Bosquejo de los elementos constitutivos de una base de pilotes con reja.

Los cimientos de pilotes enrejados son merecidamente populares entre aquellos desarrolladores privados que desean construir cimientos de alta calidad en el menor tiempo posible en un paisaje con una estructura compleja. Después de todo, la reja puede ser poco profunda o poco profunda, lo que supone un importante ahorro de costes para su construcción.

Pero existe el problema de calcular correctamente la cantidad requerida de estructuras de carga, su tipo y el paso de instalación, por lo que antes de la construcción es necesario realizar una recopilación completa de información.

Además, primero se diseñan los cimientos teniendo en cuenta las características del futuro edificio, porque el costo final de la construcción de la casa depende de cuántos pilotes se instalen, y solo entonces se calcula la base de pilotes.

¿Qué información debería recopilar primero?

1. Obtenga información detallada sobre el estado de los suelos, la altura de los horizontes de agua y el grado de movilidad de las capas individuales.
2. Desarrollar un proyecto para la futura casa, teniendo en cuenta los materiales de construcción utilizados y, además, tener en cuenta errores en los muebles y otros materiales.
3. Calcule cuánto peso de todos los materiales de construcción se necesita para construir una casa.
4. Determine la profundidad de las capas de rocas fuertes y el grado de levantamiento.
5. Seleccione el tipo óptimo de pilotes y características de reja.
6. Calcule la carga permitida por unidad de área de suelo, así como el número permitido de estructuras portantes.

Como regla general, el diseño de dichos cimientos implica recopilar toda la información sobre el futuro edificio y el sitio de construcción. Se trata de cálculos de ingeniería complejos que debe realizar un constructor profesional con experiencia en este campo.

Además, dada la zona abierta entre la casa y el suelo, la inclinación de la estructura bajo la influencia del viento es inevitable y hay que tenerlo en cuenta.

Al calcular dichos cimientos, a veces también se tiene en cuenta cuánto y qué tipo de materiales impermeabilizantes se necesitan para proteger los cimientos. El diseño y cálculo de esta cimentación consta de varias etapas clave:

• selección del diámetro óptimo de los pilotes utilizados;
• cálculo de la longitud máxima permitida de la estructura;
• cálculo de la cantidad mínima de materiales sobre los que se ubicará la reja;
• cálculo de la capacidad portante de pilotes perforados como alternativa a los de fábrica;
• Cálculo y selección de rejas.

En la etapa de diseño, es necesario decidir inmediatamente qué tipo de estructura se utilizará. Después de todo, el número máximo posible de estructuras, su diámetro permitido y la tecnología de construcción dependen de sus características.

Seleccionar el diámetro óptimo de la estructura.

Está claro que cada tipo está diseñado para su propia carga permitida, por lo que en algunos casos los propios profesionales calculan el diámetro y lo ajustan a los estándares de fábrica. Así, ahora en el mercado de materiales de construcción se pueden pedir estructuras con diámetros de 57, 76, 89 y 108 mm. Se seleccionan de acuerdo con ciertas reglas:

1. El diámetro de 57 mm está diseñado para una carga pequeña, por lo que a menudo se usa para construir cimientos para cercas, cobertizos y otras dependencias de pequeño peso.
2. El diámetro de 76 mm está diseñado para una carga máxima de hasta 3 toneladas, por lo que se utiliza para la construcción de dependencias ligeras.
3. El diámetro de 89 mm ya tiene una mayor capacidad de carga y puede soportar cargas de hasta 5 toneladas por unidad, por lo que es óptimo para la construcción de edificios residenciales de un piso.

Pero un diámetro de 108 mm ya es capaz de soportar edificios residenciales de varios pisos. Solo es necesario construirlos con materiales de construcción relativamente livianos, porque la carga permitida sobre un pilote es de hasta 7 toneladas.

Elegir la longitud óptima

Al diseñar cimientos de pilotes, debe recordarse que la longitud de los elementos portantes debe ser suficiente para alcanzar la profundidad de congelación del suelo y descansar sobre capas fuertes de suelo. Después de todo, si se cometen errores en el diseño, se produce el hundimiento de un rincón separado de la casa con su mayor destrucción. Por lo tanto, la longitud de la estructura se selecciona teniendo en cuenta algunos factores importantes.

Densidad del suelo

Si los suelos están sueltos y no pueden soportar cargas pesadas, las pilas se bajan hasta la profundidad de congelación o alcanzan suelos fuertes. En el sitio de construcción, es necesario realizar estudios geodésicos detallados y recopilar datos sobre el estado del suelo y el nivel del agua subterránea. Esto se hace mediante el método de núcleo profundo o manualmente con una pala.

Si debajo de la capa hay suelos fuertes como arcilla o arena, entonces es necesario utilizar pilotes de hasta 2,5 metros de largo. Si hay rocas de baja densidad debajo de una capa de suelo fértil, entonces, con la ayuda de un taladro de jardín, se hace un pozo al nivel de rocas fuertes y la longitud de los elementos de soporte se calcula en función de la profundidad del pozo.

Diferencia de altura en el sitio.

Un ejemplo de cálculo de la altura de una base de pilotes con una diferencia de altura en un sitio

Como regla general, al construir tales cimientos, el sitio rara vez se nivela en un solo plano debido a los altos costos financieros.

Luego hacen un pozo en el lugar más bajo de la futura base y en el más alto, luego calculan la longitud del pozo en ambos lugares. Está claro que el nivel de las rocas duras no siempre será el mismo en diferentes elevaciones, por lo que la perforación se realiza en varios lugares.

El resultado es un proyecto completo para elegir la longitud óptima de la base para una casa, teniendo en cuenta el tipo de suelo y la altura del sitio. En tales casos, está prohibido instalar pilotes de la misma longitud, de lo contrario se producirá una inclinación hacia una menor resistencia del suelo.

Cálculo del número requerido de estructuras portantes.

