แนวข้อสอบ กว. Structural Analysis พร้อมเฉลย

หัวข้อ “Structural Analysis” เป็นส่วนหนึ่งของการสอบใบอนุญาตภาคีวิศวกร (กว.) บน TUE.expert มีข้อซ้อมหัวข้อนี้ 25 ข้อ อยู่ใน 1 ชุดซ้อม ด้านล่างคือตัวอย่าง 5 ข้อ พร้อมเฉลยและคำอธิบาย ลองตอบเองก่อน แล้วกด “ดูเฉลย” ใต้แต่ละข้อเพื่อตรวจคำตอบ

ตัวอย่างข้อสอบ Structural Analysis 5 ข้อ

1. 1. คานปลายยึดแน่นทั้งสองด้าน (fixed-fixed beam) ยาว 5 เมตร รับน้ำหนักแผ่กระจายสม่ำเสมอ 8 กิโลนิวตันต่อเมตรตลอดช่วง โดยวิธีสโลป-ดีเฟลกชัน (slope-deflection method) โมเมนต์ปลายยึดแน่น (fixed-end moment) ที่ปลายแต่ละด้านมีค่าเท่าใด

   • A. 16.67 กิโลนิวตัน-เมตร
   • B. 25.0 กิโลนิวตัน-เมตร
   • C. 8.33 กิโลนิวตัน-เมตร
   • D. 33.33 กิโลนิวตัน-เมตร
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 16.67 กิโลนิวตัน-เมตร

   โมเมนต์ปลายยึดแน่นของคานภายใต้น้ำหนักแผ่กระจายสม่ำเสมอคำนวณจากสูตร FEM เท่ากับ w คูณ L ยกกำลังสอง หารด้วย 12 คือ 8 x 25 หาร 12 เท่ากับ 16.67 กิโลนิวตัน-เมตร ตัวเลือก 25.0 เป็นค่าโมเมนต์กลางคานของคานช่วงเดียวธรรมดา (wL สแควร์หารแปด) ซึ่งไม่ใช่สูตร FEM

2. 2. คานช่วงเดียวยาว 8 เมตร รับน้ำหนักแผ่กระจายสม่ำเสมอ (uniformly distributed load) ขนาด 10 กิโลนิวตันต่อเมตรตลอดความยาวคาน โมเมนต์ดัดสูงสุดที่เกิดขึ้นกลางคานมีค่าเท่าใด

   • A. 80 กิโลนิวตัน-เมตร
   • B. 40 กิโลนิวตัน-เมตร
   • C. 160 กิโลนิวตัน-เมตร
   • D. 320 กิโลนิวตัน-เมตร
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 80 กิโลนิวตัน-เมตร

   สำหรับคานช่วงเดียวรับน้ำหนักแผ่กระจายสม่ำเสมอ โมเมนต์สูงสุดคำนวณจากสูตร M สูงสุด เท่ากับ w คูณ L ยกกำลังสอง หารด้วย 8 คือ 10 x 64 หาร 8 เท่ากับ 80 กิโลนิวตัน-เมตร ตัวเลือก 40 เกิดจากการหารผิดด้วย 16

3. 3. เส้นอิทธิพล (influence line) ในการวิเคราะห์โครงสร้างมีประโยชน์หลักในด้านใด

   • A. หาตำแหน่งของน้ำหนักบรรทุกเคลื่อนที่ (moving load) ที่ทำให้เกิดค่าแรงภายในสูงสุด ณ จุดที่พิจารณา
   • B. หาหน่วยแรงเฉือนที่ผิวหน้าตัดของคานภายใต้น้ำหนักคงที่
   • C. หาค่าการโก่งตัวของคานภายใต้น้ำหนักคงที่
   • D. หาคาบการสั่นตามธรรมชาติ (natural period) ของโครงสร้าง
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — หาตำแหน่งของน้ำหนักบรรทุกเคลื่อนที่ (moving load) ที่ทำให้เกิดค่าแรงภายในสูงสุด ณ จุดที่พิจารณา

