Tipos de impacto sobre los cimientos – recogida de cargas

La estabilidad y la longevidad de cualquier edificio dependen de la comprensión de los distintos impactos sobre los cimientos. Los cimientos de una estructura soportan su peso y transfieren sus cargas a la tierra. Las cargas muertas y las cargas vivas son las dos categorías básicas en las que se pueden dividir a grandes rasgos estas cargas.

El término "cargas muertas describe el peso estructural que es constante en todo el edificio, incluidos los muros, suelos, tejados y cualquier instalación fija como la climatización o la fontanería. Estas cargas son constantes y, salvo cambios estructurales, no cambian mucho con el tiempo.

Sin embargo, las cargas vivas pueden variar en tamaño y son dinámicas. Comprenden entidades transitorias como personas, muebles, coches y fenómenos meteorológicos como el viento o la nieve. Para garantizar que los cimientos puedan soportar con seguridad estas fuerzas, deben tenerse en cuenta las cargas dinámicas durante las fases de diseño y construcción.

Los cimientos soportan cargas laterales además de las cargas muertas y vivas. Estas fuerzas laterales, que suelen deberse a la actividad sísmica, la presión del suelo o la presión del viento, actúan horizontalmente contra los muros de cimentación. Para evitar fallos o daños estructurales, estas cargas laterales se tienen en cuenta durante el proceso de diseño de los cimientos.

Además, los suelos expansivos y las heladas son dos cargas ambientales que pueden ejercer mucha presión sobre los cimientos. Cuando el agua del suelo se congela y se expande, se produce el movimiento ascendente del terreno. Los suelos expansivos, ricos en minerales arcillosos, se expanden y contraen en respuesta a las variaciones del contenido de humedad, lo que puede provocar el movimiento de los cimientos.

Los ingenieros y constructores pueden diseñar y construir cimientos que sean resistentes y capaces de soportar las fuerzas que encontrarán a lo largo de la vida de un edificio comprendiendo y evaluando estos distintos tipos de cargas. La base para garantizar la integridad estructural y la seguridad en los proyectos de construcción es este conocimiento.

Tipos de impactos

Se pueden clasificar como internas o externas en función de dónde se utilicen. Además, los esfuerzos pueden estar dispersos o concentrados en un área específica.

Esfuerzos externos

Entre ellas están las fuerzas que perciben los cimientos de la casa. A la hora de diseñar estructuras, lo más importante es tener en cuenta que los cimientos deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar cualquier tipo de carga que pueda sufrir el edificio.

De hecho, la estimación de la carga de diseño debe realizarse antes de elegir el tipo de cimentación.

Hay tres tipos de cargas que se ejercen sobre los cimientos de una estructura:

1. Propia. Es la suma de las cargas, incluido el peso propio de la estructura, la base, los cimientos y las cargas de los materiales que se utilizan para construir los distintos componentes del edificio: paredes, suelos, tejados, etc. d.. Todos los componentes de la fuerza permanente se incluyen en las cargas permanentes. Pueden calcularse determinando el peso del contenido volumétrico de los distintos materiales utilizados en la construcción de la casa.
2. Temporales o móviles, que representa las fuerzas variables en el tiempo percibidas por el suelo. A veces se utiliza el término "carga superimpuesta" para referirse a este tipo de fuerzas. Incluye el peso de las personas y los materiales/objetos que están en el suelo, el peso del tejado, etc. d. El cálculo de estos elementos de fuerza es el más complejo y sólo puede hacerse de forma aproximada.
3. Viento. Sólo se tienen en cuenta en edificios de dos o más plantas, así como en zonas expuestas constantemente a fuertes vientos. Los lados abiertos de las paredes y el tejado del edificio están expuestos a la mayor presión del viento. La presión del viento se tiene en cuenta en función de las mediciones de su velocidad y de las características de la estructura que actúa como obstáculo. Se cree que 10 ciclos periódicos de aumento/disminución de la presión del viento crean la posibilidad de vuelco de la estructura erigida. Al diseñar un proyecto de construcción y sus cimientos, se tiene en cuenta el factor de la acción separada y conjunta de las fuerzas externas aplicadas. En particular, los muros transversales y los suelos desempeñarán un papel importante en el refuerzo de la estructura contra la presión del viento. En cambio, en una casa cuya altura sea inferior a tres veces su anchura (y si está suficientemente reforzada por muros transversales y forjados), la influencia de la presión del viento queda despreciada. Si el edificio está situado en una zona costera, para evitar las influencias del viento, su altura no debe superar el doble de su anchura. El cálculo de la presión del viento se basa en las mediciones de su velocidad y en aquellas características de la estructura del edificio que actúan como obstáculos.

