Al construir una casa usted mismo, es importante conseguir una base realmente sólida, y una de las opciones para calcular una base de cinta es un ejemplo de un edificio con un perímetro de 6 × 8 m hecho de hormigón celular con un ático en el segundo piso sin local sótano (sótano). Este tipo de soporte es la solución más universal en la mayoría de los casos de construcción individual de un edificio residencial permanente. Los cálculos cuidadosos en la etapa de diseño serán una de las condiciones para el funcionamiento a largo plazo del edificio.
Procedimiento para operaciones de liquidación
La secuencia de cálculo de una base de tira monolítica constará de 2 etapas principales, que determinarán los datos iniciales para determinar las dimensiones de la estructura. Para cada sitio de construcción específico necesita:
- determinar las cargas operativas;
- Descubra la capacidad de carga del suelo subyacente.
La relación entre la carga de peso efectiva de todos los elementos del edificio, incluidos los cimientos, y la capacidad de carga de la base del suelo le permitirá conocer el valor óptimo del ancho de la tira de soporte.
La zona de la suela de apoyo tiene una importancia decisiva. El ancho de la cinta en sí puede variar dependiendo de las dimensiones totales de los muros de carga (bloque + aislamiento + revestimiento). mostrado en los dibujos:
Para una estructura de tira con una sección transversal rectangular, los anchos a lo largo de toda la vertical son iguales. La elección de una forma de T, en la que el área de la base de la base es mayor que la base, se produce en el caso de construir un edificio macizo (2 o más pisos) a partir de bloques o ladrillos de hormigón de arcilla expandida. Para casas de madera, construcciones de madera o casas de troncos, suele ser suficiente una sección rectangular.
Los cálculos del área de la base de la parte de soporte para tipos de cimientos monolíticos y prefabricados no son diferentes.
Todos los requisitos para determinar los valores calculados y los coeficientes aceptados se detallan en los siguientes documentos reglamentarios:
- SNIP 2.02.01-83*. Cimentaciones de edificios y estructuras. Gosstroy URSS, 1995
- SNIP 2.03.01-84*. Estructuras de hormigón y hormigón armado. Comité Estatal de Construcción de la URSS, 1989
- SNIP 23-01-99*. Climatología de la construcción. Gosstroy de Rusia, 2003
- SNIP 2.01.07-85. Cargas e impactos. Comité Estatal de Construcción de la URSS, 1986
La racionalidad de elegir un cierto tipo de estructura de cimentación depende directamente de las condiciones geológicas y de ingeniería de un sitio determinado, de las condiciones de trabajo en el complejo de todos los elementos del edificio en condiciones reales.
Los errores de diseño, las violaciones de la tecnología de colocación de cimientos y los ahorros en trabajo y materiales no justificados por los cálculos pueden llevar a la necesidad de tomar medidas adicionales, cuyo costo será varias veces mayor que los costos iniciales de construcción de los cimientos.
Cargar colección
El diseño de los cimientos comienza después de que se determinan los parámetros del edificio instalado en ellos.
Para ello es necesario realizar las siguientes operaciones:
- dibujar un plano de la casa a escala con marcas para cada pared;
- establecer la altura de la elevación del sótano, asignar los materiales utilizados para ello;
- determinar los tipos y espesores de los materiales utilizados para aislamiento térmico, impermeabilización, protección contra el viento, acabado de superficies horizontales y verticales en interiores y exteriores.
Encuentre la gravedad específica de cada componente en las tablas de referencia. Un ejemplo de tal tabla:
En este ejemplo de cálculo de cimentación, debe seleccionar:
- paredes del primer piso de bloque de gas de 0,4 m de espesor, 3 m de altura, 28 m de perímetro - 20 160 kg;
- paredes del ático de 1,2 m de altura, espesor de 0,25 m, misma longitud, tronco - 5150 kg;
- tabiques de marco, de 17 m de largo y 2,7 m de alto, 16 m - 1,2 m, con un peso total de 19530 kg;
- suelos de tablones sobre vigas de madera con una densidad de aislamiento de 200 kg/m³ - 14400 kg (suelos del 1.º y 2.º piso), con un coeficiente de 1,2 = 17.280 kg;
- Techo a dos aguas de ondulina con una superficie de 58 m² - 1740 kg, con coeficiente. 1,1 = 1914 kilogramos;
- La carga útil es de 200 kg/m² (factor de seguridad 1,2): 11520 kg.
En total, el peso de las principales estructuras aéreas será de 75554 kg.
Si una casa privada no tiene un área de base pequeña a una altura significativa, entonces se puede ignorar la influencia de la carga del viento en los cimientos.
Es mejor tomar la carga de nieve según el valor máximo para una zona determinada (100 kg/m²). Con un factor de seguridad de 1,4, el techo pesaría 8.120 kg.
En total, el peso estimado de la casa sin cimientos será de 83.674 kg
Para edificios privados pequeños, la división de cargas generalmente se ignora y simplemente se suma sin utilizar factores de reducción combinados en el cálculo.
Altura de la cimentación
Al asignar una tarea de diseño, es necesario determinar las dimensiones de la base de la tira. Para determinar la carga desde la base, es necesario establecer su profundidad.
Los indicadores estacionales se muestran en los mapas:
Para un cálculo más detallado, este valor se toma de la tabla:
El requisito reglamentario para la ubicación del fondo de la base enterrada es de 0,2 a 0,3 m por debajo de la marca de congelación en una zona climática determinada.
