Arcos estructurales

Universidad Nacional Experimental
De los Llanos Occidentales
“Ezequiel Zamora”
Vicerrectorado de Infraestructura
Y Procesos Industriales
UNELLEZ San Carlos – Cojedes.

Programa de Ingeniería
Sub Proyecto: Estructuras II
Carrera: Ingeniería Civil

Profesor: Bachilleres:

Ing. Obdulio MéndezGonzález, Fabiola C.I:18.502.420
Barrientos, Jorge. C.I:17.329.004

San Carlos, Septiembre de 2009.

Introducción

El arco es un elemento estructural en la arquitectura y en la ingeniería civil, que lleva a cabo como funciones cubrir claros, soportar cargas, así como constituir un elemento estático. Una amplia gama de formas geométricas de arcos han sido construidas desde laantigüedad. Los romanos usaron el arco semicircular en puentes, acueductos y arquitectura de gran escala; este tipo de arco consistía en la unión de bloques de tabique o piedra, dispuestos en forma circular. En estas estructuras los bloques se mantenían en su posición debido a su geometría y a la fuerza de compresión que actúa a lo largo del eje del arco. Los principios geométricos jugaron un papel muyimportante en el diseño de arcos estructurales a través de la historia, especialmente en tiempos anteriores al conocimiento de las leyes físicas. Otros diseños de arcos han pasado a la historia, los que fueron concebidos más por su forma estética que por su funcionalidad.

Tal es el caso del arco de herradura en las mezquitas árabes, el arco gótico de la edad media, así como el arco falso enlos templos mayas. Además de estas formas continuas, se han diseñado arcos en forma de estructuras poligonales, cuya construcción en algunos casos ofrece ventajas prácticas.

Los arcos modernos son hechos de acero, concreto y madera laminada y se construyen en una variedad de combinaciones de elementos estructurales, donde algunos de estos elementos trabajan a compresión y otros a tensión.Dentro de los campos de la ingeniería civil y de materiales, el diseño de estructuras en arco en una dimensión o eje curvo (o bien cascarones en dos dimensiones), encierra un gran interés, tanto por sus aplicaciones, como por el análisis teórico del equilibrio y la estabilidad de este tipo de estructuras.

En la literatura sobre el campo encontramos que existen, estructurashiperestáticas e isostáticas. En las hiperestáticas o estáticamente indeterminadas las restricciones reactivas del material son más que las estrictamente necesarias para la estabilidad. Estas estructuras podemos decir que siempre trabajan en equilibrio, a expensas de la resistencia del material, y esto hace necesario incorporar al análisis estático, el comportamiento elástico y otras propiedades de loselementos de la estructura. Por otro lado, en las estructuras isostáticas o estáticamente determinadas podemos calcular los parámetros físicos que actúan sobre la estructura, y analizar condiciones de equilibrio estático, independientemente de la intervención de la resistencia del material.
En estructuras tridimensionales utilizadas en la construcción, en general dicho equilibrio siempre estágarantizado por la geometría de la estructura y por los múltiples apoyos de ésta. Sin embargo, en la estructura de arco simple, donde podemos tener claros grandes y pocos apoyos, el equilibrio estático y la estabilidad pueden ser factores clave en el diseño.

Cabe destacar una estrecha relación entre el equilibrio de los arcos y su estabilidad. En la práctica un arco construido de piedra,madera o hierro, puede tener una cierta estabilidad aún bajo una geometría arbitraria, debido a la resistencia del material, es decir que cada sección del arco puede quedar sometida a esfuerzos y momentos considerables,
los cuales son contrarrestados por fuerzas y momentos reactivos. Sin embargo, si su diseño obedece a una geometría de equilibrio, las fuerzas y momentos reactivos serán pequeños...