ชื่��อ นายศุภณั ฐ จิ�ตรใสเย�น รหั ส 52050451

กลุ่�ม 38

การบ้�านคร �งที่"� 1

ส �งวั นที่"� 7 ธั นวัาคม 55

ส�งวั นที่"� 14 ธั นวัาคม 55

2-5.) The estimated service or working axial loads and bending moments for a beam-column are as follows: D = 110 t, L = 30 t, MD = 20 t-m and ML = 12 t-m. Compute the axial load and moment values that must be used in design.

บ้ร�การหัร�อการที่%างานของน%�าหัน กตามแนวัแกนแลุ่ะโมเมนต*ดั ดัส%าหัร บ้คานคอลุ่ มน*ม"ดั งน"�: D = 110 ต น, L = 30 ต น, MD =

20 ต น-เมตร แลุ่ะ ML = 12 ต น-เมตร จิงค%านวัณัหัาค�าน%�าหัน กตามแนวัแกนแลุ่ะโมเมนต*ที่"�จิะต�องใชื่�ในการออกแบ้บ้

Sol n ค�าต วัค,ณัน%�าหัน กบ้รรที่กเพิ่��ม (Load Factors) ที่"�ก%าหันดัใหั�ใชื่�ใน AISC LRFD-A4.1 ค�าของ ข.�นอย,�ก บ้ชื่น�ดัของน%�า หัน ก

บ้รรที่กม"ค�าดั งน"�

1. 1.4Dn (1.4)

2. 1.2Dn + 1.6Ln + 0.5(Lnr หัร�อ Sn หัร�อ Rn)

(1.5)

3. 1.2Dn + 1.6(Lnr หัร�อ Sn หัร�อ Rn) + (0.5Ln หัร�อ 0.8Wn) (1.6)

4. 1.2Dn + 1.3Wn + 0.5Ln + 0.5(Lnr หัร�อ Sn หัร�อ Rn) (1.7)

5. 1.2Dn 1.0En + 0.5Ln + 0.2Sn

(1.8)

6. 0.9Dn (1.3Wn หัร�อ 1.0En)

(1.9)

เม�� อ Dn , Ln , Lnr , Sn , Rn , Wn แลุ่ะ En เป็0นน%�า หัน กบ้รรที่กก%าหันดั (Norminal Load) จิาก Dead Load (น%�าหัน กบ้รรที่กคงที่"�), Snow Load (น%�าหัน กหั�มะ), Rain Load (น%�าหัน กน%�าฝน),

Wind Load (แรงลุ่ม), แลุ่ะ Earthquake Load (แรงแผ่�นดั�นไหัวั) ตามลุ่%าดั บ้

หัาน%�าหัน กตามแกนที่"�ใชื่�ในการออกแบ้บ้

จิากสมการที่"� (1.4) Wu = 1.4Dn

= 1.4(110)

= 154 ต น

จิากสมการที่"� (1.5) Wu = 1.2Dn + 1.6Ln +

0.5(Lnr หัร�อ Sn หัร�อ Rn)

= 1.2(110) + 1.6(30) + 0.5(0)

= 180 ต น (มากที่"�สดั)

จิากสมการที่"� (1.6) Wu = 1.2Dn + 1.6(Lnr หัร�อ Sn

หัร�อ Rn) + (0.5Ln หัร�อ 0.8Wn)

= 1.2(110) + 1.6(0) + 0.5(30)

= 147 ต น

จิากสมการที่"� (1.7) Wu = 1.2Dn + 1.3Wn + 0.5Ln

+ 0.5(Lnr หัร�อ Sn หัร�อ Rn)

= 1.2(110) + 1.3(0) + 0.5(30) +0.5(0)

= 147 ต น

จิากสมการที่"� (1.8) Wu = 1.2Dn 1.0En + 0.5Ln

+ 0.2Sn

= 1.2(110) + 1.0(0) + 0.5(30) + 0.2(0)

= 147 ต น

จิากสมการที่"� (1.9) Wu = 0.9Dn (1.3Wn หั ร� อ 1.0En)

= 0.9(110) + 1.3(0)

= 99 ต น

ดั งน �นจิะไดั�วั�า น%�าหัน กตามแนวัแกนที่"�ใชื่�ออกแบ้บ้ม"ค�า 180 ต น

หัาโมเมนต*ที่"�ใชื่�ในการออกแบ้บ้

Mu = 1.2MD + 1.6ML

= 1.2(20) + 1.6(12)

