¿Qué tipos de carga puede aplicar la calculadora de vigas?

Admite cuatro tipos: cargas puntuales, cargas repartidas (uniformes, triangulares o trapeciales, según las intensidades que pongas en cada extremo), cargas superficiales o de presión que se convierten en carga lineal con los anchos tributarios, y momentos aplicados en un punto. Puedes añadir tantas cargas como quieras y se superponen automáticamente. También hay una carga opcional de peso propio, calculada a partir de la masa por metro del perfil elegido (o del área de la sección si es propia).

¿Esta calculadora resuelve vigas continuas, hiperestáticas y voladizos?

Sí. Resuelve con el método directo de la rigidez, que trata tanto vigas isostáticas como hiperestáticas: voladizos (un solo empotramiento), vanos biapoyados y vigas continuas de varios vanos con apoyos intermedios. Una viga de varios vanos se construye añadiendo filas en la tabla de propiedades (cada fila es un vano), y los vanos contiguos pueden unirse con una unión rígida (transmite momento) o con una unión articulada (una rótula interna que no lo transmite). Hay apoyos fijos, móviles y empotramientos.

¿Qué diagramas produce la calculadora de vigas?

Genera un diagrama de la viga con los vanos, los apoyos y las cargas, un diagrama de cortante, uno de momento flector y uno de flechas, además de la tabla de reacciones y un resumen de los valores máximos. Todos se actualizan al instante en cuanto cambias cualquier dato. Pasando el cursor por un diagrama lees el valor exacto en cualquier punto, con retícula y etiqueta emergente.

¿La calculadora de vigas calcula la flecha?

Sí. Calcula la flecha vertical a lo largo de toda la viga y la dibuja como diagrama de flechas; el resumen de resultados indica la flecha máxima y el punto donde se produce. Usa la E y la I del perfil asignado o tus propios valores, de modo que puedes comparar el resultado con un límite de servicio como L/250 o L/360.

¿Qué convenio de signos usa la calculadora de vigas?

Las cargas hacia abajo se introducen con signo negativo y las de hacia arriba con signo positivo; los momentos aplicados son positivos en sentido antihorario. El diagrama de momentos usa por defecto el convenio estadounidense, con el momento de vano (positivo) por encima del eje, y un botón de volteo cambia al convenio contrario (por ejemplo el australiano). Una flecha negativa va hacia abajo.

¿La calculadora admite secciones escalonadas o distintas a lo largo de la viga?

Sí, a nivel de vano. Cada vano es una fila con su propia longitud, su E y su momento de inercia, así que puedes asignar una sección distinta a cada vano, por ejemplo un canto mayor en el vano más largo. Un vano usa una sección uniforme, de modo que para crear un escalón se parte la viga añadiendo un límite de vano en ese punto.

Cómo usar la calculadora de vigas: guía completa

Un tutorial paso a paso de la calculadora de vigas de StructureCalcs. Aprende a definir las propiedades de la viga, añadir apoyos y cargas, interpretar los resultados y exportar informes profesionales en PDF.

Primeros pasos

La calculadora de vigas de StructureCalcs es una herramienta gratuita que funciona en el navegador y analiza vigas con el método directo de la rigidez. Resuelve vigas biapoyadas, voladizos, vigas continuas de varios vanos y cualquier combinación de tipos de apoyo y condiciones de carga. Todo el cálculo se ejecuta localmente en tu navegador mediante un motor Rust/WASM compilado: no se envía ningún dato a ningún servidor y los resultados aparecen al instante conforme cambias los datos.

Para empezar, abre la calculadora de vigas desde la barra de navegación. Verás varias secciones de entrada plegables: Propiedades de la viga, Apoyos y Cargas, además de las secciones de resultados Reacciones en los apoyos, Diagrama de viga y Diagramas de resultados. Puedes plegar o desplegar cualquier sección pulsando su encabezado, y reordenarlas con los botones de flecha si prefieres otra disposición.

