En qué consiste el diseño de una cimentación en franjas, cómo se lleva a cabo?

La construcción de edificios requiere el uso de cimentaciones en franjas, que distribuyen uniformemente el peso de la estructura en el suelo, proporcionando un apoyo vital. Este tipo de cimentación, que se asemeja a una franja continua que rodea el exterior del edificio, es larga y estrecha y suele utilizarse para muros de carga.

El primer paso en el diseño de una cimentación en franjas es un examen exhaustivo de las condiciones del suelo en el lugar de construcción y de los requisitos estructurales del edificio. En función de variables como el peso del edificio, el tipo de suelo y las normas de construcción regionales, los ingenieros determinan el tamaño y la profundidad de los cimientos. Gracias a esta cuidadosa planificación, los cimientos podrán soportar las cargas y condiciones ambientales previstas a lo largo del tiempo.

La construcción de una cimentación en franja conlleva algunos procesos cruciales. En primer lugar, de acuerdo con las especificaciones de diseño, se excavan zanjas a lo largo del perímetro previsto del edificio. Después, las zanjas se nivelan y compactan meticulosamente para crear una base de cimentación sólida. A continuación, se forma la base de los cimientos vertiendo una capa de hormigón en las zanjas. El hormigón lleva barras de refuerzo incrustadas para aumentar su resistencia y durabilidad; estas barras suelen ser de acero.

Dependiendo de las necesidades del diseño, se pueden añadir más capas una vez que el hormigón se haya secado y reforzado lo suficiente. Estas capas pueden incluir materiales impermeabilizantes para proteger los cimientos de la humedad y otros elementos ambientales. En última instancia, el acabado de la cimentación en franjas garantiza la longevidad y la integridad estructural al proporcionar una base fuerte y estable sobre la que se puede erigir el resto de la estructura del edificio.

Marco normativo y características de la redacción de un proyecto

El trabajo del ingeniero de diseño consiste en averiguar las condiciones del terreno que hay que urbanizar y los cimientos para una estructura determinada. Una de las tareas de diseño es eliminar la posibilidad de que el edificio y los cimientos se deformen y se derrumben.

Los requisitos para el diseño y la construcción de cimentaciones se describen detalladamente en la norma SP 50-101-2004, que también incluye referencias a las leyes pertinentes.

Para evaluar la capacidad portante del emplazamiento, deben recopilarse datos sobre la geología de la zona, la actividad sísmica, el diseño del edificio y las circunstancias operativas.

Para elegir la opción de construcción más lógica y fiable, evaluar los aspectos técnicos y financieros de las posibles soluciones de ingeniería. Es necesario tomar precauciones que garanticen la resistencia y durabilidad de la estructura tanto durante su construcción como durante su uso.

El proyecto se diseña teniendo en cuenta las obligaciones de diseño descritas en GOST 27751:

1. I grado de responsabilidad – instalaciones de almacenamiento de productos petrolíferos, instalaciones industriales con grandes luces, viviendas singulares.
2. II grado – edificios residenciales y públicos, edificios agrícolas.
3. III grado – edificios temporales (cobertizos de verano, cenadores, pabellones, edificios de almacenamiento.

Antes de la construcción, se crea una especificación técnica que contiene datos preliminares, dibujos de las opciones de base y sus secciones, y diagramas de disposición en planta. Estos datos son necesarios para apoyar las actividades de instalación y construcción. El proyecto cuenta con la documentación reglamentaria necesaria.

Métodos para calcular las dimensiones tecnológicas de la cinta

La profundidad de los cimientos, así como la altura y la anchura de la cinta, se calculan durante la fase de diseño. La capacidad portante del terreno dicta las dimensiones tecnológicas. La línea de congelación, la tendencia al levantamiento y el nivel de las aguas subterráneas se determinarán mediante estudios geológicos.

Seleccione una cimentación empotrada, que se vierte en una zanja de 0.4-0.6 metros por debajo de la línea de congelación, para suelos inestables. Es posible excavar una zanja para cinta hasta una profundidad de sólo 0.5 metros para estructuras ligeras como casas de baños o casas de armazón.

Debido a que el suelo es fuerte, uniforme y tiene bajos niveles de arcilla y humedad, puede soportar tensiones y la profundidad del cinturón puede ser de tan sólo 0.5 metros. El siguiente cuadro ilustra la relación entre las características geológicas del emplazamiento y la profundidad de la cinta:

El nivel de congelación del suelo debe multiplicarse por un factor de corrección relacionado con el régimen térmico de la estructura para determinar la profundidad de una cimentación de hormigón armado (puede basarse en el conjunto de normas para la construcción y el diseño SP 50-101-2004). La anchura de la base (D) se considera igual o mayor que el espesor de los muros de carga de la estructura.

La fórmula D = (q/R), donde: es el fundamento del método aplicado para calcular el indicador D.

• q es la carga total sobre la banda de hormigón armado, que tiene en cuenta la masa de la estructura, la carga útil y el peso de los equipos que se ubicarán en el edificio;
• R – resistencia de la sección.

El concepto de capacidad portante de un terreno

Propiedad que expresa la resistencia de la tierra a las cargas verticales en unidades de (kg/cm2) o (t/m2). Cuanto más fuertes sean los cimientos de la construcción, más bajo será este indicador.

Las siguientes variables influyen en la capacidad portante del terreno:

• Tipo de suelo
• saturación de humedad;
• El sello de las masas de suelo.

Al diseñar estructuras de grado de responsabilidad I y II, debe ponerse en contacto con una organización de investigación geológica para obtener más información sobre la geología local.

