Propiedades de la sección
VISTA ACTUAL DE LA SECCIÓN
XY / PLANO DE LA SECCIÓN
mm
Introduce dimensiones válidas para crear la sección.
Esta calculadora de propiedades de sección gratuita obtiene el área, la posición del centroide (centro de gravedad), el momento de inercia, el módulo resistente elástico y el radio de giro de perfiles de acero estándar. Elige una región y un perfil — IPE, HEA, HEB, HEM, UPE y UPN europeos, perfiles W estadounidenses, secciones australianas o perfiles rusos GOST — y obtén al instante el dibujo de la sección y la tabla completa de propiedades, sin registro. Los valores se calculan a partir de la geometría del perfil, por lo que pueden diferir ligeramente de las tablas publicadas; consulta los detalles en el apartado de precisión más abajo.
Área, A (mm²). Es el área de la sección transversal del material. Permite obtener la tensión normal bajo una fuerza axial, σ = N / A, y el peso propio por metro de longitud.
Centroide. Es el centro geométrico del área. En secciones doblemente simétricas, como IPE, HEA o un tubo rectangular, se encuentra en el centro del perfil. En perfiles U, angulares y perfiles T se desplaza hacia la parte con mayor área. En flexión elástica, el eje neutro pasa por el centroide.
Momento de inercia, Ix e Iy (mm⁴). También llamado segundo momento de área. Describe cómo se distribuye el área respecto de un eje y determina la rigidez a flexión EI y, por tanto, la deflexión. Es una propiedad geométrica con unidades de longitud a la cuarta potencia, no el momento de inercia de masa utilizado en dinámica. Alejar el material de un eje aumenta I considerablemente.
Módulo resistente elástico, Wx y Wy (mm³). También denominado módulo de sección elástico. Se calcula como W = I / c, donde c es la distancia del eje a la fibra extrema. Permite obtener la tensión de flexión σ = M / W. Si las distancias a las fibras superior e inferior son distintas, la fibra más alejada da el módulo menor y determina la tensión máxima.
Wx,max y Wx,min (secciones asimétricas). Si una sección no es simétrica respecto del eje considerado — por ejemplo, un perfil T respecto de x o un perfil U respecto de y — las distancias a las dos fibras extremas son distintas, y también sus módulos. W = I / c es mayor para la fibra más cercana (Wx,max) y menor para la más alejada (Wx,min); lo mismo ocurre con Wy,max y Wy,min. En el acero, el límite elástico es igual en tracción y compresión, de modo que gobierna la fibra más alejada, con Wmin, y Wmax rara vez es necesario. En el hormigón las dos caras se comportan de forma diferente: la tracción está limitada por la resistencia a tracción y la compresión por la resistencia a compresión; la cara traccionada depende del signo del momento. Por ello se necesitan ambos módulos, por ejemplo para el momento de fisuración de una sección no fisurada, Mcr = fct · W, donde W corresponde a la cara traccionada. La calculadora solo considera secciones brutas: no incluye armaduras ni fisuración.
Módulo resistente plástico, Wpl,x y Wpl,y (mm³). Es el término geométrico del momento flector plástico, Mpl = fy · Wpl. Se calcula respecto del eje neutro plástico, que divide el área en dos mitades iguales. Que una sección pueda desarrollar realmente Mpl depende de su clase y del pandeo local, aspectos que esta herramienta no comprueba.
Radio de giro, ix e iy (mm). Se define como i = √(I / A). Se utiliza para calcular la esbeltez de un elemento comprimido, λ = L / i, por lo que está relacionado con el pandeo. El pandeo ocurre alrededor del eje con el menor i, que en la mayoría de los perfiles doble T es el eje débil.
Ejes principales de inercia de angulares, u y v (Wu y Wv). Un angular no es simétrico respecto de ningún eje paralelo a sus lados; por ello, su producto de inercia respecto de x e y no es cero. Los ejes centroidales para los que sí es cero son los ejes principales: u–u presenta el momento de inercia máximo y v–v el mínimo. En un angular de lados iguales están girados 45° respecto de los ejes paralelos a los lados. Wu y Wv son los módulos resistentes elásticos respecto de estos ejes, definidos como Wx y Wy. Los angulares simples suelen comprobarse respecto de u y v, y el pandeo ocurre alrededor del eje débil v–v, con el menor radio de giro.
