Una losa de hormigón armado, enterrada en el suelo o montada en su superficie, distribuye la carga generada por el edificio en una gran superficie. Gracias a esto, los edificios no se deforman, incluso en suelos en movimiento. Para que la base sea confiable y al mismo tiempo no desperdicie recursos adicionales, es importante calcular correctamente la losa de cimentación.
- Beneficios de una losa de cimentación
- Ventajas de diseño
- Características estructurales
- Cálculo del espesor de la losa de cimentación.
- Secuencia de operaciones para calcular la carga en la base.
- Dimensionamiento de una losa de hormigón
- Cálculo basado en la determinación de la capacidad del suelo portante.
- Determinación del volumen requerido de solución de hormigón.
- Cálculo de la cantidad requerida de refuerzo.
Beneficios de una losa de cimentación
Al erigir edificios de poca altura, la opción de losa tiene ventajas sobre las estructuras de cinta y pilotes. Al implementar el trabajo, tendrá que gastar dinero en concreto y refuerzo, pero puede ahorrar en otros costos. Por ejemplo, dado que la superficie de la losa sirve como subsuelo para el piso inferior, no es necesario instalar un piso. La preparación de escudos para encofrados aquí requiere significativamente menos tablas que cuando se organiza una base de tira.
Dicha base es muy adecuada para organizar un piso calentado por agua; en este caso, el sistema se coloca dentro de la losa (en lugar de preparar una regla especial para ella).
Desde unidades técnicas para trabajos de instalación, se requerirá una hormigonera. No tendrá que gastar dinero en excavadoras y máquinas elevadoras durante la construcción.
Ventajas de diseño
Además de ser económico, una gran ventaja de este tipo de base es la importante superficie de la losa. Debido a esto, la presión sobre cada centímetro cuadrado de suelo disminuye, lo que evita procesos de deformación y asentamiento desigual. Otras ventajas incluyen:
- Posibilidad de instalación en diferentes tipos de suelos, incluidos aquellos con mayor movilidad o gran nivel de agua. Si tiene que construir una casa en suelos "incómodos", las losas son una excelente opción. Sin embargo, es difícil hacer una base confiable de este tipo en una pendiente; aquí es mejor elegir pilas.
- Excelentes propiedades aislantes. Si la base se realiza de acuerdo con la tecnología, se logra una buena protección contra la pérdida de calor. Tampoco permite que pase la humedad.
- Durabilidad: una losa sólida puede durar más de un siglo sin signos de deterioro.
- Construcción rígida debido al marco reforzado, grandes dimensiones y estructura que no prevé elementos de costura. Esto lo hace adecuado para edificios hechos de ladrillos, hormigón celular y otros materiales que reaccionan negativamente incluso a movimientos mínimos.
Si el suelo está muy agitado, una losa sólida con poca o ninguna profundización es adecuada como base. Una almohada debe organizarse debajo de ella. El material se selecciona para nivelar el levantamiento del suelo.
Características estructurales
Tal base no está sujeta a curvas locales y puede moverse con el suelo sin alterar la estructura.Debido a esto, neutraliza bien los efectos desproporcionados del peso del edificio, que puede inutilizar las estructuras de soporte. Cuando se usa una placa aislada, también se elimina la irregularidad de la congelación debajo de la casa.
La base puede ser sólida o compuesta. En el primer caso, cuando se vierte una losa monolítica directamente en el sitio, la base es más confiable, además, el trabajo es más fácil de realizar. La segunda opción supone que la base consta de varios elementos de producción industrial, combinados en el sitio de construcción. La implementación requerirá el pedido de máquinas especiales para entregar y colocar correctamente los fragmentos, y la preparación de una solución de apriete. Este método se realiza más rápido debido a la ausencia de la necesidad de encofrado, refuerzo y retención a largo plazo del hormigón vertido para su secado.
Antes de comenzar los trabajos de construcción, es necesario investigar la composición del suelo y el relieve de la superficie. Si hay pendientes pronunciadas y otras diferencias de altura, es mejor preferir una base de pilotes. Idealmente, para montar la losa, la superficie debe ser lo más plana posible.
Si el suelo está lo suficientemente "libre de problemas" (no hay necesidad de un cojín volumétrico y estructuras de aislamiento), solo se elimina una capa de una superficie fértil. De lo contrario, el suelo se elimina en el volumen requerido y se organiza una almohadilla que lo reemplaza. El material suele ser piedra triturada mezclada con arena. Tal composición se adapta bien al drenaje, no es propensa a agitarse y se comprime ligeramente. Cada 10 cm de polvo se debe apisonar con una placa vibratoria.
Es necesario regar la almohada de arena. La fracción utilizada no debe ser demasiado pequeña, de lo contrario es posible una contracción inesperada del edificio debido a una resistencia insuficiente a la contracción. Por lo general, se vierte una capa de arena a 0.2-0.3 m.
Cálculo del espesor de la losa de cimentación.
