Estructuras de arco

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
ESTRUCTURAS DE ARCOS
ESTUDIANTES : MAMANI FRANCO, Ever 2013-38845
AÑO : TERCERO
CURSO : ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
DOCENTE : Ing. CHURA AROCUTIPA, EDGAR
TACNA – PERÚ
2015

ESTRUCTURAS DE ARCOS ANÁLISIS ESTRUCTURAL I
MAMANI FRANCO, Ever – 13-38845 TERCER AÑO
ESTRUCTURA DE ARCOS
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.Losdospuntosextremospuedenestarsustentadosde distintasformasylas cargas
exteriores son habitualmente verticales.
Los arcos son una de lasestructurasmás utilizadasdesde laantigüedad.Elloes debidoaque,si
su geometríaesadecuada,soportangrandescargas transversalesylas transmitenalos apoyos
extremos trabajando básicamente a compresión, con muy poco esfuerzo de flexión. Esto
permite utilizaren suconstrucciónmaterial que nosoportan bienlatracción,comoel hormigón
enmasa o sencillamente ladrillosobloquesde piedra independientes, adosados unos a otros.
La figura muestra las disposiciones más habituales de los arcos.
Los arcos están normalmente sometidos a fuertes cargas verticales, aplicadas bien desde la
parte superiordel arco o desde lainferior, asícomo a cargas horizontalesdebidasaempujesde
viento, frenado, etc. Son también frecuentes las cargas térmicas debidas a los asientos de los
apoyos, que pueden ser importantes en arcos de gran tamaño.
Es posible encontrartambiénarcos formandoparte de otrasestructurasplanas máscomplejas,
del tipo celosía o pórtico

Arco, del latín arcus, es el elemento constructivo lineal de forma curvada, que salva el espacio
entre dospilaresomuros.Estácompuestoporpiezasllamadasdovelas,ypuedeadoptarformas
curvas diversas.Esmuyútil para salvarespaciosrelativamente grandes con piezas pequeñas.
Estructuralmente unarcofuncionacomo unconjuntoque transmite lascargas, ya seanpropias
o provenientes de otros elementos, hasta los muros o pilares que lo soportan. Por su propia
morfología las dovelas están sometidas a esfuerzos de compresión, fundamentalmente, pero
transmitenempujeshorizontalesenlospuntosde apoyo,haciael exterior,de formaque tiende
a provocar la separación de éstos. Para contrarrestar estas acciones se suelen adosar otros
arcos, para equilibrarlos, muros de suficiente masa en los extremos, o un sistema de
arrostramiento mediante contrafuertes o arbotantes. Algunas veces se utilizan tirantes
metálicos, o de madera, para sujetar las dovelas inferiores.
También se llama así a las estructuras construidas actualmente con forma arqueada, aunque
sean de una sola pieza, y que, en sus apoyos, funcionan del mismo modo que los construidos
con dovelas.
Una bóvedase generamediante sumade arcosiguales,adecuadamentetrabados,paraobtener
un elemento constructivo "superficial"; si los arcos son de medio punto la superficie será
semicilíndrica.
Una cúpula se construye mediante conjunción de arcos iguales que se apoyan en una
circunferencia; si los arcos son de medio punto la superficie será semiesférica.
Arco de un puente, Córcega
Elementos que componen un arco
Dovelas, piezas en forma de cuña que componen el arco y se caracterizan por su disposición
radial.La doveladel centro,que cierrael arco,se llamaclave.Lasdovelasde losextremosyque
reciben el peso,se llamansalmer (es la primera dovela del arranque).La parte interior de una
dovelase llamaintradósy el lomoque no se ve por estar dentrode la construcción,trasdós.El
despiece de dovelaseslamaneracomo estándispuestaslasdovelasenrelaciónconsu centro.
Cuandolasdovelassiguenlosradiosde unmismocentrose llamaarcoradial aunque esecentro
no siempre coincidaconel centrodel arco. Es el arco visigótico.Cuandolasdovelasse colocan
horizontales hasta cierta altura se llama arco enjarjado. Es el arco mozárabe.
Imposta: Es una moldura o saledizo sobre la cual se asienta un arco o una bóveda. A veces
transcurre horizontalmente por la fachada o los muros del edificio,separando las diferentes

