ฐานราก (Foundation Design)

ทำไมต้องออกแบบฐานรากแยก?

ETABS วิเคราะห์แค่ โครงสร้างส่วนบน (Superstructure) เท่านั้น ไม่ได้ออกแบบฐานรากให้ เราต้อง:

1. ดึง Reaction ที่ฐานเสาจาก ETABS
2. นำไปออกแบบฐานรากด้วย SAFE หรือ คำนวณมือ
3. วาดแบบฐานรากใน Revit

---

✍️ Tutorial: ดึงค่า Reaction ที่ฐานเสา

ขั้นที่ 1: ดูค่า Reaction ทีละจุด

1. Run Analysis ให้เสร็จก่อน (ตามบทที่ 8)
2. ไปที่ Display > Show Tables…
3. ในหน้าต่าง Choose Tables เลือก:
   • ✅ Joint Reactions (อยู่ในหมวด ANALYSIS RESULTS)
4. กด OK
5. ผลลัพธ์: ตารางแสดง Reaction ทุกจุดรองรับ

คอลัมน์	ความหมาย	หน่วย (MKS)
F1	แรงแนวแกน X	kgf
F2	แรงแนวแกน Y	kgf
F3	แรงแนวแกน Z (แรงกดลง)	kgf
M1	โมเมนต์รอบแกน X	kgf·m
M2	โมเมนต์รอบแกน Y	kgf·m
M3	โมเมนต์รอบแกน Z (บิด)	kgf·m

[!IMPORTANT] F3 คือค่าที่สำคัญที่สุด! นี่คือแรงกดที่ฐานเสาส่งลงฐานราก ใช้เป็นค่าหลักในการออกแบบขนาดฐานราก

ขั้นที่ 2: Export ตาราง Reaction

1. ในหน้าต่างตาราง คลิก File > Export to Excel (หรือ Export to CSV)
2. ตั้งชื่อไฟล์: Condo30_Reactions.xlsx
3. กด Save

[!TIP] เลือก Output Case ให้ถูก! ใช้ค่าจาก Envelope/Strength Combos (เช่น 1.2DL+1.6LL และชุดลม/แผ่นดินไหว) ไม่ใช่ค่าจาก Dead หรือ Live แยกๆ เพราะต้องเอาค่าสูงสุดไปออกแบบครับ

ขั้นที่ 3: หาค่า Reaction สูงสุด

จากตาราง Excel ให้หา:

ค่าที่ต้องการ	วิธีหา	ตัวอย่าง (คอนโด 30 ชั้น)
P_max (แรงกดสูงสุด)	ค่า F3 มากที่สุดจาก Envelope	~850,000 kgf (850 ตัน)
P_service (แรงใช้งาน)	ค่า F3 จาก DL+LL (ไม่ Factor)	~550,000 kgf (550 ตัน)
M_max (โมเมนต์สูงสุด)	ค่า M1 หรือ M2 มากที่สุด	~15,000 kgf·m

---

การออกแบบฐานราก (3 วิธี)

วิธีที่ 1: ใช้ SAFE (แนะนำ ⭐)

SAFE เป็นโปรแกรมจาก CSI เหมือน ETABS ใช้ออกแบบฐานราก/พื้น โดยเฉพาะ:

1. เปิด SAFE -> สร้าง Model ใหม่
2. Import Reactions จาก ETABS:
   • File > Import > ETABS .edb File
   • เลือกไฟล์ .edb ของโปรเจกต์
   • SAFE จะดึง Reaction มาเป็น Load ที่ฐานเสาอัตโนมัติ!
3. วาดฐานราก:
   • Draw > Footing -> เลือก Isolated Footing (ฐานเดี่ยว) หรือ Mat Foundation (แพ)
4. กำหนดดิน:
   • Assign > Soil Subgrade Modulus
   • ค่าทั่วไป: 2-5 kgf/cm³ (ดินแข็ง) หรือ 0.5-2 kgf/cm³ (ดินอ่อน)
5. Run Analysis -> ดูผล:
   • Bearing Pressure (ความดันใต้ฐาน)
   • Punching Shear (แรงเจาะทะลุ)
   • Reinforcement Required (เหล็กที่ต้องใช้)

