Me vas a perdonar, pero observe algo que no me parece correcto en ese arco,
Teoría del arco
El arco convierte las fuerzas de compresión verticales, en fuerzas laterales, es por esta forma que debe construirse los arcos junto a algún elemento que haga de estribo, tal y como un muros de contención. Las dovelas del arco van empujándose entre sí, transmitiendo las fuerzas verticales y convirtiéndolas en un componente horizontal. El cálculo del empuje de un arco, y poder decidir qué dimensión debía tener el estribo para que el arco fuera estabilizado, es una de los problemas fundamentales constructivos. Algunos lo han definido el "enigma de la arquitectura".7
No toda estructura curva es un arco, un ejemplo puede ser el pescante, un voladizo curvo o una simple viga apoyada: todas ellas son falsos arcos. Todas ellas siendo estructuras curvas, o poligonales, no transmiten empuje y se consideran más bien una estructura iso-estática. En la mayoría de los casos un arco de fábrica es una estructura hiperestática de tercer grado. La comprensión de este fenómeno hizo que se pudiera comprender los mecanismos de desplome, así como la determinación de las cargas límite que debe soportar un arco.
La definición de una línea de empujes en el interior de la estructura del arco ha sido desde mediados del siglo XIX la teoría más habitual en los tratados de construcción. Sin embargo, dada la laboriosidad de este procedimiento matemático se solía realizar el cálculo de la línea de empujes mediante el empleo de métodos gráficos o, mediante modelos realizados a pequeña escala. En la actualidad de aplica en la determinación de los elementos de un arco el denominado principio de análisis límite.
Construcción
Desde antiguo se elaboran los arcos mediante la colocación de una estructura auxilar que ofrece el soporte inicial de las dovelas antes de la colocación de la clave. Dicho soporte o armadura en forma de cercha (celosía de madera), que tradicionalmente, se le ha denominado cimbra tiene como misión soportar el peso de los elementos del arco hasta que se encaja la clave. Tras la colocación de la dovela central que cierra el arco (denominada clave) y permite el encaje de las piedras. Por regla general este último elemento del arco se suele encajar entre las contra-dovelas del arco a martillazos (generalmente con un martillo de madera) cerrando la estructura por completo.
Una vez encajada esta última piedra se procede al descimbrado, es decir al desmontaje de la estructura auxilar de madera. Justo en ese instante el arco, ya liberado de su cimbra, entra en carga. Las cimbras se elaboraban de madera y su empleo, por regla general encarecía la construcción de arcos. Gran parte del estudio de elaboración de arcos, consistía en poder hacerlos sin la necesidad de estas cimbras. Al ser retiradas las cimbras de madera, las dovelas del arco caen empezando a entrar en compresión unas con otras. Es por esta razón por la que el descimbrado se realizaba con sumo cuidado, y en un orden preciso. De esta forma no se sometía al arco a tensiones añadidas o descentradas. Existe en la literatura ejemplos de desplome de arcos en el proceso de descimbrado.
Desplome y fisuras
Un arco se colapsa cuando las dovelas que lo sostienen, pasan de ser una estructura en equilibrio, a ser un mecanismo. El ingeniero francés Philippe de la Hire es el primero en analizar como se fisura un arco. El proceso de descimbrado genera necesariamente fisuras en la estructura de un arco, debido al descenso de la clave y al asentamiento de las partes del mismo. La fábrica tiende a 'bajar' tras el descimbrado, esta operación hace que aparezcan grietas en el interior de la clave y en el los tercios del extradós (riñones).8 Estas fisuras de acomodamiento de las dovelas es muy natural, y da lugar a una situación de equilibrio fuera de la inicialmente calculada. Por regla general el desplome de la estructura se produce por un inadecuado cálculo de los estribos que deben soportar el arco, que por débil acaba produciendo su desencastramiento.
Dentro del análisis plástico de las estructuras en forma de arco. Para el análisis de desplomes se parte de tres hipótesis básicas. En primer lugar se supone que la resistencia a la compresiónes infinita, lo que supone entender que realmente el material del arco es capaz de soportar cualquier carga sin que se desmorone. Por el contrario la segunda hipótesis es que el material posea una resistencia a la tracción nula, . Y tercero que el desplome por deslizamiento de las dovelas es imposible, lo que supone que la resistencia o adhesión entre ellas es suficiente como para matener la estructura del arco en su forma inicialmente diseñada. A partir de estas tres hipótesis se formulan una serie de principios acerca de la estabilidad y desplome de los arcos El primero de ellos se enuncia de la siguiente forma:
El colapso de un arco cargado no se producirá, si en cada estado sucesivo de carga que atraviesa la estructura es posible encontrar un estado de equilibrio estáticamente admisible.
En la teoría de colapso de arcos se puede decir que es un arco seguro cuando existe una línea de empujes estáticamente permitida en su interior. La expresión: estáticamente admisible, viene a indicar que la estructura de carga es acorde con las leyes de la estática. Este principio nace de la observación de arcos agrietados que sobreviven durante siglos en una configuración de equilibrio, diferente de la inicialmente diseñada. Dentro de la misma línea se tiene un segundo principio del colapso de un arco:
El colapso de un arco se producirá si puede encontrarse una configuración de colapso cinemáticamente admisible.
Una configuarción de colapso es una estructura en la que surge un cierto número de rótulas (o articulaciones). Es decir, un arco se desploma cuando aparecen en el tantas rótulas que se acaba convirtiendo en un mecanismo (cinemático o con movimiento).5 La aparición de rótulas permite que el arco se encuentre en un equilibrio inestable. Este principio hizo que se estudiase con detalle la aparición de rótulas, así como su relación con el principio de los trabajos virtuales.
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