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Una columna o pilar en arquitectura e ingeniería estructural es un elemento estructural que transmite, mediante compresión , el peso de la estructura de arriba a otros elementos estructurales de abajo. En otras palabras, una columna es un miembro comprimido . El término columna se aplica especialmente a un gran soporte redondo (el fuste de la columna) con un capitel y una base o pedestal , [1] que está hecho de piedra, o que parece serlo. Un pequeño soporte de madera o metal suele denominarse poste . Los soportes con sección rectangular u otra sección no redonda suelen denominarse pilares .
Para fines de ingeniería eólica o sísmica , las columnas pueden diseñarse para resistir fuerzas laterales. Otros miembros de compresión a menudo se denominan "columnas" debido a las condiciones de tensión similares. Las columnas se utilizan frecuentemente para soportar vigas o arcos sobre los que descansan las partes superiores de paredes o techos. En arquitectura, "columna" se refiere a un elemento estructural que también tiene ciertas características proporcionales y decorativas. Una columna también podría ser un elemento decorativo que no sea necesario con fines estructurales; Muchas columnas están adosadas , es decir forman parte de un muro. Se conoce como columnata a una larga secuencia de columnas unidas por un entablamento .
Todas las civilizaciones importantes de la Edad del Hierro del Cercano Oriente y el Mediterráneo hicieron algún uso de columnas.
En la arquitectura del antiguo Egipto , ya en el año 2600 a. C., el arquitecto Imhotep utilizó columnas de piedra cuya superficie fue tallada para reflejar la forma orgánica de haces de juncos, como papiro , loto y palma . [2] En la arquitectura egipcia posterior también eran comunes los cilindros facetados. Se cree que su forma deriva de los santuarios arcaicos construidos con cañas. Talladas en piedra, las columnas estaban muy decoradas con jeroglíficos , textos, imágenes rituales y motivos naturales tallados y pintados. Las columnas egipcias son famosas por su presencia en la Gran Sala Hipóstila de Karnak (alrededor de 1224 a. C.), donde 134 columnas están alineadas en dieciséis filas, y algunas de ellas alcanzan alturas de 24 metros.
Uno de los tipos más importantes son las columnas papiriformes. El origen de estas columnas se remonta a la V Dinastía . Están compuestos por tallos de loto (papiro) que se juntan formando un haz decorado con bandas: el capitel, en lugar de abrirse en forma de campanilla , se hincha y luego se estrecha de nuevo como una flor en el capullo. La base, que se estrecha hasta tomar la forma de una media esfera como el tallo del loto, tiene una decoración de estípulas que se repite continuamente.
Los minoicos utilizaban troncos de árboles enteros, generalmente volteados para evitar que volvieran a crecer [ dudoso ] , colocados sobre una base fijada en el estilobato (base del piso) y rematados por un simple capitel redondo. Luego fueron pintados como en el palacio minoico más famoso de Knossos . Los minoicos empleaban columnas para crear grandes espacios diáfanos, pozos de luz y como punto focal para rituales religiosos.
Estas tradiciones fueron continuadas por la civilización micénica posterior , particularmente en el megaron o salón en el corazón de sus palacios. La importancia de las columnas y su referencia a los palacios y, por tanto, a la autoridad, se evidencia en su uso en motivos heráldicos como la famosa puerta de los leones de Micenas , donde hay dos leones a cada lado de una columna. Al estar hechas de madera, estas primeras columnas no han sobrevivido, pero sus bases de piedra sí y a través de ellas podemos ver su uso y disposición en estos edificios palaciegos.
Los egipcios, persas y otras civilizaciones utilizaban principalmente columnas con el propósito práctico de sostener el techo dentro de un edificio, prefiriendo que las paredes exteriores estuvieran decoradas con relieves o pinturas, pero a los antiguos griegos, seguidos por los romanos, les encantaba usarlas en el También en el exterior, y el uso extensivo de columnas en el interior y exterior de los edificios es uno de los rasgos más característicos de la arquitectura clásica, en edificios como el Partenón . Los griegos desarrollaron los órdenes arquitectónicos clásicos, que se distinguen más fácilmente por la forma de la columna y sus diversos elementos. Los romanos ampliaron sus órdenes dórico , jónico y corintio para incluir los órdenes toscano y compuesto .
