ผลกระทบรปแบบการขนลอนตอการดดของคานเหลกรดเยนรปทรงหมวก

EMBOSSMENT EFFECTS ON THE BENDING OF HAT SHAPE COLD-FORMED STEEL BEAMS

มณตร เยนเปยม MONTRI YENPIAM

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมโยธา ภาควชาวศวกรรมโยธา

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

พ.ศ. 2553

ผลกระทบรปแบบการขนลอนตอการดดของคานเหลกรดเยนรปทรงหมวก

มณตร เยนเปยม

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมโยธา ภาควชาวศวกรรมโยธา

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

พ.ศ. 2553

EMBOSSMENT EFFECTS ON THE BENDING OF HAT SHAPE COLD-FORMED STEEL BEAMS

MONTRI YENPIAM

A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF ENGINEERING

IN CIVIL ENGINEERING DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING

RAJAMANGALA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY THANYABURI 2010

วทยานพนธฉบบนเปนงานวจยทเกดจากการคนควาและวจยขณะทขาพเจาศกษาอยในคณะวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร ดงนนงานวจยในวทยานพนธฉบบนถอเปนลขสทธของมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบรและขอความตางๆในวทยานพนธฉบบน ขาพเจาขอรบรองวาไมมการคดลอกหรอน างานวจยของผอนมาน าเสนอในชอของขาพเจา

นายมณตร เยนเปยม

COPYRIGHT © 2010 ลขสทธ พ.ศ.2553 FACULTY OF ENGINEERING คณะวศวกรรมศาสตรRAJAMANGALA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY THANYABURI มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

ใบรบรองวทยานพนธ คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร

หวขอวทยานพนธ ผลกระทบรปแบบการขนลอนตอการดดของคานเหลกรดเยนรปทรงหมวก EMBOSSMENT EFFECTS ON THE BENDING OF HAT SHAPE COLD-FORMED STEEL BEAMS

ชอนกศกษา นายมณตร เยนเปยม รหสประจ าตว 124970401011-7 ปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา วศวกรรมโยธา อาจารยทปรกษาวทยานพนธหลก ดร. มาโนช รจภากร วน เดอน ป ทสอบ 10 ตลาคม 2553 สถานทสอบ หอง E404 ชน4 อาคารเฉลมพระเกยรต 80 พรรษา 5 ธนวาคม 2550

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร คณะกรรมการสอบวทยานพนธ . .............................................................................. ประธานกรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร. ปตศานต กรามาตร) .............................................................................. กรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร. ทวชย สาราญวานช) .............................................................................. กรรมการ (ผชวยศาสตราจารย ดร. ถาวร ธรเวชญาณ) .............................................................................. กรรมการ (ดร. มาโนช รจภากร) .........................................................................

(ผชวยศาสตราจารย ดร. สมชย หรญวโรดม) คณบดคณะวศวกรรมศาสตร

ก

หวขอวทยานพนธ ผลกระทบรปแบบการขนลอนตอการดดของคานเหลกรดเยนรปทรงหมวก ชอนกศกษา นายมณตร เยนเปยม รหสประจ าตว 124970401011-7 ปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา วศวกรรมโยธา (วศวกรรมโครงสราง) ปการศกษา 2553 อาจารยผควบคมวทยานพนธ ดร. มาโนช รจภากร

บทคดยอ

การศกษาใชการสรางแบบจ าลอง (Model) ทางคณตศาสตรในโปรแกรมพนฐาน MATLAB เพอศกษาถงสภาวะวบตของโครงสรางเพอพจารณาในการออกแบบ (Limit State Design) โดยแนวโนมของการค านวณออกแบบวศวกรรมโยธาปจจบนเรมนยมใช ในการท านายพฤตกรรมของชนสวนทดสอบและดผลการวเคราะหใชวธวเคราะหแบบไฟไนตเอลเมนต โดยใชแบบจ าลองคานหนาตด Hat Shape และมการปมขนลอนดานขาง 3 แบบ คอ ปมขนลอนแนวตง ปมขนลอนแนวนอน และปมขนลอนแนวเฉยงเอยง ความยาวคาน 1.70 เมตร ท าการตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 30 องศา และ ความยาวคาน 1.15 เมตร ท าการตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 0 องศา เฉพาะคานธรรมดาไมมการปมขนลอน ทมแรงกระท าแบบจดทกงกลางความยาวคาน

จากการศกษาความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและคาการแอนตว (Load-Deflection Curve) ของรปแบบคานธรรมดาไมมการปมขนลอนเปรยบเทยบกบรปแบบคานทมการท าการปมขนลอนดานขาง (Embossments) ทขางคานเหลกรดเยน พฤตกรรมทไดจากการวเคราะหดวยวธไฟไนตเอลเมนตกบผลการทดสอบตวอยางจรงในหองปฏบตการ พบวาใหคาการแอนตวทสอดคลองกน และตรวจสอบการเสยรปในสภาวะการใชงานจ ากด (key limit state) ทงสามแบบ ไดแก การโกงเดาะเฉพาะท การโกงเดาะแบบผดรป และการโกงเดาะแบบรวม โดยใชโปแกรม CUFSM ค านวณหาคาก าลงรบแรงแบบ “โดยตรง” ของเหลกGrade Designationไดแก G550, G360, G350 และG300

ผลการวจยทไดคอ รปแบบการขนลอนตอการเสรมก าลงรบน าหนกของคานทเสรมความแกรงจากมากไปหานอยตามล าดบ ไดแก การปมขนลอนแนวตง การปมขนลอนแนวนอน และการปมขนลอนแนวเฉยงเอยง ส าหรบคานเหลกรดเยนรปทรงหมวก สามารถหาผลการวเคราะหและท านายพฤตกรรมไดโดยไมตองทดสอบตวอยางจรง และวเคราะหทางเสถยรภาพของชนสวน เปรยบก าลงแรงดดโดยตรงของคานทออกแบบตามทฤษฎ ไดแก ASD, LRFD และLSD การเปรยบเทยบก าลงแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนดวยวธ FSM กบผลการทดสอบตวอยางจรง เพอใชเปนฐานขอมลส าหรบการออกแบบชนสวนโครงสรางผนงบาง (Thin – Walled Structures) ค าส าคญ : การปมขนลอน, การโกงเดาะเฉพาะท, การโกงเดาะแบบผดรป, การโกงเดาะแบบรวม, ก าลงรบ

แรงโดยตรง

ข

Thesis Title : EMBOSSMENT EFFECTS ON THE BENDING OF HAT SHAPE COLD-FORMED STEEL BEAMS Student Name : Mr. Montri Yenpiam Student ID : 124970401011-7 Degree Award : Master of Engineering Study Program : Civil Engineering (Structural Engineering) Academic Year : 2010 Thesis Advisor : Dr. Manoch Rujipakorn

ABSTRACT

The study employed the mathematical model in the MATLAB object-oriented program in order to study the failure behavior of structures for the purpose of considering a Limit State Design. Current civil engineering design trends begin by determining the behavior of test specimens, then results are analyzed by using Finite Element Method Analysis with hat shape steel and three patterns of lateral forming or embossments, i.e. vertical embossments, horizontal embossments and diagonal embossments, at a beam span length of 1.70 meters. The installation was placed on a support tilt angle of 30 degrees. At a beam span length of 1.15 meters, the installation was placed on a support tilt angle of 0 degrees with a specific unembossed normal beam that had undergone point loading at the center of the beam.

This research also explored the relationship between the loading weight and the load-deflection curve of normal beams compared with cold-formed embossed beams. The findings indicate that the behaviors derived from analysis by using the finite element method and those from the actual testing in the laboratory exhibit have the same consistency in deflections. Gross properties were checked following use for all three key limit states, i.e. local buckling, distortional buckling and global buckling, by using CUFSM to calculate the “Direct” Strength, of the steel grade designations of G550,G360,G350 and G300.

The results further show that reinforced embossment formats stiffened beams from more to less i.e. vertical embossments, horizontal embossments and diagonal embossments, respectively, for hat shape cold-formed steel beams. According to the analysis, the status of test specimens can be estimated without testing actual specimens and stability analysis of the cold-formed structural steel to compare the power of direct blending of the beams designed as shown in theory i.e. ASD, LRFD and LSD. The power of direct blending of cold-formed steel was compared by the FSM method and the outcome of actual testing in order to perform the design of thin-walled structures. Keywords : Embossments, local buckling, distortional buckling, global buckling, Direct Strength

Method

ค

กตตกรรมประกาศ

วทยานพนธฉบบนเปนงานวจยในการศกษาในระดบปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวศวกรรมโยธา แขนงวศวกรรมโครงสราง มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร ในชวงปพทธศกราช 2553 โดยท าการวจยเรอง ผลกระทบรปแบบการขนลอนตอการดดของคานเหลกรดเยนรปทรงหมวก หรอ Embossment Effects on The Bending of Cold – Formed Steel Hats Shape Beams งานวจยนส าเรจลลวงไปดวยด ผวจยขอกราบขอบพระคณ ผชวยศาสตราจารย ดร. ปตศานต กร ามาตร ประธานกรรมการหลกสตร ผชวยศาสตราจารย ดร. ทวชย ส าราญวานช กรรมการ และผชวยศาสตราจารย ดร. ถาวร ธรเวชญาณ กรรมการ ทไดใหความกรณาเปนอยางสงในการแนะน าสงทมประโยชนแกการเขยนวทยานพนธ ขอกราบขอบพระคณ ดร. มาโนช รจภากร ซงเปนอาจารยทปรกษาทไดกรณาใหค าแนะน าขอคดตางๆ ในการวจยและวธด าเนนการ วจย ตลอดจนใหขอเสนอแนะและแกไขขอบกพรองตางๆ ของการท าการวจยนเปนอยางด งานวจยนตองพบอปสรรค หลายประการ แตดวยความชวยเหลอเออเฟออยางดจากหลายๆ ฝาย ท าใหผวจยฝาฟนอปสรรคจนประสบความส าเรจได จงขอขอบพระคณทกทานทกลาวนามมาดงน

ขอขอบพระคณ อาจารยบญสง จงกลน และ คณอศพล มงบง ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ ทใหความอนเคราะห ส าหรบการใชเครองทดสอบแรงดง DARTEC และเครองแกะสลกท าแมพมพCNC Router Machine

ขอขอบพระคณ คณะวศวกรรมและเทคโนโลยการเกษตร ทใหความอนเคราะหส าหรบการใชเครองทางงานชาง

ขอขอบพระคณ ส านกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต(สวทช.)หรอ NSTDA ทใหความอนเคราะห ส าหรบส าหรบการใชโปรแกรมทางดานไฟไนตเอลเมนต และใหค าปรกษาทางดานเทคนคการใชโปรแกรมทางดานไฟไนตเอลเมนต

