304417

ดร.ศรชย ตนรตนวงศ

• ออกแบบสถาปตยกรรม

โครงสรางเหลก

เหลกกลาคารบอน

ทอนเหลกรปพรรณเหลกแผน

ประกอบและยด• หมดยา• สลกเกลยว • เชอม

รบนาหนกบรรทกตามตองการ

• วเคราะหโครงสราง

• ออกแบบโครงสราง

อาคารแบบผสม: คอนกรตเสรมเหลก & เหลกรปพรรณ

• ฐานรากของอาคาร: คอนกรตเสรมเหลก• คานและเสา : เหลกรปพรรณหรอเหลกรปตดทประกอบ• รอยตอ : เชอม / ขนดวยสลกเกลยวกาลงสง / หลอหมดวยคอนกรต • พน : เหลกแผน / พนคอนกรตเทกบท / พนคอนกรตเสรมเหลกสาเรจรป• ผนง : กออฐฉาบปน / อนๆ

ระยะเวลาการกอสราง (การประกอบและตดตง) นอยกวามกาลงตานทานตอแรงดงและแรงอดไดสงกวา

นาหนกเบากวาโครงสรางเมอตองการรบนาหนกบรรทกเทากน

คณสมบตคงทนสมาเสมอไมเปลยนแปลงไปตามกาลเวลา

ความยดหยนสง ทนตอการกระแทกหรอเปลยนรปรางกอนเกดการวบตไดมากกวาทนตอการผกรอนจากปฏกรยาออกซเดชนไดด เมอบารงรกษาสมาเสมอ สามารถนากลบมาใชใหมไดอกภายหลงการรอถอน ราคาคาวสดกอสรางแพงกวา

เปนสนม

ไมทนไฟ

☻ทาสปองกน

☻หมดวยคอนกรต

☻เสรมดวยลวดตาขาย & ฉาบปนทรายหนา4-5 ซม.

☻พนดวยสารเคมทมคณสมบตทนไฟ

โครงสรางเหลกโครงสรางเหลก vs. vs. โครงสรางคอนกรตเสรมเหลกโครงสรางคอนกรตเสรมเหลก

1.2 เหลกโครงสรางเหลกโครงสราง เปนเหลกกลาทผลตขนจากสวนผสม

☺แรเหลก

☺คารบอน

☺ธาตอน เชน ฟอสฟอรส กามะถน ซลกอน แมงกานส ทองแดง นกเกลวานาเดยม โครเมยม โคลมเบยม โมลดนม เปนตน

เพอเพมคณสมบตในการใชงานดานตาง ๆ☻เพงกาลงแรง

☻การเชอมตอดขน

☻ทนตอการผกรอนจากปฏกรยาออกซเดชนมากขน

☻มความเหนยวและยดหยนตวไดมากขน

คณสมบตทสาคญทางวศวกรรมของเหลกโครงสราง

◘ หนวยแรงดงทจดคราก◘ หนวยแรงดงประลย◘ ความเหนยวหรอการยดหดตว

กอนเกดการชารดเสยหาย

ขนกบปรมาณของคารบอน

และความหนาของเหลก

เหลกทมปรมาณของคารบอนมากขนและความหนานอย

จะมกาลงแรงดงและความแขงมากขน

แตการยดหดตวจะลดลงหรอมความเปราะมากขน

การพจารณาหาคณสมบตดานรบแรงดงของเหลกโครงสรางการพจารณาหาคณสมบตดานรบแรงดงของเหลกโครงสราง

นาทอนหรอแทงเหลกทมขนาดตามมาตรฐานกาหนด (เชน ASTM)

มาทดสอบรบแรงดง โดยอาศยเครองทดสอบหากาลงตานทานของวสด

(Testing Machine)

P : แรงดง

A : เนอทหนาตดชนทดสอบ

L : ความยาวเดม

L : ความยาว เมอเหลกเกดการยดตว

หนวยแรงดงทเกดขน : f = P/A

หนวยการยดตวทเกดขน : ε = L/L

คณสมบตของเหลกโครงสราง:

