INTRODUCCIÓN.
La necesidad obvia de acceder a las plantas superiores de una construcción de la manera más sencilla posible es la que pretende suplir la creación de escaleras, y para ello se precisan ciertos conocimientos técnicos a tener en cuenta.
Intentaremos conseguir calcular una escalera para salvar una altura de 3,5 metros, en una nave industrial, que posee la zona de producción en el piso inferior y una zona administrativa en la zona superior. La escalera será de hormigón tipo HA-25 con acero para el armado B 400 S, debido a la reducida oferta de escaleras metálicas para una altura de 3,5 metros.
Como premisas vamos a tener en cuenta que la escalera servirá de evacuación a las personas que se encuentren en la parte superior, en el caso de declararse un incendio, lo que nos remite a ciertas páginas. Las cargas que vamos a suponer estarán reflejadas en la normativa de Código Técnico de la Edificación, en varios de sus documentos.
TAREA.
Con esta webquest se pretende introducir someramente en el cálculo de escaleras, y más concretamente en el uso de uno de los módulos del programa conocido como “CYPE”, que nos reducirá el tiempo de cálculo.
Se pretende que los alumnos, emparejados en grupos de dos, entiendan el funcionamiento del programa de forma automática, y los datos que deberemos de introducir en el mismo para que calcule los datos de forma correcta, porque el “CYPE” lo podemos considerar como el Ferrari de los programas de construcción, ya que cualquiera puede calcular cosas y rápido, pero los errores que se pueden cometer en el camino pueden ser lo suficientemente grandes como para provocar ciertos peligros a los trabajadores.
PROCESO.
El inicio de la actividad se corresponde con un dibujo a mano alzada de las dos plantas a comunicar mediante la escalera, y la definición de dichos forjados, sobre todo del ancho de los mismos (en nuestro caso de 30 centímetros, puesto que será de bovedilla). Luego colocaremos los materiales de la escalera, siendo de hormigón HA 25 y acero B 400S.
Para realizar la actividad de forma homogénea por los grupos de alumnos, se propone colocar una escalera de dos tramos de 1 metro de ancho, y 20 centímetros del ojo de la escalera.
Al tener un ancho de 1 metro, se colocará barandilla y pasamanos. La barandilla se colocará a 90 centímetros del suelo, con barras verticales y horizontales cada 30 centímetros. En cuanto al pasamanos será de tubo metálico de 40 milímetros de diámetro.
El siguiente problema con el que nos encontramos es el definir la huella y la contrahuella de los peldaños de la escalera. Primeramente vamos a definir ambos conceptos:
a. Huella: distancia horizontal del escalón. Mediante la información de la red, y demás proyectos realizados obtenemos que lo más “cómodo” sea una distancia de 30 centímetros.
b. Contrahuella: distancia vertical del escalón. Aquí juega un papel importante el número de peldaños óptimo por tramo, ya que por cálculos y tablas se observa que la distancia mínima deberá de ser entre 17 y 20 centímetros. Tomaremos 18 centímetros. Tras la realización en la industria de la escalera, se dará pintura fotoluminiscente en las contrahuellas, para que quede más visible la salida de emergencia.
Tras conocer los datos previos, deberemos de consultar el Documento Básico de Seguridad en caso de Incendio, anejo 3, tabla 4.1., donde nos pedirá el número de personas y trabajadores que pueden estar en la zona superior a evacuar. Para ello vamos a suponer 18 personas como máximo.
La escalera que vamos a tener en cuenta será no protegida:
Observamos que se necesitará un mínimo de 1 metro de ancho, al ser una evacuación mayor de 10 personas. En nuestro caso no habrá problemas, puesto que la escalera poseerá una anchura de 1 metro.
Con el dato anterior y la tabla 4.2. del mismo documento y anejo obtenemos que la capacidad de evacuación será de 160 personas, y como habíamos previsto 18 personas, se observa que cumple.
Con las premisas anteriores comenzamos a ejecutar el programa, que estará instalado previamente en el ordenador de cada alumno, ya que será el CYPE 2007.1.i., y las pastillas necesarias para su correcto funcionamiento. Ejecutaremos el programa y entraremos en la parte de elementos estructurales, y nos desplegará un segundo menú interactivo, eligiendo escaleras.
Con ello se nos abrirá una ventana de inicio de cálculo, donde definiremos la geometría de los apoyos, el ancho del forjado de la zona superior y el de la zona inferior, debiendo amoldar las medidas de altura de la escalera, así como su ancho. El ancho del ojo de la escalera se mantendrá en los 20 centímetros que vienen por defecto, ya que es un óptimo aconsejable. Para cualquier duda de anchos normalizados, así como los óptimos para todos los materiales de construcción, se recomendará a los alumnos, la revisión y toma de datos del manual titulado: “El arte de proyectar en arquitectura”, de Ernst Neufert.
