รางระบายน้ำ คสล. — ตัวยูและตัววี
ออกแบบผนังราง พื้นราง ฝาราง และตรวจการลอยตัวเมื่อน้ำใต้ดินสูง — คิดตอนรางว่างซึ่งเป็นกรณีวิกฤตจริง
สองเรื่องที่ทำให้รางระบายน้ำพังจริง
1. คิดตอนรางเต็มแทนตอนรางว่าง — ตอนรางมีน้ำ น้ำในรางช่วยดันผนังกลับ แรงสุทธิจึงเบา แต่ตอนรางว่าง (หน้าแล้ง หรือเพิ่งสร้างเสร็จ) ผนังรับแรงดันดิน เต็มที่ฝั่งเดียว หน้านี้จึงคำนวณตอนรางว่างเสมอ
2. รางลอยตอนว่าง — รางที่อยู่ในพื้นที่น้ำใต้ดินสูง พอรางว่างจะถูก น้ำใต้ดินดันลอยขึ้นทั้งตัว เป็นกลไกเดียวกับถังเก็บน้ำใต้ดิน ซึ่งแทบไม่มีใครตรวจ
ข้อมูลราง
รูปตัดรางที่กำลังกรอก
แรงดันดินเป็นรูปสามเหลี่ยม มากสุดที่ก้นราง — และรูปนี้เป็นตอนรางว่าง ซึ่งไม่มีน้ำในรางช่วยดันกลับ จึงเป็นกรณีที่คุมการออกแบบ · น้ำใต้ดิน ดันก้นรางขึ้นตอนรางว่าง เป็นกลไกเดียวกับถังเก็บน้ำใต้ดินลอย
สรุปผลการออกแบบ
ผ่านเกณฑ์- ผนัง / พื้นราง
- 10 / 10 ซม.
- เหล็กผนัง
- RB6 @ 25 ซม.
- ฝาราง
- หนา 8 ซม. · RB6 @ 22.5 ซม.
- การลอยตัว
- ไม่มีน้ำใต้ดิน
ขั้นตอนการคำนวณ
ทุกบรรทัดมีที่มากำกับ
- 1ความหนาผนัง 10 ซม. · พื้นราง 10 ซม.
ผนังรางเป็นโครงสร้างยื่นจากพื้นราง จึงใช้เกณฑ์เดียวกับพื้นยื่นคือหนาอย่างน้อย 1 ใน 10 ของความสูง (8 ซม.) และไม่บางกว่า 10 ซม. ที่เทและจี้คอนกรีตได้ทั่ว
อ้างอิง: rc-design-wsd 5.1.1 ความหนาต่ำสุด (ว.ส.ท. 4500) หน้า 82
- 2Ka0.3333
สัมประสิทธิ์แรงดันดินด้านข้างเชิงรุก (Rankine) — ดินยิ่งมีมุมเสียดทานมาก ยิ่งดันน้อยลง เพราะทรงตัวเองได้ดีกว่า
Ka = (1 − sin φ) / (1 + sin φ)=(1 − sin 30°) / (1 + sin 30°)=0.3333อ้างอิง: ประกาศ มท. พ.ศ. 2567 ข้อ 16 — ส่วนใต้ระดับพื้นดินต้องคิดแรงดันดินด้านข้าง น้ำหนักบรรทุกสมทบ และแรงดันลอยตัวของน้ำ หน้า 11
- 3แรงดันดิน272กก./ม.
แรงดันดินด้านข้างรวมต่อความยาวราง 1 เมตร — คิดตอน รางว่าง ซึ่งเป็นกรณีวิกฤต เพราะไม่มีน้ำในรางช่วยดันกลับ คนมักคิดตอนรางเต็มซึ่งเบากว่ามาก
½·Ka·γ·H² + Ka·q·H + ½·γน้ำ·hน้ำ²=½ × 0.333 × 1800 × 0.8² + 0.333 × 300 × 0.8 + ½ × 1,000 × 0²=272 กก./ม.อ้างอิง: ประกาศ มท. พ.ศ. 2567 ข้อ 16 — ส่วนใต้ระดับพื้นดินต้องคิดแรงดันดินด้านข้าง น้ำหนักบรรทุกสมทบ และแรงดันลอยตัวของน้ำ หน้า 11
- 4M โคนผนัง83.2กก.·ม./ม.
โมเมนต์ที่โคนผนังราง — ผนังทำงานเป็นโครงสร้างยื่นจากพื้นราง เหล็กหลักจึงอยู่ ผิวด้านในราง ซึ่งเป็นฝั่งที่ถูกดึง
F ดิน × H/3 + F สมทบ × H/2 + F น้ำ × hน้ำ/3=192 × 0.267 + 80 × 0.4 + 0 × 0=83.2 กก.·ม./ม. - 5As ผนัง0.796ซม.²/ม.
