Placas base de columnas.   

  Como se sabe, el área de diseño por compresión en el área de apoyo de una zapata de hormigón 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 una cimentación, ya sea una zapata aislada o una platea, es necesario que la carga que baja de la columna se distribuya en un área tal que no se aplaste el hormigón. Las longitudes y anchos de las placas base de columnas de acero se seleccionan en múltiplos pares de pulgadas y sus espesores en múltiplos de octavos de pulgada. El AISC-LRFD tiene las siguientes especificaciones para placas base.

Cabe señalar que el AISC sólo toma en cuenta el efecto de la carga axial total Pu actuante en la columna y que se transmite a la cimentación, con una presión Pu/A en donde A es el área de la placa base. La cimentación reaccionará a su vez con una presión Pu/A y tenderá a flexionar las partes de la placa base que quedan en vuelo fuera de la columna, como se ve en la figura 3-8. Así, el AISC-LRFD señala que los momentos máximos en una placa base ocurren a distancia entre 0.80bf y 0.95d, donde bf es el ancho del patín y de el peralte de la columna, rigiendo el mayor de estos dos valores. El momento calculado nos sirve para calcular el espesor de la placa base. El área de la placa base se calcula como: Sabiendo que la resistencia de diseño por aplastamiento del hormigón debajo de la placa base debe ser al menos igual a la carga actuante Pu, se tiene: 

a) Si la placa base cubre el área total del dado o pedestal de la cimentación: Pu = fc 0.85 f’cA1 (3.33) fc = 0.60 por aplastamiento del hormigón. f’c = resistencia del hormigón a compresión a 28 días. A1 es el área de la placa base b) Si el área de la placa base sólo cubre una parte del pedestal: Pu = fc(0.85f’cA1)(A2/A1)1/2 = fc1.7f’cA1 (3.34) Donde A2 es el área máxima de la parte de la superficie del pedestal que es geométricamente similar a y concéntrica con el área cargada. El espesor de la placa se calcula, con referencia a la figura 3-8, si se toman momentos en cada dirección de la placa, como si tuviese vuelos de longitud m y n, los momentos son: (Pu/A1)(m)(B)(m/2) o (Pu/A1)(n)(A)(n/2) Si se hace m = n, los dos momentos serán iguales y se tendría un valor mínimo para el espesor de la placa. Esta situación se puede lograr si ?+˜1AN (3.35) donde ? = 0.5(0.95d – 0.8bf) y NAB1˜ Así, los espesores de la placa base son FyBNPumtp9.02= ; FyBNPuntp9.02= (3.36) donde el rige el mayor valor de éstas dos expresiones. Además, A1 no debe ser menor que el peralte de la columna multiplicado por el ancho de su patín. Si la columna esta cargada ligeramente, se supone que la carga está distribuida sobre el área sombreada H de la figura 3-9. El AISC determina que para esta condición de columnas, la parte de Pu aplicada al área encerrada por la columna (bfd) y le llama a ésta Po. Po = (Pu/BN)(bfd) (3.37) El área de la región en forma de H se obtiene dividiendo Po entre la presión permisible.