plantas.
Nomenclatura
Centro. Puede estar por encima o por debajo de la imposta. Puede haber más de un centro.
Flecha. Altura del arco que se mide desde la línea en que arranca hasta la clave.
Luz. Anchura de un arco.
Semiluz. Mitad de la anchura de un arco.
Esbeltez.Relaciónentrelaflechaylaluz.Se expresageneralmentecomofracción(1/2,1/4,etc.)
vertice. es el punto más alto del arco.
linea de arranque. punto de transición entre la jamba o imposta y el arco
Esquema de un arco
1. Clave
2. Dovela
3. Trasdós
4. Imposta
5. Intradós
6. Flecha
7. Luz, Vano
8. Contrafuerte
Historia
El arco apareció en Mesopotamia, en la civilización del valle del Indo, Egipto, Asiria, Etruria y
más adelante en la Roma Antigua. El arco se utilizó para las estructuras subterráneas y de
drenaje,fueronlosromanoslosprimerosenusarlosenlasuperficie,aunquese pensabaquelos
romanosaprendieronsuusode losetruscos.El arcoha sidousadoenalgunospuentesenChina
desde las dinastía Sui y en tumbas desde la dinastía Han. El denominado arco romano es de
forma semicircular y construido a partir de un número impar de dovelas. Se necesitan un
número impar de piezas para que haya una central o dovela clave.
Existe una tendenciade empuje de losladosdel arco hacia fuera,que debe ser contrarrestada
por un mayor peso de albañilería para empujarlo hacia dentro. El arco semicircular puede ser
aplanado para hacer un arco elíptico. Los romanos usaron este tipo de arco semicircular en
muchas de sus estructuras tradicionales, como acueductos, palacios y anfiteatros
En laEdad Media,el arco se convirtióenunimportante técnicaenlaconstrucciónde catedrales
y todavía se usa hoy en día en algunas estructuras como en los puentes.
Tipos de arcos
Arcos de un solo centro
 Arco de medio punto o formarete: El centro de la circunferencia está a la altura de las
impostas, por lo tanto su flecha es igual a la mitad de su luz.
 Arco rebajado: Cuando la flecha es menor que la semiluz. Así es el arco escarzano cuya
curva no llega al semicírculo y cuyo centro está por debajo de las impostas.
 Arco peraltado: Cuando la altura de su flecha es mayor que su semiluz.

 Arco peraltado realzado: Cuando el peralte es rectilíneo. Así son los arcos asturianos.
 Arcode herradura:Cuandoel peralte noesrectilíneosinocurvilíneo.Lacurvadel arco pasa
del semicírculo y el centro se halla por encima de la línea de impostas.
 Cuando el arco de herradura se cierra a 2/3 del radio es el más peraltado.
 El arco califal se cierra a 1/2 del radio; el 2º más peraltado.
 El arco visigodo se cierra a 1/3 del radio; el menos peraltado.
Arcos de dos centros
 Arco apuntado: Las dos curvas forman ángulo en la clave. Según donde esté situado el
centro, se llaman:
 De todo punto cuando sus centros están en los arranques, en la línea de las impostas.
 De tercio punto cuando, dividida su luz en tres partes, los centros se encuentran en los
extremos del tercio central.
 De cuartopunto,cuando,divididalaluzencuatro,loscentrosestánenlosextremosde los
2 cuartos interiores.
Arcos de tres centros
 Arco carpanel o apainelado:Condos centrosen la líneade las impostasy otro por debajo
de ella.
 Arco rampante o por tranquil: Es el que tiene sus salmeres a distinta altura
Arco túmido(Tumidus –a –um = hinchado).Esel arco de herraduraapuntado.También se
le llama arco árabe.
 Arco lobulado: Importado de Oriente a mediados del siglo X (los árabes también se
inspiraronenlaarquitecturaoriental).Este arcose abre sobreunarcoapuntado,loslóbulos
son de herradurae impares,paraque unocorrespondaa la clave y puede presentardesde
tresa siete lóbulos.Enel mundodelasimbologíase diceque eslarepresentaciónsimbólica
del mundo del que nacen otros mundos o del cielo del que surgen otros cielos.
Otros arcos
Atendiendoaotrosaspectosformales,aladisposiciónqueocupandentrode losedificiosoasu
función estructural, existen estos otros tipos de arcos:
Arco abocinado:Aquel cuyaluz aumentao disminuye de unaa otra cara del muro en el que se
abre el hueco. Fue muy utilizado en la arquitectura románica y gótica en formación de
ventanales y, sobre todo, de portadas. En las pequeñas ventanas el abocinamiento podía ser
liso,amodode unaaspillerainvertida.Enlasportadaserafrecuenterealzarloornamentalmente
con una sucesión de arquivoltas más o menos decoradas.
Arco arbotante o botarete:Arcorampante cuyoextremoinferiorcargasobre un contrafuerte o
botarel, mientras que el superior absorbe el empuje de otro arco o de una bóveda. Es un arco
exclusivode la arquitectura gótica que se utilizó en las grandes catedrales cuyas altas naves
debían ser estabilizadas por este procedimiento.
Arco conopial o flamígero: Arco formado por cuatro segmentos de arco de círculo, dos de los
cualesestáninvertidos,estoes,tienensucentroporencimadelarcoyse encuentranenlaclave
formandounaescotadura.Etimológicamenteproviene del latínconopeum,palabraque designa
el cortinaje ocolgaduraqueamodode doselcubre unacama.El arcoconopial presentalamisma
forma. Muy frecuente en los siglos XV y XVI. Es el que tiene 4 centros de circunferencia

