Transcript abc_estructuras

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• ESPACIO ACADÉMICO
FUNDAMENTACIÓN
ESTRUCTURAL
DOCENTES ARQ. RAUL ROJAS
ARQ. HELMU RAMOS CALONGE
FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL
SISTEMAS PORTANTES
ARCOS
Arco, del latín arcus, es el elemento
constructivo lineal de forma curvada,
que salva el espacio entre dos pilares o
muros. Está compuesto por piezas
llamadas dovelas, y puede adoptar
formas curvas diversas. Es muy útil para
salvar espacios relativamente grandes
con piezas pequeñas.
También se llama así a las estructuras
construidas actualmente con forma
arqueada, aunque sean de una sola
pieza, y que, en sus apoyos, funcionan
del mismo modo que los construidos
con dovelas.
Arco: Representación esquemática de los
elementos del arco y la bóveda.
1 Clave
2 Dovela
3 Trasdós o Extradós
4 Imposta
5 Intradós
6 Flecha
7 Luz, vano
8 Contrafuerte
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Arch_illustration.svg
FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL
SISTEMAS PORTANTES
ARCOS
Entre
las
«formas
activas»
a
compresión, el ARCO ha sido la forma
estructural que más ha perdurado en la
construcción de puentes y una de las
más hermosas conquistas del espíritu
humano.
Los romanos difundieron esta forma en
todos los territorios conquistados hace
más de dos mil años. Aún perduran
muchos arcos de piedra construidos
para acueductos y puentes en Europa
y Asia menor.
http://elhombredearena.files.wordpress.com/2010/01/coliseo_romano.jpg
El arco no posee la liviandad, ni la
flexibilidad geométrica del cable, porque
la sección transversal de un miembro
sometido a compresión debe tener
mucho más masa que la de un cable,
con el fin de evitar el pandeo bajo los
esfuerzos de compresión.
http://thumbs.dreamstime.com/thumb_71/1152843628Y6uvSW.jpg
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SISTEMAS PORTANTES
ARCOS
TRABAJO ESTRUCTURAL DE UN ARCO – DIFERENCIA CON UNA VIGA CURVADA
FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL
SISTEMAS PORTANTES
ARCOS
Estructuralmente, un arco funciona como
un conjunto que transmite las cargas, ya
sean propias o provenientes de otros
elementos, hasta los muros o pilares que
lo soportan.
http://mecfunnet.faii.etsii.upm.es/nematostatica/arcprob/eg.htm1.jpg
Por su propia morfología las dovelas
están sometidas a esfuerzos de
compresión, fundamentalmente, pero
transmiten empujes horizontales en los
puntos de apoyo, hacia el exterior, de
forma que tiende a provocar la
separación de éstos.
Para otras concepciones no existe
Empuje sino que: Además de la
reacción vertical es necesario la
existencia de otra reacción horizontal
en los apoyos, hacia adentro, que
contrarreste la fuerza horizontal hacia
afuera que hace el arco.
http://centros1.pntic.mec.es/~devallea/isabel/imagen/gotico.gif
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Arch_illustration.svg
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SISTEMAS PORTANTES
ARCOS
Los Empujes se contrarrestan, o se logran reacciones en los apoyos, mediante:
•
•
•
•
•
•
•
Sobrecarga sobre las dovelas cercanas a los apoyos (riñones)
Apoyos diseccionados con la resultante.
Arcos continuos o múltiples.
Contrafuertes (Gótico)
Tirante (trabajo de unión en los apoyos)
Muros (carga continua en los apoyos)
Arco de punta u ojival (Gótico), mayor Flecha.
http://www.espanolsinfronteras.com/im%C3%A1genes/AESP/ARQ-CLeon-Soria-ArcoRomano-sigloI-Medinaceli.jpg
FUNDAMENTACIÓN ESTRUCTURAL
Figura 4.10: Formas activas a compresión
Figura 4.11: variación de la reacción horizontal con la flecha
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%204/EL%20ARCO.htm
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ARCOS
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ARCOS
Las deformaciones del cuerpo del arco en cualquier punto (dovela) ocasionadas por
inestabilidad o fuerzas horizontales, se contrarrestan adaptando las formas que toman los
cables, es decir, “girando” esa formas, entendiendo que los materiales en uno y otro
sistema son completamente distintos.
• Catenaria: por peso propio, y/o carga repartida a lo largo del arco.
