La base de cualquier obra de construcción importante es sentar las bases. Depende de qué tan confiable se haga esto, cuál es la vida útil esperada del edificio erigido. Es por esta razón que sentar las bases en la construcción se considera una de las etapas más importantes.
Para que la base soporte fácilmente todas las cargas esperadas, es importante no solo seguir la tecnología de su colocación, sino también calcular previamente todos los posibles impactos sobre ella. Solo un especialista que tenga una amplia experiencia en este campo puede realizar los cálculos correctos, teniendo en cuenta todos los factores que pueden tener el más mínimo impacto en la base. Pero cualquiera puede hacer un cálculo preliminar general de la carga sobre la cimentación, comprendiendo así qué tan fuerte será y eliminando costos innecesarios.
Información requerida
La primera pregunta es qué necesitas saber para calcular correctamente la cargaa la fundación. Esto es lo siguiente:
- disposición general del edificio, altura, es decir, el número de pisos, el material del que se hará el techo;
- tipo de suelo, profundidad del agua subterránea;
- material utilizado en la fabricación de elementos de construcción individuales;
- región de construcción;
- valor de la penetración de la base;
- profundidad de la congelación del suelo;
- espesor de la capa de suelo sometida a cargas deformables.
Esta información es necesaria para tener en cuenta pequeños indicadores de precisión en los cálculos.
Por qué se necesitan cálculos
¿Qué le da al futuro desarrollador el cálculo de la carga sobre la cimentación?
- Los valores correctos le permitirán encontrar el lugar más adecuado y confiable donde puede construir una estructura.
- Si calcula todo correctamente, puede evitar fácilmente la posible deformación de las paredes o de los cimientos mismos, y detrás de ellos la estructura.
- El cálculo ayudará a evitar el hundimiento del suelo (pronto destrucción de todo el edificio).
- Será posible comprender cuántos materiales se deben comprar para llevar a cabo los trabajos de construcción. Esto reducirá en gran medida el costo total.
Si los cálculos se realizan de forma incorrecta o no se realizan en absoluto, es posible que se produzcan deformaciones del edificio y los cimientos como sesgo, curvatura, hundimiento, abultamiento, balanceo, desplazamiento o desplazamiento horizontal.
Principales tipos de carga
Antes de empezar a calcular cargas, es importante saber que hay tres principalescategorías que pueden componer esta carga:
- Valor estadístico. Esta categoría incluye el peso de la estructura en sí y de cada elemento individual de la casa.
- El segundo tipo son los impactos inducidos por el clima. El viento, la lluvia y otras precipitaciones también deben incluirse en el cálculo.
- Los objetos que ya estarán dentro de la casa también ejercen una cierta presión, por lo que el cálculo de la carga sobre los cimientos debe incluir necesariamente estos indicadores.
El tipo de cimentación depende del tipo de suelo sobre el que se construye. Por lo tanto, el cálculo de la carga sobre el suelo también es importante. La base también ejerce presión y se caracteriza por indicadores como el área total del soporte y su profundidad.
Fórmula de cálculo para carga de suelo
Para determinar el valor requerido, se utiliza la siguiente fórmula básica:
N=Nf + Nd + Ns + Nv, donde H es el valor inicial, es decir, la carga total sobre el suelo, Nf es el valor que indica la carga de los cimientos, Nd es la carga de la casa, es decir, la carga del edificio, Hs es la carga estacional de la nieve, Hv es la carga del viento.
Nd para todos los tipos de cimientos se calcula de la misma manera. Nf se calcula de forma diferente según el tipo de cimentación.
Carga de tira y base monolítica
El indicador de la carga de la base sobre el suelo ayudará a determinar el tamaño óptimo del área de cimentación y evaluará la carga permitida para ella. Para este cálculo, una base de tira es estructuralmente adecuada. El cálculo de la carga se realiza según la siguiente fórmula:
Nflm=V × Q, donde V es el volumen total de la cimentación, que se obtuvo al multiplicar la altura, la longitud y el ancho de la base (cinta o monolítica); Q es la gravedad específica (densidad) del material que se utilizó en la construcción de la base. Este valor no tiene que ser calculado, en las tablas de referencia puede encontrar todos los indicadores necesarios.
A continuación, el indicador Nf se divide por el área base (S) y se obtiene el valor de la carga específica (Nu), que debe ser menor que el valor permisible de referencia de la resistencia del suelo (Сg):
Bueno=Nflm/ S ≦ Сг.
Para evitar la influencia de errores de cálculo, esta desviación debe superar el 25 %. Si el valor obtenido supera el valor de referencia, es mejor aumentar el ancho de la base, de lo contrario, comenzará a agrietarse y combarse.
El cálculo de la carga sobre la losa de cimentación en el caso de la construcción de una base monolítica se realiza de manera similar. Solo es necesario tener en cuenta las cargas de deformación, las tensiones de alabeo y los balanceos. Para ello, se sientan las bases con un margen aumentado de los valores calculados.
Carga de la base de la columna
El cálculo ayudará a calcular el número correcto de pilotes o suelas de cimentación para una construcción segura.
La gravedad específica es el valor que muestra qué presión máxima de diseño puede soportar el suelo, de modo que no haya hundimiento ni desplazamiento. El valor específico depende de qué tipo de suelo estamos hablando y en qué zona climática se planea construir la casa. Sin embargo, al calculartome el promedio - 2 kg / cm2.