= 43.2 ต น-เมตร

ดั งน �นจิะไดั�วั�า โมเมนต*ที่"�ใชื่�ออกแบ้บ้ม"ค�า 43.2 ต น-เมตร

3.20.) A bar 15 cm x 10 mm is connected to a 10 mm. –thick gusset plate with M20. –diameter bolts as shown. A242 steel is used for the tension member, and A36 is used for the gusset plate. Investigate the gusset plate for block shear (i.e., determine the design strength for block shear)

แที่�งเหัลุ่�กขนาดั 15 ซม. x 10 มม. เชื่��อมต�อก บ้แผ่�นป็ระกบ้ที่"�ม"ควัามหันาเที่�าก บ้ 10 มม. ดั�วัยสลุ่ กเกลุ่"ยวัเส�นผ่�าศุ,นย*กลุ่าง M20

ใชื่�เหัลุ่�ก A242 ส%าหัร บ้ชื่��นส�วันร บ้แรงดั.ง แลุ่ะ ใชื่�เหัลุ่�ก A36 ส%าหัร บ้แผ่�นป็ระกบ้ ตรวัจิสอบ้การเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะส%าหัร บ้แผ่�นป็ระกบ้ (เชื่�นตรวัจิสอบ้ควัามแข�งแรงออกแบ้บ้ส%าหัร บ้การเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะ)

Sol n ควัามกวั�างของร,เจิาะ

จิากตารางเหัลุ่�กไดั� ตร.ซม.

จิากสมการที่"� 2.3 ไดั�

FIGURE P3.20

8 cm 8 cm4 cm 4 cm

4 cm

4 cm

7 cm

จิากตารางที่"� 2.2 ข�อ ก. ไดั� U = 1 แลุ่ะจิากสมการที่"� 2.8 ไดั�

ตร.ซม.

พิ่�จิารณัาการวั�บ้ ต�เน��องจิากการเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะไดั�

ตร.ซม.

ตร.ซม.

การวั�บ้ ต�ที่"�เก�ดัจิาก block shear

เป็ร"ยบ้เที่"ยบ้ค�า ก บ้ พิ่บ้วั�า

ดั งน �นการวั�บ้ ต�แบ้บ้เฉื�อนออกเก�ดัข.�นในลุ่ กษณัะของ แรงเฉื�อนขาดั – แรงดั.งคราก (Shear Fracture – Tension Yield) ดั งน �นใชื่�สมการที่"� 2.16

จิากสมการที่"� 2.16

เพิ่ราะฉืะน �นแรงดั.งส,งสดัม"ค�า 31020 กก.

3.4-5 A double-angle shape, 150 x 100 x 15 mm is used as a tension member. The two angles are connected to a gusset plate with M24 –diameter bolts through the 150 mm legs as shown in figure P3.4-5. A572 Grade 50 steel is used. Compute the design strength.

เหัลุ่�กฉืากสองต วัขนาดั 150 x 100 x 15 ซม. ใชื่�เป็0นชื่��นส�วันร บ้แรงดั.ง สองมมถู,กเชื่��อมต�อก บ้เหัลุ่�กป็ระกบ้ดั�วัยน�อตขนาดัเส�นผ่�านศุ,นย*กลุ่าง M24 ที่"�ขาดั�านยาวั 150 มม. ดั งแสดังในร,ป็ P3.4-5

เหัลุ่�ก A572 เกรดั 50 ถู,กน%ามาใชื่� จิงค%านวัณัการออกแบ้บ้ดั�านก%าลุ่ ง

Sol n พิ่�จิารณัาเฉืพิ่าะเหัลุ่�กฉืากต วัหัน�า

ควัามกวั�างของร,เจิาะ = 2.6 + 0.2 = 2.8

จิากตารางเหัลุ่�กไดั� ตร.ซม.

จิากสมการที่"� 2.3 ไดั�

= 35.25 – (2)(2.6 + 0.2)(1.5)

= 26.85 ตร.ซม.

จิากตารางที่"� 2.2 ข�อ ก. ไดั� U = 0.85 แลุ่ะจิากสมการที่"� 2.8

ไดั�

= 0.85 x 26.85 = 22.82 ตร.ซม.

