UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CONCRETO ARMADO I

TEMA:

DISEO DE ESCALERAS CRITERIO DE ESPACIAMIENTO DE ESTRIBOS POR CONFINAMIENTO Y SEGURIDAD

SISMICA

PRESENTADO POR:

MAMANI LOPEZ ABIMAEL JAVIER

CODIGO: 094028

PUNO - PERU

2014

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 1.

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

Donde:

C: Longitud del contrapaso.

p: Longitud del paso.

Figura 1. Diferentes secciones de escaleras

Otras relaciones que se suelen utilizar para proporcionar escaleras son:

En escaleras curvas, las longitudes del paso y contrapaso se miden en la lnea de huella,

la cual se ubica a 60 cm. del pasamano.

Uno de los tipos ms comunes de escaleras es la que est constituida por una losa que se

apoya en los dos niveles que conecta. Se emplea para luces pequeas, 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 stas como muestra en la figura 2.

(b) Escalera apoyada en vigas guarderas

Figura 2. 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 3. Si la losa no es solidaria con sus apoyos, la

luz de diseo, L, ser:

Donde:

l: Distancia entre los ejes de los apoyos.

d: Peralte efectivo de la losa.

B: Ancho del apoyo.

Los apoyos tienen horizontales para que la reaccin no tenga componente inclinada.

Figura 3. Criterios para el diseo de escaleras de losa

Si la escalera tiene descanso, los momentos positivos se reducen en los puntos donde se

produce 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 4).

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 5).

Figura 4. Distribucin del refuerzo en escaleras

Figura 5. Escalera desarrollada dentro de caja de concreto

En edificios, como el mostrado en la figura 5, 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 6). Las cargas

aplicadas en el tramo inferior de la escalera generan tensin en el tramo superior

mientras que las aplicadas 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.

Figura 6. 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 compresin 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 7). De

este modo se busca reducir el brazo de palanca del par.

Figura 7. Torsin en el descanso de escaleras autoportantes

CRITERIO DE ESPACIAMIENTO DE ESTRIBOS POR CONFINAMIENTO Y SEGURIDAD SISMICA

LIMITES PARA EL ESPACIAMIENTO DEL REFUERZO

El espaciamiento libre entre barras paralelas de una misma capa deber ser mayor o

igual a su dimetro, a 2,5 cm y a 1,3 veces el tamao mximo nominal del agregado

grueso.

En caso que se tengan varias capas paralelas de refuerzo, las barras de las capas

superiores debern alinearse en lo posible con las inferiores, de manera de facilitar el

vaciado. La separacin libre entre capa y capa de refuerzo ser mayor o igual a 2,5 cm.

En columnas, la distancia libre entre barras longitudinales ser mayor igual a 1,5 veces

su dimetro, a 4 cm y a 1,3 veces el tamao mximo nominal del agrega- do grueso.

La limitacin de la distancia libre entre barras tambin se aplicar a la distancia libre

entre un traslape y los traslapes o barras adyacentes.

En muros y losas, exceptuando las losas nervadas, el espaciamiento entre ejes del

refuerzo principal por flexin ser menor o igual a 3 veces el espesor del elemento

estructural, sin exceder 45 cm.

El refuerzo por contraccin y temperatura debe recalcularse con un espaciamiento entre

ejes menor igual a 5 veces el espesor de la losa, sin exceder de 45 cm.

DISPOSICIONES ESPECIALES PARA EL DISEO SISMICO

DIAFRAGMAS ESTRUCTURALES

Elementos estructurales, tales como las losas de piso, que transmiten las fuerzas de

inercia a los elementos del sistema de resistencia ssmica.

ESTRIBO DE CONFINAMIENTO

Un estribo cerrado de dimetro no menor de 8 mm. El confinamiento puede estar

constituido por un estribo cerrado en el permetro y varios elementos de refuerzo, pero

todos ellos deben tener en sus extremos ganchos ssmicos que abracen el refuerzo

longitudinal y se proyecten hacia el interior de la seccin del elemento. Las espirales

continuas enrolladas alrededor del refuerzo longitudinal tambin cumplen funcin de

confinamiento.

Fig. 21.1a Ejemplos de configuraciones de los estribos de confinamiento.

ELEMENTOS COLECTORES

Elementos que sirven para transmitir las fuerzas de inercia en los diafragmas hacialos

elementos del sistema resistente a fuerzas laterales.

ELEMENTOS DE BORDE

Zonas a lo largo de los bordes de los muros y de los diafragmas estructurales, reforzados

con acero longitudinal y transversal. Los elementos de borde no requieren

necesariamente un incremento del espesor del muro o del diafragma. Los bordes de las

aberturas en los muros y diafragmas deben estar provistos de elementos de borde.

Fig. 21.1b Ejemplo de elementos de borde en muros

Fig. 21.1c Ejemplos de elementos de borde en diafragmas estructurales

GANCHO SSMICO

Es el gancho que debe formarse en los extremos de los estribos de confinamiento y

grapas suplementarias. Consiste en un doblez de 135 o ms. Los ganchos deben tener

una extensin de 8 veces el dimetro de la barra, pero no menor a 75 mm, que abraza el

refuerzo longitudinal y se proyecta hacia el interior de la seccin del elemento.

Fig. 21.1d Ganchos ssmicos en estribos y grapas suplementarias

GRAPA SUPLEMENTARIA

Refuerzo transversal de dimetro mnimo 8 mm que tiene ganchos ssmicos en ambos

extremos. Los ganchos deben abrazar a las barras longitudinales de la periferia de la

seccin.

Fig. 21.1e Grapas suplementarias

REGIN DE RTULA PLSTICA

Regin de un elemento de prtico (columnas, vigas) o muro estructural en la que se

espera que ocurra fluencia por flexin durante la respuesta ssmica inelstica de la

estructura.

MURO ESTRUCTURAL (MURO DE CORTE O PLACA)

Elemento, generalmente vertical, diseado para resistir combinaciones de cortante,

momento y fuerza axial inducidas por los movimientos ssmicos.

SISTEMA RESISTENTE A FUERZAS LATERALES

Conjunto de elementos estructurales que resisten las acciones ocasionadas por los

sismos. De acuerdo a la NTE E.030 Diseo Sismorresistente, se reconocen los siguientes

sistemas estructurales en edificaciones de concreto armado:

- Prticos (R = 8) - Por lo menos el 80% del cortante en la base acta sobre las columnas

de los prticos que cumplan los requisitos de esta Norma. En caso se tengan muros

estructurales, estos debern disearse para resistir la fraccin de la accin ssmica total

que les corresponda de acuerdo con su rigidez.

- Dual (R = 7) - Las acciones ssmicas son resistidas por una combinacin de prticos y

muros estructurales. Los prticos debern ser diseados para tomar por lo menos 25%

del cortante en la base. Los muros estructurales sern diseados para las fuerzas

obtenidas del anlisis, segn la NTE E.030 Diseo Sismorresistente.

- Muros Estructurales (R = 6) - Sistema en el que la resistencia est dada

predominantemente por muros estructurales sobre los que acta por lo menos el 80% del

cortante en la base.

- Muros de Ductilidad Limitada (R = 4) - Edificacin de baja altura con alta densidad de

muros de concreto armado de ductilidad limitada. Estos edificios se caracterizan por

tener un sistema estructural donde la resistencia ssmica y de cargas de gravedad en las

dos direcciones est dada muros de concreto armado que no pueden desarrollar

desplazamientos inelsticos importantes. En este sistema estructural los muros son de

espesores reducidos, se prescinde de extremos confinados y el refuerzo vertical se

dispone en una sola hilera.