La carga total que la suela de la base de la columna da al suelo se compone de la masa distribuida de la estructura y el peso de la propia columna. Por lo tanto, el cálculo de la carga sobre la base de la columna se verá así:
- Vc=Sc x Hc;
- Pc=Vc x q;
- Pfc=PC x N;
- Sfc=Sc x N;
donde Sc es el área portante de la columna, Hc es la altura, Vc es el volumen de la columna, Pc es el peso de la columna, q es la densidad del material de la columna, N es la número total de columnas, Pfc es el peso total de la cimentación, Sfc es el área total del apoyo.
Carga de pilotes de cimentación
También es posible utilizar esta fórmula para calcular las cargas sobre una base de pilotes, pero deberá modificarse ligeramente. Es decir, cuando ya se obtuvo el resultado de acuerdo con la fórmula anterior, se deberá multiplicar por el número total de pilotes, luego agregar el peso de la correa (en el caso de que esta correa se haya utilizado durante la construcción). Para obtener el valor deseado, debe multiplicar el valor obtenido por la densidad (gravedad específica) de los materiales que se utilizaron en la producción de pilotes.
Cuando se conocen el número de soportes de tornillo (N) y el peso del edificio (P), la propiedad de carga de un soporte es igual a la relación P/N. Es necesario elegir pilotes listos para usar, los más adecuados, con cierta capacidad de carga y la longitud que se adapte a las características geológicas locales.
Cargar en casa elfundación
Para hacer un cálculo general de la carga de la casa sobre los cimientos, debe sumar los indicadores de masa de las partes individuales de la casa:
- Losas y todos los muros.
- Puertas y ventanas.
- Sistemas de vigas y techos.
- Tuberías de calefacción y ventilación, fontanería.
- Todos los acabados decorativos, vapor e impermeabilizantes.
- Varios electrodomésticos, muebles y escaleras.
- Todo tipo de sujetadores.
- Personas que viven en el edificio al mismo tiempo.
Para ello necesitarás unos indicadores de las tablas (gravedad específica según el material del que esté hecha cada pieza), previamente calculados por especialistas. Ahora bien, esto es fácil de usar. Por ejemplo:
- Para edificios que utilizan un marco que no tiene más de 150 mm de espesor, el factor de carga es de 50 kg/m2.
- Si estamos hablando de paredes de hormigón celular, cuyo espesor es de hasta 50 cm, entonces - 600 kg/m2.
- Los muros de hormigón armado de hasta 15 cm de espesor ejercen una carga de 350 kg/m2.
- Las losas a base de estructuras de hormigón armado se trituran con una fuerza de 500 kg/m2.
- Solados con aislamiento y vigas de madera - hasta 300 kg/m2.
- Techo: hasta 50 kg/m2 de media.
- Si se necesita un valor que muestre la carga temporal de la nieve, entonces generalmente toman un valor promedio de 190 kg/m2 - para las regiones del norte, 50 kg/m2 - para el sur, 100 kg/m2 - para el carril central, o se encuentran multiplicando el área de proyección del techo por la carga de referencia específicacubierta de nieve.
- Si necesita calcular la carga del viento, la siguiente fórmula será útil:
Hv=P × (40 + 15 × N), donde P es el área total del edificio y H es la altura total de la casa.
Ejemplo de cálculo
El uso de los cálculos anteriores le permitirá determinar correctamente las dimensiones requeridas de los cimientos y asegurarse una estructura confiable durante muchos años. Y para que sea más fácil entender cómo usar los valores, debe mirar el ejemplo de cálculo de las cargas en la cimentación.
Como ejemplo, tomemos una casa de concreto aireado de un piso ubicada en un área protegida de la nieve y el viento como ejemplo. Cubierta a dos aguas con pendiente del 45%. Cimentación - cinta monolítica 6x3x0,5 m Paredes: altura 3 m y espesor 40 cm Suelo - arcilla.
- La carga del techo se calcula por la carga de 1 m2 de la proyección, en este ejemplo - 1,5 m.
- La carga de la pared se determina multiplicando la altura y el grosor por la carga de referencia específica del punto 2: Hc=60030, 4=720 kg.
- La carga sobre el suelo se encuentra multiplicando el área de carga por el valor del punto 4: Np=(63 / 62)500=750 kg. El área de carga está determinada por la relación entre el área de los cimientos y la longitud de esos lados, que están presionados por los troncos del piso.
- Carga desde la base de la tira (Q para hormigón y piedra triturada - 230 kg/m2): 630, 4230=1656 kg.
- Carga por metro de base: Pero=75+720+750+1656=3201 kg.
- Valor de carga de referenciapara arcilla: Cr=1,5 kg/cm2. En el ejemplo, la relación entre la carga y el área de la base es: Pozo=3201/1800=1,8 kg/cm2, donde 6x3=18 m2=1800 cm2.
El ejemplo muestra que para tales datos iniciales el tamaño de la cimentación seleccionada es insuficiente, ya que el valor calculado es mayor que el valor de referencia permitido y no garantiza la confiabilidad del edificio. El valor requerido se determina mediante una selección paso a paso.
Al planificar la construcción, se deben realizar cálculos y su análisis, de lo contrario las consecuencias de utilizar valores incorrectos pueden ser desastrosas.
