DISEÑO DE ELEMENTOS DE FIJACION ESTRUCTURALES PARA

DISEÑO DE ELEMENTOS DE FIJACION ESTRUCTURALES PARA PASAMANOS

MARGARITA MARIA LOAIZA C. COD: 42.019.219

Trabajo de investigación para obtener el titulo de Diseñador Industrial

Asesora

D.I Carmen Adriana Pérez

UNIVERSIDAD CATOLICA POPULAR DEL RISARALDA FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO INDUSTRIAL

PROGRAMA DE DISEÑO INDUSTRIAL PEREIRA

2009

TABLA DE CONTENIDO Pág. Introducción. CAPITULO I PROBLEMA.

I. Problema. 8 I.I Identificación del Problema. 8 I.II Aplicaciones. 8 I.III Elementos de composición. 9

II. Justificación. 12 III. Objetivos. 13

III.I Objetivo General. 13 III.II Objetivos Específicos. 13

CAPITULO II REFERENTE.

I. Marco de Antecedentes. 14 I.I Marco Legal. 14 I.I.I Aspectos de seguridad en el diseño de vivienda. 16 II. Análisis de analogías y tipologías. 18 II.I Sistema de conectores para construcción de terrazas. 18 II.II Algunos ejemplos de escaleras con doble sentido y sin descanso. 26

II.III Cuadro comparativo de analogías y tipologías. 30

Pág. III. Casos de estudio. 34 III.I Diseño de Pasamanos. 34 IV. Antecedentes de diseño. 43 V. Conclusiones del análisis preliminar. 48

CAPITULO III METODOLOGIA.

I. Metodología Proyectual. 49 I.I Factor Humano. 49 II. Diseño de Requerimientos (Parámetros y determinantes). 50

III. Alternativas de Diseño. 53 III.I Ponderación de alternativas. 60 III.II Alternativa Seleccionada. 61 III.II.I Evolución de la alternativa. 62 III.II.II Planos Técnicos. 64 III.II.III Usabilidad y simulación. 70 III.II.VI Explosión. 71

CAPITULO IV ETAPA DE PRODUCCION

I. Desarrollo del prototipo. 72 II. Propuesta del proceso productivo. 72 III. Costos 72

III.I Cartas de producción 73

Pág.

CAPITULO V CONCLUSIONES I. Análisis de ventajas y desventajas frente a tipologías existentes. 75

I.I Costos para una escalera con ángulos encontrados y con descanso 76

II. Bibliografía. 77

DEDICATORIA A mi madre por ser mi guía, mi apoyo, por inculcarnos siempre el valor de la responsabilidad, por estar pendiente de cada uno de mis logros y darme siempre con su amor la mayor muestra de que me acompaña en cada momento. A mis dos hermosas princesas María Antonia y Juanita por ser la fuerza que me impulsa a terminar todos mis proyectos a salir adelante, porque son mi razón de ser y existir, porque llenan cada momento de mi vida de dicha y felicidad. A mi esposo porque con su amor, su inmenso deseo de salir adelante me llena de fuerza y me acompaña en esta etapa de mi vida, gracias por creer en mi. A mi padre a mi hermana y a mi familia por acompañarme y ayudarme en todo momento que lo necesite.

AGRADECIMIENTOS Agradezco principalmente a Dios por guiarme, por acompañarme y llenarme de bendiciones tanto en mi vida personal como en la profesional, a mis padres por apoyarme, a mi esposo por impulsarme a terminar mis estudios por encima de cualquier cosa, a los profesores por sus enseñanzas, a la universidad por contribuir a mi formación profesional, a Carmen Adriana Pérez mi asesora por sus consejos, sus enseñanzas, por su continua persistencia en que sacáramos este proyecto adelante.

INTRODUCCION. En los últimos años el sector de la construcción ha aumentado considerablemente, el reciente informe de coyuntura de la Cámara de Comercio de Pereira, señaló que la construcción creció dentro de la economía de Risaralda 18 por ciento, el más dinámico de los sectores y lejos del renglón que registró el segundo mejor comportamiento. Pereira está, de hecho, entre las cinco ciudades más dinámicas en el sector de la construcción del país y participa con 4 por ciento de la actividad nacional. El desarrollo de nuevas viviendas y centros comerciales, ha aumentado la producción de pasamanos con diferentes materiales y diseños; como el aluminio, madera, acero inoxidable y vidrio templado; sin embargo se ha observado que los elementos de fijación estructurales que actualmente se producen en el mercado no son suficientes ni cumplen totalmente con las necesidades o funciones requeridas para los diferentes usos como sujeción, amarre, unión y estructura, puesto que en la mayoría de los casos solo están diseñados para unir o amarrar las barras transversales, pero no los pasamanos y en estos casos generalmente se utilizan las uniones por medio de soldadura, lo cual le resta estética y los acabados no son tan buenos. De igual manera se observa que no se adaptan a los diferentes espacios arquitectónicos los cuales varían según las angulaciones o tipo de espacio en el cual se va a ubicar, dificultando así su instalación. El objetivo de este trabajo es proponer elementos de unión estructurales complementarios que permitan facilitar la instalación de los pasamanos actuales, teniendo en cuenta según análisis y observaciones los ángulos y trayectos mas comunes para escaleras.

