Timber and Steel DesignTimber and Steel Design

Welcome to

ภาคการศึกษาท่ี 3 ปการศึกษา 2549

Lecture 1 - Introduction

Mongkol JIRAVACHARADET

S U R A N A R E E INSTITUTE OF ENGINEERINGUNIVERSITY OF TECHNOLOGY SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING

วัตถุประสงค

- เขาใจพฤติกรรมการรับนํ้าหนักบรรทุกขององคอาคารในโครงสราง

เมื่อเรียนจบวิชาน้ีนักศึกษาจะมีความสามารถดังน้ี

- เขาใจหลักในการวิเคราะหและออกแบบโดยวิธี หนวยแรงที่ยอมให

- ออกแบบองคอาคารตามมาตรฐาน ว.ส.ท. โดยใชวัสดุท่ีมีในประเทศ

- มีความชํานาญในการทําโครงงาน รายการคํานวณ และแบบโครงสราง

Conduct of CourseConduct of Course

Midterm ExamMidterm Exam 40 %40 %

Final ExamFinal Exam 40 %40 %

Projects/Assignment/QuizzesProjects/Assignment/Quizzes 20 %20 %

Grading Policy

100 - 90Final Score Grade

A89 - 85 B+84 - 80 B79 - 75 C+74 - 70 C69 - 65 D+64 - 60 D59 - 0 F

กฏกฏ กติกากติกา มารยาทมารยาท

1) เช็คช่ือเขาเรียนทุกคร้ัง ขาด > 20% = 5 ครั้ง หมดสิทธ์ิสอบ

2) เรียนอยางสงบ หามพดูคุย รบกวน ถูกเชิญออก

3) สง Project ที่อาจารยผูสอน:- สงชาถูกหกัคะแนน ชาเกิน 3 วันไมรับ- ทําไมถูกตองเรียบรอยจะถูก rejectreject กลับไปทํามาใหม

What is Structural Engineering ?What is Structural Engineering ?

in such a way that nobody suspect the extent of our ignorance.

Structural Engineering is:

the art of molding materials we do not entirely understand

into shapes we cannot precisely analyse,

so as to withstand forces we cannot really assess,

STABILITYSTABILITY SAFETYSAFETY ECONOMYECONOMY

Frame structural systemFrame structural system

LinganLingan Island Island PowerplantPowerplant,, Skeleton FrameSkeleton Frame

Nashville Convention Nashville Convention CentreCentre,, tower overview tower overview

Pan Pacific Hotel and Convention Pan Pacific Hotel and Convention CentreCentre,, VancouverVancouver,, main tower main tower

Suspension structural systemSuspension structural system

RAMA IX Bridge, Bangkok ThailandRAMA IX Bridge, Bangkok Thailand

RAMA VIII Bridge, Bangkok ThailandRAMA VIII Bridge, Bangkok Thailand

Steel Applications

STEEL is one of most widely used materials for structures

What is STEEL ?What is STEEL ?

manganese (Mn), silicon (Si),

aluminum (Al), nickel (Ni),

chromium (Cr), molybdenum (Mo),

copper (Cu), vanadium (V),

niobium (Nb), titanium (Ti) and

boron (B).

Steel is an alloy of iron (Fe) and carbon (C). Depending on the desired steel properties, one or more of other alloying elements are also added to the steel. The important ones are:

Iron Ore

STEEL Manufacturing STEEL Manufacturing

Advantages of Steel

4 High Strength to Weight

4 Uniformity (properties not change with time)

4 Highly Ductile

4 Good Fracture Toughness

4 Easily Constructed and Modified Structures

4 Easily Recycled

Disadvantages of Steel

4 Maintenance Cost

4 Requires Fireproofing

4 Slender Members Susceptible to Buckling

4 Fatique

4 Brittle Fracture at very low temperature

Steel Casting Steel Casting && Hot RollingHot Rolling

Continuous Caster

Blooms

Billets

Slabs

Rolling Mill

W section S section Unequal-legangle

Equal-legangle

Channel Zee Tee

Flange

Web 0-5% slope 16.67% slope

16.67% slope

HotHot--Rolled Steel ShapeRolled Steel Shape

ColdCold--Formed SteelFormed SteelCold-formed steel shapes are formed at room temperature.

Angle Channel Stiffenedchannel

Zee StiffenedZee

Hat StiffenedHat

ทอเหล็กกลาคารบอน

D

D

ทอเหล็กส่ีเหล่ียมจัตุรัส

Stress Stress -- Strain RelationshipsStrain Relationships

σu

strain hardening

ultimatestress

σf

necking

fracturestress

σpl

elasticregion

elasticbehavior

elastic limit

proportional limit

σY

plastic behavior

yielding

yield stress

true fracture stressσf’

ε

σ

Low-carbon steel

ASTM A36JIS G3101 SS400JIS G3106 SM400TIS SM400

4000 - 5200

DESIGNATION

YIELD STRESS(kg/cm2) TENSILE STRENGTH

(kg/cm2)Thickness (mm)16 or under over 16

2500 2400

JIS G3101 SS490 5000 - 62002900 2800

JIS G3106 SM490TIS SM490 5000 - 62003300 3200

ASTM A572JIS G3106 SM520TIS SM520

5300 - 65003700 3600

JIS G3106 SM570 5800 - 73004600 4500

In this course:

Yield stress, Fy = 2500 kg/cm2

Tensile Strength Fu = 4000 kg/cm2

Properties of Structural SteelsProperties of Structural SteelsASTM = American

JIS = Japanese

TIS = Thailand

Steel Sections : Steel Sections : Wide Flange : WFWide Flange : WF

Channel Sections :Channel Sections :

Angle Sections :Angle Sections :

C Sections :C Sections :

Round Tube :Round Tube :

Square Tube :Square Tube :

Rectangular Tube :Rectangular Tube :