Verificación normativa del bloque de hormigón según las normas australianas

El hormigón bajo la placa base se simula mediante un subsuelo de Winkler con rigidez uniforme, que proporciona las tensiones de contacto. La tensión media en el área cargada en contacto con la placa base se utiliza para la verificación a compresión.

Superficie de apoyo del hormigón

La superficie de apoyo del hormigón se verifica según AS3600: 2018 – Cl. 12.6. La tensión de apoyo de cálculo en una superficie de hormigón no deberá superar:

\[ ϕ f_b = ϕ 0.9 f'_c \sqrt{\frac{A_2}{A_1}} \le ϕ 1.8 f'_c \]

donde:

• ϕ = 0.6 – factor de capacidad (Tabla 2.2) editable en la configuración de la norma
• f'_c – resistencia característica a compresión en probeta cilíndrica del hormigón a 28 días
• A₁ – área de apoyo
• A₂ – mayor área de la superficie de apoyo que es geométricamente similar y concéntrica con A₁. Las pendientes laterales del tronco de pirámide son 1 longitudinalmente y 2 transversalmente respecto a la dirección de la carga.

La tensión de apoyo de cálculo, σ, es igual a la tensión media bajo la placa base en el área por debajo de la placa base en contacto con el hormigón.

Transferencia de cortante

Se asume que la acción cortante en la placa base se transfiere del pilar a la cimentación de hormigón mediante:

1. Fricción entre la placa base y el hormigón / mortero de nivelación
2. Llave de corte
3. Pernos de anclaje

Transferencia de fuerza cortante por fricción

La capacidad a cortante se calcula según Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, septiembre de 2002 – Capítulo 6.5.3 de la siguiente manera:

\[ ϕ V_f = ϕ μ N_c^* \]

donde:

• ϕ = 0.8 – factor de capacidad
• μ = 0.55 – coeficiente de fricción editable en la configuración de la norma
• N_c* – carga axial de compresión de cálculo del pilar

Transferencia de fuerza cortante por llave de corte

Si la fuerza cortante se transfiere mediante la llave de corte, esta se modela mediante elementos finitos, y sus placas y soldaduras se verifican mediante el Método de los Elementos Finitos y los componentes de soldadura. Se requieren verificaciones adicionales: resistencia a compresión del hormigón; resistencia del borde del hormigón.

Resistencia a compresión del hormigón

La resistencia a compresión del hormigón se verifica según Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, septiembre de 2002 – Capítulo 6.5.5:

\[ ϕ_c V_b = 0.85 ϕ_c f'_c A_{sl} \]

donde:

• ϕ_c = 0.6 – factor de capacidad para el hormigón a compresión editable en la configuración de la norma
• f'_c – resistencia característica a compresión en probeta cilíndrica del hormigón a 28 días
• A_sl – área proyectada de la llave de corte embebida en la dirección de la fuerza, excluyendo la parte de la llave en contacto con el mortero de nivelación por encima del elemento de hormigón

Resistencia del borde del hormigón

Si una fuerza cortante actúa contra un borde libre del hormigón, se debe verificar que el hormigón sea capaz de soportar la acción cortante aplicada. La resistencia del borde del hormigón se verifica según Gianluca Ranzi, Peter Kneen: Design of Pinned Column Base Plates, Journal of the Australian Steel Institute, vol. 36, no. 2, septiembre de 2002 – Capítulo 6.5.5:

\[ ϕ V_{ce} = ϕ 0.33 \sqrt{f'_c} A_{Vc} \]

donde:

• ϕ =0.85 – factor de capacidad
• f'_c – resistencia característica a compresión en probeta cilíndrica del hormigón a 28 días
• A_Vc – área de tensión efectiva definida proyectando un plano a 45° desde los bordes de apoyo de la llave de corte hasta la superficie libre en la dirección de la carga cortante. El área de apoyo de la llave de corte queda excluida del área proyectada

Transferencia de fuerza cortante por anclajes

Se asume que la fuerza cortante es transferida por los anclajes. La fuerza en cada anclaje se determina mediante el Método de los Elementos Finitos. Cada anclaje o grupo de anclajes se verifica frente a fallo del acero a cortante, fallo del borde del hormigón, fallo por arrancamiento del hormigón y carga combinada de tracción y cortante si también existe tracción.