Cálculo Da Fundação: Como Calcular A Capacidade Cúbica E A Largura De Uma Casa Usando O Método De Soma Camada Por Camada, Volume E Calado, Cálculo De Rollover

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 05:55

Não importa o tipo de paredes, móveis e design da casa. Tudo isso pode se depreciar em um instante se erros forem cometidos durante a construção da fundação. E os erros graves dizem respeito não apenas às suas características qualitativas, mas também aos parâmetros quantitativos básicos.

Peculiaridades

Ao calcular a base, o SNiP pode ser um assistente inestimável. Mas é importante entender corretamente a essência das recomendações ali delineadas. O requisito fundamental será a eliminação completa de umidade e congelamento do substrato sob o aviário.

Esses requisitos são especialmente relevantes se o solo tiver uma tendência aumentada para se elevar . Depois de explorar as informações exatas sobre o solo no local, você já pode consultar com segurança os códigos e regulamentos de construção - existem recomendações escrupulosas para a construção em qualquer zona climática e em quaisquer materiais minerais existentes na Terra.

Deve-se entender que somente os profissionais podem fazer uma ideia suficientemente correta e profunda. Quando o projeto da fundação é executado por amadores tentando economizar nos serviços de arquitetos, surgem muitos problemas - casas empenadas, paredes sempre úmidas e rachadas, cheiros de mofo vindo de baixo, enfraquecimento da capacidade de suporte, e assim por diante.

Um projeto profissional leva em consideração as propriedades de materiais específicos e as restrições financeiras. Graças a isso, permite equilibrar a perda de fundos e os resultados alcançados.

Um tipo

A estabilidade da fundação sob a casa depende diretamente de seu tipo. Existem requisitos mínimos claros para o desempenho de vários tipos de fundações. Portanto, em uma casa com dimensões de 6x9 m, você pode colocar fitas de 40 cm de largura, isso permitirá que você tenha uma margem de segurança dupla em relação ao valor recomendado. Se você montar estacas perfuradas, expandindo na parte inferior para 50 cm, a área de um único suporte chegará a 0,2 sq. m, e 36 pilhas serão necessárias. Dados mais detalhados podem ser obtidos apenas por meio do conhecimento direto de uma situação específica.

De que depende?

O desenho das fundações, mesmo dentro do mesmo tipo, pode ser bastante diferente. O limite principal corre entre bases rasas e profundas.

O nível mínimo de favoritos é determinado por:

• propriedades do solo;
• o nível das águas neles;
• arranjo de caves e porões;
• a distância para os porões dos edifícios vizinhos;
• outros fatores que os profissionais já devem considerar.

Ao usar lajes, sua borda superior não deve ser elevada a mais de 0,5 m da superfície do edifício. Se uma instalação industrial de um andar está sendo construída que não estará sujeita a cargas dinâmicas, ou um edifício residencial (público) de 1-2 andares, há uma certa sutileza - tais edifícios em solos que congelam a uma profundidade de 0,7 m são erguidos com a substituição da parte inferior da fundação por travesseiro.

Para formar esta almofada, aplique:

• cascalho;
• pedra britada;
• areia de fração grossa ou média.

Então o bloco de pedra deve ter uma altura de pelo menos 500 mm; para o caso de areia de tamanho médio, prepare a base de forma que ela se eleve acima do lençol freático. A fundação de colunas e paredes internas em estruturas aquecidas pode não se adaptar ao nível da água e à quantidade de congelamento. Mas, para ele, o valor mínimo será de 0,5 M. É necessário iniciar uma estrutura de fita sob a linha de congelamento em 0,2 m. Ao mesmo tempo, é proibido abaixá-lo mais de 0,5-0,7 m do ponto de planejamento inferior da estrutura.

Métodos

Recomendações gerais para tamanho e profundidade podem ser úteis, mas será muito mais correto focar nos resultados de cálculos de nível profissional. O método de soma camada por camada é de grande importância em sua implementação. Permite avaliar com segurança o assentamento de uma fundação apoiada em um substrato natural de areia ou solo. Importante: existem certas restrições à aplicabilidade de tal método, mas apenas especialistas podem entender isso profundamente.

A fórmula necessária inclui:

• coeficiente adimensional;
• a tensão estatística média de uma camada elementar do solo sob a influência de cargas externas;
• módulo de dano à massa do solo durante o carregamento inicial;
• é o mesmo no carregamento secundário;
• a tensão média ponderada da camada elementar do solo sob sua própria massa extraída durante a preparação da cova de solo.