ขอขอบพระคณ บรษท บลสโคป ไลสาจท (ประเทศไทย) จ ากด ทใหความอนเคราะหบรจาควตถดบเหลกขนรปเยนทมหนาตดรปทรงหมวก (Hat Shape) ทใชส าหรบการทดลองวจย

เหนอสงอนใดผวจยขอกราบขอบพระคณ บดา มารดา คร อาจารย และผมพระคณทกทานท คอยใหก าลงใจอนยงใหญดวยดตลอดมา และทลมไมไดคอผเกยวของหลายๆทานทหากมไดกลาวนามมา ณ โอกาสนดวย

มณตร เยนเปยม 10 ตลาคม 2553

ง

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย ก บทคดยอภาษาองกฤษ ข กตตกรรมประกาศ ค สารบญ ง สารบญตาราง ช สารบญรป ฌ บทท 1 บทน า 1

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของการวจย 2 1.3 สมมตฐานของงานวจย 2 1.4 ขอบเขตของการศกษาวจย 4 1.5 ขนตอนการศกษาวจย 5 1.6 ขอจ ากดของการศกษาวจย 8 1.7 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 8

บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ 10 2.1 ค าน า 10 2.2 มาตรฐานและขอก าหนดรายละเอยดการออกแบบส าหรบเหลกขนรปเยน 10 2.3 รปแบบหนาตดทวไป และการใชงานส าหรบเหลกขนรปเยน 14 2.4 กระบวนการผลตส าหรบเหลกขนรปเยน 19 2.5 ปญหาพเศษในการออกแบบหนาตด ชนสวนโครงสรางเหลกขนรปเยน 20 2.6 รปแบบผลรวมน าหนกกระท า (Load Combinations) 27 2.7 การออกแบบในภาวะขดสด (Limit States Design) 28 2.8 วสดตางๆ และการขนรปเยน 31 2.9 รปแบบการโกงเดาะของชนสวนโครงสรางผนงบางซงรบแรงดดและแรงอด 46 2.10 ชนสวนโครงสรางรบแรงอดแบบเสรมค ายนและแบบไมเสรมค ายน 61 2.11 การออกแบบชนสวนโครงสรางเหลกขนรปเยน โดยการใชวธก าลงรบแรงโดยตรง 75 2.12 การวเคราะหทางดานไฟไนตเอลเมนต Finite Element Analysis (FEA) 83 2.13 การวเคราะหการเสยรปของชนสวนโครงสรางโดยโปรแกรม CUFSM 84 2.14 คณสมบตของวสดทใชสรางแมพมพ 85

จ

สารบญ(ตอ) หนา

2.15 การสรางแมพมพโดยใชเครองแกะสลกท าแมพมพ CNC Router Machine 86 บทท 3 วธการด าเนนการวจย 90

3.1 ระเบยบการวธวจย แสดงการวางแผนการวจยและล าดบขนตอนการวจย 90 3.2 การเตรยมตวอยางส าหรบทดสอบ 90 3.3 การสรางแมพมพเหลกเพอใชในงานวจย 92 3.4 เครองมอทใชในการศกษาวจย 105 3.5 การเตรยมและตดตงเครองมอส าหรบทดสอบ 109 3.6 วธทใชศกษา คนควาและวจย 112 3.7 ลกษณะขอมล การเลอกขอมล และเหตผลในการคดเลอก 168 3.8 ขนตอนในการรวบรวมขอมล 168 3.9 วธวเคราะหขอมล 169

บทท 4 ผลการทดลอง 174 4.1 ค าน า 174 4.2 ผลการวเคราะหทดสอบแรงดง 174 4.3 ผลการวเคราะหหาความสมพนธของน าหนกบรรทกและการโกงตวของคาน

เหลกรดเยน 176 4.4 ผลการวเคราะหหาความสมพนธของโมเมนตดดและการโกงตวของคานเหลกรดเยน 177 4.5 การเปรยบเทยบผลการวเคราะหแบบจ าลองดวยวธไฟไนตเอลเมนต กบการทดสอบ

จรงของคาน ตามตารางท 4.2 178 4.6 ผลการวเคราะหวดระยะการยดตวเมอรบแรงกดดดของคานเหลกรดเยนโดยใช

Strain Gauges 179 4.7 ผลการวเคราะหและท านายพฤตกรรมของคานเหลกรดเยนโดยใชวธวเคราะหแบบ

ไฟไนตเอลเมนต ตามรปท 4.12, 4.13, 4.14, 4 .15, 4.16 และ4.17 181 4.8 ผลการเปรยบเทยบความแตกตางของการปมขนลอนรปแบบตางๆ ตอการรบ

น าหนกบรรทก ตามตารางท 4.3 186 4.9 ผลการวเคราะหการโกงเดาะของคานเหลกรดเยนโดยใชโปรแกรม CUFSM

ตามรปท4.18, 4.19 และ4.20 187 4.10 ผลการวเคราะหเสถยรภาพการโกงเดาะของคานเหลกรดเยนดวยดวยวธ Finite

Strip Method (FSM) โดยใชโปรแกรม CUFSM 189

ฉ

สารบญ(ตอ)

หนา 4.11 ผลการเปรยบเทยบการวเคราะหเสถยรภาพการโกงเดาะของแบบจ าลองคาน เหลกรดเยนดวยดวยวธ Finite Strip (FSM) กบผลการทดสอบตวอยางจรงใน หองปฏบตการ 192 4.12 แสดงการโกงเดาะรวม กราฟมาตรฐานพลงงานความเครยด และการตรวจสอบ

การเสยรปในสภาวะการใชงานจ ากด (Key Limit State) ทงสามแบบ ไดแก การโกงเดาะแบบรวม การโกงเดาะแบบผดรป และการโกงเดาะเฉพาะท ตามรปท 4.21ถง 4.24 194

4.13 ผลการวเคราะหรปแบบการเสยรปของหนาตดคานเหลกรดเยนดวยวธ Finite Strip Method (FSM) โดยใชโปรแกรม CUFSM 196

4.14 ผลการวเคราะหการกระจายหนวยแรงในหนาตดคานเหลกรดเยน ทเกดการ เคลอนตวเมอรบแรงกดดดวยวธ Finite Strip Method (FSM) โดยใชโปรแกรม CUFSM (ทตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 0 องศา) ตามรป 4.31 และ 4.32 198

บทท 5 สรปผลงานวจยและขอเสนอแนะ 199 5.1 สรปผลงานวจย 199 5.2 ขอเสนอแนะ 201

เอกสารอางอง 203 ภาคผนวก

ผลงานวจยทตพมพเผยแพร 208 ประวตผเขยน 245

ช

สารบญตาราง ตารางท หนา 2.1 ระดบการเคลอบส าหรบสภาพการผกรอนแบบตางๆ 27

2.2 คาต าสดของหนวยแรงคราก, ก าลงรบแรงดง และ การยดตว 33

2.3 ขอบเขตก าหนดส าหรบชนสวนเสา ทไดรบการคดสรรคณสมบตแลว 77

2.4 ขอบเขตก าหนดส าหรบชนสวนคาน ทไดรบการคดสรรคณสมบตแลว 78

2.5 คาFactor และ Ø ในการออกแบบโครงสรางเสา 80

2.6 คาFactor และ Ø ในการออกแบบโครงสรางคาน 82

3.1 ตวอยางคานเหลกรดเยนหนาตดรปทรงหมวก (Hat Shape) ทมอยในทองตลาดปจจบน 91

3.2 ขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวตง 93

3.3 ขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวนอน 94

3.4 ขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวเฉยงเอยงส าหรบคานหนาตด Top Span 94

3.5 ขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวเฉยงเอยงส าหรบคานหนาตด Top Hats 95

3.6 ขนาดแมพมพตวเมยส าหรบปมขนลอนแนวตง 96

3.7 ขนาดแมพมพตวเมยส าหรบปมขนลอนแนวนอน 96

3.8 ขนาดแมพมพตวเมยส าหรบปมขนลอนแนวเฉยงเอยง 97

3.9 ความเสยหายทเกดในการลากขนรป 119

3.10 ตวอยางคาคงท E และ G ของวสดชนดตางๆ 147

3.11 ขนาดรปรางและมตของชนทดสอบส าหรบทดสอบแรงดง 149

3.12 คาอตราสวนปวซอง (Poisson’s Ratio) ของวสดบางชนด 159

4.1 คาโมดลสของการยดหยน (Modulus of Elasticity) คาอตราสวนปวซอง (Poisson's Ration) และคาตางๆส าหรบใชในการสรางแบบจ าลองโมเดลการทดสอบ ทก าหนดในการออกแบบ 175

4.2 ผลน าหนกบรรทกสงสดของตวอยางคานเหลกรดเยน โดยวดทคาการโกงตวในชวง ใชงาน 178

4.3 ผลเปรยบเทยบความแตกตางของการปมขนลอนรปแบบตางๆตอการรบน าหนก บรรทกของคานเหลกรดเยน 186

ซ

สารบญตาราง(ตอ) ตารางท หนา 4.4 Load Factor ส าหรบการออกแบบก าลงรบแรงดดโดยตรงทค านวณดวยวธ FSM ของแบบ

จ าลองคานเหลกรดเยนหนาตด Top Span 189 4.5 Load Factor ส าหรบการออกแบบก าลงรบแรงดดโดยตรงทค านวณดวยวธ FSM ของ

แบบจ าลองคานเหลกรดเยนหนาตด Top Hats 189 4.6 ก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Span 190 4.7 ก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Hats 190 4.8 เปรยบเทยบก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Span

ทก าลงคณสมบตวสดตางกน 190 4.9 เปรยบเทยบก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Hats ทก าลง

คณสมบตวสดตางกน 191 4.10 เปรยบเทยบก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Span

ทออกแบบตามทฤษฎ 192 4.11 เปรยบเทยบก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Hats ทออกแบบตามทฤษฎ 192 4.12 เปรยบเทยบก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Span

ดวยวธ FSM กบผลการทดสอบตวอยางจรง 193 4.13 เปรยบเทยบก าลงรบแรงดดโดยตรงของคานเหลกรดเยนหนาตด Top Hats

ดวยวธ FSM กบผลการทดสอบตวอยางจรง 193

ฌ

สารบญรป รปท หนา 1.1 ขนตอนการศกษาวจยตวอยางททดสอบ 7 2.1 รปแบบหนาตดส าหรบพนหลงคาและก าแพง 14 2.2 ตวยดแบบตะปเกลยวธรรมดา และตะปเกลยวซอน 15 2.3 หนาตดส าหรบโครงเหลกส าหรบรองรบโครงสรางส าหรบเกบวสด 16 2.4 โครงเหลกส าหรบเกบวสด 16 2.5 โครงถกเหลกสองมต 16 2.6 การกอสรางระบบของโครงสรางใชภายใน 17 2.7 แผนพนตอเนองส าหรบพนโครงสรางประกอบ 18 2.8 รปหนาตดทวไปของเหลกกลวง 19 2.9 ล าดบการขนรปโดยการมวนแบบทวไปส าหรบหนาตดรปตว Z 20 2.10 อปกรณการขนรปเยน 20 2.11 ชนสวนรบแรงอด 22 2.12 การเปลยนรปจากการบด 23 2.13 รปแบบการโกงเดาะแบบผดรป 24 2.14 คณสมบตทางแรงดงในหนาตดกลวงขนรปเยนรปสเหลยม (เกรด C350 ถง AS 1163) 25 2.15 โคงกระจายความถ 29 2.16 เสนโคงความสมพนธความเคน- ความเครยดของตวอยางเหลกเกรด G300 ซงผลตตาม

