Transmisión de cortante en placa de anclaje

Stepi

Bronce
Tengo un anclaje de una estructura metálica en un pilar de hormigón que tiene que transmitir un cortante muy fuerte. El pilar he comprobado que resiste ese cortante en cabeza y la placa y sus pernos también.

El problema es que los pernos quedan demasiado cercanos al borde del pilar, por lo que mi duda es:

¿Cómo puedo saber/comprobar si la transmisión de esfuerzos desde cada perno al pilar me puede producir la rotura del mismo en cabeza?

No sé si me explico. Si un perno estuviera excesivamente cerca del borde del pilar se podría dar el caso de que el cortante (hacia fuera del pilar) no tuviera, por así decirlo, hormigón y armadura suficiente en el pilar como para que este no se rompa.

La idea es que sé que el pilar, trabajando en toda su sección, puede resistir este cortante. Pero por razones constructivas la placa de anclaje no está centrada en el pilar sino próxima a una de sus caras, por lo que ya no tengo tan clara que la transmisión de ese cortante a la sección de hormigón se produzca correctamente.

¿Se me entiende?
 
Pues no del todo, el pilar transmite a la placa de anclaje, y su tipo de unión, supongo soldada, es la que tiene que resistir el cortante.
La placa transmite el cortante a los pernos por medio de su unión, no sé si has soldado los pernos a la placa, los has atornillado con tornillos ordinarios o pretensados, pero hay una distribución de esfuerzos de la placa a los pernos por medio del tipo de unión, esfuerzos locales, etc., no sé si me entiendes
 

Luiggy

Diamante
Yo creo que si los pernos caen dentro de los estribos del pilar, no debería fallar:rolleyes:. Otra solución es usar la propia armadura longitudinal del pilar como anclaje de la placa. De esta forma, las bielas y tirantes de cortante se comportan como se espera.
 

Stepi

Bronce
Pues no del todo, el pilar transmite a la placa de anclaje, y su tipo de unión, supongo soldada, es la que tiene que resistir el cortante.
La placa transmite el cortante a los pernos por medio de su unión, no sé si has soldado los pernos a la placa, los has atornillado con tornillos ordinarios o pretensados, pero hay una distribución de esfuerzos de la placa a los pernos por medio del tipo de unión, esfuerzos locales, etc., no sé si me entiendes
Hasta ahí está claro. Mi duda está en lo que viene "a continuación" de lo que has descrito: la transmisión de esfuerzos de los pernos al hormigón y, sobre todo, el reparto de esos esfuerzos desde el entorno del perno hasta la totalidad de la sección.

Pongo un ejemplo extremo irreal para que se entienda lo que pregunto:

Supongamos que tenemos un pilar de 50x50 cm. en cuyo centro está empotrado un único perno al que se le aplica un cortante importante. Esos 25 cm. de margen hasta el borde del pilar en principio garantizan un correcto reparto de ese cortante en toda la sección del pilar, que trabajaría correctamente según se le supone.

Ahora supongamos que tenemos el mismo pilar y el mismo único perno pero esta vez situado a 5cm. de una cara del pilar y centrado en la misma. Si a ese perno se le aplica el mismo cortante y con la dirección hacia esa cara tan cercana, ¿no se podría producir (con un cortante suficiente) la rotura del pilar al estar transmitiéndose ese cortante únicamente a una pequeña parte de esos 5 cm. hormigón que hay hasta la cara próxima?
 

Luiggy

Diamante
Como ya te he dicho, para eso están los estribos del pilar. Si el pilar no falla por cortante, es que sus estribos son suficientes
 
Yo veo dos temas:
-El cortante es constante a lo largo del pilar, luego tenemos que ver que ese pilar dipone de la armadura y resistencia suficiente para soportar ese cortante, que supongo está resuelto.
-Los esfuerzos locales del perno sobre el hormigón. Me lo imagino de la misma forma que un pilote hincado en el terreno, al borde de un acantilado, sometido a una acción horizontal.
Por un lado estará la comprobación de tensiones locales en la parte superior del pilote contra el terreno, verificando que no lo plastifique, y por otro, que no se desprenda una cuña de terreno que corte el paramento del acantilado y se desprenda. Si eso llegara a suceder, los pilotes traseros deberían soportar el doble.
Como dice Luiggi, disponemos de un encintado resistente que son los estribos, que deberían soportar esa acción local.
Si consigues estimar una distribución de presiones horizontal a lo largo del perno, puedes saber, de acuerdo a los estribos dispuestos, la carga que ha de resistir cada estribo, que calculado como una barra sometida a unas cargas transmitidas por el hormigón circundante al perno, tendrá unos esfuerzos que puedes comprobar si resiste.
 

Stepi

Bronce
Muchísimas gracias a los dos por las aclaraciones. Creo que ya me hago una idea de como funciona y de como hacer una comprobación siquiera aproximada de "lo que está ocurriendo" en ese borde de pilar.

Aprovecho para preguntar: a efectos de este cálculo ¿puedo suponer que el cortante en cada perno se transmite proporcionalmente a lo largo de toda su longitud de empotramiento o debería hacer el reparto de algún otro modo?
 
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