Cálculo independiente de cimentaciones de bandas de la A a la Z

El cálculo de cimentaciones de bandas es un proceso complejo y bastante laborioso en el que deben confiar exclusivamente los profesionales que tengan una licencia estatal para realizar dicho trabajo. Sin embargo, con la construcción independiente de edificios de poca altura, es muy posible hacerlo por su cuenta, haciendo los cálculos necesarios usted mismo, porque el trabajo de un especialista en diseño es muy costoso. En esta publicación, se considerará en detalle la metodología para calcular la base del tipo de tira, establecida en SP 20.13330.2011 y SP 22.13330.2011.

Breves características y características de diseño.

Este tipo de base es una estructura única en forma de cinta, ubicada debajo de todos los muros de carga del edificio.

En términos de profundidad, los cimientos de tiras pueden ser:

• enterrado por debajo del punto de congelación del suelo;
• someras (MZLF) con una profundidad media de 0,5 m;
• no enterrado.

Se considera profundidad la altura de la estructura de soporte desde el nivel de la planificación hasta su "base".

Estructuralmente, las bases tipo cinta pueden ser:

• monolítico;
• selecciones nacionales.

La estructura de la base monolítica es una cinta hecha de hormigón armado monolítico. Los cimientos prefabricados se erigen a partir de bloques de hormigón, ladrillos o escombros. En la construcción moderna, los cimientos monolíticos se erigen con mayor frecuencia, lo que permite distribuir uniformemente la carga en el suelo, evitando su destrucción. Los cimientos prefabricados son menos confiables, aunque requieren menos inversión en construcción.

Cálculo de la base de la tira: un método para determinar la capacidad de carga del suelo.

Todos los cálculos se llevan a cabo después de recibir el proyecto en manos con una especificación de los materiales de construcción y fijación usados ​​necesarios para la construcción y el acabado de la estructura.

El cálculo de los parámetros de la base de acuerdo con este método se realiza en tres etapas:

1. Recolectando cargas en la base de la tira.
2. Determinación de los parámetros (ancho de la cinta y "suelas", altura, profundidad) de la cimentación.
3. Cálculo del posible calado.

Otro paso que no se indica en la metodología, pero que puede ser necesario a la hora de realizar cálculos de la cimentación de la tira, es la realización de trabajos para corregir los datos obtenidos. Consideremos cada etapa con más detalle.

Recolección de datos primarios

Al determinar la carga en la base, es necesario tener en cuenta:

• la masa de la estructura;
• peso estimado de la base de la tira;
• la masa del relleno del edificio (equipos, personas, muebles, etc.);
• factor de carga de nieve y viento.

La masa del edificio se calcula sumando el peso de todos los materiales de construcción utilizados en la construcción de la casa, teniendo en cuenta las características de los materiales utilizados. Para simplificar los cálculos, le recomendamos que se familiarice con la tabla, que muestra las cargas en los cimientos de las paredes, pisos y techos hechos de varios materiales de construcción.

Utilice la siguiente tabla para determinar las cargas de nieve en una región específica:

Para los residentes de Ucrania, esta tabla se verá así:

Dependiendo de la estructura del techo (ángulo de pendiente), los datos tabulares pueden requerir el uso de un factor de corrección:

• hasta 25 ° - el coeficiente es 1;
• 60 ° y más: el coeficiente no se tiene en cuenta.

Para calcular la carga de nieve en la base, debe: determinar su región en el mapa, el peso de la capa de nieve por 1 m² techo, un coeficiente que tiene en cuenta el ángulo de la pendiente, y luego multiplica el área del techo por los datos obtenidos.

Cuando se utilizan soluciones arquitectónicas clásicas para construcciones de poca altura, se pueden ignorar las cargas de viento en la base de la estructura.

Cálculo de la altura de la base de la tira.

La altura de la tira de cimentación es la suma de los parámetros, incluidos los siguientes datos:

• la profundidad de la colocación, teniendo en cuenta el tipo de suelo, el nivel de agua subterránea y la congelación del suelo en una región en particular;
• la altura del piso del sótano.

Para determinar la profundidad recomendada de la base de la tira, según el suelo, use la tabla:

Para contrarrestar las fuerzas de levantamiento, es necesario profundizar la base 15-20 cm por debajo del punto de congelación.

Por ejemplo, considere el cálculo de la altura estimada de la base, siempre que la profundidad de congelación del suelo en la región sea de 1,5 m; la altura estimada del sótano es de 0,5 m.

