Calculadora de Nave Industrial — Pórtico en 30 Segundos

Una calculadora de nave industrial convierte los cuatro números con los que arranca un proyectista — el vano (ancho libre), la longitud (número y separación de pórticos), la altura de alero y la pendiente de cubierta — en una estructura real con cantidades reales. Esta genera un pórtico simétrico a dos aguas, el caballo de batalla de naves industriales, almacenes, granjas, hangares y edificios agrícolas en todo el mundo, y devuelve las respuestas que una estimación de fase inicial realmente necesita: cuánto viento recibe la cubierta, qué tamaño deben tener el cabio y el pilar, y cuántos kilogramos de acero pesa el edificio entero.

Casi toda herramienta de "nave industrial" que se encuentra en línea es un formulario de captación de leads: introduces tus dimensiones y un comercial te envía un presupuesto por correo. No hay ingeniería detrás de la pantalla. Esta calculadora es lo contrario — es un modelo calculable. Calcula la presión dinámica según la norma de viento, los momentos flectores de diseño mediante la estática, criba el catálogo real de perfiles de acero para elegir la sección más ligera que cumple y suma el peso. El número aparece en pantalla en segundos, sin registro, sin muro de correo y sin marca de agua, y cada valor es una magnitud de forma cerrada que puedes comprobar a mano (el ejemplo resuelto de abajo hace exactamente eso).

Úsala para contrastar el tonelaje de un proveedor, comparar dos geometrías (¿es más ligero por m² un pórtico de 10 m o de 12 m?), enseñar cómo un pórtico soporta la carga, o como los primeros 30 segundos de un diseño que luego terminas en el editor 3D completo. Es una herramienta de cribado para predimensionado, y lo dice — pero un cribado construido sobre las mismas normas (NBR 6123 para viento, NBR 8800 / AISC 360 para la resistencia de las barras) que usa el diseño final.

1. Define la geometría. Introduce el vano (ancho transversal entre pilares), la separación entre pórticos, el número de pórticos, la altura de alero (altura del pilar) y la pendiente de cubierta en grados. El alzado transversal se redibuja en vivo — con las cotas de vano, alero, cumbrera y flecha, las bases articuladas y dos pórticos fantasma que sugieren el edificio prolongándose hacia atrás.
2. Define las cargas. La carga permanente es el peso permanente de la cubierta (chapa + correas + servicios), la sobrecarga de uso/impuesta es la acción de mantenimiento o la sobrecarga de cubierta — ambas en kN/m² de proyección en planta. Introduce el límite elástico del acero fy (250 MPa para acero al carbono común, 345/350 para alta resistencia).
3. Define el viento. Escribe la velocidad básica del viento V₀ (la racha de 3 s / periodo de 30 años de la NBR 6123 para tu emplazamiento — 30–45 m/s cubre la mayor parte de Brasil) y elige la categoría de rugosidad del terreno (II = campo abierto es la predeterminada). La calculadora calcula S2 a la altura media de cubierta y la presión dinámica q = 0,613·Vk².
4. Lee los resultados — ya están ahí. La franja de indicadores muestra el vano × longitud, la altura de cumbrera, la presión de viento, el cabio y el pilar dimensionados con sus utilizaciones, y el peso total de acero en kg y kg/m². Las tablas de desglose dan las acciones de diseño por pórtico y el despiece de barras.
5. Comparte o continúa. Copiar enlace de esta nave crea un enlace permanente que reproduce tu modelo exacto para un colega. Abrir la nave completa en el editor 3D genera la misma geometría como un proyecto CalcSteel editable y ejecuta el dimensionado completo NBR 8800 / AISC 360 — combinaciones de acciones, pandeo, segundo orden, correas, arriostramiento y uniones.

El selector SI ⇄ imperial convierte la geometría (m ↔ ft) y los pesos (kg ↔ lb, kg/m² ↔ lb/ft²); las entradas definidas por norma (cargas en kN/m², viento en m/s) permanecen en las unidades métricas en que están escritas las normas NBR.

La calculadora ejecuta un modelo transparente y comprobable a mano — sin caja negra:

Geometría. A partir del vano L, el alero H y la pendiente θ: la flecha es (L/2)·tg θ, la altura de cumbrera es H + flecha, y cada cabio mide (L/2)/cos θ. La longitud del edificio es (pórticos − 1)·separación y la proyección en planta es L × longitud.

Viento — el motor real de la NBR 6123 (el mismo del editor). Este es el diferencial clave: la calculadora no reimplementa una fórmula de viento pobre. Llama al motor de viento exacto de CalcSteel — computeVelocityPressure() para la presión dinámica y lookupWallCp() / lookupRoofCp() para los coeficientes de presión externa — alimentándolo con una instantánea incorporada de la norma NBR 6123 que el editor 3D carga desde la API. El motor evalúa Vk = V0·S1·S2·S3 con S2 = b·(z/10)^p a la altura media de cubierta z, usando los parámetros de rugosidad Clase B tabulados b, p de la categoría de terreno seleccionada (I → V). La topografía S1 y el factor estadístico S3 (grupo de ocupación 2) se toman como 1,0 en el cribado — superpónlos en el análisis completo. La presión dinámica es q = 0,613·Vk² (Pa, mostrada en kN/m²). La carga lineal en la pared a barlovento sobre un pilar es w = Cpe·q·s, donde el Cpe = +0,7 de la pared a barlovento viene directo de la tabla de presión externa de la NBR 6123 (no un valor supuesto), y s es la separación entre pórticos. Los Cpe de cubierta a barlovento/sotavento (por ejemplo −0,6 / −0,4 en una pendiente de 10°) provienen de los mismos coeficientes de dos aguas tabulados.

