Cómo calcular la base correctamente

El contenido del artículo

Profundidad de la fundación
Cálculo de cimentaciones de bandas mediante fórmulas.
Cargas e impactos
Determinación del ancho de la suela
Cálculo de cimentaciones de bandas según el cronograma.

La base es la estructura del edificio debajo del plano de planta. Su propósito es transferir las cargas de toda la estructura a la base del suelo. El suelo cargado puede cambiar su estructura, provocando deformaciones en los edificios, cuyo límite está limitado por las normas. El cálculo de los cimientos correctamente realizado garantizará la durabilidad y fiabilidad de cualquier edificio..

Las cimentaciones, según su capacidad para resistir cargas, se pueden dividir en rígidas y flexibles. Las estructuras hechas de hormigón de escombros y hormigón son rígidas. Resisten bien la compresión y no funcionan bien al estirarse y doblarse..

Las cimentaciones de hormigón armado tienen refuerzo dentro de la estructura. Percibe fuerzas de tracción y flexión, por lo que el hormigón armado es aplicable para elementos flexibles.

¡Importante! Un requisito previo para calcular cualquier cimentación es la disponibilidad de los resultados de los estudios geológicos y topográficos en el sitio de construcción..

Se considera que el edificio y la subrasante están trabajando juntos en el cálculo. La influencia desfavorable de los factores ambientales también puede cambiar la subrasante. Por ejemplo, la temperatura afecta las propiedades de hinchazón y agitación, y el agua puede cambiar la estructura del hundimiento y de los suelos salinos..

El nivel de la ubicación del agua en el suelo, su posible cambio, la composición química del agua también determinan la elección del material, la estructura y el método de construcción de la base. Todos estos datos están indicados en el informe de la encuesta..

Profundidad de la fundación

Al determinar el nivel de la suela del sótano, se tiene en cuenta lo siguiente:

estructura del edificio y su propósito;

la presencia de estructuras adyacentes y la marca del fondo de sus cimientos;

propiedades del suelo;

aguas subterráneas y cambios en su posición;

profundidad de congelación del suelo;

efectos adversos del medio ambiente;

La elevación de la parte inferior de la base se toma independientemente del nivel de congelación del suelo, si la base es un suelo no poroso y el edificio se calienta en invierno. Asimismo, si los estudios y cálculos muestran que no existen deformaciones que vulneren la resistencia de todo el edificio, con congelaciones y descongelaciones periódicas del suelo.

La base de las habitaciones con calefacción debajo de las paredes exteriores se coloca a una profundidad mayor que el valor calculado de la profundidad de congelación del suelo, si la base para ellas es suelo agitado.

El valor calculado de esta profundidad se encuentra mediante la fórmula:

re_F = k_h* d_fn, Dónde

k_h – coeficiente de condiciones térmicas en el edificio;

re_fn – profundidad estándar de congelación del suelo.

Para edificios que no se calientan en invierno k_h= 1,1; para calentado k_h tomado según la tabla.

Tipo de construcción Temperatura del aire en la habitación contigua

0 cinco diez 15 20 y más

Plantas bajas 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Pisos de retraso 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6

Pisos aislados 1.0 1.0 0,9 0,8 0,7

Edificio del sótano 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

Valor estándar d_fn tomado como el valor promedio de las profundidades de congelación estacionales anuales máximas durante 10 años.

Este valor se puede calcular mediante la fórmula:

METRO_t– un número adimensional igual a la suma de los valores absolutos de las temperaturas bajo cero en invierno en una zona determinada. Se encuentra en SP 131.13330.2012.

re₀ aceptado:

0,23 – arcillas y margas;

0,28 – arenas limosas y de grano fino;

0.3 – arenas de grano grueso y medio;

0.34 – suelos gruesos.

Los suelos agitados incluyen:

que contiene arcilla;

arenas de grano fino y limoso;

de grano grueso con inclusiones arcillo-limosas.

Cálculo de cimentaciones de bandas mediante fórmulas.

El cálculo de los cimientos de los edificios se realiza según 2 grupos de estados límite:

capacidad de carga – el primer grupo;

deformaciones – el segundo grupo.

