Placas de Asiento para Vigas
Cuando los extremos de las vigas están soportados directamente sobre concreto o mampostería, con frecuencia es necesario distribuir las reacciones de las vigas mediante placas de asiento o apoyo. Se supone que la reacción se distribuye uniformemente a través de la placa sobre la mampostería, la cual reacciona contra la placa con una presión uniforme que induce flexión. Esta presión tiende a doblar la placa y el patín inferior de la viga hacia arriba. Se recomienda considerar que la placa de apoyo absorbe el momento flexionante total producido y que la sección crítica para el momento se ubica a una distancia k (línea de garantía) del centro de la viga.
El espesor requerido de una franja de 1 cm de ancho de placa puede determinarse como sigue (ver figura).
El esfuerzo de diseño por compresión en el área de apoyo de un cimiento de concreto o mampostería es mucho menor que el correspondiente a la base de acero de una columna. Cuando una columna de acero se apoya en la parte superior de un cimiento o de una zapata aislada, es necesario que la carga de la columna se distribuya en un área suficiente para evitar la sobrecarga del concreto.
Placas Base para Columnas
Las placas base de las columnas de acero pueden soldarse directamente a las columnas o conectarse mediante orejas de ángulo remachadas o soldadas. Estos métodos de conexión se ilustran en la Figura 4.2.
Conexión de Placas Base a Columnas
a) Placa base soldada directamente a la columna: Para columnas pequeñas, estas placas pueden soldarse a la columna en el taller.
b) Conexión con orejas de ángulo: Este tipo de arreglo se muestra en la Figura 4.2 b). Para columnas mayores, es necesario embarcar las placas por separado y colocarlas en su nivel correcto. Las columnas se montan y se conectan con el cabezal mediante tornillos de anclaje que pasan a través de las orejas de ángulo soldadas a las columnas en el taller.
Preparación del Sitio para el Montaje de Columnas
Uno de los tres siguientes métodos se utiliza para preparar el sitio para el montaje de una columna en su elevación apropiada:
- Placas niveladoras
- Tuercas niveladoras
- Placas de base precolocadas
Placas Niveladoras
Para placas base de tamaño pequeño a mediano (aproximadamente de 50 cm a 56 cm), se envían a la obra placas niveladoras de aproximadamente 6.4 mm de espesor con las mismas dimensiones que las placas base (o un poco mayores). Estas se enlechan cuidadosamente en su lugar a las elevaciones apropiadas. Luego, las columnas con sus placas base unidas se fijan sobre las placas niveladoras.
Tuercas Niveladoras
Para placas base más grandes, de hasta 90 cm, se utilizan tuercas niveladoras para ajustar verticalmente las placas de base. Para garantizar estabilidad durante el montaje, estas tuercas deben usarse en al menos cuatro pernos de anclaje.
Placas de Base Precolocadas
Si las placas base son mayores de aproximadamente 90 cm, las columnas con las placas base unidas son tan pesadas e incómodas de manejar que es difícil embarcarlas juntas. En tales casos, las placas base se envían a la obra y se colocan antes de proceder al montaje de la estructura de acero. Pueden nivelarse con rellenos o cuñas.
Placas Base de Gran Tamaño
Para placas base sumamente grandes, con peso de varias toneladas, pueden construirse marcos a base de ángulos para soportar las placas. Estos se nivelan cuidadosamente y se rellenan de concreto, que se enrasa a las elevaciones correctas, y las placas base se apoyan directamente sobre el concreto.
Placas de Base Resistentes a Momento en Columnas
Con frecuencia, las bases de columnas se diseñan para resistir momentos flexionantes junto con cargas axiales. Una carga axial genera compresión entre una placa de base y la zapata de soporte, mientras que un momento incrementa la compresión en un lado y la disminuye en el otro. Para momentos moderados, las fuerzas pueden transferirse a la zapata por flexión de la placa de base, pero cuando son muy grandes, deben usarse conexiones rigidizadas o ‘botas’. Las Figuras 4.3 a) y b) muestran placas de base adecuadas para resistir momentos relativamente pequeños. En estos casos, los momentos son suficientemente pequeños para permitir su transferencia a las zapatas mediante la flexión de las placas de base. Son definitivamente necesarias para mantener las columnas firmes y verticales en su lugar durante el proceso inicial de montaje. Los pernos de anclaje deben ser robustos y capaces de resistir fuerzas imprevistas durante el montaje.
El momento se transferirá de la columna a la zapata mediante los pernos de anclaje, empotrados a una profundidad suficiente en la zapata para desarrollar las fuerzas.
Las ‘botas’ están hechas generalmente de ángulos o canales y no están conectadas directamente a la placa de base. Más bien, el momento se transmite de la columna a la cimentación mediante los pernos de anclaje. Cuando se usan conexiones de ‘botas’, normalmente las placas de base se envían sueltas a la obra y se fijan cuidadosamente a la elevación correcta sobre el terreno.