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CAPITULO I

I. PROBLEMA

I.I IDENTIFICACION DEL PROBLEMA: DISEÑO DE ELEMENTOS DE FIJACIÓN ESTRUCTURALES PARA PASAMANOS.

Elementos de Fijación: Objeto por medio del cual se unen, estructuran, soportan o amarran dos o más cosas.

La escalera es un elemento inclinado de paso pedestre, con una pendiente comprendida entre 15 y 60º, en el que se ha practicado un dentado para apoyar el pié. Por ser elemento de enlace y circulación entre diversos planos horizontales, las escaleras tienen una serie de exigencias de funcionamiento para facilitar su uso: acceso sencillo, reducción de las distancias a recorrer y adecuada iluminación - natural si es posible- para evitar caídas. 1 I.II APLICACIONES Las escaleras se colocan sin limitación en todo tipo de edificios. Dependiendo de ello, sus dimensiones varían considerablemente existiendo múltiples propuestas en códigos, normas y libros de construcción. Se destina al uso de las personas más diversas (niños, mujeres encinta, ancianos, personas con ciertas discapacidades, etTambién debe contemplar como posibilidad los usos alternativos más diversos (juego de

1 www.infomadera.net/.../informacion_general_64_escaleras.pdf?

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niños, apoyo de fuertes cargas imprevistas, paso de instalaciones, manipulación de objetos de gran volumen como muebles), etc.). En función de su situación, pueden ser de interior o de exterior. I.III ELEMENTOS - COMPOSICIÓN Las partes de la escalera son: - Zanca: Viga que soporta la escalera. Puede ser central o lateral, recta o curva. - Peldaños: Son los elementos de apoyo o pisada de la escalera. Constan de una parte horizontal llamada huella y otra vertical llamada contrahuella o tabica que debe tener siempre la misma altura. - Descansillos: Son elementos planos que sirven para romper la rampa y dar un cierto descanso al usuario. - Forros y cerramientos: Son revestimientos que dan continuidad visual a la zanca con el descansillo (cubre el canto del forjado). También son los cerramientos lateral o inferior de la rampa (sirven para ocultar la estructura con fines decorativos) - Barandillas: Constituyen el cerramiento o el quitamiedos de la rampa, que van desde el pasamano al peldaño. - Pasamanos: Son piezas cuya función es ofrecer un punto de apoyo en el avance y sujeción frente a la caída. Se fijan al borde superior de la barandilla o a la fábrica y deben ofrecer un tacto agradable a la mano. - Pilaretes, cubillos y pilarotes: Los pilaretes y cubillos son balaustres de mayor dimensión que sirven para enlazar dos tramos: los pilaretes son rectos mientras que los cubillos tiene forma curva (de media corona). Los pilarotes son los pilaretes de arranque de la escalera. Tienen mayor dimensión y suelen ir fuertemente decorados. Todos estos elementos se unen con la zanca con diversos sistemas: ensambles, pernos, tirafondos y bulones. Actualmente los pasamanos han tomado un papel protagónico dentro de los elementos que contiene la escalera, sin embargo a pesar de que hay buenas soluciones de diseño de pasamanos, aún falta desarrollo de producto, ya que las empresas dedicadas a la elaboración de estos, manejan características muy

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similares, las cuales no son muy amplias para los diferentes requerimientos de los clientes o los diferentes espacios arquitectónicos en donde podrían ser instalados, sean exteriores o interiores. En la mayoría de los casos los pasamanos que se manejan son para exteriores, donde se utilizan estructuras gruesas 1 ½”, 2”, 2 ½” los trayectos más largos, como en plazas, parques, terrazas de centros comerciales, estos espacios generalmente rectos, por lo tanto se utiliza más la unión y los ángulos de 90º por medio de soldadura. En el caso de los pasamanos para interiores, antes se construía con el mismo material de la escalera, es decir un muro en ladrillo y se recubría en la parte superior con madera; actualmente las nuevas construcciones realzan más la escalera, dando protagonismo dentro del espacio, con nuevos materiales. De esta misma forma los pasamanos también han evolucionado, el uso de otros materiales como madera, acero, hierro, entre otros. En algunas empresas se tiene una gama amplia de diseños de párales, donde predomina la estética y funcionalidad para diferentes espacios tanto interiores como exteriores, sin embargo falta complementar estos diseños con los elementos necesarios para la instalación, que se acomoden a los diferentes espacios, angulaciones o tipos de escaleras o trayectos donde serán instalados. Es necesario desarrollar nuevos productos que complementen y cumplan con las diferentes funciones de amarrar, unir, estructurar,1 elementos de unión con ángulos de 30º en el caso de una escalera sin descanso, uniones con diferente ángulo entre 30º y 90º, amarre a pared, entre otros. Ya que no poseer este tipo de elementos no-solo dificulta la instalación de los pasamanos sino que también disminuye la seguridad que

1 Amarrar: Unir, fijar o hacer que se mantengan juntas dos o más cosas. Unir: Poner dos o más elementos en relación para que formen un solo conjunto. Estructurar: Ordenar los elementos que conforman algo dándoles una estructura determinada.

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deben tener; por ejemplo en el caso de una escalera sin descanso donde los trayectos se encuentran con doble ángulo es necesario contar con un elemento de unión que amarre ambos trayectos dando así más estructura y firmeza a los pasamanos, de lo contrario cada uno de los trayectos quedaría independiente y la resistencia estructural seria inferior aumentando los riesgos.

