ผลต่างระหว่างรุ่นของ "วิศวกรรมโครงสร้าง"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
ล เก็บกวาดทันใจด้วยสจห. |
ไม่มีความย่อการแก้ไข |
||
บรรทัด 1:
[[File:Unity-Zarya-Zvezda STS-106.jpg|right|thumb|วิศวกรรมโครงสร้างเกี่ยวข้องกับการสร้างระบบที่ซับซ้อนเช่นสถานีอวกาศนานาชาติ, ที่นี่จะเห็นจากกระสวยอวกาศแอตแลนติสที่แยกตัวออกไป]]
'''วิศวกรรมโครงสร้าง''' ({{lang-en|Structural engineering}}) เป็นสาขาหนึ่งของ[[วิศวกรรม]] ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์หน่วยแรงที่เกิดขึ้นในวัสดุ อาคาร เครื่องจักรกล ยานพาหนะ อากาศยาน หรือแม้แต่ยานอวกาศ▼
[[File:Phoenix Mars Lander in testing PIA01885.jpg|thumb|right|วิศวกรโครงสร้างกำลังสืบสวนยานอวกาศที่มุ่งสู่ดาวอังคารของนาซา, Phoenix Mars Lander]]
[[File:Tour Eiffel Wikimedia Commons.jpg|right|thumb|หอไอเฟลเป็นความสำเร็จทางประวัติศาสตร์ของวิศวกรรมโครงสร้าง]]
▲'''วิศวกรรมโครงสร้าง''' ({{lang-en|Structural engineering}}) เป็นสาขาหนึ่งของ[[วิศวกรรม]]
แต่ในประเทศไทย เมื่อกล่าวถึงวิศวกรรมโครงสร้าง มักจะเข้าใจว่าเป็นวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ คำนวณ ออกแบบอาคารและสิ่งก่อสร้าง เท่านั้น โดยวิศวกรรมโครงสร้างที่วิเคราะห์ ออกแบบในด้านเครื่องกล หรือสิ่งอื่น ๆ มักจะเรียกแยกไปตามวิศวกรรมสาขานั้น ๆ เช่น วิศวกรรมยานยนต์ วิศวกรรมอากาศยาน เป็นต้น▼
วิศวกรโครงสร้างเป็นธรรมดามากที่สุดที่จะมีส่วนร่วมกับการออกแบบอาคารและสิ่งปลูกสร้างขนาดใหญ่ที่ไม่ใช่อาคาร<ref name = IStructE/> แต่พวกเขายังสามารถมีส่วนร่วมกับการออกแบบเครื่องจักร, อุปกรณ์ทางการแพทย์, ยานพาหนะหรือรายการใดๆที่ความสมบูรณ์ของโครงสร้างมีผลกระทบต่อการทำงานหรือความปลอดภัยของรายการนั้นๆ. วิศวกรโครงสร้างจะต้องให้แน่ใจว่าการออกแบบของพวกเขาตอบสนองกับกฏเกณฑ์การออกแบบที่กำหนดให้, ตั้งบนพื้นฐานของความปลอดภัย (เช่นโครงสร้างจะต้องไม่ยุบโดยไม่มีการเตือนตามกำหนด) หรือมีความสามารถการให้บริการและประสิทธิภาพการทำงาน (เช่นการแกว่งไปแกว่งมาของอาคารจะต้องไม่ทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายกับผู้อยู่อาศัย).
ทฤษฎีวิศวกรรมโครงสร้างจะยึดตามกฎทางกายภาพที่ถูกประยุกต์ใช้และความรู้เชิงประจักษ์ของประสิทธิภาพการทำงานของโครงสร้างของวัสดุและรูปทรงเรขาคณิตที่แตกต่างกัน. การออกแบบทางวิศวกรรมโครงสร้างใช้ประโยชน์จากองค์ประกอบโครงสร้างที่เรียบง่ายหลายอย่างเพื่อสร้างระบบโครงสร้างที่ซับซ้อน. วิศวกรโครงสร้างรับผิดชอบในการใช้เงินทุน, องค์ประกอบโครงสร้างและวัสดุด้วยความคิดที่สร้างสรรค์และมีประสิทธิภาพเพื่อที่จะบรรลุเป้าหมายเหล่านี้<ref name=IStructE>{{cite web| url=http://www.istructe.org/structuralengineers/db/35.asp |title=What is a structural engineer| publisher=[[Institution of Structural Engineers]]|accessdate=2007-12-02}}</ref>.
