เคลียร์ การถอดแบบประมาณราคาทำได้ละเอียดใกล้เคียงกับความเป็นจริง และสามารถทำเป็น Shop Drawing ได้ไปในตัว
ภาพที่ 23 แสดงกราฟิกการเสริมเหล็กในรูปแบบ 2D
ภาพที่ 23 (ต่อ) แสดงกราฟิกการเสริมเหล็กในรูปแบบ 2D
ภาพที่ 24 แสดงกราฟิกการเสริมเหล็กในรูปแบบ 3D
ภาพที่ 25 แสดงกราฟิกการให้รายละเอียดโครงสร้างเหล็กรูปพรรณ ในรูปแบบ 3D
ซอฟต์แวร์ ProtaStructure จึงนับว่าเป็นเครื่องมือช่วยในงานออกแบบโครงสร้างที่เหมาะกับการใช้งานมากๆ ใช้งานง่าย สะดวก พร้อมทั้งสามารถช่วยลดเวาในการทำงาน ไม่ว่าจะเป็นความสามารถขึ้นรูปแบบจำลอง และความรวดเร็วในการประมวลผล ช่วยทำให้ระยะเวลาในขั้นตอนของการจำลองและวิเคราะห์โครงสร้างลดลงได้ถึง 40% อีกทั้งยังช่วยในการเขียนแบบให้รายละเอียดโดยอัติโนมัติ สามารถช่วยลดระยะเวลาในส่วนของการเขียนแบบให้รายละเอียดต่างๆ ลงได้ถึง 50%-70%
ผู้เขียน : ผศ.เสริมพันธ์ เอี่ยมจะบก วิศวกรระดับรากหญ้า
