Las vigas H-, también conocidas como vigas H de acero, son una opción común para estructuras de construcción de acero, pero no existe una sección única que funcione para todos los proyectos. Una viga utilizada en la estructura de un almacén puede tener requisitos muy diferentes a los de una utilizada en un hangar de aviones o en un taller industrial.
La elección se reduce a más dimensiones que las enumeradas en una tabla de secciones de acero. Los requisitos de carga, la luz, la calidad del acero, el estándar de diseño, los detalles de conexión y los requisitos de fabricación pueden afectar qué sección es adecuada. Comprender estos factores hace que sea más fácil comparar vigas H-y seleccionar una sección que se ajuste al proyecto.
¿Qué es una viga de acero en H?
Una viga H- consta de dos alas y un alma vertical. Las alas resisten principalmente la flexión, mientras que el alma soporta fuerzas de corte y conecta las dos alas.
El diseño en forma de H-coloca más acero donde es más eficaz para resistir la flexión. Esto le da a la viga buena resistencia y rigidez sin requerir una gran cantidad de acero. Como resultado, las vigas H-pueden transportar cargas pesadas de manera eficiente manteniendo su peso relativamente bajo.
¿Cuáles son las propiedades de las vigas H-?
La principal ventaja de una viga H-es su eficiente sección transversal-. Con el tamaño adecuado, ofrece una gran capacidad de carga-, buena rigidez y uso eficiente del material.
Las propiedades comunes de las vigas H-incluyen:
- Alta resistencia a la flexión
- Fuerte capacidad de carga axial
- Buena rigidez
- Relación eficiente entre fuerza-y-peso
- Compatibilidad con conexiones atornilladas y soldadas
- Disponibilidad en una variedad de tamaños y grados de acero
Debido a esto, las vigas H-funcionan como miembros estructurales verticales y horizontales: una columna en un proyecto, una viga o viga de techo en el siguiente. El rendimiento de una sección específica aún depende de cómo se produce, y ahí es donde-las secciones laminadas en caliente y soldadas comienzan a diferir.
¿Cuáles son los principales tipos de vigas H-?
Las vigas H-se dividen en dos categorías amplias según cómo se producen.
| Viga H-laminada en caliente | Viga H-soldada | |
| como se hace | Acero calentado enrollado para darle forma | Placas de acero cortadas y soldadas entre sí. |
| Flexibilidad de dimensiones | Perfiles fijos estándar | Profundidad personalizada, ancho de brida, espesor de placa |
| Mejor ajuste | Luces y cargas estándar | Secciones no-estándar, miembros de gran tamaño |
| Costo típico | Generalmente más económico | Más alto, refleja la personalización. |
Cuando un perfil estándar cumple con los requisitos estructurales, las secciones laminadas en caliente-normalmente son la opción más económica. Las secciones soldadas cuestan más, pero generan ese costo cuando un proyecto necesita algo fuera del rango estándar. Una red más profunda, una brida más ancha o una combinación de espesor inusual a menudo no es algo que un laminador produzca en el mercado.
Las secciones identificadas como formas W-(brida-ancha) son comunes en los Estados Unidos. Se parecen a una viga H-en sección transversal-, pero provienen de un sistema de designación separado. El nombre por sí solo no garantiza dimensiones o propiedades equivalentes. Los compradores deben comparar las especificaciones reales, no sólo el nombre de la forma.
¿Cómo se fabrica el acero para vigas H?
Las vigas H-se fabrican principalmente mediante dos métodos: laminación en caliente y soldadura.
Las vigas H-laminadas en caliente-comienzan como palanquillas de acero calentadas. Una serie de rodillos dan forma a las palanquillas en la sección en forma de H-, y luego el molino enfría, endereza, inspecciona y corta las vigas terminadas a la longitud requerida.
Las vigas H-soldadas parten de placas de acero planas. Los trabajadores cortan las placas al tamaño adecuado, las colocan para formar una sección en forma de H-y las sueldan entre sí. Luego enderezan, inspeccionan, cortan, perforan y tratan-la superficie de las vigas si es necesario.
El método de fabricación correcto depende del tamaño de sección requerido, el volumen de producción, el nivel de personalización y las especificaciones del proyecto.
¿Qué tamaños de haz H-hay disponibles?
Una especificación completa para vigas de acero H-cubre más que la profundidad total y el ancho del ala. También incluye el espesor del alma y el espesor del ala. Estas dimensiones determinan las propiedades reales de la sección.
