Arco

Capitulo II

SISTEMAS ESTRUCTURALES DE FORMA ACTIVA Arcos y bóvedas. El fenómeno de la Flexocompresión en elementos estructurales comprimidos
I. CONCEPTOS BÁSICOS A modo de introducción a los conceptos de estructuras de formas activas se recordarán los conceptos introducción de la Estática (dictados en la cátedra “Introducción a la Estructura” de la carrera de “Arquitectura” de la FAU-UNNE)según los siguientes conceptos: I.1. LEYES DE LA ESTÁTICA: estudio de las condiciones que deben cumplir las fuerzas externas que actúan sobre un sistema u objeto para que este permanezca en estado de equilibrio constante o estable. Para esto, el objeto debe estar relacionado con otros objetos o elementos que le garantizan el equilibrio. Esta relación se la denomina “vínculos”. Todos los objetosarquitectónicos deben estar en equilibrio estático para evitar los siguientes movimientos: verticales, horizontales y giro. La manera de impedir estos movimientos es con la incorporación de diferentes tipos de vínculos a los objetos.
VÍNCULO SIMPLE: reduce UN (1) grado de libertad del cuerpo, impide los movimientos horizontales o verticales: la biela (Figura 2) y el apoyo móvil (Figura 1.b). VÍNCULODOBLE: reduce DOS (2) grados de libertad del cuerpo, impide los movimientos horizontales y verticales: la articulación (Figuras 3 y 3.b). VÍNCULO TRIPLE: reduce TRES (3) grados de libertad del cuerpo, impide los movimientos verticales, horizontales y giros: el empotramiento (Figura 4).

Figura 1: Apoyo móvil en una viga ”hipostática”;

Figura 2: Apoyo articulado en una cabriada;

Figura 3:Articulación: columna;

Figura 4: Empotramiento: viga en ménsula; Figura 5: Sistema isostático: viga maciza ó reticulada; Figura 6: Sistema hiperestático: viga de eje curvo

Según la cantidad de vínculos que tenga el sistema estructural se clasifica a la estructura del objeto como:
• SISTEMA HIPOSTÁTICO: (Figura 1.) cuando la cantidad de vínculos que lo ligan al medio sustentante (suelo) SONMENOS que los NECESARIOS y SUFICIENTES para suprimir los tres grados de libertad. El objeto se encuentra en equilibrio inestable y propenso al movimiento o al colapso. • SISTEMA ISOSTÁTICO: (Figura 1.b 2. y 5.) cuando los vínculos que lo ligan al medio sustentante (suelo) SON LOS NECESARIOS y SUFICIENTES para suprimir los tres grados de libertad. Su estudio se limita a una serie de descomposicionesde las solicitaciones que permiten la determinación sencilla de los esfuerzos. El objeto se encuentra en equilibrio estable. • SISTEMA HIPERESTÁTICO: (Figura 4. y 6.) cuando los vínculos que lo ligan SON MÁS DE LOS NECESARIOS y SUFICIENTES para suprimir los tres grados de libertad. Se presentan indeterminaciones estáticas, lo que implica un estudio de las deformaciones del objeto para determinarla influencia de las solicitaciones y esfuerzos en el objeto. En este caso, el objeto se encuentra también en equilibrio estable.

I.2. CONCEPTO DE FUERZA: es toda causa capaz de producir o modificar el estado de un objeto en reposo o en movimiento. Las Fuerzas, también denominados Vectores, pueden ser:
• Externas o Solicitaciones: actúan sobre los diferentes objetos y producen alteraciones ensus estados de reposo o de movimiento. • Internas o Esfuerzos: se verifica dentro del objeto, son las que tienden a la cohesión interna y al equilibrio del objeto.
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I.3. ELEMENTOS DE LA FUERZA o VECTOR (Figura 7):
• Módulo (escala gráfica a adoptar, por ejemplo 1,0 tn / 1cm); • Magnitud (valor de la intensidad); • Recta de acción (de la fuerza); • Sentido (indicado por la flecha);Módulo Sentido Figura 7: Elementos de la fuerza Recta de Acción Intensidad Punto de aplicación

• Punto de aplicación (punto en donde actúa la fuerza);

I.4. SISTEMAS DE FUERZAS (Figura 8): conjunto determinado de fuerzas que actúan simultáneamente sobre un objeto o sobre un grupo de objetos. Este sistema de fuerzas es posible reemplazarlo con una fuerza resultante de las mismas (Figura 9), que...