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O cálculo das fundações de tiras é um processo complexo e bastante trabalhoso, que deve ser confiado exclusivamente por profissionais que possuem licença estadual para realizar esse trabalho. No entanto, com a construção independente de edifícios baixos, é perfeitamente possível fazê-lo sozinho, fazendo os cálculos necessários por conta própria, porque o trabalho de um especialista em design é muito caro. Nesta publicação, será considerada em detalhes a metodologia de cálculo da fundação do tipo faixa, prevista na SP 20.13330.2011 e na SP 22.13330.2011..
Breves características e recursos de design
Este tipo de base é uma estrutura única em forma de fita, localizada por baixo de todas as paredes estruturais do edifício..
Em termos de profundidade, as fundações da tira podem ser:
- enterrado abaixo do ponto de congelamento do solo;
- raso (MZLF) com profundidade média de 0,5 m;
- insepulto.
A profundidade é considerada a altura da estrutura de suporte desde o nível do planejamento até sua “base”.
Estruturalmente, as bases do tipo correia podem ser:
- monolítico;
- pré-fabricado.
A construção de uma fundação monolítica é uma fita feita de concreto armado monolítico. As fundações pré-fabricadas são erguidas de blocos de concreto, tijolos ou entulho. Na construção moderna, na maioria das vezes são erguidas fundações monolíticas, que permitem distribuir uniformemente a carga no solo, evitando sua destruição. As fundações pré-fabricadas são menos confiáveis, embora exijam menos investimento na construção.
Cálculo da fundação da faixa: um método para determinar a capacidade de carga do solo
Todos os cálculos são realizados após o recebimento do projeto em mãos com a especificação dos materiais de construção e fixação utilizados, necessários à construção e acabamento da estrutura..
O cálculo dos parâmetros da fundação por este método é realizado em três etapas:
- Coleta de cargas em uma base de tiras.
- Determinação dos parâmetros (largura da fita e “base”, altura, profundidade) da fundação.
- Cálculo do calado possível.
Outra etapa que não está indicada na metodologia, mas pode ser necessária na realização dos cálculos da fundação da faixa, é a realização de trabalho para correção dos dados obtidos. Vamos considerar cada estágio com mais detalhes.
Coleta de dados primários
Ao determinar a carga na base, é necessário levar em consideração:
- a massa da estrutura;
- peso estimado da fundação da tira;
- a massa do recheio do edifício (equipamentos, pessoas, móveis, etc.);
- fator de carga de neve e vento.
A massa do edifício é calculada somando o peso de todos os materiais de construção utilizados na construção da casa, tendo em conta as características dos materiais utilizados. Para simplificar os cálculos, recomendamos que você se familiarize com a tabela, que mostra as cargas na fundação de paredes, pisos e tetos feitos de vários materiais de construção..
Use a seguinte tabela para determinar as cargas de neve em uma região específica:
Para os residentes da Ucrânia, esta tabela será semelhante a esta:
Dependendo da estrutura do telhado (ângulo de inclinação), os dados tabulares podem exigir o uso de um fator de correção:
- até 25 ° – o coeficiente é 1;
- 60 ° e mais – o coeficiente não é levado em consideração.
Para calcular a carga de neve na fundação, é necessário: determinar a sua região no mapa, o peso da cobertura de neve por 1 m2 do telhado, o coeficiente levando em conta o ângulo de inclinação e, em seguida, multiplicar o telhado área pelos dados obtidos.
Ao usar soluções arquitetônicas clássicas de construção baixa, as cargas de vento na base da estrutura podem ser ignoradas..
Cálculo da altura da fundação da faixa
A altura da faixa de fundação é a soma dos parâmetros, que incluem os seguintes dados:
- a profundidade da colocação, tendo em conta o tipo de solo, o nível das águas subterrâneas e o congelamento do solo numa determinada região;
- altura do porão.
Para determinar a profundidade recomendada da fundação da faixa, dependendo do solo, use a tabela:
Para neutralizar as forças de elevação, é necessário aprofundar a base abaixo do ponto de congelamento em 15-20 cm.
Por exemplo, considere o cálculo da altura estimada da base, desde que a profundidade de congelamento do solo na região seja de 1,5 m; altura estimada do porão – 0,5 m.
Os cálculos da altura da base são os seguintes: 1,5 + 0,5 + 20 cm (profundidade de colocação recomendada abaixo do ponto de congelamento) = 2,2 m.
