รั้วและฐานรากตีนเป็ด

ออกแบบเสารั้วและฐานรากตีนเป็ดจากแรงลมตาม มยผ.1311-50 — แยกเสาช่วงกลางกับเสาปลายแถวและเสามุมซึ่งรับแรงลมเกือบสองเท่า พร้อมโหมดรั้วบนแนวเขตที่ดิน

ทำไมรั้วถึงล้มจากปลายแถวก่อนเสมอ

มยผ.1311-50 รูปที่ ข.11 กำหนดว่าเมื่อลมพัดเฉียง 45° ให้แบ่งความยาวรั้วเป็นสามส่วน แล้วแถบปลายด้านที่รับลมใช้ค่าสัมประสิทธิ์แรงลม 1.9 เท่าของช่วงกลาง ส่วนปลายอีกด้าน ใช้เพียง 0.1 เท่า — แปลว่าเสาปลายแถวและเสามุมรับแรงลมเกือบสองเท่าของเสาช่วงกลาง ทั้งที่แบบส่วนใหญ่เขียนให้ฐานขนาดเดียวกันทั้งแนว

หน้านี้จึงออกแบบสองกรณีเสมอ และถ้าเสาปลายไม่ผ่าน ทางแก้คือขยายเฉพาะฐานเสาปลาย และเสามุม ไม่ใช่ขยายทั้งแนวซึ่งเปลืองโดยไม่จำเป็น

ข้อมูลรั้ว

1ตัวรั้ว

ชื่อ/หมายเลขงานไม่บังคับ

ความสูงรั้วม.

วัดจากผิวดินถึงขอบบนสุดของรั้ว — ยิ่งสูงยิ่งรับลมมากและแขนโมเมนต์ยาวขึ้น แรงที่ลงฐานจึงเพิ่มเร็วกว่าความสูงเป็นสองเท่า

ความยาวรั้วทั้งแนวม.

ความยาวของรั้วแนวต่อเนื่องหนึ่งแนว (ไม่ใช่ความยาวรวมทุกด้าน) — ใช้หาว่าแถบปลายที่ต้องออกแบบพิเศษยาวแค่ไหน และหาค่าสัมประสิทธิ์แรงลมจากตาราง

ระยะห่างระหว่างเสาม.

ระยะจากศูนย์กลางเสาถึงศูนย์กลางเสาต้นถัดไป — เสาหนึ่งต้นรับแรงลมของแผงรั้วกว้างเท่าระยะนี้ ระยะยิ่งห่างยิ่งประหยัดเสาแต่ฐานต้องใหญ่ขึ้น ค่าที่ใช้กันจริงคือ 2.5–3.0 ม.

ชนิดแผงรั้ว

ทึบตันเต็มพื้นที่ รับลมเต็มที่ทุกตารางเมตร และหนักที่สุด — แต่น้ำหนักที่มากช่วยถ่วงฐานรากไปด้วยน้ำหนัก 180 กก./ม.² · พื้นที่ทึบ 100% ของพื้นที่รั้ว

แรงลมอ้างอิง q·C_eกก./ม.²

หน่วยแรงลมอ้างอิงคูณค่าประกอบภูมิประเทศ — ค่าเริ่มต้น 36 มาจากกลุ่มความเร็วลมที่ 1 (ภาคกลาง ภาคตะวันออก อีสานตอนใน เหนือตอนล่าง) ที่ q50 = 39.8 กก./ม.² คูณ C_e = 0.90 · ถ้าอยู่ภาคใต้ฝั่งอ่าวไทยหรือชายฝั่งตะวันออกต้องใช้ค่าสูงกว่านี้มาก ดูได้ที่หน้าเกณฑ์การออกแบบ

2เสารั้ว

ความกว้างเสาซม.

ด้านที่วัดตามแนวรั้ว — ด้านนี้กำหนดว่าวางเหล็กยืนได้กี่เส้นในหนึ่งแถว

ความหนาเสาซม.

ด้านที่ตั้งฉากกับแนวรั้ว คือด้านที่ต้านแรงลม — เพิ่มด้านนี้ได้ผลมากกว่าเพิ่มความกว้าง เพราะกำลังต้านโมเมนต์แปรตามความลึกยกกำลังสอง

3ฐานรากตีนเป็ด

ตำแหน่งฐานเทียบกับแนวเขตที่ดิน

ฐานยาว (ทิศต้านลม)ม.

