Verificación de losa de hormigón armado según ACI 318-19

Sobre esta hoja de cálculo

Hoja de cálculo para la verificación resistente de losas macizas de hormigón armado conforme a la norma ACI 318-19 — Building Code Requirements for Structural Concrete del American Concrete Institute. Comprueba en una sola pasada las cuatro condiciones necesarias para validar una franja de 1 m de losa: flexión última, cortante sin armadura transversal, control de fisuración en servicio y cuantía geométrica mínima de retracción y temperatura.

¿Qué calcula?

• Flexión ELU (art. 22.2 y 22.3): bloque de compresión equivalente de Whitney, profundidad del eje neutro, deformación en la armadura traccionada εt y selección automática del factor de reducción φ según la zona (tensión controlada, transición o sobrearmada). Comprobación de φM_n ≥ M_u y de la cuantía mínima ρ_min = máx(0,25·√f'c/f_y ; 1,4/f_y) del art. 9.6.1.2.
• Cortante ELU (art. 22.5, Tabla 22.5.5.1 ec. b): formulación refinada introducida en ACI 318-19 con dependencia de la cuantía longitudinal ρ_w (V_c = 0,66·λ·ρ_w^1/3·√f'c·b·d). Verificación de φV_c ≥ V_u y advertencia automática si V_u > φV_c/2.
• Fisuración ELS (art. 24.3.2): control por método de distribución de armadura mediante separación máxima permitida s_max. Adicionalmente se calcula el ancho característico de fisura w_k con la formula de Frosch (ACI 224R-01), que ofrece una estimación análoga a la del Eurocódigo 2 para comparar con un límite contractual.
• Cuantía geométrica mínima (art. 7.6.1): armadura mínima de retracción y temperatura para losas macizas estructurales (0,0018·b·h para fy ≥ 420 MPa, 0,0020·b·h para fy menor).

Diferencias frente a la versión EC2

La hoja análoga del Eurocódigo 2 utiliza diagramas parábola-rectángulo para flexión, V_Rd,c con factor de tamaño k para cortante y la formulación 7.8/7.9 de EC2 para w_k. ACI 318-19, en cambio, emplea el bloque rectangular de Whitney, la nueva expresión de V_c dependiente de ρ_w (introducida en la edición 2019) y un control de fisuración por separación de barras. Por eso los resultados numéricos pueden diferir incluso con los mismos materiales y geometría.

Limitaciones

• Una sola dirección de armadura (franja de 1 m de losa unidireccional).
• Sin carga axial (N_u = 0); para elementos con compresión es preciso ajustar el término N_u/(6·A_g) de la ecuación de cortante.
• Hormigón de peso normal (λ = 1,0). Para hormigones ligeros aplicar el factor λ correspondiente al art. 19.2.4.
• El control de fisuración es de carácter informativo; ACI 318-19 no impone un límite contractual de w_k, a diferencia del EC2.