Diseño integrado de placa base sobre pedestal de hormigón (ACI)

1 Nuevo proyecto

Ejecute IDEA StatiCa Connection. Todo comienza en la tarjeta Steel. 

Mantenga la configuración predeterminada para la topología de anclaje y acceda a la aplicación.

2 Diseño

Antes de realizar cualquier ajuste, asegúrese de "Explotar" la plantilla paramétrica. Las nuevas plantillas paramétricas ofrecen una forma rápida de editar uniones simples con el cambio de unos pocos parámetros. Sin embargo, para ver las opciones de personalización completas, explote la plantilla paramétrica y obtenga acceso a las operaciones de fabricación.

Comience ajustando el tamaño de la sección transversal del pilar de la unión de plantilla que acaba de abrirse. La nueva sección transversal es W12x45.

Modifique la operación de Placa Base para lograr la topología final del bloque de hormigón cargado como se muestra a continuación. 

• Con Detail 3D, el cortante ahora también puede transferirse a través de anclajes, llaves de corte y fricción. 

Introduzca las fuerzas internas para los dos casos de carga como se muestra a continuación. Las fuerzas internas provocan tensión de compresión en el contacto entre el terreno y el bloque de hormigón. Por defecto, se asume que el bloque de hormigón está fisurado. 

3 Verificación

Vaya a la tarjeta, verifique y calcule. La verificación normativa demuestra el modo de fallo de los anclajes. Exploremos esto con más detalle.

Exploremos los posibles fallos a tracción y cortante según ACI 318 Sección 17.4. 

Revise la Verificación Detallada de los Anclajes, ya que revela una no conformidad en la primera página.  Esto le informará sobre las verificaciones normativas realizadas y qué es exactamente lo que falla. Se recomienda tomar las medidas necesarias para resolver este problema.

Analizando las Verificaciones de Anclajes fallidas: 

• El problema está causado por la resistencia al arrancamiento del hormigón de los anclajes.
• Este problema puede resolverse fácilmente en IDEA StatiCa Detail, basado en el método CSFM 3D. Ayuda a superar el modelo de bloques de hormigón en masa no armado fisurado en IDEA StatiCa Connection.

4 Exportación

La aplicación desarrollada internamente IDEA StatiCa Connection ahora cuenta con un potente enlace BIM a Detail, que permite el diseño y la verificación de bloques de hormigón armado con múltiples combinaciones.

Requisitos previos para la exportación: 

• El modelo debe estar precalculado e incluir los resultados

Vaya a la tarjeta Verificación -> Verificación RC -> Guardar.

La exportación solo está permitida para la topología de anclaje. La exportación permite la transferencia de:

• El bloque de hormigón
• Anclajes
• La placa base
• Cargas

Información adicional y parámetros que se establecen según la configuración correspondiente en Connection:

• Transferencia de cortante (a través de Anclajes, Llaves de corte y Fricción) 
• Material
• Tipo de anclaje: Postinstalado (Adhesivo) / Hormigonado in situ
• Tipo de anclaje en el extremo: Arandela/Recto/Doblado/Gancho/Lazo
• Coeficiente de fricción

5 Diseño

Esta sección le permitirá modificar Elementos, Apoyos, Cargas y Combinaciones, y el conjunto de armadura.

Apoyo

El terreno tiene cierta rigidez, que debe considerarse para un diseño preciso. El Apoyo Superficial permite rigidez en las tres direcciones y está configurado como inactivo por defecto en tracción (no linealidad de contorno).

• Tenga precaución al hacer suposiciones sobre las condiciones de contorno. En el caso de no linealidad, si los momentos son bastante elevados, el apoyo del bloque de hormigón en tracción puede voltearse durante el análisis, provocando grandes rotaciones. Esto puede llevar a un modelo divergente debido al movimiento del cuerpo flexible.