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II. JUSTIFICACION

Durante los últimos años podemos observar un crecimiento en el sector de la construcción: nuevos centros comerciales, vivienda, espacio público, entre otros. En cada uno de estos lugares se ha evidenciado el uso de pasamanos, manejando combinación de materiales, tubería metálica, acero inoxidable, lámina, madera, vidrio, entre otros. A pesar de que hay buenas soluciones de diseño aún falta desarrollar nuevos productos, ya que las empresas dedicadas a la fabricación de pasamanos manejan características muy similares como las uniones por soldadura, los amarres para barras transversales, anclajes a piso y uniones (pasamanos – paral); las cuales no son muy amplias para los diferentes requerimientos de los espacios arquitectónicos en donde podrían ser instalados ya que no se cuenta con elementos de fijación para ángulos diferentes a 90º. Mediante este trabajo se busca complementar y mejorar el sistema de instalación de los pasamanos actuales con elementos de unión que sean útiles para los diferentes espacios, tomando como referencia los tipos de escaleras que existen como escaleras rectilíneas, en caracol, con descanso, sin descanso y ángulos encontrados, trayectos rectos, angulados, abiertos o cerrados, ofreciendo así un producto más versátil y seguro. De igual manera es muy importante tener en cuenta los diferentes materiales que se están manejando para la elaboración de estos elementos, analizar sus características y la resistencia que presenta. Los elementos de fijación estructurales, brindan la posibilidad de adecuar los pasamanos en los diferentes espacios, facilitan su instalación, disminuyen el tiempo de esta. Para el caso de los pasamanos en escaleras con cambios de dirección, anguladas, o sin descanso, se puede ofrecer un producto más seguro, ya que con estos elementos se logra amarrar los diferentes tramos. Además, se mejora el factor estético de los pasamanos, ya que se disminuye el uso de la soldadura en los amarres o uniones, obteniendo así diseños más limpios, livianos y adecuados tanto para exteriores como para interiores.

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III.OBJETIVOS III.I OBJETIVO GENERAL Diseñar elementos de unión estructurales que se adapten a los pasamanos en tubería redonda, logrando uniones precisas y simples en los diferentes ángulos y trayectos de las escaleras. III.II OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Desarrollar elementos de unión estructural en angulaciones de 90º, 60º y 150º para evitar el uso de soldadura o trayectos abiertos de pasamanos.

Disminuir el tiempo de instalación de los pasamanos permitiendo un ensamblaje más rápido y seguro. Implementar el proceso productivo tomando como base la tecnología regional.

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CAPITULO II

REFERENTE

I. MARCO DE ANTECEDENTES I.I MARCO LEGAL. 1 a). Andamios de servicio y de trabajo “Los elementos y sistemas de unión de las diferentes piezas constitutivas del andamio, además de cumplir con la condición precedente, asegurarán perfectamente su función de enlace con las debidas condiciones de fijeza y permanencia”. 2

b). Exigencias relativas a las barandillas Una barandilla, independientemente de su longitud, debe resistir por separado a: - Una carga puntual de 30Kg. sin flecha elástica superior a 3,5cm - Una carga puntual de 125Kg. sin rotura o de montaje y sin producir desplazamiento en cualquier punto de más de 20cm con relación a la posición inicial.

1 Marco legal: Concentración de normas para un caso en concreto. 2 Documento La Prevención de Riesgos Laborales en el Sector de la Construcción

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c). Amarres El andamio, debe ser concebido de forma tal, que esté en condiciones de poder ser amarrado a la fachada, por medio de anclajes, en los puntos apropiados, preferentemente, cerca de las intersecciones de los montantes con los largueros. La estructura de los puntos de amarre deberá permitir a éstos resistir las fuerzas horizontales paralelas y perpendiculares a la fachada. d). Uniones Los dispositivos de unión entre elementos desmontables deben ser eficaces y fáciles de comprobar. Deben permitir un fácil montaje y bloqueo, con el fin de ofrecer una total seguridad, que impida cualquier desunión accidental de sus elementos. e). Unión vertical por espiga o manguito Una vez montado el andamio, la holgura horizontal entre los elementos superior o inferior, no debe exceder de 4mm. Ésta, corresponde a un desplazamiento a partir de la línea central de 2mm.

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f). Otros tipos de unión Deben ser de las mismas características, es decir, que impidan todo riesgo de desmontaje accidental. I.I.I ASPECTOS DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE VIVIENDAS a). Escaleras, escalones y rampas El riesgo que implican las escaleras se puede minimizar adoptando medidas de seguridad tales como: 1 1. Evitar la compensación de las mismas. 2. Utilizar en edificios de viviendas solo escaleras de 1º categoría. 3. Incluir pasamanos a ambos lados de la escalera. 4. Incluir un pasamano a la altura de los niños. 5. Diseñar la escalera en dos tramos para limitar la altura de caída a la mitad. 6. Evitar las escaleras con alzadas abiertas que permita el paso de un niño entre pedadas.

1 Documento Arquitecto Carlos D. Colombo, Revista Construir, Aspectos de Seguridad en el diseño de vivienda

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b). Barandas de escaleras y balcones El riesgo que implican las barandas de balcones y escaleras puede reducirse de la siguiente manera: 1. Adoptar una altura mínima de 1m. 2. Diseñar la baranda de manera que no pueda pasar una esfera de 10cm de un lado a otro de la misma. 3. Que el diseño no permita el escalamiento. 4. Evitar la baranda ciega.

