Diseño Escaleras Helicoidales

TEMAS DE HORMIGÓN ARMADO
Marcelo Romo M.Sc.
Escuela Politécnica del Ejército - Ecuador

CAPÍTULO XV
ESCALERAS HELICOIDALES
1 5.1 INTRODUCCIÓN:
Una de las geometrías arquitectónicos más elegantes y más populares para escaleras
constituye la geometría helicoidal.
El desarrollo tridimensional de la escalera determina que la estructura se encuentre
simultáneamente somerida a torsión,flexión, cortante y carga axial, aunque la última carece de
importancia en el diseño.

Una escalera helicoidal es una estructura espacial de eje curvo que generalmente se encuentra
sustentada en sus dos extremos opuestos.
Existen 2 alternativas básicas de análisis y diseño de escaleras helicoidales:
•

Emplear formularios preestablecidos para el efecto.

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Escuela Politécnica del Ejército - Ecuador

•

Utilizar programas de análisis matricial espacial de estructuras, para lo que se requiere
dividir a la estructura helicoidal en varios elementos longitudinales (alrededor de 5
segmentos por cada 90° de desarrollo).

1 5.2 FORMULARIO
PARA EL CÁLCULO DE UNA ESCALERA
HELICOIDAL (basado en el libro “Formulario delIngeniero” de
Ediciones URMO):
A continuación se presenta u formulario basado en la propuesta del libro “Formulario del
n
Ingeniero” de Ediciones URMO, para el caso de escaleras helicoidales de sección transversal
constante, sustentadas en losas o en vigas rectangulares, empotradas en sus dos extremos,
sometidas a cargas verticales uniformes distribuidas longitudinalmente.

SIMBOLOGÍA UTILIZADA EN ELFORMULARIO:
H:
α o:
β:
α:
q:
r:

desnivel entre el punto de arranque (D) y el punto de llegada (A) de la escalera
helicoidal
mitad del ángulo de desarrollo horizontal de la escalera helicoidal
ángulo de inclinación vertical de la escalera helicoidal
ángulo horizontal medido desde el centro de la escalera hasta la sección en que se
analizan las solicitaciones
carga vertical uniformedistribuida sobre la proyección horizontal del eje longitudinal de
la escalera
radio horizontal del eje central de la escalera helicoidal

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Marcelo Romo Proaño, M.Sc.
Escuela Politécnica del Ejército - Ecuador

b:
h:
E:
G:
I1:
It:
I3:

ancho constante de la losa o viga de sección transversal rectangular, que sirve de
sustento para la escalerahelicoidal
altura constante de la losa o viga de sección transversal rectangular de la escalera
helicoidal
módulo de elasticidad del material constitutivo de la escalera
módulo de cortante del material constitutivo de la escalera
inercia de la sección transversal rectangular respecto al eje horizontal de la losa o viga
rectangular
inercia torsional de la sección transversal rectangular respectoal eje longitudinal de la
losa o viga rectangular
inercia se la sección transversal rectangular respecto al eje vertical de la losa o viga
rectangular

M1α : momento flector respecto al eje horizontal de la losa o viga rectangular de la escalera
helicoidal, calculado en la sección transversal ubicada a un ángulo α desde el centro de
la escalera
M2α : momento torsor respecto al ejelongitudinal de la losa o viga rectangular de la escalera
helicoidal, calculado en la sección transversal ubicada a un ángulo α desde el centro de
la escalera
M3α : momento flector respecto al eje vertical de la losa o viga rectangular de la escalera
helicoidal, calculado en la sección transversal ubicada a un ángulo α desde el centro de
la escalera
Yα : fuerza cortante horizontal en la losa o vigarectangular de la escalera helicoidal,
calculada en la sección transversal ubicada a un ángulo α desde el centro de la escalera
Tα : fuerza cortante vertical en la losa o viga rectangular de la escalera helicoidal, calculada
en la sección transversal ubicada a un ángulo α desde el centro de la escalera
Nα : fuerza axial en la losa o viga rectangular de la escalera helicoidal, calculada en...