Dado que nuestro modelo es un pedestal sobre el que las barras se extienden hacia la cimentación de losa, proceda a deseleccionar la opción de apoyo solo a compresión para la dirección Z. Esto permitirá que la armadura continua se interconecte con la cimentación.

Dispositivos de transferencia

Los anclajes se toman de IDEA StatiCa Connection. Se pueden seleccionar dos tipos de anclajes.

Anclajes hormigonados in situ: 

• Anclajes preinstalados con las mismas propiedades de adherencia que las barras de armadura

Anclajes postinstalados (Adhesivos):

• Anclajes postinstalados (Adhesivos/Químicos) con la opción de personalizar la resistencia de adherencia en función de la resistencia de adherencia real.

Modelado de armadura de acero

Establezca el recubrimiento de hormigón en 2 in, que se utilizará como valor predeterminado para la armadura.

Comience a armar el pedestal añadiendo las barras. Seleccione Conjunto de armadura(1)-->Grupo de barras 3D(2) y complete los parámetros. 

Ahora necesitamos añadir el resto de las barras. Copie la operación y cambie los parámetros marcados en rojo como se muestra a continuación.

Para añadir los estribos iniciales, agregue un nuevo grupo de barras. Los siguientes pasos proporcionan las entradas necesarias para los parámetros. 

Copie la operación y cambie solo la Definición de forma para añadir el resto de los estribos al pedestal.

La última parte es añadir la armadura de cortante al pedestal. En este modelo, añadiremos armadura de cortante para ambas direcciones.

Cargas y combinaciones

Las combinaciones se toman de IDEA StatiCa Connection.  Para obtener más información sobre los detalles de importación, siga el enlace - Importación de anclaje de Connection a Detail.

Cree una carga de Peso propio.

6 Verificación

Antes de ejecutar el análisis, recomendamos encarecidamente cambiar el multiplicador de malla a dos o tres para acelerar el cálculo. Este paso no es obligatorio, pero puede reducir el tiempo de cálculo y ayudar a detectar posibles problemas de divergencia. Si todo funciona correctamente y no surgen problemas, puede volver a un multiplicador de uno.

Resultados

Tensión Principal Equivalente

La tensión principal equivalente (EPS) en el hormigón se determina en función del comportamiento volumétrico del bloque de hormigón. Las zonas que experimentan la mayor carga se identifican y resaltan. Más información sobre la tensión principal equivalente se incluye en este artículo de la base teórica.

Tensión en las barras

Durante la Verificación de Armadura, se pueden observar las tensiones para cada armadura. También puede cambiar el orden de los resultados para ver la armadura más solicitada. A partir de los resultados reorganizados, es más rápido identificar qué anclajes y armaduras están siendo más utilizados.

Al mostrar la utilización de la armadura, el usuario puede ver claramente qué armadura contribuye a transferir la carga y a prevenir el fallo por cono de hormigón. 

Anclaje

Verifique la configuración de Anclaje y active la Fuerza Total en Anclajes. Las fuerzas en los anclajes pueden variar ligeramente debido a las diferencias en los enfoques de cálculo para el bloque de hormigón. Sin embargo, las diferencias no son significativas. 

Deformaciones

Vaya a Auxiliar y active la Deformación.

No es necesario realizar una verificación de deformación, pero se recomienda encarecidamente comprobar la deformación tras el análisis para asegurarse de que el modelo no experimenta grandes deformaciones, grandes rotaciones ni que algún elemento finito esté dañado. Esto proporcionará una visión general de los resultados del análisis y ayudará a identificar cualquier problema que pueda haber surgido durante el análisis.

7 Informe

Por último, vaya a la Vista previa/Impresión del Informe. IDEA StatiCa ofrece un informe totalmente personalizable para imprimir o guardar en formato editable.

Ha verificado el diseño completo de la unión según AISC y ACI 318. La parte de acero se verificó en IDEA StatiCa Connection, y el bloque de hormigón fue objeto de verificación normativa en IDEA StatiCa Connection e IDEA StatiCa Detail.