Las sutilezas de la selección e instalación de refuerzo para la base.

La colocación de los cimientos se ha convertido durante mucho tiempo en una tradición en la construcción de cualquier edificio; garantiza su estabilidad, confiabilidad y protege el edificio de desplazamientos imprevistos del suelo. El desempeño de estas funciones se refiere, en primer lugar, a la correcta instalación de la base, observando todos los matices posibles. Esto también se aplica al uso correcto de elementos de refuerzo en la estructura de una base de hormigón armado, por lo que hoy intentaremos revelar todas las sutilezas de la selección e instalación del refuerzo para la cimentación.

Todo constructor entiende que el hormigón ordinario sin elementos de refuerzo especiales no es lo suficientemente fuerte en su estructura, especialmente cuando se trata de cargas pesadas de grandes edificios. La losa de cimentación cumple la doble función de contener las cargas: 1) desde arriba - desde el edificio o estructura y todos los elementos en su interior; 2) desde abajo - desde el suelo y el suelo, que bajo ciertas condiciones pueden cambiar sus volúmenes - un ejemplo de esto es el levantamiento del suelo debido al bajo nivel de congelación del suelo.

Por sí solo, el hormigón es capaz de soportar enormes cargas de compresión, pero cuando se trata de tensión - claramente necesita estructuras adicionales de refuerzo o fijación. Para evitar daños graves a la estructura y aumentar su vida útil, los desarrolladores ya han desarrollado un tipo de colocación de una base de hormigón armado durante mucho tiempo o colocación de hormigón junto con elementos de refuerzo.

Una desventaja separada del uso de piezas de refuerzo es que los cimientos de este tipo se instalan mucho más tiempo., su instalación es más difícil, se requiere más equipamiento, más etapas de preparación del territorio y más manos trabajadoras. Sin mencionar el hecho de que la selección e instalación de elementos de refuerzo tienen sus propios conjuntos de reglas y regulaciones. Sin embargo, es difícil hablar de las desventajas, ya que ahora casi nadie usa una base sin partes de refuerzo.

Los parámetros generales en los que el técnico debe confiar al elegir los accesorios son:

• peso potencial del edificio con todas las superestructuras, sistemas de marcos, muebles, electrodomésticos, sótanos o áticos, incluso con una carga de nieve;
• tipo de cimiento: los elementos de refuerzo se instalan en casi todos los tipos de cimientos (es monolítico, piloteado, poco profundo), sin embargo, la instalación de un cimiento de hormigón armado se entiende con mayor frecuencia como un tipo de tira;
• los detalles del entorno externo: valores de temperatura promedio, el nivel de congelación del suelo, agitación del suelo, el nivel de las aguas subterráneas;
• el tipo de suelo (el tipo de refuerzo, como el tipo de cimentación, depende en gran medida de la composición del suelo, los más comunes son franco, arcilloso y franco arenoso).

Como ya se mencionó, la instalación de refuerzo en una base de hormigón armado está regulada por un conjunto de reglas separado.Los técnicos utilizan las reglas editadas por SNiP 52-01-2003 o SP 63.13330.2012 en las cláusulas 6.2 y 11.2, SP 50-101-2004, se puede encontrar alguna información en GOST 5781-82 * (cuando se trata de usar acero como elemento de refuerzo). Estos conjuntos de reglas pueden ser difíciles de percibir para un constructor novato (teniendo en cuenta la soldabilidad, la plasticidad, la resistencia a la corrosión), sin embargo, sea como sea, adherirse a ellas es la clave para la construcción exitosa de cualquier edificio. En cualquier caso, incluso al contratar trabajadores especializados para trabajar en su instalación, estos últimos deben guiarse por estas normas.

Desafortunadamente, solo se pueden identificar los requisitos básicos para el refuerzo de la base:

• las varillas de trabajo (que se discutirán más adelante) deben tener al menos 12 milímetros de diámetro;
• en cuanto al número de varillas de trabajo / longitudinales en el propio marco, la cifra recomendada es de 4 o más;
• en relación con el paso del refuerzo transversal: de 20 a 60 cm, mientras que las varillas transversales deben tener al menos 6-8 milímetros de diámetro;
• El refuerzo de lugares potencialmente peligrosos y vulnerables en el refuerzo se realiza mediante el uso de sombreros y patas, abrazaderas, ganchos (el diámetro de estos últimos elementos se calcula en función del diámetro de las propias varillas).