Antes de introducir datos, comprueba el sistema de unidades que aparece en la barra de navegación. Pulsa el conmutador de unidades para alternar entre SI (metros, kilonewtons, megapascales) e imperial (pies, kips, ksi). Todas las entradas y salidas se actualizan automáticamente al cambiar de sistema.

Paso 1: define las propiedades de la viga

La sección Propiedades de la viga es donde defines las características físicas de la viga. Cada fila de la tabla representa un vano.

Para una viga de un solo vano: tendrás una única fila. Introduce la luz del vano (por ejemplo, 8 m) y, a continuación, selecciona un perfil de acero de la biblioteca incorporada o introduce propiedades propias a mano.

Para usar un perfil de acero normalizado: elige la norma (AS4100, AISC, EN10365, BS4, JIS o IS808) en el primer desplegable. Después elige el tipo de perfil (UB, W, IPE…) y la designación concreta (310UB40.4, W14x30…). La calculadora rellena sola el módulo de Young (E), el momento de inercia (Ix), el área de la sección y la masa por metro. Así se evita teclear datos a mano y se garantiza la exactitud.

Para introducir propiedades propias: deja vacío el desplegable de la norma y escribe directamente tus valores de E e I. Es lo que necesitas para vigas de madera, secciones de hormigón, barras de aluminio o cualquier sección no normalizada.

Para una viga continua (de varios vanos): pulsa el botón Añadir vano para agregar filas. Cada fila define un vano con su propia longitud y sus propias propiedades de sección. Puedes usar secciones distintas en vanos distintos: por ejemplo, un canto mayor en el vano más largo. La calculadora entiende que los vanos van unidos extremo con extremo y forman una viga continua.

El tipo de unión entre vanos contiguos puede ser rígida (el momento pasa a través del nudo, lo habitual en vigas continuas) o articulada (no transmite momento y crea una rótula interna). La mayoría de las vigas continuas llevan uniones rígidas.

Paso 2: añade los apoyos

La sección Apoyos define cómo se une la viga al terreno o a otros elementos estructurales. Cada apoyo queda definido por su tipo y por su posición a lo largo de la viga.

Hay tres tipos de apoyo:

Apoyo fijo o articulado (P) — impide el movimiento vertical y horizontal, pero permite el giro. Da una reacción vertical y otra horizontal. Va en un extremo de una viga biapoyada.
Apoyo móvil (R) — solo impide el movimiento vertical. Da una reacción vertical. Va en el otro extremo de una viga biapoyada, o en los apoyos intermedios de una viga continua.
Empotramiento (F) — impide todo movimiento y también el giro. Da reacción vertical, horizontal y de momento. Es el apoyo de los voladizos y de los extremos totalmente empotrados.

La posición se mide desde el extremo izquierdo de la viga (posición 0). En una viga biapoyada de un vano de 8 m pondrías un apoyo fijo en la posición 0 y uno móvil en la posición 8.

Asiento del apoyo: si un apoyo se desplaza verticalmente (por un movimiento de la cimentación, por ejemplo), puedes introducir un valor de asiento. El asiento positivo es hacia arriba; el negativo, hacia abajo. En la mayoría de los cálculos se deja en cero.

Consejo: toda viga necesita al menos los apoyos suficientes para ser estable. Una viga biapoyada necesita un apoyo fijo y uno móvil. Un voladizo necesita un empotramiento. Una viga continua necesita apoyos en cada punto intermedio, además de los extremos. Si la viga es inestable (le faltan apoyos), la calculadora muestra un error.

Paso 3: aplica las cargas

La sección Cargas es donde defines las fuerzas que actúan sobre la viga. Pulsa Añadir carga para crear una entrada. Hay cuatro tipos de carga:

Carga puntual: una fuerza concentrada que actúa en un punto. Introduce el valor en kN (SI) o en kips (imperial) y la posición a lo largo de la viga. Los valores negativos actúan hacia abajo (el sentido de la gravedad); los positivos, hacia arriba. Casos típicos: un pilar que apoya sobre una viga de transferencia, una máquina montada en un punto concreto o la reacción concentrada de otra viga.

