Introducción
Elementos arquitectónicos y estructurales de las iglesias coloniales en México
Arquitectura de los siglos XVI, XVII y XVIII
Las arquitecturas civiles de los siglos XVII y XVIII presentan más diversidad que la del siglo XVI, de mejor calidad y embellecidas por el estilo barroco desarrollado en la Nueva España. Según Almanza (2009), también hubo un cambio importante en la arquitectura religiosa de los siglos XVII y XVIII respecto al primer período del Virreinato, adquiriendo mayor valor público, enriqueciéndolas y decorándolas arquitectónicamente.
Configuración de los conjuntos conventuales de México
- El edificio conventual
- Templo
- Atrio
- La capilla abierta
- Capillas posas
Uno de los estilos arquitectónicos más influyentes de los siglos XVII y XVIII fue el barroco. El templo de una sola nave es un representante de los complejos monásticos construidos en el siglo XVI en México.
Componentes arquitectónicos del templo
- Fachada
- Coro
- Nave
- Transepto
- Ábside
La profundidad de la corteza variaba de una fila a otra, pero en promedio era igual al ancho de la nave. Sin embargo, el elemento arquitectónico más reconocible que la diferencia del resto de la nave es el arco triunfal.
Elementos estructurales básicos de los templos
- Cimentación
- Muros
- Bóvedas y sus variantes
- Bóveda de cañón o de medio punto
- Bóveda de lunetos
- Bóveda de arista
- Bóveda de crucería
- Bóveda de rincón de claustro o claustral
- Bóveda vaída
- Bóveda esférica o cúpula
Una bóveda de luneto se genera a partir de la intersección de una bóveda principal con dos o más bóvedas de cañón inferiores (Fig. 2.8). La bóveda de arista es el elemento arquitectónico resultante de la intersección perpendicular de dos bóvedas de cañón (Fig. 2.9).
La mampostería usada en los templos religiosos de la época Virreinal
- Materiales de la mampostería
- Modelado del comportamiento mecánico de la mampostería
La Tabla 4.2 muestra la energía en la iglesia completa y la correspondiente a cada sección. En general, todas las proporciones E/E de los macroelementos fueron más altas que las de la iglesia.
Macroelementos de una iglesia
Concepto del macroelemento
Se hicieron comparaciones entre ellos para ver si había una relación entre el daño y las características arquitectónicas/estructurales de las iglesias. En investigaciones posteriores, Guerreiro et al. 2000) también aplicó el concepto de macroelemento al análisis de los daños a las iglesias de las islas de Faial y Pico en Portugal causados por el terremoto del 7 de julio de 1998.
Modelo numérico del macroelemento
Por tanto, el concepto de macroelemento genera una alternativa de análisis, sencilla y rápida, para la verificación de estabilidad o diseños de refuerzo de iglesias.
Estudios previos de daños para establecer los macroelementos de las
Iglesias típicas en los estados de Oaxaca y Puebla, México (Castellanos, 2004; Morales, 2004) Celestino (2003) recopiló los patrones de daño más comunes de los macroelementos y estudió la frecuencia con la que ocurren en el grupo de iglesias de estudio.
Procedimiento para delimitar los macroelementos de una iglesia
- Preseccionamiento de la iglesia
- Asociación de los modos de vibrar con cada sección de la iglesia
- Propuesta de los macroelementos de una iglesia
- Verificación modal de los macroelementos
- Corrección de macroelementos
El número de nodo debe coincidir entre la sección de la iglesia y el macroelemento correspondiente. El Coro de la iglesia de Oaxaca y el Ábside de Puebla tendrán que ser parte de otros macroelementos. En el caso de la iglesia de Puebla hubo 9 modalidades del macro elemento de Fachada, 2 de la Nave y 22 del Transepto.
Hay casos en los que un modo de la iglesia está presente en sus diversos macroelementos. En el caso de la iglesia de Puebla, además del coro, también se considerará parte del crucero. a) b).
Comentarios del capítulo
La energía elástica total de entrada (E) se considerará como la suma de la energía introducida por el terremoto (E) y por la gravedad (E.
El concepto de energía como parámetro de evaluación estructural
Antecedentes
Podría decirse que el cálculo de la energía de entrada elástica se puede calcular utilizando sus fórmulas, pero con la limitación de que sólo se puede considerar la energía de entrada de un único período de oscilación de la estructura. Básicamente, las dos energías que controlan la energía de entrada del sistema son la energía de amortiguación y la histéresis. En el caso de una estructura con comportamiento elástico, la energía de amortiguación disipa prácticamente toda la energía de entrada.
