9.8 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 inclinacin. En este sentido, es recomendable una inclinacin de 20" a 50". Para pendientes menores lo usual es emplear rampas.

Las escaleras presentan diferentes tipos de secciones como se muestra en la figura 9.16. Los pasos miden entre 25 y 30 cm. y los contrapasos entre 16 y 19 cm. Como regla prctica se considera que una escalera bien proporcionada si cumple la siguiente relacin:

6lcm.S 2c+p < 64 cm. donde: c: Longitud del contrapaso.

p: Longitud del paso.

Figura 9.16. Diferentes secciones de escaleras

Otras relaciones que se suelen utilizar para proporcionar escaleras son:

43cm.

mayores, se colocan vigas entre nivel y nivel, llamadas vigas guarderas, y la losa se apoya sobre stas como muestra en la figura 9.17.

--

Acero

Deso

Acero de temperatura \ -&@

* - - - & L a .

Viga de apoyo -

(a) Escalera losa

de tem Ez=$=! era ura Viga

Acero principal

, - - A \

temperatura

Seccin A-A Seccin B-B

(b) Escalera apoyada en vigas guarderas

Figura 9.17. Diferentes tipos de escaleras

Las escaleras de losa se calculan como elementos horizontales cuya luz es igual a la proyeccin horizontal de la luz de la escalera. El peralte efectivo y el espesor de la losa se consideran como se muestra en la figura 9.18. Si la losa no es solidaria con sus apoyos, la luz de diseo, L, ser:

donde: 1: Distancia entre los ejes de los apoyos. d: Peralte efectivo de la losa. B: Ancho del apoyo.

Se recomienda que los apoyos sean horizontales para que la reaccin no tenga componente inclinada.

hp,, para calcular el peso propio

Figura 9.18. Criterios para el diseo de escaleras de losa

Si la escalera tiene descanso, los momentos positivos se reducen en los puntos donde se pro- duce el cambio de direccin de la escalera, siempre que los desplazamientos horizontales en los apoyos estn restringidos. Si el desplazamiento horizontal es libre, entonces la escalera se puede calcular como un elemento simplemente apoyado. Es una prctica comn entre los proyectistas disear las escaleras con un momento de 1/8w12 para el refuerzo positivo y 1/24w12 para el negativo, en los apoyos y los puntos de cambio de inclinacin.

La armadura de la losa debe colocarse de forma que la resultante de las fuerzas en el acero a ambos lados de una doblez no ocasione que el desprendimiento del concreto adyacente (ver figura 9.19). Para facilitar el armado del encofrado, es recomendable distribuir el refuerzo de temperatura de modo que haya una varilla por paso. El detallado final de la geometra de la escalera deber desarrollarse cuidando que el encofrado no forme ngu- los agudos, en cuyo caso, la madera no puede ser retirada despus que el concreto ha fraguado.

Si la escalera cuenta con vigas guarderas, es recomendable que cuenten con armadura longitudinal positiva y negativa en toda la luz y estribos en toda su longitud. Su anlisis es similar al anlisis de las escaleras de losa.

Otro tipo de escalera es aqulla que se desarrolla dentro de una caja de concreto. Los pasos y descansos se suelen empotrar en sta. Estrucituralmente, cada paso es independiente de los otros y trabaja como volado (ver figura 9.20). Tambin se suelen emplear escaleras caracol cuyos pasos se empotran en una columna central de seccin circular. Los pasos pueden ser prefabricados o vaciados en sitio y se analizan como volados. La columna se disea a flexo-compresin y est sometida a los momentos provenientes de los pasos.

(a) Distribucin correcta del refuerzo , Refuerzo

El concreto se desprende

(b) Distribucin incorrecta del refuerzo .

Figura 9.19. Distribucin del refuerzo en escaleras

/ Caja de concreto

Acero principal

I 2 a I

u cero de temperatura

Figura 9.20. Escalera desarrollada dentro de caja de concreto

En edificios, como el mostrado en la figura 9.21, se suele aislar los descansos intermedios de la escalera para evitar que durante acciones ssmicas, stos punzonen los muros o columnas adyacentes. Este tipo de escalera se denomina escalera autoportante.

La escalera se analiza como un elemento de dos tramos (ver figura 9.22). Las cargas aplicadas en el tramo inferior de la escalera generan tensin en el tramo superior mientras que las apli- cadas en el superior, generan compresin en el inferior. Puesto que el concreto es eficiente en compresin, el tramo inferior se disea slo por flexin. Sin embargo, el tramo superior se disea como un elemento sometido a flexin y traccin.

r Escolero autoportonte

Figura 9.21. Escalera autoportante

Figura 9.22. Cargas para el diseo de estructuras autoportantes

Por su parte, la losa del descanso est sometida no slo a la flexin generada por las cargas que actan directamente sobre ella, sino a la torsin generada por las fuerzas de tensin y compre- sin en los tramos superior e inferior de la escalera. Para que este torsor sea lo menor posible, el refuerzo provisto para resistir la tensin en el tramo superior debe distribuirse lo ms cerca posible del borde interior del elemento (ver figura 9.23). De este modo se busca reducir el brazo de palanca del par.

A ,As (tensin)

Eje

Figura 9.23. Torsin en el descanso de escaleras autoportantes

0 I a

0 0 0 0 0 0' de la escalera .l

"'""""'

I

I

9.9 REQUISITOS DE INTEGRIDAD ESTRUCTURAL (ACI-7.13)

Al detallar los refuerzos y las conexiones de los diferentes elementos de la estructura, estos deben estar correctamente ligados para obtener iuia integridad de toda la estructura.

Para estructuras vaciadas en sitio se debe cumplir los siguientes requisitos minimos:

a) En aligerados, por lo menos una barra inferior debe ser continua o empalmada con empal- mes tipo A, o empalmes mecnicos o soldados. En los extremos no continuos se terminaran con gancho estndar.

b) Las vigas en el permetro de la estructura tendrn un refuerzo continuo consistente en por lo menos dos barras superiores en un rea igual o mayor de 116 del rea del momento negativo en el apoyo y por lo menos dos barras inferiores con un rea igual o mayor que 114 del rea del fierro positivo.

c) Cuando se requiera empalmes para asegurar la continuidad, el refuerzo superior se empal- mar a la mitad de la luz y el inferior en el apoyo.

d) El refuerzo continuo estar encerrado por estribos cerrados con ganchos de 135" alrededor de una de las barras longitudinales.

e) En vigas no perimetrales cuando no se pongan los estribos indicados en d), por lo menos dos barras positivas sern continuas o empalmadas cerca de los apoyos y con un rea igual o mayor que 114 del rea del fierro positivo.

f) En los extremos no continuos, las barras terminarn en gancho. g) En losas armadas en dos sentidos se cumplir lo que se indica en la figura 15.35 del artculo

1 5.9.2 Refuerzo.

h) En estructuras prefabricadas se colocarn tirantes en las direcciones longitudinal, transver- sal y vertical y en todo el permetro para ligar efectivamente todos los elementos.