A continuación se muestra un ejemplo de algunos cálculos de placa base del código filipino que se usan comúnmente en el diseño de placa base. A menudo, al diseñar placas base, consideraremos algunos controles diferentes relacionados con los diversos componentes de una placa base, a saber:
- La base de hormigón – generalmente verificado contra las fuerzas de compresión y de apoyo en referencia a NSCP 2015
- las soldaduras – hay que revisar las soldaduras, para asegurarse de que proporcionen la sujeción adecuada y no fallen bajo estrés al NSCP 2015
- Pernos de anclaje – puede fallar debido a una serie de razones, como se muestra a continuación en los cálculos de diseño de pernos de anclaje de ejemplo para NSCP 2015
- miembro de acero (Columna) verificaciones – generalmente basado en estándares locales de diseño de acero
Actualmente, la Diseño de placa base de acero módulo implementa las siguientes comprobaciones a continuación. La versión de pago de este software., incluye cálculos detallados paso a paso, para que los ingenieros puedan revisar exactamente cómo se hacen estos cálculos!
Pruebe este cálculo usando SkyCiv Free Base Plate Calculator:
Combinaciones de carga:
El Diseño de placa base de acero los usos de combinaciones de carga factorizadas bajo NSCP 2015 se aplica de la siguiente manera:
- \(1.4D\)
- \(1.2D + 1.6L + 0.5(L_{r} \text{ or } R)\)
- \(1.2D + 1.6(Lr \text{ or } R) + (f1L \text{ or } 0.5W)\)
- \(1.2D + 1.0W + f1L + 0.5(Lr \ \text{ or } R)\)
- \(1.2D + 1.0E + f1L\)
- \(0.9D + 1.0W\)
- \(0.9D + 1.0E\)
dónde :
\(D\) = carga muerta
\(L\) = carga viva
\(L_{r}\) = carga viva del techo
\(R\) = Carga de lluvia
\(E\) = Terremoto
\(W\) = Carga de viento
\(f_{1}\) = factor de carga viva (Valor por defecto = 1, Ver NSCP 2015 Sección de 203.3.1)
Pruebe este cálculo usando SkyCiv Free Base Plate Calculator:
NSCP 2015 Comprobación de cojinetes de hormigón:
El Diseño de placa base de acero comprueba la resistencia portante del hormigón (compresión) diseño según NSCP 2015 Eq. 510.8-2.
\( F_{b} = \phi _{bearing} \times 0.85 \times f’_{c} \times \sqrt{ \frac{ A_{2} }{ A_{1} } } \leq F_{b, limit} = 1.70 \times f_{c} \times A_{1} \)
dónde:
\( f’_{c} \) – resistencia a la compresión del hormigón
\( A_{1} \) - área de la placa base en contacto con la superficie del hormigón
\( A_{2} \) - superficie de apoyo de hormigón
\( \phi_{bearing} \) – factor de resistencia para el hormigón ( valor predeterminado = 0.65 )
Pruebe este cálculo usando SkyCiv Free Base Plate Calculator:
NSCP 2015 Comprobación del diseño de soldadura:
El Diseño de placa base de acero comprueba la conformidad del diseño de soldadura con NSCP 2015 Ecuación 510.2-3
\( (i) R_{n} = R_{nwl} + R_{nwt} \)
o
\( (ii) R_{n} = 0.85R_{nwl} + 1.5R_{nwt} \)
dónde:
\(R_{nwl} \) = resistencia nominal total de las soldaduras de filete cargadas longitudinalmente.
\(R_{nwt} \) = resistencia nominal total de las soldaduras de filete cargadas transversalmente.
Pruebe este cálculo usando SkyCiv Free Base Plate Calculator:
NSCP 2015 Comprobación del diseño del anclaje:
El Diseño de placa base de acero comprueba los parámetros de anclaje se aplica utilizando las disposiciones del código de NSCP 2015 Sección de 417 | Anclaje a hormigón.
Se evalúan las siguientes resistencias de los pernos de anclaje:
- Resistencia del acero del ancla en tensión y cortante, \( \phi N_{sa} \) y \( \phi V_{sa} \).
- Resistencia al desprendimiento del hormigón en tensión y cizallamiento, \( \phi N_{cbg} \) y \( \phi V_{cbg} \).
- Resistencia a la extracción del hormigón, \( \phi N_{p} \).
- Fuerza de extracción del hormigón del anclaje a cortante, \( \phi V_{cp} \).
