Calculadora de Refuerzo por Cortante-Fricción en la Interfaz de Concreto (ACI 318) — Online y Gratis

¿Qué es Cortante-Fricción en Interfaz de Concreto?

El coeficiente de fricción μ de esta tabla no es el coeficiente de fricción físico real entre dos superficies de concreto, sino un valor empírico calibrado con ensayos, que incluye implícitamente el efecto de la trabazón de agregados (aggregate interlock) y la adherencia adicional que aporta una superficie intencionalmente rugosa. Por eso el valor cambia tan drásticamente según la condición de la interfaz: una superficie vaciada monolíticamente transmite cortante casi como si fuera concreto continuo (μ = 1.4), mientras que una junta fría sin preparación especial transmite mucho menos (μ = 0.6).

El mecanismo físico detrás de la fórmula es el siguiente: al intentar deslizar una cara sobre la otra, las irregularidades de la superficie rugosa obligan a las dos caras a separarse ligeramente en dirección perpendicular al plano de corte. El refuerzo que cruza esa interfaz se opone a esa separación, desarrollando tensión de tracción; esa tensión, a su vez, genera una fuerza de compresión (normal) entre las dos caras, y esa compresión es la que multiplicada por μ genera la resistencia friccional al deslizamiento.

¿Por qué el factor φ usado aquí es 0.75 y no otro valor? Porque ACI 318 clasifica el cortante-fricción dentro de la categoría general de cortante, que usa φ = 0.75 en el enfoque de diseño por resistencia, distinto del φ = 0.90 típico de flexión.

Fórmulas utilizadas

Donde Vu es el cortante factorizado que debe transferirse a través del plano de la interfaz (kN), φ es el factor de reducción de resistencia para cortante, típicamente 0.75 según ACI 318, fy es la resistencia de fluencia del refuerzo que cruza la interfaz (MPa, limitada a un máximo de 420 MPa por la norma), y μ es el coeficiente de fricción, tabulado según la condición de la interfaz. El resultado Avf es el área total de refuerzo perpendicular a la interfaz necesaria (mm2), que debe distribuirse de forma razonablemente uniforme a lo largo del plano de corte.

Ejemplo resuelto paso a paso

¿Cuándo usar esta calculadora?

Se usa al diseñar la conexión entre un elemento de concreto prefabricado y una losa colada en sitio (topping), entre una viga y una losa vaciadas en distintas etapas, o en cualquier plano donde se anticipa una grieta o una junta fría por la que debe transferirse cortante. También aplica al diseño de ménsulas cortas (corbels) y conexiones concreto-acero. ¿La interfaz que estás diseñando es intencionalmente rugosa? Verifica que la rugosidad cumpla el criterio de la norma, típicamente una amplitud de al menos 6 mm, para poder usar el coeficiente μ = 1.0 en vez del valor más conservador de superficie lisa.

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