การออกแบบโครงสร้างเหล็ก

เนื้อหาของแต่ละบท ประกอบด้วย คำอธิบายถึงส่วนโครงสร้าง พฤติกรรมและลักษณะการวิบัติของโครงสร้างส่วนนั้น ๆ ข้อกำหนดของมาตรฐานและตัวอย่างการออกแบบ ซึ่งให้ไว้ทั้งวิธีการคำนวณออกแบบตามวิธี ASD และวิธี LRFD ควบคู่กันไป อนึ่ง สูตรคำนวณออกแบบบางสูตรที่ได้ให้ไว้ในหนังสือเล่มนี้ไม่เหมือนกับสูตรของมาตรฐาน AISC ทั้งนี้เพราะผู้เขียนได้แปลงสูตรคำนวณนั้น ๆ เพื่อให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับทุกประเทศทั่วโลก

การปรับปรุงครั้งที่ 2 พ.ศ. 2550 ผู้เขียนได้ปรับเนื้อหา เพิ่มทั้งตัวอย่างและคำอธิบายในแต่ละบทเพื่อให้ผู้ศึกษามีความเข้าใจมากขึ้น รวมทั้งได้นำมาตรฐานของ AISC/LRFD ปี ค.ศ.1999 มาพิจารณาเพื่อให้การคำนวณและออกแบบมีความทันสมัยยิ่งขึ้น

การปรับปรุงครั้งที่ 3 พ.ศ. 2553 ผู้เขียนได้ปรับปรุง เพิ่มเติมทั้งส่วนของเนื้อหาและส่วนของตัวอย่าง เพื่อให้หนังสือเล่มนี้มีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้น และเป็นประโยชน์ต่อบุคลากรที่สนใจศึกษา ตามที่ผู้เขียนได้ตั้งใจไว้

