Metal 3D Printing Design Guide

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) 3D printing for parts with reduced cost and little waste.

STEM Career Outlook

Wages, employment opportunities, and growth projections for STEM jobs.

CNC Machining Design Guide

Optimize your designs, reduce machining time, and lower your costs.

Selecting the Right 3D Printer

Discover how to choose the right 3D printer for your needs and the key performance attributes to consider.

more free publications

Materials

Design

Processes

Units

Formulas

Math
Glossary » Beams » Simply Supported » Uniformly Distributed Load » Three Equal Spans » Wide Flange Steel I Beam » W21 × 111
Wide Flange Steel I Beam | Single Span | Two Equal Spans | Three Equal Spans | Four Equal Spans

For a simply supported beam in three equal spans, we compute the displacement at the middle of the first and the third spans, and the maximum normal stress stress_max occuring at the second and third supports of the beam.
The tabulated data listed in this page are calculated based on the area moment of inertia (Ixx = 2670 in4) for the W21 × 111 Wide Flange Steel I Beam and the typical Young's modulus (E = 3.046 × 107 psi) of steels. Note that the typical yielding stress Yield of steels can range from 1.015 × 104 to 2.970 × 105 psi. The purpose of this page is to give a rough estimation of the load-bearing capacity of this particular beam, rather than a guideline for designing actual building structures. Please check your local building codes for regulatory requirements.
Note: The weight of the beam itself is not included in the calculation.
L = 3 ft
L = 5 ft
L = 10 ft
L = 15 ft
L = 20 ft
L = 25 ft
L = 30 ft
L = 40 ft
L = 50 ft
L = 60 ft
L = 70 ft
L = 80 ft
L = 90 ft
L = 100 ft
L = 125 ft
L = 150 ft
   
