Arco
Definición
Un arco es una estructura curva vertical que abarca un espacio elevado y puede o no soportar el peso que está encima de él, o en el caso de un arco horizontal como una presa de arco, la presión hidrostática que se ejerce sobre él.
Arches puede ser sinónimo de bóvedas, pero una bóveda puede distinguirse como un arco continuo que forma un techo. Los arcos aparecieron ya en el segundo milenio aC en la arquitectura de ladrillo de Mesopotamia, y su uso sistemático comenzó con los antiguos romanos, que fueron los primeros en aplicar la técnica a una amplia gama de estructuras.
Conceptos básicos
Un arco es una forma de compresión suave. Puede abarcar un área grande al resolver las fuerzas en tensiones de compresión y, a su vez, eliminar las tensiones de tracción. Esto a veces se denomina acción de arco. A medida que las fuerzas en el arco se llevan al suelo, el arco empujará hacia afuera en la base, llamado empuje. A medida que disminuye el aumento o la altura del arco, aumenta el empuje hacia afuera. Para mantener la acción del arco y evitar el colapso del arco, el empuje debe restringirse, ya sea con ataduras internas o arriostramiento externo, como contrafuertes.
Arco fijo con bisagras
Las configuraciones de arco verdadero más comunes son el arco fijo, el arco de dos bisagras y el arco de tres bisagras.
El arco fijo se usa con mayor frecuencia en la construcción de puentes y túneles de hormigón armado, donde los tramos son cortos. Debido a que está sujeto a un estrés interno adicional causado por la expansión y contracción térmica, este tipo de arco se considera estáticamente indeterminado.
El arco de dos bisagras se usa con mayor frecuencia para salvar largos tramos. Este tipo de arco tiene conexiones fijadas en la base. A diferencia del arco fijo, la base clavada puede girar, permitiendo que la estructura se mueva libremente y compense la expansión y contracción térmica causada por los cambios en la temperatura exterior. Sin embargo, esto puede provocar tensiones adicionales, por lo que el arco de dos bisagras también está estáticamente indeterminado, aunque no en el grado del arco fijo.
El arco de tres bisagras no solo está articulado en su base, como el arco de dos bisagras, sino también a la mitad del vano. La conexión adicional en el tramo medio permite que el arco de tres bisagras se mueva en dos direcciones opuestas y compense cualquier expansión y contracción. Por lo tanto, este tipo de arco no está sujeto a tensiones adicionales causadas por el cambio térmico. Por lo tanto, se dice que el arco de tres bisagras está estáticamente determinado. Se usa con mayor frecuencia para estructuras de tramo medio, como techos de edificios grandes.
Otra ventaja del arco de tres bisagras es que las bases fijadas se desarrollan más fácilmente que las fijas, lo que permite cimentaciones superficiales de tipo cojinete en estructuras de tramo medio. En el arco de tres bisagras, "la expansión y contracción térmica del arco provocará movimientos verticales en la unión de pico pico, pero no tendrá un efecto apreciable en las bases", simplificando aún más el diseño de la base.
Tipos de arcos
Los arcos tienen muchas formas, pero todos se dividen en tres categorías básicas: circular, puntiaguda y parabólica. Arches también se puede configurar para generar bóvedas y arcadas.
Los arcos con forma circular, también conocidos como arcos redondeados, eran comúnmente utilizados por los constructores de arcos de mampostería antiguos y pesados. Los constructores romanos antiguos dependían en gran medida del arco redondeado para abarcar grandes áreas abiertas. Varios arcos redondeados colocados en línea, de extremo a extremo, forman una sala de juegos, como el acueducto romano.
Los arcos apuntados fueron utilizados con mayor frecuencia por los constructores de la arquitectura de estilo gótico. La ventaja de utilizar un arco apuntado, en lugar de uno circular, es que la acción del arco produce menos empuje en la base. Esta innovación permitió aberturas más altas y espaciadas más cerca, típicas de la arquitectura gótica.
Las bóvedas son esencialmente "arcos adyacentes [que] se ensamblan uno al lado del otro". Si las bóvedas se cruzan, se producen formas complejas con las intersecciones. Las formas, junto con las "costillas fuertemente expresadas en las intersecciones de la bóveda, eran características arquitectónicas dominantes de las catedrales góticas".
