Arcos Y Armaduras

ARCOS EN COMPRESION

INTRODUCCIÓN

Un arco es una estructura plana constituida por un elemento curvo de sección transversal despreciable frente a su longitud, y cuya curvatura es pequeña comparada con su sección transversal. Los dos puntos extremos pueden estar sustentados de distintas formas y las cargas exteriores son habitualmente verticales.

Los arcos son una de las estructuras más utilizadas desde la antigüedad. Ello es debido a que, si su geometría es adecuada, soportan grandes cargas transversales y las transmiten a los apoyos extremos trabajando básicamente a compresión, con muy poco esfuerzo de flexión. Esto permite utilizar en su construcción material que no soportan bien la tracción, como el hormigón en masa o sencillamente ladrillos o bloques de piedra independientes, adosados unos a otros.

La figura 6.1 muestra las disposiciones más habituales de los arcos.

Figura 6.1Los arcos están normalmente sometidos a fuertes cargas verticales, aplicadas bien desde la parte superior del arco o desde la inferior (figura 6.2), así como a cargas horizontales debidas a empujes de viento, frenado, etc. Son también frecuentes las cargas térmicas o las debidas a los asientos de los apoyos, que pueden ser importantes en arcos de gran tamaño.

RELACIÓN ENTRE CABLE SUSPENDIDO Y ARCO FUNICULAR.

Los arcos generan fuerzas horizontales que se deben absorber en los apoyos mediante contrafuertes o tensores.

Analicemos la variación de los esfuerzos en el arco, manteniendo constantes el valor de la fuerza (F) y la distancia entre los puntos de apoyo (l), variando la altura del arco (h).

Vemos que la componente vertical se mantiene constante: RAv = RBv = F/2, en tanto que el valor del esfuerzo horizontal RAh crece a medida que disminuye la altura (h).

El valor del empuje horizontal es inversamente proporcional a su altura, para reducir el empuje horizontal en los apoyos el arco debería ser lo más alto posible.

El valor del esfuerzo al que está sometido el arco aumenta, a mayor altura mayor compresión.

Hablamos de arcos, diseñados, con su eje coincidiendo con la línea de presiones (arcos en compresión pura, para una “geometría simétrica”).

La línea de presiones está asociada a un estado de cargas, el eje de dicho arco coincidirá con el estado de carga correspondiente a los pesos propios, exclusivamente.

Cualquier variación en las condiciones de carga modifica la forma del arco funicular y crea una nueva forma estructural. Mientras el cable suspendido adopta por sí mismo la nueva línea de presiones al variar las cargas, el arco funicular ha de absorber a través de su rigidez la variación en la línea de presiones.

Para otro estado de carga el axil N, tendrá una excentricidad e, y la secciones estarán en preso flexión, es decir comprimidas por

...