Los cálculos de la altura de la base son los siguientes: 1,5 + 0,5 + 20 cm (la profundidad de colocación recomendada está por debajo del punto de congelación) = 2,2 m.

Cálculo del ancho del "pie" de la base de la tira.

El cálculo de este parámetro depende del material utilizado en la construcción de la "caja", la longitud y el espesor de los muros de carga. Una versión simplificada del cálculo del ancho de la cinta, utilizando los datos promedio que se muestran en la siguiente tabla:

Para cálculos más precisos del ancho de la "suela" de la cinta, puede usar la fórmula:

Dónde:

• 1.3 - factor de seguridad de la carga;
• P es la masa total del edificio con la base en kg;
• L es la longitud de la cinta de base en cm;
• R_o - resistividad del suelo.

Conociendo los parámetros de la cinta, puede calcular fácilmente el volumen de la base de la cinta. Esto se hace de la siguiente manera: es necesario multiplicar la longitud de la cinta por su ancho y alto.

Debe entenderse que la estructura de la base puede no tener una sección transversal constante. En algunos casos, la sección de la base de la tira puede realizarse en forma de paralelepípedo con una superficie exterior inclinada para una mejor resistencia a las fuerzas de levantamiento. Se levanta una sección transversal en forma de T con una "base" extendida (cinta con una base extendida) para ahorrar material.

Para determinar la masa de la estructura de soporte, el volumen de la cinta debe multiplicarse por su peso específico, teniendo en cuenta los materiales utilizados para su construcción.

Cálculo de la carga del suelo.

¿Cómo calcular una base de tira para la carga de la estructura en el suelo? No es difícil hacer esto: debe dividir la masa total de la estructura (el peso de la casa, el relleno del edificio, la carga de nieve) por el área de la base en cm².

Para encontrar el área de la estructura de soporte, debe multiplicar su longitud por su ancho.

Los datos obtenidos se comparan con la resistividad del suelo R₀ kg / cm², sobre el que se planea la construcción del edificio.

Un ejemplo de cálculo de una base para la capacidad de carga.

Supongamos que la masa total de la estructura (paredes, techo, cimentación, relleno), teniendo en cuenta las cargas de nieve y viento, es de 400 mil kg. El área de la base es de 100 mil cm.² (longitud de cinta 4 mil cm; ancho - 25 cm.) Para obtener datos sobre la carga específica de la estructura por cm² la masa total de la casa debe dividirse por el área de la base. 400000 kg / 100000 cm² =4.

Determinamos el tipo de suelo en el que se supone que se basa la construcción en la tabla para obtener datos sobre su capacidad portante. Entonces todo es simple: comparamos el indicador calculado y la capacidad de carga del suelo. Es necesario que se cumpla la condición: P≤ R_o donde Р es la masa total de la estructura, R_o - resistividad del suelo. Si los datos de la tabla son mayores o iguales que los calculados, no es necesario realizar ajustes.

Si no se cumple la condición, para la corrección, el ancho de la suela aumenta en 10 cm y se repiten los cálculos de la masa y las dimensiones de la base. Esto se hace hasta que la condición P≤ R_o no se ejecutará.

Cálculo de materiales

Para saber exactamente cuánta mezcla de concreto se requerirá al erigir la base de una casa, debe calcular el volumen de la cinta de cimentación. ¿Cómo calcular la capacidad cúbica de una base de tira? Es necesario multiplicar los indicadores de la cinta de base obtenidos durante los cálculos, es decir, la longitud, el ancho y la altura de la base. Por ejemplo: la longitud de la cinta es de 40 m, el ancho es de 25 cm, la altura es de 2,2 m. Multiplicando los datos obtenidos, obtenemos el valor 22 m³... Al ordenar hormigón centrarse en esta cifra, más el 10% de las acciones.

Para calcular el orden de la cantidad de refuerzo necesita saber:

1. El diámetro mínimo permitido de las barras longitudinales, dependiendo del área de la sección transversal de la cinta.
2. El número de cinturones blindados con el número mínimo permitido de filas de varillas longitudinales.
3. Diámetro de la barra transversal.
4. Paso de barras de refuerzo transversales.
5. Longitud de la superposición de la barra.
6. Peso de la jaula de refuerzo.

Todos los cálculos se realizan sobre la base de los datos normativos dados en SP 52-101-2003. Para simplificar los cálculos, puede utilizar los servicios de una calculadora en línea.