มาตรฐาน AS 1397 34 2.17 เสนโคงความสมพนธความเคน- ความเครยดของตวอยางเหลกเกรด G450 ซงผลตตาม

มาตรฐาน AS 1397 35 2.18 เสนโคงความสมพนธความเคน- ความเครยดของตวอยางเหลกเกรด G350 ซงผลตตาม

มาตรฐาน AS 1163 35 2.20 การวดความเหนยว 37 2.21 การยดตวของเหลกเกรด G550 หนา 0.42 มม. 40 2.22 ผลกระทบของการขนรปเยนทมตอพฤตกรรมทางดานความเคน- ความเครยด 42 2.23 การวเคราะหโดยวธ Finite Strip ของแผนเหลกทมการเสรมค ายนทปลายขอบ 48 2.24 การแบงยอยส าหรบวธ Finite Strip ของหนาตดแบบรางน า 49 2.25 แสดง คาน าหนกทกอใหเกดการโกงเดาะของหนาตดแบบรางน าแบบไมมขอบ กบคา ความยาวการโกงเดาะแบบครงคลน ส าหรบการรบแรงอดแบบผานศนยกลางของหนาตด 49

ญ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 2.26 แสดงน าหนกกระท าโกงเดาะกบความยาวโกงเดาะครงคลนของหนาตดแบบราง

น าแบบไมมขอบทรบแรงอดผานศนยกลางหนาตด 50 2.27 ลกษณะทางเรขาคณตของหนาตดแบบมขอบ 52 2.28 หนาตดแบบท 1 – กราฟแสดงคาหนวยแรงโกงเดาะกบความยาวครงคลนส าหรบหนา

ตดรบแรงอดผานศนยกลาง 53 2.29 หนาตดแบบท 2 – กราฟแสดงคาหนวยแรงโกงเดาะกบความยาวครงคลนส าหรบหนา

ตดรบแรงอดผานศนยกลาง 54 2.30 การโกงเดาะแบบผดรปทปก ของเสาแบบหนาตดรางน าแบบมขอบ – หนาตดแบบท 2 54 2.31 หนาตดแบบท 3 – กราฟแสดงคาหนวยแรงโกงเดาะกบความยาวครงคลนส าหรบหนา

ตดรบแรงอดผานศนยกลาง 55 2.32 การวเคราะหการโกงเดาะโดยวธ Finite Strip 56 2.33 แปแบบหนาตดรางน าทไดรบแรงดดรอบแกนหลก 57 2.34 แสดงคาหนวยแรงโกงเดาะกบความยาวครงคลนส าหรบการดดรอบแกนหลกของ

แปหนาตดรางน า 58 2.35 การโกงเดาะแบบการผดรปทปก ของแปหนาตดรปตว Z 58 2.36 แปหนาตดรปตว Z – กราฟแสดงหนวยแรงโกงเดาะกบคาความยาวครงคลนของการดด

รอบแกนนอน 59 2.37 คานหนาตดแบบปกกลวง – กราฟแสดงหนวยแรงโกงเดาะกบคาความยาวครงคลนของ

การดดรอบแกนนอน 60 2.38 คาสมประสทธการโกงเดาะของแผนเหลก 63 2.39 เหลกแผนทเกดการโกงเดาะแบบเกดทหลง 64 2.40 การกระจายหนวยแรงประสทธผล 65 2.41 การทดสอบชนสวนรบแรงอดทไมไดรบการเสรมค ายน 66 2.42 หนวยแรงออกแบบประสทธผล ( fy) ของชนสวนโครงสรางรบแรงอดแบบไดรบการ

เสรมค ายน (fy = 450 MPa) 69 2.43 หนวยแรงออกแบบประสทธผล ( fy) ของชนสวนโครงสรางรบแรงอดแบบไมไดรบ

การเสรมค ายน (fy = 450 MPa) 69 2.44 คาความกวางประสทธผลส าหรบชนสวนเหลกแผนภายใตหนวยแรงทเปลยนแปลง

แบบเสนตรง 70

ฎ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 4.45 คาความกวางประสทธผลส าหรบชนสวนโครงสรางทมการเสรมค ายน 72 2.46 การกระจายตวของหนวยแรงและเงอนไขในการออกแบบส าหรบชนสวนโครงสรางท

ไดรบการเสรมค ายนทขอบ 73 3.1 หนาตดของคานเหลกรดเยนทเลอกใชในการทดสอบ 92 3.2 เหลกหวแดงส าหรบเปนวสดทใชสรางแมพมพ 92 3.3 แบบขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวตง 93 3.4 แบบขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวนอน 93 3.5 แบบขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวเฉยงเอยงส าหรบคานหนาตด Top Span 94 3.6 แบบขนาดแมพมพตวผส าหรบปมขนลอนแนวเฉยงเอยงส าหรบคานหนาตด Top Hats 95 3.7 แบบขนาดแมพมพตวเมยส าหรบปมขนลอนแนวตง 95 3.8 แบบขนาดแมพมพตวเมยส าหรบปมขนลอนแนวนอน 96 3.9 แบบขนาดแมพมพตวเมยส าหรบปมขนลอนแนวเฉยงเอยง 97 3.10 การใชโปรแกรม CAD ในการสรางแบบรางแมพมพตวผ (Punch) ทท าการปมขนลอน 97 3.11 เครอง CNC MAKINO ทใชในงานศกษาวจย 98 3.12 เครอง CNC Milling SHI ZUOKA ทใชในงานศกษาวจย 98 3.13 ชดควบคมเครองจกรสมองกล CNC Machine 99 3.14 หนาจอชดควบคม (Monitor) เครองจกรสมองกล CNC Machine 99 3.15 การปรบแตงการท างานของเครองแกะสลกท าแมพมพ 99 3.16 การปรบแตงการท างานของเครองแกะสลกท าแมพมพ 100 3.17 ชดหวกดแกะสลกส าหรบเครอง CNC 100 3.18 การแกะสลกแมพมพดวยเครอง CNC ทตองการความละเอยดของงาน 100 3.19 แมพมพตวผ (Punch) ทชดหวกดแกะสลกเสรจแลว 101 3.20 การเจาะเพอยดหวปมแมพมพดวยสลกขนาดเสนผานศนยกลาง 12 มลลเมตร 101 3.21 ขนาดท าการเจาะหวปมแมพมพดวยดอกกดสวานตองท าการหลอเยนดอกสวานดวยน ามน 101 3.22 แมพมพปมแนวนอนส าหรบคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TS 4048

TOP SPAN 102 3.23 แมพมพปมแนวตงส าหรบคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TS 4048

TOP SPAN 102

ฏ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 3.24 แมพมพปมแนวเฉยงเอยงส าหรบคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TS 4048

TOP SPAN 102 3.25 แมพมพปมแนวนอนส าหรบคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TOP HATS 103 3.26 แมพมพปมแนวตงส าหรบคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TOP HATS 103 3.27 แมพมพปมแนวเฉยงเอยงส าหรบคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TOP HATS 103 3.28 แสดงความสมพนธระหวางอณหภมกบระยะเวลาทท าการชบแขงในแตละขนตอน 104 3.29 Strain Gauges และชดตอสาย 105 3.30 เครอง Transducer Displacement 105 3.31 เครอง Transducer Displacement 106 3.32 Magnetic ส าหรบตดตงเครองมอ 106 3.33 เครองบนทกขอมล Data Logger 106 3.34 จดรองรบSupport เหลกโครงถกเอยงท ามม 30 องศา 107 3.35 เครองมอ อปกรณทใชทดสอบ 107 3.36 อปกรณทใชเปนจดรองรบคอ Support โครงเหลก 108 3.37 อปกรณทใชเปนตวท าการกดน าหนกบรรทกแบบ 1 จด 108 3.38 อปกรณทใชเปนตวท าการกดน าหนกบรรทกแบบ 2 จด 108 3.39 เครองมอ อปกรณทใชทดสอบและต าแหนงทกดคาน บนจดรองรบเอยงท ามม 30 องศา 109 3.40 ต าแหนงทกดกงกลางคาน 109 3.41 ตดตงเครองมอวดในต าแหนงทมการเคลอนตวและตองการดผลการเสยรปของคานเหลกรดเยน 110 3.42 ตดตงเครองมอวดกลางคานวดการเคลอนตวขนาดรบแรงกดดด บนจดรองรบเอยงท า

มม 30 องศา 110 3.43 เครองมอ อปกรณทใชทดสอบและต าแหนงทกดคาน บนจดรองรบเอยงท ามม 0 องศา 111 3.44 ตดตงเครองมอวดในต าแหนงทมการเคลอนตวและตองการดผลการเสยรปของคาน

เหลกรดเยน 111 3.45 ตดตงเครองมอวดในต าแหนงทมการเคลอนตวและตองการดผลการเสยรปของคาน

เหลกรดเยน 112 3.46 ตดตงเครองมอวดในต าแหนงทมการเคลอนตวและตองการดผลการเสยรปของคาน

เหลกรดเยน 112

ฐ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 3.47 ขนาดของการปมขนลอนดานขางแนวนอนและระยะหางของลอนบนคานหนาตด

TOP SPAN 113 3.48 ขนาดของการปมขนลอนดานขางแนวนอนและระยะหางของลอนบนคานหนาตด

TOP HATS 113 3.49 การปมขนลอนดานขางแนวนอนกบคานเหลกขนรปเยนหนาตด TOP SPAN 113 3.50 การปมขนลอนดานขางแนวนอนกบคานเหลกขนรปเยนหนาตด TOP HATS 114 3.51 ขนาดของการปมขนลอนดานขางแนวตงและระยะหางของลอนบนคานหนาตด

TOP SPAN 114 3.52 ขนาดของการปมขนลอนดานขางแนวตงและระยะหางของลอนบนคานหนาตด

TOP HATS 115 3.53 การปมขนลอนดานขางแนวตงกบคานเหลกขนรปเยนหนาตด TOP SPAN 115 3.54 การปมขนลอนดานขางแนวตงกบคานเหลกขนรปเยนหนาตด TOP HATS 115 3.55 ขนาดของการปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยงและระยะหางของลอนบนคานหนาตด

TOP SPAN 116 3.56 ขนาดของการปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยงและระยะหางของลอนบนคานหนาตด

