§ 1 Tipo 1 — Insertos con Nelson Stud (Hoja 1)
Cuna de tubería (plancha curvada) soldada a placa base horizontal embebida en el pedestal de hormigón mediante pernos cabeza de clavo (Nelson Stud). La verificación cubre la resistencia axial de los pernos y la resistencia flexural de la placa base por líneas de fluencia.
Área perno: Ab = π/4 · db² [cm²] | db = db_inch · 2.54
Tracción por perno (máx. combinación): T_ub = max(T) / n_row
Resistencia axial Nelson Stud: φT_nb = 0.75 · 0.75 · Fu · Ab [AISC 360 §J3.6]
Aplastamiento: φ0.85f'c = 0.65·0.85·f'c | φ1.7f'c = 2·φ0.85f'c | qmax = φ1.7f'c·b
Placa — resistencia flexural por líneas de fluencia:
φMnp = 0.9·epb²/4·Fy [tonf·cm/cm]
kpb = (24/5)·(3·a/b + 2·b/a) donde a = h', b = B
φPnp = φMnp · kpb
§ 2 Tipo 2 — Base Empotrada (Hoja 2)
Columna perfilada (HEB/UPN/T-soldada) con placa base atornillada a pedestal de hormigón. Equilibrio según AISC Design Guide 1 (2ª ed.). Verifica pernos de anclaje y atiesadores de placa base.
Equilibrio AISC DG-1 (Ec. placa base):
d' = (D−H)/2 / 2 (distancia borde placa al eje de pernos)
O49 = D − d' − N/2 (distancia arm. al centro de presión)
e = |Mu/Pu|
Y = (O49 + N/2) − √((O49+N/2)² − 2·|Pu|·(e+O49)/qmax)
T = Y·qmax − |Pu|
Resistencia pernos: φTnb = 0.75·0.75·Fu·Ab / n_row
Atiesadores (compresión): λ = kL/r con kL=0.75·sat, r=eat/√12
Fcr = 0.658^(λc²)·Fy si λc≤1.5 ; 0.877/λc²·Fy si λc>1.5
φPn = 0.9·Fcr·(D−H)/2·eat (por atiesador)
§ 3 Tipo 3 — Base con Silla (Hoja 3)
Similar al Tipo 2 pero con placa de silla soldada a la columna, que transfiere la carga a través de atiesadores de silla y atiesadores de alma. Permite placa base más pequeña al concentrar la carga en la silla.
Placa de silla — resistencia flexural:
kps = 6·(a/b − 2db/3b) + 2·(b/a − db/2a) (líneas de fluencia)
φTnp = φMnp · kps
Placa de silla — resistencia a corte:
Av = π·db·eps | φVnp = 0.9·Av·0.6·Fy
Atiesadores de silla: λ = 0.75·sat/(eat_s/√12)
Atiesadores de alma: λ = 0.75·(H−2e)/2·√3/(eatw/√12)
φPn_aw = 0.9·Fcr·(24·t²+eatw·b)
§ 4 Criterio de Aceptación
FU = Demanda / Resistencia de diseño
FU ≤ 1.00 → OK | 1.00 < FU ≤ 1.05 → Se Acepta | FU > 1.05 → No Cumple
§ 5 Referencias
- AISC Design Guide 1 — Column Base Plates, 2nd Ed. (2006). DeWolf & Ricker.
- AISC 360-22 — Specification for Structural Steel Buildings, §J3 (Bolts), §F (Flexure)
- ACI 318-19 — Building Code Requirements for Structural Concrete
- NCh2369:2003 — Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales
- AWS D1.1 — Structural Welding Code — Steel (para soldaduras de placa base)
DISCLAIMER DE RESPONSABILIDAD — POLYMÊTIS: Herramienta de apoyo al ingeniero estructural basada en la planilla de cálculo de referencia. Los resultados requieren verificación profesional independiente, especialmente para condiciones sísmicas especiales, cargas de impacto de tuberías, y cuando los materiales o configuraciones difieran de los rangos típicos. POLYMÊTIS no asume responsabilidad por aplicaciones en proyecto sin revisión de un ingeniero habilitado.
