CONSTRUCCIÓN DE ARCOS
Desde antiguo se elaboran los arcos mediante la colocación de una estructura auxilar que ofrece el soporte inicial de las dovelas antes de la colocación de la clave. Dicho soporte o armadura en forma de
cercha (celosía de madera), que tradicionalmente, se le ha denominado
cimbra tiene como misión soportar el peso de los elementos del arco hasta que se encaja la clave.
3 Tras la colocación de la dovela central que
cierra el arco (denominada
clave) y permite el encaje de las piedras. Por regla general este último elemento del arco se suele encajar entre las contra-dovelas del arco a martillazos (generalmente con un
martillo de madera) cerrando la estructura por completo.
Una vez encajada esta última piedra se procede al
descimbrado, es decir al desmontaje de la estructura auxilar de madera. Justo en ese instante el arco, ya liberado de su cimbra,
entra en carga. Las cimbras se elaboraban de madera y su empleo, por regla general encarecía la construcción de arcos. Gran parte del estudio de elaboración de arcos, consistía en poder hacerlos sin la necesidad de estas cimbras. Al ser retiradas las cimbras de madera, las dovelas del arco caen empezando a entrar en compresión unas con otras. Es por esta razón por la que el descimbrado se realizaba con sumo cuidado, y en un orden preciso. De esta forma no se sometía al arco a tensiones añadidas o descentradas. Existe en la literatura ejemplos de desplome de arcos en el proceso de descimbrado.
POR QUE SE COLAPSA UN ARCO
Un arco se colapsa cuando las dovelas que lo sostienen, pasan de ser una estructura en equilibrio, a ser un mecanismo. El ingeniero francés Philippe de la Hire es el primero en analizar como se fisura un arco. El proceso de descimbrado genera necesariamente fisuras en la estructura de un arco, debido al descenso de la clave y al asentamiento de las partes del mismo. La fábrica tiende a 'bajar' tras el descimbrado, esta operación hace que aparezcan grietas en el interior de la clave y en el los tercios del extradós (riñones). Estas fisuras de acomodamiento de las dovelas es muy natural, y da lugar a una situación de equilibrio fuera de la inicialmente calculada. Por regla general el desplome de la estructura se produce por un inadecuado cálculo de los estribos que deben soportar el arco, que por débil acaba produciendo su desencastramiento.
Dentro del análisis plástico de las estructuras en forma de arco. Para el análisis de desplomes se parte de tres hipótesis básicas. En primer lugar se supone que la resistencia a la compresiónes infinita, lo que supone entender que realmente el material del arco es capaz de soportar cualquier carga sin que se desmorone. Por el contrario la segunda hipótesis es que el material posea una resistencia a la tracción nula, . Y tercero que el desplome por deslizamiento de las dovelas es imposible, lo que supone que la resistencia o adhesión entre ellas es suficiente como para matener la estructura del arco en su forma inicialmente diseñada. A partir de estas tres hipótesis se formulan una serie de principios acerca de la estabilidad y desplome de los arcos. El primero de ellos se enuncia de la siguiente forma:
El colapso de un arco cargado no se producirá, si en cada estado sucesivo de carga que atraviesa la estructura es posible encontrar un estado de equilibrio estáticamente admisible.
En la teoría de colapso de arcos se puede decir que es un arco seguro cuando existe una línea de empujes estáticamente permitida en su interior. La expresión: estáticamente admisible, viene a indicar que la estructura de carga es acorde con las leyes de la estática. Este principio nace de la observación de arcos agrietados que sobreviven durante siglos en una configuración de equilibrio, diferente de la inicialmente diseñada. Dentro de la misma línea se tiene un segundo principio del colapso de un arco:
El colapso de un arco se producirá si puede encontrarse una configuración de colapso cinemáticamente admisible.
Una configuarción de colapso es una estructura en la que surge un cierto número de rótulas (o articulaciones). Es decir, un arco se desploma cuando aparecen en el tantas rótulas que se acaba convirtiendo en un mecanismo (cinemático o con movimiento). La aparición de rótulas permite que el arco se encuentre en un equilibrio inestable. Este principio hizo que se estudiase con detalle la aparición de rótulas, así como su relación con el principio de los trabajos virtuales .