TOP HATS 116 3.57 การปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยงกบคานเหลกขนรปเยนหนาตด TOP SPAN 117 3.58 การปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยงกบคานเหลกขนรปเยนหนาตด TOP HATS 117 3.59 Cupping (a) และ ขนตอนการท า Cupping (b) 118 3.60 กลไกการลากขนรป 119 3.61 ตวอยางทท าการทดสอบการลากขนรป (Deep Drawing) 125 3.62 การทดสอบการปมขนรปกบตวอยางทศกษาวจยเพอหาระยะของการยดตว

(Stroke) ทเหมาะสม 125 3.63 ขนาดหนาตดคานประกอบเหลกรปตวไอ 126 3.64 ขนาดดานขางคานประกอบเหลกรปตวไอ 126 3.65 ขนาดแกนเหลกยดหวปมแมพมพตวผ (Punch) 127 3.66 การไสปกคานประกอบเพอใหผวเรยบ 127 3.67 การไสหลงคานประกอบเพอใหผวเรยบ 127 3.68 การเจาะหลงคานประกอบเพอน ารอง 128

ฑ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 3.69 การท าเกลยวใน (Tapping) ดวยเครองมอ 128 3.70 การตดตงแมพมพตวเมย (Die) 128 3.71 ตดตงดอกกดส าหรบการกลงดวยเครอง CNC 129 3.72 การปรบเครอง CNC เพอหาระยะการกลงของดอกกด 129 3.73 การใชดอกกดกลงครงสองทสวนยดจบแกนเหลกกบเครองปมขอเสอ (Mechanical Press) 129 3.74 ทดสอบประกอบหวปมแมพมพตวผ (Punch) กบแกนเหลกยดหวปมแมพมพ 130 3.75 ใชดอกสวานเจาะแกนเหลกเพอยดสลกขนาดผานศนยกลาง 12 มลลเมตร 130 3.76 การใชดอกสวานเจาะแกนเหลกเพอยดสลก 130 3.77 เครอง CNC ทใชเจาะแกนเหลกเพอยดสลก 131 3.78 เครองปมขอเสอ (Mechanical Press) 133 3.79 คานประกอบรปตวไอและแกนเหลกยดหวปมแมพมพ 134 3.80 เครองมอทใชกบเครองปมขอเสอ (Mechanical Press) 134 3.81 คนโยกทลอคยดลอเพลาขอเหวยงและลกเบยว 134 3.82 ขยบลงจนอยในต าแหนงทแมพมพตวผและแมพมพตวเมยวางประกบกนไดสนท 135 3.83 ขนนอต (Nut) ยดจบแกนเหลกทจบลอคยดแมพมพตวผ 135 3.84 ขนนอต (Nut) ยดจบแกนเหลกทจบลอค ยดแมพมพตวผ 135 3.85 การขนลอคยดคานประกอบรปตวไอดวยเหลกประกบ 136 3.86 การขนลอคยดคานประกอบรปตวไอดวยเหลกประกบ 136 3.87 ท าการขดเสนเพอบอกต าแหนงระยะหางของการปมขนลอน 136 3.88 ขนเหลกแหวนลอคยดแกนเพลาสงก าลงทปรบระยะตงคา Stroke 137 3.89 ขนเหลกแกนเพลาสงก าลงของเครองปมปรบระยะตงคา Stroke (ขน-ลง) 137 3.90 ขนนอต (Nut) ลอคยดแกนเหลกกานหรอเหลกเพลาสงก าลง 137 3.91 ขนนอต (Nut) ลอคยดแกนเหลกกานหรอเหลกเพลาสงก าลง 138 3.92 ขนนอต (Nut) ลอคยดแกนเหลกกานหรอเหลกเพลาสงก าลง ไมใหเกนระยะทตง 138 3.93 การเปดสวทซการท างานของเครองปมขอเสอ 138 3.94 เปดสวทซรอบการท างานของเครองหมนลอเพลาขอเหวยงใชความเรวรอบ 120 ครงตอนาท 139 3.95 ท าการทดสอบการปมขนรป เพอหาระยะคา Stroke ทเหมาะสม 139 3.96 ชดสวทซควบคมการปมของเครองปมขอเสอ 139 3.97 กดสวทซสเขยวคเมอท าการปมวสด 140

ฒ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 3.98 กดสวทซสแดงเมอหยดการท างานและลอคเครองไมใหท างาน 140 3.99 ท าการปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยง 140 3.100 ท าการปมขนลอนดานขางแนวตง 141 3.101 ท าการปมขนลอนดานขางแนวนอน 141 3.102 ท าการปมขนลอนดานขางของคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TS 4048 TOP

SPAN ทเสรจแลว 141 3.103 ท าการปมขนลอนดานขางของคานเหลกขนรปเยนหนาตด Hat Shape ชนด TOP HATS ท

เสรจแลว 142 3.104 ตวอยางกราฟความสมพนธระหวาง Stress กบ Strain ของเหลกเหนยว (Mild Steel) 144 3.105 เสนโคงความเคน – ความเครยดแบบทไมมจดคราก 145 3.106 เปรยบเทยบเสนโคงความเคน – ความเครยดของวสดเปราะและวสดพลาสตก 146 3.107 การเตรยมชนทดสอบดวยเครองCNC 148 3.108 เครองทดสอบการดงเหลกยหอDARTEC 148 3.109 รปรางและมตของชนทดสอบ 148 3.110 Switch ดานหลงของต Control 149 3.111 Switch ดานหนาต Control 150 3.112 Switch Control แกนหวจบชนทดสอบดานลาง 150 3.113 Switch Control การขน-ลงหวจบชนงานชดบน 151 3.114 ตวปรบขนาดตวจบชนทดสอบ 151 3.115 ปมการเขาโปรแกรมการทดสอบแรงดง 152 3.116 ปมแสดงค าสงการทดสอบแรงดง 152 3.117 ปมแสดงค าสงการเรมทดสอบแรงดง 152 3.118 หนาจอโปรแกรม Darter Workshop Tensile 153 3.119 ต าแหนงท าการ Set Preset 153 3.120 ต าแหนงการปอนคา Specimen Dimension 154 3.121 ชดควบคมการจบชนทดสอบ 154 3.122 หนาจอการสนสดค าสงการทดสอบแรงดง 155 3.123 หนาจอผลการทดสอบแรงดง 155 3.124 กราฟแสดงผลการทดสอบ 156

ณ

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 3.125 การน าชนทดสอบออก 156 3.126 Switch ดานหนาต Control 157 3.127 Switch ดานหลงของต Control 157 3.128 การเปลยนแปลงรปรางของ Deformable Bar 158 3.129 การเปลยนรปของทอนวสดทรบแรงดง 159 3.130 ท าการตเสน Mesh 1 x 1 ซม. 160 3.131 ตดตง Strain Gauges กลางคาน 160 3.132 รปแบบการจ าลอง Model ทไมมการปมขนลอนดานขางคานเหลกรดเยน 162 3.133 รปแบบการจ าลอง Model ทมการปมขนลอนแนวตงดานขางคานเหลกรดเยน 162 3.134 รปแบบการจ าลอง Model ทมการปมขนลอนแนวนอนดานขางคานเหลกรดเยน 162 3.135 รปแบบการจ าลอง Model ทมการปมขนลอนแนวเฉยงเอยงดานขางคานเหลกรดเยน 162 3.136 คานเหลกรดเยนทไมมการปมขนลอนดานขางตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 30 องศา 163 3.137 คานเหลกรดเยนทมการปมขนลอนดานขางแนวตงตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 30 องศา 163 3.138 คานเหลกรดเยนทมการปมขนลอนดานขางแนวนอนตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 30 องศา 163 3.139 คานเหลกรดเยนทมการปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยงตดตงบนจดรองรบเอยงท ามม 30 องศา 163 3.140 หนาหลกของ CUFSM V 3.12 164 3.141 การปอนขอมลชนสวนทดสอบในสวน Input ของคานหนาตด Top Span 164 3.142 การปอนขอมลชนสวนทดสอบในสวน Properties ของคานหนาตด Top Span 165 3.143 การปอนขอมลชนสวนทดสอบในสวน Input ของคานหนาตด Top Hats 165 3.144 การปอนขอมลชนสวนทดสอบในสวน Properties ของคานหนาตด Top Hats 165 3.145 โปรแกรมวเคราะหประมวลผลและแสดงผลคาน Top Span 166 3.146 โปรแกรมจะวเคราะหประมวลผลและแสดงผลคาน Top Hats 166 3.147 การปอนขอมลชนสวนทดสอบในสวน Properties ของคานหนาตด Top Span 167 3.148 การปอนขอมลชนสวนทดสอบในสวน Input ของคานหนาตด Top Hats 167 3.149 การรวบรวมขอมลโดยการบนทกลงในNotepad ของเครอง Computer PC 168 3.150 โปรแกรมนมความเหมาะสมกบระบบปฏบตการ Window 98 169 3.151 จะปรากฏหนาจอดงรป สามารถดผลขนาดบนทกขอมลและอานคาไดพรอมๆกนหลายตว 169 3.152 หนาจอสามารถดผลอานคาขอมลและพมพขอมล 170 3.153 หนาจอสามารถดผลกราฟ Load กบการยดตว 170

ด

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 3.154 หนาจอสามารถดผลกราฟ Stress กบ Strain 170 3.155 ไปเปดใน Excel โดยกดปม File converter เพอแปลงขอมลเปน File Excel 161 3.156 คา Stress คา Strain และคา Displacement แสดงเปนกราฟ 171 3.157 การสงพมพขอมลเปน File Excel เพอใชในการวเคราะห (Edit X Y Data) 172 3.158 คา Load Factor ของกราฟทการโกงเดาะ ณ จดวกฤตแตละสภาวะ 172 3.159 การค านวณคาการรบก าลงดดทไดในแตละสภาวะการใชงานจ ากดโดย Spreadsheets 173 3.160 การค านวณคาการรบก าลงดดทไดในแตละสภาวะการใชงานจ ากดโดย Spreadsheets 173 4.1 การทดสอบดงชนสวนตวอยางดวยเครองดงเหลก ยหอ DARTEC 174 4.2 กราฟ Load กบการยดตว 175 4.3 กราฟ Stress กบ Strain 175 4.4 ผลความสมพนธระหวางน าบรรทกและการโกงตวของคานเหลกรดเยนแบบหนาตด รน TOP SPAN 176 4.5 ผลความสมพนธระหวางน าบรรทกและการโกงตวของคานเหลกรดเยนแบบหนาตด รน TOP HATS 176 4.6 ผลความสมพนธระหวางโมเมนตดดและการโกงตวของคานเหลกรดเยน