- por debajo de la profundidad de congelación para arcilla y marga la marca se toma igual a 0,5 GP, para otros tipos de suelo no hay dependencia;
- por encima de GP - no por debajo de GP (excepto en arenas rocosas y con grava).
Para edificios livianos (madera, hormigón celular, ladrillos pequeños) sobre suelos ligeramente agitados, será de 0,5 a 0,7 m En los cálculos de diseño se utiliza un coeficiente de 1,1. En consecuencia, para la casa que se está construyendo en el ejemplo, se debe elegir una profundidad de 0,6 my una altura de base de 0,4 m.
Peso de la cinta
Es necesario sumar el propio peso del soporte a la carga calculada de la casa. Puedes construir a partir de bloques de cimentación y tomar los valores de la tabla:
Al colocar FBS 24.4.6 en 1 fila hasta el nivel del suelo, el peso sin añadir ladrillos a la base será de 15.167 kg. Una base de ladrillo macizo de 0,4 × 0,4 m pesará 8064 kg. El peso total de dicha base será de 23231 kg con un área de soporte de 0,4 m × 28 m = 11,2 m². Ahora debes calcular una base autonivelante ligera con una base ensanchada.
La altura de la parte subterránea de la tira de hormigón monolítico será de 0,6 m, la base de 0,4 m, el espesor será igual al de la pared de bloques de 0,4 m, el hormigón no armado tiene un peso volumétrico de 2400 kg/m³, seguridad de carga. factor = 1,1. Entonces la carga será: 1 m × 0,4 m × 2400 kg/m³ × 1,1 = 1056 kg/m.
El ancho de la base de la cimentación debe tomarse como 0,6 m, si le restamos el tamaño de cinta previamente tenido en cuenta de 0,4 m, podemos obtener un saliente total de 0,2 m.
El peso de la base de hormigón armado a 0,3 m es de 2500 kg/m³, en nuestro caso será de 0,3 m × 0,6 m × 2500 kg/m³ × 1,1 = 495 kg/m.
Suelo de relleno con una densidad de 1650 kg/m³, coeficiente 1,15. El resultado es 0,2 m × 1650 kg/m³ × 0,3 m × 1,15 = 113,85 kg/m.
Sumamos los valores de carga resultantes 1664,85 kg/m o 46615,8 kg. El área única para esta opción es 0,6 m × 28 m = 16,8 m²
Realizamos un cálculo similar para un monolito de hormigón rectangular de 0,3 m de ancho (con base empotrada): 1 m × 0,3 m × 2400 kg/m³ × 1,1 = 792 kg/m. La masa de todo el cinturón será de 22176 kg, el área de soporte será de 8,4 m².
Capacidad de carga básica
Para calcular con precisión la capacidad de carga del suelo que se encuentra en un sitio, se requerirán sus características físicas y mecánicas obtenidas como resultado de estudios geológicos y de ingeniería. Los costes de solicitar un informe IGE en el futuro pueden amortizarse con creces si el sitio se encuentra en condiciones difíciles y desfavorables.
De forma simplificada, puede utilizar tablas de referencia que contengan los valores dados de este indicador para tipos de suelo típicos, por ejemplo, la siguiente tabla:
Una condición importante es la homogeneidad de la capa subyacente sin la formación de las llamadas "lentes". Para aclarar todas las características, se necesita una investigación práctica sobre la geología del sitio y cálculos documentales basados en los datos más precisos.
Relación de portadora
Es posible crear la opción de cimentación seleccionada si la carga total del edificio es menor (en casos extremos, igual) a la capacidad de carga del suelo. Consideramos las opciones de base de tira resultantes:
- Bloques FBS 24.4.6 con base de ladrillo (83674 kg + 23231 kg)/11,2 m² = 9545 kg/m² o 1 kg/cm².
- Hormigón monolítico con base expandida (83674 kg + 46615,8 kg)/16,8 m² = 7754 kg/m² o 0,8 kg/cm².
- Un monolito de tira de 0,3 m de ancho tendrá el siguiente valor: (83674 kg + 22176 kg)/8,4 m² = 12601 kg/m² o 1,3 kg/cm².
De la comparación se desprende claramente que con un coste mínimo es posible construir un edificio que pese 106 toneladas sobre una base de tira autonivelante de 0,3 m de ancho.
En este video se presentan consejos de expertos sobre cómo calcular de forma independiente el área de soporte de los cimientos al construir su propia casa:
Los constructores avanzados siempre pueden utilizar programas de cálculo gratuitos que se pueden descargar (o trabajar en línea) en Internet.
En la foto se muestra un ejemplo de dicho programa:
Sin embargo, existen dudas sobre la precisión de los cálculos de casos complejos en estas calculadoras, ya que el usuario no controla claramente el funcionamiento de sus fórmulas (redondeos utilizados e integridad del cálculo).
Se obtiene un resultado confiable utilizando los métodos indicados en los códigos de construcción y la literatura de referencia especial. Es recomendable utilizar programas de calculadora para calcular más fácilmente la cantidad requerida de consumibles.
Permitirá a un desarrollador individual realizar cálculos para su propia cabaña o dependencia, incorporando en el diseño el margen de seguridad necesario para una vida útil máxima. Para cimientos de tiras, se utilizan dos cálculos:
- determinación de la capacidad de carga del suelo;
- deformación permisible del suelo.