Las mismas magnitudes tienen símbolos distintos según la norma de diseño. Esta tabla relaciona la notación de RodX con las convenciones europeas, estadounidenses y rusas más comunes. Los nombres de los ejes importan tanto como las letras.
| Magnitud | Calculadora RodX | Eurocode 3 | AISC (US) | GOST (RU) |
|---|---|---|---|---|
| Área | A | A | A | A |
| Momento de inercia, eje fuerte | Ix | Iy | Ix | Ix |
| Momento de inercia, eje débil | Iy | Iz | Iy | Iy |
| Módulo resistente elástico, eje fuerte | Wx | Wel,y | Sx | Wx |
| Módulo resistente elástico, eje débil | Wy | Wel,z | Sy | Wy |
| Módulo resistente plástico, eje fuerte | Wpl,x | Wpl,y | Zx | Wpl,x |
| Módulo resistente plástico, eje débil | Wpl,y | Wpl,z | Zy | Wpl,y |
| Radio de giro, eje fuerte | ix | iy | rx | ix |
| Radio de giro, eje débil | iy | iz | ry | iy |
La fuente de errores más habitual es el índice del eje. En Eurocode 3, el eje fuerte es y–y porque el índice identifica el eje alrededor del cual actúa el momento flector. En AISC y GOST, el eje fuerte es x–x. AISC también utiliza S para el módulo elástico y Z para el plástico. Relaciona cada símbolo con su definición en lugar de guiarte solo por la letra.
La calculadora incluye tablas de perfiles estándar de cuatro regiones. Se añaden nuevos catálogos regularmente.
| Región | Normas y series |
|---|---|
| EU | Perfiles doble T IPE, HEA, HEB, HEM; perfiles U (canales) UPE y UPN; angulares de lados iguales y desiguales; perfiles T obtenidos de IPE; perfiles tubulares CHS, RHS y SHS |
| US | Perfiles W (vigas de alas anchas); canales C; angulares de lados iguales y desiguales; tubos HSS redondos, rectangulares y cuadrados |
| AU | AS/NZS 3679.1: perfiles doble T de alas paralelas e inclinadas, perfiles U de alas paralelas y angulares de lados iguales y desiguales. AS/NZS 1163:2009: perfiles tubulares redondos, rectangulares y cuadrados |
| RU (CIS) | Perfiles doble T: GOST 8239-89, GOST 19425-74, GOST 26020-83, GOST R 57837-2017. Perfiles U: GOST 8240-97, GOST 8278-83. Angulares: GOST 8509-93, GOST 8510-86, GOST 19771-93, GOST 19772-93. Tubos: GOST 8732-78, GOST 8734-75, GOST 10704-91, GOST 8639-82, GOST 8645-68, GOST 30245-2003 |
Se incluyen los tipos más habituales: perfiles doble T y H, perfiles U, angulares, tubos cuadrados, rectangulares y redondos y, en el catálogo europeo, perfiles T obtenidos de vigas IPE. También hay formas simples macizas y huecas, como rectángulos y círculos, calculadas a partir de las dimensiones que introduzcas.
Elige una región y un perfil de la lista o busca por altura o momento de inercia requerido. La calculadora dibuja la sección con el centroide marcado y muestra la tabla completa de propiedades. Puedes editar las dimensiones de un perfil de catálogo, por lo que la herramienta también sirve para tamaños modificados o no estándar.
La herramienta solo proporciona propiedades geométricas. No incluye torsión, alabeo ni comprobaciones normativas.
La geometría del perfil, incluida la pendiente de las alas (patines) en los perfiles de alas inclinadas, se toma exactamente de las tablas de las normas. Después se calculan las propiedades a partir de esa geometría, en lugar de copiarlas de las tablas. La calculadora obtiene el área, el centroide y los momentos de inercia a partir del contorno mediante el teorema de Green y sustituye cada arco por 16 segmentos rectos. Los círculos y tubos redondos utilizan fórmulas exactas. Para un rectángulo y una sección doble T, los resultados coinciden exactamente con las fórmulas analíticas.