แบบหนาตดรนTOP SPAN 177 4.7 ผลความสมพนธระหวางโมเมนตดดและการโกงตวของคานเหลกรดเยน

แบบหนาตดรน TOP HATS 177 4.8 ความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและความเครยดทสวนบนหลงคาน TOP SPAN 179 4.9 ความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและความเครยดทสวนปกลางคาน TOP SPAN 179 4.10 ความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและความเครยดทสวนบนหลงคาน TOP HATS 180 4.11 ความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและความเครยดทสวนปกลางคาน TOP HATS 180 4.12 Yield Stress Max.และStress Max. 181 4.13 ทศทางการเคลอนตวเมอรบแรงกด 182 4.14 ทศทางของแรงดง แรงอด ในคาน Top Span โดยมากทสดแสดงเปนสแดง 182 4.15 ทศทางของแรงดง แรงอด ในคาน Top Hats โดยมากทสดแสดงเปนสแดง 182 4.16 ก ข ค ง แสดงการกระจาย Stress เมอรบแรงกดดดของการขนลอนแบบตางๆ ส าหรบคาน

เหลกรดเยนหนาตด Top Span 184 4.17 จ ฉ ช ซ แสดงการกระจาย Stress เมอรบแรงกดดดของการขนลอนแบบตางๆ ส าหรบคาน

เหลกรดเยนหนาตด Top Hats 185

ต

สารบญรป(ตอ) รปท หนา 4.18 ก ข แสดงโปรแกรมค านวณคา Stress และ Moment ทถง Yield เพอใชออกแบบ ส าหรบ

แทนคาในสมการวธก าลงรบแรงโดยตรง 187 4.19 แสดงการโกงเดาะรวมและกราฟมาตรฐานพลงงานความเครยด 188 4.20 การเสยรปของคานในสภาวะการใชงานจ ากด 188 4.21 การโกงเดาะรวมและมาตรฐานพลงงานความเครยดของแบบจ าลอง

คานเหลกรดเยนหนาตด Top Span เหลกเกรด G550 194 4.22 การโกงเดาะรวมและมาตรฐานพลงงานความเครยดของแบบจ าลองคานเหลกรดเยน

หนาตด Top Hats เหลกเกรด G550 194 4.23 การโกงเดาะของคานเหลกรดเยนในสภาวะการใชงานจ ากดของแบบจ าลองคานหนาตด

Top Span เหลกเกรด G550 195 4.24 การโกงเดาะของคานเหลกรดเยนในสภาวะการใชงานจ ากดของแบบจ าลองคานหนาตด

Top Hats เหลกเกรด G550 195 4.25 หนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกดดดและเกดการเสยรปแบบ

โกงเดาะเฉพาะท (Local Bucking) L1 ถง L14 196 4.26 หนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกดดดและเกดการเสยรปแบบ

โกงเดาะผดรป (Distortional Bucking) D1 ถง D8 196 4.27 หนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกดดดและเกดการเสยรปแบบ

โกงเดาะรวม (Global Bucking) G1 ถง G4 197 4.28 หนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกดดดและเกดการเสยรปแบบ

โกงเดาะเฉพาะท (Local Bucking) L1 ถง L8 197 4.29 หนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกดดดและเกดการเสยรปแบบ

โกงเดาะผดรป (Distortional Bucking) D1 ถง D2 197 4.30 หนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกดดดและเกดการเสยรปแบบ

โกงเดาะรวม (Global Bucking) G1 ถง G4 198 4.31 การกระจายหนวยแรงในหนาตดคาน Top Span ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกด

ดดและเกดการเสยรปแบบ โกงเดาะรวม G1 ถง G4 198 4.32 การกระจายหนวยแรงในหนาตดคาน Top Hats ทเกดการเคลอนตวเมอรบแรงกด

ดดและเกดการเสยรปแบบ โกงเดาะรวม G1 ถง G4 198

1

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมเปนมำและควำมส ำคญของปญหำ

เหลกรดเยน (Cold - Formed Steel) ผลตดวยการรดขนรปจากเหลกกลาก าลงสงทเคลอบกนสนมดวยสงกระสหรอเหลกประสมบางทเปนแผน หรอเสนมความหนา 0.4 ถง 25 มม. โดยมวตถประสงคเพอใชก าลงบรรทกน าหนกส าหรบอาคาร ท าจากเหลกกลาก าลงสงมคา Minimum Yield Strength 450 MPa แลวแตชนดและประเภทของการใชงาน เปนวสดทมน าหนกเบาแตมความแขงแรง ตดตงไดสะดวกรวดเรว ประหยดเวลา ทงนเนองจากเหลกรดเยนมหนาตดใหเลอกใชไดหลายรปแบบ ความบางของหนาตดดงกลาวกเพมขดจ ากดตอการออกแบบโครงสรางอยางมาก เนองจากตองมการควบคมสดสวนและความละเอยดตางๆขององคอาคารอยางพถพถนอกทงการค านวณออกแบบซบซอนกวาเหลกรปพรรณทวไป ความแขงของตววสดทผลต ซงแตละบรษททอยในอตสาหกรรมเหลกรดเยนกมผลตภณฑและรปทรงของผลตภณฑทแตกตางกน ในการออกแบบจงตองมการตรวจสอบพฤตกรรมของโครงสรางทใชวสดทมรปทรงและก าลงของวสดทตางๆกน และเพอใหเกดความประหยดคาใชจายของการกอสรางหรอจดคมทนเนองจากเหลกมราคาตนทนการกอสรางทสง ซงขนอยกบผลกระทบความแขงของการขนรปหนาตดทมตอการรบน าหนกของเหลกขนรปเยน โดยการเสรมความแกรง (Stiffness) ของเหลกขนรปเยนเพอลดตนทนของวสดใชวธกลสมบตของวสด ท าการเพมความแกรงของเหลกขนรปเยนโดยปมขนลอนดานขาง (Embossments) ทคานเหลกรดเยนหรอชนวสดตวอยางทตองการ ท าใหเหลกขนรปเยนเพมความสามารถในการรบน าหนกบรรทกไดมากขนเมอเทยบกบรปแบบคานธรรมดาทไมไดท าการปมขนลอนดานขาง (Embossments) ทคานเหลกรดเยน ในอนาคตโครงสรางทใชจากเหลกรปพรรณขนรปเยนจะถกน ามาใชในงานกอสรางในประเทศไทยอยางกวางขวางมากขน แตการออกแบบโครงสรางทใชเหลกรปพรรณขนรปเยนยงไมเปนทคนเคยของผออกแบบทวๆไป ประกอบกบการค านวณเพอหาก าลงรบน าหนกของเหลกชนดน มขนตอนการท าทยงยากเมอตองค านวณดวยมอ จากปญหาดงกลาวจงไดมการศกษาวจยเพอใชโปรแกรม คอมพวเตอร ทเกยวกบวธวเคราะหแบบ Finite Element ในการสราง Model จ าลองเพอหาผลการวเคราะหทไดกบตวอยางจรง เปรยบเทยบความสอดคลองกนระหวางแบบจ าลอง โดยทไมตองทดสอบตวอยางจรงเพอหาผลการวเคราะหได

2

1.2 วตถประสงคของงำนวจย 1.2.1 ศกษารปแบบการกระจายความเขมหนวยแรงในหนาตดคานเหลกรดเยนแบบตางๆของ

การขนลอนบรเวณมการถายแรงกดกระท าแบบจด โดยการใชวธวเคราะหแบบ Finite Element ท าแบบจ าลอง (Model) และเปรยบเทยบกบการทดสอบจากตวอยางจรงในหองปฏบตการ

1.2.2 ศกษาผลกระทบหนาตดของคานเหลกรดเยนทมการขนรปแบบหนาตด Hat Shape ทมในทองตลาด เชน หนาตด Top Span และTop Hats เมอรบแรงกดเทยบกบการดผลการทดสอบจากตวอยางจรงมสภาวะวบตของโครงสรางทจดไหนของชนสวน มคาหนวยแรงคราก (Yield Stress) ทจดไหนของชนสวน แลว Load ทรบไดใกลเคยงกบผลทท าการจ าลองจากวธวเคราะหแบบ Finite Element

1.2.3 ศกษาการสรางแบบจ าลองรปทรงการขนลอนของคานหนาตดแบบมการท า Embossments จากแบบจ าลองทวธวเคราะหแบบ Finite Element เทยบกบตวอยางจรง การท า Embossments มผลอยางไรกบการขนรปเหลกรดเยนและการรบน าหนกบรรทก รปแบบการขนรปของ Embossments ระยะความหางของ Embossments มผลอยางไรกบการขนรปเหลกรดเยน

1.2.4 เปรยบเทยบผลลพธ จากแบบจ าลองทวธวเคราะหแบบ Finite Element และการทดสอบจากตวอยางจรง น าผลลพธทไดมาใชสรางสมการในการออกแบบหรอตรวจสอบความแขงของการขนรปเหลกรดเยน

1.2.5 เพอหาคา Stress และ Displacement ทเกดขนในชนงานตวอยาง โดยใชวธวเคราะหแบบ Finite Element

1.2.6 ไดศกษาในกระบวนการค านวณโดยวธ Finite Element และการประยกตเขากบปญหาทางวศวกรรมโยธาดานตางๆ ซงจะมผลท าใหผท าวจยสามารถใชโปรแกรม Finite Element ส าเรจรปไดอยางถกตองและมประสทธภาพ โดยมความเขาใจและมนใจผลลพธทค านวณได อนจะเปนการเพ มศกยภาพในการท างานใหกบผท าการวจย

1.2.7 ศกษาวจยการออกแบบโครงสรางผนงบาง (Thin – walled Structures) ของเหลกขนรปเยน ดวยวธก าลงรบแรงโดยตรง (Direct Strength Method) อปกรณส าหรบการค านวณไดแกโปรแกรม CUFSM

1.2.8 ศกษาวจยการเสยรปของโครงสรางเหลกขนรปเยน ตรวจสอบค านวณหาคาแรงโกงเดาะยดหยน (Elastic Buckling Load) เฉพาะทเสยกอน รวมไปถงการโกงเดาะรปแบบของการผดรป และการโกงเดาะรวม

1.3 สมมตฐำนของกำรวจย 1.3.1 การทดสอบแรงดดเพอหาคาความตานทานตอแรงดดของคานเหลกขนรปเยนและหาค า

ความแขงแรงในรปโมดลสของสมการยดหยน (Modulus of Elasticity) เมอน าหนกกระท าในรปของน าหนกกระท าขวาง คาโมดลสของการยดหยน (Modulus of Elasticity) ทไดจากการทดสอบสามารถ

3

น าไปค านวณหาระยะแอนตว (Deflection) ในชวงยดหยนของคานทท าจากวสดเดยวกน ถงแมจะมขนาดรปรางหรอน าหนกบรรทกทตางไปได แตกอาจจะมความคลาดเคลอนเลกนอย

1.3.2 ความแกรง (Stiffness) ของการขนรปลอนเหลกรดเยนมผลตอการกระจายแรงและการรบน าหนกบรรทกของเหลกรดเยน

