Descripción
Las vigas tipo I, específicamente aquellas con la designación “S” (American Standard Beam o Viga Estándar Americana), son perfiles estructurales de acero laminado en caliente que se caracterizan por su sección transversal en forma de la letra “I”.
Características principales:
Patines inclinados: La diferencia fundamental de las vigas “S” frente a otras vigas tipo I (como las vigas “W” o de patín ancho) es que las superficies internas de sus patines (las alas superior e inferior) tienen una pendiente o inclinación, típicamente del 16.67% (o una relación de 1:6).
Patines estrechos: Sus patines son relativamente más estrechos en comparación con la altura del alma (la parte vertical central).
Grosor del alma: El alma de una viga S suele ser más gruesa que la de una viga W de dimensiones similares, lo que le otorga una excelente resistencia a los esfuerzos de corte.
Nomenclatura: Se designan internacionalmente por su letra, seguida del peralte (altura) y el peso por unidad de longitud. Por ejemplo, una viga S10 x 35 indica un perfil estándar americano de aproximadamente 10 pulgadas de alto que pesa 35 libras por pie lineal.
Aplicaciones
Debido a su diseño robusto y la forma particular de sus patines, las vigas S se utilizan en escenarios muy específicos dentro de la industria metalmecánica y la construcción:
Sistemas de grúas y polipastos (Monorrieles): Esta es su aplicación más distintiva e indispensable. La inclinación de los patines interiores proporciona la vía de rodadura perfecta para que las ruedas cónicas de los carros de traslación (trolleys) de los polipastos se asienten y se centren automáticamente al desplazarse a lo largo de la viga, reduciendo el desgaste lateral.
Estructuras de maquinaria pesada: Se emplean extensamente en la fabricación de bases, bastidores y soportes para equipos industriales debido a la alta resistencia de su alma a las fuerzas de cizallamiento y fatiga.
Construcción e infraestructura: Aunque las vigas “W” las han desplazado en los pórticos principales de la mayoría de los edificios modernos (por su mejor relación peso/resistencia a la flexión), las vigas S se siguen utilizando para aplicaciones secundarias como dinteles, vigas de soporte de carga en almacenes, y estructuras para plataformas.
Industria automotriz y ferroviaria: Se utilizan en la fabricación de chasises, plataformas de camiones pesados, remolques y vagones de ferrocarril, donde se requiere un perfil estrecho pero capaz de soportar cargas dinámicas severas.
Trabajos de refuerzo y remodelación: Al ser uno de los perfiles estructurales más antiguos y clásicos, a menudo se prescriben para empatar, reforzar o reemplazar vigas en edificios antiguos, naves industriales o estructuras preexistentes que fueron diseñadas originalmente bajo estos estándares.
Norma de Fabricación
ASTM A36 / ASTM A572, G50 / ASTM A992
EN 10025: S235JR / S275JR
GB/T 700 (Q235B) / GB/T 1591 (Q345)
ESTÁNDARES
Estándares Vigas I
| Nombre | Descripción | Norma de fabricación | Tolerancias dimensionales |
|---|---|---|---|
| Viga I (S) | Estándar norteamericano | ASTM A36 / ASTM A572 G50 | ASTM A6/A 6M-07 |
| Viga IPN | Estándar europeo | EN 10025: S235JR / S275JR | EN 10024 |
| Viga I (GB) | Estándar chino | GB/T 700 (Q235B) / GB/T 1591 (Q345) | GB/T 706: 2016 |
Composición Química
Composición química
Valores en % de masa, según norma de fabricación.
