El libro analiza métodos aproximados para el cálculo de vigas y losas ubicadas sobre una cimentación elástica, más allá del límite elástico. Los principios básicos de la teoría del equilibrio límite se describen brevemente, se considera el problema de determinar la capacidad de carga límite de una viga sobre una base elástica bajo varias cargas. Se muestra la determinación de la carga última para pórticos y enrejados, teniendo en cuenta la influencia de una cimentación elástica. Se da la solución de problemas para una viga pretensada. Se considera la influencia de una base de dos capas. Se han resuelto problemas relacionados con losas ubicadas sobre cimentación elástica, con carga concentrada en el centro, en el borde y en la esquina de la losa. Se realiza el cálculo de la losa pretensada y tricapa. Al final del trabajo se presentan datos experimentales relativos a vigas y losas, así como una comparación con resultados teóricos. El libro está destinado a ingenieros de diseño y puede ser útil para estudiantes avanzados de universidades de construcción.

Prefacio a la primera edición
Prefacio a la segunda edición
Introducción

Capítulo 1. Principios generales de cálculo
1.1. Condiciones para la transición de vigas sobre cimientos elásticos más allá del límite elástico
1.2. Equilibrio último para elementos de flexión.
1.3. Caso general
1.4. Formación de regiones plásticas en la base.
1.5. Condiciones para crear cimientos del menor peso.

Capitulo 2
2.1. La mayor carga en la etapa elástica.
2.2. Distribución de reacciones más allá del límite elástico
2.3. Valor de carga última
2.4. Dos fuerzas concentradas
2.5. Tres fuerzas concentradas
2.6. Carga uniformemente distribuida
2.7. Viga de sección variable
2.8. Parrilla de dos vigas transversales
2.9. Viga de tres capas
2.10. Fuerza concentrada aplicada asimétricamente
2.11. Fuerza concentrada en el borde de una viga
2.12. Viga pretensada
2.13. Viga anular pretensada
2.14. Haz infinitamente largo
2.15. marco sencillo
2.16. marco complejo

Capítulo 3
3.1. La mayor carga en la etapa elástica.
3.2. Determinación de la carga última
3.3. Aplicación de parcelas de grupo
3.4. Viga pretensada sobre capa de espesor finito
3.5. Parrillas sobre una capa elástica.

Capítulo 4
4.1. Formulación de ecuaciones diferenciales
4.2. Teniendo en cuenta la influencia del propio peso.
4.3. Selección del esquema de diseño del estado límite
4.4. Un ejemplo de determinación de la fuerza límite.
4.5. Cálculo de celosía de losa
4.6. Cálculo de cuadros en capas
4.7. Vigas sobre cimentación no lineal
4.8. Un ejemplo de cálculo de una viga sobre una base no lineal.
4.9. Regulación de reacciones básicas
4.10. Determinación de la rigidez óptima para una viga

Capítulo 5
5.1. Solución aproximada para una losa infinita
5.2. Losa cuadrada infinitamente rígida
5.3. Carga en la esquina de la losa
5.4. Losa cuadrada sobre base bicapa
5.5. placa pretensada
5.6. Influencia de las deformaciones locales y generales de la losa más allá del límite elástico
5.7. placa de tres capas
5.8. Carga en el borde de la losa
5.9. Losas prefabricadas

Capítulo 6
6.1. Método de elementos finitos
6.2. Carga última de viga de cimentación alta
6.3. Definición de regiones plásticas en la base.
6.4. Viga alta de cimentación sobre cimentación elástico-plástica
6.5. La carga última de la viga, determinada a partir de la condición de formación de regiones plásticas en la base.
6.6. Uso de elementos finitos de viga
6.7. Cálculo de desplazamientos y cargas límite

Capítulo 7
7.1. Disposiciones básicas de diseño
7.2. Método para resolver el problema y compilar ecuaciones generales.
7.3. Características del cálculo, según el diseño de la cimentación (losas macizas, cimentaciones continuas, pilares individuales)
7.4. Ejemplos de cálculo

Capítulo 8 Resultados de la prueba
8.1. Marcos, rejillas y losas
8.2. Comparación de datos teóricos y experimentales
8.3. Módulo de deformación base
Bibliografía

Introducción

Las vigas y losas sobre cimentación elástica se utilizan principalmente como modelos de diseño de cimentaciones, que son los principales elementos que aseguran la solidez y fiabilidad general de la estructura.

Como regla general, se imponen mayores requisitos en el cálculo de la base en relación con su condición durante la operación de estructuras. Las pequeñas desviaciones de los valores establecidos en el área de deformaciones o tensiones, que a menudo se encuentran en otros elementos estructurales, son completamente inaceptables para la cimentación.

Esta posición esencialmente correcta lleva a veces a que las cimentaciones se diseñen con un margen de seguridad excesivo y resulten antieconómicas.

Para evaluar el valor de la capacidad portante de la cimentación, es necesario estudiar la distribución de fuerzas en tales estructuras más allá del límite elástico, solo entonces será posible establecer correctamente las dimensiones más racionales que aseguren la confiabilidad necesaria de la estructura. a su mínimo costo.

La dificultad del problema del cálculo de vigas sobre cimentación elástica más allá del límite elástico radica en que es imposible aplicar directamente, sin técnicas especiales, el método general de cálculo de estructuras por equilibrio límite.

El método de equilibrio límite, creado como resultado del trabajo de nuestros científicos nacionales, profesores V. M. Keldysh, N.S. Streletsky, A.A. Gvozdev, V. V. Sokolovsky, N. I. Bezujov, A.A. Chirasa, A. R. Rzhanitsyn, A. M. Ovechkin y muchos otros, ha recibido reconocimiento universal y se usa ampliamente en la práctica. En la literatura extranjera, este método también se usa y cubre en los trabajos de B.G. Neela, F. G. Hodge, R. Hill, M. R. Horn, F. Bleich, V. Prager, I. Guyon y otros; algunas de estas obras han sido traducidas al ruso.

El ejemplo 9 está dedicado al análisis y diseño estático de una losa de hormigón armado. Los objetivos del ejemplo son:

demostrar el procedimiento para construir el esquema de cálculo de la losa;

mostrar la técnica de configuración de cargas y compilación de DCS;

Muestre el procedimiento para seleccionar el refuerzo.