Consideración de factores adicionales

La incertidumbre de los valores de determinadas características iniciales reduce la precisión de la toma de cargas. Cómo tener en cuenta, por ejemplo, las fuerzas que se producen ocasionalmente, como la nieve, las tormentas de polvo, etc. P.?

En lo que respecta a la nieve, los tejados de las regiones con nevadas intensas y frecuentes deben poder soportar cargas permanentes y transitorias, además de las cargas de nieve. Sin embargo, si la inclinación del tejado es de 45° o más, es aceptable ignorar este tipo de carga.

Tabla que muestra las densidades medias y las fuerzas específicas de los tipos de materiales y sustancias más populares por unidad de superficie.

Cálculo de las fuerzas que actúan sobre los cimientos de la casa

Basándose en los valores de estos factores por unidad de longitud (metro lineal), es más fácil tenerlos en cuenta. Consideremos las fuerzas aplicadas a los muros, por ejemplo, por un edificio contiguo (un cobertizo, un taller o un garaje), además del peso de los propios componentes del edificio, como losas y vigas.

Se consideran los momentos flectores además de las fuerzas para los elementos de esquina más cargados, que perciben fuerzas en dos direcciones mutuamente perpendiculares.

Ejemplo.

El hormigón tiene un peso propio aproximado de 2400 kg/m3, o 240 kN. El acero tiene un peso propio de aproximadamente 8000 kg/m3. Tomamos un elemento de esquina de 230 x 600 mm de sección con un 1% de acero.

El peso propio de la estructura será entonces de aproximadamente 1.000 kg, o 10 kN, a una altura estándar de 3 metros. Es importante aceptar que el peso propio del elemento de esquina es de entre 10 y 15 kN por planta del edificio si se tienen en cuenta otra serie de factores.

Las fuerzas para el segundo piso y los siguientes son el 50% y el 75% de los valores predeterminados, respectivamente.

Al calcular las fuerzas distribuidas sobre vigas y forjados, se sigue el mismo procedimiento. Los siguientes elementos componen la carga total de la losa:

• carga constante;
• carga dinámica;
• peso propio del forjado.

Como resultado, se reconocen las secciones estándar de GOST 20372-2015 para vigas. Por ejemplo, 230 x 450 mm es la medida de un metro de viga, sin contar el espesor del forjado. Por lo tanto, el peso propio puede ser de aproximadamente 2.5 kN/m lineal.

El material de los muros afecta a los cálculos posteriores de las fuerzas que perciben:

1. Tomemos un muro de ladrillo como primer ejemplo. La densidad del ladrillo varía de 1500 a 2000 kg/m3 . Para un muro de 150 mm de espesor, 3 metros de altura y 1 metro de longitud, podemos calcular que la carga por metro lineal es de 0.150 x 1 x 3 x 2000 = 900 kg, lo que equivale a 9 kN/lineal.m.
2. En el caso de los bloques de hormigón celular tratado en autoclave, los indicadores de densidad del material oscilan entre 550 … 700 kg/m 3 . Cuando se utilizan estos bloques para la construcción, la presión sobre el muro puede ser de sólo 4 kN/carga dinámica lineal.m. Esto, por cierto, puede conducir a una reducción significativa en el coste total de la construcción.

El grosor de un forjado de hormigón se tiene en cuenta a la hora de determinar las fuerzas que se le aplican. Supongamos que mide 125 mm. El peso propio de cada m2 de forjado será ahora de 0.125 x 1 x 2400 = 300 kg, o 3 kN. La carga dinámica impuesta para una casa de una sola planta suele ser de 2 kN/m2, mientras que la carga final suele ser de 1 kN/m2.

Como resultado, estimamos que toda la fuerza que actúa sobre el forjado será de entre 6 y 7 kN/m2. Obtenemos el valor necesario multiplicando este indicador por la superficie total de todas las losas.

Teniendo en cuenta los voladizos, la superficie total de todos los forjados será del 5.8% más que la superficie de la casa tal como está diseñada.

Primer esquema de cada parte para la opción con suelo de madera:

El factor de seguridad, que debe incluirse en los cálculos, no debe ser inferior a 1.5 o 1.6.

¿Cuánto pesa la casa???

La cifra más difícil de calcular es el peso propio de los distintos materiales de construcción. Podría utilizar, por ejemplo, la siguiente información de referencia:

• Locales residenciales densamente llenos de muebles, kg/m2 – 200…250.
• Salones y estudios, pasillos, vestíbulos. kg/m2 – 170…200.
• Lavaderos de la casa con electrodomésticos instalados, kg/m2 – 250…300.

