diseño de placa base

4.4. Placa base.
4.4.1. Diseño de placa base a compresión.
El esfuerzo por compresión en el área de apoyo de un cimiento de concreto o de mampostería, es mucho menor que el correspondiente a la base de acero de una columna. Cuando la columna de acero se apoya en la parte superior de un cimiento, de una zapata aislada, es necesario que la carga de la columna se distribuya en un áreasuficiente para evitar que se sobre-esfuerce el concreto. Las cargas de las columnas se transmiten a través de una placa base de acero a un área razonablemente del cimiento, que se localiza debajo de dicha placa. (Nótese que el cimiento tiene una función semejante, ya que este distribuye la carga sobre un área aun mayor, de modo que el terreno subyacente no se sobre-cargue.).1

Las placas base de lascolumnas de acero pueden soldarse directamente a las columnas, o pueden ligarse por medio de alguna oreja de ángulo remachado o soldada, estos métodos de conexión se pueden apreciar en la imagen anterior.
Una fase crítica en el montaje de un edificio de acero es el posicionamiento correcto de las placas base de las columnas. Si no están localizadas en sus elevaciones correctas, serios cambios deesfuerzo pueden ocurrir en las vigas y columnas de la estructura de acero. Existen tres métodos que se usan para preparar el sitio para el montaje de una columna en su elevación apropiada: placas niveladoras, tuercas niveladoras o placas de base pre-colocadas.2
Una columna transfiere su carga a la zapata de soporte a través de la placa base. Si el área A2 del concreto de soporte es mayor que elárea A1 de la placa, la resistencia del concreto será mayor. En ese caso el concreto que rodea al área de contacto suministra un soporte lateral apreciable a la parte directamente cargada y en consecuencia el concreto cargado puede soportar más carga.3
Las bases de las columnas y las planchas de base deben ser terminadas de acuerdo a los siguientes requisitos:
(1) Las planchas de contacto de acerode 50 mm o de menor espesor son permitidas sin cepillado, siempre que se logre una superficie de contacto satisfactoria. Las planchas de contacto de acero mayores de 50 mm pero no sobre 100mm de espesor se permite que sean enderezadas con prensas o, si no se tienen prensas, mediante cepillado de las superficies de contacto para obtener una superficie de contacto satisfactoria. Planchas de contactode acero sobre 100 mm de espesor deben ser cepilladas en las superficies de contacto.
(2) La superficie inferior de las planchas de contacto y las bases de columna en que se usa mortero para asegurar contacto completo en fundaciones no necesitan ser cepilladas.
(3) Las superficies superiores de planchas de contacto y las bases de columna no necesitan ser cepilladas cuando se utilizan uniones consoldaduras de penetración completa entre la columna y la placa de contacto.4
Las fuerzas distribuidas en toda el área de la placa base ejercen presión sobre el concreto, que a su vez reacciona con una presión igual pero en sentido opuesto. Esto tiende a flexionar las partes de la placa base que quedan en voladizo (franjas m y n en la figura), fuera de la columna por lo tanto, las placas basepara columnas se encuentran sometidas a flexión en dos direcciones.

Donde:
B= Ancho de la placa base.
N= Largo de la placa base.
bf= Ancho del patín de la columna.
d= Peralte de la columna.
f= Distancia entre el ancla y el centro de línea de la placa base.
m= Superficie de apoyo en voladizo, paralela al patín de la columna.
n= Superficie de apoyo en voladizo, paralela al alma de la columna.En una placa base la flexión critica ocurre a distancias entre 0.80 veces el ancho del patín de la columna (bf) y 0.95 veces el peralte del alma de la columna (d).

4.4.2. Diseño de placa a tensión.
Cuando una columna se encuentra sometida a flexión de gran intensidad, una parte de la placa base ya no ejerce presión contra el concreto y es ahí donde se presenta la tensión

4.4.3. Diseño...