Escadas de concreto armado: tudo o que você precisa saber

De escadas visíveis a escadas em balanço, este guia abrangente oferece práticas inovadoras e dicas profissionais sobre como calcular, projetar e construir escadas de concreto armado

A escada de concreto armado é uma estrutura que, além de desempenhar uma função essencial de conexão entre os diferentes níveis de um edifício, também pode se tornar um elemento arquitetônico de grande destaque.

Neste artigo, exploraremos em detalhes como calcular, projetar e construir escadas de concreto armado, destacando práticas inovadoras e tendências modernas no setor.

Design de escadas internas – Tabela executiva

Projeto de escadas de concreto armado

Para o projeto de uma escada de concreto armado, os detalhes de design são essenciais para garantir que a escada se adapte perfeitamente ao ambiente circundante e às necessidades funcionais do edifício. Existem vários aspectos a serem considerados, como a relação entre o espelho e o piso, a acessibilidade e a estética.

Vamos explorar esses aspectos com mais detalhes.

Relação entre espelho e piso

A relação entre o espelho e o piso é um dos princípios fundamentais no projeto de escadas de concreto armado. Esta relação diz respeito à distância vertical (espelho) entre dois degraus consecutivos e à profundidade (piso) do próprio degrau. A definição correta dessa relação é crucial para garantir que a escada seja segura, confortável e esteja em conformidade com os padrões de design.

Para entender melhor a importância dessa relação, vejamos as fórmulas e cálculos envolvidos:

Espelho – o espelho representa a distância vertical entre dois degraus consecutivos e geralmente é medida do patamar de um degrau ao patamar do próximo degrau. Esse valor é fundamental para calcular o número total de degraus em uma escada. A fórmula para calcular o espelho total é a seguinte:

E=H/N

Onde:

E – o espelho de cada degrau,
H – a altura total da superfície onde a escada deve ser construída,
N – o número de degraus.

Piso: O piso representa a profundidade do degrau e é medida da borda frontal de um degrau à borda frontal do próximo degrau. A fórmula para calcular o piso total é a seguinte:

P=L/N

Onde:

P – o piso de cada degrau,
L – o comprimento total do espaço disponível para a escada,
N – o número de degraus.

Agora que entendemos o que é espelho e piso, podemos ver em detalhes a fórmula mais comumente usada para o cálculo da relação entre espelho e piso. A fórmula é a do arquiteto François Blondel, datando do ano de 1675.

A fórmula famosa é baseada na premissa de que o esforço necessário para levantar o pé verticalmente é o dobro do necessário para movê-lo horizontalmente.

A partir dessa intuição, conclui-se que a relação correta entre espelho e piso deve ser:

2E + P = 62/64 cm

De acordo com essa fórmula, o espelho ideal é de aproximadamente 16 cm, enquanto o piso ideal é de 30 cm.

Na verdade, uma escada com uma relação adequada entre espelho e piso garantirá uma experiência confortável para quem a utiliza. Uma relação muito grande entre espelho e piso tornaria a subida cansativa, enquanto uma relação muito pequena aumentaria o risco de tropeços. O projeto de uma escada com a relação correta entre espelho e piso requer equilíbrio entre o design estético e a funcionalidade.

O uso de software BIM permite aos arquitetos e engenheiros simular diferentes combinações de espelho e piso para encontrar a ideal para o projeto. Essas ferramentas calculam com precisão a altura e a profundidade dos degraus, levando em consideração todas as especificações do projeto. Isso garante que a escada esteja em conformidade com os regulamentos de segurança e as expectativas estéticas.

Aplicação gráfica da fórmula de Blondel

Acessibilidade e segurança

A escada deve ser projetada para ser acessível a todas as pessoas, independentemente de suas capacidades físicas. Isso significa que diretrizes de acessibilidade e segurança devem ser consideradas. As escadas devem ter corrimãos para facilitar a aderência, degraus antiderrapantes e iluminação adequada. A largura da escada também é crucial para permitir a passagem fácil e segura de várias pessoas ao mesmo tempo.

Harmonia com o ambiente

Uma escada de concreto armado bem projetada deve se integrar perfeitamente ao ambiente circundante e ao design geral do edifício. Os arquitetos devem considerar o material, a cor e o estilo da escada para garantir que ela se integre harmoniosamente com a arquitetura circundante. Uma escada bem projetada pode se tornar um destaque no design geral do edifício.

Conformidade com regulamentos de construção

A conformidade com os regulamentos de construção locais e nacionais é fundamental no projeto de escadas de concreto armado. Esses regulamentos estabelecem os requisitos mínimos de segurança e acessibilidade das escadas. Arquitetos e engenheiros devem estar cientes desses regulamentos e garantir que o projeto esteja em plena conformidade.

Materiais e técnicas de construção

A escolha de materiais e técnicas de construção é outro aspecto crucial no projeto de escada de concreto armado. O concreto utilizado deve ser de alta qualidade e adequadamente reforçado para garantir a resistência e durabilidade da escada ao longo do tempo. O design estrutural e a colocação de armaduras devem ser cuidadosamente estudados para evitar falhas ou danos estruturais, conforme especificado nos parágrafos seguintes.

Se deseja obter mais informações sobre esses aspectos, recomendo ler o artigo aprofundado “Como projetar uma escada: critérios, normas e exemplos para download“.

Tipos de escadas de concreto armado

Uma das decisões mais importantes no projeto e construção de escadas de concreto armado diz respeito à escolha do tipo. Existem vários tipos de escadas, cada um com características específicas, adequados para diferentes contextos e necessidades. Nesta seção, exploraremos os principais tipos de escadas de concreto armado, destacando suas peculiaridades e vantagens.

