Download - Arcos y Bóvedas Presentacion Constru
CONSTRUCCIONES ESPECIALES II
CARRANZA VÁSQUEZ,
Giancarlo
LIVAQUE ROJAS, Carlos
Alberto
LIZANA PÉREZ, Cinthia
TINEO ANCAJIMA, Luis
INTEGRANTES:
CÁTEDRA: ARQ. CHAFLOQUE CASTRO, Wilder
Estructura a compresión
DEFINICIÓN
Cubrir grandes luces
es una
Utilizada para
ARCOS
ELEMENTOS DEL ARCO
Clave (piedra angular)
Dovelas
Extradós
Muro apoyo
Intradós
Altura o flecha
Luz
Arbotante o contrafuerte
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
6
7
8
Esbeltez: FLECHA = 1 , 1 ,
etc. LUZ 2 4
9
En los inicios hemos visto que los arcos eran de adobe, ladrillo o
piedra.
El perfeccionamiento en las técnicas de fabricación de hierro permitió
su uso como material estructural. En los inicios los elementos eran de
fundición, material poco resistente a la tracción y bastante a la
compresión, por lo que interesaba que todos los elementos
trabajaran a compresión, tal y como ocurre en el caso de los arcos.
LOS MATERIALES
Tithe Barn (1334-1379) Inglaterra- con 9 m de luz.
ARCO COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL
Los Arcos soportan grandes cargas transversales y las transmiten a los apoyos extremos trabajando básicamente a
compresión, con muy poco esfuerzo de flexión. Esto permite utilizar en su construcción materiales que no soportan bien la
tracción, como el hormigón en masa o sencillamente ladrillos o bloques de piedra independientes, adosados unos a otros.
Los arcos están normalmente sometidos a fuertes cargas verticales, aplicadas bien desde la parte superior del arco o desde la
inferior debidas a empujes de viento, etc. Son también frecuentes las cargas térmicas o las debidas a los asientos de los
apoyos.
ARCO COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL
Comportamiento del arco El arco es un elemento estructural lineal de directriz curva que permite salvar una luz o abrir un hueco en un muro.
Los elementos del arco trabajan básicamente a compresión, transmitiéndose las fuerzas de dovela en dovela dando lugar al
polígono de cargas.
Esta línea de transmisión de cargas se corresponde con lo que llamamos antifunicular, es decir, la inversa de la forma que
adoptaría un cable del que cuelgan las cargas a transmitir por el arco.
La forma del antifunicular depende de las cargas a transmitir.
Los principales problemas en el dimensionado del arco son:
1. Definir la directriz del mismo de modo que se ajuste lo más posible al antifunicular de cargas, garantizando que todas las
piezas están comprimidas, y que no se producen esfuerzos de flexión.
2. Dimensionado de los estribos para aguantar la carga horizontal. A veces, estos estribos sufren un pequeño movimiento
provocando el reajuste de las dovelas del arco. Una manera de evitar este movimiento es atirantar el arco para evitar que éste
se abra.
Establecidas las cargas de gravedad sostenidas sobre un hilo, se obtiene una figura plana que representa los ejes de una estructura
que funciona en tracción pura. Si la figura se invierte funciona en compresión pura con todas las ventajas que representa trabajar
con elementos unirresistentes
Las estructuras sometidas a cargas que sólo las solicitan a esfuerzos de tracción se pueden resolver mediante cables o cadenas.
CONSTRUCCION DE UN POLÍGONO FUNICULAR
La forma funicular que adquiere el hilo estará influenciada tanto por la magnitud de las cargas como por su distribución a lo
largo del mismo.
CONSTRUCCION DE UN POLÍGONO ANTIFUNICULAR
Cuando se trata de cargas puntuales se obtendrá
una forma funicular poligonal.
Si en cambio son cargas distribuidas la forma
funicular del hilo será una parábola.
Al emplear una cadena en lugar de hilo, cuyo peso
propio ya no es despreciable, la forma funicular
obtenida será una catenaria.
Si se invierte de forma simétrica respecto del plano
horizontal, se obtiene un polígono de presiones o
antifunicular.
INFLUENCIA DE LA FLECHA DEL ARCO EN LOS EMPUJES
INFLUENCIA DE LA FLECHA DEL ARCO EN LOS EMPUJES
ARCOS EN ARQUITECTURA
El uso más tradicional de un arco ha sido, ya desde los orígenes de la mampostería una forma de salvar un vano o abertura en
la fachada de un edificio y de recintos abovedados. Debido a su particular capacidad para transformar los empujes verticales
del peso del edificio, en componentes más 'horizontales', se ha empleado como soporte, al mismo tiempo que forma de
apertura de muros. Su uso también ha sido fundamental en la construcción de puentes.
TEORÍA ARQUITECTÓNICA ESTRUCTURAL ESPACIAL DE GAUDÍ
Antoni Gaudí, arquitecto español de mediados del s. XIX, trabajó un
sistema estructural basado en la mecánica y la geometría de las
curvas funiculares, a partir de la observación de forma orgánicas en
la naturaleza.
