Calculadora de vigas en línea gratis

Calcula reacciones, fuerza de cortante, momento flector, deflexión y esfuerzo para vigas en voladizo o simplemente apoyadas

Iniciando SkyCiv Beam...

Acerca de la Calculadora de Vigas de SkyCiv

Tabla de contenido:

Cómo usar la calculadora de vigas de SkyCiv

Bienvenido a Calculadora de vigas, nuestra versión gratuita de SkyCiv Software de análisis de haz! Nuestra calculadora genera las reacciones., diagramas de fuerza de corte (DFC), diagramas de momento flector (DMF), deflexión, y esfuerzos de una viga en voladizo o viga simplemente apoyada. La herramienta SkyCiv Beam guía a los usuarios a lo largo de un flujo de trabajo de cálculo de vigas profesional, culminando en la capacidad de ver y determinar si cumplen con los códigos de diseño de su región.

Mira el video tutorial a continuación para comenzar a usar nuestra calculadora.

Instrucciones

Para usar la calculadora, simplemente sigue estos pasos:

  1. Ingrese la longitud de su viga usando el menú 'Viga'.
  2. Use el menú 'Soportes' para aplicar su tipo de soporte en cualquier lugar a lo largo de su viga. Los tipos de soporte disponibles incluyen:
    • Soporte Pin
    • Soporte de rodillo
    • Soporte fijo
    • Soporte de resorte
  3. Use el menú 'Sección' para aplicar un momento de inercia personalizado (Iz) o Módulo de Young (E) valor. Alternativamente, también incluimos un botón para usar la herramienta de creación de secciones de SkyCiv:
    • Esto abre un nuevo menú con nuestro generador de secciones totalmente integrado, lo que le permite acceder a formas de base de datos preestablecidas que hemos incluido de todo el mundo. Section Builder también le permite crear y guardar fácilmente formas personalizadas usando la opción Plantillas de forma. Aprender más acerca de SkyCiv Section Builder.
  4. Después de seleccionar tu sección, tienes la oportunidad de agregar cualquier articulación a lo largo del tramo de la viga en el menú 'Articulaciones'.
  5. Tu viga ahora está configurada! Ahora podemos aplicar las cargas que te gustaría evaluar en la resistencia de la viga. Utiliza las 'Cargas puntuales', 'Momentos', o los menús 'Cargas distribuidas' para aplicar uno o varios de esos tipos de carga en tu viga. También recomendamos especificar los diferentes casos de carga que corresponde a cada carga.. Puedes hacerlo usando el menú desplegable 'Caso de carga' antes de agregar cada carga respectiva.
  6. La razón para agregar casos de carga se hace evidente ahora en el paso final. Abre el menú 'Combinaciones de carga' para aplicar diferentes factores para cada caso de carga.
    • Alternativamente, usa nuestra función 'Importar desde código de diseño' para asignar automáticamente las cargas que creaste a las combinaciones de carga específicas prescritas por el código de diseño de tu región!
  7. Una carga a considerar es el peso propio. Usa el botón de alternancia 'Peso propio' en la parte superior derecha de la calculadora para activar o desactivar la consideración del peso propio. Calculamos automáticamente el peso propio en función de la longitud de viga elegida, material, y forma de sección.
  8. Ahora que nuestra viga y cargas han sido asignadas, vamos a resolverla! Haz clic en el botón verde 'Resolver' en la parte superior derecha de la calculadora. Verás una página de resultados fácil de utilizar que incluye las siguientes funcionalidades:
    • Ver:
      • Reacciones
      • Diagrama de momento de flexión
      • Diagrama de fuerza de cortante
      • Cálculo de deflexión y luz
      • Cálculo de esfuerzo
      • Propiedades de Sección
      • 3Renderizado 3D
    • Descarga una selección personalizada de los resultados anteriores en un informe PDF.
    • Usa la pestaña 'Análisis' para ver varios criterios, como:
      • Deflexión
      • proporciona los resultados de aprobación/rechazo de algunas reglas generales clave y comprobaciones rápidas de criterios de análisis
      • Rendimiento material
      • Resistencia del material
    • Usa la pestaña 'Diseño' para comparar instantáneamente la viga con los requisitos de código específicos de tu región! Esto es increíblemente útil!
    • Usa la pestaña 'Optimizar' para cambiar el tamaño de la sección elegida según los criterios que puedes elegir. Esto es muy útil si eligiste un tamaño de sección demasiado grande o demasiado pequeño y deseas que te ayudemos a decidir.
    • Hay aún más funciones en la página de resultados., incluyendo exportación CSV y cálculos manuales.