Las tablas de tallas y pesos son un punto de partida útil para realizar comparaciones. Pero las mismas dimensiones nominales no siempre significan lo mismo bajo diferentes estándares. Los sistemas GB, ASTM y EN utilizan diferentes métodos de designación. Una sección que parece equivalente en papel puede tener diferentes dimensiones, tolerancias e incluso un grado de acero predeterminado diferente según cada norma. Para proyectos internacionales, vale la pena confirmar la especificación completa. Verifique las dimensiones y la clasificación juntas, en lugar de comparar los tamaños nominales solo.
El peso teórico de una viga H-proviene principalmente de su área de sección transversal-y de la densidad del acero. El peso real suministrado puede variar ligeramente según la tolerancia de fabricación y el estándar vigente.
¿Dónde se utilizan las vigas H-?
Las vigas H- van dondequiera que una estructura necesite un miembro que pueda soportar una carga significativa.
Como columnas, transfieren cargas verticales y laterales hasta los cimientos. La geometría de su sección-transversal les confiere una capacidad útil tanto contra la compresión axial como contra la flexión cuando la sección tiene el tamaño adecuado.
Como vigas o vigas, las vigas H-abarcan cargas de techo, piso y equipos a lo largo de la estructura. También son comunes en estructuras de soporte de grúas-, plataformas y otros soportes de equipos industriales.
Enedificios prefabricados de acero, las vigas H-normalmente forman el marco principal. Trabajan junto con correas, vigas, refuerzos, paneles de techo y sistemas de paredes. La sección que necesita un edificio determinado depende de su luz, altura, cargas, espacio entre tramos, aberturas, equipamiento y el código de diseño aplicable.
¿Cómo se elige el haz H-adecuado?
Seis pasos son los más importantes al seleccionar una viga H-.
Paso 1: identificar el papel estructural y el patrón de fuerza
Determine si el miembro es una viga sometida a flexión, una columna sometida a compresión, una riostra sometida a carga axial o una correa sometida a flexión ligera. Esto determina qué serie de secciones vale la pena considerar.
Paso 2: Calcule las cargas y fuerzas
Combine carga muerta, carga viva, viento, nieve y carga sísmica según el código vigente para obtener el momento de diseño, el corte y la fuerza axial que la sección debe soportar.
Paso 3: haga una selección preliminar
Calcule el tamaño de sección requerido a partir de esas fuerzas, luego consulte una tabla de secciones de acero para encontrar un candidato. Este paso es sólo una prueba aproximada de si la sección es lo suficientemente grande.
Paso 4: verificar la sección
Verifique la resistencia, luego la rigidez y luego la estabilidad general y local. Si alguna verificación falla, regrese al Paso 3 y elija una talla más grande.
Paso 5: Confirme el grado y el estándar del material
La norma aplicable establece el grado del material: GB Q235B o Q355B en China, ASTM A36 o A992 en EE. UU., EN 10025 S235 o S355 en Europa. La pendiente establece la resistencia del diseño, lo que determina el tamaño que debe tener la sección.
Paso 6: sopesar el costo y la capacidad de fabricación
Compare los candidatos que transmiten la capacidad de carga por kg/m, la facilidad de conexiones, las necesidades de galvanizado y protección contra incendios-y el tiempo de entrega de la planta. Solicite el más rentable-el que borre todos los cheques anteriores.
La viga H-adecuada equilibra los seis factores con las conexiones, el proceso de fabricación, el presupuesto y el cronograma de entrega del proyecto.
Preguntas frecuentes
¿Son las vigas H-adecuadas para estructuras de luces largas?
Pueden serlo, pero aún es necesario dimensionar la sección a partir del claro, las cargas, las condiciones de soporte y los límites de deflexión reales. No hay ninguna sección que califique como "larga-lapso" por sí sola.
¿Para qué se utiliza el acero para vigas H?
Las vigas H-se utilizan comúnmente en aplicaciones donde la alta resistencia a la flexión y la rigidez son importantes, como hangares de aviones, almacenes y otros edificios industriales-de gran envergadura.
¿Cuál es la diferencia entre haz H-y haz I-?
La principal diferencia es que, para el mismo peso, una viga H-generalmente ofrece mayor resistencia a la flexión. Esto hace que las vigas H- sean más adecuadas para marcos primarios en estructuras-de gran luz, mientras que las vigas I-a menudo se usan para miembros estructurales secundarios.