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 3.00 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 1.30 × 10-6 4.83
200 2.34 × 10-6 8.70
300 3.51 × 10-6 13.1
400 4.68 × 10-6 17.4
500 5.85 × 10-6 21.8
600 7.02 × 10-6 26.1
700 8.19 × 10-6 30.5
800 9.36 × 10-6 34.8
900 1.05 × 10-5 39.2
1000 1.17 × 10-5 43.5
2000 2.34 × 10-5 87.0
3000 3.51 × 10-5 131
4000 4.68 × 10-5 174
5000 5.85 × 10-5 218
6000 7.02 × 10-5 261
7000 8.19 × 10-5 305
8000 9.36 × 10-5 348
9000 1.05 × 10-4 392
1.00 × 104 1.17 × 10-4 435
2.00 × 104 2.34 × 10-4 870
3.00 × 104 3.51 × 10-4 1310
4.00 × 104 4.68 × 10-4 1740
5.00 × 104 5.85 × 10-4 2180
6.00 × 104 7.02 × 10-4 2610
7.00 × 104 8.19 × 10-4 3050
8.00 × 104 9.36 × 10-4 3480
9.00 × 104 0.00105 3920
1.00 × 105 0.00117 4350
2.00 × 105 0.00234 8700
3.00 × 105 0.00351 1.31 × 104
4.00 × 105 0.00468 1.74 × 104
5.00 × 105 0.00585 2.18 × 104
6.00 × 105 0.00702 2.61 × 104
7.00 × 105 0.00819 3.05 × 104
8.00 × 105 0.00936 3.48 × 104
9.00 × 105 0.0105 3.92 × 104
1.00 × 106 0.0117 4.35 × 104
2.00 × 106 0.0234 8.70 × 104
3.00 × 106 0.0351 1.31 × 105
4.00 × 106 0.0468 1.74 × 105
5.00 × 106 0.0585 2.18 × 105
6.00 × 106 0.0702 2.61 × 105
6.83 × 106 0.0799 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 5.00 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 1.00 × 10-5 13.4
200 1.81 × 10-5 24.2
300 2.71 × 10-5 36.3
400 3.61 × 10-5 48.3
500 4.52 × 10-5 60.4
600 5.42 × 10-5 72.5
700 6.32 × 10-5 84.6
800 7.22 × 10-5 96.7
900 8.13 × 10-5 109
1000 9.03 × 10-5 121
2000 1.81 × 10-4 242
3000 2.71 × 10-4 363
4000 3.61 × 10-4 483
5000 4.52 × 10-4 604
6000 5.42 × 10-4 725
7000 6.32 × 10-4 846
8000 7.22 × 10-4 967
9000 8.13 × 10-4 1090
1.00 × 104 9.03 × 10-4 1210
2.00 × 104 0.00181 2420
3.00 × 104 0.00271 3630
4.00 × 104 0.00361 4830
5.00 × 104 0.00452 6040
6.00 × 104 0.00542 7250
7.00 × 104 0.00632 8460
8.00 × 104 0.00722 9670
9.00 × 104 0.00813 1.09 × 104
1.00 × 105 0.00903 1.21 × 104
2.00 × 105 0.0181 2.42 × 104
3.00 × 105 0.0271 3.63 × 104
4.00 × 105 0.0361 4.83 × 104
5.00 × 105 0.0452 6.04 × 104
6.00 × 105 0.0542 7.25 × 104
7.00 × 105 0.0632 8.46 × 104
8.00 × 105 0.0722 9.67 × 104
9.00 × 105 0.0813 1.09 × 105
1.00 × 106 0.0903 1.21 × 105
2.00 × 106 0.181 2.42 × 105
2.46 × 106 0.222 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 10.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 1.60 × 10-4 53.7
200 2.89 × 10-4 96.7
300 4.33 × 10-4 145
400 5.78 × 10-4 193
500 7.22 × 10-4 242
600 8.67 × 10-4 290
700 0.00101 338
800 0.00116 387
900 0.00130 435
1000 0.00144 483
2000 0.00289 967
3000 0.00433 1450
4000 0.00578 1930
5000 0.00722 2420
6000 0.00867 2900
7000 0.0101 3380
8000 0.0116 3870
9000 0.0130 4350
1.00 × 104 0.0144 4830
2.00 × 104 0.0289 9670
3.00 × 104 0.0433 1.45 × 104
4.00 × 104 0.0578 1.93 × 104
5.00 × 104 0.0722 2.42 × 104
6.00 × 104 0.0867 2.90 × 104
7.00 × 104 0.101 3.38 × 104
8.00 × 104 0.116 3.87 × 104
9.00 × 104 0.130 4.35 × 104
1.00 × 105 0.144 4.83 × 104
2.00 × 105 0.289 9.67 × 104
3.00 × 105 0.433 1.45 × 105
4.00 × 105 0.578 1.93 × 105
5.00 × 105 0.722 2.42 × 105
6.00 × 105 0.867 2.90 × 105
6.15 × 105 0.888 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 15.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 8.12 × 10-4 121
200 0.00146 218