Carga repartida (uniforme o trapecial): una carga extendida sobre un tramo de la viga. Introduce la posición inicial, la final y la intensidad en cada extremo. En una carga uniforme, las dos intensidades son iguales; en una triangular o trapecial, distintas. Las unidades son kN/m (SI) o kips/ft (imperial). Casos típicos: el peso propio de una losa de hormigón, la sobrecarga de uso de un forjado sobre su ancho tributario o un muro que apoya sobre la viga.

Carga superficial: una presión (kN/m² o psf) que se convierte en carga lineal multiplicándola por los anchos tributarios. Introduce la posición inicial y la final, la presión y el ancho tributario en cada extremo. Es lo cómodo para forjados, porque las normas dan presiones y no cargas lineales.

Momento aplicado: una acción de giro pura en un punto concreto. Introduce el valor en kN·m (SI) o en kip·ft (imperial). Los momentos positivos son antihorarios. Aparecen en uniones excéntricas o en cargas sobre ménsulas.

Puedes añadir tantas cargas como necesites: no hay límite. La calculadora las superpone todas automáticamente. También puedes activar el peso propio para incluir el peso de la propia viga como carga repartida (calculado a partir de la masa por metro del perfil).

Paso 4: lee los resultados

Los resultados se actualizan al instante en cuanto cambias cualquier dato. La calculadora produce varias secciones de salida:

Tabla de reacciones en los apoyos: muestra la reacción vertical, la horizontal y la de momento en cada apoyo. Sirve para comprobar el equilibrio: la suma de las reacciones verticales debe igualar la carga vertical total aplicada. Si no cuadran, revisa los datos.

Diagrama de viga: una representación de la viga con las longitudes de los vanos, la posición y el tipo de cada apoyo y las cargas aplicadas. Es la comprobación rápida de que el modelo es el que querías antes de interpretar los números.

Diagrama de esfuerzo cortante: muestra cómo varía el cortante interno a lo largo de la viga. Busca el valor absoluto máximo: ese es el cortante de cálculo. Pasa el cursor por el diagrama para ver el valor exacto en cualquier punto.

Diagrama de momento flector: muestra cómo varía el momento flector interno a lo largo de la viga. El máximo positivo (momento de vano) y el máximo negativo (momento de apoyo) son los valores que gobiernan el dimensionado. Puedes invertir la orientación del diagrama con el botón de volteo para ajustarlo al convenio que prefieras.

Diagrama de flechas: muestra el desplazamiento vertical a lo largo de la viga. Se indican la flecha máxima y el punto donde se produce. Compárala con el límite que te sea aplicable (por ejemplo, L/250 para la flecha total y L/360 para la flecha por sobrecarga).

Resumen de resultados: un resumen breve del cortante, el momento y la flecha máximos, con la posición de cada uno a lo largo de la viga.

Ejemplo 1: viga biapoyada con carga uniforme

Problema: una viga de acero de 6 m (310UB40.4, AS4100) soporta una carga uniforme de 15 kN/m en toda su longitud. Está biapoyada, con apoyo fijo en el extremo izquierdo y móvil en el derecho.

Cómo montarlo en StructureCalcs:

Propiedades de la viga: vano = 6 m, norma = AS4100, tipo = UB, designación = 310UB40.4.
Apoyos: apoyo fijo en 0 m, apoyo móvil en 6 m.
Cargas: carga repartida de 0 a 6 m, con intensidad −15 kN/m en ambos extremos (uniforme).

Resultados esperados:

Reacción en cada apoyo: 15 × 6 / 2 = 45 kN hacia arriba.
Cortante máximo: 45 kN en cada apoyo, decreciendo linealmente hasta cero en el centro del vano.
Momento flector máximo: wL²/8 = 15 × 6² / 8 = 67.5 kN·m en el centro del vano.
Flecha máxima: 5wL⁴/(384EI) ≈ 10.1 mm en el centro del vano.

Comprueba que estos valores coinciden con la salida de la calculadora. El diagrama de cortantes debe ser una recta de +45 kN a −45 kN, y el de momentos, una parábola con su máximo de 67.5 kN·m en el centro del vano.