Sin embargo, Housner (1956) asumió que en los sistemas elastoplásticos, la energía de amortiguación no contribuye al daño estructural. Una opción para determinar la energía disipada debido al daño sería un cálculo de análisis de empuje (Fajfar, 1999).
Energía elástica
- Formulación propuesta para calcular la demanda de energía elástica
- Fórmula para calcular la energía de entrada elástica para cada sección
Sumando la energía de cada estado se obtiene la energía total del sistema, por lo que si se requiere la energía de entrada elástica normalizada a la masa total del sistema (Ee/m), se utiliza Ec. Es decir, si es necesario calcular la energía de entrada producida por un sismo aplicado en la dirección transversal de una estructura, se utilizan los factores de participación en esa dirección.
Este factor se propone para calcular la proporción de energía elástica de entrada correspondiente a cada sección de la iglesia. Por ejemplo, para calcular la energía de entrada elástica del modo 1 correspondiente a la sección, es.
Energía inelástica
4.34-4.38 describen la energía de entrada durante la duración total del terremoto, estos dependen en gran medida del tiempo y no pueden distinguir entre un terremoto de alta amplitud - corta duración y baja amplitud - larga duración. Validación de la formulación para la energía de entrada elástica y el factor de energía. En esta sección, tanto la Ec.
Validación de la formulación para la energía de entrada elástica y
- Comparación de la energía elástica de las secciones y de los
El historial de energía sísmica de entrada calculado con el análisis DPP muestra algunos valores máximos a lo largo del tiempo. Para ello se calcula la energía de cada sección de la iglesia y se compara con la obtenida mediante un análisis DPP. Utilizando estos factores y multiplicándolos por la energía de entrada de cada forma de vibrar la iglesia ( ) se obtiene la parte correspondiente a cada sección.
Comparación entre las energías por sección de la iglesia obtenida con análisis DPP y Ec. La energía del tramo se refiere al modelo completo que se analiza y se determina la proporción de energía correspondiente al tramo.
Comentarios del capítulo
En general, los períodos de los macroelementos son más largos, porque están aislados del resto de la iglesia. La Tabla 7.3 muestra las modas de los macroelementos con la mejor correlación con las modas de la iglesia en la dirección vertical. Esto indica hasta qué punto los macroelementos reproducen las costumbres de la iglesia.
Determinación de la falla de una iglesia a través del concepto de energía
Criterio para determinar la falla estructural usando el concepto de energía
Por otro lado, existen algunos procedimientos alternativos que también pueden predecir el tipo de equilibrio, y estos consisten en estudiar cómo cambia la energía potencial total o el valor del determinante de la matriz de rigidez cuando cambia la configuración del sistema y el conjunto de Las variables cambian ligeramente en el análisis. Matriz de rigidez: El valor del determinante de la matriz de rigidez de la estructura es. Una fuerza de amortiguación positiva es proporcional y directamente inversa a la velocidad de vibración.
Por lo tanto, la falla se encontrará donde la energía vertical ya no sea constante o negativa. En caso de que la aceleración se aplique en dirección vertical, se debe sumar tanto la energía producida por el terremoto (E) como el peso propio (E) para obtener la energía vertical total del sistema.
Ejemplos para mostrar la evaluación de la falla estructural
- Descripción de los modelos
- Demanda sísmica
- Evaluación de la demanda de energía
- Evaluación del daño y la falla estructural
En cambio, las diferencias en los casos de la fachada de Oaxaca fueron inferiores al 10%. En el caso de la fachada de Puebla, el terremoto Kob950116 provocó los mayores daños por tensión y corte. Por ejemplo, en el caso de la fachada de Oaxaca se puede observar que los sismos que requirieron E á mayor a 0.45 kN-m resultaron dañados.
Por otro lado, en la Figura 5.11b se colocó el Dv inicial y final de los cinco puntos de la fachada de Puebla producidos por gravedad. Se superpusieron para representar el aumento de Dv de los cinco puntos de la fachada.
Comentarios del capítulo
Aquí se identificarán modos de macroelementos que tienen una alta correlación con modos importantes de la iglesia. Otras columnas resaltan los modos de los macroelementos y la correlación que tienen con las partes correspondientes de la iglesia. La Tabla 7.2 muestra las correlaciones más altas entre los modos de macroelementos y los modos de iglesia en la dirección transversal.
Los modos importantes de la iglesia son el 1 y el 2, por lo que deben ser reproducidos por los macroelementos. Cuando las correlaciones son inferiores a 0,2, se dice que las modas de los macroelementos son muy diferentes a las de la iglesia.