Un ejemplo de cálculos simplificados está disponible para todos los desarrolladores; deberá recordar el curso escolar de física y matemáticas. Además, de la igualdad:
N r x L x S = 1,3 x M z + M m + N s + N v, donde
- N r – resistencia de diseño del suelo;
- L, S – largo, ancho de la base;
- M z, M m – peso del edificio y del mobiliario, respectivamente;
- N s, N v – carga de nieve, carga de viento, respectivamente;
- deberá calcular el parámetro S (ancho de la cinta).
La profundidad de colocación no se calcula, sino que se toma de las tablas correspondientes, compiladas teniendo en cuenta muchos años de práctica operativa en diversos suelos.
Después de lo cual se elabora un presupuesto para planificar el presupuesto de construcción y el transporte económico.
Datos para calcular las características de la correa.
Los ejemplos de cálculo operan con los siguientes datos:
- diseño de construcción;
- marca de congelación del suelo;
- nivel del agua subterránea;
- características del suelo.
La base de la tira se calcula en cuatro etapas:
- cálculo de la carga total sobre los cimientos: peso de las estructuras de la cabaña, cargas operativas (usuarios, muebles, interior), nieve, carga de viento;
- determinación de la presión específica de la base sobre el suelo;
- cálculo de las dimensiones geométricas de la cinta;
- ajuste de geometría basado en los resultados de cálculos anteriores.
Un ejemplo de cálculo de una cabaña de clase económica utiliza elementos estructurales como:
- base;
- base;
- superposición de nivel cero;
- caja en casa;
- particiones;
- revestimientos, techados;
- escaleras (externas, internas);
- calor, vapor, ruido e impermeabilización;
- otras estructuras (estufa, chimenea, equipos de climatización, calderas de calefacción, comunicaciones)
En esta etapa de cálculo de la base de la tira, se necesitarán dibujos (o bocetos) con las dimensiones exactas. En base a ellos se calcula el volumen de materiales de construcción utilizados. Para facilitar el diseño, existen servicios gratuitos en línea para calcular el volumen de hormigón, la cantidad de ladrillos y madera. Después de obtener los volúmenes de las estructuras, los números se multiplican por la densidad de los materiales con los que están hechas. El peso resultante de cimientos, tabiques, paredes, pisos y techos se multiplica por coeficientes de confiabilidad, diferentes para materiales estructurales individuales:
- metales – 1,05;
- madera, piedra, hormigón armado, hormigón – 1,1;
- estructuras de fábrica de hormigón armado – 1,2;
- hormigón armado vertido en el área del edificio – 1,3;
- suelo – 1,1;
- materiales ligeros – 1.3.
La densidad de los materiales se toma de tablas de referencia o SNiP. Por ejemplo, el hormigón, dependiendo del relleno, puede diferir significativamente en esta característica (de 1,8 a 2,5 toneladas por volumen cúbico). Los parámetros de la cinta se establecen en función de las características del suelo y del ancho de los materiales de la pared.
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El procedimiento para calcular las características de la cinta.
Un ejemplo de cálculo para una cabaña de un piso de 10 x 10 m con una sola partición y una altura de techo de 3 m es el siguiente:
- área S = (10 mx 4 piezas) x 3 m + 10 mx 3 m = 150 m 2. Si se utiliza una mampostería de medio ladrillo, la base de la tira experimentará carga.
- 0,75 t/m 2 x 150 m 2 = 112,5 t Con una superficie de casa de 100 metros cuadrados, con el ático cubierto con tablas sobre vigas, la base con una losa de hormigón armado añadirá carga.
- 100 m 2 x 150 kg/m 2 + 100 x 500 = 65 toneladas El cálculo de la base de la tira estará incompleto sin tener en cuenta el techo, cuyo peso se compone de los materiales de las vigas y del propio techo. . Además, el techo descansa sobre las paredes en un cierto ángulo, por lo que su área es mayor que el área del piso, 120 metros cuadrados con ángulos de pendiente de 30˚. En este caso, el sistema de vigas requerirá:
- madera de 15 x 10 cm – 10 piezas;
- tablero 20 x 5 cm – 32 uds.
La carga del sistema de vigas será:
- [(32 x 0,06) + (10 x 0,09)] x 500 = 1,41 t;
Cuando se utiliza ondulina ligera, se añaden otras 0,6 t.
Para calcular la carga de nieve se utilizan tablas SNiP, que proporcionan datos sobre las regiones de construcción. Para Krasnodar esto es 120 kg por cuadrado, por lo que el resultado final será igual a:
- 120 x 120 = 14,4 toneladas;
La carga de nieve se calcula de la misma manera, esto también requerirá estándares SNiP. En este caso, el cálculo requerirá el área de las fachadas:
- 100 m 2 x (15 x 7 + 40) = 14,5 t;
La carga del mueble en el ejemplo será de 100 m2 x 195 kg/m2 = 19,5 toneladas.
El peso total de la casa fue de 227,91 toneladas, la base de cinta transfiere cargas a suelos con diferentes resistencias, cuyos valores se resumen en las tablas SNiP. Por ejemplo, para arena gruesa es de 5 unidades, para grava con relleno de limo y arcilla – 4 unidades, piedra triturada con arena – 6 unidades. La capacidad de carga del suelo debe ser mayor que el peso total de la casa, multiplicado por 1,3 (en nuestro caso, 296,28 toneladas). Según los valores obtenidos de la resistencia calculada y el peso total de la casa, se puede ajustar el ancho de la base:
- 296,28/5000 = 59,6 cm.