Se calcula una losa de hormigón armado de 3x6m de tamaño, 150mm de espesor. El lado corto de la losa se apoya en toda su longitud, el lado opuesto se apoya por sus extremos en las columnas. Los lados largos de la placa están libres. Se requiere realizar un cálculo estático, elaborar una tabla DCF y seleccionar la armadura de losa.

Establecer cargas:

caso de carga 1 – peso propio;

caso de carga 2 - cargas concentradasР = 1ts, aplicado según el esquema de la fig. 1.13, encabezado 2;

caso de carga 3 - cargas concentradasР = 1ts, aplicado según el esquema de la fig. 1.13, encabezado 3.

El cálculo se realiza para una cuadrícula de 6 x 12.

Arroz. 1.13. Esquema de calculo de la placa.

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											comentarios
9.1. Creación				interactivo			"Señal
			establecer el nombre de la tarea: "Ejemplo9" y el atributo
			esquemas: "3".
9.2 Especificación de la geometría
			En el Crear 2D
			fragmentos y redes" activar
			la pestaña "Generar losa", luego
			establezca el paso FE a lo largo del primero y segundo
9.2.1 Generación			Paso a lo largo del primer eje:
			Paso a lo largo del segundo eje:
			Después de eso, haga clic en el botón
			Aplicar.
9.3 Establecimiento de las condiciones de contorno
		Muestra los números de nodo.
		Seleccione los nodos de soporte No. 1, 7, 85 - 91.
9.3.3 Propósito			activar			marcador		"Asignar
condiciones de borde			comunicaciones” y marque las instrucciones para
en nodos dedicados					prohibido		desplazamiento
			(Z) y haga clic en el botón Aplicar.
9.4 Configuración de los parámetros de rigidez de los elementos de losa
9.4.1 Formación				interactivo				"Rigidez
			elementos" forman una lista de tipos
tipos de rigidez
			rigidez.
9.4.1.1 Selección			Haga clic en el botón Agregar y seleccione
			marcador para la descripción numérica de la rigidez,
"Platos"			activar la sección "Placas".
			En el cuadro de diálogo Establecer rigidez
9.4.1.2 Tarea			para placas" especifique los parámetros de la sección:
			Módulo de elasticidad - E \u003d 3e6 t / m2;
parámetros de la sección			coef. Poisson, V = 0,2;
"Platos"
			Grosor de la placa - H = 15 cm;
			El peso específico del material es Ro = 2,75 t/m2.
9.4.2 Asignación de rigidez
9.4.2.1 Propósito			Resaltar				rigidez
Actual
			lista y haga clic en el botón Instalar
rigidez
			como el tipo actual.
"1.Placa H 15"
		Seleccione todos los elementos del esquema.
		Asigne el tipo de rigidez actual a los elementos seleccionados.

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										comentarios
9.5 Especificación de cargas
9.5.1 Tarea			Completo				cargas			Elementos
cargas										automáticamente
elementos			Agrega tu propio peso.							cargado por carga
propio peso										propio peso.
9.5.2 Cambiar				interactivo				"Activo
Actual
			caso de carga" establezca el número de carga 2.
cargando
		Seleccione los nodos #18, 46, 74.
			activar la pestaña "Cargas en
			nodos". Luego use los botones de radio para seleccionar
					coordenadas		"Global",
9.5.4 Tarea			la dirección es a lo largo del eje "Z". Al hacer clic en
cargas en			botón enfocado				llamada forzada
nodos dedicados			Cuadro de diálogo Cargar parámetros.
			En esta ventana, ingrese el valor P = 1 tf y
			confirmar entrada. Después de eso en
			cuadro de diálogo "Especificar cargas"
			haga clic en el botón Aplicar.
9.5.5 Cambiar				interactivo				"Activo
Actual
			caso de carga" establezca el número de carga 3.
cargando
		Muestra los números de elementos del esquema de cálculo en la pantalla.
			En el cuadro de diálogo Definir cargas
			activar la pestaña "Cargas en
			platos."				botones de radio
								coordenadas
			"Global", dirección - a lo largo del eje
9.5.7 Tarea			"Z". Clic de botón enfocado
				llamar		diálogo
cargas
			"Opciones			carga." EN
dedicado
			ventana, introduzca los parámetros:
elementos
			P = 1 tf;
			A = 0,25 m;
			H = 0,25 m y confirme la entrada. Después
			esto en el cuadro de diálogo "Trabajo".
			cargas"		hacer clic
			Aplicar.
			En el cuadro de diálogo Combinaciones de resultados
9.6. Generación			esfuerzos" especifican los tipos de casos de carga:
			El primero es Constante (0);
tablas DCS
			Segunda - Duración temporal. (uno);
			Tercero - Duración temporal. (uno).

Iniciar la tarea de cálculo y cambiar al modo de visualización de resultados de cálculo se realiza de manera similar a los ejemplos anteriores.

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Etapas y operaciones

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comentarios

9.7. Salida en pantalla

isocampos

movimientos

dirección Z

9.8. Salida en pantalla

voltaje máximo

9.9. lanzar

Ejecutar comandos de Windows: Iniciar h

Programas h Lira 9.0 h LirArm.

En el cuadro de diálogo del sistema LIR-ARM

9.10. Importar

"Abierto"

resaltar

esquema de diseño

"ejemplo9#00.ejemplo9" y haga clic en

el botón Abrir.

9.11 Asignación y selección de material

En el cuadro de diálogo Materiales, marque

botón de radio Escriba y haga clic en el botón

9.11.1 Tarea

Agregar.

producción

Descanso

Cuadro de diálogo Características generales

cuadro de diálogo "Generalidades

refuerzo", en el que se especifica el módulo

características

características

reforzamiento -

estufa y

hacer clic

"refuerzo" permanece

reforzamiento

el botón Aplicar.

interactivo

"Materiales"

aceptado por defecto.

hacer clic

Nombrar

9.11.2 Tarea

En el cuadro de diálogo Materiales

operación

activar

boton de radio

características

hacer clic

Agregar

defecto

aceptado

hormigón clase B25.

predeterminado y establecido como actual.

9.11.3 Tarea

En la misma ventana activa la radio

operación

Botón de armadura y haga clic en los botones

características

Agregar

defecto

Nombrar

defecto

aceptado

guarniciones

accesorios de clase A-III.