Método propuesto para evaluar el daño de las iglesias
Descripción del método
La forma en que se distribuyen los modos particulares da una idea de los posibles macroelementos en los que se puede dividir la iglesia. Idealmente, los períodos de los modos altamente correlacionados deberían ser lo más cercanos posible. La energía de entrada de los macro elementos debe compararse con la de las secciones previamente definidas.
Si existe alguna descomposición de los macroelementos se utilizará el concepto de energía vertical para conocerla. Con base en los resultados del análisis de macroelementos se realizará una evaluación del comportamiento global de la iglesia.
Aplicación del método a un ejemplo
- Preseccionamiento del modelo
- Propuesta y revisión modal de los macroelementos
- Corrección de los macroelementos Fachada y Nave
- Energía por sección de la iglesia
- Energía de entrada elástica por macroelemento
- Evaluación del daño de la iglesia a través de sus macroelementos
- Comparación de los resultados del método con los del análisis de la
- Comentarios del capítulo
En la Tabla 6.4 se muestra el cálculo de E á y E para la iglesia completa y para cada una de sus secciones. Lo mismo debería ocurrir si la fachada y el ábside pierden continuidad con el resto de la iglesia. En general, todos los períodos del macroelemento NaveAbs estuvieron más cerca de los de la iglesia.
En cambio, la correlación modal verifica que se produzcan varios modos de iglesia en los macroelementos. Todavía no existe una fórmula sencilla para extraer la energía histérica de la iglesia.
Evaluación del daño de una iglesia típica de Puebla a escala
Modelo experimental en mesa vibradora
- Descripción y propiedades del modelo
- Movimiento sísmico de demanda
- Daños del modelo experimental
El modelo fue escalado para que coincida con las dimensiones de la mesa vibratoria (Chávez, 2010), que se muestran en la figura. Los daños sugieren que la torre izquierda intentó desprenderse de la fachada, creando una grieta que debilitó la torre izquierda. muro de la nave. La separación de la torre del muro izquierdo puede deberse a la baja resistencia de la conexión entre ambos elementos y a la transición geométrica.
La bóveda probablemente se apoya en parte de la fachada y el ábside y por tanto depende estructuralmente de ésta. Por ejemplo, si la fachada y el ábside están separados de la nave, esta debe poder sostenerse por sí misma.
Evaluación del modelo a través del método propuesto
- Preseccionamiento del modelo
- Propuesta y revisión modal de los macroelementos
- Corrección de macroelementos
- Energía de entrada por sección de la iglesia
- Energía de entrada elástica por macroelemento
- Evaluación del daño de la iglesia a través de sus macroelementos
El macroelemento Fachada presentó algo muy especial, el período del modo 3 es un 50% más corto que el del modo 1 de la iglesia. Las Tablas 7.5 y 7.6 muestran el cálculo de E á y la energía de entrada del sismo aplicada en la dirección transversal (E) y vertical (E) de toda la iglesia y cada una de sus secciones. Cuando se comparan las energías de los macroelementos con las de las secciones, se puede observar que el macroelemento Fachada tiene un 77,6% menos de demanda energética en dirección transversal que la sección de fachada de la iglesia.
Aunque el macroelemento del Ábside desarrolló la misma energía, también tenía correlaciones muy bajas con los modos importantes en la dirección transversal de la iglesia. Primero se produjo el crujido de la llave, luego se formó el del comienzo.
Comentarios del capítulo
Dividir la iglesia en macroelementos fue un procedimiento muy subjetivo, para el que no existían criterios definidos. Pero aún es necesario garantizar que el requerimiento energético de macronutrientes sea igual al desarrollado por cada sección de la iglesia respectiva. Montoya M.C La arquitectura novohispana”, Historia de la Arquitectura en México: El Época Virreinal, Libro de Juan Luis Rodríguez Parga y Carlos Astorga Vega, Universidad Nacional Autónoma de México y editores Octavio Colmenares.
Morales H Análisis de la Respuesta Sísmica de un Templo Colonial Típico en Cruz Latina”, Tesis de Maestría en Ingeniería, Departamento de Estudios de Posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM, México, D.F., 158 p. Rodríguez J.L. Los Materiales de Construcción en la Arquitectura de la Nueva España”, Historia de la Arquitectura en México: Época Virreinal, Libro de Juan Luis Rodríguez Parga y Carlos Astorga Vega, Universidad Nacional Autónoma de México y editores Octavio Colmenares.
Conclusiones y recomendaciones