Calculadora de Deflexión de Vigas

Una de las funciones más poderosas es usarla como una Calculadora de Deflexión de Vigas (o calculadora de Desplazamiento de Vigas). Esta puede ser usada para observar la desviación calculada de una viga simplemente apoyada o de una viga en voladizo. El ser capaz de agregar formas y materiales de sección, esto lo hace útil como una calculadora de vigas de madera o acero para el diseño de vigas lvl o i. Por ahora, esta funcionalidad está disponible en SkyCiv Beam, que tiene muchas más funcionalidades para madera, diseño de vigas de hormigón y acero.

¿Qué es la deflexión de una viga?

La deflexión de la viga es cuando una viga se dobla o se hunde por su propio peso o debido a las cargas aplicadas.. Básicamente, es la cantidad de desplazamiento o flexión que experimenta una viga cuando se somete a una carga. Piensa en ello como un trampolín. Cuando te paras al final del trampolín, se dobla y se sumerge. Esa es la deflexión de la viga en acción.! El trampolín es la viga y tu peso es la carga que hace que se doble.

En Ingeniería, es importante comprender y calcular la desviación de la viga porque puede afectar la resistencia y la estabilidad general de una estructura. Demasiada deflexión puede resultar en una falla, por lo tanto, los ingenieros deben diseñar vigas que sean lo suficientemente fuertes para resistir la deflexión bajo las cargas que experimentarán. La deflexión de la viga es uno de los criterios de capacidad de servicio que los ingenieros consideran al diseñar estructuras.. Esto se debe a que una desviación excesiva puede provocar efectos estéticos no deseados., como pisos hundidos, agrietamiento de acabados, o incomodidad para los usuarios. Por lo tanto, los ingenieros pretenden limitar la deflexión a niveles aceptables para que la estructura funcione satisfactoriamente y proporcione un entorno cómodo para los usuarios.

¿Cómo calcular la deflexión de una viga?

Calcular la deflexión de una viga puede parecer intimidante al principio, pero en realidad no es demasiado complicado cuando lo desglosas. Los ingenieros también pueden usar una fórmula empírica para calcular rápidamente la deflexión de una viga, que es lo que usaremos para el siguiente ejemplo.:

Consideremos una viga simplemente apoyada con un tramo de una carga uniforme de w = 10 kN/m sobre un vano L = 10m, y las siguientes propiedades del material: El módulo de Young, E = 200,000 MPa, y el momento de inercia con respecto al eje y es I = 0.0015 m ^ 4. La deflexión de la viga se puede calcular usando la ecuación, tomado de SkyCiv Fórmula de deflexión de una viga página de referencia.

Beam Deflection Equation

Siempre es importante como ingeniero verificar su resultado, así que introduzcamos los mismos números en la Calculadora de deflexión de vigas de SkyCiv:

Beam Deflection Calculator

¿Qué materiales puede calcular esta calculadora de carga de vigas?

La respuesta rápida es cualquier cosa.! La herramienta anterior se puede utilizar como una calculadora de vigas de acero, una calculadora de madera o incluso se utiliza para estructuras de hormigón. La entrada de material se puede cambiar para adaptarse a cualquier material que desee diseñar. Por ejemplo, el usuario ingresaría un módulo de Young de aproximadamente 200,000 MPa (o 29,000 ksi para unidades imperiales). Por simplicidad, la herramienta gratuita solo toma los materiales Módulo de Young, sin embargo, nuestra versión completa también admitirá Rendimiento/Fuerza máxima, Densidad y relación de Poisson.