Figura 1.El ejemplo tal como lo dibuja la calculadora, ya resuelto: 45.0 kN en cada apoyo, los 45 kN previstos arriba, con la deformada a trazos y su máximo de 14.65 mm.

Figura 2.Su diagrama de momento flector: la parábola, con su máximo de 67.5 kN·m en el centro del vano. wL²/8, confirmado.

Ejemplo 2: voladizo con una carga puntual

Problema: un voladizo de 3 m (W10x22, AISC) está empotrado en el extremo izquierdo y lleva una carga puntual de 20 kN en el extremo libre (la punta derecha).

Cómo montarlo en StructureCalcs:

Propiedades de la viga: vano = 3 m, norma = AISC, tipo = W, designación = W10x22.
Apoyos: empotramiento en 0 m. Ningún apoyo en el otro extremo.
Cargas: carga puntual de −20 kN en 3 m.

Resultados esperados:

Reacción del empotramiento: 20 kN hacia arriba y un momento de 60 kN·m (antihorario).
Esfuerzo cortante: constante e igual a 20 kN en toda la longitud.
Momento flector máximo: 60 kN·m en el empotramiento, decreciendo linealmente hasta cero en el extremo libre.
Flecha máxima en el extremo libre: PL³/(3EI).

Toda la viga trabaja con momento negativo y la fibra superior traccionada. Es lo característico de los voladizos con cargas hacia abajo.

Figura 3.El voladizo resuelto: 20.0 kN de reacción vertical y 60.0 kN·m de momento en el empotramiento, ambos coincidentes con los valores calculados a mano arriba.

Guardar, abrir y exportar

La calculadora ofrece varias formas de gestionar tu trabajo:

Guardar el modelo: pulsa Guardar para descargar el modelo de la viga como archivo JSON. Conserva todos los datos —propiedades, apoyos, cargas y ajustes—, así que puedes volver a abrir exactamente el mismo modelo más adelante. Comparte el archivo con tus colegas o guárdalo como registro.

Abrir un modelo: pulsa Abrir y elige un archivo JSON guardado antes. La calculadora restaura todos los datos y vuelve a ejecutar el cálculo automáticamente.

Exportar el informe en PDF: pulsa el botón PDF para generar un informe de cálculo con acabado profesional. Incluye los datos de entrada (propiedades de la viga, apoyos y cargas), el diagrama de la viga, el de cortantes, el de momentos, el de flechas y un resumen de resultados. Puedes añadir el título del proyecto, el número de encargo y el nombre del ingeniero en la cabecera. El PDF se genera íntegramente en tu navegador y se descarga al instante.

Todo esto hace que la calculadora sirva no solo para comprobaciones rápidas y trabajos de clase, sino también para documentar cálculos de anteproyecto en el ejercicio profesional.

Consejos para sacarle el máximo partido

Comprueba primero el sistema de unidades. Cambia a SI o a imperial antes de introducir datos. Cambiar a mitad convierte todos los valores automáticamente, pero teclear datos en el sistema equivocado es un error muy frecuente.
Comprueba el equilibrio. La suma de las reacciones debe igualar la carga total aplicada. Si no es así, el error está en el modelo.
Usa el modo oscuro en las presentaciones. Actívalo en la barra de navegación para que la pantalla compartida y las capturas tengan mejor aspecto.
Reordena las secciones según tu forma de trabajar. Usa las flechas arriba/abajo de cada encabezado para dejar la calculadora en el orden que prefieras.
Compara perfiles de acero deprisa. Cambia el desplegable del perfil y los resultados se actualizan al instante. Así es fácil iterar hasta el perfil más ligero que cumple flecha y resistencia.
Incluye el peso propio si quieres resultados exactos. Activa la opción de peso propio en la sección de cargas para añadir automáticamente el peso de la viga como carga repartida.