La teoría "arquitectónica estructural espacial" se basa en estas formas
geométricas orgánicas tridimensionalmente curvas, compuestas
íntegramente por líneas rectas, desarrollando una arquitectura
basada en lo que llamó la estructura íntima portante, que liga
formas geométricas a las formas naturales, formas “perfectas que
mantienen la estática”
TEORÍA ARQUITECTÓNICA ESTRUCTURAL ESPACIAL DE GAUDÍ
Adoptando perfectamente la línea de presión, que distribuye los
esfuerzos a compresión pura y siempre bajo la dirección y sentido
de la resultante de fuerzas, Gaudí diseña obras que se sostienen a si
mismas:
evita contrafuertes, el edificio pesa menos, gana una gracia vaporosa
y se aguanta sin raros accesorios ortopédicos haciendo uso del arco
catenario, parabólico, paraboloide hiperbólico y del helicoidal.
Uso de arcos catenarios en algunas de las obras de Gaudí: Colegio de las
Teresianas (1889-90), la casa Batlló (1904-06), la casa Milá (1906-10) o la
cripta de la colonia Güell (1908-15).
Siguiendo el principio de la inversión de la cadena colgante para obtener
el arco catenario, Gaudí utilizó en algunos casos para el diseño de
estructuras la maqueta funicular. Esta consiste en fijar en el techo un tablero
de madera, en el que se dibuja la planta del edificio, y de los puntos de
sustentación -columnas e intersección de paredes
Bóveda es una estructura que cierra
superiormente un espacio, así como
al arco cierra un vano o una
abertura.
La bóveda es siempre tridimensional
y necesitará para su representación
diversas proyecciones.
Al igual que el arco, la bóveda se
compone de elementos
constructivos de menor tamaño que
el espacio que cubren, por lo que
gravitan sobre el vacío y para
sostenerse han de transmitir su peso
y las cargas que soportan de uno a
otro hasta los apoyos.
Las bóvedas soportan esfuerzos de
compresión, por lo que adoptan
formas apropiadas que eviten fatigas
de extensión y transmitan las
compresiones uniformemente a
apoyos continuos o concentrados
sobre apoyos aislados.
La gran variedad de maneras de
conseguir esto, combinado con la
diversidad de espacios a cubrir,
determinan las numerosas formas
diferentes que pueden adoptar las
bóvedas, cada una de las cuales
recibe su propio nombre.
ELEMENTOS DE BOVEDA
APOYOS
PUNTOS DE ARRANQUE
DOVELAS
SALMERES
NERVIOS
LUNETO
son las partes de los muros o pilares sobre
los que descansa la bóveda.
son los de los arcos que componen la
bóveda.
son las piezas elementales que componen la
bóveda.
son las dovelas en las líneas de arranque de
la bóveda.
CLAVE
son los arcos de dovelas independientes de
los témpanos en las aristas.
es la dovela central que cierra la bóveda.
es la abertura practicada en la bóveda de
otra bóveda que penetra en ella.
CLASES DE BOVEDA Y SU TRAZADO
BOVEDAS CILINDRICAS
Pueden considerarse generadas por un arco
llamado directriz, que se traslada a lo largo de
un eje horizontal o inclinado, que pasa por el
centro de su línea de arranque.
BÓVEDAS DE CAÑÓN
CILÍNDRICO:
Su forma básica es un cilindro partido por la
mitad. Su directriz es una semicircunferencia
y su eje es horizontal.
BÓVEDA EN RINCÓN DE CLAUSTRO:
La figura 59 representa la intersección de dos bóvedas de
cañón seguido iguales, de arco medio punto de directriz,
sobre planta cuadrada. Si suprimimos las partes superiores de
la intersección, obtendremos la bóveda de rincón de claustro
(fig.60), solución que se presentaba en los rincones de los
claustros románicos abovedados.
La planta puede ser también un polígono regular. Cuantos
más lados tenga este polígono más se parece la bóveda en
un rincón de claustro a una cúpula, pero siempre con aristas
entrantes.
CLASES DE BOVEDA Y SU TRAZADO
BÓVEDA ESQUIFADA O
EN FORMA DE ARESTA:
BÓVEDA ESQUIFADA
CON PLAFÓN O BÓVEDA
DE ESPEJO:
BÓVEDA POR ARISTA
CON LÍNEA DE CLAVE
PERLATADA:
Viene a ser una bóveda de rincón de
claustro sobre planta rectangular, con
la diferencia de que en lugar de
vértice posee una línea de clave.
Resulta cuando una bóveda
esquifada o en un rincón de claustro
se corta a cierta altura de los
arranques y se cierra con un techo
plano o con una bóveda esquifada o
en rincón de claustro rebajada.
Es la bóveda por arista románica
(fig.73). Las claves de los arcos
frontales están enlazados a la clave
de los arcos diagonales por un arco
rebajado y los témpanos resultan
curvados.
CLASES DE BOVEDA Y SU TRAZADO
BÓVEDA POR ARISTA REBAJADA: BÓVEDA ESTRELLADA: BÓVEDAS EN ABANICO:
Es la bóveda por arista de cañones
curvos en bajada (fig.76). Entre las
bóvedas por arista es la de menor
flecha y, por lo tanto, la de menor
resistencia.