จากพฤตกรรมการรบแรงดงของเหลก- เขยนความสมพนธระหวางหนวยแรงดง(tensile stress) และหนวยการยดตว (tensile strain)

ตงแตเหลกเรมรบแรงกระทา จนกระทงสภาวะประลยทเหลกเกดการวบต

หนวยการยดตวของเหลก

หนวยแรงดง

o

a bd

ce

E1

พฤตกรรมทวไปของเหลกโครงสราง

¤ชวง o ถง a * หนวยแรงดงเปนสดสวนโดยตรงกบหนวยการยดตวตามกฎของฮค

เพราะในชวงนเหลกมคณสมบตยดหยน

* หนวยแรงดงทจด a เรยกวา หนวยแรงดงทขดพกดยดหยน (Proportional Limit)

* คาความชนในชวง oa เรยกวาโมดลสของความยดหยน (Modulus of Elasticity)

หรอโมดลสของยงก(Young’s Modulus) ถอวาเปนคาคงทในชวงน* E สาหรบเหลกกลาคารบอนหรอเหลกกลากาลงสง: 2000 - 2100 ตนตอตร.ซม.

* การยดตวของเหลกในชวงยดหยนนคอนขางนอย และสามารถหดกลบลงมาตามแนวเดมไดเมอเลกดง

¤ เมอพนจากจด a** เหลกเรมคราก

¤ ชวง a ถง b* การยดของเหลกมกจะไมเปนไปตามกฎของฮค* เหลกจะเรมคราก หรอลา (yield)* หนวยแรงดงทจดครากของเหลก (Yield Strength: Fy)* หนวยการยดตวจะเพมมากขน

ในขณะทหนวยแรงดงมคาเกอบคงท

* การยดตวในชวง bc ถอวาเปนชวงพลาสตกปกตมคามากกวาการยดตวในชวงยดหยนหรออลาสตก

ประมาณ 10 ถง 12 เทาแสดงถงความเหนยวของเหลกโครงสรางทวไป

¤ จด C* เหลกเรมมพฤตกรรมใหมเรยกวาการแขงตวเพม (strain hardening)

* เมอเพมแรงกระทาตอไปอกจะไดความสมพนธระหวางหนวยแรงดงและหนวยการยดตวตามรป

*จด d เหลกสามารถรบแรงดงไดมากทสดเรยกวา หนวยแรงดงประลย (ultimate tensile strength : Fu)

¤จด d - e* หนวยแรงดงในเหลกจะเรมลดลง* หนาตดของเหลกทถกดงกเรมมคอคอดเกดขน*จด e เหลกจะถกดงและขาดออกจากกน

* เรยกจดนวา หนวยแรงดงท จดขาดของเหลก

LO

X 100

LO : ระยะวดการยดตว/ความยาวพกด (gage length)

ของเหลกกอนรบแรงดง

Lf : ความยาวของเหลกทจดเหลกขาดระหวางจดพกด

เปอรเซนตการยดตว (elongation) ของเหลกกอนทจะขาด = (Lf – LO)

สาหรบเหลกทมกาลงจดครากสงมาก

ตาแหนงของจดคราก อาจไมปรากฏชดเจนASTM ใหหาหนวยแรงทจดครากจากจดทหนวยการยดตวเทากบ 0.002 (0.20% off-set)

: จากจดทหนวยการยดตวเทากบ 0.002 ใหลากเสนขนานกบความชนขนไป

ตดเสนแสดงความสมพนธระหวางหนวยแรงดงกบหนวยการยดตว

จดตด=หนวยแรงทจดครากของเหลก หรอ หนวยแรงดงพสจน (proof stress) ท 0.20%

ประเภทของเหลกโครงสรางแบบรดรอน

(เหลกรปพรรณ เหลกแผน และทอนหรอทอเหลก)

ตามมาตรฐาน ASTM:

1. เหลกกลาคารบอน (Carbon Steel):

¤สาหรบโครงสรางเหลกทวไปทสามารถทารอยตอโดยใชตวยดหรอโดยการเชอม

¤มปรมาณคารบอนสงสดไมเกน 1.70%

¤ASTM A 36 (ปรมาณคารบอน0.25-0.29% ขนกบความหนา)

A 53, A 500, A 501 และ A529

¤กาลงจดครากประมาณ 2500 ksc. ถง 29000 ksc.

