Perfil doble T

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Fotografía de un perfil doble T usado para soportar el forjado del primer piso de una casa.

Un perfil doble T (o perfil I o H) es un perfil laminado o armado cuya sección transversal está formada por dos alas y un alma de unión entre ellas. Generalmente se usan como vigas de flexión, cuando los esfuerzos de torsión son pequeños.

Perfiles doble T normalizados[editar]

Existen diversos tipos de perfil doble T normalizado los más importantes:

Comportamiento general[editar]

Fig 1.Principales dimensiones de un perfil doble T esquemático.

Todos los perfiles doble T presentan un buen comportamiento para la flexión provocada por un momento flector cuya dirección vectorial sea perpendicular al alma central. De hecho, en esa situación los perfiles doble T constituyen una solución muy económica. Por esa razón los perfiles doble T se usan para vigas en flexión recta.

Sin embargo, los perfiles doble T no tienen tan buen comportamiento para un momento flector perpendicular a las alas o en casos de flexión esviada. Sin embargo, el principal problema resistente que presentan es su escasa resistencia frente a torsión. En casos de torsión grande es recomendable usar perfiles macizos o perfiles cerrados huecos. Otro hecho que debe tenerse en cuenta es que cuando un perfil doble T se somete a torsión sufre alabeo seccional, por lo que a la hora de calcular las tensiones es importante tener en cuenta el módulo de alabeo y el bimomento que sufre el perfil.

Valores de características resistentes[editar]

Las características resistentes relacionan los esfuerzos internos sobre una sección con las tensiones existentes sobre ella. El cálculo de los perfiles adecuados requiere por tanto conocer las características geométricas y resistentes. Por ejemplo en un perfil doble T asimétrico el centro de gravedad estará más cerca del ala grande, tomando como referencia la figura Fig 1, el centro de gravedad y el centro de cortante están situados a una altura:

h_G= \frac{1}{2}\frac{(h^2-e_f^2)e_w + e_f^2b_2 + (2h+e_f)b_1e_f}{(b_1+b_2)e_f+(h-e_f)e_w}
\qquad h_C = h\frac{b_1^3}{b_1^3+b_2^3}

El área y las áreas de cortante vienen dadas por:

A = (b_1+b_2)e_f+(h-e_f)e_w \qquad A_{Q,y} = e_wh \qquad
A_{Q,z} = \frac{5}{6}e_f(b_1+b_2)

Las características flexionales relevantes para el cálculo son los momentos de inercia (respecto al centro de gravedad y según ejes principales de inercia) y los momentos resistentes de flexión, que pueden calcularse sin dificultad a partir del teorema de Steiner.

Las características torsionales necesarias para el cálculo son el módulo de torsión (J), el momento de alabeo (Iω) y el momento resistente de torsión:[1]

J = \frac{(b_1+b_2)e_f^3+he_w^3}{3} \qquad
I_\omega = \frac{e_fh^2}{12}\frac{b_1^3b_2^3}{b_1^3+b_2^3} \qquad
W_T = \cfrac{J}{\max(e_f,e_w)}

Perfil doble T simétrico[editar]

Si la sección es simétrica es decir si b_1 = b_2 = b\; entonces varias de las fórmulas anteriores se simplifcan notablemente:

 \begin{matrix}
h_G = \cfrac{h}{2} & h_C =\cfrac{h}{2}\\ A= & A_Q=\\
I_z= \cfrac{1}{4}\left[\frac{(h-e_f)^3e_w+2e_f^3b}{3}+ 2h^2e_fb \right] &
W_z = \cfrac{2I_z}{h+2e_f}\\
I_y= & W_y = \cfrac{I_y}{b}\\
J = \cfrac{2be_f^3+he_w^3}{3} & W_T = \\
I_\omega = \cfrac{e_fh^2}{24}b^3 & \end{matrix}

Historia[editar]

Entre las primeras vigas con sección de doble T usadas en la edificación están las que se usaron en la Palm House (casa de la palmera), construida entre 1844 y 1848 por Richard Turner y Decimus Burton, ubicada en el Real Jardín Botánico de Kew en Londres. En 1853, en Nueva Jersey, William Borrow, de la Trenton Iron Company (TIC), se acercó a la idea de perfil de doble T. En 1855, Peter Cooper, el propietario de TIC, lanzó una viga doble T comercial de una sola pieza, que se denominó vigo Cooper.

Referencia[editar]

  1. Monleón, 1999, p.340

Bibliografía[editar]