   เส้นอิทธิพลแสดงค่าของปริมาณที่พิจารณา (ปฏิกิริยา แรงเฉือน หรือโมเมนต์ ณ จุดหนึ่ง) เมื่อหน่วยแรงเคลื่อนที่ไปตามโครงสร้าง จึงใช้หาตำแหน่งวิกฤตของน้ำหนักบรรทุกเคลื่อนที่ เช่น รถบรรทุก เพื่อให้เกิดค่าแรงภายในสูงสุด ไม่ใช่การหาการโก่งตัวหรือคาบการสั่นซึ่งเป็นเรื่องพลศาสตร์โครงสร้าง

4. 4. คานช่วงเดียวยาว 12 เมตร รองรับด้วยฐานหมุดที่ A และฐานลูกกลิ้งที่ B พิจารณาหน้าตัด C ซึ่งอยู่ห่างจาก A เป็นระยะ 4 เมตร จงหาค่าออร์ดิเนตของเส้นอิทธิพลแรงเฉือน (influence line for shear) ที่หน้าตัด C เมื่อน้ำหนักหนึ่งหน่วย (unit load) เคลื่อนที่ไปอยู่ที่ตำแหน่งห่างจาก A เป็นระยะ 8 เมตร

   • A. ลบ 0.667
   • B. ลบ 0.333
   • C. 0.667
   • D. 0.333
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ D — 0.333

   เมื่อน้ำหนักหนึ่งหน่วยอยู่ทางขวาของหน้าตัด C แรงเฉือนที่ C เท่ากับปฏิกิริยา R เอ ซึ่งเท่ากับ (L ลบ x) หารด้วย L เท่ากับ (12 ลบ 8) หารด้วย 12 เท่ากับ 0.333 ผู้ที่ใช้สูตรสำหรับกรณีน้ำหนักอยู่ทางซ้ายของหน้าตัด (ซึ่งให้ค่าลบ) จะตอบผิดเครื่องหมายหรือค่าตัวเลข

5. 5. คานช่วงเดียวยาว 9 เมตร รองรับด้วยฐานหมุดที่ A และฐานลูกกลิ้งที่ B มีค่า EI คงที่เท่ากับ 9 คูณ 10 ยกกำลัง 4 กิโลนิวตัน-ตารางเมตร รับน้ำหนักจุดขนาด 10 กิโลนิวตันสองตำแหน่ง คือที่ระยะ 3 เมตร และ 6 เมตร จาก A ซึ่งสมมาตรรอบกึ่งกลางคาน จงหาค่าความชัน (slope) ที่จุดรองรับ A โดยใช้ทฤษฎีบทพื้นที่โมเมนต์ (moment-area theorem)

   • A. 0.0005 เรเดียน
   • B. 0.0008 เรเดียน
   • C. 0.001 เรเดียน
   • D. 0.0015 เรเดียน
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ C — 0.001 เรเดียน

   ด้วยความสมมาตรของโหลด ความชันที่กึ่งกลางคานเท่ากับศูนย์ พื้นที่ใต้แผนภาพ M ต่อ EI ระหว่าง A ถึงกึ่งกลางประกอบด้วยสามเหลี่ยมพื้นที่ 45 บวกสี่เหลี่ยมผืนผ้าพื้นที่ 45 รวมเป็น 90 หารด้วย EI เท่ากับ 9 หมื่น ได้ความชันที่ A เท่ากับ 0.001 เรเดียน ผู้ที่คำนวณพื้นที่เฉพาะสามเหลี่ยมโดยไม่รวมส่วนคงที่ตรงกลางจะได้ค่าต่ำกว่าความจริง

ชุดซ้อมที่มีหัวข้อ Structural Analysis

• กว. ภาคีวิศวกรโยธา หมวดวิชาเฉพาะ — ชุดจำลองสอบเต็ม 100 ข้อ100 ข้อ
  ฿159

หัวข้ออื่นในแนวข้อสอบ กว.