| Norma | C máx | Mn | P máx | S máx | Si máx |
|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A36 | 0.26 | — | 0.04 | 0.05 | 0.40 |
| ASTM A572, G50 | 0.23 | 1.35 | 0.04 | 0.05 | 0.40 |
| EN 10025, S235JR | 0.17 t ≤ 40mm 0.20 40mm < t ≤ 100mm | 1.40 | 0.04 | 0.04 | — |
| EN 10025, S275JR | 0.21 t ≤ 40mm 0.22 t > 40mm | 1.50 | 0.04 | 0.04 | — |
| Q235B | 0.20 | 1.40 | 0.05 | 0.05 | 0.35 |
| Q345 | 0.20 | 1.70 | 0.04 | 0.04 | 0.50 |
Propiedades Mecánicas
Propiedades mecánicas
| Norma | Límite de fluenciaMPa | Resistencia a la tracciónMPa | Elongación mín 2"% |
|---|---|---|---|
| ASTM A36 | 248 | 400 - 550 | 23 |
| ASTM A572, G50 | 344 | 448 | 21 |
| EN 10025, S235JR | 235 t ≤ 16mm | 360 - 510 t ≤ 100mm | 26 t ≤ 40mm |
| EN 10025, S275JR | 275 t ≤ 16mm | 410 - 560 t ≤ 100mm | 23 3mm < t ≤ 40mm |
| Q235B | 235 | 370 - 500 | 26 |
| Q345 | 345 | 470 - 630 | 21 |
TABLA DE DIMENSIONES
Dimensiones y pesos
| Designaciónh × lb/pie | Peso | Dimensiones | Eje fuerte y-y | Eje débil z-z | Torsión / apoyo | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kg/m | lb/pie | hmm | bmm | twmm | tfmm | Amm²·10² | Iymm⁴·10⁴ | Wel.ymm³·10³ | Wpl.ymm³·10³ | iymm·10 | Avzmm²·10² | Izmm⁴·10⁴ | Wel.zmm³·10³ | Wpl.zmm³·10³ | izmm·10 | Ssmm | Itmm⁴·10⁴ | Iwmm⁶·10⁹ | |
| 3" x 5.7# | 8.48 | 5.7 | 76.2 | 59.18 | 4.32 | 6.60 | 10.80 | 105.00 | 27.50 | 31.50 | 3.12 | 4.19 | 18.90 | 6.39 | 10.60 | 1.32 | 27.90 | 3.00 | 0.23 |
| 4" x 7.7# | 11.46 | 7.7 | 101.6 | 67.60 | 4.90 | 7.44 | 14.50 | 255.00 | 50.00 | 57.10 | 4.18 | 6.07 | 31.60 | 9.28 | 15.90 | 1.47 | 31.30 | 3.17 | 0.72 |
| 5" x 10.0# | 15.00 | 10.0 | 127.0 | 76.20 | 5.40 | 8.28 | 18.90 | 509.00 | 80.20 | 91.40 | 5.20 | 8.07 | 49.20 | 12.90 | 22.30 | 1.60 | 35.00 | 4.92 | 1.77 |
| 6" x 12.5# | 18.60 | 12.5 | 152.0 | 84.63 | 5.89 | 9.12 | 23.60 | 913.00 | 120.00 | 137.00 | 6.22 | 10.20 | 75.50 | 17.80 | 30.60 | 1.79 | 37.30 | 7.14 | 3.92 |
| Designaciónh × b | Peso | Dimensiones | Eje fuerte y-y | Eje débil z-z | Torsión / apoyo | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kg/m | lb/pie | hmm | bmm | twmm | tfmm | r1mm | r2mm | Amm²·10² | dmm | Iymm⁴·10⁴ | Wel.ymm³·10³ | Wpl.ymm³·10³ | iymm·10 | Avzmm²·10² | Izmm⁴·10⁴ | Wel.zmm³·10³ | Wpl.zmm³·10³ | izmm·10 | Ssmm | Itmm⁴·10⁴ | Iwmm⁶·10⁹ | |
| 80 x 42 | 5.9 | 4.0 | 80 | 42 | 3.90 | 5.90 | 3.90 | 2.30 | 7.57 | 59.00 | 78 | 19.5 | 22.8 | 3.20 | 3.41 | 6.3 | 3.00 | 5.0 | 0.91 | 21.6 | 0.87 | 0.09 |
| 100 x 50 | 8.3 | 5.6 | 100 | 50 | 4.50 | 6.80 | 4.50 | 2.70 | 10.60 | 75.70 | 171 | 34.2 | 39.8 | 4.01 | 4.85 | 12.2 | 4.88 | 8.1 | 1.07 | 25.0 | 1.60 | 0.27 |