1

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1 II. ANALISIS DE ANALOGÍAS Y TIPOLOGÍAS.

II.I SISTEMA DE CONECTORES PARA CONSTRUCCIÓN DE TERRAZAS La empresa Simpson Strong-Tie se dedica básicamente a la elaboración de elementos de conexión para construcciones en madera, tipo campestre, donde los acabados son generalmente rústicos. “En 1956 Simpson Strong-Tie comenzó a fabricar soportes para vigas para el mercado de construcciones con marcos de madera. Desde entonces la compañía ha liderado su industria con productos innovadores para solucionar problemas de conexión entre elementos de madera y de madera con concreto. Actualmente el nombre Simpson Strong-Tie es reconocido por los principales arquitectos, constructores e inspectores de construcciones como una marca de buena calidad y rendimiento.

1 Documento Arquitecto Carlos D. Colombo, Revista Construir, Aspectos de Seguridad en el diseño de vivienda, Imagen

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Siguiendo esta tradición, nuestros conectores Deck-Tie son la respuesta a las necesidades de los propietarios, así como para los profesionales. El Sistema Deck-Tie fue desarrollado específicamente para facilitar, acelerar y simplificar la construcción de terrazas, haciéndolas más fuertes, seguras y de mejor apariencia. No importa el desafío que represente la construcción de su terraza, puede confiar en los conectores Deck-Tie”. 1

• CONECTOR DRT8 PARA PASAMANOS Los conectores Deck-Tie DRT8 permiten sujetar los pasamanos de 2x4 ó 2x6 a los postes, dejando la superficie libre de clavos o tornillos, evitando así que sus cabezas sobresalgan, se oxiden y que se tenga que avellanar. Además de obtener pasamanos más fuertes y atractivos, los propietarios de las casas se beneficiarán del menor trabajo de mantenimiento para que se vean bien. Todos los clavos y las marcas del martillado están fuera de la vista. Usando los conectores Deck-Tie, no hay clavos en la superficie de los pasamanos, y éstos pueden lijarse y acabarse cuando sea necesario. Los conectores DRT8 para pasamanos de terrazas están fabricados de acero galvanizado y diseñados para usarse en maderas de 2x4 ó 2x6.

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1 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, USA, 2003 2 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, Conector DRT8 para Pasamanos, USA, 2003

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1 1 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, Conector DRT8 para Pasamanos, imagen pasos para instalación del conector, USA 2003

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ABRAZADERAS DPT5 Y DPT7 PARA POSTES DE TERRAZAS Las abrazaderas Deck-Tie DPT5 y DPT7 se usan para sujetar los postes de madera en forma segura a la cara exterior de las vigas de las plataformas o a los

largueros de las escaleras, ya 1 sea en terrazas nuevas o para reparación de las existentes. La abrazadera DPT5 está diseñada para postes 2x4 y la DPT7 para postes 4x4. Ambas proveen una sujeción fuerte del poste.

1 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, Conector DRT8 para Pasamanos, imagen pasos para instalación del conector, USA 2003

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1 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, Imagen conectores para marcos, vigas, postes y escalones, USA 2003

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1 2 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, Imágenes conectores para postes, USA 2003

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1 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, imágenes, USA 2003

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1 Documento Internet, Empresa Simpson Strong-Tie, Conectores Deck-tie, Imágenes, USA 2003

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II.II ALGUNOS EJEMPLOS DE ESCALERAS CON DOBLE SENTIDO CON Y SIN DESCANSO.

1 2 3

1 Imagen Internet, Google, Imágenes pasamanos. 2 Imagen Internet, Google, Imágenes pasamanos, Escaleras Rintal 3 Imagen Internet, Google, Imágenes pasamanos, Cabildofuer.es

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1 Imagen Internet, Google, Imagen escaleras, Escaleras Rintal

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1 Margarita Maria Loaiza C. Fotografia tomada en Centro Comercial Pereira Plaza. Pereira, Nov. 2005

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1 Margarita Maria Loaiza C. Fotografia tomada en Centro Comercial Victoria. Pereira, Nov. 2005 2 Margarita Maria Loaiza C. Fotografia tomada en Edifício ciudad Pereira, Nov. 2005

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II.III CUADRO DE ANALIS DE ANALOGIAS Y TIPOLOGIAS. Puntuación: (0-No cumple) (1- Cumple mediana/) (2- Cumple)

UNIÓN PASAMANOS PARED



UNIÓN ESCALERAS ANGULO

TIPOLOGIA VARIABLE

Función Práctica: Cumple con los objetivos mínimos para los que fue diseñado

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Función Formal Estética: Diseño y acabados óptimos

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Función Simbólica: comunica su función y manipulación, es claro para el usuario cual es el tubo o elemento de agarre para descender o subir las escaleras.

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Factor Social: El diseño es óptimo para proteger al usuario tanto en su uso como en su forma, sin filos y con aristas redondeadas.

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Funciona para escaleras de ángulos en diferente sentido.

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Es de fácil instalación, sus componentes comunican su función y el tiempo de montaje es mínimo.

