Diseño de placa de base para columnas

CONSULTOR Ingº Julio Rafael Terrones Vásquez

Cliente: GEOTEC S.A Proyecto: Almacenes en Maqui Maqui -Minera Yanacocha Titulo: Diseño de Placas de Base para Columnas Fecha: C/20/06/2011 e-mail: [email protected] celular: +51 76 976 335747

Área : Estructuras Revisado:

1) DISEÑO DE PERNOS DE ANCLAJE PARA LOS COLUMNAS Los pernos de ancajes se diseñarán con el momento flexionante que se tiene en la base del poste y se chequeará con el cortante, el momento en la base induce fuerzas de tensiíon "T" y compresión "C" en los pernos de anclaje. C

Columna

MA

M A = T*d

Se sabe:

T Placa de Base

y

T=C

Donde:

M A = 1.22 t-m Pedestal

d = 20.00 cm

Pernos de anclaje

Reemplazando datos: T = 6.10 t

d

B.1) Cálculo del diámetro de los pernos: Se utilizarán cuatro pernos en total; los pernos de anclaje serán de grado 2, cuyo limite de fluencia es

Fy = 2531.10 kg/cm² Cálculo de la fuerza por perno :

A307 Cálculo del área y diámetro del perno : F P = 0.90 Fy* A S

F P = T/4 F P = 1.53 t

A S = 0.67cm² 2

A S = ( π* D )/4 D = 0.92 cm

≈ 3/8 plg =

0.71cm²

Entonces se tendrá pernos de anclaje con un diámetro de 3/8", pero utilizaremos de 1/2" por Standar de Yanacocha. B.2) Cheque por corte:

fV 

VTotal  4 AS

2028.00 kg 2.84cm²

=714.08 kg/cm²

F v =0.54Fy = 1366.79 kg/cm² → OK f V  0.54Fy 2) DISEÑO DE LA PLACA BASE B n

b

n

m

Donde: d = 30.00 cm b = 25.00 cm

N 0.95d

d

f'c = 210.00 kg/cm² Fy = 2531.10 kg/cm² m Plancha de Apoyo Perno de Anclaje

Esfuerzo máximo de aplastamiento en el soporte ( F P )

F P = 0.25 F'c = 52.50 kg/cm²

T = C = P = 3.31 t

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Área : Estructuras Revisado:

Área de plancha necesaria:

P  FP

An 

3.31 t 52.50 kg/cm²

= 63.05 cm²

El área neta requerida debe aumentarse el área que ocupa los pernos de anclaje (4 penos de 1/2") = 63.05 cm² + 5.08 cm²

A nr

= 68.13 cm²

Dimensiones :

B x N > A nr Sí

B = 30.0 cm N = 2.3 cm

Como podernos dar cuenta que la longitud "N" es menor que la longitud "d", entonces vamos ha tomar otra medida para N: B = 30.0 cm N = 40.0 cm

BxN

= 1200.00 cm²

> An

m=

N - 0.95d 2

= 5.80 cm

n=

B-b 2

= 2.50 cm

Esfuerzo de aplastamiento producido ( f p )

fP 

P 3.31 t  1200.00 cm² BxN

Como:

fb ≤ FP

= 2.76 kg/cm²

podemos tomar esas dimensiones de planccha.

Ahora calculamos el espesor de la plancha ( t ) Sabemos que:

t

3 f pl 2 Fb

Donde:

F b = 0.70 Fy ( esfuerzo flexionante por aplastamiento) l = el máximo de m,n

t = 0.40 cm Usar:

PL 40cm x 30cm x 6mm

C) Cálculo de soldadura para unir las placas de la articulación Para el diseño de soldadura utilizaremos el código AISC-LRFD Reacciones en la base de la columna D = 0.26 t L = 0.80 t S = 1.60 t W = 0.54 t

I = 1.2D+1.6L+0.5S II= 1.2D+1.6S+0.8W

= 2.39 t = 3.30 t

Se diseña con la más desfavorable

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Área : Estructuras Revisado:

a) Verificación de la soldadura. Espesor de soldadura (e) = Reacción por placa (P) = Tipo de soldadura E70 (FEXX) =

3/16 plg 3.30 t 70 ksi.

Procedimiento de calculo: Espesor de garganta efectiva (t) =

0.707*e

Capacidad de la soldadura por cm (Cs)=

ØFw = Ø(0.6*FEXX)(t)(1)

Longitud de soldadura requerida (LS)=

P/Cs

Reemplazando Datos: t = 0.003 m Cs = 745.71 kg/cm LS = 4.43 cm

Ok

Se soldará en todo el perimetro de la columna que es igual a 0.67 m

Ø = 0.75