9.12 Propósito del material

9.12.1 Selección

Seleccione todos los elementos del esquema.

elementos del marco

9.12.2 Propósito

También puede asignar

interactivo

"Materiales"

material

utilizando

material

haga clic en el botón Asignar.

elementos del marco

barra de herramientas).

9.13. Cálculo

reforzamiento

9.14. Avance

refuerzo inferior en

platos

dirección X

Etapas y operaciones

Tus acciones

comentarios

9.16. Vista

resultados

reforzamiento

2.14. Vista

resultados

refuerzo en forma

tablas HTML

1.11 Estudio del estado tensional-deformacional de estructuras trabajando junto a la base

Todos los elementos finitos en SP LIRA perciben una base elástica de acuerdo con el modelo de Pasternak. Sin embargo, el modelo básico de Winkler es el más utilizado.

Las propiedades mecánicas del modelo de Winkler se caracterizan por el coeficiente de rigidez (del lecho) C1. Según el significado físico, el coeficiente de rigidez es la fuerza que debe aplicarse a 1 m2 de la superficie de la base para que ésta se asiente 1 m. La dimensión C1 es tf/m3 (kN/m3).

Para implementar el modelo de Winkler, se utilizan FE No. 51.

Para un problema no lineal de un sistema con conexiones unidireccionales, el paquete de software utiliza FE No. 261. Este elemento modela conexiones discretas unidireccionales de la cimentación Winkler y permite tener en cuenta los efectos de separación de la estructura de la cimentación.

Etapas y operaciones

Tus acciones

comentarios

guardar

bajo nuevo

"ejemplo 10".

10.2 Eliminación de condiciones de contorno impuestas

Seleccione los nodos del esquema de cálculo.

En el cuadro de diálogo Relaciones de nodos

10.2.2 Eliminación

activar la pestaña "Eliminar enlaces"

y marcar las direcciones

condiciones de borde

quite los pines (Z) y haga clic en

el botón Aplicar.

10.3. Ejercicio

interactivo

"Rigidez

elementos"

hacer clic

características

Editar y en la nueva ventana "Tarea

base elástica

rigidez

para platos"

ingrese el coeficiente.

С1 = 1000 tf/m3.

Ejecute la tarea de cálculo, vaya a

modo de visualización de resultados de cálculo

y mostrar mover y

tensiones en las placas.

1.11.2. Losa sobre cimentación elástica con adherencias de rigidez finita. Ejemplo 11

El propósito principal de este ejemplo es demostrar la técnica de usar el elemento finito #51 para modelar la Fundación Winkler con restricciones de rigidez finitas.

Aquí usamos los datos iniciales del ejemplo 9 (ver Fig. 1.13).

Etapas y operaciones			Tus acciones
					comentarios
		Guarde la tarea con un nuevo nombre:
		"ejemplo 11".
			conexiones superpuestas	igualmente
		ejemplo 10.

11.3 Establecimiento de enlaces de rigidez finitos

11.3.1. Seleccionar todos los nodos del circuito

11.4 Configuración de parámetros de rigidez para FE No. 51

EN cuadro de diálogo Rigidez

11.4.1 Selección			elementos"	hacer clic
sección "KE			Agregar y seleccionando la pestaña numérica
numérico"
Etapas y operaciones						Tus acciones

El hecho es que hoy no existe un modelo ideal de una base elástica. Uno de los más comunes es el modelo de Fuss-Winkler, según el cual la reacción en apoyo de una cimentación elástica, es decir, una carga distribuida q, que actúa sobre la viga, no se distribuye uniformemente, sino que es proporcional a la desviación de la viga F en el punto en cuestión:

q = - kf (393.1)

k = k o segundo (393.2)

ko- el coeficiente de lecho, constante para la base en consideración y que caracteriza su rigidez, se mide en kgf / cm 3.

b- amplitud de rayo.

Figura 393.1 a) un modelo de una viga sobre una cimentación sólida elástica, b) la reacción de la cimentación q a la carga concentrada actuante.

De esto, se pueden sacar al menos dos conclusiones que son decepcionantes para una persona que va a calcular rápidamente los cimientos de una casa pequeña, y además, incluso los conceptos básicos de la mecánica teórica y la teoría de la resistencia de los materiales se han comprendido con dificultad. :

1. El cálculo de una viga sobre cimentación elástica es una tarea estáticamente indeterminada, ya que las ecuaciones de la estática sólo permiten determinar el valor total de la carga q (reacción de base). La distribución de la carga a lo largo de la viga se describirá mediante una ecuación bastante compleja:

q/EI = d 4 f/dx 4 + kf/EI (393.3)

que no abordaremos aquí.

2. Entre otras cosas, al calcular dichas vigas, es necesario conocer no solo el coeficiente del lecho base, sino también la rigidez de la viga ЕI, es decir. todos los parámetros de la viga: material, ancho y alto de la sección, deben conocerse de antemano, mientras tanto, al calcular vigas ordinarias, la tarea principal es determinar los parámetros.

Y en este caso, ¿qué debería hacer una persona común, que no está cargada con un conocimiento profundo de la resistencia de los materiales, las teorías de la elasticidad y otras ciencias?

La respuesta es simple: ordene estudios geológicos y de ingeniería y un proyecto de fundación en las organizaciones relevantes. Sí, entiendo que en este caso el costo de la casa puede aumentar en varios miles de dólares, pero aun así esta es la mejor solución en este caso.

Si a pesar de todo quieres ahorrar en exploración y cálculo, es decir realice el cálculo usted mismo, luego prepárese para el hecho de que tendrá que gastar más dinero en la base. Para tal caso, puedo sugerir las siguientes suposiciones de cálculo:

1. Como regla general, se toma como cimentación una losa de cimentación maciza cuando la capacidad portante de la cimentación es muy baja. En otras palabras, el suelo es arena o arcilla, no roca. Para arena, arcilla e incluso grava, el coeficiente de lecho, determinado empíricamente en función de varios factores (humedad, tamaño de grano, etc.) k o = 0,5-5 kgf/cm 3. Para rocas k o = 100-1500 kg/cm 3 . Para hormigón y hormigón armado k o = 800-1500 kgf/cm 3. Como puede verse en la fórmula 393.1, cuanto menor sea el valor del coeficiente de lecho, mayor será la flecha de la viga para la misma carga y parámetros de la viga. Por lo tanto, para simplificar los cálculos posteriores, podemos suponer que los suelos débiles no afectan la deflexión de la viga; más precisamente, esta influencia insignificante puede despreciarse. En otras palabras, los momentos de flexión, las fuerzas cortantes, los ángulos de rotación de las secciones transversales y las deflexiones serán los mismos que para una viga cargada con una carga distribuida. El resultado de tal suposición será un mayor margen de seguridad, y cuanto mayores sean las características de resistencia de los suelos, mayor será el margen de seguridad.

