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Placa base y pernos de anclaje

Placas de anclaje de pilares

Predimensionamiento de placa base, pernos de anclaje, presión de apoyo y necesidad preliminar de rigidizadores a partir de fuerzas y momentos.

Alcance: herramienta de ingeniería preliminar. La verificación final del anclaje al hormigón debe realizarse según la norma del proyecto y la geometría real del pedestal.
Ejemplos resueltos:

Resultados

Estado
—
Pernos requeridos
—
Espesor placa requerido
—
Rigidizadores
—

Apoyo de placa sobre hormigón

Pernos de anclaje

Flexión de placa base

Criterio de rigidizadores

Modos de falla del hormigón · tracción
Modos de falla del hormigón · corte
Empotramiento y geometría
Armadura de anclaje

Distribución de demanda por perno

#xyTVUtil.

Metodología y formulación

1. Presión de apoyo

Para contacto completo se adopta distribución lineal de presiones bajo una placa rectangular sometida a carga axial y momentos biaxiales.

q = N/A ± 6Mx/(B·L²) ± 6My/(L·B²)
φqn = φ·0,85·f'c·min[√(A₂/A₁), 2]
2. Espesor de placa

La proyección libre de la placa se revisa como una franja en voladizo sometida a la presión máxima de apoyo.

a = max[(B−Bc)/2 ; (L−Lc)/2]
treq = a·√[2q/(φFy)]
3. Grupo de pernos

Como predimensionamiento, la tracción por levantamiento y momentos se distribuye elásticamente entre los pernos. La compresión del hormigón no se acredita para reducir la demanda de los pernos.

Tᵢ = max[0, −N/n + Mx·yᵢ/Σy² + My·xᵢ/Σx²]
Vres = max[0, √(Vx²+Vy²) − μ·Ncomp]
4. Resistencia preliminar del acero del perno
Ase ≈ 0,78·πd²/4
φNsa = φT·Ase·Fu
φVsa = φV·0,60·Ase·Fu

La interacción se evalúa de forma conservadora con T/φN + V/φV ≤ 1 para selección preliminar.

5. Rigidizadores

Se recomiendan cuando la placa provista no satisface el espesor requerido, existe pérdida de contacto con tracción significativa o la proyección libre resulta muy grande respecto del espesor. La geometría final del rigidizador debe verificarse por fluencia, pandeo, soldadura y transferencia de fuerzas.

6. Desprendimiento por tracción (Concrete Breakout)

Se evalúa el cono proyectado del grupo, limitado por los bordes del pedestal. Es una verificación preliminar tipo CCD para pernos hormigonados in situ.

φNcbg = φ · (ANc/ANco) · ψec,N · ψed,N · ψc,N · Nb
Nb ≈ 10√f'c · hef1.5   [N, mm, MPa]
7. Pullout y despostillamiento lateral

Para cabeza/placa se calcula el área neta de apoyo. Para gancho J/L se utiliza la dimensión eₕ. El side-face blowout se activa automáticamente cuando el empotramiento es profundo respecto de la distancia al borde.

Np = 8 Abrg f'c   (cabeza/placa)
Np = 0,9 f'c ehda   (gancho J/L)
Nsb ≈ 13 ca1 √Abrg √f'c
8. Rotura de borde por corte y pryout

El corte remanente después de fricción se verifica en cada dirección principal contra el borde correspondiente. Para cargas biaxiales el resultado es de predimensionamiento y debe completarse con la geometría exacta del cono.

φVcbg = φ · (AV/AVo) · ψed,V · ψc,V · ψh,V · Vb
φVcp = φ · kcp · Ncp
9. Empotramiento y armadura del pedestal

Se compara hₑf con la profundidad disponible del pedestal y se estima el hₑf mínimo para breakout y pryout. Si se dispone armadura específicamente detallada para cruzar el cono, se informa su capacidad como vía alternativa de transferencia solo cuando el desarrollo se declara verificado.

φNs,reinf = φ · As · Fy
10. Alcance de la verificación

El cálculo es de predimensionamiento. El diseño final debe revisar la edición normativa del proyecto, grupos de anclajes, fisuración, sismo, soldaduras, grout, tolerancias, placa bajo tracción, desarrollo real de armaduras y detalles constructivos.