ELEMENTOS DE UN ARCO
Hasta la aparición en el siglo XX de los arcos continuos. Los arcos estaban compuestos de diversos elementos. Algunos de ellos poseían denominaciones propias que se han ido comunicando en los diversos tratados de construcción. Los elementos principales que componen un arco de piedra son:
- Las dovelas, son las piezas en forma de cuña que componen el arco y se caracterizan por su disposición radial. Las dovelas de los extremos y que reciben el peso del arco, se llaman salmer(es la primera dovela del arranque). La parte interior de una dovela se llama intradós y el lomo que no se ve por estar dentro de la construcción, traspón. El despiece de dovelas es la manera como están dispuestas las dovelas en relación con su centro. Cuando las dovelas siguen los radios de un mismo centro se llama arco radial aunque ese centro no siempre coincida con el centro del arco: es el arco visibilice. Cuando las dovelas se colocan horizontales hasta cierta altura se llama arco enjarjado: es el arco mozárabe.
- La clave (a veces denominada también como corona o dovela central) es la dovela del centro, que cierra el arco. Es la última que se coloca en la cimbra, completando el proceso constructivo del arco. La clave suele ser la dovela de mayor tamaño, y para proporcionar estabilidad al arco es la más pesada. Las dos dovelas adyacentes a la clave se denominan contraclaves.
- La imposta (o arranque): Es una moldura o saledizo sobre la cual se asienta un arco o una bóveda. A veces transcurre horizontalmente por la fachada o los muros del edificio, separando las diferentes plantas. Al conjunto de dovelas desde el arranque hasta la clave se le denomina riñón.
- La enjuta (o albanega) es la parte de fábrica que cubre el extradós del arco (es decir descansa sobre los riñones del arco), por regla general se denomina a la fábrica entre dos arcadas sucesivas.
- La rosca es faja de material de fábrica que, sola o con otras con céntricas, forma un arco o bóveda. Se considera rosca a la porción de material constructivo entre el intradós y extraños del arco
HISTORIA DE UN ARCO
Seguramente los primeros arcos fueron cortos, utilizados para cazar en el bosque segun la historia del arco. Estos fueron usados con este fin por los indígenas americanos, en toda Europa y en Oriente. La historia nos demuestra que los egipcios fueron los primeros en desarrollar arcos compuestos, es decir arcos creados con distintos materiales. Estiraban los intestinos de ovejas para hacer cuerdas. Los arqueros egipcios viajaban en la parte trasera de los carruajes, atravesando desiertos para enfrentarse a los ejércitos entemigos.Aníbal, uno delos grandes conquistadores de la historia mundial, utilizó arqueros montados en caballos desde por lo menos el año 260 A.C.Mas informacion sobre la historia delarco
También hay otros ejércitos que se destacaron en la historia del arco por el uso de la arquería. Desde Hungría, Atila el Huno guió a sus magníficos ejércitos en todas direcciones, forjando un vasto imperio que fue desde el Rin hasta el Mar Caspio. El uso de arcos compuestos fue crítico en muchas de sus victorias.
Es muy posible que los arqueros más famosos de la historia sean los Mongoles. En el año 1208 DC, Genghis Khan condujo a su tropa desde las planicies de Mongolia, estableciendo un enorme y sangriento imperio. Los estudios demuestran que los mongoles eran expertos jinetes que podían pararse sobre los estribos y lanzar flechas en todas direcciones. A esta altura, el imperio mongol se extendió desde Austria a las regiones de Siria, Rusia, Vietnam y China. Siguiendo con la historia del arco en el oriente, los japoneses desarrollaron el tiro con arco en dos formas: Kyudo y Ilusamente. Esta cultura aplico el tiro con arco mas como una forma de vida, estas formas de artes marciales aún siguen siendo muy populares.
En 1066 DC segun la historia del arco, los normandos invadieron Bretaña y el Rey Harold, se supone, fue asesinado con una flecha normanda que le atravesó el ojo. Los sajones no utilizaban muchos arqueros y fue tiempo después en lahistoria que los ingleses comenzaron a utilizar los arcos largos para obtener un efecto devastador. Probablemente los más famosos se usaron en las batallas contra los franceses durante la guerra de los 100 años.
DIMENSIONES DE UN ARCO
En muchos casos, el diseño de arcos necesita de un conjunto de definiciones que permite describir las distancias relativas entre elementos. Además en la descripción de los arcos de piedra se usa la siguiente nomenclatura en la defición de ciertas partes de los arcos:
- Centro. Puede estar por encima o por debajo de la imposta. Puede haber más de un centro.