300 0.00219 326
400 0.00293 435
500 0.00366 544
600 0.00439 653
700 0.00512 761
800 0.00585 870
900 0.00658 979
1000 0.00731 1090
2000 0.0146 2180
3000 0.0219 3260
4000 0.0293 4350
5000 0.0366 5440
6000 0.0439 6530
7000 0.0512 7610
8000 0.0585 8700
9000 0.0658 9790
1.00 × 104 0.0731 1.09 × 104
2.00 × 104 0.146 2.18 × 104
3.00 × 104 0.219 3.26 × 104
4.00 × 104 0.293 4.35 × 104
5.00 × 104 0.366 5.44 × 104
6.00 × 104 0.439 6.53 × 104
7.00 × 104 0.512 7.61 × 104
8.00 × 104 0.585 8.70 × 104
9.00 × 104 0.658 9.79 × 104
1.00 × 105 0.731 1.09 × 105
2.00 × 105 1.46 2.18 × 105
2.73 × 105 2.00 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 20.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.00257 215
200 0.00462 387
300 0.00694 580
400 0.00925 773
500 0.0116 967
600 0.0139 1160
700 0.0162 1350
800 0.0185 1550
900 0.0208 1740
1000 0.0231 1930
2000 0.0462 3870
3000 0.0694 5800
4000 0.0925 7730
5000 0.116 9670
6000 0.139 1.16 × 104
7000 0.162 1.35 × 104
8000 0.185 1.55 × 104
9000 0.208 1.74 × 104
1.00 × 104 0.231 1.93 × 104
2.00 × 104 0.462 3.87 × 104
3.00 × 104 0.694 5.80 × 104
4.00 × 104 0.925 7.73 × 104
5.00 × 104 1.16 9.67 × 104
6.00 × 104 1.39 1.16 × 105
7.00 × 104 1.62 1.35 × 105
8.00 × 104 1.85 1.55 × 105
9.00 × 104 2.08 1.74 × 105
1.00 × 105 2.31 1.93 × 105
1.54 × 105 3.55 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 25.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.00627 335
200 0.0113 604
300 0.0169 906
400 0.0226 1210
500 0.0282 1510
600 0.0339 1810
700 0.0395 2110
800 0.0452 2420
900 0.0508 2720
1000 0.0564 3020
2000 0.113 6040
3000 0.169 9060
4000 0.226 1.21 × 104
5000 0.282 1.51 × 104
6000 0.339 1.81 × 104
7000 0.395 2.11 × 104
8000 0.452 2.42 × 104
9000 0.508 2.72 × 104
1.00 × 104 0.564 3.02 × 104
2.00 × 104 1.13 6.04 × 104
3.00 × 104 1.69 9.06 × 104
4.00 × 104 2.26 1.21 × 105
5.00 × 104 2.82 1.51 × 105
6.00 × 104 3.39 1.81 × 105
7.00 × 104 3.95 2.11 × 105
8.00 × 104 4.52 2.42 × 105
9.00 × 104 5.08 2.72 × 105
9.83 × 104 5.55 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 30.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.0130 483
200 0.0234 870
300 0.0351 1310
400 0.0468 1740
500 0.0585 2180
600 0.0702 2610
700 0.0819 3050
800 0.0936 3480
900 0.105 3920
1000 0.117 4350
2000 0.234 8700
3000 0.351 1.31 × 104
4000 0.468 1.74 × 104
5000 0.585 2.18 × 104
6000 0.702 2.61 × 104
7000 0.819 3.05 × 104
8000 0.936 3.48 × 104
9000 1.05 3.92 × 104
1.00 × 104 1.17 4.35 × 104
2.00 × 104 2.34 8.70 × 104
3.00 × 104 3.51 1.31 × 105
4.00 × 104 4.68 1.74 × 105
5.00 × 104 5.85 2.18 × 105
6.00 × 104 7.02 2.61 × 105
6.83 × 104 7.99 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 40.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.0411 858
200 0.0740 1550
300 0.111 2320
400 0.148 3090
500 0.185 3870
600 0.222 4640
700 0.259 5410
800 0.296 6190
900 0.333 6960
1000 0.370 7730
2000 0.740 1.55 × 104
3000 1.11 2.32 × 104
4000 1.48 3.09 × 104
5000 1.85 3.87 × 104
6000 2.22 4.64 × 104
7000 2.59 5.41 × 104
8000 2.96 6.19 × 104
9000 3.33 6.96 × 104
1.00 × 104 3.70 7.73 × 104
2.00 × 104 7.40 1.55 × 105
3.00 × 104 11.1 2.32 × 105
3.84 × 104 14.2 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 50.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.100 1340
200 0.181 2420