¤การยดตวประมาณ 20%

2. เหลกกลาประสมบาง-กาลงสง (High Strength Low-Alloy steel)

¤ เหลกกลาคารบอน (ใชปรมาณคารบอนไมเกน 0.2%) ผสมโลหะอน เชน

โครเมยม โคลมเบยม โมลดนม นกเกล วานาเดยม ซลกอนและทองแดง

รวมกนในปรมาณไมเกน 5%

¤ มกาลงจดครากสงกวาประเภทแรก (มคาระหวาง 2750 ถง 4500 ksc.)

¤บางชนดทนตอการผกรอนสงกวาเหลกประเภทแรก

¤เหลกชนด ASTM A 242, A441, A 572, A 588, A 607 และ A618

¤การยดตวประมาณ 15-19 %

3. เหลกกลาประสม-ชบแขง (Heat-treated Constructional Alloy Steel)

¤ เหลกกลาประสมบาง

¤ ไดจากการชบแขง (โดยทาใหเยนลงทนท หรอ นามาอบ เพมทอณหภมสงแลว

ปลอยใหเยนตวตามธรรมชาต)

¤ มกาลงจดครากสงขนมากประมาณ 6200 ถง 6900 ksc.

¤ การยดตวประมาณ 17-18% ทมความยาวพกดเทากบ 5 ซม.

¤ ทนตอการผกรอนสงกวาเหลกชนด A36 ถง 4 เทา

¤เหลกชนด ASTM A 514

¤ เปนเหลกแผนไมแสดงกาลงทจดครากชดเจน พจารณาทกาลงพสจน 0.20%

เหลกโครงสรางทนยมใชมากทสด

เหลก ASTM A36:

• กาลงจดคราก ประมาณ 2500 ksc.

• สามารถรบนาหนกหรอแรงทกระทาไดดพอควร

• ไมมปญหาในเรองสตฟเนสของสวนโครงสรางตามขอกาหนดของ AISC

• หากใชเหลกทมกาลงจดครากสงขน ราคาแพงขน

แมวาขนาดของหนาตดจะเลกลง

แตจะมปญหาในเรองสตฟเนสของสวนโครงสรางตามขอกาหนด AISC

ซงในทสดอาจตองใชขนาดของหนาตดเทากบขนาดทตองใชในเหลกA36

ทาใหไมประหยดแตอยางใด

ประเทศไทย: มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม (มอก.)

กาหนดเหลกโครงสรางไว 2 ชนคณภาพ

☻ Fe 24 : เหลกกลาคารบอน

☺กาลงจดคราก 2400 ksc.

☺ มกาลงตานทานแรงดงประลย 4100 ksc.

☺ การยดตวไมนอยกวา 23%

☺ เครองหมายดวยสขาว

☻ Fe 30: เหลกกลาคารบอน

☺ กาลงจดครากเทากบ 3000 ksc.

☺ มกาลงตานทานแรงดงประลย 5000 ksc.

☺การยดตวไมนอยกวา 23%

☺ เครองหมายดวยสเขยว

ตารางท 1.1 คณสมบตทางกลของเหลกโครงสรางประเภทและ

ชนดของเหลก

กาลงจดคราก

กก./ซม.2

กาลงดงประลย

กก./ซม.2

การยดตว

%

ความหนา

นว

เหลกกลาคารบอน :

A 36

A529

เหลกกลาประสมบาง – กาลงสง :

A441

A572

A242 (ทนการผกรอน)