Problemas frecuentes y cómo resolverlos

Si la calculadora da un error o resultados que no esperabas, repasa estas causas habituales:

Matriz de rigidez singular: significa que la viga es inestable. Asegúrate de tener apoyos suficientes para impedir que se mueva libremente. Una viga biapoyada necesita como mínimo un apoyo fijo y uno móvil.
No aparece ningún resultado: comprueba que has introducido al menos un vano en las propiedades de la viga, al menos dos apoyos (o un empotramiento si es un voladizo) y al menos una carga.
La flecha va en el sentido contrario al esperado: recuerda que las cargas negativas actúan hacia abajo y que una flecha negativa es hacia abajo. Si la flecha sale hacia arriba, revisa el signo de las cargas.
Flechas enormes: comprueba que E e I están en las unidades correctas y tienen valores realistas. Un factor 10⁶ que falte en I hace que la flecha salga un millón de veces mayor.
Cargas fuera de la viga: asegúrate de que todas las posiciones de carga caen dentro de la longitud total. Una carga en la posición 10 m sobre una viga de 6 m provoca errores.

Y ahora, ¿qué?

Ahora que sabes manejar la calculadora, profundiza con estos recursos:

Abre la calculadora de vigas: pruébala ahora con tu propio problema.
¿Qué es una viga?: los distintos tipos de viga y cuándo usar cada uno.
Entender los diagramas de cortantes y momentos: cómo se leen a fondo.
Propiedades de los perfiles de acero: qué significan las propiedades que usa la calculadora.
Guía de análisis de celosías: cómo usar la calculadora de celosías, su herramienta hermana.

Preguntas frecuentes

¿Qué tipos de carga puede aplicar la calculadora de vigas?: Admite cuatro tipos: cargas puntuales, cargas repartidas (uniformes, triangulares o trapeciales, según las intensidades que pongas en cada extremo), cargas superficiales o de presión que se convierten en carga lineal con los anchos tributarios, y momentos aplicados en un punto. Puedes añadir tantas cargas como quieras y se superponen automáticamente. También hay una carga opcional de peso propio, calculada a partir de la masa por metro del perfil elegido (o del área de la sección si es propia).
¿Esta calculadora resuelve vigas continuas, hiperestáticas y voladizos?: Sí. Resuelve con el método directo de la rigidez, que trata tanto vigas isostáticas como hiperestáticas: voladizos (un solo empotramiento), vanos biapoyados y vigas continuas de varios vanos con apoyos intermedios. Una viga de varios vanos se construye añadiendo filas en la tabla de propiedades (cada fila es un vano), y los vanos contiguos pueden unirse con una unión rígida (transmite momento) o con una unión articulada (una rótula interna que no lo transmite). Hay apoyos fijos, móviles y empotramientos.
¿Qué diagramas produce la calculadora de vigas?: Genera un diagrama de la viga con los vanos, los apoyos y las cargas, un diagrama de cortante, uno de momento flector y uno de flechas, además de la tabla de reacciones y un resumen de los valores máximos. Todos se actualizan al instante en cuanto cambias cualquier dato. Pasando el cursor por un diagrama lees el valor exacto en cualquier punto, con retícula y etiqueta emergente.
¿La calculadora de vigas calcula la flecha?: Sí. Calcula la flecha vertical a lo largo de toda la viga y la dibuja como diagrama de flechas; el resumen de resultados indica la flecha máxima y el punto donde se produce. Usa la E y la I del perfil asignado o tus propios valores, de modo que puedes comparar el resultado con un límite de servicio como L/250 o L/360.
¿Qué convenio de signos usa la calculadora de vigas?: Las cargas hacia abajo se introducen con signo negativo y las de hacia arriba con signo positivo; los momentos aplicados son positivos en sentido antihorario. El diagrama de momentos usa por defecto el convenio estadounidense, con el momento de vano (positivo) por encima del eje, y un botón de volteo cambia al convenio contrario (por ejemplo el australiano). Una flecha negativa va hacia abajo.
¿La calculadora admite secciones escalonadas o distintas a lo largo de la viga?: Sí, a nivel de vano. Cada vano es una fila con su propia longitud, su E y su momento de inercia, así que puedes asignar una sección distinta a cada vano, por ejemplo un canto mayor en el vano más largo. Un vano usa una sección uniforme, de modo que para crear un escalón se parte la viga añadiendo un límite de vano en ese punto.