Placa base estructuras de acero

Conexiones de las placas base de los pilares de acero

Esta hoja de cálculo es un programa escrito en MS-Excel para el análisis de las placas base de los pilares de acero.    En concreto, las placas base de los pilares de ala ancha pueden estar sometidas a cargas axiales (compresión o tracción), con o sin flexión del pilar en el eje mayor, además del corte en el eje mayor.

1.      Este programa sigue los procedimientos y directrices del Manual de Esfuerzos Admisibles (ASD) de la 9ª Edición del AISC (2ª Revisión, 1995) para placas base de columnas de ala ancha sometidas únicamente a cargas axiales de compresión.

4.      El usuario tiene la opción de eliminar parte del esfuerzo cortante total a través de la fricción entre la base del pilar y la lechada, basándose en la carga muerta del pilar y el coeficiente de fricción, reduciendo así la cantidad de esfuerzo cortante que deben soportar los pernos de anclaje.

6.      Este programa asume que la placa base es suficientemente rígida para asumir una distribución lineal de la carga a la placa base y/o a los pernos de anclaje.    (Nota: la rigidez adecuada de la placa base es más probable si la distancia desde la cara del pilar al borde de la placa base es <= 4*tp.    Véase «Anclaje general al hormigón», Norma de diseño civil de la TVA DS-C1.7.1 (Rev. 1984), página 25).

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Software de diseño de placas base

El comportamiento de una estructura de acero está directamente relacionado con el tipo de base utilizada en las columnas, que es esencial para la estabilidad y la seguridad del sistema estructural. La norma brasileña ABNT NBR 8800:2008 no cubre directamente este tema. Otra norma brasileña, la ABNT NBR 16239:2013, presenta un procedimiento de diseño limitado a las columnas huecas. En este trabajo se presentan dos metodologías de diseño considerando la distribución de presión uniforme y triangular entre la placa base y la superficie de hormigón. Se ha desarrollado un programa computacional para el diseño de bases de columnas de acero considerando las dos metodologías mencionadas. El programa se ha validado con ejemplos de diseño resueltos manualmente y se han sacado conclusiones sobre los procedimientos de diseño de la distribución de presiones a partir de las 200 bases diseñadas por el programa. Se observó que, para la distribución de presión triangular, existe un intervalo en el que el procedimiento no es completamente aplicable. Aparte de este intervalo, no hubo diferencias significativas en los resultados.

Tamaños de placas base de acero

Las placas base se utilizan como soporte para los pilares que se desprenden de una zapata o cimiento de hormigón. Para garantizar la longevidad y la estabilidad, es esencial dejar un espacio de unos 20 a 30 mm entre el hormigón y la placa de acero, lo que puede conseguirse utilizando calzos y cuñas. Este espacio deberá rellenarse con una mezcla seca de hormigón, también conocida como paquete seco, en el hueco.

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Una conexión de momento se compone de una placa en voladizo que se atornilla a un pilar. Este tipo de conexión se utiliza con frecuencia cuando la conexión tiene que soportar un «momento» elevado, por ejemplo, si se sustituye un muro por un armazón de caja que tendrá que soportar altas cargas de viento desde los lados.

Una grapa se utiliza para atornillar una viga al lateral de otra viga. Las calas se fabrican con secciones RSA (ángulos), que se atornillan a ambas vigas. En los casos en los que sólo hay que atornillar un lado, sólo se necesitará una cornamusa, y en algunos proyectos es preferible soldar las cornamusas al extremo de la viga en lugar de atornillarlas.

Cuando los proyectos tienen problemas de altura, por ejemplo en sótanos y desvanes, a menudo es preferible sustituir una viga profunda por dos vigas más pequeñas. Sin embargo, para garantizar la estabilidad y la resistencia al pandeo, estas vigas deben estar atornilladas, y para ello se utiliza un separador que suele estar soldado a una de las vigas. Los pernos suelen estar a 600 mm de distancia entre sí.

Tabla de tamaños de placas base

En el diseño de pórticos y otras estructuras de acero, pueden preverse bases resistentes a los momentos si se prevén grandes fuerzas laterales y momentos de flexión. Esto puede conducir a un diseño económico de los miembros del pórtico, pero la base tendrá que ser cuidadosamente diseñada como una conexión resistente a los momentos. Por lo tanto, se espera que dichas bases transfieran momentos de flexión y fuerzas axiales entre los miembros de acero y la subestructura de hormigón. Dependiendo de la dirección del momento y de la magnitud, las placas base pueden ser simétricas o asimétricas.

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Para el diseño de las placas base resistentes a momentos, el diámetro más pequeño de los pernos a considerar debe ser M20, aunque los pernos M30 se consideran los más adecuados. Por lo general, es preferible utilizar pernos más grandes en menor número. Todos los pernos de sujeción deben estar provistos de una placa de anclaje empotrada para que la cabeza del perno se apoye en ella. Los tamaños de las placas de anclaje se eligen de forma que no se aplique una tensión superior a 30 N/mm2 en la interfaz del hormigón, suponiendo que el 50% de la placa esté empotrada en el hormigón. Cuando los momentos y fuerzas son elevados, puede ser necesario diseñar el sistema de sujeción junto con la armadura de la base.

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