2500

2900

2900

3150

3450

2900

3450

4150

4500

2900

3150

3450

4000-5000

4150-5850

4350

4600

4800

4150

4500

5200

5500

4350

4600

4800

20*

19*

16*

19*

18*

20*

18*

16*

15*

16*

19*

18*

≤8

≤0.5

1.5-4

0.75-1.5

≤0.75

≤6

≤2

≤1.25

≤1.25

1.5-4

0.75-1.5

≤ 0.75

ตารางท 1.1 คณสมบตทางกลของเหลกโครงสราง

ประเภทและ

ชนดของเหลก

กาลงจดคราก

กก./ซม.2

กาลงดงประลย

กก./ซม.2

การยดตว

%

ความหนา

นว

A588 (ทนการผกรอน)

เหลกกลาประสม - ชบแขง :

A514 (ทนการผกรอนสง)

2900

3150

3450

6200

6900

4350

4600

4800

6900-8950

7600-8950

19-21**

19-21**

19-21**

17**

18**

5-8

4-5

≤4

2.5-6

≤ 2.5

* ความยาวพกด 20 ซม. ** ความยาวพกด 5 ซม.

Note: เมอเหลกมความหนามากขน กาลงจดครากจะลดลง

1.3 เหลกโครงสรางรปพรรณ¤ เหลกตดทผลตขนโดยมขนาดและนาหนกตามทมาตรฐานกาหนด

¤ ความยาวขนาดมาตรฐานทอนละ 6 เมตร

¤ การผลต

• แบบรดรอน (hot rolled): ทาสวนของโครงสรางหลก มรปตดตาง ๆ กน

เชน รปตดฉาก (Angle, L) แบบ S (ตว I เดม), แบบปกกวาง (Wide Flange, W),

แบบตว T, ทอเหลกกลมหรอสเหลยม เปนตน

• แบบรดเยน (cold rolled): หรอเหลกไลทเกจ จะบางและมนาหนกเบากวาแบบรดรอน

เพราะไดจากการนาแผนเหลกทมความกวางพอเหมาะมาเขาเครองพบทาเปนรปตด

ตาง ๆ เชนรปตว L ตว C เปนตน เมอทารอยตอโดยการเชอมตองระวงเปนพเศษ

เพราะอาจเชอมทะลเนองจากชนสวนบางเกนไป ทาใหเหลกเกดสนมในภายหลง

การออกแบบ

พจารณาเลอกใชเหลกรปพรรณ

ทมรปตดทใหคาโมดลสอลาสตก/พลาสตกของหนาตดมาก

เมอเทยบกบพนทหนาตดหรอนาหนก

นนคอพยายามเลอกใชเหลกรปพรรณแบบตาง ๆเชน ขนาด นาหนก พนทหรอเนอทหนาตด โมเมนตอนเนอรเชยรศมไจเรชน และโมดลสอลาสตก/พลาสตกของหนาตด

ซงตองใชในการออกแบบ

การระบขนาดและชนดของเหลกรปพรรณซงใชกนเปนมาตรฐานสากลทวไป

• W หรอ WF 350 x 49.6 : เหลกรปพรรณทมรปตดแบบปกกวาง (wide flange)

มความลกโดยประมาณเทากบ 350 มม.

มนาหนกเทากบ 49.6 กโลกรมตอเมตร

• C 125x13.4 : เหลกรปพรรณทมรปตดแบบเหลกราง หรอ รอง (channel)

มความลกโดยประมาณเทากบ 125 มม.

มนาหนกเทากบ 13.4 กโลกรมตอเมตร

• L 90 x 60 x 12 : เหลกรปพรรณตดฉากทมขาดานยาวเทากบ 90 มม.

ขาดานสนเทากบ 60 มม.และมความหนาเทากบ 12 มม.

• WT 150 x 47 : เหลกรปพรรณทมรปตดแบบตวท (Tee)

ซงไดจากการตดครงทเหลกแผนตงของเหลกW 300 x94

เหลกรปพรรณแบบนเรยกวา Structural Tee

1.4 การออกแบบโครงสรางเหลก: คานวณเพอ

• เลอกชนดและขนาดของเหลกรปพรรณทเหมาะสมซงมอยแลว• พจารณานารปตดตาง ๆ ของเหลกรปพรรณและเหลกแผนทมอยแลว

มาประกอบรวมกน (built-up section)