El valor se redondea a 60 cm, hay que recordar que el ancho de la cinta siempre es mayor que el espesor de la mampostería. El ancho de las paredes depende de las características del material, ya que ninguno de ellos tiene cualidades universales. Las paredes deben ser:
- duradero: para soportar sistemas de vigas, techos y pisos pesados;
- cálido: los materiales estructurales tienen una alta conductividad térmica y, por lo tanto, requieren aislamiento térmico adicional;
- bellas: las fachadas deben tener valor artístico.
Por ello, en la práctica se utilizan muros compuestos (revestimiento exterior, aislamiento térmico, ladrillo o madera para soportar las vigas, barrera de vapor, decoración de interiores), lo que permite reducir el espesor de la pared y la cimentación, respectivamente.
La profundidad de las zanjas para cimientos de tiras se puede tomar de los estándares SNiP:
- 45-90 cm – sobre margas, margas arenosas, arenas;
- 0,75-1 m – sobre arcilla;
- 0,45 m – sobre una piedra.
Las fuerzas más peligrosas para las cimentaciones de cintas son las fuerzas de levantamiento que surgen durante la expansión de las arcillas saturadas de humedad. Por lo tanto, cuanto más alto es el nivel del agua subterránea, más arcilla hay en el suelo, cuanto más profunda es la marca de congelación, mayores son las fuerzas de corte, desgarro o compresión que surgen en él. En la práctica, se utilizan varias tecnologías para reducir las fuerzas de elevación:
- aislamiento del perímetro adyacente: el aislamiento térmico se pega a las paredes exteriores con una cinta, cambia de dirección en el fondo del pozo, se aleja 1,5 m a lo largo del perímetro, reteniendo el calor del subsuelo en invierno;
- reemplazo del suelo: la arcilla levantada en el fondo del cinturón se reemplaza con arena, piedra triturada, grava o mezclas de ellos, para lo cual la zanja se cava 0,35 m más profundamente que la marca de diseño;
- pilotes: en lugares críticos la cinta descansa sobre pilotes enterrados por debajo del nivel de congelación.
El refuerzo en el interior del hormigón armado evita fisuras, aumenta la resistencia y une el perímetro de la cinta en un solo conjunto.
El cálculo de los cimientos de un edificio incluye la determinación de parámetros tan importantes como profundidad, área de apoyo en el suelo, dimensiones de la base. Se deben tener en cuenta todos los factores determinantes: las características geofísicas del suelo, las características climáticas, la magnitud y dirección de las cargas, incluido el peso de todos los elementos de la estructura y la propia base.
Los datos iniciales necesarios deben obtenerse de organizaciones especializadas en estudios geológicos, así como de fuentes confiables.
Antes de comenzar la construcción, es necesario determinar la necesidad de hormigón, elementos de refuerzo y otros materiales. La construcción de los cimientos no se puede detener a la mitad y, por lo tanto, los cálculos deberían ayudar. comprar correctamente la cantidad correcta de ellos.
Debe tenerse en cuenta que los cálculos difieren ligeramente para diferentes tipos de cimentaciones. Existen diferentes métodos y variantes de bases. En ausencia de datos fiables sobre el estado del suelo en el lugar donde se construyó la casa, será necesario realizar estudios geológicos con la participación de especialistas.
Teniendo en cuenta las condiciones del suelo.
La capacidad de carga del suelo se considera la característica más importante que determina el tipo y tamaño de la cimentación. En primer lugar, depende de su densidad y estructura. Se puede evaluar por su resistencia a las cargas - Ro, lo que indica qué carga por unidad de área está permitida sin hundimiento (a nivel de la superficie). Ro se expresa en kg/cm² y se considera tabular, es decir. tamaño de referencia.
La cantidad de resistencia depende de la porosidad (densidad) del suelo y su contenido de humedad. La siguiente tabla muestra los valores de este indicador para los suelos más típicos.
Valores de resistencia de carga para algunos tipos de suelo:
| Naturaleza del suelo | Coeficiente porosidad |
Ro, kilogramos/cm² |
|
| Seco | Húmedo | ||
| franco arenoso | 0,5 0,7 |
3,1 2,6 |
3,1 2,0 |
| margas | 0,5 0,7 1,0 |
3,0 2,6 2,0 |
2,4 1,8 1,1 |
| Arcillas | 0,5 0,6 0,8 1,0 |
6,0 5,0 3,1 2,6 |
4,2 3,0 2,0 1,2 |
Los suelos de grava y piedra triturada tienen una resistencia bastante alta: 4-5 y 4,4-6 kg/cm², respectivamente, dependiendo del relleno de arcilla o arena. La arenisca de grano grueso tiene R® 3,6-4,4 kg/cm², la arenisca de grano medio - 2,6-3,4 kg/cm², la arenisca de grano fino - 2-3 kg/cm², dependiendo del contenido de humedad.
A medida que aumenta la profundidad de la formación, cambia la densidad del suelo y, por tanto, la resistencia a las cargas. Su valor a diferentes profundidades (h) se puede determinar mediante la fórmula R=0,005R0(100+h/3).