Arco de Descarga
Arco ciegoque se sitúa encimade un dintel ode otro arco para descargarlosde peso.Absorbe
las cargas superiores sólo parcialmente; en otro caso serían inútiles los dinteles o arcos
inferiores.
Arco fajón
Arco fajóno perpiaño:Arcoembebidoenlabóvedade unanave y resaltadoporsu interiorque
sirve para reforzarla.Volteaentre lascolumnaslateralesmarcandola subdivisióndel cañónen
tramos.
Arco formero
Arco formero: Cada uno de los arcos que soportan una bóveda vaída. También se da este
nombre a losarcos sobre losque apoya una bóvedade aristao de crucería. En particularse usa
estadenominaciónparareferirseaunode loscasos anteriorescuandoel arcoes paraleloal eje
de la nave por su pertenencia a alguno de sus tramos.
Arco toral
Arco toral: Cada uno de los cuatro arcos que definen el espaciodel crucero y que sostienen la
cúpulao el cimborrio.De estosarcos,losque sonfajonesparalanave longitudinal sonformeros
para la transversal y los fajones para la transversal son formeros para la longitudinal.
Arco triunfal: Arco que en las iglesias separa el presbiterio del resto de la nave principal. Es
frecuente que vaya decorado.
La galería muestra formas de arco siguiendo el orden en que se desarrollaron.
Arco Trilobulado Arco Conopial
Arco de descarga sobre dintel Arco Triangular

Arco de Medio punto Arco Rebajado
Arco Rampante Arco Apuntado
Arco de Extremos Equilateros Arco Adintelado
Arco Trilobulado Arco de Herradura

Arco de Tres Centros Arco Eliptico
ARCOS EN INGENIERÍA
Actualmente se hace una distinción entre la arquitectura y la ingeniería, lo que es algo
completamente moderno.
Los antiguos constructores eran llamados siempre arquitectos (del griego Archi - tecton, "el
primero de la obra, o máximo responsable de una obra" y eso eran los que diseñaron el
Acueducto de Segovia, que ahora sería considerado como una obra de Ingeniería.
La complejidad de conocimientos y técnicas constructiva,que ha ido creciendocon el tiempo,
ha hechonecesarialaespecialización.De estemodo,losarcosque se incluyenengrandesobras
públicas, como los puentes, se consideran arcos de ingeniería e incluso en ciertas obras,
tradicionalmente arquitectónicas, como en algunos estadios, la gran luz de los arcos, hace
necesario aportar soluciones, tanto de arquitectura, como de ingeniería.
LOS PUENTES. CLASIFICACIÓN.
Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo largo de los
tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se han encontrado y poder
transportar así sus mercancías,permitirlacirculaciónde lasgentesytrasladar sustanciasde un
sitio a otro.
Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares,
como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua, viaductos, si soportan el
paso de carreteras y vías férreas, y pasarelas, están destinados exclusivamente a la circulación
de personas.