เพอใหสามารถตานทานตอแรงหรอนาหนกบรรทกทกระทาไดโดยปลอดภย

ไมเปนอนตรายตอชวตและทรพยสน

การออกแบบโครงสรางเหลก

มวธการเฉพาะสาหรบแตละสวนโครงสราง

ขนกบแรงหรอโมเมนตทสวนโครงสรางนนตองรบหรอตานทาน

แรงหรอโมเมนตทกระทาตอสวนของโครงสราง

คานวณหาคาไดจากการวเคราะหดวยทฤษฎโครงสราง

สวนของโครงสรางเหลกทตองพจารณาออกแบบ • สวนโครงสรางทรบแรงตามแนวแกน ซงอาจเปนแรงดงหรอแรงอด• สวนโครงสรางทรบโมเมนตดดและแรงเฉอน• สวนโครงสรางทรบแรงตามแนวแกนและโมเมนตดดรวมกน• รอยตอของสวนโครงสราง

มาตรฐานหรอขอบญญต (Specifications)

ในการคานวณและออกแบบโครงสรางใด ๆ

วศวกรผออกแบบ ตองพจารณาออกแบบสวนของโครงสรางนน ๆ

ใหสอดคลองเปนไปตามมาตรฐานหรอขอบญญตทกาหนดไว

มาตรฐานหรอขอบญญตสวนใหญไดมาจากผลของการวเคราะหและวจย

มาตรฐานสาหรบการออกแบบโครงสรางเหลก:

• สาหรบโครงสรางเหลกทเปนสวนของโครงอาคาร (building structures)

• มาตรฐาน AISC (American Institute of Steel Construction):

• สาหรบการคานวณและออกแบบโครงสรางเหลกทมไดเปนสวนของโครงอาคาร

• มาตรฐาน AASHTO (American Association of State Highway & Transportation Officials)

• มาตรฐาน AREA (American Railway Engineering Association)

มาตรฐานกาหนดของประเทศไทย: มาตรฐาน ว.ส.ท. (คลายกบมาตรฐาน AISC)

มาตรฐาน AISC : 3 วธ

• วธอลาสตก (Allowable Stress Design : ASD) : ป 1989

◘ใชหนวยแรงทยอมใหเมอโครงสรางรบนาหนกบรรทกใชงาน (Working Load)

•วธพลาสตก (Plastic Design: PD):

◘ใชกาลงตานทานสงสดเมอโครงสรางนนถกสมมตใหตองรบนาหนกบรรทกใชงานทเพมคาแลว (Factored Load)

• วธ Load Resistance Factor Design : LRFD : ป 1994

◘ พจารณาในสภาวะทสวนโครงสรางใกลจะวบต โดยอนญาตใหทาการวเคราะห

โครงสรางโดยวธอลาสตกหรอวธพลาสตกเมอสวนของโครงสรางนนถกสมมตให

ตองรบนาหนกบรรทกใชงานททาเพมคาแลว (Factored Load) หรอนาหนกประลย

◘ พจารณาออกแบบสวนของโครงสรางโดยใชกาลงทใชออกแบบ (Design

Strength) หรอกาลงตานทานแรงประลย ซงเปนกาลงตานทานระบ (Nominal

Strength) ของสวนโครงสรางนนทลดคาแลวดวยตวคณลดกาลง (Resistance Factor)

การออกแบบโดยวธ LRFD จะคลายกบวธการออกแบบโครงอาคารคอนกรตเสรมเหลก

ดวยทฤษฎกาลงประลย (Ultimate Strength Design :USD) ซงตอมาเรยกวาวธกาลง (Strength Design)

การออกแบบโดยวธ ASD

หลกเกณฑ: หนวยแรงทเกดขน (actual stress: f )

บนรปตดของสวนโครงสราง

ทพจารณาเลอกใช

เมอรบนาหนกบรรทกใชงาน

ตองมคาไมเกนกวา

คาหนวยแรงใชงานทยอมให

(allowable stress : F)

f ≤ F

นาหนกบรรทกใชงาน (working load) คอนาหนกหรอแรงกระทาตาง ๆ

ทคาดวาสวนโครงสรางนนจะตองรบหรอตานทาน

• นาหนกบรรทกคงท (dead load : D)