La elección del número óptimo de pilotes se realiza teniendo en cuenta el posible rollo, así como el tamaño y peso de la estructura. Las distancias medias pueden ser las siguientes:

• para casas pequeñas (de estructura, de madera o de troncos), se considera que la distancia no supera los 3 metros;
• para casas de hormigón celular, hormigón celular o similares: no más de 2 metros;
• para vallas – 3,5 metros;
• para edificios grandes y macizos hechos de ladrillo, piedra natural y otros materiales de construcción, se realiza un cálculo adicional de la carga permitida de la estructura por unidad de superficie de suelo.

1. Elaborar o elaborar un plano de casa, preferiblemente con techo y tabiques portantes.
2. Instale pilotes de carga en las esquinas del edificio y en las intersecciones de los muros de carga.
3. Calcule la masa de diseño del edificio, luego seleccione el tipo de pilote teniendo en cuenta el material y el diámetro de la estructura.
4. Diseñe soportes adicionales entre los pilotes angulares e intermedios, teniendo en cuenta la longitud permitida de la estructura y el peso del edificio.
5. Llene el espacio interno con soportes, teniendo en cuenta la distancia entre ellos entre 2 y 2,5 metros.

Cuando el diseño preliminar para la ubicación de los pilotes esté listo, ya se podrá calcular el número total de soportes necesarios.

Cálculo de la capacidad portante de pilotes perforados.

Los montones de artículos en fábrica no siempre están justificados si se tienen en cuenta los costes económicos del transporte. En estos casos se suelen utilizar pilotes perforados o inyectados, ya que se pueden realizar directamente en la obra.

La profundidad de estos pilotes depende de la profundidad de las fuertes capas de suelo, y su número puede ser mucho menor que el de los pilotes roscados.

El número y la sección transversal de dichas estructuras se determinan teniendo en cuenta la capacidad de carga de cada pilote por separado, así como la masa del edificio en su conjunto. También se tiene en cuenta la resistencia del propio suelo, tanto horizontal como vertical. Para un pilote de 3 metros de largo, la capacidad de carga se puede calcular mediante la fórmula:

P = 0,7 x RнхF + 0,8 x U x aleta x li, Dónde:

• P – capacidad de carga de los elementos portantes;
• 0,7− coeficiente del suelo;
• Rн – resistencia del suelo debajo del extremo inferior de la estructura (materiales de referencia);
• F – área de apoyo, m2;
• 0,8− coeficiente de condiciones de trabajo
• U – perímetro en metros;
• aleta – resistencia estándar del suelo de la superficie lateral a los elementos portantes, t/m2 (determinada a partir de tablas);
• li – altura de la capa de suelo en la zona de contacto con la cimentación en metros.

Cálculo de parrilla

El diseño de cimientos de pilotes y rejas implica la instalación de una plataforma especial sobre la que ya están montados los muros de carga. Esta reja distribuye uniformemente la carga del edificio sobre todos los soportes simultáneamente y está diseñada por separado.

Una reja es una tira de hormigón, hormigón armado o prefabricada, unida rígidamente a pilotes mediante refuerzo. Distribuye la masa sobre todos los pilotes al mismo tiempo, por lo que es necesario calcular sus dimensiones y dimensiones.

Aquí se utilizan cálculos especiales, se pueden encontrar en la literatura especializada y deben realizarlos diseñadores profesionales, porque de esto depende el número de pilotes instalados.

Para conectar los pilotes y proporcionar rigidez adicional, la rejilla se refuerza adicionalmente con varillas de acero con un diámetro de 12 mm en varias direcciones. El refuerzo debe quedar completamente oculto en el hormigón para evitar la propagación de la corrosión. Puede calcular cuánto y qué tipo de refuerzo necesita utilizar utilizando fórmulas ya preparadas o teniendo en cuenta la zonificación de la rejilla.

Los cimientos son la base del edificio y su cálculo correcto es la base de la longevidad de toda la estructura. Para calcular la cantidad requerida de pilotes de tornillos, su ancho y otros parámetros necesarios para la construcción de la base, es necesario seguir una metodología estandarizada comprobada. Incluye un conjunto de fórmulas en las que es necesario sustituir datos geodésicos sobre las características específicas de un área en particular y valores tabulares correlacionados con los parámetros de cimentación requeridos. Para calcular la cantidad de pilotes de tornillos para los cimientos en una casa privada, es necesario profundizar en todas las características y sutilezas de los cálculos.

Objetivo

Una cimentación sobre pilotes roscados es una excelente solución para zonas con terreno difícil, que además tiene un precio moderado. Los detalles de esta tecnología permiten que la instalación de los soportes se realice en 3 días y al mismo tiempo garantiza la confiabilidad de la base durante al menos 100 años. Para obtener un resultado de alta calidad, es necesario tener en cuenta todos los factores incluidos en el proceso técnico: distribución uniforme de la carga, características del suelo, profundidad de congelación del suelo, presencia y especificidad de aguas subterráneas, etc.

Como resultado de todos los cálculos, aparecen datos que responden a preguntas como:

• altura requerida de pilotes de tornillos;
• diámetro de pilotes de tornillos;
• profundidad de su instalación;
• número requerido de pilas de tornillos;
• costo total de los materiales.

Orden de cálculo

Siempre el primer paso en cualquier trabajo es el diseño.

Para realizar cálculos, puede utilizar la metodología estandarizada para pilotes de tornillos descrita en SNiP 2.02.03–85. Se basa en datos de estudios geodésicos de una parcela de terreno específica.

Incluyen la siguiente información:

• descripción del terreno del sitio;
• composición y densidad del suelo;
• nivel del agua subterránea;
• profundidad de congelación del suelo;
• Nivel de precipitación estacional en la región de desarrollo.

Con estos datos se calcula el número de pilotes atornillados para la cimentación (K).

Para los cálculos necesitará los siguientes indicadores:

• carga total sobre la base (P), que es la suma de las masas de todos los materiales utilizados;
• coeficiente de confiabilidad (k), que es un indicador de corrección del valor de la carga total sobre los pilotes;
• capacidad de carga del suelo – valor tabular;
• el área del talón del pilote, que depende directamente de su diámetro, es un valor de tabla;
• carga máxima permitida (S), indicador para un pilote - valor tabular.

