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Arco parabólico

Un arco parabólico es un arco en forma de parábola . [1] En las estructuras, su curva representa un método eficiente de carga, por lo que se puede encontrar en puentes y en arquitectura en una variedad de formas.

Descripción

Las matemáticas

Si bien un arco parabólico puede parecerse a un arco catenario , una parábola es una función cuadrática mientras que una catenaria es el coseno hiperbólico , cosh( x ) , una suma de dos funciones exponenciales . Una parábola es f ( x ) = x 2 + 3 x − 1 , y el coseno hiperbólico es cosh( x ) = ⁠e x + e − x/2⁠ . Las curvas no están relacionadas.

La línea de empuje

A diferencia de un arco catenario, el arco parabólico emplea el principio de que cuando el peso se aplica uniformemente por encima, la compresión interna (ver línea de empuje ) resultante de ese peso seguirá una curva parabólica . De todos los tipos de arco, el arco parabólico produce el mayor empuje en la base. Además, puede abarcar el área más ancha. Se utiliza comúnmente en el diseño de puentes , donde se necesitan grandes luces. [2] [3]

En comparación con los arcos catenarios

Cuando un arco soporta una carga vertical uniformemente distribuida, la forma correcta es una parábola. Cuando un arco soporta únicamente su propio peso, la mejor forma es una catenaria . [3]

Usos

En la naturaleza

Un huevo de gallina se puede describir bastante bien como dos paraboloides diferentes conectados por parte de una elipse . [4] [5]

Ejemplos arquitectónicos

Celler Modernista, Museo de Sant Cugat
Antigua oficina central de correos, Utrecht

Los arcos catenarios autoportantes aparecieron ocasionalmente en la arquitectura antigua, por ejemplo en el arco principal del palacio sasánida parcialmente en ruinas Taq Kasra (ahora en Irak ), la bóveda de un solo tramo de ladrillo no reforzado más grande del mundo y las cabañas de colmena del suroeste de Irlanda . En el período moderno, los arcos parabólicos fueron utilizados extensivamente por primera vez a partir de la década de 1880 por el arquitecto catalán Antoni Gaudí , [6] derivándolos de formas arqueadas catenarias , construidas de ladrillo o piedra, y culminando en el diseño basado en catenarias de la famosa Sagrada Familia . Otros arquitectos catalanes los utilizaron luego en la década de 1920, y aparecieron ocasionalmente en la arquitectura expresionista alemana de las décadas de 1920 y 1930. A partir de la década de 1940 ganaron una nueva popularidad en el hormigón armado, incluso en formas de hormigón en cáscara a menudo como parabloides hiperbólicos , especialmente por Félix Candela en México y Oscar Niemeyer en Brasil, pero se podían encontrar en todo el mundo, especialmente para iglesias, en los años 1950 y 1960. Desde la década de 1990, el diseñador español Santiago Calatrava ha utilizado con frecuencia parábolas para sus estructuras de techo y puentes característicos. Las estructuras que son arcos autoportantes como el Jardín de Invierno de Sheffield a menudo están más cerca de las verdaderas catenarias.

Puentes

El arco parabólico del puente Bixby Creek
Viaducto de Garabit, Francia

Los puentes han utilizado una variedad de arcos desde la antigüedad, a veces en formas de arcos segmentados muy planos , pero rara vez en forma de parábola. Un simple puente de cuerda colgante describe una catenaria, pero si tenían la forma de un puente colgante , generalmente describen una forma de parábola, con la calzada colgando del arco invertido. Los puentes colgantes modernos se construyeron a principios del siglo XIX, comenzando con cadenas y progresando hasta ejemplos cada vez más elegantes de cuerdas de acero, y todavía se usan hoy en día. Los arcos parabólicos que sostienen la calzada desde abajo (o en forma de arco pasante ) aparecieron por primera vez en la década de 1870 y se han usado ocasionalmente desde entonces; los ejemplos incluyen:

Véase también

Referencias

  1. ^ Artículo sobre el arco parabólico de The Free Dictionary: Arco parabólico | Artículo sobre el arco parabólico de The Free Dictionary, fecha de acceso: 2 de marzo de 2017
  2. ^ Deeks, Andrew J.; Hao, Hong (15 de noviembre de 2004). Avances en mecánica de estructuras y materiales. Taylor & Francis. ISBN 9789058096593.
  3. ^ ab "El diseño de puentes de hormigón pretensado/Capítulo 17 El diseño y la construcción de arcos" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2017-02-02 . Consultado el 2016-04-24 .
  4. ^ Rehkugler, GE (1973). "Caracterización de la forma de un huevo de gallina" (PDF) . Poultry Science . 52 : 127–138. doi : 10.3382/ps.0520127 . Consultado el 22 de marzo de 2017 .
  5. ^ Google Books: https://books.google.co.uk/books?id=CIAAAAAAMAAJ&pg=PA264&lpg=PA264&dq="huevo+de+gallina"+"arco+parabólico"&source=bl&ots=uOzbRBeDwm&sig=ohyUSTlHvU8sNUqTahR_BjU6gp4&hl=en&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q="huevo+de+gallina" "arco+parabólico"&f=false, fecha de acceso: 22 de marzo de 2017
  6. ^ Chiuini, Michele (13 de mayo de 2015). "La parábola del arco parabólico". Informe del simposio de la IABSE . Conferencia de la IABSE, Nara 2015: Elegancia en las estructuras. 104 : 372–373. doi :10.2749/222137815815775439. ISBN 978-3-85748-138-3.
  7. ^ "Arte, cultura y sociedad del Lejano Oriente". Modello Fantastico . Consultado el 8 de diciembre de 2016 .
  8. ^ Interior de la iglesia de San Leonardo, St... (C) Julian P Guffogg :: Geograph Britain and Ireland: Interior de la iglesia de San Leonardo, St... (C) Julian P Guffogg :: Geograph Britain and Ireland, fecha de acceso: 2 de marzo de 2017
  9. ^ Órgano, Iglesia parroquial de San Leonardo (C) Julian P Guffogg :: Geograph Ireland: para, fecha de acceso: 3 de marzo de 2017
  10. ^ Fotos de Jean McConochie en pbase.com: para, fecha de acceso: 3 de marzo de 2017
  11. ^ "El primer edificio de Olafur Eliasson es una oficina con forma de castillo en un fiordo danés". Dezeen . 2018-06-04 . Consultado el 2020-08-12 .
  12. ^ "Puente de María Pía". Invención y tecnología . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2021. Consultado el 9 de agosto de 2020 .
  13. ^ Weber, Jutta (mayo de 2009). «La estética del ingeniero: interrelaciones entre la ingeniería estructural, la arquitectura y el arte» (PDF) . Actas del Tercer Congreso Internacional de Historia de la Construcción . Archivado desde el original (PDF) el 2017-08-08 . Consultado el 2020-08-09 .
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  16. ^ Bisbort, Alan (10 de abril de 1992). "El sorteo de los puentes". The Washington Post . págs. A8–A9.
  17. ^ El puente de las cataratas Victoria: Hacia las cataratas Victoria - El puente de las cataratas Victoria, fecha de acceso: 2 de marzo de 2017
  18. ^ Livingstone News: central, fecha de acceso: 2 de marzo de 2017
  19. ^ Mejor puente de África Puente de las Cataratas Victoria: Mejor puente de África Puente de las Cataratas Victoria, fecha de acceso: 2 de marzo de 2017
  20. ^ Puentes de arco en Waymarking.com: Puente conmemorativo - Springfield/West Springfield, MA - Puentes de arco en Waymarking.com, fecha de acceso: 4 de marzo de 2017
  21. ^ "Tyne Bridge". BBC Inside Out . 24 de septiembre de 2014. Consultado el 3 de marzo de 2017 .
  22. ^ Estilo y vernáculo: una guía de la arquitectura del condado de Lane, Oregón . Western Imprints, The Press of the Oregon Historical Society. 1983. pág. 151. ISBN 978-0-87595-085-3.
  23. ^ The New York Times: párrafo, fecha de acceso: 3 de marzo de 2017
  24. ^ Puente Bixby Creek en la autopista uno de la colección de fotografías de Pat Hathaway: Puente Bixby Creek en la autopista uno de la colección de fotografías de Pat Hathaway, fecha de acceso: 6 de marzo de 2017
  25. ^ Patrimonio de Nueva Zelanda: www.heritage.org.nz/the-list/details/5180, fecha de acceso: 3 de marzo de 2017

Enlaces externos

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Bibliografía