Diseño de Placas Base

By Ing. Luis Colmenarez
Diseño de placas base

Las placas base son elementos estructurales en la parte inferior de las columnas para distribuir la carga concentrada sobre un área de soporte más grande, de modo que las tensiones de los rodamientos estén por debajo de los límites aceptables. Dependiendo del tipo de marco al que pertenece la columna, la placa base puede estar sujeta a compresión, tensión, flexión y corte. En la práctica, la mayoría de las columnas son secciones en W sometidas a compresión, corte y flexión alrededor del eje fuerte.

geometría de placa base de acero
cargas de placa de base de acero

Compatibilidad de deformación. ¿Qué teoría usar?

Existen dos teorías principales para el diseño de la placa base: una se basa en las Guías de diseño AISC n. ° 1 y supone que la placa base es flexible, por lo que se ignora la compatibilidad de deformación. Esta teoría proporciona ecuaciones para dos casos: cuando la excentricidad e <L / 6, y cuando e> L / 6. La transición entre estos dos casos no es suave, y los resultados pueden ser bastante diferentes para excentricidades ligeramente diferentes en la línea de borde de los dos casos.

La segunda teoría se basa en el libro Blodgett , y supone que la placa es rígida y, por lo tanto, las secciones planas permanecen planas después de la flexión, por lo que se cumple la compatibilidad de deformación. Esta teoría proporciona ecuaciones consistentes para cualquier valor de excentricidad, como se muestra en los gráficos a continuación. Observe los cambios abruptos tanto en la tensión de la barra como en el grosor de la placa según el enfoque AISC para las excentricidades cercanas al grano. 

comparación de tensión de varilla de anclaje
cargas de placa de base de acero

También puede interesarte: Todo nuestro material referente a la materia de ACERO

Diseño de anclaje de Placas base

Para columnas de compresión sometidas a pequeños momentos, no hay tensión en las varillas, por lo que el objetivo es mantener la presión de soporte del hormigón por debajo de los límites aceptables. A medida que aumenta el momento aplicado, solo una porción de la placa está bajo compresión y las varillas de anclaje proporcionan la tensión requerida para mantener el equilibrio estático. La filosofía del Código es tratar por separado la tensión y el corte, y luego combinar ambos efectos en un diagrama de interacción.

El diseño de las barras de anclaje en tensión implica verificar los estados límite de resistencia del acero, desprendimiento de concreto, extracción y reventón lateral. El cálculo de la ruptura es particularmente importante ya que una falla concreta sería no dúctil y, por lo tanto, debe evitarse. Se puede proporcionar refuerzo de anclaje para evitar una falla de arranque, y en este caso la tensión es tomada completamente por las barras de refuerzo. 

Para columnas bajo compresión, generalmente la fricción entre la placa y el concreto es lo suficientemente grande como para resistir la carga horizontal aplicada. Cuando este no es el caso, entonces la resistencia al corte debe ser resistida por una orejeta de corte o por las barras de anclaje. La lengüeta de corte consiste en una placa soldada perpendicularmente a la parte inferior de la placa base, que actúa apoyando contra el concreto, quitando así la carga de corte de las barras de anclaje. En este caso, los controles incluyen la capacidad del acero en flexión y cizallamiento, resistencia de la soldadura, soporte de hormigón y ruptura de hormigón. Para cargas de corte grandes, es común diseñar una combinación de terminales de corte y varillas de anclaje para resistir el corte y la tensión, respectivamente.

plan de corte
cizallamiento

Para cargas de corte de pequeñas a moderadas, las varillas de anclaje se pueden usar para transferir la cizalla a la base. En este caso, los estados límite a comprobar incluyen la resistencia del acero, la ruptura del hormigón y la extracción del hormigón. Como los agujeros en la placa son de gran tamaño, es poco probable que todas las varillas se apoyen contra la placa para resistir el corte. A menos que las arandelas estén soldadas a la placa, solo las barras delanteras son efectivas para fines de cálculo. Se puede proporcionar refuerzo de anclaje para evitar una falla frágil.

A continuación se muestra un informe de diseño de anclaje típico en ASDIP STEEL . Tenga en cuenta que la interacción de la tensión y el corte generalmente controla el diseño de las barras de anclaje.

diseño de barras de anclaje

Para obtener información detallada sobre este software de ingeniería estructural, visite ASDIP STEEL . 

Descarga Excel para Diseño de Placas Base AQUÍ