Estructuracin y Cargas Escaleras

Estructuracin y Cargas Escaleras

A. INTRODUCCION:como es sabido una estructura de ingeniera se disea satisfactoriamente si puede ser construida teniendo en cuenta la economa y si a travs de su vida til puede soportar su vida til puede soportar las cargas esperadas cumpliendo su funcionalidad el proceso de diseo de un sistema estructural (entendindose como estructura un conjunto de partes y componentes que se combinan ordenadamente para cumplir una funcin dada) comienza con la formulacin de objetivos que se pretenden alcanzar, principalmente el de optimizar recursos, mxima resistencia y costo mnimo. En una edificacin se debe mantener presente que una de las estructuras mas importantes de una obra sern las escaleras ya que su funcin no solo es la de circulacin sino tambin con fines estticos por lo tanto su anlisis debe ser realiza con sumo inters para poder dotar de seguridad la escalera.B. OBJETIVOS Hacer un anlisis de la escalera, es decir obtener sus caractersticas a travs de la prctica y la teora de cada uno de sus elementos que la conforman. Conocer el comportamiento de la escalera. Obtener las reacciones que se presentan en la escalera, ya que estas servirn para el clculo del cimiento que soporta la escalera.C. MARCO TEORICO1. Historia de las escaleras. Breve historia de las escaleras. La historia de las escaleras se remonta a las primeras construcciones del hombre. El acceso a las primeras cabaas sobre pilotes ya se realizaba con escaleras. En las construcciones sobre pilotes de fecha mas reciente, se reconocen aun los orgenes de las escaleras. Este elemento constructivo deba, en primer lugar, satisfacer una finalidad concreta, aunque a lo largo del tiempo recibi un carcter sacro. La escalera servia, en sentido figurado, para ascender a la altura divina, como conexin entre el cielo y la tierra. A este respecto es ejemplar el caso de la torre de babel, que no era sino una rampa helicoidal. Tambin pertenece a este gnero la escalera bblica de Jacob, las pirmides escalonadas de Egipto, la llamada escalera celestial de Shantung en China y las escaleras astronmicas de la India. Las escaleras indias, al igual que la mayora de estas instalaciones, servan tambin para fines cientficos. Todas las escaleras de este tipo simbolizan el cansado y peligroso ascenso hacia el sol, hacia a luz y hacia los dioses. En la Edad Media, las escaleras solan situarse en las torres y miradores de los castillos y conventos; esta ubicacin responda a problemas estructurales y reflexiones estratgicas sobre la defensa de esto edificios. Durante el renacimiento, sobre todo en la poca de la ilustracin, los hombres empezaron a liberarse de las coerciones religiosas y feudales. Esta evolucin puede reseguirse tambin en el diseo de las escaleras: aparecieron escaleras invitadoras, espaciosas y representativas. Fue aumentando las in fluencia de la escalera en la composicin de la fachada. Detrs de los grandes ventanales de las puertas se revela la existencia de una escalera. En el Barroco, la escalera se traslado al interior de edificio transformndola en un elemento constructivo interior. Se convirti en un recorrido en el que la vida se presentaba como acto efmero de subir o bajar, pero tambin en un escenario de las pretensiones de prestigio personal. Un buen ejemplo de esto es la escalera de la Residencia de Wurzburg. Las caractersticas de la burguesa, de antes de principio de siglo, tambin se reflejaba en la construccin de escaleras: en la zona de entrada se construan grande y complicadas escaleras y barandillas. En las plantas superiores la escalera se estrechaba cada vez ms hasta llegar al primer piso. De esta manera la reputacin social de los habitantes de un edificio de alquiler quedaba patente al subir de planta.2. El peldao.El peldao es el elemento de la escalera sobre el que se apoya el pie en el ascenso o descenso. Cualquier peldao que encontremos queda definido por un plano horizontal y otro vertical.Elemento horizontal del peldao. La huella (h): es la distancia en proyeccin horizontal entre los cantos anteriores de dos peldaos consecutivos, o entre el canto anterior del rellano y el del peldao de arranque o desembarco. La superficie de la huella: es la cara superior de la pieza de huella donde se asienta el pie. Con fin de evacuar el agua en escaleras de exterior, dicha superficie deber tener una pendiente del 0.5 al 1%. En rampa-escaleras esta pendiente es mayor. El frontal de la huella: es una superficie vertical, inclinada, moldurada, torneada, etc., que remata la parte delantera de la pieza de huella. El canto de la huella: es la arista de interseccin entre la superficie de la huella y su frontal. El vuelo de la huella: es la distancia entre el canto anterior de la pieza de huella y el frontal de la tabica. Elemento vertical del peldao. La contrahuella (C): es la distancia vertical entre las caras superiores de los planos horizontales de dos peldaos de dos peldaos consecutivos. La tabica es el elemento del peldao que materializa el plano vertical del escaln. La superficie frontal de la tabica: es la cara exterior de la tabica que vemos al ascender por la escalera.