▲แต่ในประเทศไทย เมื่อกล่าวถึงวิศวกรรมโครงสร้าง มักจะเข้าใจว่าเป็นวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์, คำนวณ, การออกแบบอาคารและสิ่งก่อสร้าง
== การวิเคราะห์โครงสร้าง ==
เส้น 33 ⟶ 41:
* ทฤษฎีหน่วยแรงใช้งาน (Working Stress) จะพิจารณาจากความเค้นคราก (Yield Stress) คือขีดกำหนดสูงสุดของความยืดหยุ่นของวัสดุ
* ทฤษฎีกำลังประลัย (Ultimate Strength) จะพิจารณาจากกำลังประลัย (Ultimate Strength) คือขีดความสามารถสูงสุดของวัสดุ
== วิศวกรโครงสร้าง (มืออาชีพ) ==
บทความหลัก: วิศวกรโครงสร้าง
วิศวกรโครงสร้างรับผิดชอบในการออกแบบทางวิศวกรรมและการวิเคราะห์โครงสร้าง. วิศวกรโครงสร้างระดับเริ่มต้นอาจจะออกแบบองค์ประกอบโครงสร้างของแต่ละส่วนของโครงสร้างใหญ่เช่นคาน, เสา, และพื้นของอาคาร. วิศวกรที่มีประสบการณ์มากกว่าอาจจะรับผิดชอบในการออกแบบโครงสร้างและความสมบูรณ์ของระบบทั้งหมดเช่นอาคารทั้งอาคาร.
วิศวกรโครงสร้างมักจะเชี่ยวชาญในสาขาเฉพาะอย่างเช่นวิศวกรรมสะพาน, วิศวกรรมอาคาร, อาคารท่อส่ง, โครงสร้างอุตสาหกรรม, หรือโครงสร้างเครื่องจักรกลพิเศษเช่นรถยนต์, เรือหรืออากาศยาน.
วิศวกรรมโครงสร้างมีมาตั้งแต่มนุษย์เริ่มที่จะสร้างโครงสร้างของพวกเขาเอง. มันกลายเป็นอาชีพที่ชัดเจนและเป็นทางการมากขึ้นกับวิวัฒนาการของวิชาชีพสถาปัตยกรรมที่แตกต่างจากวิชาชีพวิศวกรรมในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมปลายศตวรรษที่ 19. จนกระทั่งจุดนั้นสถาปนิกและวิศวกรโครงสร้างมักจะเป็นหนึ่งเดียวกัน - นักสร้างต้นแบบ. ด้วยการพัฒนาความรู้เป็นพิเศษของหลายทฤษฎีโครงสร้างที่โผล่ออกมาในช่วงที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 เท่านั้นที่ทำให้วิศวกรโครงสร้างมืออาชีพปรากฏแก่สายตา.
บทบาทของวิศวกรโครงสร้างวันนี้เกี่ยวข้องกับความเข้าใจอย่างมีนัยสำคัญของการโหลดทั้งแบบคงที่และแบบไดนามิก, และโครงสร้างที่จะต่อต้านพวกมัน, ความซับซ้อนของโครงสร้างที่ทันสมัยมักจะต้องมีความคิดสร้างสรรค์อย่างมากจากวิศวกรเพื่อให้มั่นใจว่าโครงสร้างจะสามารถรองรับและต่อต้านโหลดทั้งหลายที่พวกโครงสร้างจะต้องทำหน้าที่. วิศวกรโครงสร้างมักจะมีระดับปริญญาตรีหลักสูตรสี่หรือห้าปี, ตามด้วยอย่างน้อยสามปีของการปฏิบัติที่เป็นมืออาชีพก่อนที่จะได้รับการพิจารณาว่ามีคุณสมบัติครบถ้วน. วิศวกรโครงสร้างได้รับอนุญาตหรือได้รับการรับรองจากสังคมการเรียนรู้และหน่วยงานกำกับดูแลที่แตกต่างกันทั่วโลก (เช่นสถาบันวิศวกรโครงสร้างในสหราชอาณาจักร). ขึ้นอยู่กับหลักสูตรปริญญาที่พวกเขาได้ศึกษามาและ/ หรือเขตอำนาจที่พวกเขากำลังมองหาใบอนุญาต,พวกเขาอาจจะได้รับการรับรอง (หรือได้รับอนุญาต) เป็นแค่วิศวกรโครงสร้าง, หรือวิศวกรโยธา,หรือเป็นทั้งวิศวกรโยธาและโครงสร้าง. อีกองค์กรระหว่างประเทศหนึ่งคือ IABSE (Internation Association for Bridge and Structural Engineering)<ref>[http://www.iabse.org/association/organisation/index.php IABSE "Organisation", ''iabse website'']</ref>. จุดประสงค์ของสมาคมนี้คือเพื่อแลกเปลี่ยนความรู้และเพื่อก้าวไปสู่การปฏิบัติของวิศวกรรมโครงสร้างทั่วโลกในการให้บริการของวิชาชีพและสังคม.