El coeficiente de confiabilidad (k) se correlaciona con el número total de pilotes y tiene los valores correspondientes:

• k=1,4, si hay de 11 a 22 montones;
• k=1,65 – de 5 a 10 piezas;
• k=1,75 – de 1 a 5 piezas.

Cada pilote soporta una carga igual a la carga total dividida por el número de soportes. Cuanto menos, mayor será la carga sobre un pilote y más rápido quedará inutilizable, y con él todos los cimientos y la casa.

El cálculo correcto es seleccionar una cantidad de pilotes que sean suficientes para todo el período de funcionamiento de la estructura, pero sin excedentes excesivos, que son un desperdicio de fondos.

Utilizando la fórmula anterior y el coeficiente para pilotes roscados, el cálculo de las cargas y la construcción posterior no presentan ninguna dificultad particular.

En los cálculos finales, es necesario distribuir las cargas bajo estructuras portantes y puntos críticos con presión excesiva sobre la cimentación, teniendo en cuenta:

• tipo de pilas (colgantes o estanterías);
• masas;
• valores de fuerza de rodadura.

Opciones

Al calcular una base atornillada y las cargas que se le imponen, es necesario tener en cuenta los siguientes indicadores:

• la masa total de la estructura (constante), medida en kilogramos, es la suma de las masas de los siguientes elementos:
  • paredes y tabiques;
  • pisos;
  • techos;
• cargas adicionales (temporales, variables):
  • masa de nieve en el tejado;
  • el peso de todos los elementos de la casa: muebles, equipamiento, materiales de acabado y habitantes (valor medio 350 kg/m2);
• Las cargas dinámicas de corta duración surgen de la influencia de:
  • ráfagas de viento;
  • procesos sedimentarios;
  • fluctuaciones de temperatura.

Variedades

Dependiendo de la estructura (forma) del pilote de tornillos, las características específicas de su aplicación varían.

Se distinguen los siguientes tipos comunes:

• placa ancha con punta fundida: utilizada para edificios pequeños con suelo simple;
• multicapa con varias cuchillas en diferentes niveles: se utiliza para cargas elevadas en suelos difíciles;
• con perímetro variable - producto de perfil estrecho para condiciones específicas;
• Placa estrecha con punta dentada fundida: se utiliza en condiciones de permafrost y suelos rocosos.

Especificaciones

Hay varias características técnicas principales de los pilotes helicoidales.

Éstas incluyen:

• longitud del cañón y material de fabricación;
• diámetro del pilote;
• tipo de palas y su forma de fijación al tronco.

Diámetro

Los pilotes se fabrican con dimensiones estandarizadas para realizar las tareas pertinentes:

• 89 mm (diámetro de la hoja 250 mm): con una carga calculada sobre un soporte de no más de 5 toneladas, se trata principalmente de casas de estructura de un piso;
• 108 mm (diámetro de la hoja 300 mm): con una carga de diseño sobre un soporte de no más de 7 toneladas: casas con estructura de uno y dos pisos, edificios de madera y estructuras de bloques de espuma;
• 133 mm (diámetro de la hoja 350 mm) - con una carga de diseño sobre un soporte de no más de 10 toneladas: casas de ladrillo y hormigón celular que utilizan elementos metálicos.

Longitud

La elección de la longitud del pilote se basa en la densidad del suelo: el pilote debe descansar únicamente sobre suelos sólidos.

Además, su longitud depende de los desniveles existentes en el sitio:

• profundidad franca inferior a 1 metro – longitud del pilote 2,5 metros;
• en el caso de suelos sueltos o arenas movedizas, la longitud del pilote está determinada por la profundidad de inmersión de la perforadora en capas duras;
• si el sitio es irregular, la diferencia en la longitud de los pilotes puede variar de 0,5 metros o más, según el caso específico.

Número de soportes y su espaciado.

Los valores tabulados para la ubicación de los soportes entre sí incluyen los siguientes valores:

• de 2 a 2,5 metros – para casas con estructura de madera y construcciones de bloques;
• 3 metros – para construcciones de madera o troncos.

Al disponer los pilotes de cimentación para distribuir uniformemente las cargas, se deben tener en cuenta las siguientes reglas para su colocación:

• en cada rincón de la casa;
• en la intersección del muro de carga y el tabique interno;
• cerca del portal de entrada;
• dentro del perímetro del edificio a intervalos de 2 metros;
• debajo de la chimenea hay al menos 2 pilas;
• debajo de un muro de carga, donde se ubica un balcón, entrepiso o estructura similar.

Rejilla

Una reja es un elemento de cimentación necesario para distribuir uniformemente la carga ejercida por el edificio sobre los cimientos. Para garantizar la confiabilidad del enrejado, es necesario calcular una serie de parámetros y el tipo de enrejado no importa.

Los cálculos incluyen:

• fuerza de empuje de los cimientos;
• fuerza de punzonado que actúa en cada esquina por separado;
• fuerza de flexión.

Si se utiliza una reja alta, toda la carga se aplica a los pilotes. La carga vertical actúa desde abajo y la carga deformante actúa desde un lado. Estos cálculos son muy complejos y requieren conocimientos profesionales. Para los cálculos, es necesario utilizar estándares de construcción individuales.

Definen los siguientes estándares:

• Los soportes se pueden conectar a la reja de dos formas: rígida y libre;
• la profundidad de inserción de la cabeza del pilote en la rejilla es de al menos 10 cm;
• la distancia entre el suelo y la reja es de al menos 20 cm;
• el espesor de la reja no puede ser inferior al espesor de las paredes y no debe ser inferior a 40 cm;
• la reja debe tener una altura superior a 30 cm;
• la reja se refuerza con refuerzo longitudinal y transversal con una sección de varilla de 10 a 12 mm.

Ejemplo de conteo

Este ejemplo sirve para mostrar en detalle la aplicación de fórmulas al calcular una cimentación pilote-tornillo.