Algunas de las columnas más elaboradas del mundo antiguo fueron las de los persas , especialmente las enormes columnas de piedra erigidas en Persépolis . Incluían estructuras de doble toro en sus capitales . La Sala de las Cien Columnas de Persépolis, que mide 70 × 70 metros, fue construida por el rey aqueménida Darío I (524-486 a. C.). Muchas de las antiguas columnas persas siguen en pie, algunas de las cuales alcanzan más de 30 metros de altura. [ cita necesaria ] Se utilizaron columnas altas con capiteles de cabeza de toro para los pórticos y para sostener los techos de la sala hipóstila, en parte inspiradas en el precedente del antiguo Egipto. Dado que las columnas llevaban vigas de madera en lugar de piedra, podían ser más altas, más delgadas y más espaciadas que las egipcias.
Las columnas, o al menos las grandes estructuras exteriores, se volvieron mucho menos significativas en la arquitectura de la Edad Media . Las formas clásicas fueron abandonadas tanto en la arquitectura bizantina como en la románica en favor de formas más flexibles, con capiteles que a menudo usaban varios tipos de decoración de follaje y, en Occidente, escenas con figuras talladas en relieve .
Durante el período románico, los constructores continuaron reutilizando e imitando las antiguas columnas romanas siempre que fuera posible; donde era nuevo, el énfasis estaba en la elegancia y la belleza, como lo ilustran las columnas retorcidas. A menudo estaban decorados con mosaicos.
La arquitectura renacentista deseaba revivir el vocabulario y los estilos clásicos, y el uso informado y la variación de los órdenes clásicos siguieron siendo fundamentales para la formación de los arquitectos a lo largo de la arquitectura barroca , rococó y neoclásica .
Las primeras columnas se construyeron de piedra, algunas de una sola pieza de piedra. Las columnas monolíticas se encuentran entre las piedras más pesadas utilizadas en arquitectura. Otras columnas de piedra se crean a partir de múltiples secciones de piedra, unidas con mortero o unidas en seco. En muchos sitios clásicos, las columnas seccionadas estaban talladas con un orificio o depresión central para poder unirlas mediante clavijas de piedra o metal. El diseño de la mayoría de las columnas clásicas incorpora éntasis (la inclusión de una ligera curva hacia afuera en los lados) más una reducción del diámetro a lo largo de la altura de la columna, de modo que la parte superior sea tan solo el 83% del diámetro inferior. Esta reducción imita los efectos de paralaje que el ojo espera ver y tiende a hacer que las columnas parezcan más altas y rectas de lo que son, mientras que la éntasis aumenta ese efecto.
Hay flautas y filetes que recorren el fuste de las columnas. La flauta es la parte de la columna que tiene una sangría con forma semicircular. El filete de la columna es la parte entre cada una de las flautas en las columnas de orden jónico. El ancho de la ranura cambia en todas las columnas ahusadas a medida que sube por el eje y permanece igual en todas las columnas no ahusadas. Esto se hizo en las columnas para agregarles interés visual. El jónico y el corintio son los únicos órdenes que tienen filetes y flautas. El estilo dórico tiene flautas pero no filetes. Las flautas dóricas están conectadas en una punta afilada donde se ubican los filetes en las columnas de orden jónico y corintio.
La mayoría de las columnas clásicas surgen de una base, o basamento, que se apoya sobre el estilobato , o cimiento , excepto las de orden dórico , que suelen apoyarse directamente sobre el estilobato. La base puede estar formada por varios elementos, comenzando por una losa ancha y cuadrada conocida como zócalo . Las bases más simples constan únicamente del zócalo, a veces separado de la columna por un cojín circular convexo conocido como toro . Las bases más elaboradas incluyen dos toros, separados por una sección cóncava o canal conocido como scotia o trochilus. Las escocias también podrían presentarse en pares, separadas por una sección convexa llamada astrágalo o cuenta, más estrecha que un toro. En ocasiones, estas secciones iban acompañadas de secciones convexas aún más estrechas, conocidas como anillas o filetes. [3] [4]
En la parte superior del fuste se sitúa un capitel , sobre el que descansa el tejado u otros elementos arquitectónicos. En el caso de las columnas dóricas, el capitel suele consistir en un cojín redondo y ahusado, o echinus, que sostiene una losa cuadrada, conocida como ábax o ábaco . Los capiteles jónicos presentan un par de volutas o volutas, mientras que los capiteles corintios están decorados con relieves en forma de hojas de acanto. Cualquiera de los dos tipos de capitel podría ir acompañado de las mismas molduras que la base. [3] [4] En el caso de columnas exentas, los elementos decorativos encima del fuste se conocen como remate .