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UNION ESCALERA DOBLE SENTIDO




TIPOLOGIA VARIABLE


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AMARRE PARAL – ARANDELA PISO

UNIÓN PARAL – PASAMANOS SOLDADO


UNIÓN PARAL PASAMANOS

TIPOLOGIA VARIABLE


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UNIÓN A 90º - TRAYECTOS ENCONTADOS

UNION A 90º UNIÓN PARAL - PASAMANOS

UNIÓN DOBLE

TIPOLOGIA VARIABLE


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III. CASOS DE ESTUDIO III.I DISEÑO DE PASAMANOS Trabajo desarrollado para la línea de profundización Escuela de Arquitectura Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. Diseño de Pasamanos: parámetros y herramientas formales, ergonómicas, y de seguridad para el diseño de pasamanos, que se adapten al comportamiento, movilidad y antropometría en niños, adultos y ancianos. El producto contará con un estudio ergonómico que arroje resultados numéricos y gráficos, los cuales permitirán señalar claramente las falencias y virtudes, de los cambios propuestos e implementados en los pasamanos. Este estudio se realizará, por medio de interacción entre personas y un modelo de pasamanos a escala 1:1. Con esta confrontación se busca poner a prueba las hipótesis de relación dimensional y formal entre el objeto y el individuo. 1 Objetivo: Establecer bases formales y dimensionales para el diseño apto de pasamanos, que resuelvan los problemas de seguridad y ergonomía a niños, adultos y ancianos. Metodología: Se implementarán como estudios iníciales:

• Los ensayos de forma y composición de elementos por medio de modelos 3d y maquetas. • Escogencia de modelos paradigmáticos y definición de los parámetros formales, dimensionales y

de seguridad que rigen los mismos, se harán las conclusiones y recomendaciones finales, para el diseño y ubicación de los distintos componentes del pasamanos.

1 Fernando Téllez Mosquera, Juan David Portillo Arango, Diseño de Pasamanos, Proyecto Tecnológico III, Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, Junio 30 -2005

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Desarrollo 1 Ensayos de forma y composición La forma, es un elemento que puede determinar la seguridad y el nivel de confort que ofrece un pasamano. En la ciudad encontramos infinidad de combinaciones y variaciones. Se clasifican como forma de los pasamanos las siguientes: curvos, inclinados, rectos. 1.

En cuanto a elementos de composición se pueden enumerar como principales: las bases sólidas, las barras, los perfiles y los elementos prefabricados. 2.

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A continuación, se muestran modelos elaborados a partir de formas y elementos vistos en pasamanos analizados en la ciudad, los cuales arrojan parámetros para las conclusiones finales. 3. 1 1 Fernando Téllez Mosquera, Juan David Portillo Arango, Diseño de Pasamanos, Fotografía desarrollo 1 Ensayos forma y composición, Medellín, Junio 2005

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Desarrollo 2 Ensayos de forma – Ergonomía Los ensayos de ergonomía, muestran que la relación de forma y tamaño entre individuo y objeto puede ser determinante a la hora de establecer un rango de seguridad especialmente en niños y adultos mayores. La inclinación de un pasamanos se convierte en un factor fundamental para la seguridad de los usuarios, ya que el ángulo que se forma entre el pasamanos y la horizontal del piso, hace que se evite el efecto escalera, cuando los pasamanos contienen barras horizontales, ya que la inclinación hace incomodo el ascender a través del pasamanos. 4. A la distancia que se forma entre el individuo y el pasamanos, le

llamaremos rango de seguridad. Este rango será directamente proporcional a la distancia

1

1 Fernando Téllez Mosquera, Juan David Portillo Arango, Diseño de Pasamanos, Imagen desarrollo 2 Ensayos de forma y ergonomía, Medellín, Junio 2005

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De acuerdo con la anatomía de los individuos vs. la forma y los componentes del pasamanos el confort y el factor de seguridad aumenta, garantizando un mejor uso por parte de los usuarios. 5.

6.

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Desarrollo 3 Conclusiones y propuesta A continuación se harán algunas conclusiones importantes sobre los parámetros a seguir en el diseño de pasamanos, apoyadas en un prototipo creado, teniendo en cuenta los mismos. General. La medida mínima admisible para la baranda debe ser de 80cm y la máxima de 110cm, mientras que la medida ideal es de 90cm. Este es el rango de confort más acorde a las características de los usuarios. En cuanto a forma: Inclinados Por lo general, los pasamanos inclinados, se constituyen por medio de elementos como las barras horizontales y verticales, soportadas por postes o lamina. • En caso de los inclinados, se debe tener como principal medida, el ángulo de inclinación, que debe

oscilar entre (79 a 70 grados) con respecto a la superficie de apoyo. • La distancia entre elementos horizontales (barras) no debe ser mayor de 15cm, y en caso de serlo, se

debe cubrir este espacio con otro material, esto con el fin de evitar, que los menores puedan atorar sus cabezas.

40

7.

1

Curvos Estos pasamanos por su forma, son ideales para evitar el factor escalera. Para un mejor diseño deben ser hechos a base de barras horizontales o verticales y superficies. Cuidando la distancia entre los elementos para evitar que los menores queden atorados. • El radio de la circunferencia que forma la curvatura, debe oscilar entre 90 a 110cm, con el fin de lograr

el efecto anti- escalera.

1 2 Fernando Téllez Mosquera, Juan David Portillo Arango, Diseño de Pasamanos, Imagen Desarrollo 3, Conclusiones y Propuesta, Medellín, Junio 2005

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8.