2. Si las cargas concentradas en la viga son simétricas, para simplificar los cálculos, la reacción de la cimentación elástica se puede considerar distribuida uniformemente. Esta suposición se basa en los siguientes factores:

2.1. Como regla general, la cimentación, considerada como una viga sobre una cimentación elástica, en construcciones de poca altura tiene una longitud relativamente corta: 10-12 m En este caso, la carga de las paredes, considerada como concentrada, en realidad se distribuye uniformemente sobre una sección igual al ancho de las paredes. Además, la viga tiene una cierta altura, que no se tiene en cuenta en la primera etapa del cálculo y, mientras tanto, incluso una carga concentrada aplicada en la parte superior de la viga se distribuirá en el cuerpo de la viga y cuanto mayor sea la altura del haz, mayor será el área de distribución. Por ejemplo, para una losa de cimentación de 0,3 m de alto y 12 m de largo, considerada como una viga sobre la que se apoyan tres muros, dos externos y uno interno, todos de 0,4 m de espesor, es más correcto considerar las cargas de los muros no como concentrado, pero distribuido uniformemente en 3 secciones con una longitud de 0,4 + 0,3 2 = 1 m. la carga de las paredes se distribuirá en el 25% de la longitud de la viga, y esto no es poco.

2.2. Si una viga que descansa sobre una base elástica sólida tiene una longitud relativamente corta y se le aplican varias cargas concentradas, entonces la reacción base no cambiará de 0 al comienzo de la longitud de la viga a un cierto valor máximo en el medio de la viga. y nuevamente a 0 al final de la longitud del haz (para la opción que se muestra en la Fig. 393.1), pero desde algún valor mínimo hasta el máximo. Y las cargas más concentradas se aplicarán a la viga de longitud relativamente pequeña, menor será la diferencia entre el valor mínimo y máximo de la reacción de apoyo de la base elástica.

El resultado de la suposición aceptada será nuevamente un cierto margen de seguridad. Sin embargo, en este caso, el posible margen de seguridad no superará un pequeño porcentaje. Por ejemplo, incluso para una viga de un solo vano, que está sujeta a una carga distribuida que cambia uniformemente de 1,5q al comienzo de la viga a 0,5q en el medio de la viga y nuevamente a 1,5q al final de la viga (ver el artículo "Reducción de una carga distribuida a una carga equivalente distribuida uniformemente"), la carga total será ql, como para una viga sobre la que actúa una carga distribuida uniformemente. Mientras tanto, el momento flector máximo para tal viga será

M \u003d ql 2 / (8 2) + ql 2 / 24 \u003d 10ql 2 / 96 \u003d ql 2 / 9.6

Esto es un 20% menos que para una viga sobre la que actúa una carga uniformemente distribuida. Para una viga, cuyo cambio en la reacción del soporte se describe mediante una ecuación bastante compleja, especialmente si hay muchas cargas concentradas, la diferencia será aún menor. Bueno, no te olvides de la cláusula 2.1.

Como resultado, al usar estos supuestos, la tarea de calcular una viga sobre una base elástica sólida se simplifica tanto como sea posible, especialmente si las cargas aplicadas son simétricas, las cargas asimétricas conducirán a un balanceo de la base, y en cualquier caso esto debe evitarse. Además, el cálculo prácticamente no se ve afectado por el número de cargas concentradas aplicadas. Si para una viga sobre soportes articulados, independientemente de su número, se debe observar la condición de deflexión cero en todos los soportes, lo que aumenta la indeterminación estática de la viga por el número de soportes intermedios, entonces al calcular la viga sobre una base elástica, es suficiente considerar la flecha como cero en los puntos de aplicación de cargas extremas concentradas - paredes exteriores. En este caso, la deflexión bajo cargas concentradas - paredes internas se determina de acuerdo con ecuaciones generales. Bueno, es posible determinar el asentamiento de la cimentación en puntos donde se supone que la deflexión es cero, utilizando los documentos reglamentarios existentes para el cálculo de cimentaciones y cimentaciones.

Y también puede simplemente elegir la longitud de las consolas de vigas para que la desviación debajo de las paredes internas sea cero. Se describe un ejemplo de cómo se pueden utilizar estas suposiciones de diseño.

Las casas modernas se construyen sobre diferentes cimientos. La elección depende directamente de las cargas, el relieve del área seleccionada, la estructura y composición del suelo en sí y, por supuesto, las condiciones climáticas. Este artículo revela información completa sobre la base de la losa, responde de manera inteligible la pregunta de cómo hacer correctamente un cálculo completo que ayudará a construir la base deseada.

Peculiaridades

La cimentación tipo teja consiste en la base del edificio, que es una losa plana o de hormigón armado con rigidizadores. El diseño de esta cimentación puede ser de varios tipos: prefabricado o monolítico.

Una base prefabricada se llama las losas prefabricadas colocadas hechas en la fábrica. Las losas se colocan con equipos de construcción sobre una base previamente preparada, es decir, nivelada y compactada. Aquí se pueden utilizar placas de aeródromo (PAG) o placas de carretera (PDN, PD). Esta tecnología tiene un gran inconveniente. Está asociado a la falta de integridad y, en consecuencia, a la correspondiente imposibilidad de resistir los más mínimos movimientos del suelo. Es por esta razón que el tipo de cimentación de losa prefabricada se usa principalmente solo en superficies de suelo rocoso o en suelos gruesos no porosos para la construcción de pequeños edificios de madera en áreas donde hay una profundidad mínima de congelación.

Pero una base de losa monolítica es una estructura completa de hormigón armado rígido que se está construyendo debajo del área de la estructura misma.

Según la forma geométrica, este tipo de cimentación puede ser de varios tipos.