15 cm

7 cm

6 cm 3.5

cm

7.5 cm

7.5 cm

7.5 cm

2L150 x 100 x 15 mm

FIGURE P3.4-5

แรงดั.งที่"�ยอมใหั�ดั�วัยวั�ธั" วั.ส.ที่./AISC-LRFD

จิากสมการที่"� 2.1

จิากสมการที่"� 2.2

พิ่�จิารณัาการวั�บ้ ต�เน��องจิากการเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะไดั�

ตร.ซม.

ตร.ซม.

ตร.ซม.

ตร.ซม.

เป็ร"ยบ้เที่"ยบ้ค�า ก บ้ พิ่บ้วั�า

ดั งน �นการวั�บ้ ต�แบ้บ้เฉื�อนออกเก�ดัข.�นในลุ่ กษณัะของ แรงเฉื�อนขาดั – แรงดั.งคราก (Shear Fracture – Tension Yield)

จิากสมการที่"� 2.16

เพิ่ราะฉืะน �นแรงดั.งครากม"ค�า 109500 X 2 = 219000 กก.

แรงดั.งขาดัม"ค�า 77000 X 2 = 154000 กก. แลุ่ะแรงเฉื�อนออกม"ค�า 51500 X 2 = 103000 กก. ที่"�เหัลุ่�กฉืากสองต วั

3.5-3 In the connected shown in figure P3.4-5, the bolts are M24 in diameter, and A36 steel is used for all components. Consider both the tension member and compute the following: the design block shear strength of the connection.

ในการเชื่��อมต�อที่"�แสดังในร,ป็ P3.4-5, น�อตขนาดัเส�นผ่�านศุ,นย*กลุ่าง M24 แลุ่ะเหัลุ่�ก A36 ใชื่�ส%าหัร บ้ชื่��นส�วันที่ �งหัมดั จิงพิ่�จิารณัาชื่��นส�วันร บ้แรงดั.งที่ �งสองแลุ่ะใหั�ค%านวัณัดั งน"�: การออกแบ้บ้บ้ลุ่�อกก%าลุ่ งร บ้แรงเฉื�อนของการเชื่��อมต�อ

FIGURE P3.5-3

6 cm

8 cm

3.5 cm

7 cm

3.5 cm

3.5 cm

t = 10 mm

t = 12 mm

Sol n กรณั"ที่"� 1 พิ่�จิารณัาเหัลุ่�กป็ระกบ้

ควัามกวั�างของร,เจิาะ

จิากตารางเหัลุ่�กไดั� ตร.ซม.

จิากสมการที่"� 2.3 ไดั�

จิากตารางที่"� 2.2 ข�อ ก. ไดั� U = 1 แลุ่ะจิากสมการที่"� 2.8 ไดั�

ตร.ซม.

พิ่�จิารณัาการวั�บ้ ต�เน��องจิากการเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะไดั�

ตร.ซม.

ตร.ซม.

การวั�บ้ ต�ที่"�เก�ดัจิาก block shear

เป็ร"ยบ้เที่"ยบ้ค�า ก บ้ พิ่บ้วั�า

ดั งน �นการวั�บ้ ต�แบ้บ้เฉื�อนออกเก�ดัข.�นในลุ่ กษณัะของ แรงเฉื�อนคราก – แรงดั.งขาดั (Shear Yield– Tension Fracture) ดั งน �นใชื่�

สมการที่"� 2.15

จิากสมการที่"� 2.16

เพิ่ราะฉืะน �นแรงเฉื�อนออกม"ค�า 21500 กก.

กรณั"ที่"� 2 พิ่�จิารณัาเหัลุ่�กต วับ้น

ควัามกวั�างของร,เจิาะ

จิากตารางเหัลุ่�กไดั� ตร.ซม.

จิากสมการที่"� 2.3 ไดั�

จิากตารางที่"� 2.2 ข�อ ก. ไดั� U = 1 แลุ่ะจิากสมการที่"� 2.8 ไดั�

ตร.ซม.

พิ่�จิารณัาการวั�บ้ ต�เน��องจิากการเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะไดั�

ตร.ซม.

ตร.ซม.