• นาหนกบรรทกจร (live load : L)

• แรงลม (wind load : W)

• แรงจากแผนดนไหว (earthquake load : E)

ในการออกแบบตองพจารณาจดรวมนาหนกหรอแรงกระทาตาง ๆ

เพอใหไดนาหนกบรรทกใชงานสงสดทกระทาตอสวนของโครงสราง

นาหนกบรรทกใชงาน = D

หรอ = D+L

หรอ = 0.75 [D+L+(W หรอ E)]

นาหนกบรรทกใชงานสงสดทไดจาก 3 กรณขางตน

เปนนาหนกบรรทกใชงานทจะนาไปออกแบบตอไป

หนวยแรงทเกดขนจรง (actual stress) :

คาทไดจากการหารคาแรงหรอโมเมนตตดทกระทา

ดวยคณสมบตของรปตด

(เชน เนอทหนาตด หรอ โมดลสอลาสตกของหนาตด)

หนวยแรงใชงานทยอมให (allowable stress) / หนวยแรงทยอมให :

คาทไดจากนา

คากาลงทจดครากหรอหนวยแรงสงสดของวสด

หารดวยคาอตราสวนความปลอดภย (Factor of Safety)

Note: คาอตราสวนความปลอดภยจะขนอยกบประเภทของสวนโครงสราง

ในการออกแบบโดยวธ ASD ทกลาวตอไป จะพบวา

มาตรฐาน AISC กาหนดหนวยแรงชนดตางๆทยอมให

เปนคารอยละของกาลงทจดครากของเหลก

เชน หนวยแรงดงทยอมให เทากบ 60% ของกาลงจดครากของเหลก

หนวยแรงเฉอนทยอมให เทากบ 40% ของกาลงจดครากของเหลก

ฉะนน สามารถหาคาอตราสวนความปลอดภยทใชสาหรบโครงสรางสวนตาง ๆ

เชน สวนโครงสรางทรบแรงดง มอตราสวนความปลอดภยเทากบ1.67

[หารกาลงจดครากของเหลก (Fy) ดวยหนวยแรงดงทยอมให 0.6 Fy]

การออกแบบโดยวธ LRFD

หลกเกณฑ : ในสภาวะทสวนโครงสรางจะเกดการวบต

กาลงทตองการ (required strength) ของสวนโครงสราง

จากนาหนกบรรทกใชงานทเพมคาแลว(factored load)

หรอนาหนกประลย

ตองมคาไมเกนกาลงทใชออกแบบ (design strength)

หรอกาลงตานทานประลยของสวนโครงสรางนน

ซงเปนกาลงตานทานทระบ (nominal strength)

ของสวนโครงสรางนนเมอไดลดคาลงแลว

∑γi Qi ≤ ΦRn

กาลงทตองการ (required strength) ของสวนโครงสราง

จากนาหนกบรรทกใชงานทเพมคาแลว(factored load)หรอนาหนกประลย

ไดจากการคณนาหนกหรอแรงกระทาใชงานตางๆ (load : Qi)

ดวยตวคณเพมนาหนก (load factor : γi)

จดรวมนาหนกหรอแรงกระทาตางๆ (∑γiQi)

เพอใหไดนาหนกประลยสงสดทคาดวาสวนของโครงสรางนนตองตานทาน

นาหนกประลย = 1.4D (1.4)

หรอ = 1.2D + 1.6L (1.5)

หรอ = 1.2D + (0.5L หรอ 0.8W) (1.6)

หรอ = 1.2D + 1.3W + 0.5L* (1.7)

หรอ = 1.2D ± 1.0E + 0.5L (1.8)

หรอ = 0.9 ± (1.3W หรอ 1.0E) (1.9)

กาลงทใชออกแบบ(design strength) / กาลงตานทานแรงประลย

ไดจากการคณกาลงตานทานระบทคานวณไดตามทฤษฎ(nominal resistance: Rn)

ดวยตวคณลดกาลง (resistance factor : Φ)