Anchura del peldao. La anchura del peldao(A) es la distancia horizontal comprendida entre los planos verticales que delimitan los laterales del peldao. Secuencia mxima y mnima de peldao. Conceptualmente, definimos la secuencia de peldaos que queda comprendida entre rellanos consecutivos como tramos de una escalera. Tres peldaos es la mnima cantidad para que se considere un tramo. El nmero mximo por tramo depende de diversas variables definidas en las normativas3. Requisitos generales para la construccin de una escalera. Las escaleras han de: Ser de utilizacin cmoda, por su pendiente y su anchura til de paso. Garantizar una utilizacin segura, forma de escalera, los pasamanos y la barandilla y por la eleccin del revestimiento superior. Cumplir las normas de seguridad (forma de los pasamanos, apantallamiento contra el fuego y el humo, iluminacin y ventilacin).

La escalera debera. Corresponder, en cuanto a diseo y lenguaje formal, al resto del edificio. En el diseo se ha de tener en cuenta el mbito de aplicacin de la escalera, ya que las situadas en edificios residenciales ha de cumplir unos requisitos diferentes a las escaleras de edificios industriales. Las escaleras han de tener pasamanos a ambos lados, que lleven, sin interrupciones en los rellenos y ventanas, desde el arranque de la escalera hasta el ltimo peldao. Los pasamanos deben colocarse a 80cm de altura. Las escaleras deben tener peldaos con tabicas, han de evitar las huellas en voladizo o solapadas. Escaleras necesarias. Segn el modelo de ordenanza de la construccin, se ha de poder acceder a todas las plantas de un edificio, al menos, a travs de una escalera. Se puede exigir escaleras adicionales cuando la evacuacin de los usuarios, en caso de incendio, no es posible de otra manera. En general, toda unidad de uso ha de disponer de dos recorridos de evacuacin uno de los cuales ha de ser la escalera necesaria.Distancia. La mayora de las ordenanzas exigen que desde cualquier punto de una sala de permanencia habitual se encuentre una escalera necesaria a 35 metros de distancia como mximo.Recintos de escaleras. Las escaleras necesarias, excepto en las viviendas unifamiliares, se han de construir en recintos propios. En algunas regiones se admiten excepciones.Rampas y escaleras. En un lugar de escaleras, tambin se puede disponer de rampas con una pendiente reducida (menos de 6%, apta para minusvalidos). Se puede construir escaleras escamoteables o escaleras seguras en viviendas unifamiliares como acceso al desvn no habitado o a plantas que carezcan de salas de permanencia habitual.