Normalmente, los cálculos iniciales parten de la base de que una residencia privada típica pesa entre 55 y 60 toneladas. 35 toneladas es el límite inferior y 70 el superior. No obstante, estas cifras dependen en gran medida del tamaño de la casa, los materiales de construcción y el "relleno" interior."

Se aconseja seguir la cifra básica de 30 kg/m2, que figura en muchos manuales. Aunque este valor es aproximado para un conjunto detallado de cargas.

Hay que tener en cuenta la masa de una cimentación pesada de hormigón, frecuente en sótanos o garajes subterráneos, los muebles instalados, incluidos los empotrados, las instalaciones de fontanería y los electrodomésticos. En cualquier caso, es imprescindible cumplir primero todas las normas de construcción, en concreto la SNiP 2.01.07-85, antes de sumar todas las partes.

las cargas con una grapadora de construcción:

• Número de niveles/pisosVivienda de dos niveles con cimientos sólidos de hormigón: pesa al menos 40 kg/m2, y la vivienda de tres niveles pesa hasta 52 kg/m2 .
• Espesor de la pared. La tabla anterior contiene las cargas estándar, calculadas para muros de piedra/ladrillo de hasta 150…180 mm de grosor; de lo contrario, el peso de la casa debe aumentarse proporcionalmente.
• La casa está llena de objetos pesados. Por ejemplo, sólo el piano pesa 600…650 kg. Pero también puede haber una amplia biblioteca o un gimnasio en casa.

Importante: recuerda incluir las cosas que quieres comprar una vez construida la casa cuando reúnas las cargas.

Por ello, vale la pena intentar un enfoque más laborioso pero preciso para reunir las cargas de los cimientos. Realizar esto en orden

1. Establecer el número de habitaciones y su finalidad funcional – sala de estar, dormitorio, despacho, cocina, comedor, etc.P.
2. Determine la superficie de cada uno de estos locales.
3. Cada habitación tiene su propio índice de masa específico.
4. Resumir los datos recibidos.

El aspecto de la seguridad ya se ha tratado. También se distingue. Este coeficiente "crece" a 5…6 para una cimentación sobre pilotes si, como ya se ha dicho, se puede tomar dentro del rango de 1.5…1.6 para una cimentación sólida.

Para garantizar la estabilidad y longevidad de un edificio, es esencial comprender los distintos tipos de cargas que afectan a los cimientos de la estructura. Los cimientos soportan numerosas cargas, como las cargas dinámicas, las cargas muertas, el viento y las cargas sísmicas.

El peso estructural del edificio y los elementos fijos, como suelos y paredes, se denominan cargas muertas. Los cimientos están sometidos a una fuerza descendente continua debida a estas cargas.

Por el contrario, las cargas vivas son fuerzas dinámicas generadas por los ocupantes del edificio, el mobiliario y los componentes temporales. Dependiendo de cómo se utilicen, pueden cambiar con el tiempo y tener efectos diversos sobre los cimientos.

La estructura está sometida a presiones horizontales debidas a las cargas del viento, especialmente en las superficies expuestas. Estas fuerzas son resistidas por cimentaciones bien diseñadas, evitando desplazamientos o daños estructurales.

Los terremotos producen cargas sísmicas que pueden provocar importantes movimientos verticales y horizontales en los cimientos. Es esencial diseñar cimientos antisísmicos en zonas propensas a los terremotos.

Los constructores garantizan la seguridad y longevidad de las estructuras que erigen comprendiendo estas cargas variadas y creando cimentaciones que puedan soportarlas. Para optimizar el rendimiento y la resistencia de los cimientos durante las fases de diseño y construcción es necesario tener muy en cuenta cada tipo de carga.

Tesis principal: La estabilidad y longevidad de cualquier estructura dependen de la comprensión de los diferentes tipos de impactos sobre los cimientos. Las distintas cargas que puede sufrir una cimentación a lo largo del tiempo -desde el peso del propio edificio hasta las condiciones del suelo, pasando por fuerzas externas como el viento y la actividad sísmica- tienen un gran impacto en la capacidad de la cimentación para gestionar estas presiones. Mediante una investigación exhaustiva de estas variables, tanto los constructores como los propietarios pueden tomar decisiones bien informadas para proteger sus proyectos de los peligros y garantizar una base sólida durante muchos años.

Vídeo sobre el tema

recopilación de las cargas de los cimientos

Cómo calcular la carga sobre los cimientos

recopilación de cargas sobre cimientos

17 de febrero, 2026 Recogida de cargas en los cimientos. Parte 1

2 7 Recogida de cargas en los cimientos