Los perfiles de acero laminado en caliente como los perfiles de alma llena tipo I y H o perfiles de alma llena, se fabrican mediante un proceso de moldeado a altas temperaturas. En general se comienza el proceso de moldeado con una pieza rectangular de tamaño considerable denominada palanquilla. Luego esta pieza se pasa a través de una serie rodillos que van generando de manera paulatina las dimensiones y geometría final del elemento a fabricar. Los perfiles tipo I nacen de la conceptualización de concentrar la mayor cantidad de área en los extremos superiores e inferiores de la sección transversal del elemento. Es decir, la sección idealizada a flexión se compone de dos placas paralelas al eje neutro del elemento denominadas alas o patines que generan un par de fuerzas en tensión y compresión que equilibran el momento actuante. Físicamente esta configuración es como se ha mencionado anteriormente idealizada por lo que se deben unir mediante un elemento delgado contenido en el eje neutro y a su vez perpendicular a las alas. Este elemento que une las alas es primordial para la configuración geométrica del perfil I, pero aporta muy poco a la de capacidad resistente a la flexión, esta es una de las razones por lo que se le denomina alma a este elemento. Los perfiles tipo I y H de alas de sección constante presentan filetes de arcos circulares en las uniones entre el alma y las alas. Esto con la finalidad de facilitar el proceso de laminado en caliente de las vigas.

1. STEEL DESIGN 02
ANGEL MANRIQUE
INGENIERO CIVIL ESPECIALISTA EN
ESTRUCTURAS
PROPIEDADES
GEOMÉTRICAS DE
VIGAS I CON ALAS DE
SECCIÓN CONSTANTE
FEBRERO 2023

2. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
Página 2 de 8 by Ing. Angel Manrique
INDICE
03 03
INTRODUCCIÓN OBJETIVO
03 04
BASES PARA EL DISEÑO CALIDAD DE LOS MATERIALES
04 04
GEOMETRÍA DE LA SECCION TRANSVERSAL ÁREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
04 05
PESO POR UNIDAD DE LONGITUD MOMENTOS DE INERCIA DE LA SECCIÓN
06 06
RADIO DE GIRO MÓDULO DE SECCIÓN
07 08
CONSTANTES TORSIONALES RESUMEN DE PARAMETROS GEOMÉTRICOS

3. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
Página 3 de 8 by Ing. Angel Manrique
01INTRODUCCIÓN
Los perfiles de acero laminado en caliente como los perfiles de alma llena tipo I y H o perfiles de alma llena,
se fabrican mediante un proceso de moldeado a altas temperaturas.
En general se comienza el proceso de moldeado con una pieza rectangular de tamaño considerable
denominada palanquilla. Luego esta pieza se pasa a través de una serie rodillos que van generando de
manera paulatina las dimensiones y geometría final del elemento a fabricar.
Los perfiles tipo I nacen de la conceptualización de concentrar la mayor cantidad de área en los extremos
superiores e inferiores de la sección transversal del elemento. Es decir, la sección idealizada a flexión se
compone de dos placas paralelas al eje neutro del elemento denominadas alas o patines que generan un par
de fuerzas en tensión y compresión que equilibran el momento actuante.
Físicamente esta configuración es como se ha mencionado anteriormente idealizada por lo que se deben unir
mediante un elemento delgado contenido en el eje neutro y a su vez perpendicular a las alas. Este elemento
que une las alas es primordial para la configuración geométrica del perfil I, pero aporta muy poco a la de
capacidad resistente a la flexión, esta es una de las razones por lo que se le denomina alma a este elemento.
Los perfiles tipo I y H de alas de sección constante presentan filetes de arcos circulares en las uniones entre
el alma y las alas. Esto con la finalidad de facilitar el proceso de laminado en caliente de las vigas.
02OBJETIVO
El presente documento está referido al cálculo de las pripiedades geométricas de perfiles I de alma llena con
alas de sección constante.
03BASES PARA EL DISEÑO
Documentos Técnicos
1. STEELDESIGN GUIDE 9. AISC 2003.TorsionalAnalysisofStructuralSteelMembers

4. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
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04CALIDAD DE LOS MATERIALES
4.1 ACERO ESTRUCTURAL
3
m
kgf
7850
³a
Peso unitario del acero
05GEOMETRÍA DE LA SECCION TRANSVERSAL
5.1. DIMENSIONES DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
IPE300
Tipo de perfil
Altura total de del perfil mm
300
hipe
Ancho del ala del perfil mm
150
bfipe
Espesor del ala del perfil mm
10.7
tfipe
Espesor del alma del perfil mm
7.1
twipe
Radio de filete mm
15
ripe
Figura 1. Geometría
06ÁREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
Área de las secciones planas 2
cm
51.88
twipe
tfipe
2
hipe
tfipe
bfipe
2
AAA
Área de los filetes 2
cm
1.93
2
ripe
Ã
2
ripe
2
AFil
2
cm
53.81
AFil
AAA
Aipe
Área total de la sección transversal
07PESO POR UNIDAD DE LONGITUD
3
m
kgf
7850
³a
Peso unitario del acero
kgf
m
1
42.24
m
m
1
³a
Aipe
Pmlipe
Peso por unidad de longitud

5. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
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08MOMENTOS DE INERCIA DE LA SECCIÓN
8.1 MOMENTO DE INDERCIA EJE X
Inercia de las secciones planas
2
2
tfipe
hipe
tfipe
bfipe
2
3
tfipe
bfipe
2
12
1
IxAlas
Inercia de las alas del perfil
4
cm
6719.55
IxAlas
3
tfipe
2
hipe
twipe
12
1
IxAlma
Inercia del alma del perfil
4
cm
1279.44
IxAlma
Inercia de los filetes
Centro de gravedad local de cada filete
mm
11.65
2
ripe
4
2
ripe
Ã
2
ripe
2
ripe
Ã
3
ripe
4
4
2
ripe
Ã
CGfilete
Figura 2. CGfilete
Inercia en el centro de gravedad de cada filete
2
Ã
3
ripe
4
CGfilete
4
2
ripe
Ã
2
2
ripe
CGfilete
2
ripe
4
ripe
Ã
9
4
16
Ã
ripe
3
ripe
12
1
IfileteCG
4
cm
0.04
IfileteCG
Inercia de los cuatro filetes eje X
4
cm
357.12
2
CGfilete
ripe
tfipe
2
hipe
4
2
ripe
Ã
2
ripe
4
IfileteCG
4
Ixfilete
Inercia total del perfil
4
cm
8356.11
Ixfilete
IxAlma
IxAlas
Ixipe
Inercia total del perfil eje X
8.2 MOMENTO DE INDERCIA EJE Y
Inercia de las secciones planas
4
cm
601.87
3
bfipe
tfipe
2
12
1
IyAlas
Inercia de las alas del perfil

6. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
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4
cm
0.83
3
twipe
tfipe
2
hipe
12
1
IyAlma
Inercia del alma del perfil
Inercia de los filetes
Inercia de los cuatro filetes eje Y
4
cm
1.07
2
CGfilete
ripe
2
twipe
4
2
ripe
Ã
2
ripe
4
IfileteCG
4
Iyfilete
Inercia total del perfil
4
cm
603.78
Iyfilete
IyAlma
IyAlas
Iyipe
Inercia total del perfil eje Y
09RADIO DE GIRO
cm
12.46
Aipe
Ixipe
rxipe
Radio de giro X
cm
3.35
Aipe
Iyipe
ryipe
Radio de giro Y
10MÓDULO DE SECCIÓN
10.1 MÓDULO DE SECCIÓN ELÁSTICO
3
cm
557.07
hipe
Ixipe
2
Sxipe
Módulo de sección elástico en X
3
cm
80.5
bfipe
Iyipe
2
Syipe
Módulo de sección elástico en Y
10.2 MÓDULO DE SECCIÓN PLÁSTICO X
Módulo de sección plástico de las secciones planas
2
tfipe
hipe
tfipe
bfipe
Zxipeala
Módulo de sección plástico
de las alas del perfil
3
cm
232.16
Zxipeala
2
tfipe
2
hipe
twipe
2
tfipe
2
hipe
2
1
Zxipealma
Módulo de sección plástico
del alma del perfil
3
cm
68.89
Zxipealma
Módulo de sección plástico de los filetes
CGfilete
ripe
tfipe
2
hipe
4
2
ripe
Ã
2
ripe
2
Zxipefilete
Módulo de sección plástico
de los filetes
3
cm
13.13
Zxipefilete

7. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
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Módulo de sección plástico total del perfil
3
cm
628.36
Zxipefilete
Zxipealma
Zxipeala
2
Zxipe
Módulo de sección plástico
total del perfil
10.3 MÓDULO DE SECCIÓN PLÁSTICO Y
Módulo de sección plástico de las secciones planas
3
cm
60.19
2
1
2
bfipe
tfipe
2
bfipe
2
Zyipeala
Módulo de sección plástico
de las alas del perfil
3
cm
1.76
2
twipe
2
twipe
tfipe
2
hipe
2
1
zyipealma
Módulo de sección plástico
del alma del perfil
Módulo de sección plástico de los filetes
CGfilete
ripe
2
twipe
4
2
ripe
Ã
2
ripe
2
Zyipefilete
Módulo de sección plástico
de los filetes
3
cm
0.67
Zyipefilete
Módulo de sección plástico total del perfil
3
cm
125.22
Zyipefilete
zyipealma
Zyipeala
2
Zyipe
Módulo de sección plástico
total del perfil
11CONSTANTES TORSIONALES
11.1 CONSTANTE TORSIONANTE
³1ipe
Coeficiente
0.18
2
tfipe
2
twipe
0.0725
2
tfipe
ripe
twipe
0.0865
tfipe
ripe
0.136
tfipe
twipe
0.22
0.042
³1ipe
D1ipe
Coeficiente
cm
1.92
tfipe
ripe
2
4
twipe
ripe
twipe
2
ripe
tfipe
D1ipe
Constante torsionante. STEEL DESIGN GUIDE 9
4
tfipe
0.42
4
D1ipe
³1ipe
2
3
twipe
tfipe
hipe
3
tfipe
bfipe
2
3
1
Jipe
4
cm
20.06
Jipe
11.2 CONSTANTE DE ALABEO
6
cm
126332.32
4
2
tfipe
hipe
Iyipe
Cwipe
Constante de alabeo. STEEL DESIGN GUIDE 9

8. STEEL DESIGN 02. Propiedades geométricas de vigas I con alas de sección constante
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11RESUMEN DE PARAMETROS GEOMÉTRICOS
VIGA "IPE300"
m
kgf
42.24
Pmlipe
Peso por ml
4
cm
8356.11
Ixipe
Inercia X
4
cm
603.78
Iyipe
Inercia Y
3
cm
557.07
Sxipe
Modulo elàstico X
3
cm
80.5
Syipe
Modulo elàstico Y
3
cm
628.36
Zxipe
Modulo plàstico X Figura 3. Resumen
de Geometría
3
cm
125.22
Zyipe
Modulo plàstico Y
4
cm
20.06
Jipe
Constante Torsional
6
cm
126332.32
Cwipe
Constante de alabeo