Al determinar la profundidad de la cimentación, los siguientes parámetros del estado del suelo juegan un papel importante:
- Nivel del agua subterránea. La base no debe llegar a la capa de agua. Este parámetro muchas veces resulta decisivo a la hora de elegir el tipo de base. En particular, con una gran cantidad de agua, es necesario construir una base de losa.
- Profundidad de congelación del suelo en invierno.. La base de la base debe ubicarse entre 30 y 50 cm por debajo del nivel de congelación. El hecho es que cuando el suelo se congela, se hincha mucho, lo que crea una carga flotante en la base.
- Nivel de aparición de capas muy agitadas.. La suela de la base no puede apoyarse en dicho suelo, por lo que es necesario atravesarla.
La profundidad de los cimientos de una casa privada generalmente no se calcula, porque requiere el uso de técnicas complejas. Su elección se realiza en base a las recomendaciones prácticas especificadas.
Cálculo del área de referencia.
Al elegir una base, es importante determinar correctamente el mínimo permitido. área de su apoyo en el suelo. Se puede calcular usando la fórmula S= γn F / (γc Ro), Dónde:
- γc – coeficiente de condiciones de funcionamiento;
- γn – factor de seguridad tomado igual a 1,2;
El coeficiente de condiciones de operación (condiciones de trabajo) depende de la naturaleza del suelo y la estructura. Entonces, en suelos arcillosos, para estructuras de ladrillo, se toma igual a 1,0, y para suelos de madera, 1,1.
En el caso de suelo arenoso: γc es igual a 1,2 para construcciones grandes y largas, casas pequeñas rígidas; 1.3 – para cualquier edificio pequeño; 1.4 – para casas grandes y no rígidas.
Recogida de cargas terrestres (F)
Peso de la estructura
El cálculo se basa en la carga que surge. del peso de todos los elementos de la estructura, incluida la propia base. Por supuesto, es bastante difícil calcular con precisión la masa de todas las partes estructurales y, por lo tanto, se toman los valores promedio de la gravedad específica por unidad de superficie.
Estructuras de pared:
- casas de estructura con aislamiento con un espesor de pared de 15 cm - 32-55 kg/m²;
- casa de troncos y bloques - 72-95 kg/m²;
- ladrillos de 15 cm de espesor – 210-260 kg/m²;
- paredes de paneles de hormigón armado de 15 cm de espesor - 305-360 kg/m².
Pisos:
- ático, suelo de madera, aislamiento poroso - 75-100 kg/m²;
- lo mismo, pero con un aislamiento denso - 140-190 kg/m2;
- revestimiento de suelo (sótano), vigas de madera – 110-280 kg/m²;
- Revestimiento con losas de hormigón – 500 kg/m².
- techos metálicos de láminas – 22-30 kg/m2;
- tela asfáltica, tela asfáltica – 30-52 kg/m2;
- pizarra – 40-54 kg/m2;
- Baldosas cerámicas – 60-75 kg/m2.
Calcular el peso de una estructura teniendo en cuenta las gravedades específicas dadas se reduce a determinar el área del elemento correspondiente y multiplicarlo por este indicador. En particular, para obtener el área de las paredes, es necesario conocer el perímetro de la casa y la altura de las paredes. Al calcular el techo, es necesario tener en cuenta el ángulo de pendiente.
El área de soporte de la estructura se determina al nivel de la base, lo que significa que en la carga total sobre el suelo también se debe tener en cuenta el peso de la cimentación. El método de cálculo depende de su tipo:
- base de tira. En primer lugar, se determina la profundidad (Df), que debe estar por debajo del nivel de congelación. Por ejemplo, a un nivel de 1,3 m, la profundidad normal es de 1,7 m, entonces, el perímetro de la cinta (P) se determina como 2(a + b), donde a y b son el largo y el ancho de la casa, respectivamente. El ancho de la cinta (bl) se selecciona teniendo en cuenta el grosor de la pared. En promedio es de 0,5 m, respectivamente, el volumen de la base de la tira V=P x bl x Nf. Multiplicándolo por la densidad del hormigón armado (en promedio 2400 kg/m³), obtenemos el peso estimado de la base de la tira.
- Fundación columnar. El cálculo se realiza para cada soporte. El peso de una columna se determinará como el producto de la densidad del hormigón y el volumen de vertido ( V=SxНф, donde S es el área de la columna). Además, hay que tener en cuenta el peso, que se calcula de forma similar a una base de listones.
- Para determinar el peso losa de hormigón monolítica se calcula su volumen ( V=SxНф, donde S es el área de la losa). La profundidad suele ser de unos 40-50 cm.
En invierno, la carga sobre el suelo puede aumentar significativamente debido a la acumulación de nieve en el techo. Generalmente se acepta que cuando el techo tiene una pendiente de más de 60 grados, la nieve no se acumula y carga de nieve puede ser ignorado.
Si el ángulo del techo es menor, hay que tenerlo en cuenta. Las observaciones a largo plazo dan los siguientes parámetros para esta carga:
- regiones del norte: 180-195 kg/m²;
- zona media de la Federación Rusa - 95-105 kg/m²;
- regiones del sur – hasta 55 kg/m².
Después de determinar todos los parámetros de peso especificados, puede comenzar a calcular el mínimo área única según la fórmula anterior. El completo se determinará como suma del peso de paredes, techos, techo, cimientos y carga de nieve.