Cálculo da largura do “pé” da tira de fundação
O cálculo deste parâmetro depende do material utilizado na construção da “caixa”, do comprimento e da espessura das paredes de apoio. Uma versão simplificada do cálculo da largura da fita – usando os dados médios mostrados na tabela abaixo:
Para cálculos mais precisos da largura da “sola” da fita, você pode usar a fórmula:
Onde:
- 1.3 – fator de segurança de carga;
- P é a massa total do edifício com a fundação em kg;
- L é o comprimento da fita de fundação em cm;
- Ro – resistividade do solo.
Conhecendo os parâmetros da fita, você pode calcular facilmente o volume da base da fita. Isso é feito da seguinte maneira: é necessário multiplicar o comprimento da fita por sua largura e altura.
Deve ser entendido que a estrutura de fundação não pode ter uma seção transversal constante. Em alguns casos, a seção da faixa de fundação pode ser feita na forma de um paralelepípedo com uma superfície externa inclinada para melhor resistência às forças de levantamento. A seção transversal em forma de T com uma “base” estendida (fita com uma base estendida) é erguida para economizar material.
Para determinar a massa da estrutura de suporte, o volume da fita deve ser multiplicado pelo seu peso específico, levando em consideração os materiais utilizados para sua construção.
Cálculo da carga do solo
Como calcular a fundação da tira para a carga criada pela estrutura no solo? Isso é fácil de fazer: você precisa dividir a massa total da estrutura (o peso da casa, o enchimento do prédio, a carga de neve) pela área de base em cm2.
Para encontrar a área da estrutura de suporte, você precisa multiplicar seu comprimento por sua largura.
Os dados obtidos são comparados com a resistividade do solo R0 kg / cm², sobre a qual está prevista a construção do edifício..
| Tipo de solo | Resistência do solo (R0 kg / cm²) |
| Solo de argila | 4,5 |
| Solo argiloso com cascalho | 4,0 |
| Solo com areia grossa | 6,0 |
| Solo com areia de fração média | 5.0 |
| Solo com areia de rio de fração fina | 4,0 |
| Solos argilosos | 3,5 |
| Argila | 6,0 |
| Solo compactado a granel | 1,5 |
Um exemplo de cálculo de uma base para capacidade de carga
Suponhamos que a massa total da estrutura (paredes, telhado, fundação, enchimento), levando em consideração as cargas de neve e vento, seja de 400 mil kg. A área da base é de 100 mil cm2 (o comprimento da fita é 4 mil cm; a largura é 25 cm). Para obter dados sobre a carga específica do edifício por cm2 de solo, é necessário dividir a massa total do casa pela área da base. 400.000 kg / 100.000 cm2 = 4.
Determinamos o tipo de solo sobre o qual a construção deve ser baseada na tabela para obter dados sobre sua capacidade de carga. Então tudo é simples: comparamos o indicador calculado e a capacidade de carga do solo. É necessário que a seguinte condição seja atendida: P ≦ Ro onde P é a massa total da estrutura, Ro é a resistividade do solo. Se os dados da tabela forem maiores ou iguais aos calculados, não há necessidade de fazer ajustes.
Se a condição não for satisfeita, então, para correção, a largura da sola aumenta em 10 cm e os cálculos da massa e dimensões da fundação são repetidos. Isso é feito até que a condição P ≦ Ro seja satisfeita.
Cálculo de materiais
Para saber exatamente quanta mistura de concreto é necessária para erguer a base da casa, você precisa calcular o volume da fita de fundação. Como calcular a capacidade cúbica de uma fundação em faixa? É necessário multiplicar os indicadores da fita de fundação obtidos durante os cálculos, nomeadamente o comprimento, largura e altura da base. Por exemplo: o comprimento da fita é de 40 m, a largura é de 25 cm, a altura é de 2,2 m, Multiplicando os dados obtidos, obtemos o valor 22 m3. Ao pedir concreto, guie-se por este valor, mais 10% do estoque.
Para calcular a ordem do número de acessórios, você precisa saber:
- O diâmetro mínimo permitido das hastes longitudinais, dependendo da área da seção transversal da fita.
- O número de cintas blindadas com o número mínimo permitido de linhas de hastes longitudinais.
- Diâmetro da barra transversal.
- Etapa das barras de reforço transversais.
- Comprimento de sobreposição das hastes.
- Peso da gaiola de reforço.
Todos os cálculos são feitos com base nos dados normativos fornecidos em SP 52-101-2003. Para simplificar os cálculos, você pode usar os serviços de uma calculadora online.