arco

ARCO
Introducción
Los arcos son uno de los tres elementos estructurales de forma activa. Por ello, a continuación se
indica las propiedades del arco como elemento estructural sometido a flexocompresión, con el propósito de
indicar el comportamiento que rige el elemento, así como las unidades adicionales requeridas para el diseño
con elementos tipo arco, asimismo se indica el procedimientopara estimar las dimensiones de la sección
transversal del arco requerido para el diseño arquitectónico.
Para distinguir las propiedades del arco primero se define el elemento donde se indica las ventajas,
comportamiento ante las cargas que se aplican, relación con el cable, materiales empleados para la
construcción, elementos necesarios y los principales usos dados a esta unidad estructural.Posteriormente se
señala la geometría ideal, las relaciones entre las cargas que se aplican, las tablas para resolver los arcos y las
cargas de diseño.

Propiedades de los arcos
Definición
Cuando no es necesaria una cubierta plana para satisfacer las exigencias funcionales de la estructura,
generalmente resulta que una cubierta de elementos con simples o doble curvaturas tales como los arcoso las
cáscaras delgadas resultan más económicas en consumo de materiales, debido a la capacidad de absorber las
cargas con intervención mínima de flexión y corte. Este sistema es el método estructural más antiguo utilizado
para puentes cuando las luces son demasiado grandes para poder utilizar vigas rectas. Los esfuerzos en los
arcos son proporcionales a las cargas y a la luz, e inversamenteproporcionales a la altura del arco. Para
minimizar los esfuerzos a una luz entre apoyos dada, el arco debe ser lo más liviano posible y tener una altura
tan alta como sea económicamente posible. (Salvadori y Heller, 1963; Winter y Nilson, 1977)

Comportamiento
Si se invierte la forma parabólica que toma un cable sobre el cual actúan cargas uniformemente
distribuidas según una horizontal, seobtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de carga
desarrolla sólo compresión, los momentos flectores y las fuerzas cortantes se reducen al mínimo e incluso, en
algunas estructuras, se eliminan completamente.

Figura 1. Arco funicular de carga

La forma de un arco debe ser funicular para las cargas más pesadas a fin de minimizar el momento.
Los arcos funiculares ocupan unextremo de la escala de tensiones, con ausencia de flexión; las vigas ocupan
el extremo opuesto, trabajando sólo a la flexión. La carga permanente es la usada para dar forma al arco, así
no produce momento por ser funicular a esta carga, el momento introducido es debido a la carga variable.

Facultad de Arquitectura y Diseño
Universidad de Los Andes Venezuela.

enero 2013
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SistemasEstructurales 30
Prof. Jorge O. Medina

Ventajas
El arco es en esencia una estructura de compresión utilizado para cubrir grandes luces. Un arco lleva
una combinación de compresión y flexión debido a no puede cambiar su forma para los tipos de carga, por lo
que el material a usar debe soportar algo de flexión además de la compresión que se genera por la forma
curva. (Salvadori y Heller, 1963,1998; Winter y Nilson ,1977).

Materiales
Pueden ser de concreto armado, acero, mampostería (piedra o ladrillos).

(a)

(b)

(c)
Figura 2. Tipos de arcos

Elementos
En los apoyos los arcos generan un empuje hacia fuera que debe ser absorbido por los cimientos o
mediante contrafuertes, cuando esto no es posible, se coloca un tensor para resistir el empuje que en algunos
casos puedeestar enterrado.
Los arcos pueden ser doblemente empotrados (empotrados Fig. 2.a) o doblemente articulados
(articulados Fig. 2b.). Los últimos permiten la rotación de los contrafuertes ante la acción de las cargas y de
las variaciones de temperatura; son relativamente flexibles, y ante variaciones de temperatura o asentamientos
del suelo, no desarrollan tensiones elevadas de flexión. Si los...