• Parábola: por carga repartida uniformemente a lo largo del arco (luz)
• Elipse: Carga distribuida de manera uniforme sobre la luz, pero disminuyendo el peso
hacia el centro del arco.
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ARCOS
Los arcos se clasifican según las restricciones de los apoyos en:
Biempotrados (fig. a)
http://www.laregion.es/resize.php?pic=imagenes/elementos/619_08our
1f1%20%5B%5D.jpg&tipo=350
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Biarticulados (fig. b)
http://www.arqhys.com/contenidos/imagenes/Puentes%20en%20arco.jpg
Triarticulados (fig. c)
Figura 4.12: tipos de arcos según reacciones en los apoyos
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%204/EL%20ARCO.htm
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Los arcos se clasifican según las restricciones de los apoyos en:
Biempotrados (fig. a)
http://www.urbanity.biz/fotocubo/357126499_c1bba45d47_o.jpg
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Biarticulados (fig. b)
Triarticulados (fig. c)
Figura 4.12: tipos de arcos según reacciones en los apoyos
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%204/EL%20ARCO.htm
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Los arcos se clasifican según las restricciones de los apoyos en:
Biempotrados (fig. a)
Biarticulados (fig. b)
Triarticulados (fig. c)
Figura 4.12: tipos de arcos según reacciones en los apoyos
http://www.mediamadera.com/archivos/imagen/PU_CERVERA_
PISUERGA_02_01.jpg
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%204/EL%20ARCO.htm
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ARCOS
TECHOS EN ARCO
El arco es muy usado para cubiertas y para puentes, es decir para vencer grandes luces.
1.Arcos Paralelos unidos por elementos trabajando a flexión o curvos.
2.Arcos Diagonales.
3.Arcos concéntricos
4.Arcos diagonales de diferentes radios (Lamelas)
3
1
2
4
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ARCOS
http://es.wikipedia.org/wiki/Arco_(arquitectura)
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ARCOS
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ARCOS
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ARCOS
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ARCOS
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ARCOS
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ARCOS
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BÓVEDAS
http://www.xtec.cat/~sescanue/romanic/imatges/volta-cano.jpg
Una bóveda es una obra de mampostería
o fábrica de forma curva, que sirve para
cubrir el espacio comprendido entre dos
muros o una serie de pilares alineados.
En edificaciones modernas el término se
aplica a estructuras de cubiertas
curvadas, en las que el espesor es muy
pequeño comparado con el ancho y el
largo, también denominadas cáscaras o
cascarones.
Tanto en las antiguas bóvedas como en
las modernas el esfuerzo predominante
en sus elementos es de compresión.
Sus tensiones se asemejan a las de un
arco, o un conjunto de arcos conformando
una superficie.
http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%B3veda
http://www.diputaciondevalladolid.es/imagenes/img_cultura/E
xposiciones_2006/forma_y_luz/bovedaG.jpg
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BÓVEDAS
Los materiales empleados en su
construcción pueden ser de piedra,
llamados dovelas, ladrillo, acero,
hormigón armado, etcétera. Las
dovelas pueden ir aparejadas "a
hueso", esto es, sin trabazón, aunque
lo habitual es que se unan con un
material aglomerante o mortero.
En la Historia de la Arquitectura las
bóvedas, de ladrillo o piedra, tuvieron
un papel preeminente en la
edificación, que han perdido con la
generalización de las técnicas y
materiales
de
construcción
modernos: primero el acero y
después el hormigón armado han
posibilitado edificaciones adinteladas
de grandes luces, antes sólo
abovedadas.
http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%B3veda
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Visby-StNicolaus_09.jpg
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BÓVEDAS
Deformaciones en una edificación
Gótica ante vientos o sismos.
Arco ojival y bóvedas de crucerías.
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BÓVEDAS
BÓVEDA DE ARISTA
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ae/B%C3%B3veda_de_arista.jpg
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BÓVEDAS
BÓVEDA DE CAÑON
http://architecture.relig.free.fr/images/catalogne_eglises/porqueres/int_nef_choeur.jpg
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BÓVEDAS
BÓVEDA DE CRUCERÍA
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/Torun_ss_Johns_vaulting_big.jpg
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BÓVEDAS
BÓVEDA DE LUNETOS
http://farm4.static.flickr.com/3218/2875781827_fef85e60a9.jpg
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SISTEMAS PORTANTES
BÓVEDAS
BÓVEDA REBAJADA
http://www.aytolaguardia.org/ayuntamientopagina/imagenes/laguardia/sinagoga.jpg
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BÓVEDAS
BÓVEDA RINCÓN DE CLAUSTRO
http://www.romanicoaragones.com/ReinoMallos/Mallos51.jpg
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CÚPULAS
CATEDRAL DE FLORENCIA
La
Cúpula
es
un
elemento
arquitectónico que se utiliza para cubrir
un espacio de planta circular, cuadrada,
poligonal o elíptica, mediante arcos de
perfil semicircular, parabólico u ovoidal,
rotados respecto de un punto central
de simetría.
