Herramienta única para el flujo de trabajo completo de placa base

Práctica actual para refuerzo de anclajes

La falla por rotura del hormigón ocurre por varias razones:

• Área de hormigón pequeña debajo de la placa base: Pedestal, cimentación corrida, pilares, placa base cerca del borde del hormigón
• Empotramiento limitado del anclaje 
• Fuerzas altas de momento, cortante o levantamiento en la placa base debido a estructuras pesadas
• Combinaciones de carga de las fuerzas anteriores

En la práctica ingenieril actual, los anclajes se diseñan asumiendo una sección de hormigón no reforzado. Las ecuaciones estándar utilizadas en ACI-318 Capítulo 17 fueron desarrolladas basándose en el diseño de capacidad del hormigón (CCD). Sin embargo, ACI 318 permite el uso de refuerzo de anclaje para resistir fuerzas de rotura cuando las restricciones geométricas impiden aumentar la capacidad de rotura del hormigón. 

En ACI 318, pueden estar presentes tres categorías diferentes de refuerzo de hormigón en una cimentación: 

• Refuerzo de cimentación: Refuerzo diseñado para resistir fuerzas de flexión en la cimentación, es decir, pilares
• Refuerzo de anclaje: Sirve como un enfoque alternativo al uso de las ecuaciones de resistencia de rotura del hormigón proporcionadas en ACI 318. Diseñado para resistir la resistencia requerida de la conexión de base
• Refuerzo suplementario: Se proporciona para restringir los conos de rotura y no está específicamente diseñado para resistir ninguna carga.

 El diseño del refuerzo de anclaje y suplementario se explica en la siguiente literatura:

• ACI-318 Comentario sección R17.5.2.1 – Esta sección proporciona prácticas de detallado recomendadas para el refuerzo de anclaje
• Anchorage design for petrochemical facilities, ASCE, 2013 – Este libro proporciona modelos potenciales de puntal y tirante que pueden usarse para diseñar estados límite de rotura y reventón de cara lateral
• Design of anchor reinforcement in concrete pedestals, Widianto, Chandu Patel, y Jerry Owen, 2010—Este artículo presenta un método para diseñar refuerzo 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 EoR y diseñadores estructurales. Diseñar el refuerzo en el hormigón debajo de la placa base a menudo consume mucho tiempo, especialmente cuando las fuerzas de anclaje exceden la capacidad de rotura. IDEA StatiCa acaba de desbloquear un nuevo flujo de trabajo completo que permite a los ingenieros modelar, analizar y verificar el refuerzo de anclaje de manera rápida y precisa.

Explicación del flujo de trabajo completo

IDEA StatiCa es un software de conexionesde acero muy conocido por sus capacidades cuando se trata del diseño de placas base. Con la aplicación Connection, puede modelar cualquier placa base y diseñar sus anclajes. Sin embargo, si encuentra algunas de las condiciones mencionadas anteriormente, los anclajes fallarán por resistencia de rotura del hormigón. 

El nuevo flujo de trabajo le permite diseñar el refuerzo de anclaje necesario para transferir las fuerzas a la cimentación de hormigón. 

Revisemos el flujo de trabajo propuesto:

1. Modele y diseñe la placa base en la aplicación Connection

Comience el diseño de la placa base en IDEA StatiCa Connection. Use la operación de placa base para modelar placas de acero, bloques de hormigón, anclajes y soldaduras. El usuario también puede usar otras operaciones para agregar rigidizadores o placas de refuerzo si la placa base tiene un miembro de arriostramiento. No hay 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 realiza para múltiples combinaciones de carga en lugar de recurrir a reacciones envolventes. 

2.Diseño de componentes de acero 

IDEA StatiCa Connection verifica mediante código todos los componentes del modelo: Miembros de acero, placa base, pernos y soldaduras. 

Haga clic en el enlace a continuación para ver el informe detallado completo:

PDF del informe completo de la conexión

3. Diseño de pernos de anclaje 

IDEA StatiCa Connection utiliza las fórmulas de ACI-318 (2014 o 2019) del Capítulo 17 para diseñar los pernos de anclaje. Los resultados del código se presentan en una tabla, y puede ver el estado de las verificaciones de cada anclaje. La verificación también considera la resistencia de rotura del hormigón. 

Sin embargo, la verificación solo considera hormigón no reforzado.

Ahora puede eliminar las verificaciones de rotura del hormigón de los resultados y en su lugar recibir las fuerzas de anclaje necesarias para diseñar el refuerzo suplementario.

 Vea los siguientes pasos para diseñar el refuerzo de hormigón en IDEA StatiCa. 

4. Exporte 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, anclajes, bloque de hormigón, fuerzas en los anclajes y placa base, y casos de carga.

5. Modele el refuerzo en el bloque de hormigón usando operaciones

Antes de ejecutar el análisis, el usuario modela el refuerzo de acero en el modelo importado. Use el nuevo icono de barra corrugada para agregarel refuerzo. Seleccione entre diferentes opciones para ingresar las barras de acero, como el número de capas y barras en cada capa. Visualícelo usando la vista transparente 3D. 

6. Ejecute el análisis y revise los resultados

Una vez finalizado el análisis, vaya a la pestaña Check y revise la relación de utilización del material y las tensiones. El flujo de tensiones en los resultados de Resumen muestra los vectores de tensiones principales de compresión en el hormigón y la utilización del refuerzo para darle una visión general básica. El usuario puede revisar la resistencia del hormigón y el acero, las tensiones de adherencia del acero y las deformaciones para las diferentes combinaciones de carga. 

Conclusión

IDEA StatiCa está ayudando a miles de ingenieros mediante el desarrollo de software para detalles de ingeniería estructural. 

El flujo de trabajo completo de diseño de placa 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 visualización 3D clara, los usuarios pueden comprender mejor las trayectorias de carga y optimizar el diseño del refuerzo de hormigón.