Placa Base de columnas

• Comportamiento estructural

• Diseño y cálculo por compresión

PP

La placa tiende a levantarse

Fundación de concreto

Columna de acero

Placa base de acero

CONEXION COLUMNA - FUNDACION

B

N

bf

d

0,80 bfnn

0,95 d

m

m

Para dimensionar la placa, se determina el área BxN y el espesor t

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 compresiónA1 = Area de la placa ≥ bf d

Pn = Øc 0,85 x f´c x A1

Øc = 0.6 (factor de minoración por

aplastamiento del concreto.)

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

1

2

A

A

A2 = Area de concreto de la zapata, concéntrica y geométricamente igual a la placa base.

1

2

A

A≤ 2

Pn = Øc Pp

1

21

´85,0A

Acf

PA

c

u

1

2

A

A

1AN

≤ 2 A1 ≥ bf d

Para obtener las dimensiones B y N :

)80,095,0(5.0 fbd

A1

NB =

Para obtener el espesor de la placa, usamos el procedimiento sugerido por W. A. Thornton (1990):

´),,(

90,0

2

nnmmáxl

BNF

Plt

y

u

4´

fbdn

111

2

X

Xpc

u

f

f

P

P

bd

bdX

2)(

4

N = 2m + 0,95 d

B = 2n + 0,80 bf

m =N - 0,95 d

2n =

B - 0,80 bf

2

= Øc 0,85 x f´c x A1Pn = Øc Pp

1

2

A

A

Ejemplo 1:Ejemplo 1:

Diseñe una placa base de acero ASTM A36 necesaria para una columna W 12Diseñe una placa base de acero ASTM A36 necesaria para una columna W 12xx65 65 que soporta una carga de compresión factorizada de 720 kps. El concreto tiene 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 piesuna resistencia de 3 ksi. El pedestal es de 9 x 9 pies22..

Perfiles W ASTM A36: E = 30.000 kpsi Fy = 36 kpsiPerfiles W ASTM A36: E = 30.000 kpsi Fy = 36 kpsi

Perfil W 12 x 65 : d = 12,12 pul bPerfil W 12 x 65 : d = 12,12 pul b ff = 12,00 pul = 12,00 pul

AA11 = d b = d bf f = 145,44 pul = 145,44 pul22

AA22 = (9 x 9) x (144) = 11664 pul = (9 x 9) x (144) = 11664 pul22

1

21

´85,0A

Acf

PA

c

u

1

2

A

A>> 2

TomamosTomamos 1

2

A

A= 2

21 29,235

2385,060,0

720pul

xxxA

29,235

11664>> 2 235,29 > 145,44

Dimensiones de la placa:Dimensiones de la placa:

1AN

)80,095,0(5.0 fbd

pulN 30,1696,029,235

A1

NB =

pulxx 96,0)1280,012,1295,0(5.0

pulN 17 pulN 16

235,29

17B = = 13,84

pulB 14

235,29

16B = = 14,71

pulB 15

Elegimos una placa de 16 x 15 pieElegimos una placa de 16 x 15 pie22. Area = 240 pie. Area = 240 pie22

Espesor de la placa:Espesor de la placa:

m =N - 0,95 d

2

n =B - 0,80 bf

2

= Øc 0,85 x f´c x A1Pn = Øc Pp

1

2

A

A

98,040,734

720

)1212,12(

1212,1242

xxX

pc

u

f

f

P

P

bd

bdX

2)(

4

m =16 – (0,95)(12,12)

2= 2,24 pul

n =15 – (0,80)(12,00)

2= 2,70 pul

= 0,6 x 0,85 x 3 x (16x15) x 2 = 734,40 klbØc Pp

Espesor de la placa:Espesor de la placa:

pulnnmmáxl 01.3´),,(

puln x 01.34

12,12121´

174,198,011

98,02

4´

fbdn

111

2

X

X

BNF

Plt

y

u

90,0

2

Por condición, Por condición, λλ ≤ 1, u ≤ 1, usamos samos λλ = 1 = 1

pulx

txx

x 30,1)1615(3690,0

720201.3 tt = 1,50 pul = 1,50 pul

Usaremos una placa base de: 15 x 16 x 1,50 pulUsaremos una placa base de: 15 x 16 x 1,50 pul33