UNIVERSIDAD NACIONAL “JORGE BASADRE GROHMANN”
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA
ESCALERAS Las escaleras y rampas son los elementos de la estructura que conectan un nivel con otro. La comodidad que brindan al usuario depende en gran medida de su inclinación. En este sentido, es recomendable una inclinación de 20º a 50º. Para pendientes menores lo usual es emplear rampas.
•
Las escaleras se utilizan para unir diferentes diferentes nieles o pisos en las edificaciones
•
Existen diferentes tipos de apoyos de escaleras escaleras entre las usuales usuales se se tiene: a) Con apoyo en los dos niveles niveles que conecta, conecta, puede ser de un tramo o de dos tramos b) Escaleras apoyadas en muros de concreto, el armado de los peldaños ingresa al muro c) Escaleras helicoidales
Generalmente los pasos miden entre 25 y 30 cm. y los contrapasos entre 16 y 19 cm. Como regla práctica seconsidera que una escalera bien proporcionada si cumple la siguiente relación: 61cm ≤ 2CP + P ≤ 64cm
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CONCRETO ARMADO I - ESCALERAS
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DONDE: P
= LONGITUD DE CADA PASO
Cp
= LONGITUD DE CONTRA PASO
t
= ESPESOR DE LA RAMPA DE ESCALERA
L
= PROYECCION HORIZONTAL DE LA LONGITUD DE LA ESCALERA
Otras relaciones que se suelen utilizar para proporcionar escaleras son: 43cm ≤CP + P ≤ 45cm
450cm2 ≤CP + P ≤ 480cm2
LIMITACIONES: A. PASO MINIMO: P= 25CM B. CONTRAPASO: i) Escaleras monumentales: de 13 a 15 cm ii) Casas y edificios de viviendas: de 15 a17.5 cm iii) Escaleras secundarias: de 18 a 20 csm (para azoteas) C. Ancho minimo de escaleras:
viviendas: 1m
Edificio y locales comerciales: 1.2 m
Secundarias: 0.7 a 0.8m
D. Cada tramo de escalera debe tener como máximo de 15 a 16 escalones o pasos y después debe intercalarse un descanso
Los descansos intermedio deben tener una longitud mínima de 1m
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Para el caso de escaleras curvas, las longitudes del paso y contrapaso se miden en la línea de huella, la cual se ubica a 60 cm. del pasamano. Uno de los tipos más comunes de escaleras es la que está constituida por una losa que se apoya en los dos niveles que conecta. Se emplea para luces pequeñas, de 3 a 4 m. Si las luces son mayores, se colocan vigas entre nivel y nivel, llamadas vigas guarderas, y la losa se apoya sobre éstas tal como se puede apreciar en la figura:
ESCALERA LOSA FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
ESCALERA APOYADA EN VIGA GUARDERA FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
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SOBRECARGAS: a) Viviendas: 200 kg/cm2 b) Para otros servicios como son edificio de oficina, centros educativos: 400 kg/cm2 c) Para casos especiales lo que determine el reglamento peruano de estructuras. d) Peso propio del acabado •
Usualmente se utiliza 100 kg/cm2
•
Para el caso de barandas de ladrillo o elementos pesados se debe calcular el peso correspondiente para incluirlo como sobre carga (s/c).
NOTA: i)
La altura
“ ”
t
de la rampa de la escalera se estima :
se puede tomar un valor promedio , para el valor de L en metros ,
, ,
ii) Los valores del peso P y contrapeso CP se toman según los especificado para cada tipo de escalera, según el servicio que presta iii) Refuerzo mínimo
,
siendo b= 100cm
iv) Refuerzo por temperatura: este se coloca perpendicular al refuerzo principal y en la parte baja de la rampa de la escalera v) Espaciamiento máximo : La separación máxima aceptable es de S=25cm, para el Ast para que la colocación de un ф3/8 se corresponda con cada paso.
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Distribución correcta del referzo:
FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM”
Distribución incorrecta del refuerzo
FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
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ESCALERAS EN EDIFICIOS En edificios,se suele aislar los descansos intermedios de la escalera para evitar que durante acciones sísmicas, éstos punzonen los muros o columnas adyacentes. Este tipo de escalera se denomina escalera autoportante. La escalera se analiza como un elemento de dos tramos. Las cargas aplicadas en el tramo inferior de la escalera generan tensión en el tramo superior mientras que las aplicadas en el superior, generan compresión en el inferior. Puesto que el concreto es eficiente en compresión, el tramo inferior se diseña sólo por flexión. Sin embargo, el tramo superior se diseña como un elemento sometido a flexión y tracción.
FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
Cargas para el diseño de estructura autoportantes FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
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Por su parte, la losa del descanso está sometida no sólo a la flexión generada por las cargas que actúan directamente sobre ella, sino a la torsión generada por las fuerzas de tensión y compresión en los tramos superior e inferior de la escalera. Para que este torsor sea lo menor posible, el refuerzo provisto para resistir la tensión en el tramo superior debe distribuirse lo más cerca posible del borde interior del elemento. De este modo se busca reducir el brazo de palanca del par.
TENSION EN EL DESCANSO DE ESCALERAS AUTOPORTANTES FUENTE:”DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO-TEODORO HARSEM ”
SIMPLIFICACIONES PARA EL ANÁLISIS A) Wu es la carga ultima de gravedad en donde se considera: *El peso propio de la escalera llamada rampa de la escalera *El peso de los peldaños *El peso de los acabados *El peso de la sobrecarga en la cual se considera posibles cargas dinámicas de impacto.
Wu
L
B) L es la longitud horizontal de la proyección de la longitud L de la escalera
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C) PESO PROPIO DE LA ESCALERA
Conociedno el área, el volumen y posteriormente su peso propio, todo corresponde a
Este volumen corresponde al un peldaño y por un metro de ancho de la escalera
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AHORA TENIENDO EL VOLUMEN POR METRO DE ANCHO DE LA ESCALERA Y POR UN METRO DE LONGITUD DE ESTA.
CP
Volumen P
2
1m COS ( ) P t
3
ml
POR CONSIGUIENTE EL PESO PROPIO DE LA ESCALERA SERIA:
SIMPLIFICACIONES DEL MODELO ESTRUCTURAL 1. ARTICULADO RODILLO
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2. Articulado-Articulado
El coeficiente de los momentos de seguridad dependen del nivel de articulaciones o del semi-empotramiento en el apoyo
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ESCALERAS CON DESCANSO a) Escalera con descanso superior El modelo estructural equivalente considera que los extremos A y C sirven de apoyo a la escalera y que además existe un apoyo en B que impide el desplazamiento vertical. Para un calculo practico y con valores aproximados se utilizan coeficientes como se muestra en la figura:
B
C
Apoyo no real
Wu1
Wu2
Se considera el Peso propio de la rampa + Peldaño
L1
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L2
Peso propio de la losa
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b) Escalera con descanso inferior Se considera como si en B existiera un apoyo. El modelado estructural es idéntico al anterior.
C
Apoyo no real
A
B Wu2 Wu1
L1
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L2
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c) Escalera con dos descansos en los extremos: El modelado estructural considera que para evitar el desplazamiento vertical en los puntos B y C, y evitar la inestabilidad de la escalera necesariamente la losa debe apoyarse sobre vigas en B y C. Por consiguiente se debe analizar como viga hiperestática y se debe efextuar los movimientos de sobrecargas para obtener los Mom Máx(+) y Mom Máx (-)
C
B
A L1
L2
L3
Wu2 Wu1
Wu3
Momento de seguridad
Momento de seguridad
Momento de seguridad
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ESCALERAS DE DOS TRAMOS a) Escalera de dos tramos con descanso intermedio Su modelado estructural se redefinirá como una viga continua, cuyos apoyos centrales serán un par de apoyos móviles , B YC. Los momentos de seguridad son criterizados según ACI; éstos también puedes ser encontrados por diferentes programas ,donde se evaluará a envolvente de la estructura.
b) Escalera de 2 tramos en dos sentidos pero el descanso apoyado en viga El modelado se analiza como una viga continua de tr es tramos i) ii)
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Se debe efectuar el movimiento de sobre cargas para obtener los máximos momentos Se debe considerar los moemntos de seguridad en A y D, según como se apoye la escalera (vigas o muros de concreto)
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Escalera de 2 tramos en dos sentidos pero el descanso apoyado en viga c) Escalera de 2 tramos en dos sentidos pero el descanso no se apoya en viga intermedia
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BIBIOGRAFIA: -APUNTES DEL INGENIERO ROMAN -DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO-TEODORO HARMSEN
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