Placa Base de columnas Diseño y cálculo por compresión Comportamiento estructural Diseño y cálculo por compresión
CONEXION COLUMNA - FUNDACION P Columna de acero Placa base de acero La placa tiende a levantarse Fundación de concreto
Para dimensionar la placa, se determina el área BxN y el espesor t 0,80 bf n d N bf B El manual AISC sugiere que los momentos máximos que sufre la placa ocurren a las distancias 0,95 d y 0,80 bf.. El momento flexionante se calcula en esos dos puntos y usando el mayor de los valores se determina el espesor de la placa.
Øc = 0.6 (factor de minoración por aplastamiento del concreto.) La resistencia de diseño por aplastamiento en el concreto debajo de la placa debe ser al menos igual a la carga transmitida por la columna. Resistencia de diseño del concreto: Pp = 0,85 x f´c x A1 f´c = Resistencia del concreto a la compresión A1 = Area de la placa ≥ bf d Øc = 0.6 (factor de minoración por aplastamiento del concreto.) Pn = Øc Pp Pn = Øc 0,85 x f´c x A1 Si el área total de la placa (BN) no cubre toda la zapata de concreto, Pn se incrementa: Pn = Øc 0,85 x f´c x A1 A2 = Area de concreto de la zapata, concéntrica y geométricamente igual a la placa base. ≤ 2
≤ 2 A1 ≥ bf d Para obtener las dimensiones B y N : A1 N B =
Para obtener el espesor de la placa, usamos el procedimiento sugerido por W. A. Thornton (1990): = Øc 0,85 x f´c x A1 Pn = Øc Pp N = 2m + 0,95 d m = N - 0,95 d 2 n = B - 0,80 bf 2 B = 2n + 0,80 bf
Ejemplo 1: Diseñe una placa base de acero ASTM A36 necesaria para una columna W 12x65 que soporta una carga de compresión factorizada de 720 kps. El concreto tiene una resistencia de 3 ksi. El pedestal es de 9 x 9 pies2. Perfiles W ASTM A36: E = 30.000 kpsi Fy = 36 kpsi Perfil W 12 x 65 : d = 12,12 pul bf = 12,00 pul >> 2 Tomamos = 2 A1 = d bf = 145,44 pul2 A2 = (9 x 9) x (144) = 11664 pul2 >> 2 235,29 > 145,44
Dimensiones de la placa: B = 235,29 17 B = = 13,84 235,29 16 B = = 14,71 Elegimos una placa de 16 x 15 pie2. Area = 240 pie2
Espesor de la placa: Øc Pp m = N - 0,95 d 2 m = 16 – (0,95)(12,12) 2 = 2,24 pul n = B - 0,80 bf 2 n = 15 – (0,80)(12,00) 2 = 2,70 pul = Øc 0,85 x f´c x A1 Pn = Øc Pp = 0,6 x 0,85 x 3 x (16x15) x 2 = 734,40 klb Øc Pp
Usaremos una placa base de: 15 x 16 x 1,50 pul3 Espesor de la placa: Por condición, λ ≤ 1, usamos λ = 1 t = 1,50 pul Usaremos una placa base de: 15 x 16 x 1,50 pul3