• Sencillo. Cuando la parte inferior de la loseta de cimentación esté plana y nivelada.
• Reforzado. Cuando el lado inferior tiene refuerzos, que se ubican en el orden calculado por cálculos especiales.
• USP. Este es el nombre del tipo aislado de losas suecas, que pertenecen a una variedad de losas de cimentación reforzada. Durante la construcción, se utiliza una tecnología única: la mezcla de hormigón se vierte en un tipo de encofrado fijo de fábrica desarrollado por separado, lo que permite formar una rejilla de refuerzos reforzados y de pequeño tamaño sobre una base elástica, o más bien, en su parte inferior y en la superficie. La USP también tiene un sistema de calefacción.

Este artículo habla sobre la base de losa monolítica más simple.

Ventajas y desventajas, criterios de selección.

La primera ventaja es una versatilidad casi perfecta. A veces puedes encontrar artículos en la red que dicen que los mosaicos de cimientos se pueden construir en todas partes.

Incluso si el trabajo de construcción se lleva a cabo en un área pantanosa, no le sucederá nada terrible a la baldosa: durante los períodos de frío extremo, se elevará y, por el contrario, se hundirá, por así decirlo, flotará en un período cálido.

Resulta una especie de "barco de hormigón", que tiene una superestructura de toda la casa en la parte superior.

Y, sin embargo, la siguiente observación será justa aquí: la única base que permite una construcción bastante confiable en suelos de plantación y muy agitados, incluido un tipo de suelo pantanoso, es una base de pilotes. Este tipo de cimentación se utiliza cuando los pilotes tienen suficiente longitud propia para asegurarlos en las capas de suelo de carga más bajas.

El tipo de levantamiento escarchado, incluido el hundimiento, durante el deshielo o el hundimiento de la base debido a la humectación de la superficie del suelo (por ejemplo, durante el aumento del agua subterránea) no puede ocurrir igualmente debajo de la superficie de toda la loseta. En cualquier caso, solo uno de los lados se moverá más. Un ejemplo sencillo sería el deshielo primaveral de la superficie del suelo. El proceso de descongelación procederá mucho más rápido y con mayor intensidad en el lado sur de la casa que en el norte. Mientras tanto, la loseta estará sujeta a enormes cargas que, por cierto, no siempre soporta. Todo esto afectará la estructura: la casa simplemente puede inclinarse. No será tan aterrador si este edificio es de madera. Y si fue construido con ladrillos o bloques, pueden aparecer grietas en las paredes.

La base de losa le permite construir casas incluso en los suelos más difíciles, que también incluyen un tipo de suelo medio-pesado, que tiene la capacidad de carga más baja que, por ejemplo, el suelo de cinta. Sin embargo, esta posibilidad no debe sobrestimarse.

¿Se utilizan cimientos de losa durante la construcción de grandes edificios? Algunos argumentan que solo las estructuras más livianas y, al mismo tiempo, insuficientemente duraderas pueden construirse sobre una losa monolítica. Esta afirmación no es del todo cierta, porque con la elección de condiciones favorables y una cimentación debidamente diseñada con un trabajo de construcción competente, la cimentación de losa puede resistir incluso a los Grandes Almacenes Centrales de la capital. Por cierto, este edificio fue construido sobre una losa.

Precio demasiado alto. Por alguna razón, esta opinión está muy extendida. Casi todo el mundo está seguro de que el tipo de cimentación de losa es muy caro, más caro que los tipos de cimentación existentes. Además, por alguna razón, la mayoría cree que el costo será aproximadamente la mitad de los costos disponibles para todo el trabajo de construcción posterior.

Al mismo tiempo, nadie ha realizado nunca ningún análisis comparativo. Además, por alguna razón, muchos no tienen en cuenta que durante la construcción de una casa, por ejemplo, no tendrás que hacer pisos. Por supuesto, aquí estamos hablando de una superficie de suelo rugosa.

La complejidad de la obra en sí. A menudo se escucha la siguiente declaración: "Para la construcción de una base tipo losa, se requerirá la experiencia de trabajadores calificados". Y, sin embargo, si lo piensa, queda claro que tales "maestros" inflan enormemente los precios de su trabajo. De hecho, solo el desconocimiento de la tecnología suele conducir a errores, y puedes hacerlo con cualquier otra base.

Entonces, ¿qué tipo de dificultades puede encontrar al trabajar con una base de losa? ¿Al nivelar el sitio? No, aquí todo es igual y no más difícil que al nivelar una base de tira más profunda. ¿Quizás la dificultad con la impermeabilización o el aislamiento? Aquí, más bien, es mejor realizar estas operaciones en una superficie plana horizontal que en planos verticales.

¿Quizás está en el tejido de la jaula de refuerzo? Nuevamente, debe comparar y comprender qué es más fácil, por ejemplo, puede tomar el refuerzo dispuesto en un sitio plano o meter las manos en la base de la tira con su encofrado. ¿Tal vez sea el vertido de la mezcla de concreto en sí? En esta opción, no todo depende de la cimentación elegida, sino de las características de un sitio en particular, de si la hormigonera puede conducir hasta el sitio de construcción o si habrá que mezclar el hormigón manualmente.

De hecho, erigir losas de cimentación es una tarea físicamente difícil. Debido al área de construcción bastante grande, este trabajo puede llamarse tedioso, pero no dice que se requerirá la ayuda de constructores calificados. Por lo tanto, los hombres "hábiles" comunes podrán hacer frente a tal caso. Además, si sigue correctamente la tecnología de construcción y SNiP de una columna, losa y otros cimientos, definitivamente todo funcionará.

Informática

Cada ciclo cero requerirá un cálculo, que consiste, en primer lugar, en determinar el espesor de la losa en sí. Esta elección no se puede hacer de manera aproximada, ya que una solución tan poco profesional al problema conducirá a una base débil que puede agrietarse con las heladas. La base profunda demasiado masiva no se hace para no gastar dinero extra sin razón.

Para casas de autoconstrucción, puede usar el cálculo a continuación. E incluso si estos cálculos no se pueden comparar con los de ingeniería que se llevan a cabo en las organizaciones de diseño, sin embargo, son estos cálculos los que ayudarán en la implementación de una base de alta calidad.

Explora el suelo

Es necesario estudiar el suelo ubicado en el sitio de construcción seleccionado.

