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¿Cómo construir y diseñar una escalera de concreto armado?

julio 22, 2022
diseño de escaleras

La construcción de escaleras de concreto incluye pasos como el diseño, la preparación de los cimientos, la construcción del encofrado, la colocación de barras de acero de refuerzo, el hormigonado, el acabado y el curado. 

Para el diseño y la construcción de una escalera de concreto armado se necesita de un ingeniero que estudie el entorno y guie su construcción. En este post te explicaré el método detallado de cómo construir una escalera de concreto de principio a fin.

Terminología en el diseño de escaleras

Antes de empezar con el diseño, primero aprendamos las terminologías mas comunes utilizadas en el diseño de escaleras:

  • Cimentación: Base donde se sitúa la escalera
  • Tramo: Sucesión ininterrumpida de escalones entre descansos.
  • Descanso: Parte horizontal más extensa que limita los tramos entre los niveles de piso, de un ancho no menor a 3 pasos, también llamada rellano. Cada nivel de piso es descanso principal.
  • Paso: Parte horizontal del escalón.
  • Contrapaso: Parte vertical del escalón.
  • Ojo de la escalera: Hueco o vacío central que queda entre los tramos o vuelta de la escalera.
  • Nervio o árbol: Cuando en vez de ojo, hay un tabique o macizo, generalmente estructural.
  • Zanca o limón: Estructura resistente en la cual se apoyan los peldaños o escalones.
  • Baranda: Protección de la escalera que generalmente se sostiene o construye sobre la zanca, termina en un pasamano.
  • Línea de fe: Línea trazada sobre la proyección horizontal de una escalera, paralela a la proyección horizontal de la zanca, que representa el eje por donde camina la persona que usa la escalera apoyando su mano en la baranda.

Ideas sobre la selección de las dimensiones de la escalera a diseñar

Altura

Se debe proporcionar un amplio espacio para la altura, no solo para evitar que las personas altas se lastimen la cabeza, sino también para dar una sensación de amplitud. 

Una persona de estatura promedio debería poder extender su mano hacia adelante y hacia arriba sin tocar el techo sobre las escaleras. La distancia vertical mínima hasta la construcción superior nunca debería ser inferior a 2100 mm.

Ancho de la escalera

El ancho de una escalera depende de su propósito y del número de personas a acomodar en horas pico o emergencias. Además, existen códigos de construcción que regulan el diseño geométrico de las escaleras. Lo siguiente se puede utilizar como guía:

  • Para viviendas de dos a cuatro plantas utilizar un ancho mínimo de 900 mm, para viviendas de más de 4 plantas utilizar un ancho de 1000 mm.
  • Para edificios públicos de menos de 200 personas por piso, use un ancho de 1000 mm, para edificios entre 200 y 400 personas por piso, use un ancho de 1500 mm. Para más de 400 personas, utilice un ancho entre 1500 y 3000 mm. Sin embargo, cuando el ancho de una escalera supera los 1800 mm, es necesario dividirla mediante pasamanos.
ancho mínimo en escaleras
Fuente: Ingegeek

Tamaños de los escalones

Los contrapasos y los peldaños generalmente están proporcionados para brindar comodidad y cumplir con los estándares de accesibilidad para los discapacitados, aunque a veces las consideraciones de espacio controlan o el deseo de lograr un efecto monumental, particularmente para las escaleras exteriores de los edificios públicos. Los peldaños deben tener al menos 250 mm, sin contar el saliente.

La altura del contrapaso más cómodo es de 175 mm. Cuanto más empinada sea la pendiente de las escaleras, mayor será la relación entre el contrapaso y el paso. En el diseño de escaleras se debe tener en cuenta que siempre hay un paso menos que contrapaso por tramo de escalera. Ningún tramo de escaleras debe contener menos de tres contrapasos.

Pasos para la construcción de una escalera de concreto armado

Estos son los pasos necesarios para la construcción de escaleras de concreto:

1. Diseño estructural de una escalera de concreto

Los procedimientos teóricos empleados en el análisis estructural de escaleras es el concepto de una estructura de línea idealizada y al detallar el refuerzo para las escaleras resultantes, se deben incluir aceros adicionales para limitar la formación de grietas en los puntos de alta concentración de tensión que inevitablemente ocurren. 

El detalle típico de las esquinas (borde entre el tramo y el descanso) de una escalera se muestra a continuación:

La naturaleza ‘tridimensional’ de la estructura real y el efecto de rigidez de las áreas triangulares de la banda de rodadura, los cuales generalmente se ignoran al analizar la estructura, darán como resultado distribuciones de tensión reales que difieren de las calculadas. 