La diferencia respecto de los valores publicados en los catálogos suele ser de aproximadamente un 0,5 %. En casos poco frecuentes, sobre todo en secciones pequeñas, puede llegar al 1 %. Contribuyen tres factores:
Los valores calculados tienen precisión suficiente para el predimensionamiento, la comparación de alternativas y la revisión de una sección. Para los cálculos definitivos y las comprobaciones normativas, utiliza las propiedades de la tabla oficial de la norma o del fabricante.
Los rectángulos y círculos macizos y huecos se calculan como secciones brutas. No se consideran armaduras, fisuración ni secciones homogeneizadas.
Supongamos que quieres ver los perfiles U disponibles con una altura cercana a 120 mm. Elige la región, selecciona h como parámetro de búsqueda, introduce 120 y pulsa Intro o el botón de la lupa. La búsqueda muestra las tres alturas más cercanas. Haz clic en el perfil que necesites para cargarlo y dibujarlo en la calculadora.
La búsqueda por el momento de inercia requerido, que es el caso más habitual, funciona del mismo modo.
Elige un tipo de sección y define alturas, anchos, espesores y otros parámetros en el panel Geometría. Las propiedades se recalculan al instante. También puedes cambiar los parámetros con la rueda del ratón.
Una vez obtenidas las propiedades, puedes descargar el dibujo de la sección como archivo DXF y las propiedades como archivo TXT.
Es gratuita y no requiere registro. Los resultados aparecen al instante en cuanto eliges un perfil.
Hay catálogos de cuatro regiones: Europa (IPE, HEA, HEB, HEM, UPE, UPN, angulares y perfiles tubulares), Estados Unidos (perfiles W, canales C, angulares y HSS), Australia (AS/NZS 3679.1 y AS/NZS 1163) y Rusia/CEI (GOST). Se añaden nuevos catálogos regularmente.
La calculadora solo proporciona propiedades geométricas y no realiza comprobaciones normativas. Para los cálculos definitivos, utiliza las propiedades de la tabla oficial de la norma o del fabricante.
No. No se incluyen torsión ni alabeo; la calculadora obtiene área, centroide, momentos de inercia, módulos resistentes y radios de giro.
La geometría procede de las normas, pero las propiedades se calculan a partir de ella. El redondeo de las tablas, los arcos sustituidos por segmentos y las tolerancias de laminación producen pequeñas diferencias: normalmente alrededor de un 0,5 % y, en casos poco frecuentes, hasta un 1 % en secciones pequeñas.
La calculadora trabaja en milímetros. La mayoría de las tablas indican cm⁴ y cm³: divide los resultados entre 10 000 para los momentos de inercia (1 cm⁴ = 10 000 mm⁴), entre 1000 para los módulos resistentes (1 cm³ = 1000 mm³) y entre 100 para el área (1 cm² = 100 mm²).
Elige la región, selecciona Ix o Iy como parámetro de búsqueda, introduce el valor y pulsa Intro. La búsqueda muestra los tres valores más cercanos; al hacer clic en un perfil se carga en la calculadora.
Sí. Elige un tipo de sección, por ejemplo doble T, U, angular, T, tubo, rectángulo o círculo, y define sus dimensiones en el panel Geometría. No estás limitado a los tamaños de catálogo y las propiedades se actualizan al instante.
El momento de inercia I describe la rigidez de la sección y determina la deflexión mediante EI. El módulo resistente W es I dividido entre la distancia a la fibra extrema y permite obtener la tensión de flexión, σ = M / W.
En Eurocode 3 el índice identifica el eje alrededor del cual actúa el momento flector; por eso el eje fuerte es y–y, mientras que AISC y GOST utilizan x–x. AISC también escribe S para el módulo elástico y Z para el plástico. La tabla de notación anterior muestra la comparación completa.
Las propiedades de sección son datos de entrada para el análisis de vigas y pórticos. Puedes continuar con estas dos herramientas de RodX.