Es posible determinar el tipo de suelo de forma independiente cuando se diseñan estructuras con un III grado de responsabilidad. Para ello, perforan un pozo hasta una profundidad de dos metros con el fin de determinar la composición del terreno y la línea de agua subterránea.

La siguiente tabla ilustra cómo afecta el tipo de suelo a la resistencia de las diferentes masas de suelo:

Los siguientes pasos comprenden el cálculo aplicado de la capacidad portante de un terreno:

1. La masa de la estructura se calcula multiplicando los elementos estructurales por el peso específico del material de construcción.
2. La carga de nieve se determina multiplicando la superficie del tejado por el peso estándar (m2) de la capa de nieve.
3. hallar las cargas operativas a razón de 100 kg por metro cuadrado de cada solado.
4. Calcular el peso de la base multiplicando el volumen de la cinta por el peso específico de 1 m3 de hormigón armado.
5. Sumar los resultados obtenidos y multiplicarlos por un coeficiente de fiabilidad igual a 1.2.
6. Calcule la superficie de apoyo de la base multiplicando la anchura por la longitud.
7. Determine la presión total de la estructura por unidad de superficie de suelo dividiendo el valor total del punto (5) por la superficie de apoyo (6).

El proceso básico del análisis de diseño consiste en comparar la resistencia estándar del suelo con la carga de diseño de la estructura que se está construyendo, teniendo en cuenta la cimentación. Aumente la superficie de apoyo y vuelva a realizar el cálculo si la carga real es superior al límite permitido.

Información básica sobre las LF poco profundas

A una altura de 0.a 7 metros del suelo, se colocan cintas poco profundas por encima de la línea de congelación. Cuando se construye sobre un suelo que tiende a hincharse a bajas temperaturas ambientales, la solución estructural es la adecuada.

Incluso con la fuerza de la fundación y la resistencia al peso del edificio, toda la estructura no puede moverse de manera uniforme con las masas de suelo a menos que esté profundamente enterrado. La posibilidad de destrucción por vibraciones se elimina con un cálculo preciso de la cimentación.

El tipo de cimentación que se presenta es apropiado para la construcción de edificios de poca altura, como edificios de viviendas, hormigón celular, mampostería ligera y edificios de paneles de armazón. Al mismo tiempo, se pueden construir casas más pesadas con ático ensanchando la cinta.

La tabla siguiente ofrece recomendaciones para seleccionar la anchura de la cimentación en función del tipo de suelo para diferentes tipos de estructuras:

Es esencial comprender la cimentación por bandas en el campo de la construcción. La estabilidad y la durabilidad están garantizadas por estas estructuras de cimentación, que distribuyen el peso de los edificios uniformemente por el suelo. Se construyen cavando una zanja, añadiéndole hormigón y fortificándola después con barras de acero. Este procedimiento es esencial para distribuir correctamente las cargas y soportar los muros, lo que garantiza que los edificios duren muchos años. Este artículo se adentra en los fundamentos del diseño y la ejecución de cimentaciones de losas, proporcionando un manual claro para cualquier persona interesada en aprender sobre la cimentación de proyectos de construcción robustos.

Secuencia de los trabajos de diseño

El diseño de una cimentación en franjas implica, en última instancia, la resolución de varias cuestiones:

1. Análisis geológico del emplazamiento para determinar el tipo de suelo, la línea de congelación y el nivel de las aguas subterráneas.
2. Determinación de la resistencia del suelo.
3. Cálculo de las dimensiones tecnológicas de la base.
4. Determinación de las cargas totales de la estructura que se está construyendo.
5. Comparación de la resistencia estándar del suelo con la carga de la estructura, incluida la cimentación.
6. Selección de una solución de ingeniería económicamente viable para la construcción.
7. Definición del refuerzo.
8. Diseño del sistema de drenaje.

Tras determinar las medidas de la base de hormigón armado, se esbozan meticulosamente todas sus partes importantes y los detalles arquitectónicos. Gracias a la información recopilada, podemos crear un diagrama de flujo de instalación y determinar con precisión la cantidad de material de construcción necesario.

La construcción de edificios requiere el uso de cimentaciones en bandas, que proporcionan a los muros de carga una base estable. Este tipo de cimentación garantiza la longevidad y la seguridad al distribuir el peso de la estructura de manera uniforme por todo el suelo.

Los muros de carga se colocarán a lo largo del perímetro del edificio, que se excavará durante el proceso de construcción. El hormigón que se vierte en la zanja se refuerza con barras de refuerzo. Este refuerzo mejora la resistencia de los cimientos a las fuerzas verticales y horizontales y ayuda a prevenir las grietas.

Para crear una base sólida, se vierte hormigón en la zanja después de colocar las barras de refuerzo. El tamaño, el peso y las propiedades del edificio, además de las propiedades del suelo, influyen en la profundidad y la anchura de la franja de cimentación. La compactación adecuada del suelo alrededor y debajo de los cimientos garantiza su estabilidad a lo largo del tiempo.

Una cimentación en franjas bien construida ayuda a evitar asentamientos y movimientos al soportar el peso de los muros del edificio, preservando la integridad estructural de toda la estructura. Para detectar los problemas a tiempo y mantener la estabilidad y seguridad del edificio, es crucial inspeccionar y mantener los cimientos con regularidad.

Vídeo sobre el tema

nanoCAD Estructuras – Cimentaciones. Lección No. 3 – Cálculo y diseño de una cimentación monolítica en franjas

Plano de cimentación

CÓMO SE DISEÑA LA CIMENTACIÓN?