ซงมคาตางๆกน (ไมเกน 1.00) ขนกบประเภทของสวนโครงสราง

1.5 นาหนกบรรทกในโครงอาคารนาหนกบรรทกคงท (Dead Load): นาหนกของสวนโครงสรางทประกอบรวมเปนอาคาร

คอนกรตเสรมเหลก 1600-2400 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

เหลก 7850 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

ไมเนอแขง 700-1200 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

อฐ 1900 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

วสดมงหลงคา 5-18 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

แปไม 5 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

โครงหลงคาไม 10-20 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

ฝาเพดาน 14-26 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

กาแพงอฐมอญ 180-350 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

กาแพงอฐบลอก 100-200 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

กาแพงคอนกรตบลอก 100-240 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

ฝาไม ไมอด รวมเครา 12-30 กก. ตอ ลกบาศกเมตร

พนไม รวมตง 30 กก.ตอ ตารางเมตร

DL โครงหลงคาเหลก: ขนอยกบความชนและชวงความยาวของโครง

Grinter :

◙ ถาโครงเหลกมชวงยาว 40 ฟต ความชน(pitch) ระหวาง 1/3-1/4

นาหนกบรรทกคงทของโครงเหลกประมาณ 2-3.5 ปอนด/ตร.ฟต

(รอยตอเชอมนาหนกลดลง/รอยตอหมดยา-สลกเกลยว-แผนประกบ นาหนกเพม15 % )

◙โครงเหลกมชวงยาวเกนกวา 40 -80 ฟต นาหนกเพม0.5-1 ปอนด/ตร.ฟต

ทกๆ ความยาวทเพมขน 10 ฟต

◙โครงเหลกแบน(Flat roof) เพมนาหนก 0.5-1 ปอนด/ตร.ฟต

◙โครงเหลกชน (Steep roof) ลดนาหนกลง 0.5-1 ปอนด/ตร.ฟต

นาหนกบรรทกจร (Live Load):

• นาหนกกระทาในแนวดง: ผใชอาคาร เครองเรอน เครองจกร

สงของตางๆขนกบประเภทและการใชสอยของอาคารนน

• นาหนกทกระทาทางดานของอาคาร: แรงลม แรงจากแผนดนไหว

แรงลมทกระทาตอโครงอาคาร ขนอยกบแรงดนแบบ dynamic ของลม

• แรงดน(Pressure) ดานเหนอลม

• แรงดด(Suction) ดานใตลม

ความเรวลมจะแปรตามสภาพภมประเทศ ความสงเหนอพนดน

และอาคารขางเคยง

การออกแบบจะสมมตใหแรงลมกระทาอยางสมาเสมอตอโครงอาคารดานทรบลม

และแรงลมสามารถกระทาไดทกทศทาง

ASCE :แรงลมแบบ static ทกระทาตงฉากกบอาคาร

p = 0.00256 CS V2 ปอนด/ตร.ฟต V: ความเรวลม (ไมล/ชม.)

p = 0.00473 CS V2 กก./ตร.เมตร V: ความเรวลม ( กม./ชม.)

CS: shape coeffcient ขนกบรปทรงและสดสวนของอาคาร

อาคารสงรปกลองสเหลยม(box-type structure)ไมมชองเปด

CS = 0.8 ทดานเหนอลม-แรงดน / CS = 0.5 ทดานใตลม-แรงดด

ดงนน แรงลมทงหมดทกระทา = แรงดนดานเหนอลม+ แรงดดดานใตลม

p = 0.00473(0.8+0.5)V2 = 0.0062V2 กก. /ตร.เมตร

ASCE: แรงลมทกระทาตงฉาก(Pn) กบแนวหลงคา

• แรงลมกระทาภายนอกอาคาร:

แรงลมทกระทาตงฉากกบแนวหลงคา(Pn) มทงแรงดน(+)

และแรงดดหรอแรงยกตว(-) ทงทางดานเหนอลมและใตลม

ซงขนอยกบมมลาดเอยง(θ)ของโครงหลงคา

แรงลมกระทาภายในอาคาร:

อาคารมชองเปดของหนาตางหรอประตเทากบรอยละ n ของเนอทผนง

คาของ n อยระหวาง 0 ถง 30%

แรงลมภายในทดานเหนอลม pn = (+0.225+0.0125n)p≤ 0.6p

แรงลมภายในทดานใตลม Pn = (-0.225+0.0075n)p≤ -0.45p

ถา n มคามากกวา 30%ใหใชคาสงสดตามทกาหนดขางตน

สตร: พจารณาเฉพาะแรงดนดานเหนอลมเพยงอยางเดยว

(1) pn = p(2 sin θ)/(1+sin2 θ ) Duchemin Formula

(2) pn = p sin θ 1.84 cosθ - 1 Hutton Formula

(3) pn = p θ / 45 Ketchum or Straight – line Formula

θ : มมลาดเอยงของหลงคา หนวยเปนองศา

สตร Duchemin ไดรบความนยมและเชอถอมาก

สวนอกสองสตรใหคาสอดคลองกบการทดลองเมอมม θ ไมเกน 35 องศา

สาหรบขอบญญตกรงเทพมหานคร พ.ศ. 2522 กาหนดนาหนกบรรทกจรสาหรบการออกแบบโครงอาคารประเภทตางๆ ซงตองไมนอยกวาอตราตอไปน

หลงคา 50 กก.ตอ ตารางเมตรกนสาด หรอ หลงคาคอนกรต 100 กก.ตอ ตารางเมตรทพกอาศย โรงเรยนอนบาล หองนา หองสวม 150 กก.ตอ ตารางเมตรอาคารชด หอพก โรงแรม 200 กก.ตอ ตารางเมตรสานกงาน ธนาคาร 250 กก.ตอ ตารางเมตรอาคารพาณชย มหาวทยาลย วทยาลย โรงเรยน 300 กก.ตอ ตารางเมตรหองโถง บนได ทางเดนของอาคารชด หอพก โรงแรมโรงพยาบาล สานกงาน และธนาคาร 300 กก.ตอ ตารางเมตรหางสรรพสนคา โรงมหรสพ หอประชม ภตตาคาร

ทจอดหรอเกบรถยนตนง 400 กก.ตอ ตารางเมตรหองโถง บนได ทางเดนของอาคารพาณชย

มหาวทยาลย วทยาลย และโรงเรยน 400 กก.ตอ ตารางเมตรคลงสนคา พพธภณฑ อฒจนทร โรงงานอตสาหกรรม

โรงพมพ หองเกบเอกสารและพสด 500 กก.ตอ ตารางเมตรหองโถง บนได ทางเดนของหางสรรพสนคาโรงมหรสพ หอประชม ภตตาคาร และหอสมด

หองเกบหนงสอของหอสมด 800 กก.ตอ ตารางเมตร

แรงลมสาหรบสวนของอาคารสง- H ≤ 10 เมตร 50 กก.ตอ ตารางเมตร- 10 เมตร < H ≤ 20 เมตร 80 กก.ตอ ตารางเมตร- 20 เมตร < H ≤ 40 เมตร 120 กก.ตอ ตารางเมตร- H > 40 เมตร 160 กก.ตอ ตารางเมตร

สาหรบการออกแบบในจงหวดอนในประเทศไทย ผออกแบบตองพจารณาจากประกาศของกรมโยธาธการ/เทศบาล/กระทรวงมหาดไทย

นาหนกบรรทกกระแทก:นาหนกบรรทกจรทกระแทกหรอกระทาตอสวนโครงสรางอยางทนททนใด

การออกแบบ AISC ใหเพมคานาหนกบรรทกจรนนตามจานวน % ทกาหนด

สาหรบสวนทรองรบลฟท และหองเครองลฟท 100%สาหรบสวนทรองรบเครองจกรกลชนดเบา ≥ 20%สาหรบสวนทรองรบเครองจกรกลชนดหนก ≥ 50%สาหรบสวนทแขวนรบพนหรอระเบยง 100%สาหรบคานและรอยตอทรองรบเครนวงทใชยกของ 10-20%