4. ACABADOS DE ESCALERAS. Descripcin. Los peldaos de las escaleras en concreto sern terminadas de conformidad con los dibujos de detalle, dimensiones de huellas y contrahuellas, colores y materiales sealados en los proyectos. Para su ejecucin se tendrn en cuenta las normas siguientes:Gradas en Granito Esmerilado. Despus de seleccionar la muestra y dosificacin del granito, de comn acuerdo con el Interventor, se limpiarn los peldaos y fijarn las bases de acabado final. Una vez humedecidos, se colocar una capa de mortero 1:3 con espesor variable, segn el diseo, y se aplicar la pasta de granito seleccionado con un espesor mnimo de dos (2) centmetros tanto en la huella como en la contrahuella. Antes del fraguado de la pasta de granito se incrustarn, como protectores, "pirlanes" de bronce o aluminio segn se indica, en la forma establecida en el numeral 13.2 de estas especificaciones. Para la ejecucin de este trabajo se seguirn adems las normas establecidas en el numeral 13.1.2.6 de estas especificaciones para pisos de granito esmerilado en el sitio.g Gradas en Arenn Lavado. Las huellas de los peldaos sern terminados en arenn, lavado y las contrahuellas en cemento esmaltado, dejando los quiebres y ngulos mostrados en los planos de detalle. Despus que el Interventor seleccione la muestra y dosificacin del arenn, y una vez limpiada y humedecida los peldaos, se fijarn las bases para el acabado final. Se aplicar una capa de mortero 1:3 con espesor variable segn el diseo y se colocar las pasta de arenn lavado con un espesor de tres (3) centmetros. Para la proteccin del filete de la huella se utilizarn pirlanes metlicos anclados previamente en el mortero o el concreto, siguiendo lo establecido en el numeral 13.3. Se seguirn adems las instrucciones dadas para pisos de arenn lavado en el numeral 13.1.2 de estas especificaciones. Gradas en Baldosas de Cemento. Para su ejecucin se seguirn las mismas normas establecidas en el numeral 13.1.2 de estas especificaciones para pisos en "baldosa comn". Adems, las gradas debern protegerse con ngulos de hierro de 1-1/2" x 1-1/2" x 1/4" debidamente empotrados en el concreto, amarrados y soldados al herraje de la estructura. En la contrahuella tambin se colocar baldosa. Gradas en Ladrillo Tabln. Se ejecutarn con ladrillo vitrificado en forma de baldosas, con una cara lisa y la posterior estriada, con espesor de dos y medido (2-1/2) centmetros, en los lugares y dimensiones que se indiquen en las proyectos. Sobre los peldaos de concreto limpios y humedecidos, se colocarn los ladrillos pegndolos con mortero 1:4 de cemento y arena, no muy hmeda, asentndolos con el mango del palustre. Las juntas entre las uniones tendrn un ancho no superior a cinco (5) milmetros, e irn al mismo nivel de las baldosas.5. Materiales utilizados en escaleras (modo de empleo). Piedra natural. La piedra puede utilizarse como material resistente y de acabado de la escalera o simplemente como revestimiento de otra estructura. Si la piedra se utiliza como material estructural, el bloque ptreo puede adoptar distintas secciones. Estas escaleras suelen ser muy pesadas, con bloques que se empotran o apoyan. Est muy extendida la utilizacin de la piedra como revestimiento de peldaos. La piedra aparece cortada en lminas de distintos espesores dependiendo de la posicin que ocupa en el peldao, ya que la resistencia y el desgaste son variables en funcin del lugar.

Madera. La madera puede utilizarse como revestimiento o elemento resistente acabado. En la construccin de escalera, la madera aparece como una pieza maciza o cortada en tablas, siempre bien seca, y su reduccin durante el secado produce cavidades de longitudes variables (poros), as como movimiento de retraccin que podran debilitar los empalmes de la escaleras; si la madera se emplea en forma de tablas, se corta desde el centro del tronco hacia la periferia. En el momento del secado, la retraccin produce un arqueamiento inverso la curvatura de sus anillos. Conocer su deformacin permite aprovechar al mximo su capacidad resistente.

Hormign armado. Por su facilidad para concretar formas especiales, su resistencia al fuego, su durabilidad y facilidad de ejecucin, el hormign armado se convierte en un material preferencial para la ejecucin de estructura. Puede utilizarse como elemento estructural acabado o elemento estructural revestido.

Metales. Los metales pueden constituir el elemento resistente de la escalera o ser el revestimiento. Como entramado metlico se extiende una malla resistente donde se combinan distintos perfiles metlicos.