วัดตามทิศที่ลมดัน — ด้านนี้คือตัวที่ต้านการพลิกคว่ำโดยตรง ขยายด้านนี้ได้ผลมากที่สุด

ฐานกว้าง (ตามแนวรั้ว)ม.

วัดตามแนวรั้ว — ด้านนี้ช่วยเรื่องน้ำหนักถ่วงและการกระจายแรงลงดิน แต่ไม่ได้เพิ่มแขนต้านพลิกคว่ำ

ความหนาฐานซม.

ฐานตีนเป็ดของรั้วมักหนา 20–30 ซม. — หนาขึ้นได้น้ำหนักถ่วงเพิ่มด้วย ไม่ได้เสียเปล่า

ความลึกถึงท้องฐานม.

วัดจากผิวดินลงไปถึงใต้ฐาน — ดินที่กลบทับบนฐานเป็นน้ำหนักถ่วงที่ได้มาฟรี ฝังลึกขึ้นอีกไม่กี่สิบเซนติเมตรมักช่วยให้ผ่านโดยไม่ต้องขยายฐาน และกันฐานโผล่เมื่อผิวดินถูกกัดเซาะ

4ดินและวัสดุ

หน่วยน้ำหนักดินกก./ม.³

ดินถมบดอัดทั่วไปราว 1,800 — ใช้คิดน้ำหนักดินที่กลบทับบนฐาน

กำลังแบกทานที่ยอมให้กก./ม.²

ดินเหนียวแข็งปานกลางราว 10,000 · ทรายแน่นราว 15,000–20,000 — ควรยืนยันจากรายงานสำรวจดินถ้ามี

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานใต้ฐาน

ค่าที่ใช้กันทั่วไป 0.35–0.55 ขึ้นกับชนิดดิน — ใช้ตรวจว่าฐานจะไถลไปตามแรงลมหรือไม่

กำลังอัดคอนกรีต f′cกก./ซม.²

งานรั้วทั่วไปใช้ 210–240 — ตัวคุมการออกแบบเสารั้วคือเหล็ก ไม่ใช่คอนกรีต จึงไม่ต้องใช้กำลังสูง

รูปแนวรั้วและฐานราก

อัปเดตอัตโนมัติทุกครั้งที่แก้ฟอร์ม

รูปด้านแนวรั้ว — แถบสีคือค่าสัมประสิทธิ์แรงลมตาม มยผ.1311-50 รูปที่ ข.11 · แถบแดง 184.9 เทียบกับช่วงกลาง 97.3 กก./ม.²

เสาในแถบปลายรับแรงลมเกือบสองเท่า ของเสาช่วงกลาง ทั้งที่หน้าตาเหมือนกัน — และแถบนี้ยาวถึงหนึ่งในสามของแนวรั้ว ไม่ใช่แค่เสาต้นสุดท้ายต้นเดียว · ลมพัดได้ทั้งสองข้าง ปลายรั้วทั้งสองด้านจึงต้องออกแบบเหมือนกัน

รูปตัดขวางเสาและฐานตีนเป็ด — เขียนตามสัดส่วนจริง

ทิศลมที่ควบคุมการออกแบบ คือทิศที่ดันรั้วล้มออกไปทางแนวเขต เพราะฐานยื่นไป ทางนั้นไม่ได้ แขนต้านจึงสั้นที่สุด · ดินที่กลบทับบนฐาน เป็นน้ำหนักถ่วงที่ได้มาฟรี ฝังลึกขึ้นมักช่วยให้ผ่านเกณฑ์โดยไม่ต้องขยายฐาน

ยังไม่ผ่านเกณฑ์ — ให้ระบบช่วยหาขนาดที่ผ่านไหม

ระบบจะไล่หา ขนาดที่เล็กที่สุดที่ยังผ่านเกณฑ์ ให้ (ไม่ใช่โยนขนาดใหญ่ๆ ให้จบๆ ไป เพราะขนาดที่เกินจำเป็นคือค่าก่อสร้างที่เสียเปล่า) พร้อมอธิบายว่าทำไมต้องแก้ทางนั้น

สรุปผลการออกแบบ

ไม่ผ่านเกณฑ์

เสาทั้งหมด: 11ต้น
แถบปลายที่ต้องออกแบบพิเศษ: ข้างละ 10ม.
C_pa จากตาราง ข-1: 1.15
แรงลม เสาช่วงกลาง: 97.3กก./ม.²
แรงลม เสาปลาย/มุม: 184.9กก./ม.²
ที่ดินที่ต้องใช้จากแนวเขต: 0.6ม.