Escadas lineares – as escadas lineares são as mais comuns e simples de projetar e construir. Apresentam degraus dispostos em linha reta, com uma subida direta de um ponto a outro. Essas escadas são ideais para espaços retangulares ou quadrados e são amplamente usadas em ambientes internos e externos.
Escadas em espiral – escadas em espiral são caracterizadas por uma forma circular ou helicoidal. São frequentemente escolhidas para economizar espaço em ambientes internos ou para criar elementos arquitetônicos distintos no exterior.
Escadas em balanço – as escadas em balanço são caracterizadas por uma estrutura de suporte lateral, que dá a ilusão de que os degraus flutuam sem suportes visíveis. Esse design moderno e elegante é frequentemente usado na arquitetura contemporânea e requer concreto armado de alta qualidade e um projeto estrutural preciso.
Escadas em leque – escadas em leque se abrem a partir de um ponto central, irradiando para fora de forma semelhante aos raios de uma roda. Esse design é frequentemente usado para criar impacto visual e pode ser adaptado tanto para espaços internos quanto externos.
Escadas autossustentáveis – escadas autossustentáveis são projetadas para não requerer suporte adicional, como paredes ou colunas, para sustentar sua estrutura. São frequentemente usadas na arquitetura moderna e requerem engenharia estrutural avançada para garantir a estabilidade.
Escadas de concreto armado espatulado – escadas de concreto armado espelhado são caracterizadas por uma superfície lisa e uniforme obtida com a aplicação de uma camada de espátula ou resina epóxi. Esse design confere a elas uma aparência contemporânea e um acabamento elegante.
Escadas de concreto armado moderno – escadas de concreto armado moderno seguem os estilos arquitetônicos contemporâneos. Elas podem apresentar formas inovadoras, materiais de alta qualidade e design minimalista. São frequentemente usadas em projetos arquitetônicos avançados.
Escadas de concreto armado pré-fabricadas – as escadas pré-fabricadas são produzidas em fábrica e depois transportadas para o local de construção. Estão disponíveis em diferentes formas e tamanhos, permitindo maior eficiência na construção e tempos mais curtos de instalação. São adequadas tanto para ambientes internos quanto externos.
Escadas em viga de joelho – as escadas em viga de joelho incorporam um elemento horizontal que se estende a partir da estrutura da escada, proporcionando suporte adicional e estabilidade. São frequentemente usadas em escadas em balanço ou com designs complexos.

Design de escadas internas – Render criado com Edificius

Cálculo estrutural de escadas de concreto armado

O cálculo estrutural de escadas de concreto armado é um processo fundamental no campo da engenharia civil e arquitetura. O projeto preciso de escadas requer um entendimento profundo das forças, cargas e tensões que atuam na estrutura. Nesse contexto, o projeto estrutural de uma escada pode ser dividido em vários passos-chave:

Projeto da seção de apoio

Na primeira etapa do cálculo estrutural, começa-se com o projeto condicionado da seção de apoio mais solicitada. Esta seção é fundamental, uma vez que recebe cargas significativas da laje inclinada e deve ser projetada para resistir a tais cargas. São considerados dados como o momento fletor, as dimensões da seção e as características do material utilizado.

Projeto da seção no vão

Na segunda etapa, concentra-se na projeção da seção no vão, que inclui os degraus e outros elementos estruturais. É essencial definir a armadura necessária para garantir a resistência estrutural. Neste caso, também são considerados dados como o momento fletor, as dimensões da seção e os materiais utilizados.

Verificação das seções

Aqui, são realizadas avaliações detalhadas das seções projetadas, comparando as solicitações internas com a capacidade de resistência dos materiais utilizados. Esta etapa é crucial para garantir que a escada seja segura e capaz de suportar as cargas previstas.

Cálculo dos diagramas de momentos resistentes

Esta etapa envolve a determinação de como os momentos fletentes variam ao longo do comprimento da escada. Os momentos resistentes devem ser calculados para cada seção crítica da escada, a fim de garantir que ela possa suportar as solicitações sem ceder.
Para realizar esses cálculos, fórmulas específicas e considerações de projeto estrutural são utilizadas. Normas e coeficientes de segurança são aplicados para garantir que a escada atenda aos padrões de segurança e regulamentos de construção. Além disso, é essencial considerar tanto as cargas permanentes quanto as variáveis, conforme especificado nas Normas Técnicas de Construção.

O cálculo estrutural de escadas de concreto armado exige um conhecimento avançado em engenharia civil e práticas de projeto. É importante garantir que a escada seja estruturalmente robusta e capaz de garantir a segurança dos usuários.

Como armar uma escada com Edilus

Uso de software BIM

Através de software BIM para cálculo estrutural, é possível criar modelos virtuais detalhados da escada e levar em consideração todos os fatores relevantes. Alguns softwares BIM avançados têm um solver de elementos finitos integrado, oferecendo funcionalidades específicas para o cálculo estrutural de escadas.
A principal vantagem do uso de software BIM está na capacidade de simular o comportamento estrutural da escada em diferentes situações, incluindo cargas máximas previstas e cargas dinâmicas. Essa simulação permite otimizar o design e minimizar as margens de erro.

Em conclusão, o cálculo de uma escada de concreto armado requer uma avaliação precisa das cargas, a conformidade com as especificações do projeto e o uso de software avançado como o BIM. Os engenheiros devem ser capazes de aplicar as fórmulas apropriadas para determinar a resistência e segurança da estrutura, garantindo que a escada seja funcional e esteticamente agradável. A ciência e a engenharia se unem para criar escadas de concreto armado confiáveis e duráveis.