El arco parabólico emplea el principio de que cuando el peso se aplica uniformemente a un arco, la compresión interna resultante de ese peso seguirá un perfil parabólico. De todos los tipos de arcos, el arco parabólico produce el mayor empuje en la base, pero puede abarcar las áreas más grandes. Se usa comúnmente en el diseño de puentes, donde se necesitan largos tramos.
El arco catenario tiene una forma diferente de la curva parabólica. La forma de la curva trazada por un tramo flojo de cadena o cuerda, la catenaria es la forma estructuralmente ideal para un arco independiente de espesor constante.
Tipos de arcos mostrados cronológicamente, aproximadamente en el orden en que se desarrollaron:
Arco triangular
Arco redondo o arco semicircular
El arco segmentario es menos que un semicírculo
Arco redondo desigual, o arco redondo rampante
Arco de Lancet
Arco apuntado equilátero
Arco plano con hombros (Ver también arco de jacks)
Arco trébol o arco cúspide de tres filos
Arco de herradura
Arco de tres centrar
Arco elíptico
Arco inflexionado
Arco de Ogee
Arco conopial inverso
Arco de Tudor
Arco parabólico
Historia
Los arcos verdaderos, a diferencia de los arcos de ménsula, eran conocidos por varias civilizaciones en el antiguo Oriente Próximo y el Levante, pero su uso era poco frecuente y se limitaba principalmente a estructuras subterráneas, como desagües donde el problema del empuje lateral se ve enormemente disminuido. Un ejemplo de este último sería el arco de Nippur. Algunas excepciones son una puerta de entrada arqueada de adobe en circa 2000 aC Tell Taya y la puerta arqueada de Canaanitecity de la Edad del Bronce de Ashkelon en el Israel actual, que data de c. 1850 aC Un ejemplo temprano de una dovela el arco aparece en la Pasarela Griega de Rodas. Los arcos de corbel se encontraron en otras partes de la antigua Asia, África, Europa y América. En 2010, un robot descubrió un largo pasadizo con techo de arco debajo de la Pirámide de Quetzalcoatl, que se encuentra en la antigua ciudad de Teotihuacan al norte de la Ciudad de México, que data del año 200 d. En la antigua Persia, el Imperio aqueménida construyó pequeñas bóvedas de cañón (esencialmente una serie de arcos construidos juntos para formar una sala) conocidos como iwan , que se convirtieron en enormes estructuras monumentales durante el posterior Imperio Parto. Esta tradición arquitectónica fue continuada por el Imperio de Sasanian, que construyó el Taq Kasra en Ctesiphon en el 6to siglo, la bóveda independiente más grande hasta los tiempos modernos.
Los antiguos romanos aprendieron el arco de los etruscos, lo refinaron y fueron los primeros constructores en aprovechar todo su potencial para construir sobre el suelo:
A lo largo del imperio romano, sus ingenieros erigieron estructuras de arco como puentes, acueductos y puertas. También introdujeron el arco de triunfo como un monumento militar. Las bóvedas se comenzaron a utilizar para techar grandes espacios interiores como pasillos y templos, una función que también fue asumida por las estructuras abovedadas desde el siglo I aC en adelante.
El arco segmentario fue construido por primera vez por los romanos, que se dieron cuenta de que un arco en un puente no tenía que ser un semicírculo, como en Alconétar Bridge o Ponte San Lorenzo. También se usaban habitualmente en la construcción de viviendas, como en Ostia Antica (ver imagen).