เปรียบเทียบเสาสองกรณี

ฐานขนาดเดียวกัน เสาหน้าตาเหมือนกัน แต่ผลต่างกันมาก

รายการ	เสาช่วงกลางแนวรั้ว	เสาปลายแถวและเสามุม
ค่า C_p ที่ใช้	1.15	2.185
หน่วยแรงลม (กก./ม.²)	97.3	184.9
โมเมนต์โคนเสา (กก.·ม.)	583.7	1109.1
เหล็กยืนต่อหนึ่งหน้า	2-DB16	2-DB20
เหล็กปลอก	RB9 @ 15 ซม.	RB9 @ 15 ซม.
SF พลิกคว่ำ (≥ 2.00)	1.95	1.03
SF เลื่อนไถล (≥ 1.50)	2.6	1.37
แรงดันใต้ฐานสูงสุด (กก./ม.²)	5769	105813
ผลรวม	ไม่ผ่าน	ไม่ผ่าน

รายการคำนวณ

ทุกค่ามีที่มาอ้างอิงกำกับ

1b/d15
อัตราส่วนความยาวรั้วต่อความสูงรั้ว — รั้วตั้งจากพื้นดิน แผ่นรับลมจึงสูงเท่ากับรั้วทั้งต้น (d = h) ทำให้ใช้แถวสุดท้ายของตาราง ข-1 ที่ระบุว่า “กรณีของกำแพง หรือป้ายที่ตั้งขึ้นมาจากพื้น”
b/d = ความยาวรั้ว ÷ ความสูงรั้ว=30 / 2=15
อ้างอิง: มยผ.1311-50 ตารางที่ ข-1 หน้า 79
2C_pa1.15
สัมประสิทธิ์หน่วยแรงลมเฉลี่ยของกำแพงอิสระ — รั้วยาวทั่วไปมี b/d เกิน 5 เกือบเสมอ (ยาวหลายสิบเมตรแต่สูงแค่สองเมตร) จึงได้ค่าต่ำสุดของตารางคือ 1.15
อ้างอิง: มยผ.1311-50 ตารางที่ ข-1 แถว d/h = 1.0 หน้า 79
3C_g2.35
ค่าประกอบการกระโชกของลมสำหรับป้ายและกำแพง — สูงกว่าโครงสร้างหลักของอาคาร (2.0) เพราะรั้วเบาและตอบสนองต่อลมกระโชกได้ไวกว่าตัวอาคาร
อ้างอิง: มยผ.1311-50 ข้อ 2.5 ตารางค่า C_g วิธีอย่างง่าย หน้า 15–16
4แถบปลายรั้วยาวข้างละ 10 ม. (ประมาณ 8 ต้นจากทั้งหมด 11 ต้น)
เมื่อลมพัดเฉียง 45° มาตรฐานให้แบ่งความยาวรั้วเป็นสามส่วน แถบปลายด้านที่ขอบชี้เข้าหาลมใช้ C_p = 1.9 C_pa ส่วนกลางใช้ C_pa และปลายอีกด้านใช้เพียง 0.1 C_pa — เสาปลายแถวและเสามุมจึงรับแรงลมเกือบสองเท่าของเสาช่วงกลาง ทั้งที่หน้าตาเหมือนกัน นี่คือเหตุผลที่รั้วมักเริ่มล้มจากปลายแถวก่อนแล้วล้มต่อกันเป็นโดมิโน
อ้างอิง: มยผ.1311-50 รูปที่ ข.11 ค. และ ง. หน้า 78
5แขนต้านพลิกคว่ำ0.6ม.
ฐานวางกึ่งกลางเสา น้ำหนักฐานและดินถ่วงอยู่ห่างจากจุดหมุน (ขอบฐาน) เท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวฐาน
L_f / 2=1.2 / 2=0.6 ม.
6ΣW3,038กก.
น้ำหนักรวมที่ถ่วงเสาหนึ่งต้น = แผงรั้ว 1080 + ตัวเสา 187 + ฐานราก 864 + ดินทับบนฐาน 907 กก. · ดินที่กลบทับบนฐานคือของฟรีที่ช่วยถ่วงได้จริง จึงควรฝังฐานให้ลึกพอ ไม่ใช่วางแค่ระดับผิวดิน
7p ช่วงกลาง97.3กก./ม.²
หน่วยแรงลมออกแบบของเสาช่วงกลาง = q·C_e × C_g × C_pa
p = q·C_e × C_g × C_p × อัตราส่วนพื้นที่ทึบ=36 × 2.35 × 1.15=97.3 กก./ม.²
อ้างอิง: มยผ.1311-50 รูปที่ ข.11 ข. (θ = 0°) หน้า 78
8p แถบปลาย184.9กก./ม.²
หน่วยแรงลมออกแบบของเสาปลายแถวและเสามุม — ใช้ C_p = 1.9 C_pa ตามรูป ข.11 ค./ง. ต้องตรวจทั้งลมเฉียงซ้ายและขวา เพราะลมพัดได้ทั้งสองข้าง ปลายรั้วทั้งสองด้านจึงต้องออกแบบเหมือนกัน
อ้างอิง: มยผ.1311-50 รูปที่ ข.11 ค. และ ง. (θ = ±45°) หน้า 78
9M โคนเสาปลาย1,109.1กก.·ม.
โมเมนต์ที่โคนเสาปลาย = แรงลมทั้งหมดที่แผงฝากไว้ คูณระยะถึงกึ่งกลางความสูง (แรงลมแผ่สม่ำเสมอตลอดความสูงรั้ว จุดกระทำลัพธ์จึงอยู่กึ่งกลาง)
M = p × H × S × H/2=184.9 × 2 × 3 × 1=1,109.1 กก.·ม.
10SF พลิกคว่ำ (เสาปลาย)1.03
โมเมนต์ต้าน ÷ โมเมนต์พลิก ของเสาปลายซึ่งเป็นกรณีวิกฤต — ฐานรากของรั้วอยู่ใต้กฎกระทรวงฯ ฐานราก เพราะรั้วที่ติดที่สาธารณะเป็น “อาคาร” ตามนิยามของ พ.ร.บ.ควบคุมอาคาร
ΣW × แขนต้าน ÷ M=1823 / 1109.1=1.03
อ้างอิง: กฎกระทรวงฯ ฐานราก 2566 ข้อ 31 (ต้องไม่น้อยกว่า 2.00) หน้า 11
11ทรายหยาบรองพื้น0.072ลบ.ม.
บดอัดแน่นทำหน้าที่เป็นท้องแบบหล่อ กันดินไหลปนเนื้อคอนกรีต และปรับระดับก้นหลุมที่ขุดมาไม่เรียบให้ได้ระดับก่อนวางเหล็ก
พื้นที่ × ความหนาทราย=1.44 × 0.05=0.072 ลบ.ม.
อ้างอิง: เกณฑ์ปฏิบัติงานก่อสร้างทั่วไป ชั้นทรายรองพื้น หน้า foundation-bedding-sand-lean-concrete.md
12คอนกรีตหยาบ0.072ลบ.ม.
คอนกรีตกำลังต่ำไม่เสริมเหล็ก ผสม 1:3:5 โดยปริมาตร กันน้ำปูนจากคอนกรีตตัวจริงไหลซึมลงดิน และให้ผิวเรียบควบคุมระยะหุ้มเหล็กชั้นล่างสุดได้แม่นยำ
พื้นที่ × ความหนาคอนกรีตหยาบ=1.44 × 0.05=0.072 ลบ.ม.
อ้างอิง: เกณฑ์ปฏิบัติงานก่อสร้างทั่วไป คอนกรีตหยาบ (lean concrete) หน้า foundation-bedding-sand-lean-concrete.md