เหล็กหลักในผนังราง วางตั้ง อยู่ผิวด้านในราง (ระยะหุ้ม 3 ซม. เพราะสัมผัสน้ำและดิน)
As = M / (fs · j · d)=8320 / (1700 × 0.879 × 7)=0.796 ซม.²/ม.อ้างอิง: rc-design-wsd 3.2 คานเสริมเหล็กรับแรงดึงอย่างเดียว หน้า 41
- 6As กันร้าว1.8ซม.²/ม.
เหล็กกันร้าววางตามความยาวราง — รางเป็นโครงสร้างยาวต่อเนื่อง การหดตัวของคอนกรีตทำให้ร้าวตามขวางถ้าไม่มีเหล็กคุม (SD40: 0.0018 × b × t)
ρ × 100 × t=0.0018 × 100 × 10=1.8 ซม.²/ม.อ้างอิง: rc-design-wsd 5.1.1 เหล็กกันร้าว (ว.ส.ท. 3407) หน้า 81
- 7LL ฝาราง300กก./ม.²
น้ำหนักบรรทุกจรบนฝาราง สำหรับทางเท้าทั่วไป — ใช้ค่าเดียวกับพื้นที่ชุมนุมชนที่มีที่นั่งยึดติดพื้น เป็นค่าที่เผื่อคนยืนแน่น
อ้างอิง: กฎกระทรวง พ.ศ. 2566 ตารางน้ำหนักบรรทุกจรขั้นต่ำ หน้า 10
- 8M ฝาราง22.1กก.·ม./ม.
โมเมนต์ในฝาราง พาดข้ามความกว้างภายในราง 0.6 ม. (ฝาหนา 8 ซม. หนักเอง 192 กก./ม.²)
M = wL² / 8=492 × 0.6² / 8=22.1 กก.·ม./ม. - 9ระยะรอยต่อ6ม.
ระยะตัดรอยต่อควบคุมรอยร้าว — รางเป็นโครงสร้างยาวต่อเนื่อง คอนกรีตหดตัวตามอายุและอุณหภูมิ ถ้าไม่บังคับตำแหน่งรอยร้าวไว้ มันจะร้าวเองในตำแหน่งที่ควบคุมไม่ได้แล้วน้ำรั่วออกข้าง
อ้างอิง: เกณฑ์ปฏิบัติงานก่อสร้างทั่วไป — ไม่ใช่ข้อกำหนดตามกฎหมาย
- 10ทรายหยาบรองพื้น0.04ลบ.ม.
บดอัดแน่นทำหน้าที่เป็นท้องแบบหล่อ กันดินไหลปนเนื้อคอนกรีต และปรับระดับก้นหลุมที่ขุดมาไม่เรียบให้ได้ระดับก่อนวางเหล็ก
พื้นที่ × ความหนาทราย=0.8 × 0.05=0.04 ลบ.ม.อ้างอิง: เกณฑ์ปฏิบัติงานก่อสร้างทั่วไป ชั้นทรายรองพื้น หน้า foundation-bedding-sand-lean-concrete.md
- 11คอนกรีตหยาบ0.04ลบ.ม.
คอนกรีตกำลังต่ำไม่เสริมเหล็ก ผสม 1:3:5 โดยปริมาตร กันน้ำปูนจากคอนกรีตตัวจริงไหลซึมลงดิน และให้ผิวเรียบควบคุมระยะหุ้มเหล็กชั้นล่างสุดได้แม่นยำ
พื้นที่ × ความหนาคอนกรีตหยาบ=0.8 × 0.05=0.04 ลบ.ม.อ้างอิง: เกณฑ์ปฏิบัติงานก่อสร้างทั่วไป คอนกรีตหยาบ (lean concrete) หน้า foundation-bedding-sand-lean-concrete.md
สิ่งที่หน้านี้ไม่ได้ทำให้
อย่าลืมตัดรอยต่อทุก 6 ม.
- การคำนวณอัตราการไหลและขนาดรางที่ต้องใช้ทางชลศาสตร์ — หน้านี้ออกแบบเฉพาะความแข็งแรงของโครงสร้าง ไม่ได้บอกว่ารางขนาดนี้ระบายน้ำได้พอหรือไม่
- แรงกระแทกจากล้อรถที่วิ่งข้ามฝาราง ซึ่งต้องคิดเป็นแรงจุดพร้อมตัวคูณแรงกระแทก
- การทรุดตัวต่างกันระหว่างรางกับถนนหรืออาคารข้างเคียง