6. Formas, funcin y situacin de las escaleras. Funcin. La escalera, como elemento arquitectnico adaptado a la escala humana, permite superar las diferencias de altura. Sirve como conexin entre dos planos situados a diferentes alturas. En esta funcin se incluye su uso como recorrido de evacuacin en casos de incendio o catstrofe. Por las escaleras se trasladan personas y objetos. Tambin tiene un carcter representativo y as se construye en edificios administrativos y culturales.Situacin. Para satisfacer las funciones exigidas de una escalera, se ha reflexionar, ya en las primeras fases de un proyecto, sobre su situacin en el interior del edificio. El efecto espacial de una escalera, como elemento arquitectnico configurador, puede contribuir a la composicin del proyecto. La situacin en planta de la escalera tiene gran importancia en cada caso particular. Fundamentalmente se puede distinguir entre tres posiciones: Escaleras de interior Escaleras en su propio recinto Escaleras exteriores Las escaleras tienen diversas formas: Las escaleras se pueden clasificar en tres grupos, atendiendo a su forma: de tramos y peldaos rectos, de tramos rectos y peldaos curvos y de tramos y peldaos curvos. Entre las primeras se encuentran las escaleras rectas, con o sin descansillo, las que presentan descansillo con cuarto de vuelta (90 entre cada tramo), las de media vuelta (con un giro de 180 en el rellano) y las escaleras imperiales, con tres tramos paralelos y un gran descansillo central. El segundo agrupa las escaleras con peldaos compensados, que absorben con giros paulatinos la porcin correspondiente de vuelta. El tercer grupo incluye las escaleras arqueadas y, sobre todo, las de caracol, que describen una trayectoria helicoidal en torno a un espign (que sirve de apoyo a los peldaos) o a un ojo o hueco circular. La escalera de caracol ocupa menos espacio que las escaleras rectilneas. Haciendo girar una parte de los peldaos, o toda la escalera, se puede ahorrar bastante espacio.

Rampas o escaleras para personas discapacitadas. Los edificios pblicos o comerciales, son frecuentados a menudo por minusvalidos, ancianos y madres con nios pequeos, han de estar construidos de manera que estos grupos de personas puedan utilizarlos sin ayuda de terceros. Esta norma solo es valida para las zonas de grandes almacenes, palacios de congresos, edificios administrativos, juzgados, hospitales y similares, accesibles al publico en general. En los edificios utilizados fundamentalmente o exclusivamente por minusvalidos o ancianos, los requisitos no solo son para las reas comunes, sino en todas las partes de los edificios. Entre estas se encuentran las salas de actos, talleres y residencias para minusvalidos, as como residencias, sanitarios y centros para ancianos.

Se ha de acceder a todos los edificios a travs de una entrada sin peldaos. Las entradas han de tener una anchura de paso libre de al menos 90cm. Adems, delante de la puerta ha de existir suficiente espacio de movimiento. Las rampas no pueden tener una inclinacin superior al 6%, han de tener una anchura mnima de 1.20m y sendos pasamanos rgidos a ambos lados. Se ha de tener en cuenta que hay que situar un rellano al comienzo y al final de toda la rampa. Cada 6 se ha de disponer de un rellano intermedio. Los rellanos han de tener una longitud mnima de 1.20m.

Escaleras interiores y exteriores. Escaleras en el interior: Crean una conexin directa entre espacio y espacio. Segn el efecto deseado se puede situar de las siguientes maneras: Exentas en el espacio En paralelo a un pared Detrs de una pared En una esquina Tambin pueden realizarse mltiples combinaciones entre las posiciones bsicas citadas