Elegir los accesorios adecuados para su edificio no es fácil. Los parámetros más obvios para elegir el refuerzo para la base son el tipo, la clase y también el grado de acero (si estamos hablando específicamente de estructuras de acero). Existen varias variedades de elementos de refuerzo para la cimentación en el mercado, según la composición y el propósito, la forma del perfil, la tecnología de fabricación y las características de la carga sobre la cimentación.

Si hablamos de los tipos de refuerzo para la base en función de la composición y las propiedades físicas, entonces hay elementos de refuerzo de metal (o acero) y fibra de vidrio. El primer tipo es el más común, se considera más confiable, económico y probado por más de una generación de técnicos. Sin embargo, ahora cada vez más a menudo puede encontrar elementos de refuerzo hechos de fibra de vidrio, aparecieron en la producción en masa no hace mucho tiempo y muchos técnicos aún no se arriesgan a usar este material en la instalación de edificios de gran tamaño.

Solo hay tres tipos de refuerzo de acero para la base:

• laminado en caliente (o A);
• deformado en frío (Bp);
• teleférico (K).

Al instalar la base, es el primer tipo que se usa, es fuerte, elástico, resistente a la deformación. El segundo tipo, que a algunos desarrolladores les gusta llamar alambre enrollado, es más barato y se usa solo en casos individuales (generalmente, refuerzo de una clase de resistencia de 500 MPa). El tercer tipo tiene características de resistencia demasiado altas, su uso en la base de la base no es práctico: tanto económica como técnicamente costoso.

Cuáles son las ventajas de las estructuras de acero:

• alta confiabilidad (a veces se usa acero de baja aleación con una rigidez y resistencia extremadamente altas como refuerzo);
• resistencia a cargas enormes, capacidad para contener una presión colosal;
• conductividad eléctrica: esta función rara vez se usa, sin embargo, con su ayuda, un técnico experimentado podrá proporcionar una estructura de concreto con calor de alta calidad durante mucho tiempo;
• si se utiliza soldadura en la conexión del marco de acero, entonces la resistencia y la integridad de toda la estructura no cambian.

Ciertas desventajas del acero como material de refuerzo:

• alta conductividad térmica y, como resultado, los cimientos de hormigón armado dejan pasar más calor a través de los edificios, lo que no es muy bueno en viviendas a bajas temperaturas externas;
• susceptibilidad del material a la corrosión (este elemento es el mayor "flagelo" de los grandes edificios, el desarrollador puede procesar adicionalmente acero a partir de la oxidación, pero tales métodos no son rentables económicamente y el resultado no siempre se justifica debido a las diferencias en las cargas y el efecto de la humedad);
• gran peso total y específico, lo que dificulta la instalación de acero laminado sin equipo especializado.

Intentemos averiguar cuáles son las ventajas y desventajas del refuerzo de fibra de vidrio. Entonces los beneficios:

• la fibra de vidrio es mucho más liviana que los análogos de acero, por lo tanto, es más fácil de transportar y más fácil de instalar (a veces no requiere equipo especial para la colocación);
• la resistencia máxima absoluta de la fibra de vidrio no es tan grande como la de las estructuras de acero, sin embargo, los valores de resistencia específicos altos hacen que este material sea adecuado para la instalación en los cimientos de edificios relativamente pequeños;
• la no susceptibilidad a la corrosión (formación de óxido) hace que la fibra de vidrio sea, hasta cierto punto, un material único en la construcción de edificios (los elementos de acero más fuertes a menudo necesitan un procesamiento adicional para aumentar la vida útil, la fibra de vidrio no requiere estas medidas);

• si las estructuras de acero (metal) son por naturaleza excelentes conductores eléctricos y no pueden usarse en la producción de empresas de energía, entonces la fibra de vidrio es un excelente dieléctrico (es decir, conduce mal las cargas eléctricas);
• la fibra de vidrio (o un montón de fibra de vidrio y un aglutinante) se desarrolló como un análogo más barato a los modelos de acero, incluso independientemente de la sección transversal, el precio del refuerzo de fibra de vidrio es mucho más bajo que los elementos de acero;
• la baja conductividad térmica hace de la fibra de vidrio un material indispensable en la fabricación de cimientos y pisos para mantener una temperatura estable dentro del objeto;
• el diseño de algunos tipos alternativos de accesorios permite su instalación incluso bajo el agua, esto se debe a la alta resistencia química de los materiales.