En la China antigua, la mayoría de la arquitectura era de madera, incluidos los pocos puentes de arco conocidos de la literatura y una representación artística en relieve tallado en piedra. Por lo tanto, los únicos ejemplos sobrevivientes de arquitectura de la dinastía Han (202 aC - 220 dC) son paredes y torres defensivas de tierra apisonada, tejas cerámicas de edificios de madera que ya no existen, torres de piedra y tumbas de ladrillo subterráneas que, aunque presentan bóvedas , cúpulas y arcos, fueron construidos con el apoyo de la tierra y no eran independientes. El puente arqueado de piedra más antiguo de China es el puente Anji, construido entre 595 y 605 durante la dinastía Sui; es el puente de arco segmentario de spandrel más antiguo en piedra. Sin embargo, los antiguos romanos tenían prácticamente todos estos componentes de antemano; por ejemplo, Trajano '
El primer ejemplo de un arco gótico temprano en Europa se encuentra en Sicilia en las fortificaciones griegas de Gela. El arco semicircular fue seguido en Europa por el arco o la ojiva gótica apuntada, cuya línea central sigue más de cerca a las fuerzas de compresión y, por lo tanto, es más fuerte. El arco semicircular se puede aplanar para hacer un arco elíptico, como en el Ponte Santa Trinita. Los arcos parabólicos fueron introducidos en la construcción por el arquitecto español Antonio Gaudí, que admiraba el sistema estructural del estilo gótico, pero para los contrafuertes, a los que denominó "muletas arquitectónicas". Los primeros ejemplos del arco apuntado en la arquitectura europea se encuentran en Sicilia y se remontan al período árabe-normando.
El arco de herradura se basa en el arco semicircular, pero sus extremos inferiores se extienden más alrededor del círculo hasta que comienzan a converger. Los primeros arcos de herradura construidos conocidos son del Reino de Aksum en la actual Etiopía y Eritrea, que data de ca. 3ro-4to siglo. Esto es más o menos al mismo tiempo que los ejemplos contemporáneos más antiguos en la Siria romana, sugiriendo ya sea un origen Aksumita o sirio para el tipo.
En la India, el templo de Bhitargaon (450 d. C.) y el templo de Mahabodhi (siglo VII d. C.) construido por la dinastía Gupta son los primeros ejemplos que sobreviven del uso del sistema de bóveda de arco de dovelas en la India. El primero utiliza un arco de medio punto, mientras que el último contiene ejemplos de arcos de medio punto y arco semicircular de estilo gótico. Aunque se introdujo en el siglo V, los arcos no ganaron prominencia en la arquitectura india hasta el siglo XII después de la conquista islámica. El sistema de bóveda de arco de la era Gupta fue luego utilizado extensamente en templos budistas birmanos en Pyu y Bagan en los siglos XI y XII.
Construcción
Debido a que es una forma de compresión pura, el arco es útil porque muchos materiales de construcción, incluyendo piedra y concreto no reforzado, pueden resistir la compresión, pero son débiles cuando se les aplica tensión de tensión.
Un arco se mantiene en su lugar por el peso de todos sus miembros, lo que dificulta la construcción. Una respuesta es construir un marco (históricamente, de madera) que sigue exactamente la forma de la parte inferior del arco. Esto se conoce como centro o centrado. Las dovelas se colocan sobre él hasta que el arco esté completo y sea autoportante. Para un arco más alto que la altura de la cabeza, se necesitarían andamios, por lo que podría combinarse con el soporte del arco. Los arcos pueden caerse cuando se quita el marco si el diseño o la construcción han sido defectuosos. El primer intento en el puente A85 en Dalmally, Escocia sufrió este destino, en la década de 1940. El interior y la línea inferior o la curva de un arco se conoce como el intradós.
Los arcos viejos a veces necesitan refuerzo debido a la descomposición de las piedras angulares, formando lo que se conoce como arco calvo.
En la construcción de hormigón armado, el principio del arco se utiliza para beneficiarse de la resistencia del hormigón para resistir el esfuerzo de compresión. Cuando se levanta cualquier otra forma de tensión, como la tensión o la tensión de torsión, debe ser resistida por varillas o fibras de refuerzo cuidadosamente colocadas.
Otros tipos
Un arco ciego es un arco relleno con una construcción sólida por lo que no puede funcionar como una ventana, puerta o pasadizo.
Una forma especial del arco es el arco de triunfo, generalmente construido para celebrar una victoria en la guerra. Un ejemplo famoso es el Arc de Triomphe en París, Francia.
Las formaciones rocosas pueden formar arcos naturales a través de la erosión, en lugar de ser talladas o construidas. Estructuras como esta se pueden encontrar en el Parque Nacional Arches.
Algunas esculturas de balance de rocas tienen la forma de un arco.
Los arcos del pie soportan el peso del cuerpo humano.