Los datos iniciales para una casa con un perímetro de 10x10 son:

• una casa construida con tecnología de marcos, el techo está cubierto de pizarra, hay un porche;
• dimensiones de los cimientos – 10x10, altura del edificio – 3 metros;
• En el interior hay dos tabiques instalados que, al cruzarse, dividen la habitación en 3 habitaciones;
• pendiente del techo - 60 grados;
• el marco es de madera con una sección de 150x150;
• la reja es de madera con una sección de 200x200;
• Las paredes están hechas de paneles SIP.

• área de la pared:
  • de carga: 10*3*4= 120 m2. metro;
  • particiones: 10*3+5*3= 45 m2. metro;
• masa de las paredes (la masa de 1 m2 de pared de madera y tabique se toma de la tabla de valores medios):
  • soporte de carga: 50 kg*120=6000 kg;
  • tabiques: 30 kg*45=1350 kg;
  • totales: 6000+1350=7350 kg;
• Peso de los pisos por 100 m2. metro.:
  • sótano: 150 kg*100=15000 kg;
  • ático: 100 kg*100=10000 kg;
  • techo: 50 kg*100=5000 kg;
  • total: 15000*10000+5000=30000 kg;
• la masa de elementos adicionales (contenido interno de la casa, tipo de electrodomésticos, acabados, número de residentes, etc.), se toma el valor promedio tabular por 1 m2. m a 350 kg:
  • 350*100=35000 kilos;
• peso total del edificio:
  • 35000+30000+7350=72350 kilogramos;
• por ejemplo, se toma un coeficiente de confiabilidad de 1,4;
• la carga máxima sobre la base de un pilote con un diámetro de 300 mm es de 2600 kg, siempre que la resistencia del suelo sea de 3 kg / metro cúbico. cm (suelo de densidad media, agua profunda y un nivel de congelación no superior a 1 metro);
• Calculamos el número de pilotes usando la fórmula K=P*k/S: K=72350*1.4/2600=39 pilotes.

En el proceso de calcular el número de pilotes y su distribución en toda el área de la base, hay muchas pequeñas características, cada una de las cuales de una forma u otra afecta la mejora del resultado final:

• al instalar una base hecha de pilotes de tornillos en un suelo complejo e inestable, se utiliza un fleje con una esquina o canal de metal al nivel de la base para fortalecer la estructura de soporte;
• en ausencia de datos geodésicos para los cálculos, es mejor utilizar parámetros correspondientes a la carga mínima de diseño, es decir, crear un margen de seguridad máximo;
• para mejorar la calidad de los cálculos, además de fórmulas y datos tabulares, vale la pena utilizar un programa de diseño: recalculará todos los parámetros y refutará o confirmará los cálculos manuales;
• las pilas menos duraderas tienen troncos hechos de tubos cosidos con láminas soldadas;
• Según las normas, la base no debe elevarse más de 60 cm del suelo, mientras que la longitud del pilote debe ser de 20 a 30 cm.

El número calculado de pilas no siempre es óptimo: pueden surgir circunstancias adicionales que requieran el uso de un número mayor. Además, un pequeño margen de seguridad tiene un efecto beneficioso sobre la durabilidad de la base.

Al instalar pilotes en un terreno irregular, es recomendable dejar un margen de unos 20 a 50 cm de largo, en el futuro se puede cortar o arrancar el exceso. Pero si hay una deficiencia, tendrás que clavar una nueva pila.

En este artículo le diremos qué errores se pueden cometer al calcular de forma independiente una base de pilotes para proyectos de construcción de poca altura y cómo evitarlos.

Errores comunes en el diseño de cimientos de pilotes roscados.

Estos son los errores que se encuentran a menudo en los proyectos de cimentación de pilotes desarrollados por nuestra cuenta:

• ignorar las características estructurales (incapacidad para determinar correctamente dónde se concentrarán las cargas principales y dónde estarán las secundarias);
• incapacidad para calcular correctamente las cargas (a menudo solo se tiene en cuenta el peso de la estructura misma);
• ignorando las condiciones del suelo en el sitio de construcción (grado de actividad corrosiva, características físicas del suelo, etc.).

A veces surgen imprecisiones en los cálculos debido a una consideración incorrecta del paisaje del sitio (resulta que no se ha cumplido la altura mínima de la base, etc.).

El resultado es una evaluación incorrecta de la capacidad de carga de la estructura y del grado de influencia ambiental sobre los cimientos, lo que a menudo conduce a hundimientos y al desarrollo acelerado de procesos de corrosión y putrefacción.

Hemos desarrollado este material para que usted pueda determinar de forma independiente el tamaño y la cantidad de pilotes de tornillos para la futura base. Por un lado, el cálculo anterior es condicional, ya que utiliza indicadores promedio que pueden variar según el tipo de edificio y la región de construcción. Por otro lado, es universal, ya que se basa en las soluciones y datos más estándar. Pero lo más importante es que le permite comprender el esquema de cálculo en sí y comprender qué se debe tener en cuenta en esta etapa.

El material está enfocado al campo de la construcción de viviendas individuales y no tiene en cuenta las características de diseño de objetos complejos.

Cargar colección

En primer lugar, para calcular la base, es necesario reunir todas las cargas que actuarán sobre ella. Pueden ser Pd permanentes y temporales (Pl de largo plazo, Pt de corto plazo, Ps especiales).

Constante P d: el peso de las partes de las estructuras, incluidas las estructuras de construcción portantes y de cerramiento.

P l a largo plazo: el peso de particiones temporales, lechadas y zapatas para equipos, el peso de equipos estacionarios, los líquidos que los llenan, sólidos, etc.

P t a corto plazo: impactos de personas (animales, equipos) en el suelo, de equipos de elevación y transporte en movimiento, de vehículos y de las condiciones climáticas (nieve, viento, etc.).

Especial P s: impacto sísmico, explosivo, impacto por colisión de vehículos con partes de la estructura, impacto provocado por incendio o deformación de la base, acompañado de un cambio radical en la estructura del suelo.