Tras definir los apoyos y sus dimensiones, se despliega otro menú para definir las sobrecargas que se prevén van a sufrir las escaleras y sus barandillas. Para escoger su valor óptimo, se deberán consultar dos documentos:
a. CTE DB AE: Normativa actualmente en uso, donde se especifican las cargas a soportar dependiendo del uso concebido (específicamente en la tabla 3.1.), y el Anejo C del mismo documento, que especifica el peso del material con el que vamos a definir el peldañeado.
b. NTE EAZ: Normativa obsoleta, pero nos ayudará a definir claramente la escalera (o zanca), según el tipo a definir.
En conclusión, colocaremos las siguientes cargas: (con las unidades en el sistema internacional)
a. Barandillas: 3 kN/m2.
b. Sobrecarga de uso: 3 kN/m2.
c. Formación de peldaños: 2 kN/m2.
d. Peso propio de la losa: 3,75 kN/m2, que viene por defecto calculado por el programa, que define dicha carga como el producto del espesor y una carga base de 25 kN/m3.
A continuación se colocarán las medidas de la huella y la contrahuella de los peldaños.
Al finalizar de meter todos los datos, se calculará la estructura, y nos dará unos resultados, que podrán ser imprimibles. Para evaluar la actividad, se pedirá a los alumnos que impriman a unos archivos los resultados obtenidos. Dichos archivos serán:
a. Listados: Marcando todos los recuadros salvo el de opciones de cálculo, que son iguales para todos, siendo los datos de partida. tener en cuenta que los resultados numéricos introducen el error reiterativo de colocar puntos para definir decimales, lo cual debe ser subsanado por el alumno antes de grabar los listados definitivos (dado que en la normativa española se especifica el uso de comas para los decimales y de los puntos para los miles).
b. Planos: Serán los mínimos para quedar definida la estructura, así como los detalles que permitan una buena ejecución en obra. Dichos detalles y parte de los planos quedará según el propio juicio de los alumnos, resaltándose la necesidad de ser los mínimos para llevar a cabo la estructura (Sección y plantas), haciendo la salvedad de que las escalas a imprimir sean de 1:100 para las plantas y secciones en general y la de 1:20 para los detalles. Como medida de evaluación, se exigirá a los alumnos el ordenado de los planos ejecutando el programa AUTOCAD, del que se supone tiene un nivel de usuario.
RECURSOS.
Aquí especificaremos los enlaces o libros a los que se puede tener acceso para realizar la actividad de la forma más técnica específica.
Primeramente señalar la posibilidad de concretar las medidas óptimas de la escalera utilizando el manual “El arte de proyectar en arquitectura”, de Ernst Neufert, que se puede visualizar en formato pdf desde el enlace:
http://www.arquitectuba.com.ar/apuntes-arquitectura/neufert-en-espanol-arte-de-proyectar-en-arquitectura/
Dado que el alumno es posible que no tenga el conocimiento y manejo suficiente del programa CYPE 2007.1.i., se hace mención de un enlace que permite observar el manual del programa:
http://www.arquitectuba.com.ar/manuales-espanol/manual-cypecad-2005-gratis-espanol/
A continuación, se ha de hacer referencia a la normativa vigente para la construcción de escaleras (y de la construcción en general), pudiéndose descargar entera (o por documentos básicos), en formato pdf, a través del enlace: http://www.codigotecnico.org/index.php?id=33
Como medida informativa a parte, se recomienda la lectura de la normativa ya obsoleta NTE (Norma Tecnológica Española), en el documento EAZ (Elementos de Acero, Zancas), que se puede descargar en formato zip desde el enlace:
http://www.geoteknia.com/normas/nte/nte.htm
EVALUACIÓN.
La tarea se evaluará desde el punto de vista técnico, es decir, que el alumno haya sido capaz de localizar las cargas a introducir en la escalera, así como que haya logrado hacer funcionar el programa, dando resultados coherentes.
Además se visualizarán los planos obtenidos, comprobando las escalas y los detalles que ha estimado oportunos.
Se evaluará positivamente el trabajo en grupo, así como la discusión entre ellos de las cargas a colocar, el cambio de los puntos por comas en los listados y la definición de los detalles mínimos en los planos. Se tendrá muy en cuenta el ordenado de los planos, así como la realización de las plantas de las dos alturas, y el colocado o no de los cajetines normalizados.
CONCLUSIÓN.
Con ésta actividad propuesta hemos logrado ahondar en una parte necesaria en la construcción, como es el cálculo de escaleras. Además, se ha incitado a los alumnos a leer un manual muy interesante que define las medidas óptimas de cada elemento que puede realizarse o encontrarse en la arquitectura.
Dicha actividad tiene en cuenta la normativa actual (CTE), aunque atiende a las necesidades de definición del trabajo realizadas en las normativas ya obsoletas (NTE) que definían de forma más gráfica las escaleras o zancas.
Se observa que los programas a utilizar son los más demandados en las empresas, lo que favorece el aprendizaje desde el punto de vista empresarial.