| 120 x 58 | 11.1 | 7.5 | 120 | 58 | 5.10 | 7.70 | 5.10 | 3.10 | 14.20 | 92.40 | 328 | 54.7 | 63.6 | 4.81 | 6.63 | 21.5 | 7.41 | 12.4 | 1.23 | 28.4 | 2.71 | 0.69 |
| 140 x 66 | 14.3 | 9.6 | 140 | 66 | 5.70 | 8.60 | 5.70 | 3.40 | 18.20 | 109.10 | 573 | 81.9 | 95.4 | 5.61 | 8.65 | 35.2 | 10.70 | 17.9 | 1.40 | 31.8 | 4.32 | 1.54 |
| 160 x 74 | 17.9 | 12.0 | 160 | 74 | 6.30 | 9.50 | 6.30 | 3.80 | 22.80 | 125.80 | 935 | 117.0 | 136.0 | 6.40 | 10.83 | 54.7 | 14.80 | 24.9 | 1.55 | 35.2 | 6.57 | 3.14 |
| 180 x 82 | 21.9 | 14.7 | 180 | 82 | 6.90 | 10.40 | 6.90 | 4.10 | 27.90 | 142.40 | 1450 | 161.0 | 187.0 | 7.20 | 13.35 | 81.3 | 19.80 | 33.2 | 1.71 | 38.6 | 9.58 | 5.92 |
| 200 x 90 | 26.2 | 17.6 | 200 | 90 | 7.50 | 11.30 | 7.50 | 4.50 | 33.40 | 159.10 | 2140 | 214.0 | 250.0 | 8.00 | 16.03 | 117.0 | 26.00 | 43.5 | 1.87 | 42.0 | 13.50 | 10.50 |
| 220 x 98 | 31.1 | 20.9 | 220 | 98 | 8.10 | 12.20 | 8.10 | 4.90 | 39.50 | 175.80 | 3060 | 278.0 | 324.0 | 8.80 | 19.06 | 162.0 | 33.10 | 55.7 | 2.02 | 45.4 | 18.60 | 17.80 |
| 240 x 106 | 36.2 | 24.3 | 240 | 106 | 8.70 | 13.10 | 8.70 | 5.20 | 46.10 | 192.50 | 4250 | 354.0 | 412.0 | 9.59 | 22.33 | 221.0 | 41.70 | 70.0 | 2.20 | 48.9 | 25.00 | 28.70 |
| 260 x 113 | 41.9 | 28.2 | 260 | 113 | 9.40 | 14.10 | 9.40 | 5.60 | 53.30 | 208.90 | 5740 | 442.0 | 514.0 | 10.40 | 26.08 | 288.0 | 51.00 | 85.9 | 2.32 | 52.6 | 33.50 | 44.10 |
| 280 x 119 | 47.9 | 32.2 | 280 | 119 | 10.10 | 15.20 | 10.10 | 6.10 | 61.00 | 225.10 | 7590 | 542.0 | 632.0 | 11.10 | 30.18 | 364.0 | 61.20 | 103.0 | 2.45 | 56.4 | 44.20 | 64.60 |
| 300 x 125 | 54.2 | 36.4 | 300 | 125 | 10.80 | 16.20 | 10.80 | 6.50 | 69.00 | 241.60 | 9800 | 653.0 | 762.0 | 11.90 | 34.58 | 451.0 | 72.20 | 121.0 | 2.56 | 60.1 | 56.80 | 91.80 |
| 320 x 131 | 61.0 | 41.0 | 320 | 131 | 11.50 | 17.30 | 11.50 | 6.90 | 77.70 | 257.90 | 12510 | 782.0 | 914.0 | 12.70 | 39.26 | 555.0 | 84.70 | 143.0 | 2.67 | 63.9 | 72.50 | 129.00 |
| 340 x 137 | 68.0 | 45.7 | 340 | 137 | 12.20 | 18.30 | 12.20 | 7.30 | 86.70 | 274.30 | 15700 | 923.0 | 1080.0 | 13.50 | 44.27 | 674.0 | 98.40 | 166.0 | 2.80 | 67.6 | 90.40 | 176.00 |
| 360 x 143 | 76.1 | 51.1 | 360 | 143 | 13.00 | 19.50 | 13.00 | 7.80 | 97.00 | 290.20 | 19610 | 1090.0 | 1276.0 | 14.20 | 49.95 | 818.0 | 114.00 | 194.0 | 2.90 | 71.8 | 115.00 | 240.00 |
| 380 x 149 | 84.0 | 56.4 | 380 | 149 | 13.70 | 20.50 | 13.70 | 8.20 | 107.00 | 306.70 | 24010 | 1260.0 | 1482.0 | 15.00 | 55.55 | 975.0 | 131.00 | 221.0 | 3.02 | 75.4 | 141.00 | 319.00 |
| 400 x 155 | 92.4 | 62.1 | 400 | 155 | 14.40 | 21.60 | 14.40 | 8.60 | 118.00 | 322.90 | 29210 | 1460.0 | 1714.0 | 15.70 | 61.69 | 1160.0 | 149.00 | 253.0 | 3.13 | 79.3 | 170.00 | 420.00 |