Las columnas modernas pueden construirse con acero, hormigón vertido o prefabricado, o ladrillo, dejarse al descubierto o revestirse con una cubierta o enchapado arquitectónico. Utilizado para sostener un arco, una imposta o un pilar, es el miembro más superior de una columna. Sobre la imposta se apoya la parte más inferior del arco, denominada voladizo.
A medida que aumenta en magnitud la carga axial sobre una columna esbelta perfectamente recta con propiedades de material elástico, esta columna ideal pasa por tres estados: equilibrio estable, equilibrio neutro e inestabilidad. La columna recta bajo carga está en equilibrio estable si una fuerza lateral, aplicada entre los dos extremos de la columna, produce una pequeña deflexión lateral que desaparece y la columna vuelve a su forma recta cuando se elimina la fuerza lateral. Si la carga de la columna aumenta gradualmente, se alcanza una condición en la que la forma recta de equilibrio se convierte en el llamado equilibrio neutro, y una pequeña fuerza lateral producirá una deflexión que no desaparece y la columna permanece en esta forma ligeramente curvada cuando la columna Se elimina la fuerza lateral. La carga a la cual se alcanza el equilibrio neutro de una columna se llama carga crítica o de pandeo . El estado de inestabilidad se alcanza cuando un ligero aumento de la carga de la columna provoca deflexiones laterales crecientes incontrolablemente que conducen al colapso total.
Para una columna recta cargada axialmente con cualquier condición de soporte en los extremos, la ecuación de equilibrio estático, en forma de ecuación diferencial, se puede resolver para la forma deformada y la carga crítica de la columna. En condiciones de soporte de extremo articulado, fijo o libre, la forma deflexión en equilibrio neutro de una columna inicialmente recta con sección transversal uniforme en toda su longitud siempre sigue una forma de curva sinusoidal parcial o compuesta, y la carga crítica está dada por
donde E = módulo elástico del material, I min = el momento mínimo de inercia de la sección transversal y L = longitud real de la columna entre sus dos soportes extremos. Una variante de (1) viene dada por
donde r = radio de giro de la sección transversal de la columna que es igual a la raíz cuadrada de (I/A), K = relación entre la media onda sinusoidal más larga y la longitud real de la columna, E t = módulo tangente en la tensión F cr , y KL = longitud efectiva (longitud de una columna articulada-articulada equivalente). De la ecuación (2) se puede observar que la resistencia al pandeo de una columna es inversamente proporcional al cuadrado de su longitud.
Cuando la tensión crítica, F cr ( F cr = P cr / A , donde A = área de la sección transversal de la columna), es mayor que el límite proporcional del material, la columna experimenta pandeo inelástico. Dado que en este esfuerzo la pendiente de la curva tensión-deformación del material, Et (llamada módulo tangente ), es menor que la pendiente por debajo del límite proporcional, la carga crítica en el pandeo inelástico se reduce. Para tales casos se aplican fórmulas y procedimientos más complejos, pero en su forma más simple la fórmula de carga de pandeo crítica se da como la Ecuación (3),
Una columna con una sección transversal que carece de simetría puede sufrir pandeo por torsión (torsión repentina) antes o en combinación con el pandeo lateral. La presencia de deformaciones por torsión hace que tanto los análisis teóricos como los diseños prácticos sean bastante complejos.
La excentricidad de la carga, o imperfecciones como la curvatura inicial, disminuyen la resistencia de la columna. Si la carga axial sobre la columna no es concéntrica, es decir, su línea de acción no coincide exactamente con el eje centroidal de la columna, la columna se caracteriza como cargada excéntricamente. La excentricidad de la carga, o una curvatura inicial, somete a la columna a una flexión inmediata. El aumento de las tensiones debido a las tensiones combinadas axiales y de flexión dan como resultado una capacidad de carga reducida.