Para cálculos posteriores, será necesario seleccionar un espesor específico para la losa de cimentación con la masa adecuada. Esto ayudará a obtener la mejor presión específica sobre el tipo de suelo existente. Cuando se exceden las cargas, la estructura por lo general comienza a "hundirse", como mínimo, un ligero levantamiento helado de la superficie del suelo inclinará la base. Todo esto provocará las correspondientes consecuencias no demasiado agradables.

La presión específica óptima para la superficie del suelo sobre la que se suele iniciar la construcción:

• arena fina o tipo polvoriento de arena de alta densidad - 0,35 kg / cm³;
• arena fina con una densidad media - 0,25 kg / cm³;
• franco arenoso en forma sólida y plástica - 0,5 kg / cm³;
• margas plásticas y duras - 0,35 kg / cm³;
• grado plástico de arcilla - 0,25 kg / cm³;
• arcilla dura - 0,5 kg / cm³.

Masa total / peso de la casa

Con base en el proyecto desarrollado del futuro edificio, es posible determinar cuál será la masa / peso total de la casa.

Valor aproximado del peso específico de cada elemento estructural:

• pared de ladrillo con un espesor de 120 mm, es decir, medio ladrillo, hasta 250 kg / m²;
• pared de hormigón celular o bloques de hormigón celular de 300 mm de la marca D600 - 180 kg / m²;
• pared de troncos (diámetro 240 mm) - 135 kg / m²;
• Pared de madera de 150 mm - 120 kg / m²;
• Pared de marco de 150 mm (se requiere aislamiento) - 50 kg / m²;
• ático de vigas de madera con aislamiento obligatorio, con una densidad de hasta 200 kg / m³, - 150 kg / m²;
• losa de hormigón hueco - 350 kg / m²;
• entrepiso o sótano de vigas de madera, aislado, la densidad alcanza los 200 kg / m³ - 100 kg / m²;

• piso de hormigón armado monolítico - 500 kg / m²;
• carga operativa para superposición entre pisos y sótano - 210 kg / m²;
• con techo de chapa de acero, cartón corrugado o tejas metálicas - 30 kg / m²;
• carga operativa para piso ático - 105 kg / m²;
• con un techo de dos capas hecho de fieltro para techos - 40 kg / m²;
• con techo de tejas de cerámica - 80 kg / m²;
• con pizarra - 50 kg / m²;
• tipo de carga de nieve aplicado a la zona media del territorio ruso - 100 kg / m²;
• tipo de carga de nieve para las regiones del norte - 190 kg / m²;
• tipo de carga de nieve para la parte sur - 50 kg / m².

Por favor dígame, ¿sobre qué base se asignan las rigideces para 51 EC?

¿Por qué molestarse tanto? Debe completar la tabla en el campo a través una vez, establecer las dimensiones aproximadas del sitio, los pozos y guardar el archivo cruzado, y cuando cree el esquema de diseño en scsd, seleccione el sitio que creó.
Y el paso número 2 genera dudas: inicialmente, los coeficientes de la base elástica se pueden asignar "desde la excavadora" y son los mismos para todos los elementos de la losa, por lo que se necesita CROSS para calcularlos mediante varias iteraciones.

Sobre la cuestión de la rigidez, no puedo dar una respuesta calificada. Esto se toma de la experiencia de cálculo de muchas personas como la mejor solución. Opciones como pellizcar con fuerza en dos o tres puntos o dejar la losa sin apoyo alguno también tienen derecho a la vida. En el primer caso, podemos obtener picos de refuerzo en puntos pinch, en el segundo caso, un gran asentamiento o errores en el cálculo. Todas estas opciones son comparables entre sí.

Respuesta anónima a un comentario anónimo. En términos generales, describió lo mismo. Sí, sufrí hasta quedar imbuido de las sutilezas, así que compartí mi experiencia. ¿Por qué es cuestionable el paso 2? Si porque “inicialmente. el coeficiente se puede asignar desde la excavadora. “, entonces permítanme decir que hay muchos métodos para llevar la carga sobre la losa de cimentación. El método de carga distribuida en la losa, que describí en el segundo paso, era popular antes de la llegada de CAD y todavía tiene seguidores. Por lo tanto, siempre es útil analizar los resultados del cálculo por él. A menudo, sus resultados no difieren de los resultados de las infinitas iteraciones descritas también en el segundo paso.

para 51 elementos, la rigidez se asigna a partir del coe del lecho del elemento 0.7C1 x A ^ 2
Coeficiente de lecho C1
Y el área del elemento.

Gracias por la información.

Sobre el tema de la rigidez de 51 FE, ver "Modelos computacionales de estructuras y la posibilidad de su análisis" por A.V. Perelmuter VI Slivker 2011 págs. 449-450

Cálculo de la losa de cimentación en SCAD. Cálculo de la losa de cimentación. Cálculo en CRUZ. Cálculo en SCAD

6.5.7. Cálculo de estructuras sobre una base elástica según las tablas (parte 1)

En el libro se proporciona el cálculo completo de vigas y losas sobre una base elástica según la hipótesis de un semiespacio elástico o una capa comprimible según tablas de valores calculados listos para usar. Aquí, solo se proporciona información básica sobre la clasificación de vigas y losas para seleccionar las tablas necesarias, así como tablas para los casos de cálculo más importantes.

Cálculo de vigas (tiras) en un problema plano. Las tablas dan presiones reactivas, fuerzas cortantes y momentos flectores para tiras tomadas como absolutamente rígidas, para tiras de longitud y rigidez finitas, sin fin y semi-infinitas. Hay casos de carga uniforme y carga en forma de fuerza concentrada o momento aplicado en cualquier sección.

Se considera que una tira es absolutamente rígida si su índice de flexibilidad es t(cantidad adimensional) satisface la desigualdad

donde mi y ν - módulo de deformación y relación de Poisson del suelo, mi y ν - módulo de elasticidad y relación de Poisson del material de la tira, yo- momento de inercia de la sección de la tira, yo- la mitad de la longitud de la tira, h- altura, b' - ancho igual a 1 m.

El segundo valor aproximado de t en la fórmula (6.131) se refiere a tiras rectangulares. Pestaña. 6.8 sirve para calcular tiras rígidas para el caso más importante de carga por una fuerza concentrada aplicada en cualquier sección de la tira.

