Facultad de Arquitectura

TESIS“Principios de cálculo, diseño y construcción de arcos,

cúpulas y bóvedas de ladrillo en México”

José Victor Meneses Campos

Coordinador: Dr. Juan Manuel Márquez MuradSecretario: Mtra. María Dolores Dib y ÁlvarezVocal: Arq. Marco Antonio Fernández Casas

JUSTIFICACION

Divulgación de los conocimientos básicos de:

- Diseño.- Cálculo.- Sistemas constructivos.

Para la ejecución de arcos, cúpulas y bóvedas de ladrillo.

Su aplicación esta presente en áreas de trabajo como:

- El diseño arquitectónico- Construcción- Restauración

INTRODUCCION

Términos básicos.

Ladrillo.- Bloque cocido de arcilla y barro.Mortero.- Aglomerante que une elementos pétreos.Aparejo.- Es la disposición como se colocan los ladrillos.

Características del ladrillo.

- Económico- Excelente aislante termo-acústico

EJEMPLOS HISTORICOS

Es necesario estudiar las etapas históricas de la Arquitectura para poder comprender el proceso creativo,

constructivo y matemático de los objetos de estudio.

ARCOS

Son elementos formados por elementos pétreos dispuestos en tal forma que permiten soportar cargas

sobre ellos y trasmitirlas a los apoyos.

ARCOS

Un arco puede fallar por:

- Rotura del material.- Resbalamiento de dovelas.- Descimbrado antes de tiempo.- Descimbrado asimétrico.

ARCOS“Teorema del tercio medio”.

Cuando a una superficie se le aplican fuerzas, la presión total es un sistema de vectores paralelos de diferente

intensidad. Este sistema tiene una resultante cuya dirección, sentido y punto de aplicación pueden

determinarse .

ARCOSSegún la forma geométrica de la directriz del arco, éste

puede adoptar distintas configuraciones.

ARCOSDurante el proceso de diseño, después de elegir la forma

geométrica del arco, es necesario saber que aparejo nos conviene utilizar en dicha forma, por cuestión

estructural.

ARCOSEjemplos de aparejos

ARCOS

Cuando la construcción de un arco es muy cerrada, debe evitarse la abertura excesiva en el extradós, por lo cual suelen rebajarse los ladrillos en forma de cuñas o se

rajuelean las juntas.

ARCOS

Las cimbras son armaduras provisionales que se emplean para sostener elementos durante su construcción, hasta que los materiales hayan logrado resistencia para auto-

sostenerse.

ARCOSEjemplos

CÚPULAS

Son elementos de desarrollo semiesférico o de acción cónica que cubren una superficie.

Se clasifican en dos grandes grupos:- Cúpulas de cubierta lisa.- Cúpulas de cubierta nervada

Análisis general. La cúpula se compone de un número de anillos horizontales

de diámetros decrecientes.

CÚPULAS

CÚPULAS

CÚPULASCálculo

Acción de las fuerzas internas en una cúpula.Con estribo macizo Sobre pilastras

CÚPULAS

Métodos de la iluminación

1) Colocando óculos en un tambor previo.2) Con un vano en el cenit.3) Abriendo huecos en la base de la cúpula.

Cualquiera de estos métodos supone siempre un debilitamiento estructural del conjunto.

CÚPULASConstrucción

BÓVEDAS

Son elementos curvos que cubren un espacio, están formadas por dovelas que transmiten su peso y cargas a

los apoyos.

Las bóvedas pueden hacerse en dos modos:

- Con superficie continúa.- Con nervaduras

Para que su construcción resulte económica las formas mas convenientes son las cilíndricas y las esféricas sin

nervios.

BÓVEDAS

Se pueden considerar dos grandes grupos de bóvedas:

- Simples- Compuestas

Bóvedas simples: De cañón corrido, esférica, elíptica, etc.

Bóvedas compuestas: De aristas, en rincón de claustro, esquifada, de artesa, etc.

BÓVEDASSimples

BÓVEDASCompuestas

BÓVEDASCompuestas nervadas

BÓVEDASCálculo

Arco viga placa

BÓVEDASDiseño estructural

Es necesario estudiar que tipo de carga es la que va a soportar la bóveda:

a) Uniformemente repartida.b) Ubicada en la región central.c) Concentrada en los costados.Soluciones: a) Parábola de segundo grado. b) Arco apuntado. c) Arco de tres centros o semielipse.

Cuando el espesor de las bóvedas es muy delgado se requiere la adición de costillas para evitar deformaciones

BÓVEDASDiseño estructural

Una opción popular son las llamadas “bóvedas recargadas”, las cuales han sido estudiadas y por lo tanto se han

deducido algunos rangos matemáticos para su correcta ejecución.

BÓVEDAS

Los tres aparejos mas recomendados

a) Recto, hiladas longitudinales.b) De roscas, hiladas transversales.c) Diagonal, hiladas a espinapez.

Características de cada aparejo:

a) Fácil ejecución. Necesita cimbra.b) Mayor rigidez, escasa trabazón.c) Mayor trabazón, puede no necesitar cimbra.

BÓVEDASAparejos

BÓVEDAS

TabicadasSon las bóvedas por excelencia, ya que la mayor parte de su

masa trabaja a compresión.

BÓVEDAS Nervadas

Son las reforzadas con costillas por debajo para asegurar su figura geométrica.

BÓVEDAS Cimbras

BÓVEDAS Cimbras

BÓVEDAS Construcción

BÓVEDAS Construcción

BÓVEDAS Ejemplos

BÓVEDAS Ejemplos

Ejemplo de aplicación

Ejemplo de aplicación

Detalles

Conclusiones

Un conocimiento del pasado nos muestra la riqueza formal y constructiva que podemos emplear en nuestras obras y

con ello poder enriquecer la arquitectura mexicana contemporánea.

Es necesario rescatar y construir estos elementos, pues los métodos resultan muy interesantes para estudiar y

aplicar.

En esta investigación cito métodos prácticos para la correcta y económica construcción de estos sistemas

abovedados.

Conclusiones

También se aconsejan flechas, aparejos, cimbras y morteros.

Aconsejando que el empleo de un especialista sería lo más benéfico.

Después de realizar esta investigación confirmo mi creencia de que un hábil albañil puede construir con ayuda de

cimbras curvas básicas con ladrillo.

Deseo que este trabajo sea inicio y motivo para que los lectores se adentren al fascinante y bello panorama de

las estructuras alabeadas construidas con ladrillo.

José Victor Meneses CamposArquitecto

jovimeca@hotmail.comjovimeca@yahoo.com

http://mx.groups.yahoo.com/group/arquitectura_jovimeca/

Puebla, México.