A linha inferior da massa compressível agora é determinada pela tensão total, e não pelo efeito adicional, conforme recomendado pelos códigos de construção. No decorrer dos testes de laboratório das propriedades do solo, o carregamento com uma pausa (liberação temporária) é agora considerado. Primeiro, a base sob a fundação é convencionalmente dividida em camadas de espessura idêntica. Em seguida, o estresse é medido nas juntas dessas camadas (estritamente sob o meio da sola).

Em seguida, você pode definir a tensão criada pela própria massa do solo nos limites externos das camadas . A próxima etapa é determinar o resultado final do estrato submetido à compressão. E só depois de tudo isso é possível, por fim, calcular o correto recalque da fundação como um todo.

Uma fórmula diferente é usada para calcular a base de carga excêntrica de uma casa. Ele decorre do fato de que é necessário reforçar a borda externa do bloco de rolamento. Afinal, é lá que será aplicada a parte principal da carga.

O reforço pode compensar a mudança no vetor de aplicação de força, mas deve ser executado estritamente de acordo com as condições do projeto. Às vezes, a sola é reforçada ou uma coluna é colocada. O início do cálculo envolve o estabelecimento de forças que atuam ao longo do perímetro da fundação. Para simplificar os cálculos, ajuda a reduzir todas as forças a um conjunto limitado de indicadores resultantes, que podem ser usados para julgar a natureza e a intensidade das cargas aplicadas. É muito importante calcular corretamente os pontos em que as forças resultantes serão aplicadas ao plano da planta.

Em seguida, eles são envolvidos no cálculo real das características da fundação . Eles começam determinando a área que ele deve ter. O algoritmo é aproximadamente o mesmo usado para o bloco carregado no centro. Obviamente, os números precisos e finais só podem ser obtidos deslocando os valores exigidos. Os profissionais operam com esse indicador como um gráfico da pressão do solo.

Recomenda-se igualar seu valor a um número inteiro de 1 a 9. Este requisito está associado à garantia da confiabilidade e estabilidade da estrutura. A proporção das menores e maiores cargas do projeto deve ser calculada. Deve-se levar em consideração as características do próprio edifício e o uso de equipamentos pesados durante a construção. Quando se pretende que um guindaste atue em uma estrutura de fundação carregada fora do centro, a tensão mínima não pode ser inferior a 25% do valor máximo. Nos casos em que a construção será realizada sem o uso de maquinário pesado, qualquer número positivo é aceitável.

A maior resistência de massa do solo permissível deve ser 20% maior do que o impacto mais significativo da parte inferior da sola. Recomenda-se calcular a armadura não só das seções mais carregadas, mas também das estruturas adjacentes a elas. O fato é que a força aplicada pode se deslocar ao longo do vetor devido ao desgaste, reconstrução, revisão ou outros fatores desfavoráveis. É muito importante levar em consideração todos aqueles fenômenos e processos que podem afetar a fundação e agravar suas características. A consulta de construtores profissionais, portanto, não será supérflua.

Como calcular?

Mesmo as cargas calculadas com mais cuidado não esgotam a preparação numérica do projeto. Também é necessário calcular a capacidade cúbica e a largura da futura fundação para saber que tipo de escavação fazer para a cava e quanto material preparar para o trabalho. Pode parecer que o cálculo é muito simples; por exemplo, para uma laje com comprimento 10, largura 8 e espessura de 0,5 m, o volume total será de 40 metros cúbicos. m. Mas se você derramar exatamente essa quantidade de concreto, podem surgir problemas significativos.

O fato é que a fórmula escolar não leva em consideração o consumo de espaço para a malha de reforço . E deixe seu volume ser limitado a 1 metro cúbico. m., raramente acaba sendo mais do que esta figura - você ainda precisa preparar a quantidade de material necessária. Assim, você não terá que pagar a mais pelo desnecessário ou procurar febrilmente onde comprar os acessórios que faltam. Os cálculos são feitos de forma um pouco diferente quando se usa uma fundação de faixa, que está vazia por dentro e, portanto, requer menos argamassa.

As variáveis necessárias são:

• a largura do empregado para assentamento da fossa (ajustada para a espessura das paredes e fôrmas a serem montadas);
• o comprimento dos blocos da parede de apoio e divisórias localizadas entre eles;
• a profundidade em que a base está embutida;
• uma subespécie da própria base - com concreto monolítico, de blocos prontos, de pedras de entulho.

O caso mais simples é calculado usando a fórmula para o volume de um paralelepípedo menos a quantidade de vazios internos. É ainda mais fácil determinar os parâmetros necessários para a fundação do projeto do pilar. Você só precisa calcular os valores de dois paralelepípedos, um dos quais será o ponto inferior do pilar e o outro - a base da própria estrutura. O resultado deve ser multiplicado pelo número de postes que são colocados sob a grade com um intervalo de 200 cm.