1.3.3 ระนาบทมคาความเคนดงเทากบความเคนอด จะมแรงกระท าเปนศนยเรยกวา แกนสะเทน (Neutral Axis) สมมตฐานการทดสอบม 2 ขอคอ

ก. ไมมการบดของคานทแกนสะเทน (Neutral Axis) ข. การเคลอนทของชนทดสอบจะขนานกบแนวแรง

1.3.4 การขนรปหนาตดเหลกเปนคณสมบตเชงกลศาสตรของหนาตดเหลกโครงสรางนนจะไดรบผลกระทบโดยการขนรปเยนซงเกดขนสวนมากในพนทรบแรงดด ส าหรบหนาตดทผานการขนรปเยนจากเหลกแผน โดยมากแลวจะถกจ ากดสนสดไวกบการดดทขอบของปก ทดดไวเพอท าใหหนาตดแขงขนหรอมการขนขอบเพอเสรมความแขงของหนาตด

1.3.5 วธการหาคาการบดงอในชวงอลาสตก (Elastic Buckling Solution Methods) ปกตชนสวนยอยของโครงสรางของเหลกขนรปเยนจะบางมาก และไมทนตอแรงความเคนของการบดงอในชวงอลาสตก (Elastic Buckling Stresses) การบดงอกจะขนอยกบพฤตกรรมนดวยเปนปกต

1.3.6 อตราสวนปวซอง (Poisson’s Ratio) เกดขนเมอชนสวนไดรบแรงตามแนวแกนมนจะเปลยนแปลงขนาดไมเพยงแตตามแนวแกนเทานนแตขนาดขางหรอทศทางตงฉากกบแรงทกระท าจะเปลยนไปดวย พฤตกรรมของวสดนแสดงใหเหน เมอมแรงดงชนสวนจะยดตวตามแนวแรง แตจะหดตวตามดานขาง แตเมอมแรงอดชนสวนจะหดตวตามแนวแรง แตจะขยายตวออกตามดานขาง อตราสวนระหวางความเครยดดานขาง (Lateral Stain) กบความเครยดในแนวแรง (Longitudinal Strain) เรยกกวาอตราสวนปวซองใชส าหรบก าหนดสมบตของวสด

1.3.7 การปมขนลอนดานขาง (Embossments) มผลตอการรบก าลงดดของคานเหลกรดเยนท าใหรบแรงดดไดมากขนกวาคานทไมม Embossments

1.3.8 การวบตทเกดขนของโครงสรางรบแรงดดของเหลกขนรปเยนรปทรงหมวก (Hat Shape) ในมาตรฐานของ AISI ใหพจารณาดงตอไปน

ก. ความสามารถในการรบแรงของหนาตด(Nominal Section Strength [Resistance]) ซงจะเปนคาทบอก Section ของหนาตดชนดนนๆ (Hat Shape) จะสามารถรบแรงดดไดสงสดเทาไร ซงจะเกดจากความสมพนธของคา Elastic Section of Effective Section ณ คา Fy กบคา Fy ดงสมการ

Mn=SeFy ข. ความสามารถในการตานทานแรงบดและโกงตวไปดานขาง(Lateral–torsional Buckling

Strength [Resistancel]) บางครงการวบตของโครงสรางเหลกยงไมถงคา Fy กจะเกดการพงขนไดกอนในลกษณะของการบดและโกงตวไปคานขางเนองจากการค ายนปกรบแรงอดไมเพยงพอ

4

ค. ความสามารถในการตานทานตอแรงบดเบยว(Distorsional Buckling Strength [Resistancel]) การพงชนดบดเบยวนจะเกดกบโครงสรางเปดเทานน และจะเกดบรเวณปก (Flange) รบแรงอด

1.4 ขอบเขตของกำรศกษำวจย 1.4.1 เหลกขนรปเยนซงเกดจากการดดหรอพบจากเหลกแผนเรยบ ใหไดรปทรงทสามารถรบ

แรงไดตามทตองการ เหลกขนรปเยนจงมรปทรงหลายรปทรงดวยกน เนองจากมหนาตดใหเลอกหลายหนาตดในการศกษาวจยนเลอกใชรปทรงหมวก (Hat Shape)

1.4.2 ในการสรางแบบจ าลอง (Model) จากโปรแกรมคอมพวเตอรและแรงทกระท าเปน Load ทกระท ากบแบบจ าลอง (Model) มหลายแบบจงเลอกใชแรงกระท าแบบจด ในทนสรางแบบจ าลองเปนคาน 2 รปแบบดงน

ก. รปแบบทหนงสรางแบบจ าลองเปนคานทมแรงกระท าทกงกลางคานจดเดยว (Center Loading Tests)

ข. รปแบบทสองสรางแบบจ าลองเปนคานทมแรงกระท าบนคาน 2 จดทสมมาตรกน (Symmetrical Two–point Loading Tests)

1.4.3 การปมขนลอนดานขาง (Embossments) มหลายรปแบบ ทท าการศกษาวจยนเลอกท าการศกเพยง 3 รปแบบ คอ รปแบบทหนงการปมขนลอนดานขางแนวนอน รปแบบทสองการปมขนลอนดานขางแนวตง รปแบบทสามการปมขนลอนดานขางแนวเฉยง เพอศกษารปแบบการขนรปของ Embossments ระยะความหางของ Embossments มผลอยางไรกบการขนรปคานเหลกรดเยน การรบน าหนกของคานเหลกรดเยน และการออกแบบคานเหลกกลาก าลงสง

1.4.4 ในการวเคราะหหนวยแรง (Stress Analysis) มหลายวธ แตส าหรบโครงสรางทซบซอน มการเปลยนแปลงขนาดหนาตด มการเปลยนแปลงแรง และตองการทราบคาความเขมของหนวยแรงเฉพาะในสวนทส าคญของโครงสราง จะนยมใชวธการวเคราะหแบบ Finite Element ซงมหลายโปรแกรม เชน ANSYS, ABAQUS เปนตน ในทนเราจะใชโปรแกรม ABAQUS มาใชเปนตวอยางในการวเคราะห เพราะเปนโปรแกรมวเคราะหทางดาน Finite Element Analysis (FEA) สามารถวเคราะหปญหาตงแต Liner, Static, Dynamic และ Non–linear อยางงาย จนถงปญหาทมความซบซอนไดเปนอยางด

1.4.5 ท าการตรวจสอบการเสยรปของโครงสรางโดยใชอปกรณส าหรบการค านวณไดแกโปรแกรม CUFSM ตรวจสอบโกงเดาะยดหยน (Elastic Buckling Load) เฉพาะทเสยกอน ตรวจสอบการโกงเดาะรปแบบของการผดรป และตรวจสอบการโกงเดาะรวม

5

1.4.6 ท าการศกษาความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและคาการแอนตว (Load-deflection Curve) ของคานเหลกขนรปเยนธรรมดาเปรยบเทยบกบคานเหลกขนรปเยนทมการท า Embossments

1.4.7 ศกษารปแบบการกระจายหนวยแรงในคานเหลกรดเยน จากบรเวณพนทถายแรงกดกระจายลงไปสจดรองรบคาน (Support Point of Beam)

1.4.8 เหลกรดเยนก าลงสงทใชมคาก าลงคลาก (Yield Strength) สงไมเกนมคา 5,500 กโลกรมตอตารางเซนตเมตร (550 MPa)

1.5 ขนตอนกำรศกษำวจย 1.5.1 คนควาและศกษาขอมลจากบทความ วารสาร และต ารา ทสามารศกษาขอมลเกยวกบ

ทฤษฎทใชในการศกษาผลกระทบรปแบบการขนลอนตอการดดของคานเหลกรดเยน 1.5.2 เตรยมตวอยางทจะทดสอบทมอยในทองตลาดปจจบน ตวอยางทใชเปนเหลกขนรปเยนท

เกดจากการดดหรอพบจากเหลกแผนเรยบหนาตดรปทรงหมวก (Hat Shape) มทงหนาตดทมการปมขนลอน (Embossments) ดานขางชนตวอยางและไมมการปมขนลอน (Embossments) ดานขางชนตวอยาง เปนเหลกกลาก าลงสงมคา Yield Strength 550 MPa

1.5.3 การสรางแมพมพเหลกโดยใชเครองแกะสลกท าแมพมพCNC Router Machine ลกษณะของแมพมพทสรางม 2 แบบ ดวยกนคอ

ก. แบบทหนง เปนตวแทนปมเรยกวา Punch ข. แบบทสอง เปนตวแมพมพเรยกวา Die

ท าแมพมพเสรจแลวท าการชบแขง โดยน าแมพมพทแกะสลกดวยเครอง CNC Router Machine เสรจเรยบรอยแลวน าไปเผาไฟจนวสดมสแดงสมหรอสแดงชมพแลวน าไปจมลงในน า หรอน าผสมเกลอ หรอน ามนเครองเกา เพอไลคารบอนในตววสดออกและท าใหเหลกแขงขน

หลงจากท าแมพมพเสรจแลวน ามาปมขนลอนดานขาง (Embossments) ทคานเหลกรดเยน ม3 รปแบบ คอ รปแบบทหนงการปมขนลอนดานขางแนวนอน รปแบบทสองการปมขนลอนดานขางแนวตง รปแบบทสามการปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยง

1.5.4 ท าการเตรมเครองมอทดสอบ Set อปกรณ เครองมอชดทดสอบและปรบแตงเครองมอ 1.5.5 ท าการทดสอบหาคณสมบตของวสดในงานวศวกรรม (Property of Materials) โดยการ

ทดสอบแรงดงของเหลกโครงสราง (Tension Test of Structural Steel) อางองมาฐาน JIS Z 2201 Test Pieces for Tensile Test for Metallic Materials น าคาคณสมบตของวสดทไดมาใชปอนในการวเคราะหผลโดยโปรแกรมทางดาน Finite Element และ Finite Strip ไดแก คาโมดลสของการยดหยน (Modulus of Elasticity) E คาอตราสวนปวซอง (Poisson’s Ratio) เปนตน

6

1.5.6 ท าการทดสอบก าลงดดของเหลก (Flexural Test of Steel) ในลกษณะการตดตงบนจดรองรบ (Support) เอยง 30 ◦ องศา อางองมาฐาน ASTM A370 Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products น าผลการทดสอบของคาความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและคาการแอนตว (Load-Deflection Curve) มาเปรยบเทยบกบผลการวเคราะหโดยโปรแกรมทางดาน Finite Element เพอดความสอดคลองกนระหวางแบบจ าลองโดยโปรแกรมคอมพวเตอรกบผลการทดสอบตวอยางจรงในหองปฏบตการ โดยจ าลอง Load Case กระท าทคาน 3 รปแบบ

