การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ ·...

40

Transcript of การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ ·...

Page 1: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È
Page 2: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

( ) 1858/87-90

- 10260 0-2739-8222 0-2739-8359 [email protected]

1 (Structural Analysis) . . . .

420

. . . . . 2558 . . . .

4 1 0 - 0 4 6 - 5 2 4 0 8 5 5 6 4 3 2 1 0 9 8 8

, . .

1 (Structural Analysis).— : , 2558. 524 . ( ). I. , . ., . II. . 624. 7 ISBN 978-6 6-08-243 -

1858/87-90 - 10260 0-2739-8000

. (1991) 23/71/73 1 10 -

10150 0-2451-3010 . . 2558

8 2 4

1 0 9 8 0 - 0 4 6 5 5 6 4 3 26 46 4 5 4 6 5 6 4

Page 3: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

คํานํา

1 2

2

3 4 5 6

7 8

.

. . .

, . , . . . Professor Yunping Xi University of Colorado at

Boulder . .

2 3

Page 4: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

4 1

. .

. .

. .

.

. , . . Asian Institute of

Technology Professor Arvind Shah University of Manitoba

University of Manitoba

Mr. James Dickinson

. .

Univ

nitoba

of ManitobArvind Shah

iversity of Ma

a ogy Profess

U

Page 5: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

สารบัญ

1 1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

2 2.1

2.2

2.3

2.4

3 3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

9

9

1

15

26

31

33

39

41

41

44

54

78

91

99

99

103

104

111

114

Page 6: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

6 1

3.6

3.7

4

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

4.9

5 5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

6 6.1

6.2

6.3

120

127

129

137

137

137

139

144

155

156

173

197

202

210

217

217

218

221

237

253

270

294

301

301

305

307

Page 7: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

7

6.4 -

6.5 -

6.6

6.7

6.8

6.9

6.10

6.11

7

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5 -

8 8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

309

321

335

345

350

352

357

364

367

375

375

376

409

440

456

473

481

481

485

489

494

505

514

521

Page 8: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È
Page 9: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

บทนํา(Introduction) 1

1.1

(Structural Analysis and Structural Design)

(Structural analytical model)

1.1

l ti

Page 10: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

10 1

1.2 (Types of Structures) 5

(Trusses) (Frames)

(Arch) (Membranes, plates and shells) (Cable)

(Trusses)

(Slender elements)

(Axial force)

(Bolts) (Rivets) (Planar

trusses) (Space trusses)

1.2

(Frames)

(Moment) (Shear) 3

(Rigid frames) (Simple frames)

(Semi-rigid frames)

1.3

(Arch)

(Gravity or vertical load) (Compression)

(Span)

(Supports) (Horizontal load)

1.4

3

(Simple fra

es) ar)

gid frames) mes)

(Fraent) (Sh

(

(Semi-

Page 11: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

11

(Analytical

model)

( )

1.1

( )

Page 12: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

12 1

1.2 Queensboro, NY

( : wirednewyork.com, 2002)

( )

( )

1.3

Page 13: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

13

1.4 Castlewood Canyon, CO

( : kermode.wordpress.com, 2011)

(Membranes, plates and shells) (Thin-

walled structures)

(Membranes) (Tensile force)

(Plates)

(Shells)

1.5

(Cable) (Suspension and cable-stayed

bridges)

1.6

ile force)

(Membran

(Tens

d structures)

mbranes) )es

ru

)

ureucturresstr

) s)

resucturstrutructure

es)

Page 14: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

14 1

1.5 Millennium Dome, UK.

( : www.independent.co.uk, 2015)

1.6 Tsing-Ma, Hong Kong

( : www.patnotebook.com, 2009)

3 (Axial force members)

(Flexural members)

Page 15: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

15

. (Loads on Structures) 2

(Dead load)

(Live load)

. (Vertical live load)

(1) (Vertical live loads for buildings)

1.1

1.2

(2) (Vertical live loads for highway bridges) AASHTO (American Association of State Highway and Transportation

Officials)

2 (Two-axle truck) 3 (Three-axle truck)

(Uniform lane loading)

2 6 2 H15-44

H20-44 H 2 2

2

1.7( )

3 2 HS15-44

HS20-44 HS 3 2

1 1

(1) ings)

Page 16: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

16 1

2

1.7( )

1.7( ) 1.3

1.1 ( . . 2522)

( ./ . .)

1.

2.

3.

4.

5.

6. ( )

( )

7. ( )

( )

8. ( )

( )

9.

10.

