แนวข้อสอบ กว. Timber and Steel Design พร้อมเฉลย

หัวข้อ “Timber and Steel Design” เป็นส่วนหนึ่งของการสอบใบอนุญาตภาคีวิศวกร (กว.) บน TUE.expert มีข้อซ้อมหัวข้อนี้ 24 ข้อ อยู่ใน 1 ชุดซ้อม ด้านล่างคือตัวอย่าง 5 ข้อ พร้อมเฉลยและคำอธิบาย ลองตอบเองก่อน แล้วกด “ดูเฉลย” ใต้แต่ละข้อเพื่อตรวจคำตอบ

ตัวอย่างข้อสอบ Timber and Steel Design 5 ข้อ

1. 1. เสาเหล็กปลายยึดหมุนได้อย่างเสรีทั้งสองด้าน (K เท่ากับ 1.0) ยาว 4.00 เมตร มีรัศมีไจเรชันน้อยที่สุด r เท่ากับ 5 ซม. อัตราส่วนความชะลูด KL/r ของเสานี้มีค่าเท่าใด

   • A. 100
   • B. 40
   • C. 80
   • D. 20
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ C — 80

   KL/r เท่ากับ 1.0 คูณ 400 ซม. หารด้วย 5 ซม. เท่ากับ 80 ส่วนตัวเลือกอื่นเกิดจากการแทนค่าความยาวเป็นเมตรแทนเซนติเมตรหรือคำนวณผิดสัดส่วน

2. 2. คานเหล็กรูปพรรณหน้าตัดหนึ่งมีกำลังรับโมเมนต์พลาสติก Mp เท่ากับ 45 ตัน-เมตร และ Mr เท่ากับ 30 ตัน-เมตร มีระยะค้ำยันด้านข้างจำกัด Lp เท่ากับ 3.00 เมตร และ Lr เท่ากับ 9.00 เมตร หากคานมีระยะค้ำยันด้านข้างจริง Lb เท่ากับ 6.00 เมตร และ Cb เท่ากับ 1.0 กำลังรับโมเมนต์ดัดประลัย Mn ตามวิธี LRFD มีค่าเท่าใด

   • A. 37.5 ตัน-เมตร
   • B. 45.0 ตัน-เมตร
   • C. 30.0 ตัน-เมตร
   • D. 35.0 ตัน-เมตร
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — 37.5 ตัน-เมตร

   เมื่อ Lp<Lb<Lr ต้องใช้สูตรลดค่าแบบเส้นตรง Mn=Cb[Mp-(Mp-Mr)(Lb-Lp)/(Lr-Lp)]=45-15(3/6)=37.5 ตัน-เมตร การเลือก Mp ตรง ๆ ละเลยผลของ LTB ส่วนการเลือก Mr หมายถึงใช้สูตรช่วง Lb เกิน Lr ซึ่งไม่ตรงกับเงื่อนไขนี้

3. 3. กลไก tension field action ในคานเหล็กประกอบที่มีเหล็กเสริมข้างคานติดตั้งในระยะห่างที่เหมาะสม ช่วยเพิ่มกำลังรับแรงเฉือนของคานได้ด้วยหลักการใด

   • A. เหล็กเสริมข้างคานรับแรงดัดทั้งหมดแทนปีกคาน จึงไม่ต้องพิจารณาการโก่งเดาะของแผ่นตั้งอีก
   • B. แผ่นตั้งที่โก่งเดาะแล้วทำหน้าที่เสมือนเว็บโครงถักที่รับแรงดึงในแนวทแยง โดยมีเหล็กเสริมและปีกคานทำหน้าที่เสมือนคอร์ดรับแรงอัด ทำให้รับแรงเฉือนได้เกินกว่าค่าที่ทำให้แผ่นตั้งโก่งเดาะแบบยืดหยุ่น
   • C. tension field action ลดแรงเฉือนที่กระทำต่อคานโดยถ่ายแรงไปยัง bearing stiffener ที่ปลายคานเท่านั้น
   • D. เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดเฉพาะกับคานไม้ประกอบ ไม่เกี่ยวข้องกับคานเหล็ก
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ B — แผ่นตั้งที่โก่งเดาะแล้วทำหน้าที่เสมือนเว็บโครงถักที่รับแรงดึงในแนวทแยง โดยมีเหล็กเสริมและปีกคานทำหน้าที่เสมือนคอร์ดรับแรงอัด ทำให้รับแรงเฉือนได้เกินกว่าค่าที่ทำให้แผ่นตั้งโก่งเดาะแบบยืดหยุ่น

