Transcript Placa base para columnas.

Placa Base de columnas
• Comportamiento estructural
• Diseño y cálculo por compresión
CONEXION COLUMNA - FUNDACION
P
Columna de
acero
Placa base de
acero
Fundación de
concreto
La placa tiende
a levantarse
Para dimensionar la placa, se determina el área BxN y el espesor t
n
N
m
0,80 bf
0,95 d
m
n
d
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.
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
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:
A2 = Area de concreto de la zapata,
concéntrica y geométricamente igual
a la placa base.
Øc = 0.6 (factor de minoración por
aplastamiento del concreto.)
Pn = Øc 0,85 x f´c x A1
A2
≤2
A1
A2
A1
A1 
Pu
c 0,85 f ´c
A2
≤2
A1
A2
A1
Para obtener las dimensiones B y N :
N  A1  
  0.5 (0,95d  0,80b f )
B=
A1
N
A1 ≥ bf d
Para obtener el espesor de la placa, usamos el procedimiento
sugerido por W. A. Thornton (1990):
2 Pu
t l
0,90 F y BN
 n´
 d bf
4
l  máx (m, n,  n´)
 4d bf  P
 u
X 
 (d  b f ) 2  c Pp
2 X

1
1 1 X
Pn = Øc Pp = Øc 0,85 x f´c x A1
N = 2m + 0,95 d
B = 2n + 0,80 bf
m =
N - 0,95 d
2
A2
A1
n =
B - 0,80 bf
2
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
A1 = d bf = 145,44 pul2
A2 = (9 x 9) x (144) = 11664
Pu
A1 
c 0,85 f ´c
11664
>> 2
235,29
A2
A1
pul2
A2
A1
>> 2 Tomamos
A2
A1
=2
720
A1 
 235,29 pul 2
0,60 x 0,85 x 3 x 2
235,29 > 145,44
Dimensiones de la placa:
  0.5 (0,95d  0,80b f )
  0.5 (0,95 x12,12  0,80 x12 )  0,96 pul
N  A1  
N  235,29  0,96  16,30 pul
N  17 pul
B=
A1
N
B=
235,29
= 13,84
17
B  14 pul
N  16 pul
B=
235,29
= 14,71
16
B  15 pul
Elegimos una placa de 16 x 15 pie2. Area = 240 pie2
Espesor de la placa:
N - 0,95 d
m =
m=
16 – (0,95)(12,12)
2
n =
= 2,24 pul
2
B - 0,80 bf
n=
15 – (0,80)(12,00)
2
Pn = Øc Pp = Øc 0,85 x f´c x A1
= 2,70 pul
2
A2
A1
Øc Pp = 0,6 x 0,85 x 3 x (16x15) x 2 = 734,40 klb
 4d bf  P
 u
X 
 (d  b f ) 2  c Pp
 4 x12,12 x12  720
X 
 0,98
2  734,40
 (12,12  12) 
Espesor de la placa:
2 X

1
1 1 X
2 0,98

 1,74  1
1  1  0,98
Por condición, λ ≤ 1, usamos λ = 1
 n´
 d bf
4
 n´
1 12 x12,12
4
 3.01 pul
l  máx (m, n,  n´)  3.01 pul
2 Pu
2 x 720
t l
t  3.01
 1,30 pul
0,90 Fy BN
0,90 x 36 x (15 x16)
Usaremos una placa base de: 15 x 16 x 1,50 pul3
t = 1,50 pul