== ประวัติความเป็นมาของวิศวกรรมโครงสร้าง ==
บทความหลัก: ประวัติศาสตร์ของวิศวกรรมโครงสร้าง
[[Image:Pont du gard.jpg|right|thumb|Pont Du Gard, ฝรั่งเศส, ท่อระบายน้ำยุคโรมันประมาณ 19 ปีก่อนคริสตกาล]]
วิศวกรรมโครงสร้างย้อนกลับไป 2700 ปีก่อนคริสตกาล เมื่อปิรามิดขั้นบันไดสำหรับฟาโรห์ Djoser ถูกสร้างขึ้นโดย Imhotep, วิศวกรคนแรกในประวัติศาสตร์ที่รู้จักชื่อ. ปิรามิดเป็นโครงสร้างสำคัญที่พบมากที่สุดที่สร้างขึ้นโดยอารยธรรมโบราณเพราะรูปแบบโครงสร้างของปิรามิดมีเสถียรภาพโดยเนื้อแท้และเกือบไม่สามารถปรับขนาดให้แน่นอนได้ (ซึ่งตรงข้ามกับรูปแบบส่วนใหญ่ของโครงสร้างอื่นๆ, ซึ่งไม่สามารถจะเพิ่มขนาดขึ้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับโหลดที่เพิ่มขึ้น)<ref name = Saouma/>.
อย่างไรก็ตาม มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะสังเกตุว่าเสถียรภาพทางโครงสร้างของปิรามิดเบื้องต้นไม่ได้เป็นผลมาจากรูปร่างของมัน. ความสมบูรณ์ของปิรามิดจะเป็นเหมือนเดิมตราบใดที่หินแต่ละก้อนมีความสามารถที่จะรองรับน้ำหนักของหินที่อยู่เหนือมัน<ref name=Fonte>{{cite report|title=Building the Great Pyramid in a Year : An Engineer's Report |author=Fonte, Gerard C. A.|publisher=Algora Publishing: New York|pages=34|accessdate=2013-12-05}}</ref>. บล็อกหินปูนถูกนำมาจากเหมืองใกล้สถานที่ก่อสร้าง. เนื่องจากแรงอัดของหินปูนอยู่ที่ประมาณ 30-250 MPa (MPa = Pa*10^6), บล็อกจะไม่พังลงมาภายใต้แรงอัด<ref name=standford.edu>{{cite web|url=http://www.stanford.edu/~tyzhu/Documents/Some%20Useful%20Numbers.pdf|title=Some Useful Numbers on the Engineering Properties of Materials (Geologic and Otherwise)|author=unknown|publisher=Stanford University|accessdate=2013-12-05}}</ref>. ดังนั้นความแข็งแรงของโครงสร้างของพีระมิดเกิดจากคุณสมบัติของหินที่ก่อกันขึ้นมามากกว่ารูปทรงเรขาคณิตของพีระมิด.
ตลอดประวัติศาสตร์ยุคโบราณและยุคกลาง การออกแบบทางสถาปัตยกรรมและการก่อสร้างส่วนใหญ่ได้รับการดำเนินการโดยช่างฝีมือ, เช่นช่างก่ออิฐก่อหินและช่างไม้, ที่เติบโตขึ้นมาในบทบาทของผู้สร้างต้นแบบ. ทฤษฎีของโครงสร้างก็ยังไม่เกิดและความเข้าใจว่าโครงสร้างสามารถตั้งขึ้นได้อย่างไรถูกจำกัดอย่างมาก, และเกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับหลักฐานเชิงประจักษ์ของ'สิ่งที่เคยทำงานได้มาก่อน'. ความรู้ถูกเก็บรักษาไว้โดยสมาคมวิชาชีพและไม่ค่อยอัพเดทตามความก้าวหน้า. โครงสร้างทั้งหลายถูกทำซ้ำๆกันแต่เพิ่มขึ้นในขนาดที่ใหญ่ขึ้น<ref name=Saouma>{{cite web|url=http://ceae.colorado.edu/~saouma/Lecture-Notes/se.pdf|title=Lecture notes in Structural Engineering|author=Victor E. Saouma|publisher=University of Colorado|accessdate=2007-11-02}}</ref>.