   หลังแผ่นตั้งโก่งเดาะจากแรงเฉือน มันยังสามารถรับแรงดึงในแนวทแยงได้ต่อไปเสมือนเว็บของโครงถัก โดยมีเหล็กเสริมข้างคานและปีกคานทำหน้าที่เป็นคอร์ดรับแรงอัด ทำให้คานรับแรงเฉือนประลัยได้สูงกว่าค่าการโก่งเดาะแบบยืดหยุ่นของแผ่นตั้งเพียงอย่างเดียว

4. 4. เสาเหล็กต้นหนึ่งมีสภาพปลายเป็นแบบยึดแน่นที่โคนและปลายอิสระด้านบน (fixed-free) ค่าประสิทธิผล K เท่ากับ 2.0 ความยาวเสาเท่ากับ 3.00 เมตร และมีรัศมีไจเรชันที่ควบคุมเท่ากับ 4.0 เซนติเมตร อัตราส่วนความชะลูด KL/r มีค่าเท่าใด และผ่านเกณฑ์ขีดจำกัดสูงสุดที่ยอมให้ตามมาตรฐาน AISC (KL/r ไม่เกิน 200) หรือไม่

   • A. KL/r เท่ากับ 150 ไม่เกินเกณฑ์ที่ยอมให้ จึงผ่าน
   • B. KL/r เท่ากับ 75 ไม่เกินเกณฑ์ที่ยอมให้ จึงผ่าน
   • C. KL/r เท่ากับ 150 เกินเกณฑ์ที่ยอมให้ จึงไม่ผ่าน
   • D. KL/r เท่ากับ 300 เกินเกณฑ์ที่ยอมให้ จึงไม่ผ่าน
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ A — KL/r เท่ากับ 150 ไม่เกินเกณฑ์ที่ยอมให้ จึงผ่าน

   KL/r=2.0x300/4.0=150 ซึ่งน้อยกว่า 200 จึงผ่านเกณฑ์ การได้ 75 เกิดจากละเลยค่า K ส่วนการได้ 300 เกิดจากคูณ K ซ้ำสองครั้งโดยผิดพลาด

5. 5. ข้อแตกต่างพื้นฐานระหว่างวิธีการออกแบบ ASD (Allowable Strength Design) กับ LRFD (Load and Resistance Factor Design) คือข้อใด

   • A. ASD ใช้ได้เฉพาะกับโครงสร้างไม้ ส่วน LRFD ใช้ได้เฉพาะกับโครงสร้างเหล็กเท่านั้น
   • B. ASD ไม่พิจารณาน้ำหนักบรรทุกคงที่และน้ำหนักบรรทุกจรแยกจากกัน ส่วน LRFD พิจารณาแยกกันเสมอ
   • C. ASD ใช้ตัวคูณความปลอดภัยเดียวหารกำลังวิบัติเพื่อเปรียบเทียบกับหน่วยแรงจากน้ำหนักบรรทุกใช้งานจริง ส่วน LRFD ใช้ตัวคูณน้ำหนักบรรทุกคูณกับน้ำหนักแต่ละประเภทและตัวคูณลดกำลังคูณกับกำลังประลัยแยกกันตามความไม่แน่นอน
   • D. ASD ให้ผลการออกแบบที่ปลอดภัยกว่า LRFD เสมอในทุกกรณีของโครงสร้าง
   ดูเฉลย

   คำตอบ: ข้อ C — ASD ใช้ตัวคูณความปลอดภัยเดียวหารกำลังวิบัติเพื่อเปรียบเทียบกับหน่วยแรงจากน้ำหนักบรรทุกใช้งานจริง ส่วน LRFD ใช้ตัวคูณน้ำหนักบรรทุกคูณกับน้ำหนักแต่ละประเภทและตัวคูณลดกำลังคูณกับกำลังประลัยแยกกันตามความไม่แน่นอน

   ASD เปรียบเทียบหน่วยแรงที่เกิดจากน้ำหนักบรรทุกใช้งานกับหน่วยแรงที่ยอมให้ซึ่งหารด้วยตัวคูณความปลอดภัยเดียว ในขณะที่ LRFD คูณน้ำหนักบรรทุกแต่ละประเภทด้วยตัวคูณน้ำหนักบรรทุกที่แตกต่างกันและคูณกำลังประลัยด้วยตัวคูณลดกำลังตามความไม่แน่นอนของวัสดุ ทั้งสองวิธีใช้ได้กับทั้งโครงสร้างไม้และเหล็ก

ชุดซ้อมที่มีหัวข้อ Timber and Steel Design

• กว. ภาคีวิศวกรโยธา ชุดที่ 2 หมวดวิชาเฉพาะ — ชุดจำลองสอบเต็ม 99 ข้อ99 ข้อ
  ฿159

หัวข้ออื่นในแนวข้อสอบ กว.