Al calcular una base de columnas y pilotes, la carga total se divide por el número de soportes, porque la rejilla lo distribuye uniformemente sobre los soportes.
Cálculo de requisitos concretos.
Los trabajos de vertido de hormigón no deben detenerse hasta su total finalización. Para ello, es importante evaluar correctamente su necesidad. La cantidad requerida se calcula teniendo en cuenta el tipo de base:
- Opción de cinta. El procedimiento de cálculo se puede ver con un ejemplo. Los cimientos están hechos para una casa de 6x8 m. La profundidad de congelación del suelo es de 1 m, por lo que elegimos una profundidad de 1,4 m. El ancho de la cinta (especificado calculando el área mínima de apoyo) es de 0,5 m. El volumen de la base será V=PxblхНф, es decir. (2x6x8)x1,4x0,5=67,2 m³. Se recomienda dejar un margen de entre el 8 y el 10 por ciento. Finalmente, para esta base necesitarás 74 m³ de hormigón.
- tipo columnar. Si el soporte tiene una sección transversal rectangular, entonces su área se determinará como el producto de dos lados. Al erigir un pilar redondo, se utiliza la conocida fórmula para calcular la circunferencia. S=3,14R2, donde R es el radio de la columna.
- Cimentación de losa. El volumen está determinado por la fórmula de un paralelepípedo regular, es decir V=axbxHф, donde a y b son las dimensiones de los lados de la losa (m). Por ejemplo, para una casa de 6x8 m con una profundidad de 0,4 m, el volumen será de 19,2 m³.
Es algo más difícil tener en cuenta la necesidad adicional de hormigón al formar refuerzos sobre una base de losa. Por lo general, se fabrican en incrementos de 2 m y deben ubicarse a lo largo de los bordes.
Para el ejemplo seleccionado, el número de nervaduras de largo es 4 y de ancho 3. La longitud total de estos elementos será (8x4) + (6x3) = 50 m. El ancho y alto más típico de las nervaduras es 0,1 m. Por tanto, el volumen total adicional de hormigón será de 50x0,1x0,1=0,5 m³.
Cálculo de requisitos de refuerzo.
Antes de comenzar a trabajar, es importante evaluar y materiales necesarios para proporcionar refuerzo a los cimientos. El cálculo se realiza de la siguiente manera.
base de tira
Para ello se suelen utilizar 2 hileras horizontales de refuerzo de acero de perfil periódico con un diámetro de 10-14 mm.
Para uniones verticales y transversales, se pueden utilizar varillas lisas con un diámetro de 8-10 mm.
La conexión entre las varillas se garantiza mediante alambre de acero.
Un ejemplo de cálculo para una casa de 6x8 m. La longitud total de los cimientos es de 28 m. Para el refuerzo longitudinal se utiliza refuerzo con un diámetro de 12 mm, y se coloca en 2 piezas en cada fila (en sección transversal - 4 piezas). La longitud estándar de las varillas es de 6 m.
Al conectar se utiliza una superposición de 0,2 m, y se requieren al menos 5 juntas por cada 28 m. Para refuerzo horizontal se necesitan 28x4 = 112 m. Además, para superposiciones - 5x4x0,2 = 4 m. El resultado general es 116 metros.
Para la unión vertical se necesitan varillas con un diámetro de 8 mm. Con una altura de cimentación de 1,4 m, la longitud de cada varilla será de 1,2 m, se instalan en incrementos de 0,6 m, es decir. el número de varillas para toda la longitud es 2x28/0,6 = 94 piezas.
La longitud total será de 94x1,2=113 m En dirección transversal el ligamento se dispone en los mismos puntos. Con un ancho de cinta de 0,4 m, el largo de cada varilla es de 0,3 m, la necesidad se determina como 94x0,3 = 29 m, la necesidad total de refuerzo con un diámetro de 8 mm será 142 metros.
La necesidad de alambre para atar está determinada por el número de nudos. Hay 4 de ellos en una sección y el número total es 4x28/0,6 = 188. Un paquete requerirá aproximadamente 0,3 m de cable. El requisito total es 0,3x188=57 m.
Cálculo online de dimensiones, armaduras y necesidades de hormigón.
De columna
El refuerzo se instala en posición vertical (varillas con un diámetro de 10-12 mm), atado en sección transversal con varillas con un diámetro de 6-8 mm. Se requieren 4 varillas principales por poste y el atado se realiza en 3 lugares.
En el ejemplo considerado (profundidad 1,4 m), una columna requiere 4x1,4 = 5,6 m de refuerzo de perfil periódico con un diámetro de 10 mm. Para el atado transversal se utilizan varillas de 0,3 m de largo.
Su necesidad total es 3x4x0,4 = 4,8 m. El alambre para tejer necesita 3x4x0,3 m = 3,6 m.
Cálculo online de dimensiones, armaduras y necesidades de hormigón.
Losa
Por lo general, el refuerzo está hecho de varillas de acero con un diámetro de 6 a 8 mm, colocadas en una rejilla en una fila. El paso de colocación es de 0,3 m. Para una casa de 6x8 m necesitarás 6/0,3 = 20 varillas de ancho y 8/0,3 = 27 de largo.
La longitud total será (27x6)+(20x8) =382 m. El número de intersecciones de las varillas es 27x20=540, es decir alambre de tejer necesitas 540x0,3=162 m.