50

100

150

200

250

300

300

400

400

500

500

600

800

200

250

Page 17: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

17

1.2 ( . . 2522)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

-

-

-

10

20

30

40

50

36 kN 144 kN

H20-44

4.27

0.1W

0.1W

0.1W

0.1W

1.83 3.05

( )

P

w

( )

36 kN 144 kN 144 kN

4.27

0.1W

0.1W

0.4W

0.4W

1.83 3.05

0.4W

0.4W

4.27-9.15

0.8W0.2W 0.8W

HS20-44

( )

1.7 AASHTO

N 144 kN

H20-44

Page 18: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

18 1

1.3 P w

(w ) (kN/m) ( P ) (kN)

H20 HS20

H15 HS15

9.3

7.0

80

60

116

87

72 7

1.8

(3) (Vertical live loads for railway bridges) 2 J-15-4.5

J-14-4.2

1.9 1.4

(Impact factor, I )

30537

15.

.LI (1.1)

I

L

1.9 41.

4.2

Page 19: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

19

29 kN 29 kN 29 kN 91 kN 91 kN 91 kN

91 kN 91 kN46 kN 82 kN 82 kN

4.30 1.601.60 5.10

19.20

1.60 5.00

1.40 5.40 4.00

16.70

4.30 1.601.40 5.40 2.20

9.00

68 kN 68 kN

4.30 1.60

29 kN 91 kN

1.40 5.40 3.50

16.20

46 kN 82 kN

1.60

82 kN

1.60 5.10

19.50

46 kN 82 kN

1.60

82 kN

1.705.10

10.00

82 kN 82 kN

1.601.608.00

(Single Tyre)

(Double Tyre)

:

91 kN 91 kN46 kN 82 kN 82 kN

4.30 1.601.60 5.10

22.20

1.60 8.00

1.60

(Trailer)

(Trailer) (Semi-trailer)

(Trailer) (10-Wheel truck)

(Trailer) (6-Wheel truck)

1.8

19.20

(Trailer)mi-trailer)

5.10

10.00

1.60

(S

Page 20: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

20 1

1.9

1.4

(kN) (kN/m)

J-15-4.5

J-14-4.2

150

140

45

42

30L14010

30

4000

700

2

.

L

LL

.

I (1.2)

(1.2)

(1.2)

80600

80

200

1

L.

LL

(1.3)

. (Horizontal live load)

( ) (Wind load)

Bernoulli’s theorem

(1.4)

(Dynamic pressure)

P

1.70 1.70 5.50 1.70 1.70 3.20 1.70 1.70 5.50 1.70 1.70 1.60

P P P P P P P P P P P w

P w

2

2

1vq

q

v

0 30

L

(1.2) (1(1(1.2

Page 21: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

21

15 oC (1.4)

(1.5)

( ./ . .)

( ./ .)

(1.5)

(Shape coefficient, )

(Static pressure) (1.5)

(1.6)

( ./ . .)

1.3 (Windward) 0.8

(Leeward) 0.5 (Pressure force)

(Suction force)

( ) 30o

30o

( 1.10)

(1.7)

(1.8)

1.5

20048260 v.q

q

v

sC

qCps

p

sC

sC

sC

sC

sC

sC

o

oo

oo

o

s

.

..

..

.

C

6090

603090030

302012070

2070

70.Cs

0.5

e)

eeward)

(Suction forc

(Pressur (

)

sC

sC

Page 22: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

22 1

1.10

1.5 ( . . 2522)

( )

( ./ . .)

( =1.3)

( ./ .)

10

10 20

20 40

40

50

80

120

160

89

113

138

160

( ) (Earthquake load)

49 ( . . 2540)

. . 2550

49 3

" " 7

" 1"

" 2" 10 49

49

5,000 10

H qs

C

quake load) (Earth

40

( )

Page 23: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

23

1

300 250

50

(1.9)

( )

0.38

1.6

1.7

(Free vibration)

(1.10)

(Period) ( )

(1.11)

( )

( )

(Resonance)

1.8

= 1.5

(1.12)

+25% ( )

ZIKCSWV

V

Z

Z

I

K

C

120

15

1.

T

C

T

D

H.T

090

H

D

S

S

140.CS

W

(Free vib

1

1.7

( )

ation

K

C

Page 24: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

24 1

(Ductile material)

(1.13)

1.6 ( ) ( 49 . . 2540)

1.

2. 300

3.

1.50

1.25

1.00

1.7 ( 49 . . 2540)

1. (Shear wall)

(Braced frame)

2. (Ductile

moment resisting space frame)

3.

1)

25%

2)

3)

(Rigidity)

4. 4

( 0.12

0.25)

5. 1 2 3 4

1.33

0.67

0.80

2.50

1.00

N.T 100

N

I

I

K

K

K C

(Shear wall)

Braced frame)

(Ductile

1.33 (

t resisting sp

Page 25: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

25

1.8 ( 49 . . 2540)

1. (Shale)

60

2. 60

3.