Los elementos de columna se consideran macizos si su dimensión lateral más pequeña es igual o superior a 400 mm. Las columnas masivas tienen la capacidad de aumentar su resistencia durante largos períodos de tiempo (incluso durante períodos de carga pesada). Teniendo en cuenta el hecho de que las posibles cargas estructurales también pueden aumentar con el tiempo (y también la amenaza de falla progresiva), las columnas masivas tienen una ventaja en comparación con las no masivas.
Cuando una columna es demasiado larga para construirla o transportarla de una sola pieza, hay que extenderla o empalmarla en la obra. Una columna de hormigón armado se extiende haciendo que las barras de refuerzo de acero sobresalgan unas pocas pulgadas o pies por encima de la parte superior del hormigón, luego colocando el siguiente nivel de barras de refuerzo para que se superpongan y vierte el hormigón del siguiente nivel. Una columna de acero se extiende soldando o atornillando placas de empalme en las alas y el alma o las paredes de las columnas para proporcionar unas pocas pulgadas o pies de transferencia de carga desde la sección superior a la inferior de la columna. Una columna de madera se suele ampliar mediante el uso de un tubo de acero o una placa de chapa enrollada y atornillada a las dos secciones de madera que se conectan.
Una columna que transporta la carga hasta los cimientos debe tener medios para transferir la carga sin sobrecargar el material de los cimientos. Las columnas de hormigón armado y mampostería generalmente se construyen directamente sobre cimientos de hormigón. Cuando se asienta sobre una base de hormigón, una columna de acero debe tener una placa base para distribuir la carga sobre un área más grande y así reducir la presión de apoyo. La placa base es una placa de acero rectangular gruesa generalmente soldada al extremo inferior de la columna.
El autor romano Vitruvio , basándose en los escritos (ahora perdidos) de autores griegos , nos dice que los antiguos griegos creían que su orden dórico se desarrolló a partir de técnicas de construcción en madera. El tronco de árbol previamente pulido fue reemplazado por un cilindro de piedra.
El orden dórico es el más antiguo y sencillo de los órdenes clásicos. Está compuesto por un cilindro vertical que es más ancho en la parte inferior. Generalmente no tiene base ni capital detallado . En cambio, a menudo está rematado con un tronco invertido de un cono poco profundo o una banda cilíndrica de tallas. A menudo se le denomina orden masculino porque está representado en el nivel inferior del Coliseo y el Partenón y, por lo tanto, se consideraba que podía soportar más peso. La relación altura-espesor es de aproximadamente 8:1. El fuste de una columna dórica casi siempre es estriado .
El dórico griego, desarrollado en la región dórica occidental de Grecia, es el más pesado y masivo de los órdenes. Se eleva desde el estilobato sin base alguna; mide de cuatro a seis veces más alto que su diámetro; tiene veinte flautas anchas; el capitel consiste simplemente en un cuello con bandas que se hincha hasta formar un equino liso, que lleva un ábaco cuadrado y plano; el entablamento dórico es también el más pesado, ocupando aproximadamente un cuarto de la altura de la columna. El orden dórico griego no se utilizó después de c. 100 a.C. hasta su “redescubrimiento” a mediados del siglo XVIII.
El orden toscano , también conocido como dórico romano, es también un diseño simple, siendo tanto la base como el capitel una serie de discos cilíndricos de diámetro alterno. El eje casi nunca está estriado. Las proporciones varían, pero generalmente son similares a las columnas dóricas. La relación alto-ancho es de aproximadamente 7:1.
La columna jónica es considerablemente más compleja que la dórica o la toscana. Por lo general, tiene una base y el eje suele ser estriado (tiene ranuras talladas a lo largo de su longitud). El capitel presenta una voluta , un adorno con forma de voluta , en las cuatro esquinas. La relación altura-espesor es de aproximadamente 9:1. Debido a las proporciones más refinadas y a los capiteles en volutas, la columna jónica a veces se asocia con edificios académicos. En el segundo nivel del Coliseo se utilizaron columnas de estilo jónico.