Galería
Puerta de la ciudad cananea restaurada de Ashkelon, Ashkelon, Israel (2014)
Reconstruida la Puerta de Ishtar de Babilonia en el Museo de Pérgamo, Berlín (2014)
Taq Kasra (Arco de Ctesiphon), Salman Pak, Iraq (1864)
Arco de Augusto, Rimini, Emilia-Romagna, Italia (2015)
Arco de Gallienus, Roma (2006)
Arco de Adriano, Atenas, Grecia (2013)
Arco de Constantino, Roma, que conmemora una victoria de Constantino I en 312 DC (2007)
El Arco del Triunfo, París; un arco triunfal del siglo XIX modelado según el diseño romano clásico (1998)
Arco de Washington Square, Greenwich Village, Manhattan, Nueva York (2010)
Arco de soldados y marineros en Grand Army Plaza, Brooklyn, Nueva York (2007)
Gateway Arch en St. Louis, Missouri; una escultura basada en un arco de catenaria (2011)
Pont Flavien sobre el río Touloubre en Saint-Chamas, Bocas del Ródano, Francia (2008)
Puente del Templo de Seonamsa, Suncheon, Provincia de Jeolla del Sur, Corea del Sur (1979)
Grosvenor Bridge sobre el río Dee en Chester, Cheshire, Inglaterra, Reino Unido (2007)
Union Arch Bridge que transporta el Acueducto de Washington y MacArthur Boulevard (anteriormente llamado Conduit Road) en Cabin John, Condado de Montgomery, Maryland (2008)
Puente Anji sobre el río Xiaohe, provincia de Hebei, China (2007)
El puente de piedra seca, llamado Porta Rosa (siglo IV aC), en Elea, provincia de Salerno, Campania, Italia (2005)
Puente de los Suspiros, Venecia, Italia (2001)
Pont du Gard, un acueducto romano en Vers-Pont-du-Gard, Gard, Francia (2014)
Puente en Český Krumlov, República Checa (2004)
Puente de Rialto sobre el Gran Canal en Venecia, Italia (2011)
Pont de Bercy sobre el río Sena, París, llevando el metro de París en su cubierta superior y una extensión de bulevar en su cubierta inferior (2006)
Arlington Memorial Bridge sobre el río Potomac en Washington, DC (2007)
Francis Scott Key Bridge sobre el río Potomac en Washington, DC (2006)
Puente conmemorativo Woodrow Wilson que transporta la carretera interestatal 95 (I-95) y la circunvalación Capital sobre el río Potomac entre Alexandria, Virginia y Oxon Hill, Maryland (2007)
Rainbow Bridge sobre el río Niágara que conecta las Cataratas del Niágara, Nueva York y las Cataratas del Niágara, Ontario, Canadá (2012)
Tyne Bridge sobre el río Tyne, Newcastle upon Tyne, Inglaterra, Reino Unido (2004)
Hell Gate Bridge sobre el East River, Nueva York
Sydney Harbour Bridge, Sydney, Nueva Gales del Sur, Australia (2010)
Ludendorff Puente sobre el río Rin, Remagen, Alemania, mostrando daños antes del colapso durante la Batalla de Remagen en la Segunda Guerra Mundial (1945)
Puente de Lianxiang sobre el río Xiang, Xiangtan, provincia de Hunan, China (2007)
Puente Zhivopisny sobre el río Moscova, Moscú, Rusia (2009)
Margaret Hunt Hill Bridge sobre el río Trinity en Dallas, Texas (2012)
Puente Juscelino Kubitschek cruzando el lago Paranoá, Brasilia, Brasil (2007)
Gateshead Millennium Bridge sobre el río Tyne, Newcastle upon Tyne, Inglaterra, Reino Unido (2005)
Torre Eiffel, París (2009)
Arco de apoyo a la Torre Eiffel, París (2015)
El segundo estadio de Wembley en Londres, construido en 2007 (2007)
El primer estadio de San Mamés, en Bilbao, arco construido en 1953, demolido 2013 (2013)
Estación de St Pancras, Londres (2011)
Caseta de tren en la estación de tren de St Pancras, Londres (2010)
Cobertizo de tren en Victoria Station, Londres (2006)
Estación de trenes de Lucerna, Suiza (2010)
Cobertizo de tren en la estación de Lucernerailway, Suiza (2016)
