Bases de Soportes Metálicos: Diseño, Anclaje y Proceso Constructivo en Cimentaciones

Bases de Soportes Metálicos: Diseño y Proceso Constructivo

En el diseño de estructuras metálicas, las bases de soportes representan un punto crítico. El principal desafío radica en la correcta transmisión de las solicitaciones que actúan sobre el perfil metálico hacia la cimentación de hormigón, considerando las diferentes propiedades mecánicas de ambos materiales. Este problema se resuelve habitualmente mediante una placa de reparto (o chapa de reparto) que incrementa la superficie de apoyo sobre el hormigón, reduciendo así las presiones sobre este. Entre esta placa y el hormigón deben existir elementos de anclaje capaces de transmitir los distintos tipos de esfuerzo que concurren en la base del soporte.

Proceso Constructivo de Bases de Soporte

El proceso constructivo para la instalación de las bases de soporte suele seguir los siguientes pasos:

1. Excavación del terreno y colocación de armaduras para la cimentación.
2. Relleno con hormigón hasta el nivel donde alcanzan los anclajes (fase a).
3. Colocación de anclajes y estribos, apoyados sobre el hormigón. Es fundamental que su eje coincida con el del soporte. El extremo superior de las barras de anclaje debe terminar en rosca. (fase b)
4. Hormigonado del resto de la cimentación, dejando un espacio de aproximadamente 5 cm por debajo del nivel final de la placa de anclaje (fase c).
5. Instalación de la placa de anclaje: Se coloca una tuerca en el extremo superior de cada barra de anclaje y sobre ellas se apoya la placa taladrada (fase d). Se ajusta su posición y se nivela cuidadosamente mediante las tuercas inferiores.
6. Fijación de la placa: La placa se asegura con una arandela y una tuerca en cada barra (fase e). Para evitar que las tuercas se aflojen, se recomienda unirlas a la barra con un punto de soldadura o matando el fileteado sobresaliente.
7. Relleno de la holgura: Se rellena el espacio entre la placa y el cimiento con mortero sin retracción (fase e). Para facilitar esta operación, es común dejar orificios en zonas de la placa que no comprometan su resistencia.

Nota importante: Si la placa y las barras vienen soldadas de taller, deben posicionarse correctamente antes de hormigonar. Esto es especialmente conveniente si la profundidad de anclaje no es grande, ya que permite mover el conjunto con el hormigón fresco para corregir posibles desviaciones.

Función Resistente de la Placa de Anclaje

Una vez colocada, la placa se une por soldadura al soporte metálico. Su función resistente se basa en la capacidad de absorber las solicitaciones usuales en la base del soporte: compresión, cortante y flexión. A continuación, se describe cómo la placa gestiona cada una de estas fuerzas:

Compresión

La placa actúa como una superficie de reparto de cargas. Su área debe ser suficiente para que la carga axial (compresión) genere sobre el hormigón una presión inferior a la admisible. Si la placa presenta poca rigidez (espesor insuficiente), pueden concentrarse esfuerzos en la zona inferior del soporte y producir deformaciones por flexión, lo que requerirá su redimensionamiento o la adición de rigidizadores.

Cortante

El esfuerzo cortante tiende a producir deslizamiento entre las superficies de contacto de acero y hormigón. Este deslizamiento debe ser absorbido por tacos de conexión (si el esfuerzo es considerable) o, en casos de menor magnitud, por rozamiento y la acción de las barras longitudinales trabajando a cortante. Generalmente, su efecto tiene poca influencia en el dimensionamiento principal de la placa.

Flexión

La flexión produce compresiones en una parte de la placa y tracciones en otra. Las compresiones se transmiten directamente por contacto entre el hormigón y el acero. Sin embargo, las tracciones provocarían el despegue entre estos materiales, por lo que es necesario disponer anclajes suficientemente largos o placas extremas que actúen como tope, asegurando la unión.

En resumen, la solución constructiva debe ser capaz de absorber la acción de todas estas solicitaciones actuando simultáneamente para garantizar la estabilidad y seguridad de la estructura.