Escaleras exteriores. Sirven fundamentalmente para unir la superficie del terreno con el vestbulo del edificio. En caso e existir desniveles en el exterior o en casos extremos de solares con una gran pendiente, las diferencias de altura se superan con escaleras. Estas escaleras suelen tener un carcter representativo, como las escaleras interiores y al igual que estas tambin ofrecen muchas posibilidades de diseo. Escaleras en un recinto propio: Las cajas de escaleras se pueden situar fuera del edificio, adosadas a el o en el interior del edificio. En cada caso debera elegirse la conexin con las dems circulaciones y unidades de uso funcionalmente ms favorable, evitando que la orientacin de la escalera estorbe a otras unidades funcionales. Las cajas de escaleras suelen situarse, por motivos funcionales, junto a la fachada de acceso (frente a la calle). Como la caja de escalera es un espacio de circulacin y no de estancia no es necesario que este asoleada y puede situarse en la fachada norte del edificio. En los edificios de gran profundidad, la caja de escalera tambin puede situarse en el interior, para aprovechar al mximo la profundidad del edificio y dejar las fachadas libres para las salas de estancia y trabajo. Sin embargo, para ello se necesita a veces una autorizacin especial. Cada usuario ha de tener a su disposicin dos recorridos de evacuacin. El segundo puede ser una ventana, situada a 60 y 120cm por encima del pavimento, con unas dimensiones libres mnimas de 60 * 90cm, y alcanzable por los bomberos. Las escaleras necesarias han de estar construidas en un recinto propio. Este espacio ha de proyectarse como recorrido de evacuacin cumpliendo la normativa correspondiente. Desde cualquier punto de una sala de estancia habitual no puede haber ms de 35m de distancia hasta la caja de escalera ms prxima. En los rascacielos esta distancia mxima se reduce a 25m. Tambin en estos edificios se necesitan dos recorridos de evacuacin, pero si existe una caja de escalera de seguridad, no se necesita una segunda escalera necesaria como recorrido de evacuacinTipos de escalera: Escalera mecnica Escalera de caracol Escalera de mano o porttil. Escalera imperial

Escalera mecnica. Escaleras mecnicas en un edificio. Una escalera mecnica es un mtodo de transporte, que consiste en una escalera inclinada, cuyos escalones se mueven hacia arriba o hacia abajo. La escalera mecnica fue inventada en 1897, por Jesse Reno, en Nueva York, Estados Unidos. Charles Seeberger desarroll an ms las ideas de Wheeler, que juntamente con la Otis Elevator Company, usaron las mejores ideas de Reno y de Seeberger. El resultado fue la creacin de la escalera mecnica moderna. La escalera mecnica transporta personas sin que tengan que moverse, ya que las huellas se mueven mecnicamente. Se usan para transportar con comodidad y rpidamente un gran nmero de personas entre los pisos de un edificio, especialmente en centros comerciales, aeropuertos, intercambiadores de transporte pblico (metro, autobuses urbanos), etc.. La direccin del movimiento (hacia arriba o hacia abajo) puede ser la misma permanentemente o bien controlada por empleados de acuerdo con el horario del da o controlada automticamente, o sea, una persona que llega a la escalera mecnica por el piso de abajo hara que la escalera se moviera para arriba, y viceversa, una persona que llega a la escalera mecnica por el piso de arriba hara que la escalera se moviera para abajo. En este caso, el sistema es programado para que el sentido de la escalera no pueda ser revertido mientras que una serie de sensores detectan que hay personas usando la escalera mecnicaTipos de escaleras: La escalera mecnica: en este tipo de escalera inclinada los escalones se mueven hacia arriba y abajo con ayuda de la electricidad, ayudando a las personas a dirigirse a su destino sin tener que esforzarse en caminar. Escalera de caracol: Los peldaos son radiales partiendo de una columna centra. Escalera Recta: Es aquella cuyos tiros se desarrollan en lnea recta y suben encajonados entre muros. Escalera de tres tramos: Se desarrolla a lo largo de tres lados de una caja de escalera estando el cuarto ocupado por el rellano. Escalera de arrimo o adosada: Se desarrolla a lo largo de un muro recto o curvo, en el cual se apoya, quedando empotrados los peldaos.

Escaleras de Madera. Su fabricacin y montaje se har de acuerdo con los planos, detalles y especificaciones particulares. Toda la madera utilizada estar inmunizada, deber mantenerse pulida, lijada y protegida hasta la aplicacin de los acabados y la entrega de la obra a la Interventora.. Escaleras de Concreto. Sern construidas en el sitio o prefabricadas y montadas de acuerdo con los planos de detalle. Medida y Pago. Las escaleras de concreto se medirn en metros cbicos (m3) y el refuerzo en kilos (kg). Para los acabados de escaleras, se atendern las instrucciones correspondientes y se pagarn por separado. El precio incluye todos los costos directos y los indirectos. Escaleras Combinadas. Se construirn de acuerdo con los planos y especificaciones particulares, observando para cada material, las condiciones generales estipuladas en los puntos anteriores

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