Tenga en cuenta que este cálculo tendrá en cuenta solo aquellos tipos de impactos que son de fundamental importancia al calcular una base hecha de pilotes de tornillos.

Cargas constantes. ¿Cómo calcular el peso de las partes de una estructura?

Para calcular el peso de una estructura basta con conocer el peso específico de los materiales que se utilizarán en su construcción y sus volúmenes previstos. Esto no requiere ningún conocimiento o habilidad especial. Puede intentar solicitar los datos necesarios al proveedor de materiales de construcción.

Al realizar los cálculos, utilizaremos datos de referencia con valores promedio del peso específico de las estructuras de las casas (paredes, pisos, techos) que se muestran en la Tabla 1.

Gravedad específica de paredes de 1 m 2.
Paredes de estructura de 200 mm de espesor con aislamiento.
Paredes de troncos y vigas.	70-100kg/m2
Paredes de ladrillo de 150 mm de espesor.		200-270kg/m2
Hormigón armado de 150 mm de espesor.		300-350kg/m2
Gravedad específica de 1 m 2 pisos.
Ático sobre vigas de madera con aislamiento, densidad hasta 200 kg/m 3		70-100kg/m2
Ático sobre vigas de madera con aislamiento de densidad hasta 500 kg/m 3		150-200kg/m2
Sótano sobre vigas de madera con aislamiento, densidad hasta 200 kg/m 3		100-150kg/m2
Sótano sobre vigas de madera con aislamiento, densidad hasta 500 kg/m 3		200-300kg/m2
Concreto reforzado
Peso específico de 1 m 2 de techo.
Cubiertas de chapa de acero
Recubrimiento ruberoide
Cubiertas de pizarra
Techo hecho de tejas de cerámica.

Tabla 1. Datos de referencia con valores promedio del peso específico de las estructuras de la casa: paredes, techos, techo.

Al realizar los cálculos usted mismo, vale la pena considerar que, de acuerdo con la cláusula 4.2. SP 20.13330.2011, el valor de diseño de la carga debe determinarse como el producto de su valor estándar por el factor de confiabilidad de la carga (γ f) para el peso de las estructuras de construcción correspondientes al estado límite considerado:

Tabla 2. Pestaña. 7.1SP 20.13330.2011

Realicemos los cálculos necesarios usando el ejemplo de una casa con paneles de estructura de 6x9 con ático.

Para calcular el peso de las paredes de una casa, es necesario calcular su perímetro. Perímetro de muros exteriores + muros interiores: P = 47 m, tomaremos la altura media de los murosh=4,5 m Entonces el peso de la estructura de la pared será igual a: P xh x gravedad específica del material de la pared.

47 m x 4,5 m x 70 kg/m 2 = 14.805 kg = 14,8 toneladas.

A continuación, calculemos el peso del techo. Suponemos que el peso del techo (sistema de vigas de madera recubiertas con tejas metálicas) es de 40 kg/m2 (peso total de tejas metálicas, revestimiento y vigas). Entonces el peso del techo será igual a:Stecho x gravedad específica 1 m 2

92 m 2 x 40 kg/m 2 = 3.680 kg = 3,7 t.

54 m2 x 0,1 t/m2 x 2 = 10,8 t.

Una vez completados todos los cálculos necesarios, multiplicamos el peso resultante de la estructura por el coeficiente de confiabilidad, del que hablamos anteriormente (al calcular una casa con paneles de marco, tomamos un coeficiente igual a 1,1, para estructuras de madera). :

29,3 t x 1,1 = 32,2 t

Así, la carga del propio edificio será de 32,2 toneladas, peso que se acepta de forma condicional, sin descontar los huecos de puertas y ventanas.

Cargas de corta duración. Cargas sobre suelos y cargas climáticas.

Desde personas (animales, muebles, equipos) hasta suelos.

No debemos olvidarnos del impacto en los suelos, es decir, el peso de personas, animales, muebles, equipos. Dado que es imposible determinar con precisión el valor de este indicador en la etapa de diseño y construcción, al peso de la estructura del piso.

Para edificios residenciales es de 1,5 kPa (150 kg/m 2 ). Al calcular obtenemos:

S pisos x150kg/m 2 x número de superposiciones

Cargas de personas (animales, muebles, equipos) sobre pisos = 54 m 2 x 150kg/m 2 x 2 = 16.200 kg = 16,2 toneladas.

Nieve

Para calcular las cargas climáticas (viento, nieve, etc.) que actúan sobre la base, de acuerdo con el párrafo 10 de SP 20.13330.2011, es necesario tener en cuenta la superficie de nieve (peso de la capa de nieve por 1 m 2) y la estructura de la cubierta del edificio (cuanto más inclinada, menor impacto).

Tener en cuenta la superficie de construcción a la hora de calcular la carga de nieve es de fundamental importancia, ya que, por ejemplo, el peso de la capa de nieve es muy diferente en las distintas regiones. Para la parte central de la Federación de Rusia es de 180 kgf/m2 ( donde kgf es un kilogramo-fuerza igual a la fuerza que imparte a una masa en reposo igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo una aceleración igual a la aceleración normal de la gravedad), para una parte importante de la región del Volga - 320 kgf/m2, y para determinadas regiones de Siberia - ya 400 kgf/m2, lo que afectará a los resultados del cálculo.

Fig 1. Mapa de zonas nevadas de la Federación de Rusia.

S techos x Peso estimado de la capa de nieve x Coeficiente de pendiente de la capa (se supone igual a 0,7 - para las capas más típicas con una pendiente de 30° a 45°)

Para Rusia Central obtenemos:

92 metros 2 x 0,18 t/m 2 x 0,7 = 11,6 toneladas

Para la región del Volga:

92 metros 2 x 0,32 t/m 2 x 0,7 = 20,6 toneladas

Para regiones de Siberia:

92 metros 2 x 0,4 t/m 2 x 0,7 = 25,8 toneladas

Viento

Existe una alta probabilidad de que al calcular la carga de viento obtenga un valor negativo. Esto significará que el peso de la estructura aérea no aumentó, sino que, por el contrario, disminuyó. Por lo tanto, a veces se puede descuidar este indicador.

