PLACA DE APOYO APOYO PARA PARA VIGAS Y PLACA BASE PARA COLUMNAS
PLACA DE APOYO PARA VIGAS •
Cuando los miembros de acero tienen cargas concentradas aplicadas perpendicularmente y simétricamente respecto del alma, sus patines y almas deben tener sufciente resistencia de diseño del patín y del alma; por exión del patín, por uencia, por aplastamiento y pandeo lateral del alma. Si un miembro tiene cargas concentradas aplicadas en ambos patines, se deberá tener la sufciente resistencia de diseño por uencia, aplastamiento y pandeo del alma.
Flexión local del patn •
ebe entenderse !ue el patín debe de ser lo sufcientemente rígido de modo !ue no se de"orme y ocasione una alta concentración de es"uer#os en las soldaduras alineadas con el alma. $a carga nominal de tensión !ue se puede aplicar a tra%és de una placa soldada al patín de un perfl & se determina con la siguiente expresión'
Fl!encia local del al"a •
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$a uencia local del alma se aplica a todas las "uer#as concentradas, ya sean de tensión o de compresión. )xisten dos "ormas de calcular la resistencia nominal del alma de una %iga en la base del cordón de soldadura !ue la conecta al patín, cuando se aplica una carga concentrada o una reacción, !ue depende del punto de aplicación de la "uer#a.
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Si la "uer#a es una carga concentrada !ue produce tensión compresión y esta aplicada a una distancia mayor !ue el peralte *d+ del miembro, medido desde su extremo'
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Si la "uer#a es una carga concentrada !ue produce tensión compresión y esta aplicada a una distancia d o menor, medido desde su extremo'
Apla#ta"iento del al"a •
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Cuando el alma de un patín & no esta atiesada y esta estará sueta a cargas concentradas, el estructurista debe garanti#ar !ue no se producirá una "alla por aplastamiento del alma Se puede calcular la resistencia nominal por aplastamiento del alma por medio de las dos ecuaciones siguientes
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Si la carga concentrada se aplica a una distancia mayor o igual !ue d-, medida desde el extremo del miembro
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Si la carga concentrada se aplica a una distancia menor !ue d-, medida desde el extremo del miembro
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Si se proporcionan uno o dos atiesadores o una o dos placas de re"uer#o y estos se extienden por lo menos /asta la mitad del peralte, no es necesario re%isar el aplastamiento, ya !ue el aplastamiento del alma está locali#ados en la parte adyacente del patín cargado; es lo !ue muestran las in%estigaciones reali#adas sobre este tema.
Pandeo Late$al del al"a )l pandeo lateral del alma ocurre cuando el perfl esta soportando cargas laterales y al patín se le aplican cargas de compresión. )ste problema puede resol%erse restringiendo el mo%imiento relati%o por medio de atiesadores. Cuando el patín cargado esta restringido contra rotaciones y •
Cuando el patín cargado no esta restringido contra rotaciones y •
Pandeo po$ co"p$e#ión del al"a •
Cuando el perfl esta sometido a cargas de compresión en ambos patines de un miembro. Cuando esto ocurre, es necesario limitar la relación de esbelte# del alma para e%itar la posibilidad del pandeo.
)sta ecuación es aplicable a conexiones de momento, pero no a conexiones de apoyo.
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Si las cargas concentradas son mayores !ue el %alor de dado en la ecuación anterior, será necesario proporcionar un par de atiesadores o una placa de re"uer#o !ue se extiendan sobre toda la altura del alma y cumplan con los re!uerimientos de la )specifcación 012.3 del 45SC Si las "uer#as concentradas !ue %an a resistirse se aplican a una distancia del extremo del miembro !ue sea menor !ue d-, entonces el %alor de se reduce en un 627
Placa# de a#iento pa$a %i&a# •
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Cuando los extremos de las %igas están soportadas por apoyos directo sobre concreto o mampostería, con "recuencia es necesario distribuir las reacciones de las %igas por placas de asiento o apoyo. )l manual del 45SC recomienda !ue se considere !ue la placa de apoyo toma el momento exionante total producido y !ue la sección crítica para el momento se considere a una distancia k del ee longitudinal de la %iga.
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)l modulo plástico 89: de una "rana de placa de 1 in de anc/o y espesor t se calcula como sigue' )l momento se calcula para una distancia k desde el ee central del alma y es iguales a o orr lo !ue
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)n ausencia de normas !ue especif!uen %alores di"erentes, la resistencia de diseño por aplastamiento de concreto se debe topar como'
Cuando la carga de apoyo se aplica a un área menor !ue el área total del soporte de concreto, debe determinarse determinarse como sigue'
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ara el diseño de esta placa, el área determinarse de la siguiente manera'
re!uerida puede
espués de determinar , se selecciona la longitud de la placa paralela a la %iga y su anc/o
PLACAS BASE RESIS'EN'E A MOMEN'O DE COLUMNAS •
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Con "recuencia las bases de columna se diseñan para resistir momentos exionantes unto con cargas axiales.