Es la bóveda por arista mejorada, con
un aumento del número de nervios
entre los fundamentales. La adición de
nervios intermedios da lugar a la
formación, en planta, de figuras
estrelladas, de donde el nombre de
estas bóvedas.
Son bóvedas estrelladas de varios
tramos en que los aristones o arcos
terceletes se disponen en forma
radial alrededor de los puntos de
apoyo, dando éstos la sensación de
abanicos.
FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL
• Elemento
constructivo superficial
• Trabaja a
COMPRESIÓN
• Formado por
un arco generatriz a lo
largo de un eje.
Bóveda
FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL
• Las fuerzas de una
bóveda se van
transformando en un
empuje horizontal que
debe ser
contrarrestado con el
objeto de mantener la
estructura en
equilibrio.
Bóveda
Distribución de empuje que debe
ser contrarrestado con un estribo. Vista cenital de la bóveda
mostrando los empujes laterales.
FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL
Las bóvedas
• Generan cargas verticales y empujes
horizontales sobre sus apoyos
• Obligando a que éstos tengan la dimensión
suficiente como para lograr que su peso
propio centre la resultante sobre la base de
sustentación para mantener el conjunto en
situación de equilibrio
• Además estos empujes producen esfuerzos
cortantes tendentes a producir deslizamientos,
bien de los sillares de arranque sobre sus
juntas horizontales, o bien de los sillares del
muro que sostiene la bóveda.
Cargas verticales.
Empujes horizontales.
FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL
El problema a resolver
cuando se emplean
bóvedas es dimensionar
correctamente los muros
de contención de los
permanentes empujes
horizontales
A veces se suele construir
una 'pila' de bóvedas que
se apoyan unas contra
otras
Problema
FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL
Romanos
• Empleaban gruesos muros de
contención
Gótica
• Se emplearon arbotantes
y botareles
CONSTR
UCCIÓN
• El empuje lateral disminuye la
carga de las bóvedas
ROMANOS. GOTICOS.
USOS
• La bóveda es poco
apropiada para
soportar cargas por
encima de ella, es por
esta razón por la que
se emplea
fundamentalmente en
la cubricción de
superficies.
Bóveda CUBIERTAS.
USOS
En el intradós de las bóvedas, debido a su gran
superficie, suele realizarse
• Obras de pintura
• Frescos
USOS
La típica disposición en planta
rectangular, convierte a las
bóvedas en lugares adecuados
para colocar pasillos.
Y estructuras de crujía como
son las naves
En el diseño y construcción de bóvedas se refiere a menudo a las dimensiones características de las mismas, que tradicionalmente se han venido denominando como.
DIMENSIONES
Luz: • como la distancia libre entre los apoyos o arranques de la bóveda Flecha:
• es la altura desde el arranque a la clave. Espesor:
• es la distancia entre el trasdós (exterior) y el intradós (interior) de la bóveda
Observamos como se hace el calculo de las dimensiones en una bóveda de crucería teniendo en cuenta las partes que colocamos anteriormente.
DIMENSIONES
Las investigaciones de los arquitectos romanos sobre el espacio interior culminan en una solución armoniosa e imponente en el
Panteón, fundado por Agrippa y reconstruido por Adriano (126)
MODELOS ANALOGOS
EL PANTENON – BOVEDA TIPO ESFERA
Esta habitación o aposento de todos los dioses, donde los romanos
quisieron centralizar la gran variedad de cultos de todo el imperio, se
muestra como una síntesis de cielo y tierra. Por esto consiste en una
planta circular cerrada por una cúpula
Si nos imaginamos completa la esfera que determina la bóveda, tendremos un globo entero descansando sobre la tierra. La
esfera que descansa estáticamente sobre el cilindro tiene un radio de 21,60 metros, que corresponde al radio del cilindro y
también a su altura.
BASÍLICA DE SAINT-DENIS – BOVEDA TIPO CRUCERIA
La arquitectura gótica apareció en Francia bajo la influencia de Abad Suge, quien aplicó los elementos constructivos propios del
nuevo estilo en la abadía de San Denis (hoy en el área sub-urbana de París), consagrada en 1144.
La basílica fue construida en ladrillo con fuertes columnas de que delimitan
corredores laterales y espacios interiores, las columnas están dispuestas mediantes
una maya que ayuda ala formación de la bóvedas de crucería,
La altura de la edificación llega hasta las 9 metros en las bases de las bóvedas y hasta los 12 en el techo mismo . Lo cual conlleva
a que esta seas unas de las iglesias con el mejor sistema constructivo del estilo gótico.
BASÍLICA SAN ANDRES DE MATUA – BOVEDA TIPO CAÑON
Siguiendo la necesidad de un amplio espacio para que los visitantes pudiesen ver la reliquia de Mantua, en el interior de la
iglesia Alberti creó un gran espacio de una sola nave, cubierto por bóveda de cañón con casetones.
Este modelo de tres ábsides parece haber sido adaptado desde la estructura de la Basílica de Majencia en Roma, modelo que sigue el ideal de unidad y armonía, unificando el exterior e interior de la iglesia