DISEÑO DE ESCALERAS APOYADAS EN VIGAS Y MUROS
2017
DISEÑO DE ESCALERAS APOYADAS EN VIGAS Y MUROS 1. ESCALERAS Las escaleras son elementos importantes en una edificación y necesitan ser analizadas con detenimiento no solamente como estructuras aisladas en sí, sino también como parte de un todo, especialmente, en el comportamiento sísmico. Por ello, se requiere tomar en cuenta los criterios adecuados para que las escaleras se encuentren lo suficientemente aisladas o ubicadas de modo que se pueda hacer un análisis con consideraciones lo más aproximado a la realidad. Se tienen escaleras desde las estructuralmente más simples, como son las de un tramo o dos tramas apoyadas longitudinalmente, y diseñadas como una losa cualquiera con armadura en un solo sentido; escaleras transversalmente; escaleras con escalones en voladizo o las más sofisticadas, cómo las autoportantes o helicoidales. Podríamos mencionar, además, desde un punto de vista constructivo, las escaleras vaciadas en sitio o las prefabricadas que pueden ser en su totalidad en tramos o por peldaños.
2. DIMENSIONAMIENTO DE ESCALERAS Y CARGAS SEGÚN LAS NORMAS VIGENTES A. DIMENSIONAMIENTO
Los tramos de escaleras tendrán t endrán como máximo 16 pasos continuos sin descanso intermedio.
Los descansos intermedios deberán tener una longitud de 90 cm.
Las escaleras en centros comerciales no tendrán mayores de 16 alturas ni descansos menores al ancho del tramo. Su ancho mínimo será 1.20 m y el máximo de 2.40 m.
a.
L=Luz (m)
b. P=paso c.
CP=Contrapaso
d. T=L/25~L/20 e. P (min)=25min f.
2cp + p=60~64 cm.
CONTRAPASO MINIMO:
18~20cm
(secundarias (secundarias “centros educativos “centros educativos””).
13~15cm
(lugares monumentales: estadios, coliseos).
15~17.5cm (edificios).
18 cm máx.) (locales comerciales).
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ANCHOS MINIMOS:
Viviendas
1.00 m.
Secundarias “Centros educativos”
0.80 m.
Auxiliares o de servicio
0.70 m
Caracol
0.60 m.
Edificios
1.20 m.
Locales comerciales
1.20 m.
B. CARGAS SEGÚN LAS NORMAS VIGENTES A.SOBRECARGAS De acuerdo al uso del reglamento nacional de edificaciones (RNE) y el reglamento nacional de la construcción (RNC) establecen:
Escalera secundaria “centros educativos”.
200kg/m2.
Viviendas y edificios residenciales (RNC).
200 kg/m2. 250 kg/m2~300kg/m2.
Viviendas y edificios residenciales (RNE) (Se usa comúnmente)
Edificios públicos
400 kg/m2.
Edificios de oficina
500 kg/m2.
Tribunas
500 kg/m2.
NOTA: El reglamento nacional de la construcción (RNC):
Viviendas y edificios residenciales 200 kg/m2
otros
500 kg/m2
a. Acabado: Se usa 100 kg/m2 b. Peso propio: Se utiliza el peso de la estructura
2 cos
2.4[(2) (cos )] CONCRETO ARMADO II
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3. TIPOS DE ESCALERAS 1. Escaleras de un solo tramo
161 . 121 161 . 121 18 101 CONCRETO ARMADO II
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2. Escaleras de dos tramos a. Apoyo superior deslizante
161 . 121 > ́ 2 161 . 121 ́ 18 ( 2 )
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b. Escaleras con apoyos fijos
161 . 121 101 1 9 ( 2 ) 101 161 . 121 CONCRETO ARMADO II
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3. ESCALERAS ORTOPOLIGONALES Debido a su geometría, se deduce que su análisis es diferente a las cosas anteriores.se puede considerar como una estructura aporticada de un vano. Se podrá, por lo tanto, utilizar el método de analogía de la columna. Por efectos de exactitud, sus apoyos sin empotramiento considerado: Por deflexiones angulares.
MAB=2EI/L (2 ɵA+ɵB-3δ/L) MBA=2EI/L (2 ɵB-ɵA-3δ/L) ΦA, Φb= Giros en los extremos. δ=Deflexión de un extremo con respecto al otro El fundamento se fundamenta en la analogía entre esfuerzos que se producen en una columna corta y los momentos que se producen en un pórtico.
Método de la analogía de la columna Consiste en el isomorfismo entre las formulas correspondientes a los momentos hiperestáticos en la estructura de un solo vano y de las tensiones en la sección principal de una pieza prismática corta, solicitada a compresión excéntrica. La sección de la columna se obtiene distribuyendo alrededor del eje de la estructura y centrado con él un ancho igual a la inversa del momento de inercia por el coeficiente de elasticidad. La carga a la que se somete tiene por valor unitario, a lo largo de un segmento transversal, el momento isostático que corresponde a e sa sección en la estructura real.
MT=Momento total. MS=momento en cualquier punto correspondiente a la estr uctura isostática.
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− − −2 −2 Y) Donde:
∫ ∫ ∫ ∫
∫∫ MX=PY; MY=PX
4. ESCALERAS APOYADAS TRANSVERSALMENTE a. Escaleras continuas Son escaleras cuyos escalones se apoyan en sus extremos de modo que se soportan como vigas independientes cada uno de ellos. Sus apoyos pueden ser considerados empotrados o vigas simplemente apoyadas de acuerdo a su condición de borde.
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Diseños para momentos positivos (luz)(M+) Se diseña como viga triangular con carga perpendicular a la inclinación de la escalera, debido a la posición del eje neutro.
Haciendo: tracción=compresión
0.85′˓ a √ 0.85′A˓S.FYTanɵ
Tan ɵ=AS FY
Momentos respecto al centroide de compresión:
AS FY d− 203
Diseños para momentos negativos (apoyos)
Se diseña como viga rectangular por la ubicación del eje neutro.
AS FY d− 203 a √ 0.A85′S. FY˓ CONCRETO ARMADO II
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Verificación por corte Se verifica corte a la distancia “d”
≥
Si no cumple se aumenta “d”
5. ESCALERAS AUTOPORTANTES En lo posible se debe evitar construir este tipo de escaleras debido a sus características de comportamiento estructural con mayor complicación que las anteriores tratadas. Sus características geométricas, específicamente, el descanso en voladizo y la congestión de carga dinámica que puede producirse en este en producirse un sismo, afectando significativamente no solamente al descanso sino al tramo inferior, al tramo superior y a los apoyos, en especial al superior; conciben que su uso de deba hacer solo en casos especiales. Escaleras de estas características, construidas últimamente en varios países, han sido aliviadas al máximo en su peso propio, utilizando casetones en el descanso sin disminuir su rigidez ni resistencia.
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4. MODELO ESTRUCTURAL Si los apoyos son vigas y/o zapatas:
Ñ=. Dónde: α=1.0, 0.9, 0.8
−Ñ=.+Ñ→ −Ñ=.+Ñ→ 6. METRADO ESTRUCTURAL
. ×. ××. . Acabado = 0.10 t/
×
S/C=S/C t/m2 b=
. .
ɵ
ɵ +
Cos ɵ=
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