La naturaleza típica de las tensiones internas inducidas en una escalera de tramo recto simplemente apoyada y un patrón de refuerzo se muestra en la siguiente imagen:

tensiones internas en escalera
Comportamiento estructural interno

Los tramos de escaleras simples y rectas pueden abarcar transversalmente o longitudinalmente (Es decir, a lo largo del tramo). 

Cuando se estire transversalmente, se deben proporcionar soportes a ambos lados del tramo mediante paredes o vigas transversales. En este caso, el espesor o la parte más delgada de la construcción de la escalera no debe tener más de 60 mm de espesor. Cuando la escalera se extiende longitudinalmente, las consideraciones de deflexión pueden determinar el grosor del espesor.

En principio, los requisitos de diseño para vigas y losas se aplican también a las escaleras, pero resulta mucho más dificultoso determinar las deflexiones que pueden ocurrir en los tipos de escaleras más complejos. 

Los momentos flectores deben calcularse a partir de la carga última debida al peso total de la escalera y la carga impuesta, medida en planta, combinada con la luz horizontal. Los esfuerzos producidos por el empuje longitudinal son pequeños y generalmente se desprecian en el diseño de sistemas simples.


Si desean ver un ejemplo práctico de calculo de una escalera simple, te dejo el siguiente link.


2. Cimentación y Soporte para Escaleras de Concreto

Los cimientos sobre los que descansan las escaleras de concreto deben construirse correctamente para que las cargas de las escaleras se transfieran al suelo con éxito y resistan el movimiento de las escaleras. 

Si la viga del zócalo del edificio está presente al comienzo de las escaleras, entonces se pueden conectar las barras de acero de refuerzo que transferirán las cargas. Si no se encuentra una viga de zócalo, entonces se construye una pequeña base de concreto o mampostería de piedra de tamaño. 

Para apoyar las escaleras en la parte superior, lo que restringe el movimiento de las escaleras generalmente se hace en la viga o losa del techo.

3. Construcción del encofrado para escaleras de Hormigón

El paso más importante al construir escaleras de concreto es utilizar un encofrado adecuado. La pendiente, las dimensiones del paso y el contrapaso deben verificarse adecuadamente. Por lo general, al construir una escalera adosada a la pared, la pendiente, el paso y el contrapaso se marcan en la pared para fijar correctamente el encofrado o el encofrado.

Las tablas deben tener por lo menos 2” de espesor, para soportar el peso del concreto. 

4. Refuerzo de acero para escaleras de concreto

Los escalones de concreto se reforzarán con barras de acero para que soporten las cargas que llegan a las escaleras y las transfieran al suelo. El número de barras de acero y el tamaño de las barras deben ser calculados por un ingeniero estructural dependiendo de las cargas que lleguen a las escaleras.

Estas barras de refuerzo de acero se colocan en el encofrado con un espacio mínimo de 25 mm y se amarran entre sí.

5. Vertido de concreto

El vertido de concreto en los encofrados se inicia desde la parte inferior hacia la superior. La mezcla de concreto juega un papel importante en la resistencia y durabilidad de las escaleras. 

La mezcla estándar que se usa para las escaleras es de 3 Cemento : 2 Arena : 4 Grava y agua. Se recomienda utilizar un vibrador de concreto durante el vertido para rellenar completamente los vacíos de las escaleras y evitar la formación de panales.


Aprende sobre: Problemas comunes de un mal vaciado del concreto y cómo evitarlos


 Este trabajo debe realizarse con mucho cuidado y paciencia, ya que cualquier movimiento brusco puede perturbar la alineación de los encofrados o incluso colapsar el encofrado. 

Siempre se recomienda verter el techo y las escaleras de hormigón en el mismo día, para crear una fuerte unión entre estos componentes.

6. Eliminación del encofrado 

Las escaleras requieren al menos 21 días para secarse por completo, por lo que la eliminación del encofrado se realiza solo después de 21 días. En estos 21 días se realiza un curado adecuado para evitar las grietas en las escaleras por dilatación térmica.


Aprende ¿Por qué el concreto alcanza a los 28 días su «máxima» resistencia? 🤔


Después de los 21 días, se retira el encofrado utilizando un martillo y una palanca. Trabaje con paciencia, para evitar dañar el hormigón o los bordes de las escaleras.

7. Acabado

Una vez que se retira el encofrado, las escaleras se pueden terminar de muchas maneras según los requisitos del uso. 

Solo se puede terminar con una espatula para dar un acabado de concreto, se pueden instalar baldosas de cemento, granito para una mejor apariencia. Incluso la alfombra o la madera también se pueden usar para terminar las escaleras.


Si quieres saber más sobre los acabos de obra 👉🏽 Acabados de Obra 👷‍♂️ | Revoques, Tarrajeo y Frotachado


Y así acabo el post, espero que hayas aprendido un poco más de este mundo de la construcción y del diseño de escaleras.

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