La mesa tiene dos entradas: por α reducido a la mitad de la longitud de la tira yo son las abscisas de los puntos de aplicación de la carga, y según ξ reducido a yo- abscisas de las secciones para las que se establece el valor calculado. El punto de referencia es el centro de la tira, mientras que se supone que para las secciones ubicadas a la derecha del centro de la tira, los valores de ξ son positivos y a la izquierda, negativos. Los valores α y ξ se redondean al primer decimal.

La tabla muestra las ordenadas de cantidades adimensionales, que le permiten determinar los valores reales de las presiones reactivas. R, fuerzas transversales q y momentos flectores METRO con la ayuda de las igualdades:

(asumiendo el poder R dado en kN y longitud media en m).

En las tablas para un asterisco, los valores están marcados a la izquierda de la fuerza R. Los valores estarán a la derecha. Si se aplica una fuerza en la mitad izquierda de la barra en la tabla para, todos los valores invierten el signo.

Se considera que las tiras tienen una longitud y rigidez finitas si su índice de flexibilidad satisface la desigualdad

(Las tablas detalladas para este caso se dan en el libro).

Finalmente, rayas largas cuando t> 10, en el cálculo se toman aproximadamente como infinitamente largos o semi-infinitos. La banda se considera infinita cuando la fuerza R aplicado a distancia un l, desde el extremo izquierdo de la tira y a distancia una r por el extremo derecho, satisfaciendo las desigualdades:

donde L- característica elástica de la viga, m:

Si la desigualdad (6.134) es válida solo para o solo para una r, la franja se llama semi-infinita. En mesa. 6.9 muestra los valores de cantidades adimensionales, para una franja infinita, y en tabla. 6.10 - para semi-infinito. Las reglas para usar estas tablas son las mismas que en Table. 6.8, con la única diferencia que en las fórmulas (6.132) la cantidad yo debe ser reemplazado por el valor L .

Si la tira está cargada con varias fuerzas concentradas, los diagramas de cada fuerza se determinan por separado y luego se resumen.

El libro también contiene tablas para el caso de carga con momento flector metro .

Cálculo de vigas en función de un problema espacial. En este caso, el método de cálculo también depende del índice de flexibilidad de la viga.

donde un y b- la mitad de la longitud y la mitad del ancho de la viga.

La viga se considera rígida si el índice de flexibilidad t≤ 0,5. Una viga se considera larga si

donde L se define por la igualdad (6.135),

y se cumplen las siguientes condiciones:

» 0,15 ≤ β ≤ 0,3 λ > 2

Los rayos restantes se calculan como cortos, es decir, de longitud y rigidez finitas.

Las vigas rígidas se calculan reemplazando la carga real sobre la viga con el equivalente en forma de carga vertical total R y momento metro unido en el medio de la viga.

Cálculo de una losa sobre cimentación elástica
6.5.7. Cálculo de estructuras sobre una base elástica según las tablas (parte 1) Completamente el cálculo de vigas y losas sobre una base elástica según la hipótesis de un semiespacio elástico o una capa comprimible según las tablas de valores calculados listos es dado en el libro. Aquí, solo se proporciona información básica sobre la clasificación de vigas y losas para seleccionar las tablas necesarias, así como tablas para los casos de cálculo más importantes.

Cálculo de vigas y losas sobre cimentación elástica más allá del límite elástico (guía para proyectistas). Sinitsyn AP 1974

El libro analiza métodos aproximados para el cálculo de vigas y losas ubicadas sobre una cimentación elástica, más allá del límite elástico. Los principios básicos de la teoría del equilibrio límite se describen brevemente, se considera el problema de determinar la capacidad de carga límite de una viga sobre una base elástica bajo varias cargas. Se muestra la determinación de la carga última para pórticos y enrejados, teniendo en cuenta la influencia de una cimentación elástica. Se da la solución de problemas para una viga pretensada. Se considera la influencia de una base de dos capas. Se han resuelto problemas relacionados con losas ubicadas sobre cimentación elástica, con carga concentrada en el centro, en el borde y en la esquina de la losa. Se realiza el cálculo de la losa pretensada y tricapa. Al final del trabajo se presentan datos experimentales relativos a vigas y losas, así como una comparación con resultados teóricos. El libro está destinado a ingenieros de diseño y puede ser útil para estudiantes avanzados de universidades de construcción.

Prefacio a la primera edición
Prefacio a la segunda edición
Introducción

Capítulo 1. Principios generales de cálculo
1.1. Condiciones para la transición de vigas sobre cimientos elásticos más allá del límite elástico
1.2. Equilibrio último para elementos de flexión.
1.3. Caso general
1.4. Formación de regiones plásticas en la base.
1.5. Condiciones para crear cimientos del menor peso.

Capitulo 2
2.1. La mayor carga en la etapa elástica.
2.2. Distribución de reacciones más allá del límite elástico
2.3. Valor de carga última
2.4. Dos fuerzas concentradas
2.5. Tres fuerzas concentradas
2.6. Carga uniformemente distribuida
2.7. Viga de sección variable
2.8. Parrilla de dos vigas transversales
2.9. Viga de tres capas
2.10. Fuerza concentrada aplicada asimétricamente
2.11. Fuerza concentrada en el borde de una viga
2.12. Viga pretensada
2.13. Viga anular pretensada
2.14. Haz infinitamente largo
2.15. marco sencillo
2.16. marco complejo

Capítulo 3
3.1. La mayor carga en la etapa elástica.
3.2. Determinación de la carga última
3.3. Aplicación de parcelas de grupo
3.4. Viga pretensada sobre capa de espesor finito
3.5. Parrillas sobre una capa elástica.