9

1.0

1.2

1.5

(1.9)

(1.14)

(1.15)

( )

( )

( )

( )

(1.9)

( 1)

S

S

70250070

700

.TV.TV.

.T

Ft

N

jjj

ii

ti

HW

HWFVF

1

tF

iF i

iW i

iH i

jH

N

j

W

1

(1.1

iF

i

tF

t

Page 26: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

26 1

1.4 (Structural Idealization)

(Supports)

(Cable) (Link) (Roller and socket) (Hinge or

pin) (Fixed support)

1.9

1.9

1

1

1

2

3

xF

F

yF

M

F

F

xF

yF

Page 27: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

27

(Cable)

(Link)

(Roller and socket)

(Hinge or pin)

(Fixed support) 3

(Idealized structures) (Exact analysis)

1.11( ) P A

B

1.11( )

400x200x66.0 / ( . 1227-2539) 6

40 A

A 0.0019 (0.11o)

l

P

(Fixed sup

Page 28: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

28 1

1.11( ) A

0.38

A

1.11 ( ) ( )

( ) A

(Trolley) 1.12( )

( ) B

A

F

1.12( )

(Load transfer)

(Girder)

l/2l/2

.

.

0.11o

0.11o

P

A B

P

A B

l/2 l/2

( )

( ) ( )

l/2 .l/l/2l/l/2

Page 29: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

29

1.47 /

1.13( ) 10

2.35 / (Joists) 2

AB CD

(Tributary area)

2

(1.47+2.35 / )(2 ) = 7.64 /

1.13( )

(7.64 / )(6 ) = 22.92

2.13 ( )

AD BC 11.46

1

1.12 ( ) ( )

2

1

F

A

B3.00

4.004.00

3.00

B

F

A

( ) ( )( ) ( )

B

3.00 3.00BBBBBBB

Page 30: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

30 1

( )

1.13

A

D

[email protected]

2.00

B

C

7.64 kN/m

22.92 kN 22.92 kN

6.00 [email protected]

22.92 kN 22.92 kN11.46 kN 11.46 kN

A B

( ) ( )

2.00

Page 31: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

31

1.5 (Linear Structural Analysis) (Force) (Dis-

placement) (Internal forces)

(Working loads)

(Deflection)

(1)

(2)

(3)

(Buckling)

(Principle of

superposition) (Stress)

1.14 1.14 ( )

1.14( ) 1.14( )

1.15

1.15( )

w P

w

P

w P

w P

(Princ

(Stress)rposition))on)n)nion)

Page 32: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

32 1

1.14

1.15

( 2)

A B

RAw

RBw

L

w

P

A B

RA

RB

L

w

a

P

A B

RAP

RBP

L

a

( ) ( ) ( )

A B

w

P

A B

w

P

A B

( ) ( ) ( )

2

L

2

L Pw

2

L

2

L

2

L

2

L

( )

2 2

( )

2

)

2

L

2

L

)( ))( )

Page 33: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

33

1.6 (Analysis of Symmetric Structures with

Symmetric and Anti-symmetric Loading)

(Symmetric load pattern) (General load pattern)

(Anti-symmetric load pattern)

1.16

1.17

Page 34: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

34 1

1.16

1.17

( )

R=P R=PM M

H H

P P

a a

L L

( ) Portal

R RC

0

w

L L

R R0

( )

R RM M

H=P H=P

P P

L L

L L

( ) Portal

a a

P P

1.16

( )

Page 35: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

35

(

)

(Symmetric structures with symmetric loading)

1.

2.

3. (Elastic curve)

1.18 ( ) 1.16( )

1.18( ) Portal 1.16( )

Page 36: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

36 1

1.18

0

R

M

w

L 2

C

R RC

0

w

L L

0

R

M

w

L2

C

( )

( ) Portal

R=P M

H

P

a

L L

R=PM

H

P

a

R=PM

H

P

aM

1

H

R=P M

H

P

aM

1

H

HH

Page 37: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

37

(Symmetric structures with anti-symmetric loading)

1.

2.

.

1.17( )

1.19( )

1.17( )

1.19( )

1.17( )

1.19( )

Page 38: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

38 1

1.19

R0

L L

a

P

R a

P

0

0

R a

P

L

C Ra

P

L

C

0

( )

R M

H=P

P

L L

RM

P

H=P

RM

P

H=P

R

R M

P

H=P

R

( ) Portal

P

Page 39: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È

39

1.7 (Methods of Structural Analysis)

.

.

(

)

. (Constitutive laws)

( 2) 1

(Force method)

(Displacement method)

(D

(Force metho

Page 40: การวิเคราะห์โครงสร้าง 1 (Structural Analysis)€¦ · µ¦ª·Á ¦µ³®rà ¦ ¦oµ 1 (Structural Analysis).— ¦» Á ¡² : ¸Á°È