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BOVEDAS Y CUPULAS GESTION Y TECNOLOGIA CONSTRUCTIVA4 ARQ. FAUSTINO ZAPANA APAZA PEÑA CHIROQUE DANIELLA| VIERA CALLE JORDANO

BOVEDAS • Elemento constructivo superficial, generalmente elaborado en mampostería o fábrica, en el que sus piezas y componentes trabajan a compresión.

CUPULAS

• Elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de planta circular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil semicircular, parabólico u ovoidal, rotados respecto de un punto central de simetría.

ESTRUCTURA CONCRETO DE LA CASCARA FINA

Interior =

COLUMNAS

Exterior =

CONTRAFUERTES

Sin apoyo

BOVEDAS Al igual a los arcos resisten sólo compresión, por ello requieren apoyo continuo a lo largo de la base. Existen tres tipos de bóvedas, las de curvatura sencilla o cilíndrica, las doblemente curvadas o cúpula y las entramadas o laminares.

BÓVEDAS CILÍNDRICAS • La bóveda cilíndrica es como una viga de sección transversal curva con una viga longitudinal a los largo del borde, serían similares a una serie de arcos continuos sin separación, donde la carga se transfiere a las vigas extremas.

• Longitudes: En mampostería hasta 21 m con un espesor de 45 cm. • Elementos: Viga de borde longitudinal, opcionalmente se pueden colocar nervios transversales que llevan la forma del arco definitorio de la bóveda.

ANTI-CLÁSTICAS O REGLADAS • Los cascarones anti-clásticos tienen forma de silla de montar, por lo que se obtiene diferentes curvaturas en cada dirección; los conoides, paraboloides hiperbólicos e hiperboloides se encuentran dentro de esta clasificación. • Una característica importante de estas formas es que contienen dos series de líneas rectas en su superficie; por lo que se pueden generar desplazando una línea recta sobre dos curvas separadas; esta característica las convierte en un tipo de placa fácil de construir e interesante a simple vista.

Longitudes:

La altura de la cáscara no debe ser menor que una sexta a una décima parte de la luz, a fin de evitar grandes tensiones de compresión que podrían provocar pandeo.

Elementos:

Los apoyos deben resistir el empuje similar a los arcos, el borde debe resistir el corte y dirigir la fuerza hacia el apoyo.

Materiales:

Concreto armado

SISTEMAS DE BOVEDAS

LUCES

BÓVEDAS CILÍNDRICAS

Máximo: Concreto armado [10 ; 75] m Optimo: Concreto armado [20 ; 60] m

CÚPULAS

Máximo: Concreto armado [20 ; 200] m Optimo: Concreto armado [40 ; 150] m

Sinclásticas

Anticlasticas

Desarrollable

Libre

La cúpula o domo es una superficie que se obtiene por la rotación de una curva plana alrededor de un eje vertical (superficie de revolución) y resiste sólo fuerzas de compresión, para ello se evita la tendencia al aumento del diámetro en la base mediante un elemento más rígido a todo lo largo del soporte.

Longitudes: En mampostería y concreto sin reforzar pueden ser llegar hasta 36 m de diámetro. Elementos: Viga anular de apoyo, nervios opcionales. Materiales: Mampostería y concreto sin reforzar.

CUPULAS

PARTES DE LA CÚPULA La cúpula facilita espacios amplios, diáfanos, y crea espacios llenos de simbolismo, pues se considera el paso de lo terrenal hacia lo divino, de ahí el interés histórico por una arquitectura que tira hacia arriba, hacia lo vertical. Pero el empleo de la cúpula, hasta el siglo XIX con la llegada de la nueva forma de trabajar los materiales, suponía tener en cuenta su peso y su transición desde su planta (cuadrada u octogonal) a su perímetro circular.

RETICULADAS • Longitudes: En Europa se han construido cúpulas de nervaduras de hasta 90 a 120 metros con conectores standard que usan barras hechas de tubos de acero sobre una parrilla triangular

• Elementos: Las cáscaras reticuladas están conformadas por un conjunto de barras con una disposición que por lo general es triangular

Materiales: Las barras que conforman las cúpulas reticuladas son principalmente de acero pero en ocasiones pueden ser hechas de madera o en concreto presforzado o prefabricado, siendo una alternativa económica

Los cascarones reticulados son en cuanto a su forma similar a cualquier tipo de cáscara pero la diferencia radica en la estructuración, ya que, la carga se distribuye al grupo de barras que conforman la estructura.

SISTEMA CONSTRUCTIVO • Uno de los más simples y antiguos consiste en levantar hiladas sucesivas de mampuestos, cerrándose progresivamente hacia el centro . Este sistema es antiquísimo y permite cubrir espacios de diámetro relativamente pequeño. • En este sistema cada aro o vuelta de mampuestos logra al cerrarse la estabilidad necesaria, y el comportamiento estático es de una estructura adintelada, sin esfuerzos horizontales de importancia.

ENTRAMADOS El sistema consiste de arcos oblicuos intersecados (diagonales en planta) dispuestos para formar un patrón de diamante, donde la construcción mediante elementos cortos entramados unidos en ángulos menores a 90º, forman un tejido. Estas cáscaras pueden tener la forma cilíndrica o de cúpula.

DESARROLLABLES O TRASLACIÓN Las cascarones desarrollables son curvas sólo en una dirección, positiva o negativa y generadas por extrusión en una línea curva a lo largo de una trayectoria recta.

Las formas más comúnmente usadas son las semicirculares, parabólicas o elípticas, la cuales se distinguen de las bóvedas cilíndricas de forma similar por su capacidad para resistir esfuerzos de tensión. Estas cáscaras son menos rígidas y menos resistentes que las sinclásticas.

RESISTENCIA DE MATERALES • Resistencia a la compresión: 210 Y 350 kg/cm2 . • Resistencia a la flexión: el valor aproximado tiende de1.99 a 2.65 veces el valor de la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión. Es decir 38.5kg/ cm2aproximadamente. • Resistencia a la tensión:generalmente el valor de la capacidad a la tensión se encuentra alrededor del 9% de la capacidad a compresión: 20 kg/ cm2 .

VENTAJAS • Como arco, las formas curvadas de uso frecuente para las cáscaras concretas son estructuras naturalmente fuertes, permitiendo que las áreas amplias sean atravesadas sin el uso de ayudas internas, dando un interior abierto, sin obstáculo.

• El uso del concreto como material de construcción reduce costos del coste y de la construcción de los materiales, como el concreto es relativamente barato y echó fácilmente en curvas compuestas.

DESVENTAJAS • La principal radica en los encofrados • Debido a que la superficie de las cascaras son curvas estas presentan dificultades acústicas, sobre todo si son grandes, lisas y duras. • La temperatura, aunque se puede mediante el uso de materiales aislantes aplicados al interior o al exterior de la cáscara; en el segundo caso, se los recubre, comúnmente, con hormigón rociado. Una adecuada circulación de aire en el interior de la cáscara contribuye a eliminar la condensación.