Acciones de diseño por pórtico interior. El pórtico soporta un ancho tributario igual a la separación entre pórticos. La carga lineal de gravedad sobre el cabio (proyección horizontal) se mayora a ELU como w = 1,4·permanente + 1,5·sobrecarga por s (combinación normal de la NBR 8800). El viento se mayora por 1,4. Las fuerzas de diseño del cribado son:

• Cabio: el momento flector libre Md = w·L²/8 — la envolvente biapoyada, una cota superior segura para un pórtico rígido con acartelamientos.
• Pilar: axil N = w·L/2 (la mitad de la carga vertical del pórtico) más un momento flector de viento Md = w·H²/8 (base articulada, restringida en el alero por el plano de cubierta).

Dimensionado de barras. Todo el catálogo de perfiles I/H (serie W) doblemente simétricos se criba, del más ligero al más pesado, usando la resistencia de la NBR 8800 fRd = fy/1,10 (γa1). El cabio es la sección más ligera cuya capacidad elástica de momento Mrd = Sx·fRd cubre Md. El pilar es la sección más ligera que satisface la interacción viga-columna de la AISC 360 H1-1 N/Nrd + (8/9)·M/Mrd ≤ 1 (con Nrd = A·fRd). Las propiedades de sección (Sx, A) se calculan a partir de las dimensiones nominales de chapa de cada perfil.

Despiece de peso. Acero primario = 2 pilares de altura H y 2 cabios de la longitud inclinada, por pórtico. Una mayoración secundaria de +45 % sobre el peso primario considera correas, largueros y arriostramiento — típico de naves ligeras de pórtico inclinado. La intensidad es el acero total dividido por la proyección en planta. Son cifras de estimación; el tonelaje exacto proviene del modelo 3D detallado.

Busca "steel building calculator" y obtienes dos tipos de resultado: generadores de presupuesto (dimensiones dentro, un comercial fuera) y estimadores de coste (dólares por pie cuadrado con cero contenido estructural). Ninguno te da un solo número de ingeniería. Esta herramienta es una categoría de uno:

• Salida estructural real, al instante. Presión de viento, momentos de diseño, las designaciones reales de perfil del cabio y del pilar, utilizaciones y el peso de acero en kg y kg/m² — visibles al cargar, antes de tocar nada.
• La sección más ligera que cumple, cribada en vivo contra el catálogo real de 454+ perfiles I/H — no una suposición fija de "usamos W250".
• El motor de viento real, no una fórmula de juguete. La presión dinámica y los coeficientes de presión de pared/cubierta provienen del mismo motor NBR 6123 que ejecuta el editor 3D de CalcSteel (computeVelocityPressure + lookupWallCp/lookupRoofCp), alimentado por la norma NBR tabulada — sin aproximaciones rededucidas. La NBR 8800 (con una verificación cruzada de la AISC 360) gobierna la resistencia de las barras.
• Un croquis de tablero con cotas — cotas de vano, alero, cumbrera y flecha, bases articuladas, la carga de gravedad proyectada y la presión de viento anotadas, los perfiles dimensionados rotulados sobre las barras — no un render de marketing.
• Compartible y gratis. Un enlace permanente reconstruye tu nave exacta para un colega; nada queda tras muro de pago o marca de agua.
• Un clic hacia lo de verdad. Abrir la nave completa en el editor 3D genera la misma geometría como un modelo editable y ejecuta la verificación completa NBR 8800 / AISC 360 — combinaciones, pandeo, segundo orden, uniones. La estimación de 30 segundos y el diseño final son la misma plataforma.

Lee esto antes de confiar en el número para cualquier cosa más allá de un cribado:

• Pórtico simétrico a dos aguas, barras prismáticas (sin acartelamiento modelado — los pórticos reales acartelan el alero, lo que permite a un cabio más ligero soportar más, así que el cabio aquí es ligeramente conservador).
• Módulo elástico de sección Sx para la resistencia a flexión (sin Mp plástico, sin bonificación de sección compacta).
• El pandeo no se verifica. El pandeo lateral con torsión del cabio y el pandeo por flexión/torsión del pilar pueden gobernar barras reales — el cribado usa la resistencia de la sección bruta fRd = fy/1,10 y Nrd = A·fRd. La verificación completa se ejecuta en el editor 3D.
• Una combinación gobernante por barra (gravedad para el cabio, axil de gravedad + momento de viento para el pilar). El diseño real envuelve varias combinaciones, incluyendo la succión por viento que puede invertir el momento en el cabio.
• El viento ejecuta el motor real de la NBR 6123 para q y las tablas de Cpe, pero el cribado fija S1 = S3 = 1,0 (terreno llano, ocupación grupo 2) y carga un único pórtico con el Cpe de pared a barlovento. La presión interna (Cpi), la distribución por zona en cubierta y otras direcciones de viento — todas disponibles en el motor — no se envuelven aquí; el análisis completo en el editor 3D las aplica.
• El acero secundario (correas, largueros, arriostramiento) es una mayoración de +45 %, no un dimensionado barra por barra.
• Sin efectos de segundo orden (P-Δ), sin límite de servicio de desplome, sin dimensionado de unión ni de placa base, sin cimentación.

En resumen: un predimensionado rápido y basado en normas que cae dentro del rango de ingeniería para tonelaje y tamaño de barra — y una rampa clara hacia el modelo completo, donde cada uno de estos límites se levanta.