Calculadora de Reacción de Vigas

La calculadora de vigas de fuerzas de reacción anterior de SkyCiv es capaz de calcular rápida y fácilmente las fuerzas de reacción de apoyo de sus vigas en voladizo o simplemente apoyadas. Agregue una cantidad de fuerzas y diferentes condiciones y ubicaciones de soporte para obtener las reacciones en los soportes. ¿Quiere saber más sobre las reacciones?, Siga leyendo para obtener una guía detallada sobre las fuerzas de reacción..

¿Qué son las fuerzas de reacción?

Las fuerzas de reacción son las fuerzas de apoyo que existen en respuesta a las cargas aplicadas.. Son las fuerzas que equilibran las cargas aplicadas, asegurando que la estructura permanezca en equilibrio y estática, que son condiciones críticas de ingeniería estructural. Las fuerzas de reacción pueden considerarse como "fuerzas de apoyo" que contrarrestan las fuerzas ejercidas por las cargas sobre la estructura. Se pueden determinar utilizando los principios de estática y mecánica de materiales.. En términos de fuerzas de reacción de la viga, estas son generalmente las fuerzas resultantes de soportes fijos, empotrados o de rodillo. Por lo general, se componen de las siguientes fuerzas de reacción. (suponiendo que las fuerzas se aplican en direcciones verticales y horizontales:

  • Soportes Empotrados - por lo general tiene un Vx, Yy (horizontal, reacciones verticales) y Mz (reacción de momento)
  • Soportes fijos - generalmente tienen fuerzas de reacción verticales y horizontales solamente (Vx, Vy)
  • Soportes de rodillos - típicamente solo tendrá una fuerza de reacción vertical (Vy)

La Calculadora en luces (Vanos) de Viga calculará fácilmente las reacciones en los soportes.. Es capaz de calcular las reacciones en los soportes para vigas en voladizo o simples. Esto incluye calcular las reacciones para una viga en voladizo, que tiene una reacción de Momento de flexión así como fuerzas de reacción en X,y Y. Las reacciones en los soportes también son útiles para calcular toda la fuerza en la estructura.. Simplemente sume estos valores, y puede calcular la cantidad total de fuerza aplicada a su estructura.

¿Cómo calcular las fuerzas de reacción en una viga?

Las fuerzas de reacción en una viga se pueden calcular resolviendo las siguientes ecuaciones de equilibrio:

∑Fy = 0
(Todas las fuerzas verticales y las reacciones en los apoyos verticales suman 0)

∑Mz = 0
(Las fuerzas de momento suman 0)

A menudo es útil mirar un ejemplo simple. Considere una viga simplemente apoyada de longitud L = 10 m con una carga uniforme (fuerza por unidad de longitud) de w = 5 kN/m actuando sobre él. Los soportes están ubicados en los puntos A y B.. Las fuerzas de reacción en los apoyos se denotan como R_A y R_B.

Beam Reaction Calculator

Para calcular las fuerzas de reacción, podemos usar los siguientes pasos:

  • Dibujar un diagrama de cuerpo libre de la viga, mostrando todas las cargas y los apoyos. (véase arriba)
  • Sume las fuerzas en la dirección vertical. En una viga simplemente apoyada, la única fuerza vertical es la fuerza de 5kN/m, que cuando se multiplica por la longitud del miembro (L = 10) obtenemos 5*10 = 50 kN. Escribe una ecuación para las fuerzas verticales.:

∑Fy = 0
= RA + RB - wL
= RA + RB - 5*10
RA + RB = 50 kN

  • Usa la suma de momentos para calcular una de las reacciones. (generalmente el lado izquierdo, en este caso R_A):