สารบัญ

บทที่ 1 โครงสร้างเหล็กและเหล็กโครงสร้าง 1 - 15

1.1 โครงสร้างเหล็ก - 1

1.2 เหล็กโครงสร้าง - 2

1.3 เหล็กโครงสร้างรูปพรรณ - 6

1.4 การออกแบบโครงสร้างเหล็ก - 7

1.5 น้ำหนักบรรทุกใช้งานในโครงอาคาร - 11

บทที่ 2 ส่วนโครงสร้างรับแรงดึง 16 - 44

2.1 ส่วนโครงสร้างรับแรงดึง - 16

2.2 รูปดัดของส่วนโครงสร้างรับแรงดึง - 16

2.3 ลักษณะวิบัติของส่วนโครงสร้างรับแรงดึง - 17

2.4 เนื้อที่หน้าตัดสุทธิ - 19

2.5 เนื้อที่หน้าตัดสุทธิประสิทธิผล - 22

2.6 ข้อกำหนดสำหรับส่วนโครงสร้างรับแรงดึง - 26

2.7 วิธีออกแบบส่วนโครงสร้างรับแรงดึง - 33

บทที่ 3 ส่วนโครงสร้างรับแรงอัด 45 - 90

3.1 ส่วนโครงสร้างรับแรงอัด - 45

3.2 รูปตัดของส่วนโครงสร้างรับแรงอัด - 46

3.3 พฤติกรรมการรับน้ำหนักของลักษณะิวิบัติ - 47

3.4 กำลังรับน้ำหนักของเสาเดี่ยว - เมื่อโก่งเดาะเนื่องจากแรงดัด - 49

3.5 กำลังรับน้ำหนักของเสาในโครงเฟรม - เสาโก่งเดาะเนื่องจากแรงดัด - 56

3.6 การโก่งเดาะเฉพาะแห่ง - 57

3.7 ข้อกำหนดสำหรับส่วนโครงสร้างแรงอัด -เมื่อโก่งเดาะเนื่องจากแรงดัด - 61

3.8 วิธีออกแบบส่วนโครงสร้างรับแรงอัด - 72

3.9 ส่วนโครงสร้างรับแรงอัด - เมื่อโก่งเดาะเนื่องจากแรงดัดและแรงบิด - 78

3.10 เสาประกอบ - 82

บทที่ 4 คานเหล็กรูปพรรณ 91 - 153

4.1 คาน - 91

4.2 พฤติกรรมการรับโมเมนต์ดัดของคาน - 92

4.3 ลักษณะวิับัติของคาน - 95

4.4 ข้อกำหนดสำหรับส่วนโครงสร้างรับแรงดัด-มาตรฐาน AISC/ASD - 97

4.5 ข้อกำหนดสำหรับส่วนโครงสร้างรับแรงดัด-มาตรฐาน AISC/LRFD - 102

4.6 ระยะแอ่นหรือโก่งตัวที่ยอมให้ - 110

4.7 กำลังต้านทานโมเมนต์ดัดประลัยที่ระบุสำหรับคานรูปดัดอื่น - 110

4.8 ผลการกระทำของน้ำหนักแบบจุด - 117

4.9 วิธีออกแบบคาน - 122

4.10 แผ่นเหล็กรองรับแรงกดสำหรับคาน - 133

4.11 กำลังรับแรงกดของคอนกรีต - 135

4.12 แผ่นเหล็กรองรับแรงกดสำหรับเสา - 140

4.13 รูเจาะในคาน - 147

4.14 การเสริมคานเหล็กรูปพรรณและคานเหล็กประกอบ - 149

บทที่ 5 ส่วนโครงสร้าง คาน - เสา 154 - 200

5.1 ส่วนโครงสร้าง คาน - เสา - 154

5.2 พฤติกรรมการรับน้ำหนักและลักษณะวิบัติ - 155

5.3 ข้อกำหนดสำหรับส่วนโครงสร้าง คาน -เสา - 157

5.4 วิธีออกแบบส่วนโครงสร้าง คา่น -เสา - 175

5.5 ส่วนโครงสร้างรับโมเมนต์ดัดสองทาง - 189

5.6 แผ่นเหล็กรองใต้เสาที่รับโมเมนต์ดัด - 194

บทที่ 6 การต่อโครงสร้างโดยใช้ตัวยึด 201 - 256

6.1 การต่อโครงสร้างโดยใช้ตัวยึด - 201

6.2 ลักษณะวิบัติของรอยต่อยึด - 205

6.3 ประเภทของรอยต่อยึด - 207

6.4 ข้อกำหนดสำหรับรอยต่อยึดแบบรับแรงกด - 208

6.5 ข้อกำหนดสำหรับรอยต่อยึดแบบเลื่อนวิกฤต - 211

6.6 ระยะห่างและระยะขอบของรอยต่อยึด - 212

6.7 การออกแบบรอยต่อยึด - 213

6.8 การต่อปลายคานในโครงอาคาร - 235

บทที่ 7 กาาต่อโครงสร้างโดยการเชื่อม 257 - 322

7.1 การต่อโครงสร้างโดยการเชื่อม - 257

7.2 ประเภทของรอยต่อเชื่อม - 258

7.3 การวิบัติของรอยต่อเชื่อมและเนื้อที่ประสิทธิผลของรอยเชื่อม - 260

7.4 กำลังของรอยต่อเชื่อม - 262

7.5 สัญลักษณ์มาตรฐานของการเชื่อม - 268

7.6 การวิเคราะห์หาหน่วยแรงบนรอยต่อเชื่อม - 270

7.7 การออกแบบรอยต่อเชื่อมรับแรงร่วมศูนย์ - 271

7.8 การออกแบบรอยต่อเชื่อมรับแรงเยื้องศูนย์ - 283

7.9 การต่อปลายคานในโครงอาคาร - 288

7.10 การเสริมกำลังให้กับเสา (หรือคาน) - 304

บทที่ 8 คานเหล็กประกอบขนาดใหญ่ 323 - 373

8.1 คานเหล็กประกอบขนาดใหญ่ - 323

8.2 ลักษณะวิบัติของคานเหล็กประกอบ - 324

8.3 ข้อกำหนดสำหรับคานเหล็กประกอบขนาดใหญ่ - 326

8.4 การออกแบบคานเหล็กประกอบขนาดใหญ่ - 355

8.5 การลดจำนวนแผ่นเหล็กปีกคาน - 369

8.6 การต่อแผ่นเหล็กปีกคานกับเหล็กฉากปีกคาน - 370

8.7 การต่อเหล็กแผ่นตั้งกับเหล็กปีกคาน - 371

8.8 การต่อเหล็กแผ่นตั้ง - 372

บทที่ 9 ส่วนโครงสร้างรับโมเมนต์บิด 374 - 386

9.1 จุดศูนย์กลางแรงเฉือน - 374

9.2 กำลังต้านทานโมเมนต์บิด - 376

9.3 มุมบิด - 378

9.4 การออกแบบส่วนโครงสร้างรับโมเมนต์บิดร่วมกับแรงกระทำอื่น - 378

บทที่ 10 ส่วนโครงสร้างเชิงประกอบ 387 - 427

10.1 เสาเหล็กเชิงประกอบ - 387

10.2 การออกแบบเสาเหล็กเชิงประกอบ - 389

10.3 คานเหล็กเชิงประกอบ - 393

10.4 พฤติกรรมของคานเหล็กเชิงประกอบ - 395

10.5 ข้อกำหนดสำหรับคานเหล็กเชิงประกอบแบบใช้ตัวยึดรับแรงเฉือน - 398

10.6 การออกแบบคานเหล็กเชิงประกอบบางส่วน - 405

10.7 การออกแบบคานเหล็กรูปพรรณหุ้มด้วยคอนกรีต - 406

10.8 การโก่งตัวของคานเหล็กเชิงประกอบ - 408

10.9 การออกแบบคาน - เสาเชิงประกอบ - 423

ภาคผนวก ก สัญลักษณ์ 428 - 433

ภาคผนวก ข ตารางช่วยการออกแบบ 434 - 464

บรรณานุกรม 465