Calculo de vigas de madera

Calculadora métrica de vigas de madera

Después de haber cubierto todos los aspectos básicos que necesitamos, por fin podemos dimensionar una viga de madera. Si no ha leído las entradas sobre Sistemas estáticos de cubiertas de madera, Cargas y Combinaciones de carga, le recomiendo que eche un vistazo antes de empezar a leer esta entrada del blog.

Para calcular las dimensiones de las vigas de madera, se deben realizar los cálculos de los estados límite últimos y de los estados límite de servicio. En el cálculo ULS, las dimensiones de la viga de madera se calculan a partir de los límites de los esfuerzos de flexión y cortante del material de madera. En el cálculo SLS, se comprueba que la viga de madera no supere un límite de deformación.

El sistema estático de una viga simplemente apoyada puede visualizarse como en la siguiente imagen. Consta de un rodillo (que absorbe una fuerza vertical V2) y un soporte con pasadores (que absorbe una fuerza vertical V1 y una fuerza horizontal H1).

Utilizaremos las cargas que supusimos en nuestra entrada del blog sobre Combinaciones de carga. Si quieres saber más sobre los diferentes tipos de cargas, qué son y cómo aplicarlas, puedes leerlo en este post.

Resistencia de las vigas de madera

A la hora de elegir qué tamaño de madera utilizar como viga, debemos tener en cuenta varios factores para no tener una viga de madera que pueda suponer un peligro para nosotros. Queremos elegir el tamaño de la madera que pueda soportar la carga de la viga que necesitamos aplicarle y que pueda soportar los efectos de la humedad, la temperatura extrema, la flexión y el cizallamiento (por nombrar algunos).

Aparte del tamaño de la viga, también disponemos de una amplia gama de selección de especies de madera y calidades comerciales. Cada especie y calidad de madera tiene su propio conjunto de valores de rigidez o diseño, que incluyen el esfuerzo de flexión, el esfuerzo cortante, los esfuerzos de tracción y compresión y el módulo de elasticidad. A continuación, ajustamos estos valores de diseño para tener en cuenta los efectos ambientales y térmicos a largo plazo mencionados anteriormente y ver si la viga de madera aún puede soportar la carga que prevemos que soportará. La realización de estos cálculos nos ayudará a elegir el tamaño de la viga y la especie que puede soportar la carga prevista y hacer frente a algunas cargas adicionales imprevistas y al debilitamiento natural de la madera con el paso del tiempo.

Calculadora de deformación de vigas de madera

El cálculo de vigas es la medición del esfuerzo y la flexión de una viga estructural cuando se le aplica una carga determinada. Muchos factores contribuyen a la capacidad de una viga para resistir la flexión, como las características de la viga, la carga y los apoyos. Calcular el desplazamiento de la carga de una viga simple mediante la ecuación de Euler-Bernoulli de la viga es sencillo, pero en la mayoría de las aplicaciones prácticas se utiliza software de vigas. Los cálculos de vigas se utilizan para garantizar la seguridad y evitar la sobreconstrucción en diversas disciplinas como la construcción y la aeronáutica.

Es necesario calcular la capacidad de carga de las vigas para construir estructuras con los materiales más ligeros y económicos, cumpliendo al mismo tiempo los requisitos de seguridad y manteniendo la calidad estética de la estructura. Toda la disciplina de la ingeniería estructural se dedica a este análisis y diseño, garantizando que los tejados no se derrumben bajo el peso de la nieve, que los aparcamientos subterráneos sean seguros cuando el tráfico circula por encima y que los rascacielos construidos a lo largo de fallas geológicas cumplan los requisitos de seguridad antisísmica. El cálculo de vigas también tiene sus aplicaciones en ingeniería mecánica, cuando se comprueba la resistencia a la carga de partes individuales de una máquina, como la carga que puede soportar el ala de un avión antes de desarrollar tensiones potencialmente peligrosas. Por último, los arquitectos deben tener en cuenta la deformación de las vigas al construir y renovar casas con construcción de postes y vigas y al considerar el impacto visual de suelos, tejados y balcones combados.

Dimensiones de las vigas de madera

ResumenCuando una viga de madera laminada encolada (MLV) con un agujero redondo se somete a un esfuerzo cortante y a un momento flector, el agujero se agrietará y fallará debido a un gran esfuerzo de tracción perpendicular a la fibra y a esfuerzos cortantes. Si se conocen las tensiones que actúan sobre el agujero, es posible estimar la carga de fractura. Sin embargo, es necesario obtener las tensiones que actúan sobre el agujero mediante análisis de elementos finitos, lo que requiere mucho tiempo. En este estudio, para estimar fácilmente la carga de fractura, propusimos una fórmula para estimar la capacidad portante en el momento de la fractura de un agujero obteniendo la tensión que actúa en el agujero mediante análisis de elementos finitos y una fórmula aproximada. La validez de la fórmula propuesta se verificó utilizando los datos experimentales existentes de una viga GLT. Como resultado, se confirmó que la ecuación propuesta puede estimar la carga de fractura de vigas GLT en Japón y que la ecuación propuesta puede estimar la carga de fractura de vigas GLT en países distintos de Japón con cierta precisión.