Por supuesto, existen algunos inconvenientes al utilizar este material:

• la fragilidad es de alguna manera el sello distintivo de la fibra de vidrio, como ya se mencionó, en comparación con el acero, los indicadores de resistencia y rigidez no son tan buenos aquí, esto desalienta a muchos desarrolladores de usar este material;
• sin un procesamiento adicional con una capa protectora, el refuerzo de fibra de vidrio es extremadamente inestable a la abrasión, al desgaste (y, dado que el refuerzo se coloca en el concreto, es imposible evitar estos procesos bajo cargas y alta presión);
• la alta estabilidad térmica se considera una de las ventajas de la fibra de vidrio, sin embargo, el aglutinante en este caso es extremadamente inestable e incluso peligroso (en caso de incendio, las varillas de fibra de vidrio pueden simplemente derretirse, por lo que este material no se puede usar en una base con potencial valores altos de temperatura), pero esto hace que la fibra de vidrio sea completamente segura para su uso en la construcción de locales residenciales comunes, edificios pequeños;

• los bajos valores de elasticidad (o la capacidad de doblarse) hacen de la fibra de vidrio un material indispensable en la instalación de algunos tipos individuales de cimientos con baja presión; sin embargo, nuevamente, este parámetro es más bien una desventaja para los cimientos de edificios con altas cargas;
• poca resistencia a algunos tipos de álcalis, lo que puede provocar la destrucción de las varillas;
• Si se puede usar soldadura para unir acero, entonces la fibra de vidrio, debido a sus propiedades químicas, no se puede conectar de esta manera (ya sea que sea un problema o no, definitivamente es difícil de resolver, ya que incluso los marcos metálicos de hoy en día tienen más probabilidades de ser tejido que soldado.

Si nos acercamos a los tipos de refuerzo con más detalle, en la sección se puede dividir en tipos redondos y cuadrados. Si hablamos de un tipo cuadrado, entonces se usa en la construcción con mucha menos frecuencia, es aplicable al instalar soportes de esquina y crear estructuras de cercas complejas. Las esquinas del refuerzo de tipo cuadrado pueden ser afiladas o ablandadas, y el lado del cuadrado varía de 5 a 200 milímetros, dependiendo de las cargas, el tipo de cimentación y el propósito del edificio.

Los accesorios de tipo redondo son de tipo liso y ondulado. El primer tipo es más versátil y se usa en áreas completamente diferentes de la producción de la construcción, pero el segundo tipo es común al instalar cimientos, y esto es comprensible: el refuerzo con corrugación sucesiva se adapta más a cargas pesadas y fija la cimentación en su posición inicial. incluso en caso de presión excesiva.

El tipo corrugado se puede dividir en cuatro tipos:

• el tipo de trabajo realiza la función de fijar la base bajo cargas externas, además de cuidar de prevenir la formación de astillas y grietas en la base;
• el tipo de distribución también realiza la función de fijación, pero son precisamente los elementos de refuerzo de trabajo;
• el tipo de montaje es más específico y solo es necesario en la etapa de conexión y sujeción del marco de metal, es necesario distribuir las varillas de refuerzo en la posición correcta;
• Las abrazaderas, de hecho, no cumplen ninguna función, excepto un haz de piezas de refuerzo en un todo, para su posterior colocación en zanjas y vertido con hormigón.

El parámetro principal para elegir un refuerzo para una base es su diámetro o sección. Un valor como la longitud o la altura de la armadura rara vez se utiliza en la construcción, estos valores son individuales para cada estructura y cada técnico tiene sus propios recursos en la construcción de un edificio. Sin mencionar el hecho de que algunos fabricantes ignoran los estándares generalmente aceptados para longitudes de válvulas y tienden a producir sus propios modelos. Hay dos tipos de refuerzo de cimentación: longitudinal y transversal. Dependiendo del tipo de cimentación y la carga, las secciones pueden variar mucho.

