Càlcul independent de fonaments de tires de A a Z

El càlcul de les fundacions de tires és un procés complex i força laboriós que només haurien de confiar els professionals que tinguin una llicència estatal per dur a terme aquest treball. Tot i això, amb la construcció independent d’edificis de poca alçada, és molt possible fer-ho tot sol, fent els càlculs necessaris pel vostre compte, perquè el treball d’un especialista en disseny és molt car. En aquesta publicació, es considerarà detalladament la metodologia per al càlcul de la base del tipus de tira, establerta a SP 20.13330.2011 i SP 22.13330.2011.

Característiques breus i característiques del disseny

Aquest tipus de base és una estructura única en forma de cinta situada sota totes les parets de càrrega de l’edifici.

En termes de profunditat, els fonaments de les tires poden ser:

• enterrat per sota del punt de congelació del sòl;
• poc profunda (MZLF) amb una profunditat mitjana de 0,5 m;
• no enterrat.

Es considera que la profunditat és l'alçada de l'estructura de suport des del nivell de la planificació fins a la seva "base".

Estructuralment, les bases tipus cinta poden ser:

• monolític;
• seleccions nacionals.

L’estructura del fonament monolític és una cinta feta de formigó armat monolític. Els fonaments prefabricats s’erigeixen a partir de blocs de formigó, maons o pedra de runa. En la construcció moderna, sovint s’erigeixen fonaments monolítics, que permeten distribuir uniformement la càrrega al terra, evitant la seva destrucció. Els fonaments prefabricats són menys fiables, tot i que requereixen menys inversions durant la construcció.

Càlcul de la fundació de la tira: un mètode per determinar la capacitat de suport del sòl

Tots els càlculs es realitzen després de rebre el projecte amb una especificació dels materials de construcció i de subjecció necessaris per a la construcció i l’acabat de l’estructura.

El càlcul dels paràmetres de la fundació mitjançant aquest mètode es realitza en tres etapes:

1. Recollida de càrregues a la base de la tira.
2. Determinació de paràmetres (amplada de la cinta i "soles", alçada, profunditat) de la fonamentació.
3. Càlcul del possible esborrany.

Un altre pas que no està indicat a la metodologia, però que pot ser necessari quan es realitzen càlculs de la base de la tira, és la realització de treballs per corregir les dades obtingudes. Considerem cada etapa amb més detall.

Recopilació de dades primàries

A l’hora de determinar la càrrega a la base, cal tenir en compte:

• la massa de l'estructura;
• pes estimat de la fundació de la tira;
• la massa de farciment de l’edifici (equipament, persones, mobles, etc.);
• factor de càrrega de neu i vent.

La massa de l'edifici es calcula sumant el pes de tots els materials de construcció utilitzats en la construcció de la casa, tenint en compte les característiques dels materials utilitzats. Per simplificar els càlculs, us recomanem que us familiaritzeu amb la taula, que mostra les càrregues sobre les bases de les parets, els terres i els sostres de diversos materials de construcció.

Utilitzeu la taula següent per determinar les càrregues de neu en una regió específica:

Per als residents a Ucraïna, aquesta taula tindrà aquest aspecte:

Depenent de l'estructura del sostre (angle de pendent), les dades tabulars poden requerir l'ús d'un factor de correcció:

• fins a 25 °: el coeficient és 1;
• 60 ° i més: no es té en compte el coeficient.

Per calcular la càrrega de neu a la base, heu de: determinar la vostra regió al mapa, el pes de la capa de neu per 1 m² sostre, un coeficient que té en compte l’angle del pendent i, a continuació, multiplica l’àrea del sostre per les dades obtingudes.

Quan s’utilitzen solucions arquitectòniques clàssiques per a construccions de poca alçada, es poden ignorar les càrregues del vent a la base de l’estructura.

Càlcul de l'alçada del fonament de la tira

L'alçada de la banda de fonamentació és la suma dels paràmetres, incloent les dades següents:

• la profunditat de l'estesa, tenint en compte el tipus de sòl, el nivell d'aigua subterrània i la congelació del sòl en una regió determinada;
• l’alçada de la planta soterrani.

Per determinar la profunditat recomanada de la base de la tira, segons el sòl, utilitzeu la taula:

Per contrarestar les forces d’elevació, cal aprofundir la base 15-20 cm per sota del punt de congelació.

Per exemple, tingueu en compte el càlcul de l'alçada estimada de la base, sempre que la profunditat de congelació del sòl a la regió sigui d'1,5 m; l’alçada estimada del soterrani és de 0,5 m.