ไม่มีบันทึกว่าการคำนวณครั้งแรกของความแข็งแรงของโครงสร้างหรือพฤติกรรมของวัสดุโครงสร้าง, แต่อาชีพของวิศวกรโครงสร้างเป็นรูปเป็นร่างจริงๆในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมและการประดิษฐ์ขึ้นใหม่ของคอนกรีต (ดูประวัติของคอนกรีต). วิทยาศาสตร์กายภาพที่อยูใต้วิศวกรรมโครงสร้างเริ่มที่จะได้รับการเข้าใจในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา ({{lang-en|Renaissance}}) และมีการพัฒนามาตั้งแต่นั้นมาให้เป็นแอพพลิเคชั่นที่ทำโดยคอมพิวเตอร์ที่ถูกใช้เป็นหัวหอกในปี 1970s<ref>{{cite web |url=http://www.structuremag.org/downloads/pulse-release-ETABS-receives-Top-Seismic-product-5-24-06.pdf |title=ETABS receives "Top Seismic Product of the 20th Century" Award |year=2006 |work=Press Release |publisher=Structure Magazine |accessdate=April 20, 2012}}</ref>.
==Timeline==
* 1452-1519 เลโอนาร์โดดาวินชีได้มีส่วนช่วยเป็นอย่างมาก
* 1638: กาลิเลโอกาลิเลอีตีพิมพ์หนังสือ "สองวิทยาศาสตร์ใหม่" ที่เขาได้ตรวจสอบความล้มเหลวของโครงสร้างง่ายๆ
[[File:Galilee.jpg|left|thumb|กาลิเลโอกาลิเลอีตีพิมพ์หนังสือ "สองวิทยาศาสตร์ใหม่" ที่เขาได้ตรวจสอบความล้มเหลวของโครงสร้างง่ายๆ]]
* 1660: 'กฎของฮุค' โดยโรเบิร์ต ฮุค
* 1687: Isaac Newton ตีพิมพ์ "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" ที่ประกอบด้วย'กฎการเคลื่อนไหวของนิวตัน'
[[File:Sir Isaac Newton by Sir Godfrey Kneller, Bt.jpg|right|thumb|Isaac Newton ตีพิมพ์ "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" ที่ประกอบด้วย'กฎการเคลื่อนไหวของนิวตัน']]
* 1750: สมการเกี่ยวกับคานของ Euler-Bernoulli
* 1700-1782: แดเนียล Bernoulli แนะนำหลักการของงานเสมือน
* 1707-1783: Leonhard Euler พัฒนาทฤษฎีของการโก่งงอของคอลัมน์
[[File:Leonhard Euler 2.jpg|thumb|200px|Leonhard Euler พัฒนาทฤษฎีของการโก่งงอของคอลัมน์]]
* 1826: Claude-Louis Navier ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับพฤติกรรมการยืดหยุ่นของโครงสร้าง
* 1873: Carlo Alberto Castigliano นำเสนอวิทยานิพนธ์ของเขา "Intorno ai Sistemi elastici" ซึ่งประกอบด้วยทฤษฎีบทของเขาสำหรับการเคลื่อนย้ายแบบคอมพิวเตอร์เป็นอนุพันธ์ย่อยของพลังงานความเครียด. ทฤษฎีบทนี้รวมถึงวิธีการของ "งานน้อยที่สุด" เป็นกรณีพิเศษ
* 1874: อ็อตโต Mohr รวบรวมความคิดของโครงสร้างแบบไม่ได้กำหนดที่คงที่
* 1922: Stephen Timoshenko แก้ไขสมการเกี่ยวกับคานของ Euler-Bernoulli
* 1936: งานตีพิมพ์ของ Hardy Cross เรื่องวิธีการกระจายโมเม้นท์, นวัตกรรมที่สำคัญอันหนึ่งในการออกแบบเฟรมต่อเนื่อง
* 1941: Alexander Hrennikoff แก้ไขปัญหาการแยกส่วนของปัญหาความยืดหยุ่นของเครื่องบินโดยใช้กรอบงานแบบตาข่าย
* 1942: Richard Courant แบ่งโดเมนออกเป็นภูมิภาคย่อยที่แน่นอน
* 1956: เอกสารของ J. Turner, R. W. Clough, H. C. Martin, และ L. J. Topp เรื่อง "ความแข็งและการโก่งของโครงสร้างที่ซับซ้อน" แนะนำชื่อ "วิธีการองค์ประกอบที่แน่นอน" และเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นครั้งแรกของการรักษาที่ครอบคลุมของวิธีการที่มันเป็นเป็นที่รู้จักกันในวันนี้
==ความล้มเหลวของโครงสร้าง==
== อ้างอิง ==
{{รายการอ้างอิง}}
* [http://www.thaiengineering.com/component/content/article/297.html วิวัฒนาการ วิศวกรรมโครงสร้างไทย]
* [http://thaiengineering.com/component/content/article/301.html การออกแบบโครงสร้างอาคารใบหยก 2 เพื่อรับแรงด้านข้าง]
| |||