การวั�บ้ ต�ที่"�เก�ดัจิาก block shear

สองกรณั"น"�ไดั�ค�าเที่�าก น

เป็ร"ยบ้เที่"ยบ้ค�า ก บ้ พิ่บ้วั�า

ดั งน �นการวั�บ้ ต�แบ้บ้เฉื�อนออกเก�ดัข.�นในลุ่ กษณัะของ แรงเฉื�อนคราก – แรงดั.งขาดั (Shear Yield– Tension Fracture) ดั งน �นใชื่�

สมการที่"� 2.15

จิากสมการที่"� 2.16

เพิ่ราะฉืะน �นแรงเฉื�อนออกม"ค�า 25800 กก.

กรณั"ที่"� 3 พิ่�จิารณัาเหัลุ่�กต วับ้น

ควัามกวั�างของร,เจิาะ

จิากตารางเหัลุ่�กไดั� ตร.ซม.

จิากสมการที่"� 2.3 ไดั�

จิากตารางที่"� 2.2 ข�อ ก. ไดั� U = 1 แลุ่ะจิากสมการที่"� 2.8 ไดั�

ตร.ซม.

พิ่�จิารณัาการวั�บ้ ต�เน��องจิากการเฉื�อนออกที่"�ร,เจิาะไดั�

ตร.ซม.

ตร.ซม.

การวั�บ้ ต�ที่"�เก�ดัจิาก block shear

เป็ร"ยบ้เที่"ยบ้ค�า ก บ้ พิ่บ้วั�า

ดั งน �นการวั�บ้ ต�แบ้บ้เฉื�อนออกเก�ดัข.�นในลุ่ กษณัะของ แรงเฉื�อนคราก – แรงดั.งขาดั (Shear Yield– Tension Fracture) ดั งน �นใชื่�

สมการที่"� 2.15

จิากสมการที่"� 2.16

3.6-4 Select a Thai standard Channel shape for the following tensile loads: dead load = 25 t, live load = 40 t, and wind load = 35 t. The connection will be with longitudinal welds. Use an estimated shear lag factor of U = 0.85 (In a practical design, once the member was selected and the connection designed, the value of U would be computed with Equation 3.1. The member design could then be

revised if necessary.) The length is 5.5 m. Use Fv = 3500 ksc and Fu = 5000 ksc. Use LRFD

จิงเลุ่�อกเหัลุ่�กรางน%�ามาตรฐานไที่ยส%าหัร บ้ร บ้แรงดั.งต�อไป็น"�: น%�าหัน กบ้รรที่กคงที่"�= 25 t น%�าหัน กบ้รรที่กจิร = 40 t แลุ่ะ แรงลุ่ม = 35

T การเชื่�� อมต�อจิะอย,�ก บ้รอยเชื่�� อมตามยาวั ใชื่�ค�า Factor U =

0.85 (ในการออกแบ้บ้การป็ฏิ�บ้ ต�เม�� อสมาชื่�กไดั�ร บ้เลุ่�อกแลุ่ะการเชื่��อมต�อไดั�ร บ้การออกแบ้บ้ค�าของ U จิะต�องค%านวัณัดั�วัยสมการ 3.1. การออกแบ้บ้ของสมาชื่�กก�จิะถู,กป็ร บ้หัากจิ%าเป็0น.) ควัามยาวั 5.5 เมตรเป็0น ใชื่� Fv = 3500 ksc แลุ่ะ Fu = 5000 ksc ใชื่� LRFD

Sol n

กก.

กก.

ตร.ซม.

เลุ่�อกใชื่�เหัลุ่�กรางน%�าขนาดั 150 X 75 X 24 ไดั�

ตร.ซม.

เหัลุ่�กถู,กเชื่��อมตามยาวัเป็0นระยะ 5.5 เมตร เพิ่ราะฉืะน �น

ตร.ซม.

ตร.ซม.

เป็ร"ยบ้เที่"ยบ้ค�า ก บ้ พิ่บ้วั�า

ดั งน �นการวั�บ้ ต�แบ้บ้เฉื�อนออกเก�ดัข.�นในลุ่ กษณัะของ แรงเฉื�อนขาดั – แรงดั.งคราก (Shear Fracture – Tension Yield) ดั งน �นใชื่�สมการที่"� 2.16

จิากสมการที่"� 2.16

เพิ่ราะฉืะน �นแรงดั.งที่"�ร บ้ไดั�ส,งสดัม"ค�า 96400 กก. (ชื่��นส�วันสามารถูรองร บ้น%�าหัน กบ้รรที่กที่"�เพิ่��มค�าแลุ่�วัไดั�)