Herramienta única para el flujo de trabajo completo de placas base
Práctica actual para el armado de anclajes
El fallo por arrancamiento del hormigón ocurre por varias razones:
- Área de hormigón pequeña bajo la placa base: Pedestal, cimentación corrida, pilares, placa base cerca del borde del hormigón
- Empotramiento limitado del anclaje
- Fuerzas elevadas de momento, cortante o tracción en la placa base debido a estructuras pesadas
- Combinaciones de carga de las fuerzas anteriores
En la práctica de ingeniería actual, los anclajes se diseñan asumiendo una sección de hormigón sin armar. Las ecuaciones estándar utilizadas en el Capítulo 17 de ACI-318 fueron desarrolladas basándose en el diseño de capacidad del hormigón (CCD). Sin embargo, ACI 318 permite el uso de armado de anclaje para resistir las fuerzas de arrancamiento cuando las restricciones geométricas impiden aumentar la capacidad de arrancamiento del hormigón.
En ACI 318, pueden estar presentes tres categorías diferentes de armado de hormigón en una cimentación:
- Armado de cimentación: Armado diseñado para resistir fuerzas de flexión en la cimentación, es decir, pedestales
- Armado de anclaje: Sirve como enfoque alternativo al uso de las ecuaciones de resistencia al arrancamiento del hormigón proporcionadas en ACI 318. Diseñado para resistir la resistencia requerida de la conexión de la placa base
- Armado suplementario: Se proporciona para restringir los conos de arrancamiento y no está específicamente diseñado para resistir ninguna carga.
El diseño del armado de anclaje y suplementario se explica en la siguiente bibliografía:
- Sección de comentarios ACI-318 R17.5.2.1 – Esta sección proporciona prácticas de detallado recomendadas para el armado de anclaje
- Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Este libro proporciona posibles modelos de puntal y tirante que pueden utilizarse para diseñar los estados límite de arrancamiento y rotura lateral
- Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel y Jerry Owen, 2010—Este artículo presenta un método para diseñar el armado de anclaje utilizando el modelo de puntal y tirante y explica un procedimiento de diseño propuesto.
Durante años, esto ha sido un problema común para los ingenieros responsables y los diseñadores estructurales. Diseñar el armado en el hormigón bajo la placa base suele ser un proceso que consume mucho tiempo, especialmente cuando las fuerzas en los anclajes superan la capacidad de arrancamiento. IDEA StatiCa acaba de desbloquear un nuevo flujo de trabajo completo que permite a los ingenieros modelar, analizar y verificar el armado de anclaje de forma rápida y precisa.
Explicación del flujo de trabajo completo
IDEA StatiCa es un softwarede conexiones de acero muy conocido por sus capacidades en el diseño de placas base. Con la aplicación Connection, puede modelar cualquier placa base y diseñar sus anclajes. Sin embargo, si se encuentra alguna de las condiciones mencionadas anteriormente, los anclajes fallarán por resistencia al arrancamiento del hormigón.
El nuevo flujo de trabajo le permite diseñar el armado de anclaje necesario para transferir las fuerzas a la cimentación de hormigón.
Revisemos el flujo de trabajo propuesto:
1. Modelar y diseñar la placa base en la aplicación Connection
Comience el diseño de la placa base en IDEA StatiCa Connection. Utilice la operación de placa base para modelar placas de acero, bloques de hormigón, anclajes y soldaduras. El usuario también puede utilizar otras operaciones para añadir rigidizadores o placas de nudo si la placa base tiene un elemento de arriostramiento. No existen limitaciones geométricas.
Otra opción para los usuarios es importar las cargas desde otras aplicaciones. Muchas de nuestras integraciones permiten la importación automática de información crítica, como cargas y geometría, lo que reduce la duplicación del modelado.
Una vez realizada la importación, el análisis se lleva a cabo para múltiples combinaciones de carga en lugar de recurrir a reacciones envolventes.
2.Diseño de componentes de acero
IDEA StatiCa Connection verifica según normativa todos los componentes del modelo: Perfiles de acero, placa base, tornillos y soldaduras.
Haga clic en el enlace a continuación para ver el informe detallado completo:
Informe completo de la conexión en PDF
3. Diseño de pernos de anclaje
IDEA StatiCa Connection utiliza las fórmulas del Capítulo 17 de ACI-318 (2014 o 2019) para diseñar los pernos de anclaje. Los resultados de la normativa se presentan en una tabla y se puede consultar el estado de cada verificación de anclaje. La verificación también considera la resistencia al arrancamiento del hormigón.
Sin embargo, la verificación solo considera hormigón sin armar.
Ahora puede eliminar las verificaciones de arrancamiento del hormigón de los resultados y, en su lugar, obtener las fuerzas en los anclajes necesarias para diseñar el armado suplementario.
Consulte los siguientes pasos para diseñar el armado de hormigón en IDEA StatiCa.
4. Exportar el modelo de placa base a la aplicación IDEA StatiCa Detail
Con IDEA StatiCa versión 25, puede exportar el modelo de placa base a la aplicación Detail, y el modelo se importará incluyendo la placa base, los anclajes, el bloque de hormigón, las fuerzas sobre los anclajes y la placa base, y las combinaciones de carga.
5. Modelar el armado en el bloque de hormigón mediante operaciones
Antes de ejecutar el análisis, el usuario modela el armado de acero en el modelo importado. Utilice el nuevo iconode barras de armado para añadir el armado. Seleccione entre diferentes opciones para introducir las barras de acero, como el número de capas y barras en cada capa. Visualícelo utilizando la vista transparente 3D.
6. Ejecutar el análisis y revisar los resultados
Una vez finalizado el análisis, vaya a la pestaña Verificación y revise la tasa de aprovechamiento del material y las tensiones. El flujo de tensiones en los resultados del Resumen muestra los vectores de tensiones principales de compresión en el hormigón y el aprovechamiento del armado para ofrecer una visión general básica. El usuario puede revisar la resistencia del hormigón y del acero, las tensiones de adherencia del acero y las deformaciones para las diferentes combinaciones de carga.
Conclusión
IDEA StatiCa ayuda a miles de ingenieros desarrollando software para detalles de ingeniería estructural.
El flujo de trabajo completo de diseño de placas base simplifica tareas complejas, reduciendo el tiempo dedicado a los cálculos de ambas partes, la placa base de acero y la cimentación de hormigón armado. Con una clara visualización 3D, los usuarios pueden comprender mejor los caminos de carga y optimizar el diseño del armado de hormigón.