Calculadora de Deflexión en el Extremo de un Voladizo con Carga Puntual Intermedia — Online y Gratis

La fórmula clásica de deflexión de un voladizo con carga puntual asume que la carga actúa justo en la punta libre, pero en la práctica muchas cargas caen en un punto intermedio del voladizo, como una viga secundaria que llega antes del extremo.

Esta calculadora obtiene la deflexión en el extremo libre de un voladizo cuando la carga puntual actúa a una distancia intermedia, combinando la deflexión propia del punto de carga con la rotación que ese mismo punto le transmite al tramo sin carga hasta la punta.

El resultado siempre es menor que el de una carga equivalente aplicada directamente en la punta, porque parte del voladizo, más allá de la carga, no se flexiona directamente sino que simplemente gira como cuerpo rígido.

P a δ

Deflexión en el extremo libre: δ = P·a²·(3L-a) / (6·E·I)

¿Qué es Deflexión de Voladizo con Carga Intermedia?

Cuando una carga actúa antes de la punta de un voladizo, el tramo entre la carga y la punta no recibe ningún momento adicional (no hay nada más allá de la carga que lo genere), así que ese tramo final no se curva por sí mismo: simplemente gira, como una extensión rígida, siguiendo la pendiente que ya trae el voladizo justo en el punto de carga.

La deflexión total en la punta combina entonces dos efectos: la deflexión que ya tendría el voladizo si terminara justo en el punto de carga (equivalente a un voladizo más corto de longitud a), más el desplazamiento adicional que produce esa rotación del tramo final, multiplicada por la distancia que le queda hasta la punta (L-a). ¿Por qué esta deflexión siempre es menor que la de una carga puntual equivalente en la punta? Porque distribuir la misma carga más cerca del empotramiento reduce tanto el momento máximo como el brazo de palanca sobre el que actúa la rotación acumulada.

Esta combinación de deflexión directa más rotación es la misma lógica que usa el método de superposición para resolver vigas con cargas en cualquier posición.

Fórmulas utilizadas

Donde P es la carga puntual (kN), a es la distancia desde el empotramiento hasta el punto de aplicación de la carga (m), L es la longitud total del voladizo, desde el empotramiento hasta la punta libre (m), E es el módulo de elasticidad (GPa) e I es el momento de inercia de la sección (cm4). Cuando a = L, la carga está justo en la punta y la fórmula se reduce exactamente a la fórmula clásica P·L³/(3EI) del voladizo con carga en la punta.

Ejemplo resuelto paso a paso

Para una carga de P = 15 kN aplicada a a = 2.5 m del empotramiento, en un voladizo de longitud total L = 4 m, con E = 200 GPa e I = 8360 cm4:

δ = 15000 × 2.5² × (3×4 - 2.5) / (6 × 200×109 × 8.36×10-5) ≈ 8.88 mm

¿Cuándo usar esta calculadora?

Se usa cuando una carga puntual, como una viga secundaria, un equipo o una columna que descarga sobre el voladizo, no llega exactamente hasta la punta libre. También sirve para verificar cuánto se reduce la deflexión de un voladizo si una carga se reubica más cerca del empotramiento, útil al ajustar un diseño que no cumple con la deflexión admisible. ¿Tu voladizo tiene además su propio peso distribuido a lo largo de toda su longitud? Suma por superposición la deflexión de esta calculadora con la de la calculadora de voladizo con carga distribuida.

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