El primer estado limitante implica una imposibilidad total de operar el edificio. El segundo es cuando el funcionamiento normal es difícil. El cálculo se realiza para determinar las dimensiones óptimas de la estructura de cimentación..

Cargas e impactos

Carga estándar multiplicada por factor de seguridad (sobrecarga) – ?_F, da el valor del calculado.

Diseño Factor de confiabilidad ?_F

Metálico 1.05

Hormigón, densidad >1600 kg / m3 1,10

Hormigón armado, piedra, piedra armada, madera, densidad <1600 kg / m3:

prefabricado – 1,2

en el sitio de construcción – 1.3

Suelos

natural 1.1

abultar 1,15

Para carga de nieve y viento ?_F = 1,4, para la acción de la temperatura ?_F = 1,1.

Por la cantidad de tiempo de acción, las cargas se dividen en permanentes y temporales. Durante la construcción, así como en funcionamiento, las cargas constantes operan sin interrupción. Estos incluyen el peso de todas las estructuras de construcción y el peso del suelo. Las cargas temporales se dividen en:

operación a largo plazo (equipo ubicado temporalmente, almacenamiento de materiales y partes de cualquier producción, peso de personas y animales, puentes grúa);

acción a corto plazo (nieve, viento, hielo, puesta en servicio y reparación de equipos, personas, etc.);

acción especial (por explosión, accidentes, avería del equipo, cambios en la estructura de la base, etc.).

El cálculo utiliza una combinación de cargas:

Básico – permanente + acción prolongada + acción corta.

Especial: permanente + largo plazo + corto plazo + una acción especial.

Al calcular la base por deformaciones, se utiliza la combinación básica de cargas. La combinación principal también se toma como fuerza en el cálculo, pero si hay cargas especiales, el cálculo se realiza para una combinación especial. Para un cierto tipo de combinación de carga, los factores de reducción de la combinación se tienen en cuenta en el cálculo: ?.

En última instancia, se elige una combinación de cargas más peligrosa. Para edificios residenciales con una estructura rígida, la carga sobre los cimientos consiste en el peso:

Cargas constantes:

Paredes, losas del piso, techos del sótano (si los hubiera).

Fundación y peso en sus bancos de suelo.

Cargas temporales:

Nieve.

Se puede tomar una carga estándar distribuida uniformemente para edificios residenciales de acuerdo con SNiP – 1,5 kPa (coeficiente de sobrecarga – ?_F = 1,3).

Determinación del ancho de la suela

Los cimientos de edificios residenciales con un esquema de estructura rígida se calculan como comprimidos centralmente. Están dispuestos simétricamente con respecto al suelo o la pared del sótano. El cálculo se realiza en función de la condición del equilibrio límite de todas las fuerzas que afectan a la base..

F – carga completa en la base, h – profundidad de la base b – ancho de la base de la base

Para hacer un cálculo preliminar, puede usar el valor R₀ según las tablas siguientes.

Cebado Densidad del suelo, kg / cm² Ángulo de fricción interno ? Módulo de deformación E, kg / cm² Peso volumétrico ?, T / m³

denso densidad media

Grandes arenas 4.5 3,5 36-41 2000-500 1,75-1,85

Arenas medianas 3,5 2.5 33-38 500-300 1.6-1.9

Arenas finas: 30-36 400-250

– poca humedad 3,0 2.0 1.6-1.9

– saturado de agua 2.5 1,5 1.8-1.9

Arenas polvorientas: 28-34 250-125 1.8-2.0

– poca humedad 2.5 2.0

– mojado 2.0 1,5

– saturado de agua 1,5 1.0

Cebado Coeficiente de porosidad Consistencia del suelo en kg / cm² Ángulo de fricción interno ? Módulo de deformación E, kg / cm² Peso volumétrico ?, T / m³

denso el plastico

Franco arenoso 0,5 3,0 3,0 18-28 200-125 1,7-1,95

0,7 2.5 2.0 1,5-1,85

Marga 0,5 3,0 2.5 12-25 250-80 1.8-1.95

0,7 2.5 1.8 1,75-1,9

1.0 2.0 1.0 1,7-1,8

Arcillas 0,5 6.0 4.0 30-36 400-250 1,9-2,0

0,6 5,0 3,0 1,9-2,0

0,8 3,0 2.0 1.8-1.9

1.1 2.5 1.0 1,7-1,8

Para una base de tira sólida, se determina el ancho de la suela:

F es la carga que actúa sobre la parte superior de la cimentación;

R₀ – resistencia del suelo, que se toma de las tablas;

?_monte– la gravedad específica promedio de la base y el suelo en sus bordes;

h – altura de la base.

Por ejemplo, determinemos el ancho de la suela de una base de tira sólida con un esquema rígido con los siguientes datos:

F = 255 kN;

R0 = 250 kPa – para margas con un coeficiente de porosidad de 0,7;

Profundidad de colocación – 1,8 m, altura h = 2,0 m. Material de cimentación – hormigón M 200, ?_monte= 2,0 kg / m³.

Para profundidades inferiores a 1,5 m, se aplica el factor m.

Profundidad de colocación h 1.4 1.3 1,2 1.1 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6

Coeficiente m 0,97 0,93 0,90 0,87 0,83 0,80 0,77 0,73 0,70

Se obtiene el ancho de suela requerido:

A continuación, aclaramos R0 para una profundidad de base de cimentación de menos de 2.0 m usando la fórmula:

R = R₀* [1 + k₁ (b – b₀) / b₀] * (d + d₀) / 2d₀;

k₁ – para arcillas, margas, margas arenosas y arenas limosas – 0,05; para arenas gruesas y suelos gruesos – 0,125.

byd – ancho y profundidad de la base

si₀ yd₀ – valores de ancho y profundidad aceptados en tablas

R = 250 • [1 + 0.05 (1.2 – 1) / 1] • (1.8 + 2) / 2 • 2 = 240 kPa

Especificamos el ancho de la base de la cimentación.

Para obtener datos más precisos, el valor calculado de la resistencia del suelo se calcula a partir de los datos de la encuesta..

Cálculo de cimentaciones de bandas según el cronograma.

Programa de cálculo para cimentaciones de tiras sólidas para muros de ladrillo externos

H 390 360 330 270

k₁ 1.04 1,00 0,96 0,90

? 0.0 cinco% diez% 15% 20% 25% treinta%

k₂ 1.07 1.04 1.02 1,00 0,98 0,96 0,93

R 0,00 300 600 900 1200 1500 1800 2100

k₃ 0,76 0,81 0,86 0,90 0,95 1,00 1.05 1,10

Calendario para el cálculo de cimentaciones de tiras sólidas para muros internos.

H 390 360 330 270

k₁ 1.04 1,00 0,96 0,90

R 0,00 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

k₃ 0,52 0,62 0,72 0,82 0,91 1,00 1.09 1,18

De acuerdo con el cronograma creado para edificios civiles con paredes de ladrillo, el cálculo se realiza utilizando los datos R y el número de pisos. El ancho de suela encontrado se multiplica por los factores de corrección k₁, a₂, a₃:

a₁ – tiene en cuenta la altura del suelo;

a₂ – relación entre el área de la ventana y el área de la pared en%;

a₃ – la carga transmitida por la superposición de un piso.

Es posible determinar el ancho de la suela usando el gráfico solo si el espesor de pared indicado en el gráfico coincide con el espesor aceptado del ladrillo..

Por ejemplo, encontremos el ancho del sótano del sótano de una pared de ladrillo externa de 77 cm de espesor en una casa de tres pisos (con sótano). En este caso, R = 2,0 kg / cm²; H = 3,0 m; ? = 20%; P = 1800 kg / carrera. m) Según la gráfica, encontramos que el ancho de la suela es b ’= 110 cm; b = 110 • 0,98 • 1,5 = 113 cm.

Todas las tablas y gráficos proporcionados son solo indicativos. Los especialistas realizan un cálculo más preciso basado en estudios de suelo (campo y laboratorio) en el sitio de construcción.