Pero si hablamos de estructuras livianas, especialmente aquellas que se caracterizan por una gran "viento", el mismo indicador ya será de fundamental importancia, ya que será necesario comprender claramente cómo aumentarán en este caso los efectos de tracción y horizontales sobre los pilotes. .

El valor estándar de la carga de viento W n está determinado por la fórmula:

W n =0,7 W×k (z) ×c

donde W es el valor calculado de la presión del viento, determinado a partir de los mapas del apéndice de SP 20.13330.2011 o de la Figura 1 (los valores se indican con y sin un coeficiente de 0,7);

k - coeficiente que tiene en cuenta los cambios en la presión del viento para la altura z, determinado a partir de la Tabla 3;

c es el coeficiente aerodinámico, que tiene en cuenta el cambio en la dirección de la presión de las fuerzas normales según de qué lado se ubique la pendiente con respecto al viento, en el lado de sotavento o barlovento.

Figura 2. Zonificación del territorio de la Federación de Rusia según el valor calculado de la presión del viento (valor calculado de la presión del viento w)

Altura z, m
no más de 5
Tipos de terreno: A – costas abiertas de mares, lagos y embalses, desiertos, estepas, estepas forestales, tundra; B – áreas urbanas, bosques y otras áreas cubiertas uniformemente con obstáculos de más de 10 m de altura; B – áreas urbanas con edificios densos con una altura de más de 25 m

Tabla 3. Coeficiente k (z) para tipos de terreno

Cuando hay viento en la pendiente del techo.
Cuando el viento está en el hastial

Tabla 4. Coeficiente (c) para cubiertas a dos aguas con viento en pendiente y en frontón

El factor de confiabilidad para la carga de viento g t debe considerarse igual a 1,4.

Los vientos predominantes se dirigen hacia el hastial del techo, por lo que el indicador aerodinámico para un techo con una pendiente de ά = 45 es igual a C = -1,4;El techo se ubica a una altura de 10 metros, es decir, el coeficiente es 0,65 (áreas urbanas):

Wн =0,7 x 23 kgf/m 2 ×0,65 x (-1,4) = -14,65 kgf/m 2 (El signo “-” indica la fuerza que intenta arrancar el techo de todo el edificio).

La fuerza total sobre el techo será: 92 x (-14,65 kgf/m 2 ) = - 1.348 kgf = -1,35 toneladas.

Cargar colección

Impacto total total en la cimentación: 32,2t + 16,2t. + 21,5 t.+ (-1,35 t) = 68,55 t.

Condiciones del terreno en el lugar: ¿estudios geotécnicos, geología rápida o pruebas de atornillado?

La siguiente etapa, que a menudo se olvida, es determinar las condiciones del suelo del sitio de construcción propuesto.

Para obtener información confiable sobre la capacidad de carga de los suelos, sería más efectivo realizar pruebas de campo de control de suelos utilizando un pilote a escala real. Al mismo tiempo, vale la pena considerar que se llevan a cabo únicamente sobre la base de datos de estudios geotécnicos (EGS). Es decir, se necesitan pruebas para confirmar las conclusiones extraídas de la información contenida en los informes del IGI (descripción detallada de las propiedades del suelo, su profundidad de agitación y congelación, resultados de pruebas de laboratorio de suelos, datos sobre sus propiedades físicas y mecánicas, sección de ingeniería geológica, etc. .).

Sin embargo, debido al alto costo de estos métodos para evaluar la capacidad de carga del suelo, prácticamente no se utilizan en el campo de la construcción de poca altura.

Las empresas que construyen cimientos con pilotes roscados ofrecen varias alternativas a estos procedimientos.

Prueba de atornillado. No es un método de investigación del suelo. Los resultados obtenidos dependerán en gran medida de la época del año y del grado de saturación de humedad del suelo. En consecuencia, si el procedimiento se realiza en la misma zona en primavera o después de fuertes lluvias y en verano, es decir, durante la estación cálida y seca, los datos obtenidos serán muy diferentes. Esto indica la eficacia insuficiente del método.

Una buena alternativa al IGI para construcciones de poca altura es la geología rápida (estudios geológicos y litológicos). Permite identificar objetos y procesos geológicos potencialmente peligrosos (cuencas de agua, infusión, karst, etc.), determinar oportunamente condiciones complejas del suelo que requieren un enfoque especial tanto para el diseño como para la construcción de objetos, y el nivel de su confiabilidad (más sobre Geología express puedes leer en el artículo “”). Tener conocimiento sobre las propiedades y la estructura del suelo le permite elegir una combinación de modificaciones y la cantidad de pilotes de tornillos para un sitio específico.

Además, la geología expresa permite determinar las características físicas de los suelos, las cuales son importantes para seleccionar la configuración de la pala (no confundir con el diámetro), lo que afecta la capacidad portante del pilote (más información sobre la La necesidad y los motivos para seleccionar la configuración de la pala están contenidos en el artículo “”).

Para confirmar los resultados de los estudios geológicos y litológicos y el cumplimiento de la capacidad portante de los suelos con los requisitos de la documentación de diseño, después de instalar los pilotes roscados, se recomienda realizar mediciones de control del valor de torsión.

La agresividad corrosiva del suelo es el indicador más importante para seleccionar las características de los pilotes roscados.

También es importante recordar que durante el proceso de diseño de la cimentación, no solo se asignan los parámetros estructurales, sino también geométricos de los pilotes. Por lo tanto, una etapa de diseño obligatoria es la determinación de la actividad corrosiva del suelo, en base a los datos sobre los cuales se seleccionan el espesor del tronco y la hoja, el grado de acero, asegurando el cumplimiento de la vida útil de la estructura con los requisitos de GOST. 27751-2014 “Confiabilidad de estructuras y cimentaciones de edificación. Disposiciones básicas".