El refuerzo longitudinal generalmente implica el uso de elementos de refuerzo nervados, para el refuerzo transversal, liso (la sección en este caso es de 6-14 mm) de clases A-I - A-III.

Si se guía por los conjuntos normativos de reglas, puede determinar los valores mínimos del diámetro de los elementos individuales:

• varillas longitudinales de hasta 3 metros - 10 milímetros;
• longitudinal desde 3 metros o más - 12 milímetros;
• varillas transversales de hasta 80 centímetros de alto - 6 milímetros;
• Varillas transversales de 80 centímetros y más - 8 milímetros.

Como ya se señaló, estos son solo los valores mínimos permisibles para el refuerzo de cimientos, y estos valores son bastante permisibles para el tipo tradicional de refuerzo, para estructuras de tipo de acero. Además, no olvide que cualquier problema en la construcción de edificios, y especialmente en la construcción de instalaciones no estándar con una carga potencial previamente desconocida, debe resolverse individualmente según las reglas de SNiP y GOST. Es bastante difícil calcular el siguiente valor por su cuenta, pero este también es un estándar reconocido: el diámetro del marco de hierro no debe ser inferior al 0,1% de la sección de toda la base (este es solo el porcentaje más pequeño).

Si hablamos de construcción en áreas con suelo inestable (donde no es seguro instalar estructuras de ladrillo, hormigón armado o piedra debido a su gran peso total), entonces se utilizan varillas con una sección transversal de 14 mm o más. Para edificios más pequeños, se utiliza una jaula de refuerzo convencional, sin embargo, no debe tomar el proceso de colocar los cimientos de manera connivencia incluso en este caso; recuerde, incluso el diámetro / sección más grande no salvará la integridad de los cimientos con un esquema de refuerzo incorrecto .

Una vez más, vale la pena hacer una reserva: no existe un esquema universal para instalar elementos de refuerzo de cimientos. Los datos y cálculos más precisos que puede encontrar son solo bocetos individuales para edificios individuales y, con mayor frecuencia, típicos. Al confiar en estos esquemas, arriesga la confiabilidad de toda la base. Incluso las normas y reglas de SNiP pueden no siempre ser aplicables a la construcción de un edificio. Por lo tanto, es posible destacar solo recomendaciones y sutilezas generales individuales para el refuerzo.

Volviendo a las barras longitudinales en el refuerzo (la mayoría de las veces son armaduras de clase AIII). Deben colocarse en la parte superior e inferior de la base (independientemente de su tipo). Esta disposición es comprensible: la base percibirá la mayoría de las cargas desde arriba y desde abajo, desde las rocas del suelo y desde el edificio en sí. El desarrollador tiene todo el derecho de instalar niveles adicionales para fortalecer aún más toda la estructura, pero tenga en cuenta que este método es aplicable para cimentaciones a granel de gran espesor y no debe violar la integridad de otros elementos de refuerzo y la solidez del concreto en sí. Sin tener en cuenta estas recomendaciones, gradualmente aparecerán grietas y astillas en los puntos de unión / conexión de la base.

Dado que la base para edificios medianos y grandes generalmente excede los 15 centímetros de espesor, es necesario instalar un refuerzo vertical / transversal (aquí se usan a menudo varillas lisas de clase AI, su diámetro permisible se mencionó anteriormente). El objetivo principal de los elementos de refuerzo transversales es evitar la formación de daños en la cimentación y fijar las varillas de trabajo / longitudinales en la posición deseada. Muy a menudo, el refuerzo de tipo transversal se utiliza para producir marcos / moldes en los que se colocan elementos longitudinales.

Si hablamos de la colocación de la base de la tira (y ya hemos notado que los elementos de refuerzo son aplicables con mayor frecuencia para este tipo), entonces la distancia entre los elementos de refuerzo longitudinales y transversales se puede calcular en función de SNiP 52-01-2003.

Si sigue estas recomendaciones, la distancia mínima entre las varillas está determinada por parámetros tales como:

• sección de refuerzo o su diámetro;
• tamaño del agregado de hormigón;
• tipo de elemento de hormigón armado;
• colocación de piezas reforzadas a la dirección de hormigonado;
• método de vertido de hormigón y su compresión.