1.5.7 ท าการสรางแบบจ าลองคานเหลกขนรปเยนในลกษณะการตดตงบนจดรองรบ (Support) เอยง 30 ◦องศา เสมอนการทดสอบจรงโดยใชโปรแกรม ทางดาน Finite Element ศกษาพฤตกรรมของคานเหลกขนรปเยนทเสยรปเนองจากม Load Case กระท าทคาน 3 รปแบบ น าผลการทดสอบของคาความสมพนธระหวางน าหนกบรรทกและคาการแอนตว (Load-deflection Curve) มาเปรยบเทยบกบผลการทดสอบจรงในหองปฏบตการ

1.5.8 น าผลการทดสอบทไดจากขอ 1.5.6 และ 1.5.7 มาเปรยบเทยบผลระหวางน าหนกบรรทกสงสดและคาการแอนตวของตวอยางททดสอบทมการท าปมขนลอนดานขาง (Embossments) 3 รปแบบ คอ รปแบบการปมขนลอนดานขางแนวนอน รปแบบการปมขนลอนดานขางแนวตง รปแบบการปมขนลอนดานขางแนวเฉยงเอยง และตวอยางทดสอบทไมมการมการท าปมขนลอนดานขาง (Embossments) กบแบบจ าลองโมเดล (Model) เสมอนตวอยางจรงทมการท าปมขนลอนดานขาง (Embossments) 3 รปแบบและไมมการมการท าปมขนลอนดานขาง (Embossments) สรางตาราง Vary Parameter ของคาทสอดคลองกนและเปอรเซนตทแตกตางกน (Percent Difference)หรอกลสมบตของตวอยางทไดกบแบบจ าลองโมเดล (Model)จากโปรแกรมคอมพวเตอรทแตกตางกน

1.5.9 ศกษาการเสยรปของตวอยางจรงในลกษณะเสมอนการใชงานกบโปรแกรมคอมพวเตอรทมการท าโมเดลในลกษณะการจ าลองแบบการวเคราะหเหมอนกน โดยท าจดรองรบ (Support) คานหนาตดรปหมวก ในลกษณะการตดตงเอยง 30 ◦ องศา เสมอนการตดตงบนโครงหลงคาจรง เพอดพฤตกรรมของการเสยรปคานเหลกรดเยนรปแบบธรรมดาและรปแบบของการปมขนลอนดานขาง (Embossments) ของคานหนาตดรปหมวก เมอรบน าหนกกดกระท ากบตวอยาง

1.5.10 แผนผง (Flow Chart) แสดงขนตอนการศกษาวจยทดสอบวสด ดงแสดงในรปท 1.1

7

รปท 1.1 ขนตอนการศกษาวจยตวอยางททดสอบ

1.5.11 ตรวจสอบการเสยรปของตวอยางจรงกบโปรแกรมทางดาน Finite Element และโปรแกรม CUFSM เ พอตรวจสอบการเสยรปในสภาวะการใชงานจ ากด (Key Limit State) ทงสามแบบ ไดแก การโกงเดาะแบบรวม การโกงเดาะแบบผดรป และการโกงเดาะเฉพาะท

1.5.12 ท าการทดสอบก าลงดดของคานเหลกรดเยนทมแรงกระท าบนคาน 2 จดทสมมาตรกน (Symmetrical Two – Point Loading Tests) ในลกษณะการตดตงบนจดรองรบ (Support) เอยง 0◦ โดยใหเหมอนในโปรแกรม CUFSM แรงกระท าของ Load ทกระท าบนคานจะกระจายเปนจด 2 จด แบงคานเปน 3 ชวงระยะเทาๆกน จากจดรองรบถงจดรองรบทชวงระยะละ L/3 เพอเปรยบเทยบกบโปรแกรม CUFSM ของเหลก Grade Designationไดแก G550, G360, G350 และG300 ศกษาเปรยบเทยบความสมพนธ และตรวจสอบการเสยรปในสภาวะการใชงานจ ากด (Key Limit State) ทงสามแบบ

1.5.13 สรางแบบจ าลองคานเหลกรดเยนหนาตด Hat Shape โดยโปรแกรม CUFSM ของเหลกGrade Designationไดแก G550, G360, G350 และG300 ศกษาเปรยบเทยบความสมพนธ และตรวจสอบการเสยรปในสภาวะการใชงานจ ากด (Key Limit State) ทงสามแบบ ไดแก การโกงเดาะแบบรวม การโกงเดาะแบบผดรป และการโกงเดาะเฉพาะท โดยใชโปแกรม CUFSM ค านวณหาคาก าลงรบแรงแบบ “โดยตรง” เปรยบเทยบผลการวเคราะหดวยวธ Finite Strip กบผลการทดสอบตวอยางจรงในหองปฏบตการ

1.5.14 วเคราะหผลและสรปผลการทดสอบ

8

1.6 ขอจ ำกดของกำรศกษำวจย 1.6.1 การสรางแบบจ าลองเมอใสแรงกดหรอน าหนกบรรทกบนโครงสรางเหลกขนรปทตดตง

บนชนสวนขององคอาคารทตดตงแลว งานวจยนไมสามารถท าการใสน าหนกบรรทกจรงบนโครงสรางอาคารทมขนาดพนทกวางมากๆได เนองจากโครงสรางจรงมขนาดใหญและดวยขอจ ากดของเครองมอในการทดลอง การจ าลองเครองมอและอปกรณใหเสมอนจรง เชน โครงสรางถก (Truss Frame) และโครงสรางผนง (Wall Frame) เปนตน

1.6.2 การสรางแบบจ าลองเทาขนาดวสดตวอยางทใหญมากๆนน เนองการจากขอจ ากดทางดานงบประมาณทนวจยและเครองมอในการทดสอบ จงไมสามารถท าตวอยางการทดสอบใหมขนาดเทากบโครงจรงได จงตองจ ากดขนาดของตวอยางใหมขนาดเฉพาะทเกดหนวยแรงเนองจากการรบน าหนกบรรทกของการกดแรงและสมมตฐานการจ าลองจากตวอยางเทานน ซงขนาดของชนสวนตวอยางทดสอบนไดจากการวเคราะหแบบจ าลองดวยโปรแกรมทางดาน Finite Element และตามรายละเอยดจากผผลตสนคานนๆ เชน ชนสวนขนาดของตวอยางหลงคา เปนตน

1.6.3 ขาดการสนบสนนทนการวจยและงบประมาณของผวจยทมจ ากด เครองมอวดในการทดสอบทมราคาทแพงเนองมาจากเปนเครองมอเฉพาะทาง เชน เครองมอวดการเคลอนตว Linear Position Transducer หรอ Linear Displacement Sensor เปนตน

1.6.4 การสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตร (Maths Model) ตวอยางโครงสรางทดสอบทมความซบซอนมากๆและขนาดของแบบจ าลองทางคณตศาสตรทใหญ มเงอนไขขอบเขต Boundary Condition ทใหญ มNode มElement มMeshing ทมาก และการท า Meshing สามเหลยม ท าใหสนเปลองทรพยากร (Resource) ทใชในการค านวณของคอมพวเตอรมาก

1.6.5 ประสทธภาพของเครองคอมพวเตอรในการประมวลผลทางคณตศาสตรเพอหาค าตอบจากการแกสมการทางคณตศาสตรใหไดผลเฉลยแมนตรง (Exact Solution) เนองจากการวเคราะหโดยวธ Finite Element Method หรอFEM มสมการในการแกปญหาทางคณตศาสตรทซบซอน และการแสดงผลลพธทไดจากโปรแกรม (Post)จ าเปนตองใชกราฟฟกส (Color Graphics) เพอการแสดงผล ตวเลขจ านวนมากเหลานถกแปลงแลวพลอตขนเปนแถบสบนชนสวนทพจารณา จงจ าเปนตองใชคอมพวเตอรประสทธภาพทสงเพอลดเวลาในการวเคราะหของการหาผลลพธและแสดงผลลพธ

1.6.6 ระยะเวลาในการท าการศกษาวจยทมอยจ ากดเนองผท าวจยตดภารกจการงานทตองรบผดชอบ

1.7 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ 1.7.1 ท าใหทราบถงรปแบบการขนลอนทมผลกระทบตอก าลงรบแรงดดของคานเหลกรดเยน 1.7.2 ท าใหทราบถงรปแบบการกระจายหนวยแรงในหนาตดคานเหลกรปพรรณขนรปเยนแบบ

ตางๆของรปแบบการขนลอน

9

1.7.3 ท าใหทราบถงรปแบบของ Embossments ระยะความหางของ Embossments มผลอยางไรกบการขนรปเหลกรดเยน

1.7.4 เพอท าใหทราบถงพนทหนาตดประสทธผล (Effective Area) ทใชส าหรบออกแบบเพอรบก าลงแรงดดของคานเหลกขนรปเยน

1.7.5 ท าใหทราบระยะการแอนตวหรอโกงตวเกนจากคาทยอมใหกอนทจะท าการออกแบบหรอไม ตามมาตรฐาน AISC (ASD/LRFD/LSD) ก าหนดระยะโกงตวมากทยอมใหภายใตการบรรทกของน าหนกคงทใชงานและน าหนกจร ดงน

ก. L/360 ส าหรบงานกอสรางตางๆทฉาบผว ข. L/240 ส าหรบงานพนทไมฉาบผว ค. L/180 ส าหรบงานหลงคาทไมฉาบผว ในทน L เปนชวงความยาวคาน

1.7.6 ท าใหทราบคา Stress และ Displacement ทเกดขนในชนงานตวอยางลวงหนา เกนจากทคายอมใหหรอคาทออกแบบ เพอเปนขอมลตรวจสอบการออกแบบ

1.7.7 เพอใชเปนขบวนการพฒนาผลตภณฑสมยใหมจะท าใหสามารถลดเวลา และคาใชจายในการพฒนาสนคาใหมออกสตลาดไดมาก เปนการประยกตเอาคอมพวเตอร เขามาชวยในการออกแบบ และจ าลองการทดสอบ (Simulation) เพอท านายผลการทดสอบทเกดขนจากการจ าลอง เชน กระบวนการผลตและประกอบชนสวน การปมขนรปจากโลหะแผน และมกจะพบปญหารอยครดทผวชนสวน รอยแตก และการยบยน ทเกดขนในขบวนการผลตและประกอบชนสวน เปนตน ซงเราสามารถจ าลองและวเคราะห เพอท านายผลการทดสอบทเกดขนไดโดยทไมตองทดสอบกบตวอยางจรง

1.7.8 เพอเปนขอเสนอใชเปนฐานขอมลเพอการออกแบบ และเปนมาตรฐานในประเทศไทยตอไป เชน การออกแบบทตองอาศยการขนรปลอนของคานเหลกรปพรรณขนรปเยนเพอเสรมความแกรง (Stiffness) ในการรบก าลงรบแรงดด เปนตน

เอกสารอางอง [1] American Iron and Steel Institute, “Specification for the Design of Light – Gauge Steel

Structural Members”, New York, N.Y. 1946. [2] British Standards Institution, “Specification for the Use of Cold-Formed Steel Sections in

Buildings”, PD 4064, Addendum No. 1(1961) to BS449, 1959 “ The Use of Structural Steel in Buildings”.