- Flecha. Altura del arco que se mide desde la línea en que arranca hasta la clave.
- Luz. Anchura de un arco. En algunas ocasiones se denomina también intercolumnio.
- Semiluz. Mitad de la anchura de un arco.
- Esbeltez. Relación entre la flecha y la luz. Se expresa generalmente como fracción (1/2, 1/4, etc.)
- Vértice. Punto más alto del arco.
- Línea de arranque. Punto de transición entre la jamba o imposta y el arco.
Durante el periodo histórico que va desde la edad media hasta finalizado el periodo de arquitectura gótica se han empleado estas dimensiones en los diseños de arcos. En muchos casos por mantener una proporción estética, en otros como una especie de regla empírica que permitía el diseño de los mismos, así como la transmisión del conocimiento en sucesivas generaciones de arquitectos.
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TIPOS DE ARCOS
Dependiendo de la forma geométrica del intradós en el frente del arco, existe una numerosa cantidad de denominaciones de arcos. Cada estilo arquitectónico se ha caracterizado por un tipo propio de arco, cada época o cultura. Incluso por cada arquitecto. Cabe la posibilidad de que el primer arco fuese el arco de medio punto (semicircunferencia), y a partir de él se fuesen configurando los demás. Por ejemplo, aquellos arcos en los que la clave se encuentre por encima del arco de medio punto se denominan apuntados. Mientras en los que la clave se encuentre por debajo se denominan rebajados. Debido a la funcionalidad del arco a veces existen otras posibles clasificaciones, arcos estructurales con capacidad tectónica en la edificación (como son los arcos botantes, los arcos ciegos), monumentales (como los arcos de triunfo), etc.
Los arcos conmemorativos son los monumentos erigidos para celebrar un acontecimiento de gran relevancia histórica, generalmente una importante victoria militar. De origen en la Antigua Roma, su empleo se ha perpetuado hasta la actualidad. Normalmente, son grandes monumentos pétreos prismáticos, conformados a modo de una gran puerta rematada en forma arqueada. La misión del arco en este caso es meramente ornamental, careciendo de significación. Este tipo de arcos se ubica por regla general a la entrada de ciudades importantes, o de capitales. En muchos casos hacen de puerta de acceso.
ARCOS ANTIGUOS
Los arcos metálicos se diseñan según principios totalmente diferentes a los arcos de piedra. Esto se debe a que los metales son materiales que pueden resistir adecuadamente tanto tracción como compresión a diferencia de las construcciones en piedra y otros materiales cerámicos que sólo pueden resistir compresiones de importancia. La complejidad de conocimientos y técnicas constructivas han ido creciendo con el tiempo por lo que ha sido necesaria la especialización. De este modo, los arcos que se incluyen en grandes obras públicas, como los puentes, se consideran arcos de ingeniería e incluso en ciertas obras, tradicionalmente arquitectónicas, como en algunos estadios, la gran luz de los arcos, hace necesario aportar soluciones, tanto de arquitectura, como de ingeniería. Existen básicamente dos antropologías de arcos metálicos:
- Los arcos metálicos rígidos en celosía, formado básicamente por multitud de barras unidas en sus extremos que trabajan sometidas a esfuerzos axiales de tracción o compresión a lo largo de el eje longitudinal de las barras.
- Los arcos metálicos flexibles, formado por una pieza prismática curva que trabaja predominantemente en flexión.
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USOS
El uso más tradicional de un arco ha sido, ya desde antiguo como una forma de salvar un vano o abertura en el paramento de un edificio. Debido a su particular capacidad para transformar los empujes verticales del peso del edificio edificio, en componentes más 'horizontales', se ha empleado como soporte, al mismo tiempo que forma de apertura de muros. En muchos casos su existencia da lugar a una ventana, a una puerta o acceso en general. Tal es el caso de la función de los arcos como elementos de soporte en los contrafuertes de las catedrales. Su uso en la construcción de puentes (en los denominados arcos de puentes) ha sido fundamental. El empleo de conjuntos de arcos encadenados en una secuencia: pórticos.
Poco a poco con la aparición de nuevos materiales contructivos el arco fue reduciendo su uso exclusivo en ciertas obras de ingeniería civil. Los arcos en la actualidad se emplean en contadas ocasiones, muchos de los casos son elementos decorativos y ornamentales alejados de su función primorcial. En algunos casos empleados como monumentos conmemorativos.