∑Mz = 0
0 = -50 kN (-5m) + RB(-10m) + RA(0)
RB = 25kN

Por lo tanto, RA = 25kN

Obviamente, este es solo un ejemplo simple y las estructuras más complejas requerirán cálculos adicionales para determinar las fuerzas de reacción. - para esto tenemos un tutorial más detallado sobre Cómo calcular las fuerzas de reacción en una viga.. Adicionalmente, en escenarios del mundo real, la viga también puede experimentar otras cargas y fuerzas como cortante, momento flector, y deflexión, que deben tenerse en cuenta en el análisis y diseño. La calculadora de cargas de una viga de SkyCiv se puede usar para calcular las fuerzas de reacción para vigas con soportes simples o soportes en voladizo. Entonces podemos verificar los resultados usando la calculadora anterior:

Beam Reaction Calculator

Calculadora de momento de flexión

¿Qué es un diagrama de momento de flexión??

Un diagrama de momento de flexión es una representación gráfica de las fuerzas del momento de flexión a lo largo de un miembro estructural, como una viga. El diagrama muestra los valores del momento de flexión a lo largo de la viga..

El momento de flexión es una medida de la fuerza de flexión en una viga y se calcula multiplicando la carga por la distancia desde el eje neutral.. El eje neutro es una línea imaginaria que corta el centroide de la sección transversal - técnicamente donde no hay cambio en la longitud de las fibras. El momento flector puede ser positivo., negativo, o cero dependiendo de la dirección y la magnitud de la carga. La dirección de la fuerza de flexión depende de convenciones de signos, pero de forma predeterminada, el software SkyCiv mostrará un diagrama de momento de flexión positivo cuando las fibras superiores de la viga estén comprimidas.

Un diagrama de momento de flexión es una herramienta importante para los ingenieros porque les permite comprender el comportamiento de la viga bajo carga y diseñar la viga para resistir las cargas de manera segura y eficiente.. El diagrama se puede utilizar para determinar los momentos de flexión máximos y mínimos y sus ubicaciones..

¿Cómo calcular un diagrama de momento de flexión utilizando la herramienta anterior?

Los diagramas de momento de flexión se pueden generar rápida y fácilmente usando la calculadora anterior. En minutos, tendrás diagramas limpios y claros, no importa cuán complejo sea la viga. Para calcular un diagrama de momento de flexión usando la anterior calculadora de vigas, simplemente:

  • Ingrese la longitud de la viga
  • Agregar soportes (dos soportes para simplemente apoyado, un soporte empotrado para voladizo)
  • Aplicar fuerzas (o activa Peso propio)
  • Corre CALCULAR que generará el diagrama de momento de flexión de la viga:

Para más información, visita nuestra documentación en cómo encontrar el momento flector.

Bending Moment Calculator

Fórmulas de momento de flexión

Hay una serie de fórmulas de momento de flexión que se pueden utilizar para calcular rápida y fácilmente las fuerzas máximas del momento de flexión en una variedad de configuraciones de vigas diferentes.. Están disponibles en otra página de nuestro sitio web llamada Fórmula de momento flector.

Calculadora de fuerza cortante

¿Qué es una fuerza cortante y un diagrama de fuerza cortante?

Un diagrama de fuerza cortante es una herramienta valiosa utilizada en ingeniería estructural para representar la distribución de la fuerza cortante a lo largo de una viga o cualquier otro elemento estructural.. Es una representación gráfica con la posición de la viga trazada a lo largo del eje horizontal y la magnitud de la fuerza cortante trazada a lo largo del eje vertical.. Este diagrama ayuda a los ingenieros a determinar la fuerza cortante máxima y su ubicación, que son cruciales para determinar los requisitos de diseño para el elemento. Comprender y construir diagramas de fuerza cortante es una parte esencial del proceso de análisis estructural..

Aquí hay un ejemplo de una fuerza cortante causada por una carga puntual a 7,5 m., tomado de la calculadora de fuerza cortante anterior:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

¿Cómo calcular el esfuerzo cortante en una viga?