La orden corintia lleva el nombre de la ciudad-estado griega de Corinto , a la que estaba conectada en ese período. Sin embargo, según el historiador de la arquitectura Vitruvio , la columna fue creada por el escultor Calímaco , probablemente un ateniense , que dibujó hojas de acanto que crecían alrededor de una cesta votiva. De hecho, el capitel corintio más antiguo conocido se encontró en Bassae , datado en el 427 a.C. A veces se le llama orden femenino porque está en el nivel superior del Coliseo y soporta el menor peso, y también tiene la relación más delgada entre grosor y altura. La relación alto-ancho es de aproximadamente 10:1.
El orden compuesto toma su nombre de que el capitel es una combinación de los capiteles jónico y corintio. El acanto de la columna corintia ya tiene un elemento parecido a una voluta, por lo que la distinción es a veces sutil. Generalmente el compuesto es similar al corintio en proporción y empleo, a menudo en los niveles superiores de las columnatas . La relación alto-ancho es de aproximadamente 11:1 o 12:1.
Una columna salomónica , a veces llamada " azúcar de cebada ", comienza sobre una base y termina en un capitel, que puede ser de cualquier orden, pero el eje se retuerce en una espiral apretada, produciendo un efecto de movimiento dramático y serpentino. Las columnas salomónicas se desarrollaron en el mundo antiguo, pero siguieron siendo raras allí. Constantino I llevó a la antigua basílica de San Pedro un famoso conjunto de mármol, probablemente del siglo II, y lo colocó alrededor del santuario del santo, por lo que fue familiar durante toda la Edad Media, momento en el que se pensaba que habían sido retirados del templo . de Jerusalén . [5] El estilo fue utilizado en bronce por Bernini para su espectacular baldaquino de San Pedro , en realidad un copón (que desplazó a las columnas de Constantino), y posteriormente se hizo muy popular entre los arquitectos de iglesias barrocas y rococó , sobre todo en América Latina , donde fueron Se utilizan con mucha frecuencia, especialmente a pequeña escala, ya que son fáciles de producir en madera girándolos en un torno (de ahí también la popularidad de este estilo para husillos en muebles y escaleras).
Una cariátide es una figura femenina esculpida que sirve como soporte arquitectónico y reemplaza a una columna o pilar que sostiene un entablamento sobre su cabeza. El término griego karyatides significa literalmente "doncellas de Karyai ", una antigua ciudad del Peloponeso .
En arquitectura, una columna comprometida es una columna incrustada en una pared y que se proyecta parcialmente desde la superficie de la pared, a veces definida como semi o tres cuartos separada. Las columnas encajadas rara vez se encuentran en la arquitectura griega clásica, y sólo en casos excepcionales, pero en la arquitectura romana existen en abundancia, más comúnmente incrustadas en las paredes de cella de edificios pseudoperípteros .
Las tumbas de pilares son tumbas monumentales, que normalmente cuentan con un único pilar o columna prominente, a menudo hecha de piedra. Varias culturas del mundo incorporaron pilares en las estructuras de las tumbas. En la antigua colonia griega de Licia en Anatolia , uno de estos edificios se encuentra en la tumba de Xanthos . En la ciudad de Hannassa , en el sur de Somalia , también se han encontrado ruinas de casas con arcos y patios junto con otras tumbas de pilares, incluida una rara tumba octogonal. [6]
Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Columna comprometida". Enciclopedia Británica. 9 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 404–405.
Stierlin, Henri El Imperio Romano: de los etruscos a la decadencia del Imperio Romano, TASCHEN, 2002
Concejal, Liz (7 de julio de 2014). "Las doncellas de la Acrópolis brillan de nuevo". Los New York Times. Consultado el 9 de julio de 2014.
Stokstad, Marilyn; Cothren, Michael (2014). Historia del Arte (Volumen 1 ed.). Nueva Jersey: Pearson Education, Inc. p. 110.
Medios relacionados con la columna en Wikimedia Commons_(14587326250).jpg/1280px-The_grammar_of_ornament_(1868)_(14587326250).jpg)
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![Esbeltas columnas góticas en un portal de Marienkirche Gelnhausen [ de ] (Gelnhausen, Alemania)](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/Gelnhausen,_Marienkirche,_S%C3%BCdportal-20160804-007.jpg/1280px-Gelnhausen,_Marienkirche,_S%C3%BCdportal-20160804-007.jpg)
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