บทที่ 14 Validation

ความสำคัญของ Validation

ในการใช้งาน API สำหรับงานวิศวกรรม ความถูกต้องคือกุญแจสำคัญ เราไม่ควรเชื่อค่าจาก API 100% โดยไม่ตรวจสอบ โดยเฉพาะเมื่อมีการอัปเดตเวอร์ชัน ETABS

บทนี้จะแนะนำวิธีการทำ Automated Validation เพื่อตรวจสอบว่าค่าที่ได้จาก API ตรงกับ Hand Calculation หรือ GUI Results

1. Validation Concept

หลักการคือ:

1. สร้าง Benchmark Model ที่ทราบค่าคำตอบที่ถูกต้อง (Exact Solution)
2. เขียน Python script เพื่ออ่านค่าจาก API
3. เปรียบเทียบค่าที่อ่านได้กับค่าที่ถูกต้อง (Allowable Tolerance e.g. < 0.1%)
4. ออกรายงาน Pass/Fail

2. ตัวอย่าง: Simple Beam Validation

สมมติคานช่วงเดียว (Simple Beam) ยาว $L=6m$ รับ Uniform Load $w=10 kN/m$

Hand Calc:

• Reaction $R = wL/2 = 30 kN$
• Max Moment $M = wL^2/8 = 45 kN\cdot m$

import comtypes.client
import math

def validate_simple_beam():
    # 1. Connect & Open Model
    etabs = comtypes.client.GetActiveObject("CSI.ETABS.API.ETABSObject")
    sap_model = etabs.SapModel

    # สมมติว่าเปิดโมเดล "Validation_Beam_01.edb" อยู่

    # 2. Run Analysis
    sap_model.Analyze.RunAnalysis()

    # 3. Get Results (B1)
    sap_model.Results.Setup.DeselectAllCasesAndCombosForOutput()
    sap_model.Results.Setup.SetCaseSelectedForOutput("DEAD", True)

    # อ่าน Frame Force
    ret, nr, _, obj_sta, _, _, _, _, _, p, v2, _, _, _, m3 = \
        sap_model.Results.FrameForce("B1", 0)

    # 4. Find Max Values
    max_shear = max([abs(v) for v in v2])
    max_moment = max([abs(m) for m in m3])

    # 5. Hand Calc Values
    expected_shear = 30.0  # kN
    expected_moment = 45.0 # kN-m
    tolerance = 0.01       # 1%

    # 6. Compare
    shear_diff = abs(max_shear - expected_shear) / expected_shear
    moment_diff = abs(max_moment - expected_moment) / expected_moment

    print(f"--- Validation Report ---")
    print(f"Shear:  API={max_shear:.3f}, Hand={expected_shear:.3f} -> Diff={shear_diff:.2%}")
    print(f"Moment: API={max_moment:.3f}, Hand={expected_moment:.3f} -> Diff={moment_diff:.2%}")

    if shear_diff < tolerance and moment_diff < tolerance:
        print("✅ PASSED: API output matches theory.")
    else:
        print("❌ FAILED: Significant discrepancy found!")

# run: validate_simple_beam()

3. สร้าง Validation Suite

ในโปรเจกต์จริง ควรสร้างไฟล์ test_validation.py และใช้ pytest รันทุกกรณี:

test_validation.py

import pytest
from etabs_helper import connect_etabs

def test_cantilever_deflection():
    # ตรวจสอบระยะแอ่นปลายคานยื่น (PL^3/3EI)
    # ...
    assert abs(delta - expected) < 0.001

def test_column_axial():
    # ตรวจสอบแรงลงเสา (Trib area * Load)
    # ...
    assert abs(p - expected) < 0.1

Checklist สำหรับ Validation Report

• ระบุ version ของ ETABS ที่ใช้ทดสอบ (เช่น v19.1.0)
• ระบุ unit preferences (ควรใช้ SI หรือ Consistent Units)
• เก็บไฟล์ Benchmark Models (.edb) ไว้ใน folder tests/models/
• รัน test suite ทุกครั้งที่มีการแก้โค้ดหลัก