Diagramas de Fuerza Cortante (Vy)
Cómo leer y usar el diagrama de cortante en CalcSteel — y cuándo el cortante, no el momento, gobierna el diseño
El diagrama de cortante muestra la fuerza transversal que cada sección debe transferir. Es el espejo del diagrama de momento — su pendiente — y alcanza su pico exactamente donde el momento es plano: en los apoyos. En acero es fácil olvidarlo, hasta que un vano corto y muy cargado o una conexión recortada lo hacen gobernar.
1. Leer el Diagrama de Cortante
Cortante y momento son dos vistas del mismo equilibrio. El cortante en cualquier sección es la pendiente del diagrama de momento, y la carga aplicada es la pendiente del diagrama de cortante:
Eso da tres reglas de lectura instantánea: una carga puntual crea un salto vertical igual a la carga; una carga uniforme crea una recta inclinada; y donde el cortante cruza el cero, el momento tiene un pico local. Las formas canónicas:
Biapoyada + carga uniforme: lineal, ±wL/2 en los apoyos, cero en el centro
Carga puntual central: bloques constantes de +P/2 y −P/2 con salto P bajo la carga
Voladizo + carga uniforme: triángulo que crece hasta wL en el empotramiento
2. Vy en CalcSteel — y dónde vive Vz
En el panel de diagramas, el botón de Esfuerzos (F) ofrece Vy — el cortante en la dirección y local, el que acompaña a la flexión de eje fuerte Mz. Se dibuja en verde, en el plano del eje fuerte de cada barra, evaluado en 21 estaciones. El cortante de eje débil Vz también se calcula: no se dibuja como diagrama, pero puedes leerlo en cualquier punto con la herramienta Probe (K) y aparece en los esfuerzos de extremo del informe de la barra.
Leer cortante en la práctica
- F → Vy — activa el diagrama de cortante. Valores en kN (kip en unidades imperiales); el pico de cada barra aparece en la píldora oscura de valor.
- K — Probe: haz clic a lo largo de la barra para leer Vy Y Vz interpolados en ese punto — útil cerca de apoyos y puntos de aplicación de carga.
- Orig / ENV / CB… — alterna entre caso aislado, combinación o envolvente. Para diseñar conexiones, toma el cortante ENV en el extremo de la barra.
- deslizador de escala — amplitud visual solamente (0,1×–10×). Si un diagrama se ve diminuto junto a una barra dominante, amplíalo — los números nunca cambian.
Consejo de cordura: el salto de Vy donde hay una carga puntual debe ser igual a la carga aplicada, y el cortante del extremo de la barra debe coincidir con la reacción del apoyo. Si no coinciden, busca cargas duplicadas o una liberación indebida.
3. Cuándo Gobierna el Cortante
En una sección I, prácticamente todo el cortante lo absorbe el alma — las alas casi no aportan. Para almas compactas la resistencia de diseño es el cortante plástico del área del alma; para almas esbeltas, el pandeo por cortante recorta la capacidad y los rigidizadores transversales se vuelven la solución económica (eso hacen las chapas verticales de los puentes):
- NBR 8800 — Cortante (sección 5.4.3) — cortante plástico, límites de esbeltez del alma y resistencia pos-pandeo.
- AISC 360 — Cortante (capítulo G) — el tratamiento americano, incluido el campo de tracción en almas rigidizadas.
- Conexiones — el cortante de extremo de cada viga es lo que su conexión debe transferir: pernos a corte, soldaduras, desgarro en bloque en extremos recortados.
Situaciones donde el cortante manda
- Vanos cortos: con relaciones vano/canto por debajo de ~10, el cortante tiende a gobernar antes que la flexión — típico de vigas de transferencia y pasillos muy cargados.
- Carga concentrada cerca de un apoyo: la carga viaja al apoyo casi toda como cortante, con poco momento que mostrar.
- Extremos recortados (cope): la sección reducida en la conexión puede fallar por desgarro en bloque mucho antes de que importen las verificaciones del centro del vano.
- Almas esbeltas: revisa la esbeltez del alma antes de confiar en el cortante plástico — por encima del límite, hacen falta rigidizadores o un alma más gruesa.