SkyCiv tiene un extenso artículo sobre cómo calcular el diagrama de fuerza cortante en una viga. En resumen, simplemente se movería a lo largo de la viga trazando la fuerza vertical y cómo cambia a lo largo del miembro. Por lo general, deberá comenzar calculando las fuerzas de reacción (se muestra en el segmento anterior) antes de trazar el diagrama de fuerza cortante. Use la convención de signos para determinar la dirección de la fuerza cortante, donde se supone que la fuerza cortante positiva gira la sección de la viga en sentido contrario a las agujas del reloj, mientras que la fuerza cortante negativa gira la sección de la viga en el sentido de las agujas del reloj. La fórmula o ecuación principal que usamos para calcular la fuerza de corte es la siguiente ecuación de equilibrio:

∑Fy = 0

La versión completa de la calculadora de diagrama de cortante y momento anterior le mostrará automáticamente el proceso paso a paso, con módulo de cálculo manual interactivo. He aquí un ejemplo de un corte realizado justo después del primer apoyo. (que tiene una fuerza hacia arriba de 0.25 kip):

Tomando la suma de fuerzas en Y, podemos ver que habría una fuerza cortante positiva en la viga. Esto se mantendría constante, hasta la carga puntual que actúa a 7,5 m a lo largo de la viga. Después de ese punto de carga, verás que sumando las fuerzas, la fuerza cortante termina siendo negativa:

Trazando esto, podemos obtener el diagrama de fuerza cortante completo:

shear force diagram example using skyciv beam calculator software tool

Calculadora de fuerza cortante y de momento de flexión

La calculadora de vigas de acero anterior es una herramienta versátil de ingeniería estructural utilizada para calcular el momento de flexión en un viga en aluminio, madera o acero. También se puede usar como una calculadora de capacidad de carga de viga al usarla como una calculadora de esfuerzo de flexión o esfuerzo de corte. Es capaz de acomodar hasta 2 diferentes cargas puntuales concentradas, 2 cargas distribuidas y 2 momentos. Las cargas distribuidas se pueden organizar de modo que sean cargas distribuidas uniformemente (UDL), cargas distribuidas triangulares o cargas distribuidas trapezoidales. Todas las cargas y momentos pueden ser de magnitud hacia arriba o hacia abajo, que debería ser capaz de contar en las situaciones más comunes de análisis de Vigas. Los cálculos de momento de flexión y fuerza de corte pueden tomar hasta 10 segundos en aparecer y ten en cuenta, que serás dirigido a una nueva página con las reacciones, diagrama de fuerza de corte y diagrama de momento flector de la viga.

Calculadora de viga I

La calculadora anterior es capaz de analizar una gama de tipos de vigas - incluyendo vigas en I, canales, formas rectangulares huecas e incluso personalizadas. Entonces, aunque muchos se refieren a ella como una calculadora de vigas en I, Es mucho más!

Cree formas personalizadas en nuestro generador de secciones, o cargar desde bibliotecas comunes como AISC, AISI, Australia, Bibliotecas europeas y canadienses, por nombrar algunas.. Cargar una sección es instantáneo, y los usuarios pueden incluso aprovechar al máximo la potente función de búsqueda para ayudarlo a encontrar lo que está buscando.

Acerca SkyCiv

SkyCiv ofrece una amplia gama de software de análisis y diseño estructural en la nube para ingenieros. Como una empresa tecnológica en constante evolución., estamos comprometidos en innovar y desafiar los flujos de trabajo existentes para ahorrar tiempo a los ingenieros en sus diseños y procesos de trabajo.

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Si eres un profesional en Ingeniería, puedes beneficiarte más al usar nuestro software de Análisis Estructural 3D basado en la nube más allá de esta calculadora. Este software incluye módulos de diseño integrados como AISC, ACI, AS, Eurocódigo y CSA.
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