300 0.271 3630
400 0.361 4830
500 0.452 6040
600 0.542 7250
700 0.632 8460
800 0.722 9670
900 0.813 1.09 × 104
1000 0.903 1.21 × 104
2000 1.81 2.42 × 104
3000 2.71 3.63 × 104
4000 3.61 4.83 × 104
5000 4.52 6.04 × 104
6000 5.42 7.25 × 104
7000 6.32 8.46 × 104
8000 7.22 9.67 × 104
9000 8.13 1.09 × 105
1.00 × 104 9.03 1.21 × 105
2.00 × 104 18.1 2.42 × 105
2.46 × 104 22.2 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 60.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.208 1930
200 0.375 3480
300 0.562 5220
400 0.749 6960
500 0.936 8700
600 1.12 1.04 × 104
700 1.31 1.22 × 104
800 1.50 1.39 × 104
900 1.69 1.57 × 104
1000 1.87 1.74 × 104
2000 3.75 3.48 × 104
3000 5.62 5.22 × 104
4000 7.49 6.96 × 104
5000 9.36 8.70 × 104
6000 11.2 1.04 × 105
7000 13.1 1.22 × 105
8000 15.0 1.39 × 105
9000 16.9 1.57 × 105
1.00 × 104 18.7 1.74 × 105
1.71 × 104 32.0 2.97 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 70.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.385 2630
200 0.694 4740
300 1.04 7110
400 1.39 9470
500 1.73 1.18 × 104
600 2.08 1.42 × 104
700 2.43 1.66 × 104
800 2.78 1.89 × 104
900 3.12 2.13 × 104
1000 3.47 2.37 × 104
2000 6.94 4.74 × 104
3000 10.4 7.11 × 104
4000 13.9 9.47 × 104
5000 17.3 1.18 × 105
6000 20.8 1.42 × 105
6200 21.5 1.47 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 80.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 0.657 3430
200 1.18 6190
300 1.78 9280
400 2.37 1.24 × 104
500 2.96 1.55 × 104
600 3.55 1.86 × 104
700 4.14 2.17 × 104
800 4.73 2.47 × 104
900 5.33 2.78 × 104
1000 5.92 3.09 × 104
2000 11.8 6.19 × 104
3000 17.8 9.28 × 104
3630 21.5 1.12 × 105
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 90.0 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 1.05 4350
200 1.90 7830
300 2.84 1.17 × 104
400 3.79 1.57 × 104
500 4.74 1.96 × 104
600 5.69 2.35 × 104
700 6.64 2.74 × 104
800 7.58 3.13 × 104
900 8.53 3.52 × 104
1000 9.48 3.92 × 104
2000 19.0 7.83 × 104
2270 21.5 8.88 × 104
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 100 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 1.60 5370
200 2.89 9670
300 4.33 1.45 × 104
400 5.78 1.93 × 104
500 7.22 2.42 × 104
600 8.67 2.90 × 104
700 10.1 3.38 × 104
800 11.6 3.87 × 104
900 13.0 4.35 × 104
1000 14.4 4.83 × 104
1490 21.5 7.20 × 104
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 125 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 3.92 8380
200 7.06 1.51 × 104
300 10.6 2.27 × 104
400 14.1 3.02 × 104
500 17.6 3.78 × 104
600 21.2 4.53 × 104
610 21.5 4.61 × 104
Steel I Beam: W21 × 111 (Wide Flange 21 inch tall × 111 lbf/ft)
L = 150 ft
P (lbf/ft) w_max (in) stress_max (psi)
111 8.12 1.21 × 104
200 14.6 2.18 × 104
294 21.5 3.20 × 104
Additional Information
Related Pages
FREE Publications
Metal 3D Printing Design Guide

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) 3D printing for parts with reduced cost and little waste.

STEM Career Outlook

Wages, employment opportunities, and growth projections for STEM jobs.

CNC Machining Design Guide

Optimize your designs, reduce machining time, and lower your costs.

Selecting the Right 3D Printer

Discover how to choose the right 3D printer for your needs and the key performance attributes to consider.

more publications