วิศวกรรมโครงสร้าง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

วิศวกรรมโครงสร้าง (Structural engineering) เป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์หน่วยแรงที่เกิดขึ้นในวัสดุ อาคาร เครื่องจักรกล ยานพาหนะ อากาศยาน หรือแม้แต่ยานอวกาศ

แต่ในประเทศไทย เมื่อกล่าวถึงวิศวกรรมโครงสร้าง มักจะเข้าใจว่าเป็นวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ คำนวณ ออกแบบอาคารและสิ่งก่อสร้าง เท่านั้น โดยวิศวกรรมโครงสร้างที่วิเคราะห์ ออกแบบในด้านเครื่องกล หรือสิ่งอื่น ๆ มักจะเรียกแยกไปตามวิศวกรรมสาขานั้น ๆ เช่น วิศวกรรมยานยนต์ วิศวกรรมอากาศยาน เป็นต้น

เนื้อหา 1 การวิเคราะห์โครงสร้าง 2 ขั้นตอนในการวิเคราะห์โครงสร้าง 3 หลักพื้นฐานในการวิเคราะห์โครงสร้าง 4 ทฤษฎีในการวิเคราะห์กำลังของวัสดุ 5 ดูเพิ่ม

[แก้] การวิเคราะห์โครงสร้าง

การวิเคราะห์ใด ๆ ในงานวิศวกรรมโครงสร้าง จะแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ

• การวิเคราะห์แรงภายนอกที่กระทำกับ ชิ้นส่วน อาคารนั้น ๆ ที่ทำให้เกิด แรงดึง แรงอัด แรงเฉือน แรงบิด และโมเมนต์ดัด
• การวิเคราะห์แรงภายในที่เกิดขึ้นภายในวัสดุ ที่ถูกกระทำจากแรงภายนอก ที่ทำให้เกิดความเค้น (Stress) และความเครียด (Strain) รวมไปถึงการเสียรูป และการแอ่นตัว(Deflection) ของชิ้นส่วน
• การวิเคราะห์การเคลื่อนตัวของชิ้นส่วน เช่นการเสียรูป และการแอ่นตัว(Deflection) ของชิ้นส่วน

[แก้] ขั้นตอนในการวิเคราะห์โครงสร้าง

1. สร้างแบบจำลอง
2. คำนวณแรงที่กระทำภายนอก
3. เลือกวัสดุและหน้าตัดโดยประมาณ
4. วิเคราะห์แรงที่เกิดขึ้น
5. เลือกวัสดุและขนาดให้สามารถรับแรงที่เกิดขึ้น
6. วิเคราะห์ซ้ำอีกครั้ง
7. ตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้ พร้อมกับค่าหน่วยแรงที่ยอมรับได้ และค่าการเสียรูปหรือการเคลื่อนตัว

[แก้] หลักพื้นฐานในการวิเคราะห์โครงสร้าง

• สมการหลักในการวิเคราะห์โครงสร้าง คือ สมการความสมดุล (Statically Equilibrium)
  • ผลรวมแรงในแนวราบ = 0
  • ผลรวมแรงในแนวดิ่ง = 0
  • ผลรวมโมเมนต์ดัด = 0

• เสถียรภาพของโครงสร้าง (Structural Stability)

• ดีเทอร์มิเนซี่สถิตของโครงสร้าง (Statically Determinacy)
  • โครงสร้างประเภทดีเทอร์มิเนททางสถิต (Determinate) หมายถึงโครงสร้างที่สามารถวิเคราะห์ได้ด้วยสมการสมดุลสถิตของโครงสร้าง
  • โครงสร้างอินดีเทอร์มิเนท (Indeterminate) คือโครงสร้างที่ไม่สามารถวิเคราะห์ได้ด้วยสมการสมดุลตามลำพัง

[แก้] ทฤษฎีในการวิเคราะห์กำลังของวัสดุ

• ทฤษฎีกำลัง (Working Stress) จะพิจารณาจากความเค้นคราก (Yield Stress) คือขีดกำหนดสูงสุดของความยืดหยุ่นของวัสดุ
• ทฤษฎีน้ำหนักประลัย (Ultimate Strength) จะพิจารณาจากกำลังประลัย (Ultimate Strength) คือขีดความสามารถสูงสุดของวัสดุ

[แก้] ดูเพิ่ม

• วิวัฒนาการ วิศวกรรมโครงสร้างไทย

• การออกแบบโครงสร้างอาคารใบหยก 2 เพื่อรับแรงด้านข้าง