Rectos. Es recomendable tener una base sólida de por lo menos 80cm, en caso de no tenerla (pasamanos con barras verticales) es importante que las barras lleguen hasta el arranque del pasamanos. • No se pueden tener, elementos que faciliten, el efecto escalera.

9.

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• La Propuesta: 10. 11.

1

1 Fernando Téllez Mosquera, Juan David Portillo Arango, Diseño de Pasamanos, Imagen Renderizado, propuesta definitiva, Medellín. Junio 2005 1

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IV. ANTECEDENTES DE DISEÑO La idea nació como resultado de la experiencia laboral en el sector metalmecánico, en el desarrollo y construcción de elementos de unión, amarre, bisagras, pasamanos en acero inoxidable donde se detectó que los elementos de fijación estructurales para pasamanos que actualmente se producen en el mercado no son suficientes ni cumplen totalmente con las necesidades o funciones requeridas para los diferentes usos, como sujeción, amarre, unión y estructura.

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1 Margarita Maria Loaiza C. Plano escalera y pasamanos instalado en vivienda, Pereira, Julio 2005

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Todas las escaleras deben llevar barandillas, a un lado o a los dos, según sea la forma de la escalera. Toda barandilla se compone de dos elementos esenciales: uno, los barrotes verticales que forman el entramado y otro, los pasamanos. El diseño de estos elementos se ha centrado básicamente en los pasamanos para exteriores; donde se manejan tramos generalmente rectos, largos, con angulaciones de 90º. Es muy evidente el uso de materiales como la tubería metálica y lámina, logrando uniones y angulaciones por medio de soldadura. También es cierto que debido a la resistencia que estos deben poseer, se emplean tuberías de diámetros entre 2” y 3” para construir estructuras gruesas. Los pasamanos para exteriores se utilizan por lo general en espacios como:

• Escalinata: es una escalera que va colocada en la mayoría de los casos en edificios de cierta importancia. Es un elemento que ennoblece la construcción, lo que lleva consigo la condición de que sea una escalera amplia, de fácil circulación por ella. En la mayoría de casos la escalinata no llega con sus peldaños hasta la puerta sino que suele dejarse una meseta para mayor comodidad.

• Las rampas: son escaleras sin peldaños que sirven para el paso de personas y vehículos, con pendientes de 20º como máximo y se emplean para salvar grandes desniveles. A veces para que sirvan de uso a personas y vehículos se combinan las Rampas y Escalinatas, si se trata de un acceso, a bastante altura. Terrazas, balcones: por lo general son espacios amplios y rectos.

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Sin embargo en las construcciones de vivienda actuales la escalera permite un alto nivel de personalización. Se detecta una tendencia hacia la apertura de la vivienda, con la más cuidadosa recuperación de espacios y destaca la escalera, ya no como simple acceso para la construcción, sino como elemento fundamental de la casa. Por lo general los pasamanos son utilizados en las escaleras interiores, las cuales se componen de los siguientes elementos: la caja o espacio ocupado por la escalera en sentido vertical dentro del edificio y las rampas o planos inclinados que sostienen la escalera y cuyo desarrollo de planos va dentro de la caja de la escalera. Además en el espacio interior la escalera es un elemento importante dentro del edificio y un medio de enlace, no de estancia, la estética es un factor fundamental, buscando estructuras igualmente resistentes pero más livianas, con materiales y acabados superiores. Por lo tanto las uniones por medio de soldadura no son las más favorables debido a su acabado final. Por lo general se utiliza madera para estos pasamanos, pero actualmente se están incluyendo materiales como el vidrio y el acero inoxidable.

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1 Imágenes Bloques Autocad

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• Tipos de escaleras

1

1 Imágenes Bloques Autocad

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V. CONCLUSIONES DEL ANALISIS PRELIMINAR Las empresas en Colombia que se dedican al diseño de pasamanos para exteriores manejan principalmente soldadura y estructuras gruesas. En este campo no se ha contemplado la parte estética sino estructural. En el diseño de parales para pasamanos interiores sí se contempla el factor estético, funciona para espacios interiores y en algunos casos exteriores, pero sin embargo no se ha explorado los diferentes inconvenientes que se pueden presentar en la instalación como:

a. Ángulos encontrados en dos trayectos de escalera, b. Unión de dos tramos por ser de dimensiones mayores a la medida estándar de los tubos; en

cada uno de estos casos aun no se cuenta con un aplique o conector que pueda suplir estas necesidades.

c. Los apliques estructurales para pasamanos que actualmente se encuentran en el mercado suplen algunas necesidades, como unión a 90 º, soporte para pasamanos a muro, soporte terminal pasamanos.

d. Aun falta desarrollar apliques o conectores para uniones encontradas con ángulos de 60º, 90º y 150º.

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CAPITULO III - METODOLOGIA

I. METODOLOGIA PROYECTUAL I.I FACTOR HUMANO Para la realización de este proyecto se tendrán en cuenta algunos factores y funciones de Diseño.

1. FUNCIÓN PRÁCTICA: La funcionalidad y el óptimo comportamiento del producto en la relación – usuario – contexto (pasamanos interiores), la seguridad en cuanto a soporte, resistencia de los anclajes y el pasamanos en total, el fácil mantenimiento, reparación y manipulación.