Para aclarar la selección correcta de los parámetros, se recomienda que después de calcular la vida útil, verifique que el espesor residual de la pared del barril cumpla con las cargas de diseño.

Altura de la base. ¿Existe alguna diferencia en la selección de pilotes de tornillos?

Tener en cuenta el paisaje del sitio de construcción propuesto es otra condición obligatoria que se debe cumplir al calcular los cimientos.

La presencia de una diferencia de altura en el sitio requiere no solo el uso de pilotes de tornillos de diferentes longitudes, sino también una combinación diferente de modificaciones que en el caso de la construcción sobre una superficie plana. Esto se debe a un aumento del impacto horizontal sobre los cimientos.

Es importante asegurarse de antemano de respetar la altura mínima del zócalo (al menos 500 mm). Si esta condición no se cumple durante el proceso de unión de una base de pilotes, debido a la proximidad de los elementos estructurales al suelo, habrá riesgo de desarrollo de corrosión (al realizar la unión con un canal o una viga en I). o procesos de putrefacción (al atar con madera o troncos), que requerirán la organización de medidas adicionales para proteger los elementos estructurales.

Determinación de zonas de acumulación de cargas. ¿Cómo colocar pilotes en los cimientos?

Al colocar pilotes, es necesario tener en cuenta la distribución desigual de la carga a lo largo de la base, ya que esto permitirá una distribución uniforme del factor de seguridad de toda la base y aumentará significativamente su vida útil.

Debajo de la cumbrera de una casa con techo a dos aguas, el impacto será máximo, debajo de muros portantes y no portantes estos indicadores disminuirán y los pilotes instalados para soportar las vigas del piso están diseñados para absorber un impacto mínimo. Es por eso que, en la mayoría de los casos, al construir una base, se utilizan configuraciones con diferentes parámetros de diseño.

Después de determinar los componentes críticos de la estructura, la ubicación de los muros portantes y no portantes del edificio, puede proceder directamente a la disposición. Hay algunas reglas básicas a seguir aquí.

Lo principal a la hora de seleccionar pilotes es el número, diámetro y configuración de las palas, ya que de estos parámetros depende la capacidad de carga. El espesor de la pared del cañón y su diámetro aportan rigidez y resistencia, mientras que el espesor de la pared del cañón es decisivo.

Para componentes críticos de la estructura, son adecuados pilotes de tornillo de dos palas con el diámetro de pala máximo para una modificación específica. Esto es debido a una serie de razones. En primer lugar, son resistentes a todo tipo de impactos. En segundo lugar, a diferencia de los de una sola pala, los diseños con dos palas aseguran la inclusión de una masa de suelo cercana al pilote en el trabajo del pilote, lo que aumenta la capacidad de carga.

Al determinar la frecuencia de la disposición, se debe partir de dos parámetros:

• lugares donde las paredes se cruzan y los cimientos giran;
• Características de hundimiento de la parrilla.

Un punto de vista común es que, independientemente del tipo de objeto (casa, casa de baños, etc.), para que la reja no se hunda, basta con asegurarse de que la distancia entre los pilotes no supere los tres metros.

Las características de hundimiento de la reja son un valor calculado que tiene en cuenta la carga sobre la viga de flejado de cada pared y se determina individualmente para cada caso específico. Solo calculándolos podrá seleccionar la sección transversal óptima de madera para la reja y determinar la longitud del tramo.

Así, a la hora de calcular la cimentación hay que tener en cuenta una gran cantidad de aspectos. El diámetro y diseño de los pilotes de tornillos, su número y combinación se determinan individualmente para cada objeto.

La popularidad de las cimentaciones de pilotes y tornillos para la construcción de viviendas privadas está ganando impulso. Este tipo de base es muy económica, entre 2 y 2,5 veces más barata que una base de cinta. Además, la base de pilotes se puede instalar en cualquier época del año, es duradera y fácil de instalar (la instalación no lleva más de 1 día) y no se requieren equipos ni conocimientos especiales para su construcción. Los cimientos de tornillos se pueden erigir en turba y suelos anegados, pendientes y áreas con terreno difícil. Otra ventaja innegable es que los pilotes se pueden reutilizar, lo cual es importante para las estructuras temporales.

La base de pilotes se está convirtiendo en una base muy popular para una casa. Es 2,5 veces más barata que la cinta, se puede instalar durante todo el año y la instalación no lleva más de un día.

Para que una base de pilotes sea de alta calidad, es necesario calcularla correctamente.

• tipo de suelo subyacente;
• número de soportes de tornillos;
• nivel de profundidad del pilote;
• Ubicación de cada soporte.

Además, hay que tener en cuenta que el pilote, como cualquier material de construcción, tiene parámetros que hay que tener en cuenta si es necesario calcular su número:

• diámetro;
• longitud;
• capacidad de carga.

Pilotes de tornillos para varios tipos de casas.

El primer parámetro es importante a la hora de construir una base atornillada para estructuras pesadas. El resto de parámetros son importantes para distribuir correctamente la carga sobre el suelo. La longitud del pilote debe ser suficiente para que se apoye sobre rocas sólidas subyacentes y no se caiga. La capacidad de carga es responsable del mismo parámetro, es decir, la resistencia de toda la base a las cargas.

Para determinar cuántos soportes se necesitan para los cimientos de una casa privada, debe decidir el tipo de suelo subyacente. Si es estable, con una superficie plana, entonces el cálculo será muy sencillo y no llevará mucho tiempo. Si el sitio tiene diferentes tipos de suelo o terreno complejo, es posible que surjan algunos problemas durante el cálculo.

Debe tenerse en cuenta que al construir una base de pilotes para una casa privada, se pueden usar varios tipos de pilotes, lo que creará una base sólida para la futura casa. Un factor importante a este respecto será el material del que están hechos los pilotes.

Cálculo del número de pilotes.

¿Cómo determinar cuántos soportes se necesitan para una base de calidad? El cálculo de su cantidad necesaria para construir una base de alta calidad consta de tres etapas.