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)l momento será trans"erido de la columna a la #apata por medio de los pernos de anclae, empotrados a una pro"undidad sufciente en la #apata para desarrollar las en los pernos de anclae. )l empotramiento debe calcularse seg=n los re!uieren los métodos de diseño de concreto re"or#ado. Cuando se usan una conexión o resistente a momentos entre una columna y su #apata, es absolutamente necesario !ue el suelo o roca subyacente sea poco compresible o la base de la columna girará, si esto sucede la conexión rígida entre la columna y la #apata no será de utilidad.
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)l momento se calcula para una "rana de 1 in de anc/o de placa y se iguala a su momento resistente, como sigue a continuación.
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e la sección 03 de la especifcación $>?
Si suponemos
col!"na# ca$&ada# conc)nt$ica"ent e
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)l es"uer#o de diseño por compresión en una #apata de concreto o mampostería es muc/o menor !ue el menor correspondiente a la base de acero de una columna. $as placas base de las columnas de acero pueden soldarse directamente a las columnas o pueden ligarse por medio de alguna orea de ángulo remac/ada o soldada.
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$as longitudes y anc/o de las placas base para columnas generalmente se seleccionan en m=ltiplos pares de pulgadas y sus espesores en m=ltiplos de 1-3 /asta 1.6 de plg, y en m=ltiplos de @ después.
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$os momentos máximos en una placa base ocurren a distancias entre 2.3b" y 2.A6d. )l momento de exión se calcula en cada una de las secciones y se toma el %alor mayor para determinar el espesor de la placa. )ste método de análisis es solo una aproximación de las condiciones %erdaderas, ya !ue los es"uer#os reales en la placa son causados por una combinación de la exion exion en las dos direcciones.
*$ea de !na placa • •
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>esistencia nominal de contacto del concreto pB 2.36 "c4 1 Si el área total del soporte no es cubierta por la placa base, el concreto debao de la placa, rodeado por el concreto exterior, exterior, será algo más "uerte. ara esta situación el manual sugiere multiplicara la resistencia nominal 2.36 "c4 1 por 4demás 4 1 no debe ser menor a b " d.
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B DE E B 2.682.A6d F 2.32 b " : Grea de la placaB 4 1 BHI or lo tanto H B 4 1 -
E#pe#o$ de !na placa •
ara determinar el espesor re!uerido, t, se toman momentos en las dos direcciones como si la placa estu%iese en %oladi#o con las dimensiones m y n. o
calculados para 1 plg de anc/o.
J/ornton propuso !ue el espesor !ue se utili#ara de las placas usando el mayor %alor entre m n y KnL. 4l mayor %alor se le denomina *l+. KnM B K donde es permisible considerar KB1.2 para todos los casos. or lo tanto el mayor momento será' B despeamos para t, y obtenemos nuestro espesor de placa •
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E+e$cicio p$op!e#to'8N.1O del libro' Diseño de Estructuras de Acero, Mc Cormac: iseñe una placa base cuadrada con acero 4PQ para una columna &12 x Q2 con una carga muerta de ser%icio de 1N6 Rlb y una carga %i%a de ser%icio de N6 Rlb. $a resistencia del concreto a los 3 dias es de P Rlb-plg .$a placa base descansa sobre una #apata de concreto de 1 pies 2 plg x 1 pies 2 plg. ?. •
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&12 x Q2 8dB12. plg, b " B12.1: uB 1. D1.Q $ uB 1.81N6: D1.Q8N6: B Q62 Rlb Grea de #apata 4 B 81plg-pies:81plg-pies:81pies:81 pies: B 2,NPQ plg
eterminación de área re!uerida para placa. 4 1 B H. •
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)l área del concreto de soporte será muc/o mayor, mayor, de tal manera !ue B )ntonces 4 1B 8u: - 8 c 2.36 "Lc : 4 1B 8Q62: - 8 2.Q6I 2.36IPI : 4 1B 1AQ.23 plg $a placa base debe ser por lo menos tan grande como la columna. b" 8d:B 812.1:812.: B 12P.2 plg or lo tanto 12P.2 T 1AQ.23
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Dimensionamiento
E B 2.682.A6d F 2.32 b" : E B 2.682.A6I12. F 2.32I12.: B2.326 plg B DE B D2.326 B 1O.31 plg Grea de la placaB 4 1 BHI or lo tanto H B 4 1 - H B 1AQ.23- 16 B 1P.2N plg
>e%isión de resistencia al contacto del concreto Uc pB Uc 2.36 "c4 1 Uc p B 2.Q6I2.36IPI16I16I Uc p B NO6.A Rlb •
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NO6.A Rlb Q62Rlb Calculo de espesor de placa base m B 8 F 2.A6d:-8: B 816 F 2.A6I12.:-8: B .Q66 plg n B 8H F 2.A6b":-8: B 816 F 2.3I12.1:-8: B P.OQ plg
VW
KnM B K donde es permisible considerar KB1.2 para todos los casos. nM B B .6P •
tomaremos el mayor %alor de estos P resultados, l B P.OQ plg or lo tanto el mayor momento será' Bdespeamos para t, y obtenemos nuestro espesor de placa.
B 1.OQ plg