[3] Standards Association of Australia, “SAA Cold-Formed Steel Structures Code”, AS 1538-1974.

[4] American Iron and Steel Institute, “Cold Steel Design Manual-Part 1, Specification”, New York, 1968.

[5] Standards Association of Australia, “SAA Steel Structures Code”, ASCA1-1968. [6] Beck, V.R., “Behavior and design of Cold-Formed Members”, Steel Construction, Journal of

the Australian Institute of Steel Construction, Vol. 8, No. 3, 1974. [7] American Iron and Steel Institute, “Specification for the Design of Cold-Formed Steel

Structures Members”, New York, 1980. [8] American Iron and Steel Institute, “Cold-Formed Steel Design Manual” Washington, 1986. [9] Standards Association of Australian, “Cold-Formed Steel Structures”, AS 1538 – 1988. [10] Standards Association of Australia, “SAA Steel Structures Code”, AS 1250 – 1981. [11] American Iron and Steel Institute, “Load and Resistance Factor Design Specification for

Cold-Formed Steel Structural Members”, Washington, March 1991. [12] Brockenborough, R.L. “The 1996 AISI Specification”, 13th International Specialty

Conference on Cold-Formed Steel, St Louis, October 1996. [13] Yu, W-W. “Golden Anniversary of AISI Specification”, 13th International Specialty

Conference on Cold-Formed Steel, St Louis, October 1996. [14] Standards Association of Australia, “Steel Structural”, AS 4100-1990. [15] Standards New Zealand, “Steel Structures”, NZS 3404-1992. [16] American Iron and Steel Institute, “Specification for the Design of Cold-Formed Steel

Structural Members”, April 1, 1996 Edition, Washington. [17] Centre for Advanced Structural Engineering, “International Workshop on Cold-Formed

Steel Structural”, University of Sydney, February 1993.

204

[18] British Standards Institution, “Code of Practice for the Design of Cold-Formed Sections”, BS 5950, Part 5, 1986.

[19] Canadian Standards Association, “Cold-Formed Steel Structural Members”, CAN/CSA S136-94, Rexdale, Ontario, 1994.

[20] Comite Europeen de Normalisation, “Eurocode 3 : Design of Steel Structural, Part 1.3 : General rules”, European Prestandard ENV 1993-1-3, 1996.

[21] Standards Association of Australia, “Steel Storage Racking”, AS 4084-1993 (also “Steel Storage Racking – Commentary”, As 4084 Supp 1 – 1993).

[22] Standards Association of Australia, “Domestic Metal Framing”, AS 3623-1993. [23] Standards Association of Australia, “Structural Steel Hollow Sections”, AS 1163-1991. [24] Pekoz, T. and McGuire, W., “Welding of Sheet Steel”, Fifth International Specialty

Conference on Cold-Formed Steel Structural, St Louis, Missouri, USA, 1980. [25] Standards Association of Australia, “Steel Sheet and Strip – Hot – Dipped zinc-Coated or

Aluminium/Zinc-Coated”, AS 1397-1993. [26] Standards Association of Australia, “SAA Steel Loading Code, Part 1 : Dead and Live

Loads and Load Combinations”, AS 1170. 1-1989. [27] Standards Association of Australia, “Wind Loads for Housing”, AS 4055-1992. [28] Standards Association of Australia, “SAA Loading Code, Part 2 : Wind Loads”, AS 1170.2-

1989. [29] Standards Association of Australia, “Earthquake Loads”, AS 1170.4-1993. [30] Standards New Zealand, “General Structural Design and Design Loads for Buildings”, NZS

4203-1992. [31] Centre for Advanced Structural Engineering, “Program THIN-WALL, Users Manual,

Version 1.2”, School of Civil and Mining Engineering, University of Sydney, 1996. [32] Centre for Advanced Structural Engineering, “Users Manual for Program PRFELB: Elastic

Flexural – Torsional Buckling Analysis, Version 3.0”, School of Civil Engineering, University of Sydney, 1997.

[33] Standards Association of Australia, “Methods for Tensile Testing of Metals”, AS 1391-1991.

[34] Dhalla, A.K, and Winter, G., “Steel Ductility Measurements”, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 100, No. ST2, Feb. 1974, pp 427-444.

205

[35] Dhalla, A.K, and Winter, G., “Suggested Steel Ductility Requirements”, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 100, No. ST2, Feb. 1974, pp 445-462.

[36] Yates, R., “The Effect on Ductility of Perforations in Thin High Strength Steels”, BE(Hons) Thesis, School of Civil and Mining Engineering, University of Sydney, 1993.

[37] Rogers, C.A. and Hancock, G.J. , “Ductility of G550 Sheet Steels in Tension”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 123, No. 12, 1997, pp 1586-1594.

[38] Chajes, A., Britvec, S.J. and Winter, G., “Effects of Cold-Straining on Structural Sheet Steels”, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 89, No. ST2, April 1963, pp 1-32.

[39] Abel, A., “Historical Perspectives and Some of the Main Features of the Bauschinger Effect”, Materials Forum, Vol. 10 No. 1, First Quarter, 1987.

[40] Karren, K.W., “Corner Properties of Cold-Formed Steel Shapes”, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 93, No. SSI, Feb. 1967, pp 401-432.

[41] Nadai, A, “Theory of Flow and Fracture in Solids, Vol. 1”, McGraw-Hill Book Co., New York, N.Y., 1950.

[42] Chipperfield, C.G., “Fracture Mechanics”, Metals Australasia, March 1980, pp 14-16. [43] Abel, A., “To Live with Cracks, An Introduction to Concepts of Fracture Mechanics”,

Australian Welding Journal, March/April 1977, pp 7-9. [44] Toyoda, M., Hagiwara, Y., Kagawa, H. and Nakano, Y., “Deformability of Cold Formed

Heavy Gauge RHS: Deformations and Fracture of Columns under Monotonic and Cyclic Bending Load”, Tubular Structures V, E. & F.N. Spon, 1993, pp 143-150.

[45] Kikukawa, S., Okamoto, H., Sakae, K., Nakamura, H. and Akiyama, H., “Deformability of Heavy Gauge RHS - Experimental Investigation”, Tubular Structures V, E. & F.N. Spon, 1993, pp 151-160.

[46] Cheung, Y.K., “Finite Strip Method in Structural Analysis”, Pergamon Press, Inc. New York, N.Y.,1976.

[47] Przmieniecki, J.S., “Finite Element Structural Analysis of Local Instability”, Journal of the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Vol. il, no. 1, Jan., 1973.

[48] Plank, R.J. and Wittrick, W.H., “Buckling Under Combined Loading ofThin, Flat-Walled Structures by a Complex Finite Strip Method”, international Journal For Numerical Methods in Engineering, Vol. 8, No. 2, 1974, pp 323-329.

206

[49] Lau, S.C.W and Hancock, G.J., “Buckling of Thin Flat-Walled Structures by a Spline Finite Strip Method”, Thin-Walled Structures, 1986, Vol. 4, No. 4, pp 269-294.

[50] Hancock, G.J., “Local, Distortional and Lateral Buckling of I-Beams”, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 104, No. ST11, Nov. 1978, pp 1787-1798.

[51] Timoshenko, S.P. and Gere, J.M., “Theory of Elastic Stability”, McGraw-Hill Book Co. Inc., New York, N.Y., 1959.

[52] Hancock, G.J., “Distortional Buckling of Steel Storage Rack Columns”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. Ill, No. 12, Dec. 1985.

[53] Lau, S.C.W. and Hancock, G.J., “Distortional Buckling Formulas for Channel Columns”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 113, No. 5, May 1987.

[54] Lau, S.C.W. and Hancock, G.J. “Distortional Buckling Tests of Cold-Formed Channel Sections”, Proceedings, Ninth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures, St Louis, Missouri, USA, November, 1988.

[55] Centre for Advanced Structural Engineering, “Distortional Buckling of Hollow Flange Beam Sections”, Investigation Report S704, University of Sydney, Feb. 1989.

[56] Pi, Y.L. and Trahair, N.S., “Lateral-Distortional Buckling of Hollow Flange Beams”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 123, No. 6, 1997, pp 695-702.

[57] Bleich, F., “Buckling Strength of Metal Structures”, Mc-Graw-Hill Book Co. Inc., New York, N.Y., 1952.

[58] Bulson, P.S., “The Stability of Flat Plates”, Chatto and Windus, London, 1970. [59] Allen, H.G. and Bulson, P., “Background to Buckling”, McGraw-Hill, 1980. [60] Von Karman, T., Sechler, E.E. and Donnell, L.H., “The Strength of Thin Plates in

Compression”, Transactions ASME, Vol. 54, MP 54-5, 1932. [61] Winter, G., “Strength of Thin Steel Compression Flanges”, Transactions, ASCE, Vol. 112,

Paper No. 2305, 1947, pp 527-576. [62] Winter, G., “Thin-Walled Structures-Theoretical Solutions and Test Results”, Preliminary

Publications of the Eighth Congress, IABSE, 1968, pp 101-112. [63] Kalyanaraman, V., Pekoz, T. and Winter, G., “Unstiffened Compression Elements”, Journal

of the Structural Division, ASCE, Vol. 103, No. ST9, Sept 1977, pp 1833-1848. [64] Weng, C. C. and T. B. Pekoz, “Subultimate Behavior of Uniformly Compressed Stiffened

Plate Elements”, Research Report, Cornell University, Ithaca, NY, 1986.

207

[65] Ortiz-Colberg, R. and T. B. Pekoz, “Load Carrying Capacity of Perforated Cold-Formed Steel Columns”, Research Report No. 81-12, Cornell University, Ithaca, NY, 1981.

[66] Pekoz, T., “Development of a Unified Approach to the Design of Cold-Formed Steel Members”, American Iron and Steel Institute, Research Report CF87-1, March 1987.

[67] Desmond, T.P., Pekoz, T. and Winter, G., “Edge Stiffeners for Thin-walled Members, Journal of Structural Engineering”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 1981, 107(2), pp 329-353.

[68] Desmond, T.P., Pekoz, T. and Winter, G., “Intermediate Stiffeners for Thin-walled Members”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 1981, 107(4), pp 627-648.

[69] American Iron and Steel Institute, 2004. Design of Cold-Formed Steel Structural Members Using the Direct Strength Method. 2004 Edition.

[70] Schafer, B.W. and Adany, S., “Buckling analysis of cold-formed steel members using CUFSM :conventional and constrained finite strip methods”, 18th International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures, October 26-27, 2006, Orlando, Florida, 2006.

[71] Gregory J. Hancock, 1996. Design of Cold-Formed Steel Structures. University of Sydney : BHP Steel Professor of Steel Structures.