El primer paso es determinar la carga total. Incluye varios factores:

1. El peso de la estructura futura, incluidas las paredes internas, los techos entre pisos, los muebles y elementos interiores, la decoración del techo y la fachada.
2. La carga útil calculada que se crea cuando la casa es utilizada por personas. Se calcula con base en la cláusula 3.11 de SNiP 2.01.07-85* “CARGAS E IMPACTOS”. Según SNiP, la carga útil para una casa privada es de 150 kg/m2, y para edificios de oficinas, de 200 kg/m2.
3. Carga de nieve en una casa, que es la presión de una masa de nieve sobre el techo y los cimientos durante la acumulación estacional. El cálculo de la carga de nieve se describe en la cláusula 5.2 del SNiP 2.01.07-85* “CARGAS E IMPACTOS”. Por ejemplo, para la tercera región nevada de Rusia, la presión de nieve calculada es de 180 kg por cada m 2 de superficie del tejado;
4. La carga total de los factores enumerados se suma y se multiplica por un factor de 1,1-1,2 para obtener el valor de carga para calcular la cantidad de soportes para una casa privada.

Esquemas de cimentaciones de pilotes de diversos materiales.

La segunda etapa del cálculo se encuentra en el sitio de construcción. Esta característica determina la carga máxima sobre cada pilote de cimentación. Depende no sólo del suelo en sí, sino también del clima. Cuando prevalecen las temperaturas frías, la profundidad de la congelación del suelo es mucho mayor que en regiones con un clima cálido.

Se puede determinar de dos maneras:

1. Basado en estudios geológicos. Las reglas para realizar investigaciones geológicas y calcular la capacidad de carga del suelo se dan en la cláusula 4.10 de SNiP 2.02.03-85 "Cimentos de pilotes".
2. Si es imposible realizar estudios geológicos, los cálculos deben utilizar la carga mínima de diseño en cada pilote. Está determinado para la mayoría de tipos de suelo y también depende del tamaño de los soportes utilizados.

Los promedios se presentan en la tabla:

Teniendo en cuenta todos los factores enumerados, en la última etapa se calcula cuántos soportes se necesitan para construir una base de alta calidad.

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Características de calcular el número de pilas.

Esquema de una cimentación de pilotes a partir de pilotes de tornillos prefabricados.

Dado que los pilotes de tornillos están ubicados a una distancia de 2 a 3 m entre sí, existe la posibilidad de que la casa se asiente de manera desigual con el tiempo. Para evitar tales problemas, es necesario tener en cuenta posibles cargas adicionales sobre los cimientos desde el costado del edificio.

Si en el área de construcción prevalecen vientos fuertes de una dirección, entonces se debe agregar al menos un 20% a la carga. Como muestra la práctica, en la mayoría de los casos no se agrega un 20%, sino un 30-35%, para cubrir todas las posibles imprecisiones. Muchas cargas no se manifiestan una vez finalizada la construcción, por lo que es mejor ir a lo seguro.

Al calcular las cargas de un edificio sobre una base de pilotes y tornillos, es necesario tener en cuenta los muros de carga internos. La mejor opción sería colocar soportes con mayor frecuencia en dichas zonas. Si la pared no soporta carga, los pilotes se pueden colocar a una distancia mayor entre sí.

Si en la zona de construcción hay suelos subyacentes débiles, lo mejor es utilizar suelos de madera que tengan menos peso. Las paredes y el techo de la casa en tales condiciones también deben ser lo más ligeros posible.

Vale la pena tener en cuenta el hecho de que, si bien en general se ahorra dinero en la construcción de una base de tornillos para una casa, no se debe escatimar en la cantidad y calidad de los soportes de tornillos, ya que la confiabilidad y durabilidad no solo de la base, sino también toda la estructura depende de ellos.

Casa Casa de baños Ampliación Veranda Muelle Hangar Casa Granero

El costo final puede diferir ligeramente del precio base, ya que depende de más parámetros y condiciones para instalar una base de pilotes y tornillos en su sitio.

Descubra cuánto cuesta la futura base de pilotes y tornillos, calcule el precio exacto, teniendo en cuenta los parámetros de su proyecto.
Si tiene alguna dificultad para utilizar la calculadora durante la instalación, llámenos, informe al empleado los parámetros necesarios y averigüe instantáneamente el costo, infórmese de los descuentos, promociones vigentes y haga su compra lo más rentable posible.

Precio llave en mano, calculadora calcula en base a los siguientes parámetros críticos principales:

• tipo de estructura
• dimensiones geométricas de la casa, casa de baños...
• Material de construcción
• la necesidad de instalar pilotes

La calculadora selecciona automáticamente el conjunto óptimo de pilotes (su número, diámetro, longitud, espaciado), dependiendo de las características del edificio que se está construyendo.
Si hay características específicas de un proyecto en particular que no están incluidas en los parámetros de la calculadora, solicite un cálculo a un especialista; le tomará un mínimo de tiempo, pero le dará el costo más correcto.

Para nombrar la cantidad exacta, utilizamos una serie de indicadores importantes que nos permiten realizar todo el trabajo de acuerdo con los estándares SNiP. El catálogo de la tienda BalSvai es rico en una amplia gama de pilotes de tornillos de diferentes parámetros y capacidades de carga. El cálculo de una base de pilotes para una casa ayudará a determinar la configuración del pilote, la cantidad, la profundidad de atornillado y la ubicación de los pasos.

Qué se tiene en cuenta a la hora de diseñar

Si los cálculos de diseño se realizan incorrectamente, el pilote a menudo no puede soportar la presión de la estructura de la estructura, lo que conducirá a un posterior reemplazo/reforzamiento y generará costos innecesarios.

Durante el proceso de desarrollo del proyecto, se requieren los siguientes puntos:

• peso real del edificio;
• peso teniendo en cuenta las cargas operativas;
• carga por masa de nieve y influencias del viento;
• el material del que se realizará la construcción;
• ubicación de paredes/tabiques internos;
• propósito del edificio;
• propiedades del suelo para la construcción de edificios;
• relieve del sitio de construcción.

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