Capítulo 4
4.1. Formulación de ecuaciones diferenciales
4.2. Teniendo en cuenta la influencia del propio peso.
4.3. Selección del esquema de diseño del estado límite
4.4. Un ejemplo de determinación de la fuerza límite.
4.5. Cálculo de celosía de losa
4.6. Cálculo de cuadros en capas
4.7. Vigas sobre cimentación no lineal
4.8. Un ejemplo de cálculo de una viga sobre una base no lineal.
4.9. Regulación de reacciones básicas
4.10. Determinación de la rigidez óptima para una viga

Capítulo 5
5.1. Solución aproximada para una losa infinita
5.2. Losa cuadrada infinitamente rígida
5.3. Carga en la esquina de la losa
5.4. Losa cuadrada sobre base bicapa
5.5. placa pretensada
5.6. Influencia de las deformaciones locales y generales de la losa más allá del límite elástico
5.7. placa de tres capas
5.8. Carga en el borde de la losa
5.9. Losas prefabricadas

Capítulo 6
6.1. Método de elementos finitos
6.2. Carga última de viga de cimentación alta
6.3. Definición de regiones plásticas en la base.
6.4. Viga alta de cimentación sobre cimentación elástico-plástica
6.5. La carga última de la viga, determinada a partir de la condición de formación de regiones plásticas en la base.
6.6. Uso de elementos finitos de viga
6.7. Cálculo de desplazamientos y cargas límite

Capítulo 7
7.1. Disposiciones básicas de diseño
7.2. Método para resolver el problema y compilar ecuaciones generales.
7.3. Características del cálculo, según el diseño de la cimentación (losas macizas, cimentaciones continuas, pilares individuales)
7.4. Ejemplos de cálculo

Capítulo 8 Resultados de la prueba
8.1. Marcos, rejillas y losas
8.2. Comparación de datos teóricos y experimentales
8.3. Módulo de deformación base
Bibliografía

Las vigas y losas sobre cimentación elástica se utilizan principalmente como modelos de diseño de cimentaciones, que son los principales elementos que aseguran la solidez y fiabilidad general de la estructura.

Como regla general, se imponen mayores requisitos en el cálculo de la base en relación con su condición durante la operación de estructuras. Las pequeñas desviaciones de los valores establecidos en el área de deformaciones o tensiones, que a menudo se encuentran en otros elementos estructurales, son completamente inaceptables para la cimentación.

Esta posición esencialmente correcta lleva a veces a que las cimentaciones se diseñen con un margen de seguridad excesivo y resulten antieconómicas.

Para evaluar el valor de la capacidad portante de la cimentación, es necesario estudiar la distribución de fuerzas en tales estructuras más allá del límite elástico, solo entonces será posible establecer correctamente las dimensiones más racionales que aseguren la confiabilidad necesaria de la estructura. a su mínimo costo.

La dificultad del problema del cálculo de vigas sobre cimentación elástica más allá del límite elástico radica en que es imposible aplicar directamente, sin técnicas especiales, el método general de cálculo de estructuras por equilibrio límite.

El método de equilibrio límite, creado como resultado del trabajo de nuestros científicos nacionales, profesores V. M. Keldysh, N.S. Streletsky, A.A. Gvozdev, V. V. Sokolovsky, N. I. Bezujov, A.A. Chirasa, A. R. Rzhanitsyn, A. M. Ovechkin y muchos otros, ha recibido reconocimiento universal y se usa ampliamente en la práctica. En la literatura extranjera, este método también se usa y cubre en los trabajos de B.G. Neela, F. G. Hodge, R. Hill, M. R. Horn, F. Bleich, V. Prager, I. Guyon y otros, algunas de estas obras han sido traducidas al ruso.

Biblioteca: libros de arquitectura y construcción
Biblioteca de arquitectura y construcción Totalarch. Libro: Cálculo de vigas y losas sobre cimentación elástica más allá del límite elástico (manual para proyectistas). Sinitsyn AP Stroyizdat. Moscú. 1974. El libro analiza métodos aproximados para el cálculo de vigas y losas ubicadas sobre una base elástica, más allá del límite de elasticidad. Describió brevemente los principios básicos de la teoría del equilibrio límite,

5.11.1 Para el cálculo de cimentaciones de losa sobre cimentación elástica se recomienda utilizar los siguientes modelos de cálculo:

a) método de las deformaciones elásticas locales,

b) método del medio espacio linealmente deformable,

c) el método de una capa elástica sobre una base incompresible o con un módulo de deformación del suelo variable a lo largo de su profundidad.

El método a), por regla general, debe usarse para cimientos débiles y de baja resistencia, b) yc) - para cimientos de compresión baja y media cuando se calculan estructuras flexibles: vigas, cintas (incluidas las transversales) y losas macizas.

5.11.2 Los cimientos sobre una base elástica deben calcularse teniendo en cuenta su flexibilidad. vigas
y cintas, con una relación de su largo y ancho yo/b 1 se consideran absolutamente rígidos en la dirección transversal, y para 7 £ yo/b£ 20 y t£ 1 - en la dirección longitudinal. El índice de flexibilidad de las vigas (cintas), teniendo en cuenta la rigidez de la viga y la base, está determinado por la fórmula (5.69), para losas en forma de círculo, por la fórmula (5.70), un polígono, con yo/b

donde mi y n - respectivamente, el módulo de deformación, MPa, y la relación de Poisson del suelo,

mi 1 , n 1 - módulo de elasticidad, MPa y relación de Poisson del material de base,

yo- momento de inercia de la sección transversal de la cimentación, m 4,

yo y h- longitud y altura de la cimentación, m,

R- radio de la losa, m.

5.11.3 El cálculo de las cimentaciones sobre una cimentación elástica se realiza según el modelo de cimentación según 5.11.1 y las condiciones de su funcionamiento por métodos numéricos según los programas pertinentes, utilizando un PC, o mediante métodos de cálculo y prácticos según las tablas correspondientes.

El cálculo de las cimentaciones de losa cargadas con varias cargas (Figura 5.13), mediante tablas, se realiza de acuerdo con el índice de flexibilidad a:

donde n es el coeficiente de deformaciones transversales del suelo,

mi- módulo de deformación del suelo, MPa,

L y b- longitud y anchura de la viga, m,

EN- rigidez de la viga, MPa∙m 4 .

Al cargar una viga con varias fuerzas, las fuerzas totales se encuentran sumando sus ordenadas del mismo nombre. El cálculo de una cimentación de losa sobre cimentación elástica se da en el ejemplo D.7 del Apéndice D.

Figura 5.13 - Esquemas de carga de vigas con varias cargas:

a) distribuido uniformemente

b) centrado

Principios para el cálculo de cimentaciones de losa sobre cimentación elástica
Principios de cálculo de cimentaciones de losa sobre cimentación elástica 5.11.1 Para el cálculo de cimentaciones de losa sobre cimentación elástica se recomienda utilizar los siguientes modelos de cálculo: