diseño de placas base

PROGRAMA PARA EL DISEÑO Y REVISIÓN DE PLACAS BASE Y ANCLAS PARA COLUMNAS DE ACERO

3. CASOS DE DISEÑO DE PLACAS BASE PARA COLUMNAS Y PLACAS DE
SOPORTE PARA VIGAS

En esta sección se describe el procedimiento de diseño para cada uno de los casos
siguientes:
•

Placas base para columnas
o Carga axial
Sin utilizar confinamiento de concreto
Utilizando confinamiento de concreto
o

Cargaaxial, momento flector y cortante
Momento de magnitud pequeña
Momento de magnitud grande

o Carga axial y cortante resistido con diafragma de acero
o Carga axial y cortante resistido con mortero
•

Placas de soporte para vigas

En placas base para columnas, el diseño por momento y el diseño por cortante se
realizan de manera independiente, asumiendo que no existe una interacciónsignificativa
entre ambos.
Para cada caso de diseño se proveen ejemplos numéricos en el siguiente capítulo.

3.1. Carga Axial
Cuando una columna está sometida solo a cargas axiales, su placa base debe ser lo
suficientemente grande y gruesa para resistir las presiones ejercidas por el concreto y la
columna.

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PROGRAMA PARA EL DISEÑO Y REVISIÓN DE PLACAS BASE Y ANCLAS PARA COLUMNAS DE ACERO3.1.1. Capacidad de Soporte del Concreto
La resistencia de diseño del concreto se especifica en el “Reglamento para Concreto
Estructural” (ACI 318-02), publicado por el “American Concrete Institute” (ACI) y se
define como:
φ ( 0.85 f'c A1)
cuando la superficie de soporte no es mayor que la placa base.
Cuando el área de soporte es mayor que la superficie cargada, entonces la
resistenciaanterior puede multiplicarse por:
A2
A1

≤ 2

En la sección J8, de las especificaciones 2005 del AISC, se define la fuerza de
soporte “Pp”, como se indica a continuación.
Para un área de soporte de concreto igual a la superficie cargada:

Pp = 0.85 f'c A1

(3.1-1)

Para un área de soporte de concreto mayor que la superficie cargada:

Pp = ( 0.85 f'c A1)

A2
A1

≤ 1.7 f'c A1(3.1-2)

El método LRFD indica que las ecuaciones anteriores deben multiplicarse por el
factor de reducción de resistencia al aplastamiento Φc = 0.65.
Dividiendo las ecuaciones 3.1-1 y 3.1-2 entre el área cargada, se obtiene la presión
ejercida por la fuerza de soporte nominal. Las ecuaciones resultantes se muestran a
continuación.
Para un área de soporte de concreto igual a la superficiecargada:

fpmax = 0.85 f'c

(3.1-3)

Para un área de soporte de concreto mayor que la superficie cargada:

fpmax = ( 0.85 f'c)

A2
A1

≤ 1.7 f'c
(3.1-4)

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La siguiente ecuación determina la presión última, que se obtiene al multiplicar la
presión nominal por el factor de reducción deresistencia a la compresión.

fpumax = φ c fpmax

(3.1-5)

Si el esfuerzo máximo del concreto es función de su resistencia a la compresión y de
la relación existente entre el área de la placa base y el área del concreto, entonces:

fpmax = φ c ( 0.85 f'c)

A2
A1

A2
A1

(3.1-6)

≤ 2

Donde:
fpmax = Esfuerzo máximo que soporta el concreto
Φc = Factor de reducción de resistencia alaplastamiento, igual a 0.65
f’c = Resistencia a la compresión del concreto
A1 = Área de la placa base
A2 = Área de soporte máxima, que es geométricamente similar y concéntrica
con el área cargada.

El incremento en la capacidad de soporte del concreto, que está asociado con el
término ඥ‫ܣ‬ଶ ⁄‫ܣ‬ଵ , se debe a los efectos benéficos causados por el confinamiento con
concreto. No obstante, existeun límite para tales efectos y por esta razón debe cumplirse
que ඥ‫ܣ‬ଶ ⁄‫ܣ‬ଵ ൑ 2 . Nótese que “A2” es la mayor área geométricamente similar (que tiene la
misma relación de aspecto) a la placa base y puede inscribirse en la superficie superior del
concreto sin rebasar sus límites.

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La presión ejercida...