คำเตือน: รั้วที่สร้างติดต่อหรือใกล้ที่สาธารณะถือเป็น “อาคาร” ตาม พ.ร.บ.ควบคุมอาคาร 2522 มาตรา 4 ต้องยื่นขออนุญาตก่อสร้าง — ส่วนรั้วที่อยู่ลึกเข้าไปในที่ดินไม่ติดที่สาธารณะไม่เข้านิยามนี้

คำเตือน: โมดูลนี้ยังไม่ได้ตรวจแผงรั้วเอง (อิฐก่อหรือแผ่นสำเร็จ) ว่ารับแรงลมช่วงระหว่างเสาได้หรือไม่ — สำหรับรั้วก่ออิฐให้ใช้หน้าออกแบบงานผนังก่อตรวจแผงและออกแบบเสาเอ็นคานเอ็นเพิ่ม

คำเตือน: ความหนาที่แน่นอนควรอ้างอิงรายงานสำรวจดินหรือแบบที่วิศวกรผู้ออกแบบระบุไว้ถ้ามี — ตัวเลขเริ่มต้นนี้เป็นแนวปฏิบัติทั่วไป ไม่ใช่ข้อกำหนดตายตัวทางกฎหมาย ดินอ่อนหรือฐานรากขนาดใหญ่มักต้องหนากว่านี้