Els càlculs de l’alçada de la base són els següents: 1,5 + 0,5 + 20 cm (la profunditat d’estesa recomanada és inferior al punt de congelació) = 2,2 m.

Càlcul de l'amplada del "peu" de la base de la tira

El càlcul d'aquest paràmetre depèn del material utilitzat en la construcció de la "caixa", de la longitud i el gruix de les parets portants. Una versió simplificada del càlcul de l’amplada de la cinta, mitjançant les dades mitjanes que es mostren a la taula següent:

Per fer càlculs més precisos de l'amplada de la "sola" de la cinta, podeu utilitzar la fórmula:

On:

• 1.3 - factor de seguretat de la càrrega;
• P és la massa total de l'edifici amb la fonamentació en kg;
• L és la longitud de la cinta de fonamentació en cm;
• R_o - resistivitat del sòl.

Conegut els paràmetres de la cinta, podeu calcular fàcilment el volum de la base de la cinta. Això es fa de la següent manera: cal multiplicar la longitud de la cinta per la seva amplada i alçada.

S'ha d'entendre que l'estructura de fonamentació pot no tenir una secció constant. En alguns casos, la secció del fonament de la tira es pot fer en forma de paral·lelepíped amb una superfície exterior inclinada per a una millor resistència a les forces d’alçament. Es construeix una secció en forma de T amb una "base" estesa (cinta amb una base estesa) per estalviar material.

Per determinar la massa de l’estructura de suport, s’ha de multiplicar el volum de la cinta pel seu pes específic, tenint en compte els materials utilitzats per a la seva construcció.

Càlcul de la càrrega del sòl

Com es calcula una base de cintes per a la càrrega de l'estructura al sòl? Això no és difícil de fer: cal dividir la massa total de l'estructura (el pes de la casa, el farciment de l'edifici, la càrrega de neu) per l'àrea base en cm².

Per trobar l'àrea de l'estructura de suport, heu de multiplicar la seva longitud per l'amplada.

Les dades obtingudes es comparen amb la resistivitat del sòl R₀ kg / cm², sobre la qual es preveu la construcció de l'edifici.

Un exemple de càlcul de fonaments per a la capacitat de suport

Suposem que la massa total de l’estructura (parets, sostre, fonamentació, farciment), tenint en compte les càrregues de neu i vent, és de 400 mil kg. L’àrea base és de 100 mil cm² (longitud de la cinta 4 mil cm; amplada - 25 cm.) Per obtenir dades sobre la càrrega específica de l'estructura per cm² la massa total de la casa s'ha de dividir per l'àrea de la base. 400000 kg / 100000 cm² =4.

Determinem el tipus de sòl sobre el qual s’hauria de basar la construcció a partir de la taula per obtenir dades sobre la seva capacitat de suport. Tot és senzill: comparem l’indicador calculat i la capacitat de suport del sòl. Cal complir la condició: P≤ R_o on Р és la massa total de l'estructura, R_o - resistivitat del sòl. Si les dades de la taula són superiors o iguals a les calculades, no cal que feu cap ajust.

Si no es compleix la condició, per a la correcció, l'amplada de la sola augmenta 10 cm i es repeteixen els càlculs de la massa i les dimensions de la base. Això es fa fins a la condició P≤ R_o no s’executarà.

Càlcul de materials

Per saber exactament quina quantitat de formigó es necessita per aixecar la base de la casa, cal calcular el volum de la cinta de fonamentació. Com es calcula la capacitat cúbica d’una base de tires? Cal multiplicar els indicadors de la cinta de fonament obtinguts durant els càlculs, és a dir, la longitud, amplada i alçada de la base. Per exemple: la longitud de la cinta és de 40 m. L’amplada és de 25 cm i l’alçada de 2,2 m. Multiplicant les dades obtingudes obtenim el valor de 22 m.³... En fer la comanda formigó se centren en aquesta xifra, més un 10% de les accions.

Per calcular l’ordre de la quantitat de reforç cal saber:

1. El diàmetre mínim permès de les barres longitudinals, en funció de la secció transversal de la cinta.
2. El nombre de cinturons blindats amb el nombre mínim permès de files de barres longitudinals.
3. Diàmetre de la barra creuada.
4. Pas de barres de reforç transversals.
5. Longitud de la superposició de la barra.
6. Pes de la gàbia de reforç.

Tots els càlculs es fan sobre la base de les dades normatives donades al SP 52-101-2003. Per simplificar els càlculs, podeu utilitzar els serveis d’una calculadora en línia.