Estación central de trenes, Frankfurt, Alemania (2008)
Cobertizo de tren en la estación central de trenes, Frankfurt, Alemania (2005)
Grand Central Terminal, Manhattan, Nueva York (2008)
Arches en Main Concourse, Grand Central Terminal, Manhattan, Nueva York (2014)
Washington Union Station, Washington, DC (2015)
Arcos interiores en Washington Union Station, Washington, DC (2006)
Chicago Union Station, Chicago, Illinois (1974)
Arcos en el Gran Salón, Chicago Union Station, Chicago, Illinois (2010)
Haus der Kulturen der Welt, Berlín, Alemania (2011)
El Coliseo en Roma (2013)
Arcos en el Coliseo de Roma (2005)
Complejo Amir Chakhmaq, Yazd, Irán (2014)
Arcos de piedra visto en un edificio de piedra en ruinas - Burg Lippspringe, Alemania (2005)
Arcos en la Casa-Museo del Libertador Simón Bolívar en La Habana, Cuba (2006)
Kings College, Universidad de Cambridge en Cambridge, Inglaterra (2007)
Arcos en el comedor del Kings College, Universidad de Cambridge, Cambridge, Inglaterra (2007)
Memorial Hall, Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts (circa 1897-1924 photochrompost card)
Arcos dentro del transepto, Memorial Hall, Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts (2016)
Arcos dentro de Annenberg Hall, Memorial Hall, Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts (2016)
Healy Hall, Universidad de Georgetown, Washington, DC (2009)
Arcos dentro de Healy Hall, Universidad de Georgetown, Washington, DC (2010)
Central Tower, Erasmus Hall High School, Brooklyn, Nueva York (2013)
Castillo de Neuschwanstein, Baviera, Alemania (2006)
Arcos en la sala del trono del castillo de Neuschwanstein, Baviera, Alemania (1886 photochrom print)
La Alhambra, Granada, Andalucía, España (2014)
Arcos en el Patio de los Leones, Alhambra, Granada, Andalucía, España (2012)
Arcos exteriores en el Patio de los Arrayanes, Alhambra, Granada, Andalucía, España (2009)
Arcos dentro de la Galería Norte, Patio de los Arrayanes, Alhambra, Granada, Andalucía, España (2010)
Arcos en la nave de la iglesia en el monasterio de Alcobaça, Portugal (2008)
Fachada norte de la catedral de Chartres, Chartres, Francia (2008)
Arcos en el coro de la catedral de Chartres, Chartres, Francia (2013)
Fachada occidental, Abadía de Westminster, Ciudad de Westminster, Londres (2013)
Arcos en nave de la Abadía de Westminster, City of Westminster, Londres (2006)
Catedral Nacional de Washington en Washington, DC (entre 1990 y 2006)
Arcos dentro de la Catedral Nacional de Washington, Washington, DC (2005)
Fachada principal de la Basílica de San Pedro, Ciudad del Vaticano, Roma (2015)
Arcos interiores en la Basílica de San Pedro, Ciudad del Vaticano (2009)
Hagia Sophia en Estambul, Turquía (2013)
Arcos dentro de Hagia Sophia en Estambul, Turquía (1983)
Arcos dentro de la galería superior occidental, Hagia Sophia, Estambul, Turquía (2007)
Arcos interiores en Masjid al-Haram, La Meca, Arabia Saudita (2008)
Techo de Masjid al-Haram, La Meca, Arabia Saudita (2008)
Cúpula de la Roca, Ciudad Vieja de Jerusalén (2010)
Arcos dentro de la Cúpula de la Roca, Ciudad Vieja de Jerusalén (2014)
Taj Mahal en Agra, Uttar Pradesh, India (2009)
La gran puerta (Darwaza-i-rauza): entrada a los terrenos de Taj Mahal, Agra, Uttar Pradesh, India (2004)
Arcos dentro del Taj Majal, Agra, Uttar Pradesh, India
Lado este del Capitolio de los Estados Unidos en Washington, DC (2005)
Arcos en el corredor del Capitolio de los Estados Unidos, Washington, DC (2006)
Edificio Thomas Jefferson, Biblioteca del Congreso, Washington, DC (2008)
