CERCHAS DE MADERA Y ACERO ESTRUCTURAS TRIANGULADAS ARCOS,

BÓVEDAS Y CÚPULAS. ESTRUCTURAS LAMINARES DE HORMIGÓN. CERCHAS DE MADERA Y ACERO. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS

A efectos del reparto y transmisión de las cargas, las cerchas de madera y acero se comportan de igual modo, mediante la unión de piezas con coincidencia de ejes, considerando todas las cargas aplicadas en los nudos, y s

tracción o compresión, hasta los apoyos. Ejemplos genéricos:

Cubierta con correas y pendolón central apuntalado Cercha española realizada con uniones antiguas. Madera.

Sistemas Estructurales

CERCHAS DE MADERA Y ACERO. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS. ARCOS, BÓVEDAS Y CÚPULAS. ESTRUCTURAS LAMINARES DE HORMIGÓN.

CERCHAS DE MADERA Y ACERO. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS

A efectos del reparto y transmisión de las cargas, las cerchas de madera y acero se comportan de igual modo, mediante la unión de piezas con coincidencia de ejes, considerando todas las cargas aplicadas en los nudos, y solo con la transmisión de esfuerzos axiles, con barras a tracción o compresión, hasta los apoyos. Ejemplos genéricos:

Cubierta con correas y pendolón central

Cubierta con correas y pendolón central apuntalado

Cercha española realizada con uniones antiguas. Madera. Estructura triangulada. Se observa el flujo de cargas hasta el apoyo. Metálica.

Sistemas Estructurales

113 | P á g i n a Y ACERO. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS. ARCOS,

A efectos del reparto y transmisión de las cargas, las cerchas de madera y acero se comportan de igual modo, mediante la unión de piezas con coincidencia de ejes, considerando todas las olo con la transmisión de esfuerzos axiles, con barras a

Estructura triangulada. Se observa el flujo de cargas hasta el apoyo. Metálica.

114 | P á g i n a Cubierta simple de cabios

- Ejemplos de cercha y estructura triangulada de madera:

ARCOS, BÓVEDAS Y CÚPULAS. ESTRUCTURAS LAMINARES DE HORMIGÓN El análisis de estos elementos se ve ampliado en el

estudio de las estructuras históricas. Realmente estos tres elementos se basan en el mismo fundamento: el comportamiento mecánico de la forma de arco.

Una bóveda no es más que una sucesión de arcos, y las cúpulas son producto de situar un eje vertical de revolución, perpendicular a la dovela superior.

Aunque son elementos que trabajan por forma, y normalmente a compresión, en los siguientes apartados se analizan algunas singularidades de las estructuras laminares en formación de cúpulas, que también son aplicables a estos elementos masivos, como es la aparición de tracciones en la zona de riñones.

- Mecanismos resistentes de las estructuras laminares: LÁMINA Efecto de arco. MEMBRANA Esfuerzos cortantes de la membrana. Sistemas Estructurales

ARCOS, BÓVEDAS Y CÚPULAS. ESTRUCTURAS LAMINARES DE HORMIGÓN elementos se ve ampliado en el

estudio de las estructuras históricas. Realmente estos tres elementos se basan en el mismo fundamento: el comportamiento mecánico de la forma de arco.

Una bóveda no es más que una sucesión de arcos, y las de situar un eje vertical de revolución, perpendicular a la dovela superior.

Aunque son elementos que trabajan por forma, y normalmente a compresión, en los siguientes apartados se analizan algunas singularidades de las estructuras laminares en de cúpulas, que también son aplicables a estos elementos masivos, como es la aparición de tracciones en la zona de riñones.

Mecanismos resistentes de las estructuras laminares:

Efecto de lámina.

Esfuerzos longitudinales de la membrana (tracción/compresión).

Esfuerzos tangenciales de la membrana. Fuerzas anulares

(compresión).