Las característicasde lospuentesestánligadasalasde losmaterialesconlosque se construyen:
Los puentesde madera,aunquesonrápidosde construiryde bajocoste,sonpocoresistentesy
duraderos,ya que son muy sensiblesalos agentesatmosféricos,comola lluviayel viento,por
loque requierenunmantenimientocontinuadoy costoso.Subajocoste (debidoalaabundancia
de madera, sobre todo en la antigüedad) y la facilidad para labrar la madera pueden explicar
que los primeros puentes construidos fueran de madera.
Los puentes de piedra, de los que los romanos fueron grandes constructores, son
tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la actualidad su construcción
es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten
muy bien los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del arco este
tipo de puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución industrial con las nacientes técnicas
de construcción con hierro pudo amortiguar este dominio.
Lospuentes metálicos sonmuyversátiles,permitendiseñosde grandesluces,seconstruyencon
rapidez, pero son caros de construir y además están sometidos a la acción corrosiva, tanto de
los agentes atmosféricos como de los gasesy humos de las fábricas y ciudades, lo que supone
un mantenimiento caro. El primer puente metálico fue construido en hierro en Coolbrookdale
(Inglaterra)
Los puentesde hormigónarmado sonde montaje rápido,yaque admitenenmuchasocasiones
elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentesde
piedra,aunque menoresque losde hierro,ytienenunosgastosdemantenimientomuyescasos,
ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos.
Básicamente, las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están
directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos. Estas
configuraciones son:
 Puentes de viga. Están formados fundamentalmente por elementos horizontales que se
apoyanen sus extremossobre soportesopilares.Mientrasque lafuerza que se transmite
a través de los pilares es vertical y hacia abajo y, por lo tanto, éstos se ven sometidos a
esfuerzos de compresión, las vigas o elementos horizontales tienden a flexionarse como
consecuenciade lascargasque soportan.El esfuerzode flexiónsupone unacompresiónen
la zona superior de las vigas y una tracción en la inferior
 Puentesde arco.Están constituidosbásicamente porunaseccióncurvadahaciaarriba que
se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas
ocasionesel arcoesel que soportael tablero(arcobajotablero)del puente sobreel que se
circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que
pende el tablero(arcosobre tablero) mediantelautilización de tirantes.Laseccióncurvada
del puente estásiempre sometidaaesfuerzosde compresión,igualque lossoportes,tanto
del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzosde
tracción.
 Puentes colgantes. Están formados por un tablero por el que se circula, que pende,
mediante un gran número de tirantes, de dos grandes cables que forman
sendas catenarias y que están anclados en los extremos del puente y sujetos por grandes
torresde hormigónoacero.Con excepciónde las torresopilaresque soportanlosgrandes
cables portantes y que están sometidos a esfuerzos de compresión, losdemás elementos
del puente, es decir, cables y tirantes, están sometidos a esfuerzos de tracción.

Comocualquierclasificación,éstanopretendesermásque unaaproximacióntorpe de la
comprensiónhumanaala diversidad,eneste casode lospuentes.
Atendiendo a la
función
primordial que
cumplen.
Acueductos. Puentes que conducen
agua.
Viaductos. Puentes destinados al
paso de vehículos.
Pasarelas. Puentespensados para el
uso exclusivo de peatones.
Atendiendo al
material del que
están hechos.
De madera. Los primeros puentes
son simplemente uno o varios
troncos uniendo dos orillas de un
riachuelo.
De piedra. La conquista tecnológica
del arco permite construir puentes
de piedra.

De hierro. La revolución industrial
trae de su mano los primeros
puentes de este material.
De hormigón y acero. Los puentes
actuales se construyen mezclando
estos dos materiales.
Atendiendo a la
forma en que se
soportan los
esfuerzos.
De viga. Es la primera y más sencilla
soluciónque inventael hombre para
salvar una distancia. En la
antigüedad, antes de conocer el
hormigón armado, hubo que
descartarlos ya que la madera por
flexión no permitía cubrir grandes
distancias.
De arco.
Sobre tablero. El arco
soporta el peso del
tablero del que está
colgado.
Bajo tablero. El tablero
está encima del arco
que es quien soporta
el peso del puente.
Colgante. El tablero cuelga de
grandes pilares. Aquí no hay arcos.

PASOS PARA LA CONSTRUCCIÓNDE ARCOS
PASO1 PASO2
PASO3 PASO4
PASO5 PASO6

¿Sabías que se puede construir un puente de piedra para cruzar un barranco sin cemento?
Sólo se necesita que las piedras se coloquen de tal manera que formen un arco.
El Acueducto de Segovia, por ejemplo, no utiliza ningún mortero, argamasa, ni barro para
sujetar toda la estructura, y sin embargo ¡!Funciona!!

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