2. FACTOR ESTRUCTURAL: La cantidad de componentes, partes y elementos de que constará el producto y la estabilidad funcional.

3. FUNCIÓN ESTÉTICA- COMUNICATIVA: La apariencia que manifiesta el producto por el

tratamiento que se ha dado a sus caracteres formales, las cualidades en cuanto a la forma, simplicidad, relación entre las partes componentes, estabilidad visual, materiales y acabados. La adecuada captación del producto o sus componentes por el usuario, la confianza manifestada por el usuario en el funcionamiento del mismo.

4. FACTOR TECNOLÓGICO: Los posibles materiales a utilizar en el diseño del producto, los procesos

necesarios para su producción.

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II. DISEÑO REQUERIMIENTOS (Determinantes y Parámetros)

DETERMINANTES DE CONTEXTO NO MODIFICABLES PARAMETRO

Conectores para pasamanos (unión paral – pasamano).

Conectores para pasamanos interiores o exteriores, en tubería redonda.

Angulaciones entre 60 º y 150 º. Se debe manejar un diseño para pasamanos que permita anclajes en diferente ángulo como 90º y ángulos encontrados entre 60º, 90º y 150º.

DETERMINANTES FUNCIONAL DEL OBJETO PARAMETRO

Reparación. Por deterioro.

Por mala medida.

Se reemplaza fácilmente por una pieza

adicional. No necesita cambiar la pieza total o el

tramo de pasamanos, solo se modifica la distancia y ubicación del conector.

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DETERMINANTES FORMALES NO MODIFICABLES PARAMETRO

Los elementos deben acoplarse adecuadamente para lograr un óptimo sistema de fijación.

Uniones por penetración, pegas, roscas, giros o encajes.

Seguridad. Ser Humano

Rose

Los conectores deben ser lo suficientemente

resistentes para soportar las cargas mínimas. Materiales seguros, con aristas

redondeadas, acabados, pulidos.

Forma interna ó externa del tubo. Redondo, diámetros entre 1 ¼” y 2 ½”.

Materiales de los conectores. Acero inoxidable, aluminio, plásticos.

DETERMINANTES FACTOR PRODUCTIVO PARAMETRO

Diseños para pasamanos en acero, madera y aluminio.

Para parales o pasamanos de mínimo 1 ¼”,máximo de 2 ½”

Tipo de producción. Vaciado, extruido, inyectado, torneado. Modo de producción. Producción en serie e industrializada.

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Normalización. Se tomará en cuenta la normalización de las materias primas a emplear, el dimensionamiento de los distintos componentes, partes y elementos que constituirán el sistema, acordes a las medidas comerciales para lograr una estandarización de las partes.

OBJETIVOS DE LO QUE SE QUIERE CONTROLAR PARAMETRO

Fácil instalación. Que se disminuya en lo posible un 40% del tiempo de instalación.

Coherencia formal – estética. Visualmente no afecte el diseño del pasamano.

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III. ALTERNATIVAS DE DISEÑO. a. SISTEMA DE CONECTORES PARA PASAMANOS EN PERFILERIA DE ALUMINIO.

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b. SISTEMA DE CONECTORES EN ALUMINIO FUNDIDO.

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C. SISTEMA DE CONECTORES EN ACERO INOXIDABLE FUNDIDO. Conjunto de codos y uniones en tubería de acero inoxidable, unión a los pasamanos por medio de pegas con aditivo especial.

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D. CONECTOR ESFERA MULTI-ANGULOS Conector en aluminio con 6 perforaciones en diferentes ángulos, para adaptarse a diferentes trayectos de escaleras, accesorios adicionales para conectar al tubo del pasamanos o paral.

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III.I PONDERACION DE ALTERNATIVAS Calificación de 1 a 5, siendo 1 el puntaje más bajo y 5 el puntaje más alto. ALTERNATIVA A B C D

ANGULACION 30º, 60º, 90º, 150º 1 5 3 5

REPARACION X DETERIORO 5 5 1 5 REPARACION POR MEDIDA 5 5 5 5 SEGURIDAD 5 3 4 5 INSTALACION (TIEMPO) 4 5 3 5 ACABADOS 3 5 4 5 COSTO 5 1 2 4 PROCESO PRODUCTIVO 2 1 4 4

RESULTADO PONDERACION 30 30 26 38

Alternativa con menor puntaje: Alternativa C. Puntaje 26. Alternativa con mayor puntaje: Alternativa D. Puntaje 38. (Alternativa escogida) .

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III.II ALTERNATIVA SELECCIONADA. CONECTOR ESFERA MULTI-ANGULOS Conector en aluminio con 6 perforaciones en diferentes ángulos, para adaptarse a diferentes trayectos de escaleras, accesorios adicionales para conectar al tubo los pasamanos o paral.

Para el desarrollo de la alternativa se tomaran en cuenta las medidas y angulaciones más comunes en las escaleras.

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III.II.I EVOLUCION DE ALTERNATIVA. Esfera en aluminio fundido con seis perforaciones roscadas para seis angulaciones diferentes.

Accesorio de amarre con Maquinado cóncavo para unión exacta con la esfera.

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Esfera en aluminio fundido Con tres perforaciones Avellanadas para unión Exacta con accesorios.

Accesorio de amarre para Esfera con tubos de paral y Pasamanos.

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III.II.II PANOS TECNICOS.

