Las vigas en H, I y las secciones en caja a menudo se usan de manera indistinta, pero se comportan de manera diferente y tienen costos distintos de fabricación. Elegir la correcta es la optimización estructural más barata disponible, porque ocurre antes de cortar cualquier acero.
Esta guía define cada forma, las compara en una tabla, muestra cuándo usar cada una, trabaja un ejemplo de igual peso sobre rigidez y torsión, y explica cómo la forma influye en el costo de fabricación.
- Definiciones
- Tabla comparativa
- Cuándo usar cada una
- Ejemplo de peso y rigidez
- Costo de fabricación
- Errores comunes en especificaciones
- Preguntas frecuentes
Escrito por el Equipo de Ingeniería de Acero Guiguan. Publicado en octubre de 2026. Las cifras son valores típicos y se confirman por proyecto en nuestra cotización.
¿Qué es una viga I, una viga H y una columna de sección en caja?
Viga I
Una sección laminada con alas estrechas y cónicas. La cara interna de cada ala está inclinada (aproximadamente 1:6 en secciones GB/T 706, similar a las formas S de EE. UU.). El ancho del ala es pequeño en relación con la profundidad, por lo que la sección es fuerte alrededor del eje mayor y débil alrededor del eje menor. Ejemplo: GB I50a, 500 × 158 mm.
Viga H (ala ancha)
Alas anchas y paralelas de espesor constante. Las vigas H laminadas en China siguen la norma GB/T 11263 en tres series: HW (ala ancha, profundidad ≈ ancho, usadas como columnas), HM (media) y HN (estrecha, usadas como vigas). El equivalente en EE. UU. es la forma W. Cuando el tamaño requerido supera las secciones laminadas, construimos la sección a partir de placa como una H soldada o viga de placa, con almas de hasta 3,000 mm de profundidad.
Columna de sección en caja
Una sección rectangular o cuadrada cerrada hecha de cuatro placas soldadas, con diafragmas internos en las conexiones de vigas. Las columnas en caja se construyen con placas de hasta 100 mm de espesor y hasta 1,800 × 1,800 mm en nuestros talleres. Pueden llenarse con concreto (CFT) para columnas de gran altura. Detalles sobre columnas y vigas en caja soldadas.
Viga H vs viga I vs sección en caja: tabla comparativa
| Propiedad | Viga I | Viga H | Sección en caja |
|---|---|---|---|
| Ala | Cara interna estrecha y cónica | Ancha y paralela | Cerrada, cuatro paredes |
| Profundidad típica | 100–630 mm (laminada) | 100–900 mm laminada; soldada hasta 3,000 mm | 200–1,800 mm (soldada) |
| Rigidez del eje mayor | Buena | De buena a muy alta | Buena |
| Rigidez del eje menor | Baja | Media (HW alta) | Igual al eje mayor (cuadrado) |
| Rigidez torsional | Muy baja | Baja | Muy alta, 100× o más |
| Pandeo lateral-torsional | Rige temprano | Rige en luces largas sin arriostramiento | Rara vez rige |
| Conexiones | Incómodo: ala cónica necesita arandelas biseladas | Placas finales y escuadras atornilladas simples | Necesita diafragmas; placas pasantes o soldadura en obra |
| Superficie contra fuego / corrosión | Media | Media | La más baja por tonelada; interior sellado |
| Uso típico | Vigas ligeras, monorraíles, dinteles | Vigas, marcos PEB, columnas industriales | Columnas de gran altura y sísmicas, cordones de armaduras, puentes |
En resumen: la viga H es la predeterminada para vigas y la mayoría de columnas industriales. La sección caja es mejor cuando la columna se dobla sobre ambos ejes, soporta torsión o debe ser compacta. La viga I ha sido mayormente reemplazada por secciones HN, excepto para monorraíles y miembros secundarios ligeros.
Cuándo usar cada sección
Elija una viga H cuando
- La flexión sea principalmente sobre un eje: vigas de piso, cabios, vigas de grúa.
- Desee conexiones atornilladas con placas finales estándar o placas aletas.
- El miembro puede ser cónico para seguir el diagrama de momentos, como en los marcos de portal PEB.
- Los vanos van desde 6 hasta aproximadamente 40 m; por encima de eso, considere cerchas.
Elija una columna de caja cuando
- La columna soporta momentos en ambas direcciones, como en marcos de momento y columnas de esquina.
- Las cargas axiales son altas y la huella es limitada, como en núcleos de edificios altos y columnas perimetrales.
- El diseño sísmico requiere igual resistencia en ambas direcciones.
- Se planea un relleno de concreto para aumentar la capacidad y la resistencia al fuego.
- Los miembros soportan torsión, como vigas curvas, puentes y pasarelas voladizas.
Elija una viga en I cuando
- Un polipasto monorraíl corre sobre la brida inferior; las bridas cónicas se adaptan a muchas ruedas de carro.
- El miembro es acero secundario ligero y las secciones en I laminadas están disponibles localmente a menor costo.
Para vanos muy largos, ninguna forma es eficiente por sí sola. Ver armaduras de acero y estructuras espaciales, que ensamblamos en taller hasta 90 m.
Peso vs rigidez: dos ejemplos trabajados
Viga: I50a vs HN500×200
| Sección | Masa kg/m | Ix cm⁴ | Iy cm⁴ | Ancho de brida mm |
|---|---|---|---|---|
| I50a (GB/T 706) | 93.6 | 46,500 | 1,120 | 158 |
| HN500×200×10×16 (GB/T 11263) | 88.1 | 46,800 | 2,140 | 200 |
Propiedades nominales de sección de las tablas de secciones GB.