Tipo longitudinal: la distancia se determina teniendo en cuenta la variedad del propio elemento de hormigón armado. (es decir, qué objeto se basa en el refuerzo longitudinal: columna, muro, viga), valores típicos del elemento. La distancia no debe ser más del doble de la altura de la sección del objeto y ser de hasta 400 mm (si los objetos del tipo de suelo lineal, no más de 500). La limitación de los valores es comprensible: cuanto mayor es la distancia entre los elementos transversales, más cargas se colocan sobre los elementos individuales y el hormigón entre ellos.

El paso de la armadura transversal no debe ser inferior a la mitad de la altura del elemento de hormigón, pero tampoco más de 30 cm. Esto también es comprensible: el valor es menor cuando se instala en suelos problemáticos o con un alto nivel de congelación. no tendrá un efecto significativo en la resistencia de la base, el valor es más posible, sin embargo, es aplicable a grandes edificios y estructuras.

Algunas recomendaciones para el diseño de armaduras ya se han presentado anteriormente.En este punto, intentaremos ahondar en las complejidades de la selección de accesorios y nos basaremos en datos más o menos precisos para la instalación. A continuación se describirá un método para el auto-cálculo de elementos de refuerzo para una base tipo tira.

El auto cálculo del refuerzo, sujeto a algunas recomendaciones, es bastante sencillo de realizar. Como ya se mencionó, las varillas corrugadas se seleccionan para los elementos de cimentación horizontales, las varillas lisas para los verticales. La primera pregunta, además de medir el diámetro requerido del refuerzo, es el cálculo del número de varillas para su territorio. Este es un punto importante: es necesario al comprar o pedir materiales y le permitirá trazar un diseño preciso de los elementos de refuerzo en papel, hasta centímetros y milímetros. Recuerde una cosa más simple: cuanto mayores sean las dimensiones del edificio o la carga ejercida sobre los cimientos, más elementos de refuerzo y varillas de metal más gruesas.

El consumo de la cantidad de elementos de refuerzo por metro cúbico individual de una estructura de hormigón armado se calcula en función de los mismos parámetros que se utilizan para seleccionar el tipo de cimentación. Vale la pena señalar que muy pocas personas se guían por GOST en la construcción de edificios, para esto existen documentos especialmente desarrollados y con un enfoque estrecho: GESN (Normas estimadas elementales del estado) y FER (Precios unitarios federales). Según la central hidroeléctrica para 5 metros cúbicos de la estructura de la cimentación, se debe usar al menos una tonelada de estructura metálica, mientras que esta última debe distribuirse uniformemente sobre la cimentación. FER es una colección de datos más precisos, donde la cantidad se calcula no solo en función del área de la estructura, sino también de la presencia de ranuras, agujeros y otros adicionales. elementos de la estructura.

El número requerido de armaduras para marcos se calcula en base a los siguientes pasos:

• mida el perímetro de su edificio / objeto (en metros), para cuyo funcionamiento está previsto sentar las bases;
• a los datos obtenidos, agregue los parámetros de las paredes, debajo de las cuales se ubicará la base;
• los parámetros calculados se multiplican por el número de elementos longitudinales en el edificio;
• el número resultante (valor base total) se multiplica por 0.5, el resultado será la cantidad requerida de refuerzo para su sitio.

Como ya se mencionó, el diámetro del marco de acero no debe ser inferior al 0,1% de la sección de toda la base de hormigón armado. El área de la sección transversal de la base se calcula multiplicando su ancho por alto. El ancho de la base de 50 centímetros y la altura de 150 centímetros forman un área de sección transversal de 7.500 centímetros cuadrados, que es igual a 7.5 cm de la sección transversal del refuerzo.

Si sigue las recomendaciones descritas anteriormente, puede pasar de manera segura a la siguiente etapa de la instalación de elementos de refuerzo: instalación o fijación, así como acciones relacionadas. Para un técnico principiante, crear un wireframe puede parecer una tarea inútil y que consume mucha energía. El propósito principal del marco que se está construyendo es la distribución de cargas en las partes de refuerzo individuales y la fijación de los elementos de refuerzo en la posición principal (si la carga en una barra puede provocar su desplazamiento, entonces la carga en el marco, que incluye 4 corrugados barras, será mucho menos).