Calculadora de medidas online, así como necesidades de refuerzo y hormigón.
La adquisición adecuada de materiales le permite evitar problemas durante la construcción. Al comprarlos, se debe tener en cuenta la disponibilidad de habilidades de construcción. La falta de experiencia puede provocar un desperdicio no planificado.
La construcción de cualquier tipo de cimentación requiere cálculos. Sin tener en cuenta las cargas reales y las condiciones del suelo, es imposible garantizar su diseño fiable.
La discrepancia entre sus dimensiones y cargas puede provocar el hundimiento de la estructura o incluso su destrucción. Sólo los especialistas pueden realizar un cálculo preciso, pero cualquier persona puede realizar los cálculos de estimación necesarios.
Las tecnologías de la construcción se han ido desarrollando a lo largo de muchos siglos.
Uno de los elementos más importantes de cualquier edificio son los cimientos, que garantizan la integridad y durabilidad de toda la casa.
La versión principal y más exitosa de la estructura básica es un tipo de sistema de soporte simple y confiable.
Con la llegada del hormigón asequible y de alta calidad, la cinta ha adquirido capacidades que son muy superiores a las propiedades de opciones alternativas, principalmente en términos de capacidad de carga y eficiencia.
Al mismo tiempo, el rendimiento de la cinta está casi completamente determinado por la calidad del material, su composición y propiedades.
La clase y el grado son dos cantidades independientes que indican la calidad del hormigón..
Ambos reflejan el grado de resistencia a la compresión del material, pero difieren en su especialización.
Grado (M): un indicador relacionado con el valor cuantitativo del contenido de cemento. Clase (B): un indicador de la resistencia del material a cargas externas.
El grado del hormigón demuestra el contenido de cemento. Este es un indicador muy inestable y poco informativo, cuyo valor principal es el tiempo de congelación.
Dos piezas de hormigón endurecido de diferentes calidades pueden tener la misma calidad, ya que el contenido de cemento no determina completamente la calidad de acabado del material. Hay marcas desde M50 hasta M500.
El más común de ellos es el M200, que se utiliza para, producción de escaleras y otros elementos estructurales.
Se utilizan grados más pequeños para rellenar la capa preparatoria de una base de tira o elementos auxiliares.
Calidades más duraderas: M300-M500 se utilizan para fundir estructuras especiales, presas y piezas críticas de hormigón armado.
A diferencia de la clase, que muestra el valor medio de resistencia y permite importantes fluctuaciones en la calidad, la clase de hormigón indica la resistencia máxima, que está garantizada en el 95% de los casos.
La clase es un indicador más preciso, por lo que la mayoría de fabricantes recurren a la clase a la hora de designar la calidad de un material, aunque el uso de la marca por inercia también está muy extendido.
Calculadora online
Esquema para calcular la capacidad cúbica para cimentaciones de listones.
El volumen de hormigón se calcula en función de los parámetros de diseño de la cinta. Para determinar la cantidad requerida de material, es necesario calcular el volumen de la cinta..
El área de la sección transversal se determina multiplicando el ancho por la altura. Luego, el valor resultante se multiplica por la longitud total de la base de la tira, teniendo en cuenta la longitud de todas las secciones, incluidos los dinteles.
Es necesario utilizar las mismas unidades de medida para evitar confusiones al determinar los dígitos..
Si la longitud de la cinta está en metros, entonces la sección transversal debe calcularse en metros cuadrados.
¡IMPORTANTE!
Algunos vendedores enumeran sus productos en toneladas, mientras que otros cuentan sus productos en metros cúbicos. Es posible que sea necesario convertir el volumen de hormigón obtenido en el cálculo a unidades de peso, para lo cual es necesario conocer el peso específico del hormigón del grado deseado. Este valor de la tabla está disponible en los apéndices de SNiP. El volumen se multiplica por la gravedad específica para obtener la cantidad total de material.
Como contar
Consideremos un ejemplo específico de cálculo. Hay una cinta con una longitud total de 30 m, un ancho de 40 cm y una altura de 1 m.
Determinando la sección transversal:
0,4 1 = 0,4 m2.
Volumen de cinta:
0,4 30 = 12 m3.
Peso del hormigón (grado M200):
2,432·12 = 29,184 toneladas.
¡NOTA!
Todos los valores hay que aumentarlos entre un 10-15% para tener algo de reserva por si acaso. Por tanto, es necesario preparar el material a razón de 32 toneladas (aumentamos 29,2 en aproximadamente un 10%).
¿Qué requisitos debe cumplir?
Requisitos básicos para el hormigón utilizado en la fabricación de estructuras portantes críticas.:
- Fuerza, resistencia a todas las cargas externas.
- Alta capacidad de carga.
- La combinación de componentes debe proporcionar la máxima resistencia a la compresión y a la torsión.
- Alta resistencia a las heladas.
- Resistencia a la humedad (para las estructuras más críticas se utilizan aditivos hidrófobos especiales).
Los valores numéricos de los parámetros requeridos están determinados por el propósito de la cinta, magnitud de cargas y condiciones de operación.
La autoproducción requiere experiencia, el uso de equipos y varios asistentes; de lo contrario, existe el riesgo de interrumpir el vertido de la base, lo cual es inaceptable.
¿En qué proporciones se debe mezclar?