El término cúpula[1] proviene del italiano
cupola con raíces latinas cupella y éste
del idioma griego kupellon, que significa
"pequeña taza" (cupa, en latín = taza).
Nótese que en otros idiomas, como el
italiano, inglés o francés, el término
equivalente es "duomo" o "dome",
derivado así mismo del latín "domus",
que significa "casa, habitación". La
palabra "domo" también está recogida
por el Diccionario de la Real Academia
Española como sinónimo de cúpula.
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BApula
http://cv.uoc.edu/~04_999_01_u07/percepcions/cupula1.gif
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CÚPULAS
Tracción en la parte inferior, hasta 52°,
desde aquí se presenta Compresión.
Sobre los apoyos se presenta empuje.
Tienden a “aplanarse” en la parte
superior y a ensancharse en la inferior
(el círculo descrito por el apoyo tiende a
agrandar su diámetro)
A > agrandamiento < empuje,
pero > agrietamientos
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CÚPULAS
PANTEÓN
SISTEMAS PORTANTES
CÚPULAS
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Cúpulas Románicas.
Cúpulas Bizantinas
Cúpula Romana.
Cúpulas Góticas.
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SISTEMAS PORTANTES
CÚPULAS
CÚPULAS SOBRE TROMPAS
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CÚPULAS
CÚPULAS SOBRE TROMPAS
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Palermo07.jpg
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CÚPULAS
CÚPULAS SOBRE PECHINAS
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CÚPULAS
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SISTEMAS PORTANTES
CÚPULAS
SANTA SOFIA.
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CÚPULAS
CÚPULAS SOBRE PECHINAS
http://www.artencordoba.com/LAS-PLAZAS/FOTOS/ALPARGATE/IGLESIA_PADRES_GRACIA_13.jpg
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CÚPULAS
CÚPULAS SOBRE PECHINAS
http://wikanda.sevillapedia.es/imagenes/Sevilla_C%C3%BApula_de_la_Sacrist%C3%ADa_Mayor_de_la_catedral.jpg
CÚPULAS SOBRE TAMBOR O CIMBORRIO
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CÚPULAS
http://personal.telefonica.terra.es/web/iolus/fotos/roma1/cupula_santa_maria.jpg
Columnas: Pilares
Son elementos verticales que transmiten las cargas linealmente, utilizando para
ello, el área de la sección transversal.
Izquierda, columnas de la Sala hipóstila del Templo de
Karnak en Luxor, Egipto.
Fuente: http://www.willgoto.com/5/144278/liens.aspx.
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SISTEMAS PORTANTES
EXPERIMENTACIÓN
1. Vencer una luz de 30 cm. Por la estructura se podrá transitar, ya sea en vehículo o
peatonalmente. Plantear apoyos. Accesibilidad. Proponer materiales.
2. Cubrir un espacio de 25 * 25 cm o 30 * 30 con una cúpula. Proponer apoyos y
sistema vertical de transmisión de cargas (columnas, muros, tambor, etc.). Proponer
materiales.
3. Cubrir un espacio de 35 * 15 cm o 40 * 15 con una bóveda. Proponer apoyos y
sistema vertical de transmisión de cargas. Proponer materiales.
En cualquier caso las dimensiones pueden variar levemente.
Revisar conceptos trabajados durante el curso.
Revisar bibliografía incluida en el Syllabus.
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ARCOS- BÓVEDAS CÚPULAS
BIBLIOGRAFÍA
• Millais, Malcolm. Estructuras de edificación.
• Salvadori, Mario George. Estructuras para arquitectos.
• Mark, Robert. Tecnología arquitectónica hasta la revolución científica. Akal. MIT, 1993.
Las imágenes escaneadas se han tomado de los tres (3) textos aquí referenciados.
• Ver referencias de páginas web como fuente de las imágenes y algunos textos.