Recientemente, puede encontrar la fijación de varillas metálicas de refuerzo mediante soldadura eléctrica. Este es un proceso rápido y natural que no viola la integridad del marco. La soldadura es aplicable a grandes profundidades de la cimentación. Pero este tipo de accesorio también tiene su inconveniente: no todos los elementos de refuerzo son adecuados para hervirlos. Si las varillas son adecuadas, se marcarán con la letra "C".Esto también es un problema para el marco hecho de fibra de vidrio y otros materiales de refuerzo (menos conocidos, como algunos tipos de polímeros). Además, si se utiliza un marco de tipo motorizado en la cimentación, este último en los puntos de unión debe tener una relativa libertad de desplazamiento. La soldadura limita estos procesos necesarios.

Otra forma de unir varillas (tanto metálicas como compuestas) es anudar o atar cables. Lo utilizan los técnicos cuando la losa de hormigón no tiene más de 60 centímetros de altura. Solo algunos tipos de cables técnicos están involucrados en él. El alambre es más dúctil, proporciona libertad de desplazamiento natural, lo que no es el caso de la soldadura. Pero el cable es más susceptible a los procesos corrosivos y no olvide que comprar un cable de alta calidad tiene un costo adicional.

El último y menos común método de fijación es el uso de abrazaderas de plástico, sin embargo, solo son aplicables en proyectos individuales de edificios no particularmente grandes. Si va a tejer el marco con las manos, en este caso se recomienda usar un gancho especial (tejido o tornillo) o alicates ordinarios (en casos raros, se usa una pistola de tejer). Las varillas deben atarse en el lugar de su cruce, el diámetro del cable en este caso debe ser de al menos 0,8 mm. En este caso, el tejido se realiza con dos capas de alambre a la vez. El grosor total del cable que ya se encuentra en el cruce puede variar según el tipo de cimentación y las cargas. Los extremos del cable deben atarse juntos en la etapa final de fijación.

Dependiendo del tipo de cimentación, las características del refuerzo también pueden cambiar. Si hablamos de cimientos sobre pilotes perforados, aquí se usa un refuerzo de tipo nervado con un diámetro de aproximadamente 10 mm. La cantidad de varillas en este caso depende del diámetro del pilote en sí (si la sección es de hasta 20 centímetros, es suficiente usar un marco de metal con 4 varillas). Si estamos hablando de una base de losa monolítica (uno de los tipos más intensivos en recursos), aquí el diámetro del refuerzo es de 10 a 16 mm, y las correas de refuerzo superiores deben colocarse de modo que los llamados 20 / Se forman rejillas de 20 cm.

Vale la pena decir algunas palabras sobre la capa protectora de hormigón: esta es la distancia que protege las barras de refuerzo de los efectos del entorno externo y proporciona a toda la estructura una resistencia adicional. La capa protectora es una especie de cubierta que protege la estructura general de daños.

Si sigue las recomendaciones de SNiP, entonces se necesita una capa protectora para:

• creando condiciones favorables para el funcionamiento conjunto del hormigón y el esqueleto de refuerzo;
• correcto fortalecimiento y fijación del marco;
• protección adicional del acero contra influencias ambientales negativas (temperatura, deformación, efectos corrosivos).

No se alarme por nuestras recomendaciones. No olvide que la correcta instalación de la base sin ayuda externa es el resultado de muchos años de práctica. Es mejor cometer un error una vez, incluso siguiendo las normas especificadas, y saber cómo hacer algo la próxima vez, que cometer errores constantemente, confiando solo en los consejos de sus conocidos y amigos.

No se olvide de la ayuda de los documentos reglamentarios de SNiP y GOST, su estudio inicial puede parecerle difícil e incomprensible, sin embargo, cuando se familiarice al menos un poco con la instalación del refuerzo para la base, encontrará estos manuales útiles y podrá úselos en casa con una taza de té o café. Si alguno de los puntos le resulta demasiado difícil, no dude en ponerse en contacto con los servicios de soporte especializados, los especialistas lo ayudarán con cálculos precisos y la elaboración de todos los esquemas necesarios.

Para obtener información sobre cómo tejer rápidamente el refuerzo para la base, vea el siguiente video.