Sistemas Estructurales

115 | P á g i n a ARCOS, BÓVEDAS Y CÚPULAS. ESTRUCTURAS LAMINARES DE HORMIGÓN

Aunque son elementos que trabajan por forma, y normalmente a compresión, en los siguientes apartados se analizan algunas singularidades de las estructuras laminares en de cúpulas, que también son aplicables a estos elementos masivos, como es la

Esfuerzos tangenciales de la membrana. Fuerzas anulares

116 | P á g i n a Como ilustración del comportamiento mecánico de las membranas, se analiza también las cúpulas:

CÚPULA

Las cúpulas se rigen según el mecanismo que se describe a continuación:

La capacidad de la membrana en cúpula para generar esfuerzos anulares, evita que se deforme hacia el interior o el exterior a causa de la desviación de la catenaria meridional. Esta capacidad también permite perfiles transversales para membranas de rotación que no sean circulares.

- Comportamiento resistente de los apoyos. Flexión del borde inferior de la membrana: perturbaciones de borde.

Deformación de los segmentos. Efecto de la forma anular.

La curvatura transversal de dos segmentos opuestos no coincide con la catenaria. La diferencia se pone de relieve a la altura de 52º medidos

desde la cumbrera.

Las partes superiores de los segmentos descienden y se solapan con sus cantos al disminuir la curvatura. Las partes inferiores se

deforman hacia el exterior y se abren cuanto mayor sea la curvatura.

La continuidad horizontal (anular) se opone a la deformación: la parte superior

se comporta como una secuencia de anillos comprimidos, y la parte inferior como una secuencia de anillos a tracción.

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117 | P á g i n a II.IV.- ESTRUCTURAS HISTÓRICAS

TEORÍA DEL EQUILIBRIO LÍMITE

Teoría del equilibrio límite, basada en las fuerzas actuantes y la geometría de las piezas. Con este método se buscan el número suficiente de rótulas plásticas para que se produzca el colapso de la estructura en forma de mecanismo, y se obtiene el valor de las fuerzas que garantizan la estabilidad en la construcción.

PROCESO EVOLUTIVO DE DISTRIBUCIÓN DE CARGAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE UNA CATEDRAL

Los períodos de construcción de una catedral son tiempos muy largos, por lo

que el asentamiento de las piezas se produce antes del final de la obra.

En Persia, los Sasánidas (siglo VI) partían de una planta cuadrada para construir sus primeras cúpulas. Transición del cuadrado

al círculo mediante “trompas”.

Los maestros de obra bizantinos construyeron hace 1400 años las cúpulas de Santa Sofía sobre

una planta rectangular, claramente visibles desde el exterior, pero ocultas en el interior por

Mecanismo de rotura producido por la pérdida de equilibrio en la estructura, debido a la formación de un excesivo número de rótulas plásticas.

Como se ha explicado anteriormente, estas construcciones se estudian mediante un método relativamente sencillo, el método de las

muestran su distribución, tanto

arbotantes y contrafuerte o botarel), como en la distribución de estas en la cúpula central, transmitiendo sus esfuerzos a los estribos de los muros.

Estas estructuras también pueden ser analizadas empleando el método de los elementos finitos obtienen resultados aparentemente muy detallados y exactos, no obstante para ello, se deben conocer a perfección las características de los materiales que componen la estructura, y representarlos fielmente en nuestro modelo. Se trata de algo de gran dificultad.

producido por la pérdida de equilibrio en la estructura, debido a la un excesivo número de rótulas plásticas.

Como se ha explicado anteriormente, estas construcciones se estudian mediante un método relativamente sencillo, el método de las líneas de presiones. En las siguientes figuras se muestran su distribución, tanto en el lateral de la nave de una catedral (cúpula, pilar, arbotantes y contrafuerte o botarel), como en la distribución de estas en la cúpula central, transmitiendo sus esfuerzos a los estribos de los muros.

Estas estructuras también pueden ser analizadas método de los elementos finitos. Se obtienen resultados aparentemente muy detallados y exactos, no obstante para ello, se deben conocer a la perfección las características de los materiales que componen la estructura, y representarlos fielmente en nuestro modelo. Se trata de algo de gran dificultad.

118 | P á g i n a producido por la pérdida de equilibrio en la estructura, debido a la

Como se ha explicado anteriormente, estas construcciones se estudian mediante un método . En las siguientes figuras se en el lateral de la nave de una catedral (cúpula, pilar, arbotantes y contrafuerte o botarel), como en la distribución de estas en la cúpula central,

Estado de las Cargas Actuantes y de la Tipología Estructural

119 | P á g i n a