O mesmo princípio se aplica às bases roscadas e gradeadas, onde se somam os volumes dos pilares e das lajes utilizadas.

Ao usar estacas perfuradas ou aparafusadas feitas de fábrica, apenas os segmentos de fita terão que ser calculados. Os tamanhos dos pilares são ignorados, exceto para a previsão do tamanho da terraplenagem. Além do volume da fundação, o cálculo de seu recalque também é muito importante.

A representação gráfica do método de empilhamento camada por camada mostra que você precisa prestar atenção a:

• a marca da superfície do relevo natural;
• penetração do fundo da fundação nas profundezas;
• a profundidade da localização das águas subterrâneas;
• a linha mais baixa da rocha sendo comprimida;
• a quantidade de tensão vertical criada pela própria massa do solo (medida em kPa);
• tensões complementares devido a influências externas (também medidas em kPa).

A gravidade específica dos solos entre o nível do lençol freático e a linha do aquiclude subjacente é calculada com uma correção para a presença de líquido. O estresse que surge no próprio aquiclude sob a gravidade do solo é determinado ignorando o efeito de peso da água. Um grande perigo durante a operação de fundações é gerado por cargas que podem causar tombamento. Calcular seu tamanho não funcionará sem determinar a capacidade de carga total da base.

Ao coletar dados, o seguinte pode ser usado:

• relatórios de teste dinâmicos;
• relatórios de teste estático;
• dados tabulares, teoricamente calculados para uma área específica.

É recomendável que você leia todas essas informações de uma vez. Se você encontrar alguma inconsistência, discrepância, é melhor encontrar e entender imediatamente sua causa, em vez de se envolver em uma construção arriscada. Para construtores amadores e clientes, o cálculo dos parâmetros que afetam a rolagem é mais fácil de realizar de acordo com as disposições da SP 22.13330.2011. A edição anterior das regras foi lançada em 1983 e, naturalmente, seus compiladores simplesmente não podiam refletir todas as inovações e abordagens tecnológicas modernas.

É aconselhável levar em consideração todos os trabalhos que serão realizados para reduzir as deformações das futuras fundações e fundações sob edifícios próximos.

Existe um conjunto de situações de perda de resiliência, desenvolvidas por gerações de construtores e arquitetos, que precisam ser modeladas. Em primeiro lugar, eles calculam como os solos de base podem se mover, arrastando a fundação junto com eles.

Além disso, os cálculos são realizados:

• cisalhamento plano quando a sola toca a superfície;
• deslocamento horizontal da própria fundação;
• deslocamento vertical da própria fundação.

Há 63 anos, uma abordagem uniforme tem sido aplicada - a chamada técnica do estado limite. As regras de construção exigem que dois desses estados sejam calculados: para capacidade de suporte e para fissuração. O primeiro grupo inclui não apenas a destruição completa, mas também, por exemplo, um rebaixamento para baixo.

O segundo - todos os tipos de dobras e rachaduras parciais, assentamento limitado e outras violações que complicam a operação, mas não a excluem completamente. Para a primeira categoria, está em curso o cálculo dos muros de contenção e as obras de aprofundamento da cave existente.

Também é usado se houver outro poço nas proximidades, um declive acentuado na superfície ou estruturas subterrâneas (incluindo minas, minas). Faça a distinção entre cargas estáveis ou de ação temporária.

Os fatores de longo prazo ou de influência permanente são:

• os pesos de todas as partes componentes de edifícios e solos adicionalmente preenchidos, substratos;
• pressão hidrostática de águas profundas e superficiais;
• protensão em concreto armado.

Todos os outros impactos que só podem atingir a fundação são levados em consideração na composição do grupo temporário. Um ponto muito importante é calcular corretamente a rolagem possível; dezenas e centenas de casas desabaram prematuramente apenas por causa da falta de atenção a ele. Recomenda-se calcular o roll sob a ação momentânea e sob a carga aplicada ao centro da base.

Você pode avaliar a aceitabilidade do resultado obtido comparando-o com as instruções do SNiP ou com a tarefa de projeto técnico. Na maioria dos casos, uma limitação com um coeficiente de 0,004 é suficiente, apenas para as estruturas mais críticas o nível de desvio permitido é menor.

Quando se constata que o nível de teste padrão excede a norma, o problema é resolvido de uma das quatro maneiras:

• uma mudança completa de solo (na maioria das vezes, almofadas volumosas feitas de areia e massa de solo são usadas);
• compactação da matriz existente;
• aumentando as características de resistência por fixação (ajuda a lidar com substratos soltos e aquosos);
• a formação de pilhas de areia.