Si por alguna razón no es posible pedir hormigón ya preparado, deberá prepararlo usted mismo. Para hacer esto, necesita saber qué componentes se utilizan en la fabricación del material y en qué cantidades están presentes en la mezcla.
Los tipos comunes de hormigón constan de los siguientes elementos.:
- Arena.
- Grava.
- Cemento.
- Agua.
¡IMPORTANTE!
No confunda el hormigón para verter los cimientos y el mortero para colocar ladrillos. Estos son diferentes materiales. No se deben añadir aditivos para la elasticidad (soluciones jabonosas o cal). El material debe ser lo más rígido posible.
La proporción más común para fabricar tipos estructurales de hormigón.:
- Cemento - 1 parte.
- Arena - 3 partes.
- Piedra triturada - 5 partes.
- Agua - 0,5 partes.
Dependiendo de la especialización y características de la fundación, estas proporciones pueden variar en una dirección u otra.
El cemento que se utiliza habitualmente para la producción de hormigón pesado pertenece a los grados M400 o M500. Las especies más pequeñas no son adecuadas para tales fines.
La arena debe estar limpia y libre de impurezas extrañas. Río usado, con menos frecuencia: barranco lavado, sin impurezas extrañas..
Son especialmente indeseables las inclusiones de materia orgánica y arcilla. Aumentan la fluencia y la contracción del material, por lo que es necesario eliminarlos.
La piedra triturada utilizada para preparar la mezcla debe ser de tamaño mediano (1-3 cm) y libre de impurezas orgánicas.
Es obligatoria la presencia de áridos (arena y piedra triturada) en el hormigón. El agua y el cemento forman los llamados. Piedra de hormigón, muy susceptible a la retracción, alcanzando hasta 2 mm por metro de altura.
La presencia de rellenos reduce la contracción y forma una especie de, recibiendo cargas y redistribuyéndolas por todo el volumen del material.
Cuando hablamos de proporciones de hormigón, debemos centrarnos en las unidades de medida. Generalmente las piezas se cuentan en unidades de peso.
En la práctica, las medidas volumétricas se utilizan con mayor frecuencia, por ejemplo, cubos.
Hay que tener en cuenta que el peso de un cubo es diferente para cada material.:
- Arena - 19 kg.
- Cemento - 15 kg.
- Piedra triturada - 17,5 kg.
Teniendo en cuenta la diferencia de peso volumétrico, la proporción óptima de componentes (en cubos) será la relación 2-5-9 (C-P-SC).
Generalmente se agrega agua a la mitad del volumen de cemento. El conocimiento de estas sutilezas le permitirá mezclar correctamente la composición y evitar errores al crear una estructura tan crítica como una base en tiras.
Cómo amasar correctamente
La mejor forma de hacer hormigón es utilizar una hormigonera. No es necesario adquirirlo para uso propio, puedes alquilar el dispositivo por varios días.
Es necesario mezclar tal cantidad de material que se pueda utilizar en 2 horas.
Esta regla permite suministrar material rítmicamente al sitio sin sobrecargar a los trabajadores..
Cabe señalar que lo más importante es hacer el trabajo lo más rápido posible, por lo que debes guiarte por los requisitos de la situación.
El hormigón se mezcla de la siguiente manera::
- Las cantidades necesarias de arena, cemento y piedra triturada se vierten en una hormigonera o en un recipiente especialmente diseñado para ello.
- Se mezclan bien hasta obtener una mezcla homogénea.
- Se vierte agua gradualmente. Durante todo el proceso, el material se mezcla constantemente.
- El resultado debe ser un concreto que se mezcle con bastante facilidad y que no se deslice demasiado libremente de la pala.
Si se utiliza arena húmeda, se debe reducir ligeramente la cantidad de agua. En general, la consistencia del material está determinada por sus propios sentimientos.
Si es necesario, agregue agua, ya que en ella se vierte el hormigón. El material demasiado espeso no se deposita uniformemente y forma burbujas que son difíciles de eliminar..
Vídeo útil
En esta sección descubrirá cuánto hormigón se necesita para una base de listones:
Conclusión
La calidad del hormigón depende directamente de las propiedades de los componentes, proporciones y tecnología de fabricación.
Al hacerlo usted mismo, es posible controlar la composición de la mezcla, pero cuando se utiliza hormigón prefabricado, se deben tener en cuenta mayores tolerancias de calidad y elegir un grado más pesado.
Esto no supondrá una gran diferencia en los costos, pero ayudará a obtener un material duradero y de alta calidad para rellenar la cinta.
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Base de tiras de bricolaje
La tecnología para construir una base de tira monolítica es bastante simple, a diferencia de una base de columna o de losa. La base es una tira de hormigón armado que pasa por debajo de todas las paredes exteriores e interiores de la casa. Una base de este tipo requiere una mayor intensidad de mano de obra y un alto consumo de materiales de construcción en comparación con una base de pilotes. La construcción de cimientos de cinta se utiliza debajo de paredes de ladrillo, hormigón o piedra, así como para casas con pisos pesados (hormigón armado o metal). La base reforzada en tiras es perfecta para casas con sótanos y sótanos, ya que las paredes de la base reforzada forman las paredes del sótano. Vale la pena recordar que el ciclo cero de construcción de una casa es casi siempre la etapa más costosa y su costo a veces alcanza un tercio del costo de toda la casa particular. Recomendamos no escatimar en calidad y cantidad de materiales de construcción.
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