Resistencia del acero del ancla en tensión y cortante
La resistencia factorizada del acero del anclaje en tracción y cortante se determina de acuerdo con NSCP 2015 Sección de 417.4.1 como
Para la tensión
\( \phi _{tension, anc} N_{sa} = \phi _{tension, anc} A_{se,N}f_{uta} \rightarrow \) ecuación 17.6.1.2
Para cizalla
\( \phi _{shear, anc} V_{sa} = \phi _{shear, anc} 0.6A_{se,V}f_{uta} \rightarrow \) ecuación 17.7.1.2b
dónde:
- \( \phi _{tension, anc} \) - factor de reducción de resistencia para anclajes en tensión ( valor predeterminado = 0.75 )
- \( \phi _{shear, anc}\) - factor de reducción de resistencia para anclajes a cortante ( valor predeterminado = 0.65 )
- \( A_{se,N}\) - es el área de la sección transversal efectiva de un ancla en tensión.
- \( A_{se,V}\) - es el área de la sección transversal efectiva de un ancla en cortante.
- \( f_{uta}\) – la resistencia a la tracción especificada del acero del anclaje y no debe ser mayor que \(1.9f_{ya}\) y 125 KSI (861.845 Mpa)
Resistencia a la rotura del hormigón
La resistencia al desprendimiento del hormigón factorizado del anclaje en tracción y cortante se determina de acuerdo con NSCP 2015 Ecuación 417.4.2.1b y NSCP 2015 Ecuación 417.5.2.1b como
\( \phi N_{cbg} = \phi \frac{ A_{Nc} }{ A_{Nco} } \psi_{ec,N} \psi_{ed,N} \psi_{c,N} \psi_{cp,N} N_{b} \rightarrow \) 417.4.2.1b
dónde:
\( \phi \) – factor de reducción de resistencia para anclajes en tensión ( valor predeterminado = 0.75 ).
\( A_{Nc} \) – Falla proyectada de hormigón de anclajes individuales o grupales..
\( A_{Nco} \)- Proyecto de área de falla de concreto de un solo anclaje, para el cálculo de la resistencia en tensión si no está limitado por la distancia al borde o el espaciado.
\( \psi_{ec,N} \) – Factor utilizado para modificar la resistencia a la tracción de los anclajes según la excentricidad de las cargas aplicadas.
\( \psi _{ec,N} = \frac{1.00}{ 1 + \frac{2 \times e^{‘}_{N}}{3 \times h_{ef}} } \leq 1.00 \rightarrow \) Ecuación 417.4.5.3
\( \psi_{ed,N} \) – Factor utilizado para modificar la resistencia a la tracción del anclaje.
(a) \( \text{if } C_{a,min} \geq 1.5h_{ef} \text{ then } \psi _{ed,N} = 1.00 \)
y
(b) \( \text{if } C_{a,min} < 1.5h_{ef} \text{ then } \psi _{ed,N} = 0.70 + 0.3\frac{C_{a,min}}{1.5h_{ef}} \) Ecuación 417.4.2.5b
\( \psi_{c,N} \) - Factor de ruptura de grietas en tensión.
\( \psi _{c,N} = 1.25 \) para anclajes empotrados
\( \psi_{cp,N} \) - Factor de ruptura en tensión.
(a) \( \text{if } C_{a,min} \geq C_{ac} \text{ then } \psi _{cp,N} = 1.00 \) ecuación 17.6.2.4.1a
y
(b) \( \text{if } C_{a,min} < C_{ac} \text{ then } \psi _{cp,N} = \frac{ C_{a,min} }{ C_{ac}} \geq \frac{ 1.5h_{ef} }{ C_{ac} } \) ecuación 17.6.2.4.1b
\( N_{b} \) – resistencia básica al desprendimiento del hormigón en tensión de un solo anclaje en hormigón fisurado.
Resistencia a la extracción del hormigón
La resistencia a la extracción del hormigón factorizado de un anclaje se define en NSCP 2015 Ecuación 417.4.3.4 como
ϕNpn = ϕΨc,PAG nortepag
dónde:
\( \phi \) – factor de reducción de resistencia para anclajes en tensión ( valor predeterminado = 0.70 ).
\( \psi _{c, P} \) – factor de modificación para la condición del hormigón
Para hormigón fisurado:
\( \psi _{c, P} \) = 1.0
Para hormigón no fisurado:
\( \psi _{c, P} \) = 1.4
\( N_{p} \) – Fuerza de extracción del ancla
Para hormigón fisurado:
\( N_{p} = 8A_{brg}f^{‘}_{c}\rightarrow \) Ecuación 417.4.3.4
Para hormigón no fisurado:
\( N_{p} = 0.9f^{‘}_{c}e_{h}d_{a} \rightarrow \) Ecuación 417.4.3.5
dónde \( 3d_{a} \leq e_{h} \leq 4.5d_{a} \)
\( f^{‘}_{c} \) – resistencia a la compresión especificada del hormigón.
\( A_{brg} \) – área de apoyo neta de la cabeza del montante, perno de anclaje o barra deformada con cabeza.
\( e_{h} \) – distancia desde la superficie interior del eje de un perno en J o un perno en L a la punta exterior de la J- o perno en L.
\( d_{a} \) – diámetro exterior del ancla o diámetro del eje del perno con cabeza, perno con cabeza, o perno en forma de gancho.
