principios de cálculo, diseño y construcción de arcos, cúpulas y bóvedas de ladrillo en méxico, tesis

Facultad de Arquitectura TESIS “Principios de cálculo, diseño y construcción de arcos, cúpulas y bóvedas de ladrillo en México” José Victor Meneses Campos Coordinador: Dr. Juan Manuel Márquez Murad Secretario: Mtra. María Dolores Dib y Álvarez Vocal: Arq. Marco Antonio Fernández Casas

JUSTIFICACION Divulgación de los conocimientos básicos de: - Diseño. - Cálculo. - Sistemas constructivos. Para la ejecución de arcos, cúpulas y bóvedas de ladrillo. Su aplicación esta presente en áreas de trabajo como: - El diseño arquitectónico - Construcción - Restauración

INTRODUCCION Términos básicos. Ladrillo.- Bloque cocido de arcilla y barro. Mortero.- Aglomerante que une elementos pétreos. Aparejo.- Es la disposición como se colocan los ladrillos. Características del ladrillo. - Económico - Excelente aislante termo-acústico

EJEMPLOS HISTORICOS

Es necesario estudiar las etapas históricas de la Arquitectura para poder comprender el proceso creativo, constructivo y matemático de los objetos de estudio.

ARCOS Son elementos formados por elementos pétreos dispuestos en tal forma que permiten soportar cargas sobre ellos y trasmitirlas a los apoyos.

ARCOS Un arco puede fallar por: -

Rotura del material. Resbalamiento de dovelas. Descimbrado antes de tiempo. Descimbrado asimétrico.

ARCOS “Teorema del tercio medio”. Cuando a una superficie se le aplican fuerzas, la presión total es un sistema de vectores paralelos de diferente intensidad. Este sistema tiene una resultante cuya dirección, sentido y punto de aplicación pueden determinarse .

ARCOS Según la forma geométrica de la directriz del arco, éste puede adoptar distintas configuraciones.

ARCOS Durante el proceso de diseño, después de elegir la forma geométrica del arco, es necesario saber que aparejo nos conviene utilizar en dicha forma, por cuestión estructural.

ARCOS Ejemplos de aparejos

ARCOS Cuando la construcción de un arco es muy cerrada, debe evitarse la abertura excesiva en el extradós, por lo cual suelen rebajarse los ladrillos en forma de cuñas o se rajuelean las juntas.

ARCOS Las cimbras son armaduras provisionales que se emplean para sostener elementos durante su construcción, hasta que los materiales hayan logrado resistencia para autosostenerse.

ARCOS Ejemplos

CÚPULAS Son elementos de desarrollo semiesférico o de acción cónica que cubren una superficie. Se clasifican en dos grandes grupos: Cúpulas de cubierta lisa. Cúpulas de cubierta nervada Análisis general. La cúpula se compone de un número de anillos horizontales de diámetros decrecientes.

CÚPULAS

CÚPULAS

CÚPULAS Cálculo Acción de las fuerzas internas en una cúpula. Con estribo macizo Sobre pilastras

CÚPULAS Métodos de la iluminación 1) 2) 3)

Colocando óculos en un tambor previo. Con un vano en el cenit. Abriendo huecos en la base de la cúpula. Cualquiera de estos métodos supone siempre un debilitamiento estructural del conjunto.

CÚPULAS Construcción

BÓVEDAS Son elementos curvos que cubren un espacio, están formadas por dovelas que transmiten su peso y cargas a los apoyos. Las bóvedas pueden hacerse en dos modos: -

Con superficie continúa. Con nervaduras

Para que su construcción resulte económica las formas mas convenientes son las cilíndricas y las esféricas sin nervios.

BÓVEDAS Se pueden considerar dos grandes grupos de bóvedas: -

Simples Compuestas

Bóvedas simples: De cañón corrido, esférica, elíptica, etc. Bóvedas compuestas: De aristas, en rincón de claustro, esquifada, de artesa, etc.

BÓVEDAS Simples

BÓVEDAS Compuestas

BÓVEDAS Compuestas nervadas

Arco

BÓVEDAS Cálculo viga

placa

BÓVEDAS Diseño estructural Es necesario estudiar que tipo de carga es la que va a soportar la bóveda: a) Uniformemente repartida. b) Ubicada en la región central. c) Concentrada en los costados. Soluciones: a) Parábola de segundo grado. b) Arco apuntado. c) Arco de tres centros o semielipse. Cuando el espesor de las bóvedas es muy delgado se requiere la adición de costillas para evitar deformaciones

BÓVEDAS Diseño estructural Una opción popular son las llamadas “bóvedas recargadas”, las cuales han sido estudiadas y por lo tanto se han deducido algunos rangos matemáticos para su correcta ejecución.

BÓVEDAS Los tres aparejos mas recomendados a) b) c)

Recto, hiladas longitudinales. De roscas, hiladas transversales. Diagonal, hiladas a espinapez. Características de cada aparejo:

a) b) c)

Fácil ejecución. Necesita cimbra. Mayor rigidez, escasa trabazón. Mayor trabazón, puede no necesitar cimbra.

BÓVEDAS Aparejos

BÓVEDAS Tabicadas Son las bóvedas por excelencia, ya que la mayor parte de su masa trabaja a compresión.

BÓVEDAS Nervadas Son las reforzadas con costillas por debajo para asegurar su figura geométrica.

BÓVEDAS Cimbras

BÓVEDAS Cimbras

BÓVEDAS Construcción

BÓVEDAS Construcción

BÓVEDAS Ejemplos

BÓVEDAS Ejemplos

Ejemplo de aplicación

Ejemplo de aplicación

Detalles

Conclusiones

Un conocimiento del pasado nos muestra la riqueza formal y constructiva que podemos emplear en nuestras obras y con ello poder enriquecer la arquitectura mexicana contemporánea. Es necesario rescatar y construir estos elementos, pues los métodos resultan muy interesantes para estudiar y aplicar. En esta investigación cito métodos prácticos para la correcta y económica construcción de estos sistemas abovedados.

Conclusiones También se aconsejan flechas, aparejos, cimbras y morteros. Aconsejando que el empleo de un especialista sería lo más benéfico.

Después de realizar esta investigación confirmo mi creencia de que un hábil albañil puede construir con ayuda de cimbras curvas básicas con ladrillo.

Deseo que este trabajo sea inicio y motivo para que los lectores se adentren al fascinante y bello panorama de las estructuras alabeadas construidas con ladrillo.

José Victor Meneses Campos Arquitecto [email protected] [email protected] http://mx.groups.yahoo.com/group/arquitectura_jovimeca/ Puebla, México.