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III.II.III USABILIDAD Y SIMULACION.

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III.II.IV EXPLOSION.

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CAPITULO VI ETAPA DE PRODUCCION

I. DESARROLLO DEL PROTOTIPO El desarrollo del prototipo se realizara en acero inoxidable torneado, ya que los costos de producción para una pieza en aluminio o acero fundido o inyectado es muy alto.

II. PROPUESTA DEL PROCESO PRODUCTIVO El sistema de conectores para pasamanos se propone en aluminio, el proceso de producción de la pieza principal que es la esfera es moldeo por inyección, los elementos adicionales que conectan la esfera con los tubos se realizaran en aluminio torneado. El acabado para todas las piezas será anodizado brillante.

III. COSTOS

Los costos de producción para una pieza inyectada en aluminio, son altos en cuanto a inversión inicial por la elaboración de la matriz, los costos comerciales de la pieza son relativamente bajos, cuando son piezas producidas en cantidad, como lo es el objetivo de esta pieza.

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III.I CARTAS DE PRODUCCION NOMBRE DE LA PIEZA: Esfera CANTIDAD: Según la cantidad de trayectos de la escalera. DIMENCIONES GENERALES: Diámetro 2” y 2 ½” MATERIAL: Aluminio PROCESO PRODUCTIVO: Moldeo por inyección ACABADOS: Anodizado brillante COSTO COMERCIAL: $8.500

NOMBRE DE LA PIEZA: Accesorio de unión CANTIDAD: 2 DIMENCIONES GENERALES: ¾”, 1” MATERIAL: Aluminio PROCESO PRODUCTIVO: Torneado ACABADOS: Anodizado brillante

COSTO COMERCIAL: $ 5.500

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PIEZA NOMBRE DE LA PIEZA COSTO

ESFERA

Esfera de 2” de diámetro, material aluminio, proceso de producción moldeo por inyección, cantidad una pieza por paral.

$ 8.500

ACCESORIO DE UNION

Conector en aluminio torneado de ¾”, maquinados: 1 perforación roscada de ¼”, perforación de ½” y espigo roscado de ¼”; cantidad según perforaciones de esfera a

utilizar.

$ 5.500

BARRA DE AMARRE

Barra en aluminio de ½”, maquinado refrentado por ambos lados.

$ 2.200

PRISIONERO

Prisionero en acero inoxidable de ¼”

$ 600

MANO DE OBRA

Mano de obra por instalación de metro lineal

$ 12.000

VALOR TOTAL

$ 28.800

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CAPITULO V CONCLUSIONES

V.I ANALISIS DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS FRENTE A TIPOLOGIAS EXISTENTES

En cuanto a las analogías y tipologías, el sistema de conexión estructural para pasamanos CONECTAL brinda no solo seguridad, buenos acabados, y funcionalidad, sino q es un elemento mucho mas económico que los actuales como lo demuestra la tabla.

Además de esto CONECTAL permite versatilidad, facilidad en la instalación y una variedad de aplicaciones especialmente cuando se combinan con otros materiales, donde la calidad y terminación de los trabajos quedan a la vista. El sistema hecho a la medida es fácil de instalar en cualquier superficie; el diseño modular permite al instalador superar superficies irregulares cortando el tubo a diferentes largos y utilizando las piezas adecuadas para solucionar el problema. Este proyecto nace con el objetivo de satisfacer las nuevas necesidades que se han ido planteando en el sector del acero y construcción de pasamanos, fabricando accesorios novedosos por su sistema de montaje sin soldadura.

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V.II COSTO PARA UNA ESCALERA CON ANGULO ENCONTRADO Y CON DESCANSO

PIEZA NOMBRE DE LA PIEZA COSTO NOMBRE DE LA PIEZA COSTO

ESFERA

Esfera de 2” de diámetro, material aluminio, proceso de producción moldeo por inyección, cantidad una pieza por paral, acabado anodizado brillante.

$ 8.500

Para un trayecto de escalera con ángulo encontrado y con descanso por lo general se coloca doble paral, lo cual incluye tapón, barra de unión paral pasamanos, punto de soldadura en paral y pasamanos, prisioneros para amarrar barra conectora con paral.

VALOR TOTAL

$ 40.200

ACCESORIO DE UNION

Conector en aluminio torneado de ¾”, maquinados: 1 perforación roscada de ¼”, perforación de ½” y espigo roscado de ¼”; cantidad según perforaciones de esfera

a utilizar, acabado anodizado brillante.

$ 5.500

BARRA DE AMARRE

Barra en aluminio de ½”, maquinado refrentado por ambos lados, acabado anodizado brillante.

$ 2.200

PRISIONERO

Prisionero en acero inoxidable de ¼”

$ 600

MANO DE OBRA

Mano de obra por instalación de metro lineal

$ 12.000

VALOR TOTAL

$ 28.800

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I. BIBLIOGRAFIA

• Editorial Hispanoamericana, SA de C.V México.KINDER, Frank E y otros, Manual del arquitecto y del

constructor. Volumen I, Unión Tipográfica • IGOA, J.M. Escaleras, trazado cálculo y construcción, Editorial CEAC.

• MENGES, G. - MOHREN, G. Moldes para Inyección de Plásticos, Ed Gustavo Gili, 1975.

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Documents

DISEÑO DE ELEMENTOS DE FIJACION ESTRUCTURALES PARA