Importante: qualquer que seja a abordagem escolhida, você terá que recalcular todos os parâmetros. Caso contrário, você pode cometer outro erro e apenas desperdiçar dinheiro, tempo e materiais.

Escolhendo uma opção específica para um aterro raso, os parâmetros tecnológicos e econômicos da base de concreto armado são calculados primeiro. Em seguida, um cálculo semelhante é realizado para o suporte da estaca. Comparando os resultados obtidos e verificando-os novamente, pode-se tirar uma conclusão final sobre o tipo ideal de fundação.

Ao determinar o número de cubos de materiais por placa de base, avalie cuidadosamente o consumo de placas para cofragem, bem como o comprimento e largura das células de armadura e seu diâmetro. Em alguns casos, o número de fileiras de armaduras colocadas pode ser diferente. A seguir, são analisadas as proporções ótimas de concreto seco e de argamassa. O custo final de quaisquer substâncias de fluxo livre, incluindo cargas auxiliares para concreto, é determinado por sua massa, e não com base em seu volume.

A pressão média sob a sola da estrutura de fundação é determinada levando em consideração a excentricidade da resultante de várias forças em relação ao centro de gravidade da estrutura. Além de conhecer a resistência de desenho do solo, é necessário verificar a fragilidade da camada subjacente em toda a sua área e espessura para puncionamento. Quase sempre, a espessura máxima das camadas elementares nos cálculos é considerada não superior a 1 m. Quando uma fundação de faixa está sendo construída, o reforço é usado com espessura não superior a 1-1, 2 cm. Para uma base de pilar, eles são guiado por um material de encadernação com uma espessura de 0,6 cm.

Pontas

É muito importante não apenas realizar todos os cálculos com eficiência, mas também entender claramente como deve ser a fundação acabada. No caso da construção de uma estrutura auxiliar muito pequena, vale a pena fazer cálculos para a construção de um tubo de fibrocimento. Os suportes de fita e pilha são escolhidos principalmente para casas que criam uma carga muito grave.

Assim, é determinado:

• seção transversal da base em diâmetro;
• diâmetro do reforço de reforço;
• a etapa de colocar a rede de reforço.

Em areias cuja camada se encontra a mais de 100 cm abaixo da edificação, é preferível formar fundações leves com profundidade de 40-100 cm. Deve-se respeitar o mesmo valor se houver seixo ou mistura de areia e pedra abaixo.

Importante: estes valores são meramente indicativos e referem-se exclusivamente a bases leves de um pequeno trecho, obtidas em forma de fita com armadura fraca ou pilares saturados de pedras quebradas. Os parâmetros aproximados não dispensam a necessidade de cálculos mais detalhados e cuidadosos dos requisitos reais.

Em lamas, as casas são mais frequentemente construídas ao longo de um monólito de fita maciça perfurado por contornos de reforço de baixo e de cima. As laterais devem ser recobertas com areia compactada manualmente, cuja camada é de 0,3 m ao longo de toda a altura da fita. Então, o efeito de compressão das tensões é minimizado ou completamente suprimido. Quando a construção ocorre em solo representado por franco-arenoso, é necessário analisar a proporção de areia e argila e, em seguida, tomar uma decisão final. Ao calcular uma construção em um espaço de turfa, a massa orgânica é geralmente levada para um substrato forte sob ele.

Quando é muito difícil e o trabalho de construção da fita ou dos postes acaba sendo desproporcionalmente pesado e caro, as estacas devem ser calculadas. Eles também são necessariamente trazidos a um ponto denso onde um suporte estável é criado. Absolutamente qualquer tipo de fundação deve começar abaixo da linha de congelamento. Se isso não for feito, o poder de deslocamento e destruição congelados esmagará quaisquer estruturas fortes e sólidas. É aconselhável colocar em projetos um tipo de terraplenagem, como escavação ao longo do perímetro de valas de 0,3 m de largura.

Informações corretas sobre as propriedades do solo para cálculos não podem ser obtidas simplesmente cavando um jardim ou concentrando-se nas palavras dos vizinhos, mesmo que sejam pessoas conscienciosas. Especialistas aconselham a perfuração de poços exploratórios com 200 cm de profundidade, podendo, em alguns casos, ser mais profundos se necessário por motivos técnicos.

É útil solicitar uma análise química e física da massa extraída, caso contrário, pode apresentar surpresas inesperadas. Idealmente, você deve abandonar completamente o projeto independente e apenas verificar os cálculos fornecidos pela organização de construção.