| 450 x 170 | 115.0 | 77.3 | 450 | 170 | 16.20 | 24.30 | 16.20 | 9.70 | 147.00 | 363.60 | 45850 | 2040.0 | 2400.0 | 17.70 | 77.79 | 1730.0 | 203.00 | 345.0 | 3.43 | 88.9 | 267.00 | 791.00 |
| 500 x 185 | 141.0 | 94.7 | 500 | 185 | 18.00 | 27.00 | 18.00 | 10.80 | 179.00 | 404.30 | 68740 | 2750.0 | 3240.0 | 19.60 | 95.60 | 2480.0 | 268.00 | 456.0 | 3.72 | 98.5 | 402.00 | 1400.00 |
| 550 x 200 | 166.0 | 111.5 | 550 | 200 | 19.00 | 30.00 | 19.00 | 11.90 | 212.00 | 445.60 | 99180 | 3610.0 | 4240.0 | 21.60 | 111.30 | 3490.0 | 349.00 | 592.0 | 4.02 | 107.3 | 544.00 | 2390.00 |
| 600 x 215 | 199.0 | 133.7 | 600 | 215 | 21.60 | 32.40 | 21.60 | 13.00 | 254.00 | 485.80 | 139000 | 4630.0 | 5452.0 | 23.40 | 138.00 | 4670.0 | 434.00 | 752.0 | 4.30 | 117.6 | 787.00 | 3814.00 |
| Designaciónh × b | Peso | Dimensiones | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kg/m | lb/pie | hmm | bmm | twmm | tfmm | r1mm | r2mm | himm | b1mm | dmm | Acm² | |
| 100 x 68 | 11.30 | 7.59 | 100 | 68 | 4.5 | 7.6 | 6.5 | 3.3 | 84.8 | 15.9 | 68.9 | 14.35 |
| 126 x 74 | 14.20 | 9.54 | 126 | 74 | 5.0 | 8.4 | 7.0 | 3.5 | 109.2 | 17.2 | 92.0 | 18.12 |
| 140 x 80 | 16.90 | 11.36 | 140 | 80 | 5.5 | 9.1 | 7.5 | 3.8 | 121.8 | 18.6 | 103.3 | 21.52 |
| 160 x 88 | 20.50 | 13.78 | 160 | 88 | 6.0 | 9.9 | 8.0 | 4.0 | 140.2 | 20.5 | 120.3 | 26.13 |
| 180 x 94 | 24.10 | 16.19 | 180 | 94 | 6.5 | 10.7 | 8.5 | 4.3 | 158.6 | 21.9 | 137.4 | 30.76 |
| 200 x 100 | 27.93 | 18.77 | 200 | 100 | 7.0 | 11.4 | 9.0 | 4.5 | 177.2 | 23.3 | 154.8 | 35.58 |
| 200 x 102 | 31.07 | 20.88 | 200 | 102 | 9.0 | 11.4 | 9.0 | 4.5 | 177.2 | 23.3 | 155.0 | 39.58 |
| 250 x 116 | 38.11 | 25.60 | 250 | 116 | 8.0 | 13.0 | 10.0 | 5.0 | 224.0 | 27.0 | 198.7 | 48.54 |
| 250 x 118 | 42.03 | 28.20 | 250 | 118 | 10.0 | 13.0 | 10.0 | 5.0 | 224.0 | 27.0 | 198.9 | 53.54 |
| 280 x 122 | 43.49 | 29.20 | 280 | 122 | 8.5 | 13.7 | 10.5 | 5.3 | 252.6 | 28.4 | 226.1 | 55.40 |
| 300 x 126 | 48.08 | 32.30 | 300 | 126 | 9.0 | 14.4 | 11.0 | 5.5 | 271.2 | 29.3 | — | 61.20 |
| 300 x 128 | 52.79 | 35.50 | 300 | 128 | 11.0 | 14.4 | 11.0 | 5.5 | 271.2 | 29.3 | — | 67.20 |
| 360 x 136 | 60.04 | 40.30 | 360 | 136 | 10.0 | 15.8 | 12.0 | 6.0 | 328.4 | 31.5 | 298.4 | 76.48 |
| 400 x 144 | 73.88 | 49.65 | 400 | 144 | 12.5 | 16.5 | 12.5 | 6.3 | 367.0 | 32.9 | 335.9 | 94.11 |
I = momento de inercia · Wel/Wpl = módulo elástico/plástico · i = radio de giro · Avz = área de cortante · Ss = longitud de apoyo · It = constante torsional · Iw = constante de alabeo · r1/r2 = radios de acuerdo. La tabla GB (china) lista solo dimensiones. Unidades indicadas en cada columna.
