Hoja de cálculo de masa y presión estática de cimentación de máquina
Convierta un supuesto documentado de relación de masa del proyecto/fabricante en una masa de hormigón, volumen y espesor de bloque coherentes. También calcula la presión de contacto estática media y la frecuencia de funcionamiento 1×. La hoja de cálculo no elige la relación ni certifica la adecuación de la cimentación.
Documentar la geometría preliminar
Seleccione las unidades antes de introducir los valores. Las entradas en unidades consuetudinarias de EE. UU. utilizan pies internacionales, libras avoirdupois de masa, libras por pie cúbico y libras-fuerza por pie cuadrado. Cambiar el selector de unidades reinterpreta, no convierte, los números ya introducidos.
Masa objetivo de la cimentación
Volumen de hormigón
Espesor de bloque requerido
Masa estática total soportada
Presión de contacto estática media
Relación de presión / frecuencia 1×
Ecuaciones y unidades
| Cantidad | Ecuación en unidades de trabajo SI | Significado |
|---|---|---|
| Masa preliminar de la cimentación | mF = k mm | k es un supuesto del proyecto/fabricante proporcionado por el usuario, no un valor seleccionado por esta hoja de cálculo. |
| Volumen de hormigón | V = mF/ρ | Masa dividida por la densidad de masa. |
| Espesor del bloque | H = V/(L W) | Planta rectangular seleccionada; las dimensiones permanecen exactamente coherentes con V. |
| Presión estática media | qpromedio = (mm + mF + mañadir)g₀/(L W) | g₀=9.80665 m/s²; media bruta uniforme de contacto total. |
| Relación de presiones | U = qpromedio/qadm | Se muestra solo si se proporciona un valor de proyecto positivo; sin etiqueta de aprobado/reprobado. |
| Frecuencia 1× | F1× = n/60 | Solo conversión de RPM a hercios; no es una verificación de frecuencia propia ni de resonancia. |
Los cálculos internos utilizan kilogramos, metros, metros cúbicos y kilopascales. Definiciones exactas utilizadas para la conversión al sistema US customary: 1 lbm = 0.45359237 kg y 1 ft internacional = 0.3048 m. En gravedad estándar, 1 psf = 0.04788025898033584 kPa.
Por qué se eliminó la antigua «calculadora de dimensionado»
La página anterior seleccionaba 3:1 para máquinas rotativas y 5:1 para máquinas alternativas sin un criterio de proyecto citado, afirmaba que la masa «absorbe energía de vibración» e implicaba que más masa siempre reduce la vibración. La masa cambia la inercia y las frecuencias propias; el amortiguamiento disipa energía. La masa añadida puede desplazar un modo hacia o alejándolo de una frecuencia de excitación, por lo que no se garantiza una mejora monótona.
La geometría anterior también contradecía su propio resultado de masa. Multiplicaba una dimensión del cubo por 1.5 y redondeaba todas las dimensiones hacia arriba, pero continuaba utilizando la masa objetivo menor para la presión del suelo. El bloque mostrado podría, por tanto, contener mucho más hormigón del que asumía el cálculo de presión. Esta hoja de cálculo requiere L y W y resuelve H exactamente a partir del volumen objetivo.
Se eliminaron las afirmaciones universales sobre la clase mínima de hormigón, la profundidad como múltiplo del ancho de la máquina y la masa de armadura por metro cúbico. Estas son decisiones de diseño estructural/geotécnico, no consecuencias de la masa de la máquina por sí sola. Los valores predeterminados, los ajustes preestablecidos de bomba/compresor/ventilador, las caídas silenciosas de densidad/rodamientos y la entrada tolerante a prefijos parseFloat también se eliminaron.
Ámbito y fuentes del diseño dinámico
ACI PRC-351.3-18, Informe sobre Cimientos para Equipos Dinámicos es el informe actual del Comité 351 del ACI incluido en la Colección ACI 2025. Su contenido oficial cubre cargas estáticas y dinámicas, impedancia del medio de soporte, modelado rígido/flexible, análisis de frecuencia y respuesta forzada, criterios de aceptación, hormigón, armadura, anclaje, consideraciones sísmicas y de fatiga. La vista previa oficial indica que sustituye al ACI 351.3R-04 y se aplica a maquinaria rotativa, alternativa e de impacto/impulsiva.
El ACI identifica el documento como un informe de comité para usuarios competentes, no como una especificación contractual obligatoria. Esta página no atribuye al ACI una regla universal de 3:1, 5:1, clase de hormigón, profundidad o armadura. Las recomendaciones exactas de dimensionado preliminar y los requisitos a nivel de cláusula requieren el informe con licencia y el contexto del proyecto.
NIST SP 811 Apéndice B, actualizado en agosto de 2025, proporciona la base exacta de conversión de pies y libras y los ejemplos de conversión publicados utilizados para validar la implementación SI/US.
Información mínima aún necesaria para el diseño
- Cargas de la máquina y del OEM: pesos estáticos, desequilibrio, fuerzas/momentos alternativos, par, cargas de tuberías/toberas, transitorios, casos de perturbación y mantenimiento.
- Frecuencias de excitación y armónicos durante la subida de velocidad, el funcionamiento normal, la parada por inercia y los rangos de velocidad variable.
- Geometría del cimiento, centros de masa/fuerza y resistencia, inercia rotatoria, rigidez estructural, anclajes, mortero de relleno/nivelación y demandas de fatiga.
- Rigidez dinámica del suelo/pilotes, amortiguamiento, enterramiento, estratificación, aguas subterráneas, asentamiento e interacción suelo-estructura.
- Frecuencias propias, formas modales, amplitudes de respuesta forzada, criterios de aceptación y verificación in situ.
