BASES DE PILARES

La transmisión de los esfuerzos de los pilares a las cimentaciones requiere la existencia de unos etementos que puedan distribuir dichos esfuerzos, de forma que las tensiones alcanzadas en la cimentación, generalmente ejecutadas con hormigón, sean admisibles para este material de resistencia unitaria inferior a la del acero. Estos elementos, normalmente, son unas placas de apoyo que, dependiendo de las acciones a transmitir, pueden precisar de elementos rígidizadores (Fig. 5.17). Como norma general, es más económico disponer una placa de espesor grueso que una placa delgada con rigidizadores.

La unión del pilar a la placa de base se realiza por soldadura en taller, que debe dimensionarse para la transmisión de todos los esfuerzos.

Cuando el esfuerzo que transmite el pilar es de compresión, ya sea centrada o excéntrica, la transmisión se realiza por contacto a través de la placa base. Cuando en la supérficie de contacto existen tracciones estas deben absorberse por medio cJe los denominados pernos de anclaje. Aún en el caso de que no existan tracciones es necesario colocarlos como elementos de fijación y para su colaboración en la transmisión del esfuerzo cortante en el pie de los pilares.

Los pernos de anclaje transmiten su esfuerzo de tracción al hormigón, bien por adherencia, en cuyo caso es preciso calcular su longitud para que las tensiones cJe adherencia sean inferiores a las admisibles, o bien utilizando para su anclaje, bastidores embebidos en el hormigón u otros sistemas (fig. 5.18).

En las estructuras de los edificios considerados, en esta guía, las cargas que los pilares transmiten a la cimentación son, generalmente, esfuerzos de compresión simple o compuesta.

En el caso de compresión simple las placas se dimensionan para que las tensiones que se transmiten al hormigón sean inferiores a la admisible. En este caso, la función de los pernos, es de posicionamiento. La distribución de tensiones se considera uniforme bajo la placa.

En el caso de compresión compuesta que no produzca tracciones la distribución de tensiones bajo la placa será trapezoidal o. a lo sumo triangular. La placa base se dimensionará para que la tensión máxima en el borde no supere a la admisible.

En el caso, no frecuente, de una resultante de compresión de gran excentricidad que produzca tensiones de tracción, la norma admite una aproximación que consiste en considerar que las compresiones se distribuyen uniformemente en un cuarto de la longitud de la placa y las tracciones son absorbidas por los pernos de anclaje (fig- 5.19).

La tracción en los pernos (T) y la tensión sobre el cimiento (σc se obtienen mediante las siguientes tres fórmulas:

Siendo:




B el ancho de la placa

El espesor de la placa se dimensiona con la flexion que sobre ella producen las reacciones del cimiento, considerando la placa empotrada en el pilar y trabajando en voladizo. Su valor es:

Siendo:

M = Momento flector debido a la reacción del cimiento
σu = Resistencia de cálculo del acero
B = Anchura de la placa base

El montaje se realiza utilizando unas tuercas de nivelación en los pernos para igualar la placa en altura. Una vez nivelada, se hormigona la zona entre la placa y el cimiento, lo que debe ser realizado con especial cuidado. En placas de dimensiones superiores a 750 x 400 mm se deben hacer agujeros de control de 50 mm para evitar la presencia de bolsas de aire.

Los agujeros de la placa para el posicionamiento de los pernos, ya anclados en el cimiento, se hacen de un diámetro 3 ó 4 cm superior al estrictamente necesario, para poder posicionar fácilmente la placa. Posteriormente se sueldan a ésta arandelas de ajuste con el diámetro del agujero habitual para dicho perno y con el espesor suficiente para que no se produzca aplastamiento del material.

La existencia de pequeños esfuerzos horizontales es absorbida también por los pernos de anolaje, que deben ser calculados como cualquier elemento de unión (tornillos), sometidos a cortadura y/o tracción. No se recomienda el uso de diámetros inferiores a 20 mm.

La longitud de los pernos de ancraje se determinará en función de la adherencia entre hormigón y acero, si es este el tipo de anclaje previsto.

En el caso de que se dispongan elementos de anclaje (bastidores, placas embebidas, etc.) la longitud del perno es independiente de la adherencia entre hormigón y acero.

Existen casos, como la existencia de grandes flexiones sin carga de compresión, grandes esfuerzos horizontales, etc..., que precisan soluciones particulares y efectivas para cada caso, que no entran en el alcance de esta guía.