Cita:Estructuras o porque las cosas no se caen.Capitulo 7, Las uniones, los atados y la gente

Una estructura eficaz es aquella en la que cada parte y cada junta tiene exactamente la resistencia necesaria para soportar las cargas que actúan sobre ella, de modo que, si se fija la resistencia, se debe conseguir utilizar la mínima cantidad de material y el mínimo de peso. Tal estructura debe, de forma ideal, romperse por cualquier punto con la carga de rotura. O mejor dicho romperse por todos los lados a la vez.

La Catenaria en la Arquitectura

En arquitectura se emplea la palabra catenaria para designar la curva cuyo trazado sigue la forma que adquiere una cadena o cuerda de densidad uniforme y perfectamente flexible sujeta por sus dos extremos y que se encuentra sometida únicamente a las fuerzas de la gravedad. En sentido estricto no se trata de una curva sino una familia de curvas, en la que cada una de ellas viene determinada por las coordenadas de sus extremos y por su longitud.

Diferenciación gráfica entre una parábola y una catenaria

El arco catenario

Se conoce como arco catenario a el arco que reproduce exactamente la morfología de una curva catenaria invertida. Todas las características matemáticas de la catenaria se conservan cuando su gráfica se invierte.

Este arco catenario es la forma ideal para el arco que se sostiene a si mismo. Cuando está construido de elementos individuales cuyas superficies son perpendiculares a la curva del arco, no existen fuerzas de cizalla significativas en las uniones y el empuje al apoyo se transmite a lo largo de la línea del arco.

(* Fuerza de cizallamiento Es la fuerza interna desarrollada por un cuerpo como reacción a una fuerza cortante que es tangencial a la superficie sobre la cual actúa.)

Del arco catenario se derivan los arcos funiculares que tienen también óptimas características constructivas y que se pueden obtener con facilidad reproduciendo (invertidos) los efectos de cargas puntuales sobre una curva catenaria.

cable suspendido y arco funicular

Desarrollo de la catenaria en la Arquitectura

El avance en el desarrollo del arco viene dado desde la epoca Románica con el Arco de medio Punto, luego el gótico con el arco Ojival, sin embargo se dio con el desarrollo del arco con la llegada del moderniso y de Gaudi.

Transmisión de fuerzas en arco románico y gótico

Gaudí llega a manifestar que “... la catenaria da elegancia y espiritualidad al arco, elegancia y espiritualidad a la construcción entera”, “evita contrafuertes, el edificio pesa menos, gana una gracia vaporosa y se aguanta sin raros accesorios ortopédicos”.

Proceso constructivo, el principio de la inversión

Ña curva es sencilla de realizar para los trabajadores, fijando la luz del arco clavando dos clavos en la parte alta desde la cual se suspendía la cadena y con ella buscar la forma buscada, dibujando la forma resultante para que luego el carpintero construya la cercha correspondiente que luego se invertia y se situaba en su sitio.

Y bajo este principio de inversión Gaudi llego a la estrategias de estructuras mediante el diseño de maquetas colgantes como por ejemplo en el proyecto de la iglesia de la colonia Güell

maqueta colgante

Maqueta colgante invertida

Clase Ingeniero, Jorge Carvallo

El edificio en si genera su arquitectura y en caso en que interactúe con los deslindes del terreno, este puede actuar solidariamente con los muros de contención o dejar un aire entre el muro y el edificio.

En el caso mostrado el edificio desarrolla las circulaciones verticales adosado al mur, sin embargo en la unión de las losas y el muro se presentan las juntas de dilatación las cuales permiten el libre movimiento del edificio frente a un sismo.

Esquema propio clase

Al actuar el edificio como una estructura solidaria con el muro de contención, se puede calcular su indice frente a la rotación mediante la siguiente relación en la cual se debe aumentar el momento resistente ya sea aumentando el largo L del edificio o el peso de este.

Esquema propio clase, relación de las dimensiones del edificio con las ecuaciones involucradas

Al construir el muro pantalla mediante anclajes, estos deben llegar bajo el plano de falla, calculado por el mecánico de suelos, ya que bajo este plano baja el indicie de rotación.