[!WARNING] ค่า Soil Subgrade Modulus ได้จากรายงานเจาะสำรวจดิน (Soil Investigation Report) เท่านั้น! อย่าเดาค่าเอง ถ้ายังไม่มีผลเจาะดินให้ใช้ค่า Conservative (ค่าต่ำ) ไปก่อนครับ

วิธีที่ 2: คำนวณมือ (Isolated Footing)

สำหรับฐานรากเดี่ยว (Isolated Footing) สูตรพื้นฐาน:

ขั้นที่ 1: หาขนาดฐาน

ขนาดฐาน (A) = √(P_service / q_allow)

โดย:
- P_service = แรงกดใช้งาน (kgf) → จาก ETABS (DL+LL ไม่ Factor)
- q_allow = กำลังรับน้ำหนักของดิน (kgf/m²) → จากรายงานเจาะดิน

ตัวอย่าง:
- P_service = 550,000 kgf
- q_allow = 20,000 kgf/m² (20 ตัน/ม²)
- A = √(550,000 / 20,000) = √27.5 = 5.24 m
- ใช้ฐาน 5.50 × 5.50 m

ขั้นที่ 2: เช็ค Bearing Pressure

q_actual = P_factored / (B × L)
q_actual ≤ q_allow → OK ✅

ขั้นที่ 3: ออกแบบเหล็กเสริม

M_u = q_u × B × (cantilever)² / 2
As = M_u / (0.9 × fy × jd)

โดย:
- fy = 4,000 ksc (SD40)
- jd ≈ 0.9d

[!NOTE] การคำนวณมือเหมาะกับฐานรากเดี่ยวที่ไม่ซับซ้อน ถ้าเป็น Mat Foundation (ฐานรากแพ) หรือ Pile Foundation (ฐานรากเสาเข็ม) แนะนำใช้ SAFE ดีกว่าครับ

วิธีที่ 3: ฐานรากเสาเข็ม (Pile Foundation)

สำหรับอาคาร 30 ชั้นในกรุงเทพฯ มักต้องใช้เสาเข็ม:

1. เลือกขนาดเสาเข็ม: ดูจากรายงานเจาะดิน

   • เสาเข็มเจาะ (Bored Pile): Ø 600-1500 mm
   • เสาเข็มตอก (Driven Pile): Ø 300-600 mm (ขนาดเหลี่ยม 0.22-0.40 m)

2. หาจำนวนเสาเข็ม:

   จำนวนเข็ม = P_service / Q_allow_per_pile
   
   ตัวอย่าง:
   - P_service = 550 ตัน
   - เสาเข็มเจาะ Ø800 mm, Q_allow = 120 ตัน/ต้น
   - จำนวน = 550/120 = 4.58 → ใช้ 5 ต้น (หรือ 6 ต้น เพื่อความปลอดภัย)

3. วางผัง: จัดเสาเข็มให้สมมาตร ระยะห่าง ≥ 2.5Ø (เช่น Ø800 ห่างกัน ≥ 2.0 m)

4. ออกแบบ Pile Cap: ใช้ SAFE หรือคำนวณมือ (คล้ายฐานรากเดี่ยว)

---

ส่งแบบฐานรากไป Revit

หลังออกแบบฐานรากเสร็จ:

1. เปิด Revit -> ไปที่แปลน Foundation (Level ล่างสุด)
2. วาดฐานราก: Structure > Foundation > Isolated (ฐานเดี่ยว) หรือ Slab (ฐานแพ)
3. ใส่ค่าจากที่ออกแบบ:
   • ขนาด (B × L)
   • ความหนา
   • เหล็กเสริม (ใช้วิธีเดียวกับบทที่ 5 ของ Revit Guide)
4. ทำ Schedule ถอด BOQ ฐานราก