La sección HN es aproximadamente 6% más ligera con la misma rigidez en el eje mayor y casi el doble en el eje menor. Su brida más ancha también mejora la resistencia al pandeo lateral-torsional y deja espacio para pernos.
Columna: HW400 vs caja 400 con el mismo peso
| Sección | Masa kg/m | Ix cm⁴ | Iy cm⁴ | Torsión J cm⁴ |
|---|---|---|---|---|
| HW400×400×13×21 | 172 | 66,900 | 22,400 | aproximadamente 270 |
| Caja 400×400×14 | 170 | 53,700 | 53,700 | aproximadamente 80,500 |
Propiedades de la caja calculadas para una caja cuadrada de 14 mm, J mediante la fórmula de pared delgada (Bredt).
Con el mismo peso, el HW es 24% más rígido alrededor de su eje fuerte. La caja es 2.4 veces más rígida alrededor del eje débil y aproximadamente 300 veces más rígida en torsión. Para una columna que se dobla en ambas direcciones, la caja puede ser 15–25% más ligera que una sección H para la misma capacidad. Para una viga que se dobla en una dirección, la sección H es más ligera.
Cómo la forma de la sección influye en el costo de fabricación
La forma decide cuántas horas necesita cada tonelada. Las cifras a continuación son primas indicativas de fabricación sobre secciones H laminadas simples, FOB China, 2026.
| Tipo de sección | Operaciones principales | Prima indicativa USD/t | Impacto en el tiempo de entrega |
|---|---|---|---|
| H / I laminado | Sierra, taladro, placa final, pintura | línea base | Más corto |
| H soldado / H cónico | Corte de placa, soldaduras SAW en alas, enderezado | +100 a +200 | Corto |
| Viga de placa, alma profunda | Como H soldado, más rigidizadores y curvatura | +150 a +300 | Media |
| Columna caja | 4 costuras, diafragmas internos, ESW, 100% UT | +250 a +450 | Medio a largo |
| Mega columna multicavidad | Múltiples celdas, placa gruesa, precalentamiento, ajuste de prueba | +500 en adelante | 40–60 días |
Rangos indicativos, confirmados por cotización. Vea la tabla completa de precios en nuestra guía de costos.
Las columnas caja cuestan más por tonelada, pero aún pueden ser más baratas por edificio si ahorran tonelaje. Nuestro equipo de detallado compara ambas opciones bajo solicitud. Para rangos de precio por tonelada según tipo de estructura, vea el guía de costos 2026. Para trabajos de cajas de gran altura y mega columnas, vea acero comercial y de gran altura y el Sede de CGN, que usó 18,472 t de acero incluyendo mega columnas multicavidad.
Cuatro errores comunes en especificaciones de secciones
Estos son los problemas relacionados con secciones que señalamos con más frecuencia al revisar dibujos de exportación.
Especificar tamaños que no se laminan en China
Las formas W de EE.UU. y algunos tamaños europeos HE/IPE no tienen equivalente exacto en GB. Si el dibujo requiere W14×90, proponemos la sección HW o HM más cercana, o una H soldada con la misma profundidad, ala y alma. Acepte la lista de sustituciones antes de comenzar el detallado, no después de ordenar el material.
Columnas de caja sin detalles de diafragma
Una columna de caja necesita diafragmas internos en cada nivel de ala de viga. Si el diseño muestra solo el tamaño exterior, nuestros detallistas añaden diafragmas y soldaduras por electroescoria para adecuarse a las fuerzas de conexión y los envían para aprobación. El espaciamiento de diafragmas también decide cómo se empalma la columna para transporte.
Ignorar la longitud de envío
Una columna de 14 m que podría haberse empalmado a 11.8 m mueve todo el envío a plataformas planas. Coloque empalmes a aproximadamente un tercio de la altura del piso, donde los momentos son bajos, y mantenga las piezas dentro de 11.8 m. Vea el Guía de carga 40HQ.
Placa demasiado gruesa
Placas de más de 40 mm necesitan precalentamiento, valores de límite elástico reducidos y a menudo material grado Z. Dos placas más delgadas o un grado superior, como Q420GJC, pueden ser más económicos en general. Nuestra tabla de grados lista las bandas de espesor.
Preguntas que los ingenieros hacen sobre este tema
¿Necesita una respuesta específica para su proyecto? Nuestros ingenieros responden en 24 horas.
¿Es una viga H más fuerte que una viga I?
Con el mismo peso, una viga HN tiene aproximadamente la misma rigidez en el eje mayor que una viga I GB y aproximadamente el doble de rigidez en el eje menor, por lo que resiste mejor el pandeo. En ese sentido, sí.
¿Cuál es la diferencia entre HW, HM y HN?
Son las tres series de secciones H laminadas en caliente GB/T 11263. HW tiene ancho de ala cercano a la profundidad y se usa para columnas. HN es de ala estrecha y se usa para vigas. HM está en medio.
¿Cuándo es una columna de caja más barata que una columna H?
Cuando la columna se dobla en ambos ejes o soporta alta carga axial en un espacio reducido. El ahorro en tonelaje puede compensar la prima de fabricación de USD 250–450/t. Para flexión en un solo sentido, las columnas H suelen ser más baratas.
¿Pueden igualar las formas W de EE.UU.?
Las formas W no se laminan en China. Suministramos la sección H GB más cercana o una H soldada con las dimensiones exactas de W en Q355B, sujeto a la aprobación del ingeniero. Vea nuestra tabla de grados de acero para equivalentes.