Arcos en la Sala de Lectura Principal, Edificio Thomas Jefferson, Biblioteca del Congreso, Washington, DC (2009)
Arcos en el Gran Salón, Edificio Thomas Jefferson, Biblioteca del Congreso, Washington, DC (2007)
Arcos Art Deco en el edificio Chrysler, Manhattan, Nueva York (2005)
Sucursal de la Biblioteca Pública de Nueva York, Manhattan, Nueva York (2016)
Arcos en la entrada de la sucursal principal de la Biblioteca Pública de Nueva York, Manhattan, Nueva York (2012)
Museo Metropolitano de Arte, Manhattan, Nueva York (2012)
Arcos en el Gran Salón, Museo Metropolitano de Arte, Manhattan, Nueva York (2012)
Arcos en Sculpture Gallery, West Building, Galería Nacional de Arte, Washington, DC (2007)
Legión de honor, Lincoln Park, San Francisco, California (2006)
Arcos dentro de la Legión de Honor, Lincoln Park, San Francisco, California (2010)
Palacio de Invierno, Museo del Hermitage, San Petersburgo, Rusia (2016)
Arcos cerca de la Escalera del Jordán, Palacio de Invierno, Museo del Hermitage, San Petersburgo, Rusia (2015)
Arcos en Pavilion Hall, Small Hermitage, Hermitage Museum, San Petersburgo, Rusia (2015)
Cour Carrée, Palacio del Louvre, París (2010)
Arcos en Salle du Manège, Palacio del Louvre, París (2007)
Palacio de Versalles, Versalles, Yvelines, Francia (2012)
Arcos en Galerie des Batailles, Palacio de Versalles, Versalles, Yvelines, Francia (2013)
Arcos en el Salón de los Espejos, Palacio de Versalles, Versalles, Yvelines, Francia (2011)
Palacio de Westminster, ciudad de Westminster, Londres (2010)
Arcos en Westminster Hall, Palacio de Westminster, City of Westminster, Londres (2011)
Arcos en St. Stevens Hall, Palacio de Westminster, City of Westminster, Londres (2007)
Palacio de la Aljafería en Zaragoza, España (2005)
Arco de herradura dentro del Palacio de la Aljafería, Zaragoza, España (2004)
Arcos multifocales en el interior del Palacio de la Aljafería, Zaragoza, España (2004)
Arcos de catenaria dentro de Casa Milà en Barcelona, España por Antoni Gaudí (2010)
Arcos de estilo Rajasthani dentro del Palacio de la Ciudad del siglo XVI, Udaipur, India (2013)
Fachada principal del Palacio de Itamaraty en Brasilia, Brasil, decorado con muchos arcos (2005)
Smithsonian Institution Building ("El Castillo"), Washington, DC (2007)
Arcos dentro del Smithsonian Institution Building ("El Castillo"), Washington, DC (2012)
National Building Museum (anteriormente Pension Building), Washington, DC (2005)
Arcos dentro del National Building Museum (antes Pension Building), Washington, DC (2007)
Fachada principal del edificio de la antigua oficina de correos (ahora el Trump International Hotel) en Washington, DC (2012)
Entrada frontal del edificio de la antigua oficina de correos en Washington, DC (2006)
Arcos dentro del edificio de la antigua oficina de correos en Washington, DC (2009)
Bankstown Reservoir, Bankstown, Sydney, Nueva Gales del Sur, Australia (2018)
Arcos en Merzouga, Marruecos (2011)
Cripta de los papas en la catacumba de Callixtus, Roma (2007)
Dinastía Han del este chino (25-220 dC) cámara de la tumba, Luoyang (2008)
Entrada a la tumba de la familia Washington en Mount Vernon, condado de Fairfax, Virginia (2014)
Puente natural en el condado de Rockbridge, Virginia (2014)
Landscape Arch, Parque Nacional Arches, Utah (2009)
Double O Arch, Parque Nacional Arches, Utah (2007)
Rainbow Bridge, monumento nacional del puente del arco iris, Utah (2012)
Aloba Arch, Región de Ennedi-Est, Chad (2015)
Arco longitudinal medial del pie humano ( Grey's Anatomy )