Calculadora de tamaño de viga de acero

Qué hace la calculadora de tamaño de viga de acero

Una viga debe ser lo bastante resistente para no fluir y lo bastante rígida para no pandearse hacia abajo. La resistencia depende del módulo de sección Sx, la rigidez del momento de inercia Ix. La calculadora de tamaño de viga de acero obtiene el momento flector a partir de tu claro y tu carga, lo divide entre el esfuerzo permisible para obtener el Sx requerido, calcula el Ix que mantiene la deflexión dentro de tu límite y elige el perfil W más ligero de su tabla que tenga ambos. Es una primera estimación para planear y presupuestar, no un diseño firmado.

Cómo dimensionar una viga de acero: las fórmulas

Para una viga simplemente apoyada:

E es 29,000 ksi para el acero, Fb el esfuerzo de flexión permisible y n el límite de deflexión, por ejemplo 360. La viga debe cumplir tanto el Sx como el Ix.

Ejemplo de la calculadora de tamaño de viga de acero

Un claro de 20 ft con 500 lb por pie, Fb = 30 ksi y límite de deflexión L/360:

El W10x12 es lo bastante resistente (Sx 10.9) pero demasiado flexible (Ix 53.8), así que la calculadora de tamaño de viga de acero elige el W12x16 (Sx 17.1, Ix 103). Una viga de 16 ft con una carga puntual de 6,000 lb al centro necesita Sx 9.6 e Ix 57.2, que cumple un W12x14.

Cómo usar la calculadora de tamaño de viga de acero

Ingresa el claro libre en pies. Elige una carga uniforme en libras por pie, como la carga de un piso repartida a lo largo de la viga, o una sola carga puntual al centro del claro en libras. Deja el esfuerzo de flexión permisible en 30 ksi para acero A992 a menos que tu ingeniero indique otro valor, y elige el límite de deflexión: L/360 para pisos bajo carga viva, L/240 para carga total o L/180 para techos. Presiona Calcular.

Cómo leer el resultado del dimensionamiento de vigas de acero

El perfil sugerido es el más ligero de la tabla que cumple ambos requisitos, lo que suele significar que la rigidez controla en claros largos y la resistencia en claros cortos con mucha carga. La designación W12x16 significa un perfil de patín ancho de 12 in nominales de peralte que pesa 16 lb por pie. Agrega ese peso propio a tu carga y vuelve a revisar si es una parte grande. Toma la respuesta como un tamaño para presupuesto y planeación; un ingeniero estructural debe confirmarlo, incluidos el arriostramiento lateral, las conexiones, el apoyo y los postes de abajo.

Cuándo usar una calculadora de vigas de acero

• Presupuestar una viga para abrir un muro de carga
• Comparar peraltes de viga por altura libre
• Revisar un tamaño de viga cotizado antes de una visita a la obra
• Aprender cómo el claro cambia el módulo de sección requerido
• Preparar preguntas para tu ingeniero estructural

Errores comunes con la calculadora de tamaño de viga de acero

• Olvidar la carga muerta. Incluye el piso, los muros y el peso de la viga, no solo la carga viva.
• Ignorar el arriostramiento. Un patín de compresión sin arriostrar reduce la capacidad.
• Usar el claro total con los apoyos. Ingresa el claro entre los centros de apoyo.
• Omitir los postes y las zapatas. La carga debe llegar al suelo.

Consejos para el dimensionamiento de vigas de acero

• Reúne las cargas por pie cuadrado y multiplícalas por el ancho tributario.
• Prefiere un perfil más peraltado y ligero cuando la altura libre lo permita.
• Lleva el resultado a tu ingeniero como punto de partida.

Herramientas estructurales relacionadas

El dimensionamiento de vigas se une con otras revisiones. La calculadora de deflexión de vigas obtiene la flecha de una viga elegida, la calculadora de momento de inercia calcula las propiedades de la sección y la calculadora de peso de acero da el peso para levantar y enviar.

Módulo de sección requerido y resistencia de la viga

El esfuerzo de flexión en una viga es igual al momento dividido entre el módulo de sección, así que el Sx requerido es simplemente el momento dividido entre el esfuerzo que permites. Para acero A992 con un esfuerzo de fluencia de 50 ksi, el diseño por esfuerzos permisibles suele usar de 30 a 33 ksi para una viga arriostrada lateralmente, por eso 30 ksi es el valor predeterminado. Ese valor solo aplica si el patín de compresión no puede girar hacia los lados. Una viga de piso con viguetas o cubierta fijadas a lo largo de su parte superior está arriostrada; una viga larga que carga una sola carga puntual sin nada fijado arriba no lo está, y su capacidad puede bajar mucho por pandeo lateral torsional. El cortante rara vez controla en estos perfiles, pero importa en claros cortos con mucha carga. Consulta las propiedades completas de cualquier perfil con la calculadora de momento de inercia.

Límites de deflexión de la calculadora de vigas de acero

Los límites de deflexión vienen del código de construcción: L/360 bajo carga viva en pisos evita que se agrieten el yeso y el azulejo, L/240 bajo carga total es común y L/180 sirve para techos sin acabados frágiles. Una viga de piso de 20 ft a L/360 no puede flexionarse más de 0.67 pulgadas. Como la deflexión crece con el claro a la cuarta potencia bajo carga uniforme, duplicar el claro requiere unas ocho veces el momento de inercia con la misma carga por pie. Una vez que tienes un candidato, la calculadora de deflexión de vigas revisa su flecha real.

Tabla de vigas de perfil W

Propiedades de sección de perfiles W ligeros comunes que usa la calculadora de tamaño de viga de acero:

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