Estructuras

Sistemas de Forma Activa
Cables
Los cables son estructuras flexibles debido a la pequeña sección transversal en relación con la
longitud. Esta flexibilidad indica una limitada resistencia a la flexión, por lo que la carga se
transforma en tracción y también hace que el cable cambie su forma según la carga que se
aplique. Las formas que puede adoptar el cable son:
1. Polígono funicular, esla forma que adopta el cable ante fuerzas puntuales.
2. Parábola, es la curva que adquiere el cable ante una carga horizontal uniformemente
repartida.
3. Catenaria, es la figura que forma el cable ante el peso propio del mismo.
Figura 4. Formas que adopta un cable.
Un cable no constituye una estructura auto portante a menos que cuente con medios y
procedimientos para absorber su empuje.Esto se logra canalizando sobre las torres la tracción del
cable y anclando en tierra (Fig. 5)
Con este tipo de sistema estructural se han construido puentes que en la actualidad el más largo es
el Akashi-Kaikio en Japón y tiene una luz de 1900 m (Avalos, 1998; Salvadori, 1998).
Facultad de Arquitectura y Diseño
Universidad de Los Andes, Venezuela
Sistemas Estructurales 10 Prof. Jorge O.Medina
Figura 5. Elementos del sistema de cables.
Arcos
Si se invierte la forma parabólica que toma un cable, sobre el cual actúan cargas uniformemente
distribuidas según una horizontal, se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de
carga desarrolla sólo fuerzas de compresión. El arco es en esencia una estructura de compresión
utilizado para cubrir grandes luces.
Figura 6.Estructuras usando arcos.
En gran diversidad de formas, el arco se utiliza también para cubrir luces pequeñas, y puede
considerarse como uno de los elementos estructurales básicos en todo tipo de arquitectura.
La forma ideal de un arco capaz de resistir cargas determinadas por un estado de compresión
simple, puede hallarse siempre con la forma del polígono funicular correspondiente invertido(Fig. 7). Por medio de este método, determinó el arquitecto español Gaudí, la forma de los arcos
para la iglesia la Sagrada Familia, en Barcelona.
Figura 7. Forma ideal del arco.
Los arcos generan fuerzas horizontales que se deben absorber en los apoyos mediante
contrafuertes o tensores enterrados. Cuando el material de los cimientos no es apropiado el
empuje del arco hacia afuera se absorbemediante un tensor.
Facultad de Arquitectura y Diseño
Universidad de Los Andes, Venezuela
Sistemas Estructurales 10 Prof. Jorge O. Medina
La forma de un arco no se elige por motivos puramente estructurales. El arco de medio punto,
usado exclusivamente por los romanos, posee propiedades constructivas que justifican su empleo.
Asimismo, el arco gótico posee ventajas tanto visuales comoestructurales, mientras que el arco
árabe, típico de las mezquitas y de cierta arquitectura veneciana, es "incorrecto" desde un punto
de vista puramente estructural.
Con este tipo de estructura se construyó el Puente New River George en West Virginia que es
una estructura de acero que cubre 518,66 m (Avalos, 1998; Salvadori, 1998).
Sistemas de Vector Activo
Cerchas
Considérese ahora la estructuraobtenida volcando el cable hacia arriba y reforzando sus tramos
rectos con el fin de conferirles resistencia a la compresión. La "flecha negativa" o elevación
modifica la dirección de todas las tensiones y el cable invertido se convierte entonces en una
estructura de compresión pura: es el ejemplo más simple de armadura (Fig. 8a y 8b). Las barras
comprimidas transmiten a los soportes lacarga aplicada a la parte superior de la armadura, sobre
los apoyos actúan fuerzas verticales iguales a la mitad de la carga y los empujes dirigidos hacia
afuera. El empuje puede absorberse por medio de contrafuertes de material resistente a la
compresión como la mampostería, o un elemento de tracción tal como un tensor de acero. Estas
armaduras elementales de madera con tensores de hierro, se...