Al calcular una losa de hormigón, el principal desafío es el modelado detallado de las cargas de flexión y las direcciones de laminación más probables. Con base en estos datos, se pueden estimar con mayor precisión las dimensiones de la estructura y decir si es necesario reforzarla. Se obtienen cálculos de la más alta calidad cuando se utilizan sistemas de software perfeccionados para estas tareas. Para obtenerlos, debe solicitar el cálculo de la base de la losa en una empresa especializada.
En la práctica, en la construcción privada, esto se puede descuidar, centrándose en valores aproximados. El mayor peligro es la situación con un espesor de losa insuficiente: en este caso, el momento flector es tan alto que la cimentación puede agrietarse. El tamaño excesivo conduce a un uso excesivo de los recursos.
A menudo resulta que para un edificio en particular, son posibles diferentes valores de las dimensiones de los cimientos, si los parámetros de refuerzo se varían de manera flexible. Por ejemplo, para una casa de un piso con un grosor de 0,2 m, se requiere un refuerzo adicional de las áreas que soportan la mayor carga y, a 0,3 m, se consume una gran cantidad de hormigón. En este caso, en el segundo caso, no funcionará para ahorrar en varillas de refuerzo, pero la losa se puede hacer un poco más delgada sin comprometer la confiabilidad de la estructura. Con un indicador de 0,25 my una densidad uniforme de la disposición de las varillas, las cualidades operativas no se verán afectadas y no habrá un gasto excesivo de recursos.
Secuencia de operaciones para calcular la carga en la base.
Para la construcción de una base de losa, se requiere un cálculo de espesor y refuerzo. Esto tiene en cuenta la carga de construcción y las características locales del suelo.
Dimensionamiento de una losa de hormigón
El espesor de la losa está determinado por la masa del edificio, porque la carga en la base depende de ella. En el caso general, el indicador óptimo para una casa de campo de un piso es 0.25-0.3 m. Para un garaje, casa de baños y edificios ligeros similares, será suficiente 0.15-0.2 m. Si la casa tiene dos pisos, se necesita una base más gruesa. necesario, pero el indicador no debe exceder los 0,5 m, de lo contrario se pierde la movilidad de la losa.
También se tiene en cuenta la carga de flexión. Toma su máximo valor en la parte central del edificio. Si el edificio tiene una gran longitud y pocos muros de carga, la base se doblará. Para evitar la aparición de grietas, debe hacer que la base sea más gruesa. Esto se aplica a todos los casos de fuerte separación de los muros de carga.
Cálculo basado en la determinación de la capacidad del suelo portante.
Después de conocer el espesor, se realiza el cálculo de la losa de cimentación de la casa, teniendo en cuenta la capacidad de carga del suelo. Esto se hace para evaluar la condición del suelo y determinar si puede soportar el peso total de las paredes del piso y otras estructuras. El aumento de la presión sobre el suelo provoca un fuerte asentamiento de la base con un desplazamiento de las capas subyacentes, lo que puede provocar la destrucción del edificio. Por eso es importante calcular correctamente los parámetros clave.
Para evaluar la confiabilidad del área base, se utiliza la siguiente expresión:
S> F * K1 / R * K2dónde:
- S - área considerada (en centímetros cuadrados);
- F - peso de las cargas operativas y los componentes del suelo (en kg);
- R - diseño de la resistencia del suelo (kg / cm²);
- K1 - coeficiente de fiabilidad;
- K2 - coeficiente que describe las condiciones de construcción.
Si la expresión resulta ser correcta, la operación del edificio con tales cargas será segura. Cuando no se cumple, es necesario aumentar el área de la losa.
Para el indicador de confiabilidad, generalmente se toma un valor de 1.2 (cuando se trabaja en suelos franco y arenosos finos). Si no se está construyendo una casa, sino un edificio de servicios públicos liviano, y hay mucha tierra en el suelo, la cifra se puede aumentar a 1.4. Cuando se trabaja en suelo de arcilla plástica, el parámetro es igual a uno.
El indicador que describe las condiciones caracteriza la composición del suelo. Su significado se puede encontrar en la tabla. Los números más grandes son para suelos arcillosos saturados de agua, los más pequeños son para arenas limosas.
Determinación del volumen requerido de solución de hormigón.
Al calcular una losa de cimentación monolítica, debe calcular la cantidad de concreto que se necesita para verter. El volumen de la base (en cm³) se determina simplemente multiplicando los valores de espesor, largo y ancho (todos los indicadores se toman en centímetros). Cuando la base no es un paralelepípedo, sino una configuración compleja, se disecciona mentalmente en elementos simples. Luego de calcular el volumen de cada uno de ellos, se suman los valores. Cuando se usan refuerzos, se realizan cálculos separados para ellos y el resultado se resume con el general.
Cálculo de la cantidad requerida de refuerzo.
Al calcular el refuerzo para una losa, se tienen en cuenta las dimensiones de diseño del edificio y la densidad del marco. Por lo general, el espaciado de la rejilla es de aproximadamente 0,2 M. Con base en estas cifras, se calcula la cantidad de refuerzo y su masa. Como regla general, el marco de metal es 0.05-0.1 del peso total de la base.
El diseño de la base de la losa asegura la uniformidad de la carga y su reducción por unidad de superficie. Al diseñar una base, es importante hacer los cálculos correctos.