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Arco

arco de la entrada

Un arco es una estructura vertical curva que abarca un espacio abierto debajo de él. [1] El arco puede soportar la carga que se encuentra encima o desempeñar una función puramente decorativa. [2] El arco se remonta al cuarto milenio a.C. , pero se hizo popular sólo después de su adopción por los romanos en el siglo IV a.C. [3]

Las estructuras en forma de arco pueden ser horizontales, como una presa en arco que resiste la carga de presión hidrostática horizontal . [4] Los arcos se utilizan como soportes para muchos tipos de bóvedas , siendo la bóveda de cañón en particular un arco continuo. [5] El uso extensivo de arcos y bóvedas caracteriza una construcción arqueada , a diferencia del sistema trabeated , donde, como en las arquitecturas de la antigua Grecia, China y Japón (así como en la moderna técnica de estructura de acero ), postes y vigas dominar. [6]

Los arcos tenían varias ventajas sobre el dintel , especialmente en la construcción de mampostería : con la misma cantidad de material puede tener mayor luz, soportar más peso y puede fabricarse a partir de piezas más pequeñas y por tanto más manejables. [7] Su papel en la construcción disminuyó a mediados del siglo XIX con la introducción del hierro forjado (y más tarde del acero ): la alta resistencia a la tracción de estos nuevos materiales hizo posibles dinteles largos.

Conceptos básicos

Terminología

Un arco verdadero es un arco que soporta carga con elementos unidos por compresión. [2] En gran parte del mundo la introducción del arco verdadero fue el resultado de la influencia europea. [3] El término falso arco tiene pocos significados. Suele utilizarse para designar un arco que no tiene finalidad estructural, como un arco de proscenio en los teatros utilizado para enmarcar la actuación para los espectadores, pero también se aplica a arcos en ménsula y triangulares que no se basan en compresión. [8] [9]

Elementos de arco de mampostería

Un verdadero arco de mampostería típico consta de los siguientes elementos: [10] [11] [12]

  1. Keystone , el bloque superior de un arco. La parte del arco alrededor de la piedra clave (incluida la piedra angular misma), sin un límite definido con precisión, se llama corona .
  2. Dovela (un bloque de construcción en forma de cuña). Un arco de hilera está formado por múltiples capas concéntricas de dovelas. [13]
  3. Extradós (una superficie externa del arco)
  4. La imposta es un bloque en la base del arco (la dovela inmediatamente encima de la imposta es un saltador ). Los remates de las impostas definen el nivel de salto . Una porción del arco entre el nivel de resorte y la corona (centrada alrededor del ángulo de 45° [14] ) se llama cadera . Si el arco reside encima de una columna , la imposta está formada por un ábaco o su versión más gruesa, dosseret . [15]
  5. Intradós (una parte inferior del arco, también conocida como plafón [2] )
  6. Subida (altura del arco, distancia desde el nivel de resorte hasta la corona)
  7. Borrar lapso
  8. Estribo [16] La porción de forma triangular de la pared entre el trasdós y la división horizontal de arriba se llama enjuta . [17]

Un medio segmento (izquierdo o derecho) de un arco se llama arco , la línea general de un arco es arcatura [18] (este término también se usa para una arcada ). [19] La arquivolta es la parte expuesta (frontal) del arco, a veces decorada (en ocasiones también se utiliza para designar el intradós). [20] Si los lados de los bloques de dovelas no son rectos, sino que incluyen ángulos y curvas para entrelazarse, el arco se llama " jogging ". [21]

Acción de arco

Diagrama de acción del arco (A) en comparación con una viga (B)

Un verdadero arco, debido a su elevación, resuelve las cargas verticales en reacciones horizontales y verticales en los extremos, lo que se denomina acción de arco . La carga vertical produce un momento flector positivo en el arco, mientras que la reacción horizontal dirigida hacia adentro desde el antepecho/pilar proporciona un momento negativo de contrapeso. Como resultado, el momento flector en cualquier segmento del arco es mucho menor que en una viga con la carga y la luz equivalentes. [22] El diagrama de la derecha muestra la diferencia entre un arco cargado y una viga. Los elementos del arco están mayoritariamente sujetos a compresión (A), mientras que en la viga se presenta un momento flector, con compresión en la parte superior y tensión en la parte inferior (B).

En el pasado, cuando los arcos se hacían con piezas de mampostería, las fuerzas horizontales en los extremos de un arco provocaban la necesidad de contrafuertes pesados ​​(cf. arco triunfal romano ). La otra forma de contrarrestar las fuerzas, y así permitir soportes más delgados, era utilizar los contraarcos , como en una disposición de arcada , donde el empuje horizontal de cada arco es contrarrestado por sus vecinos, y sólo los arcos de los extremos necesitan apuntalarse . Con los nuevos materiales de construcción (acero, hormigón, madera reconstituida ), no sólo los arcos se vuelven más ligeros, sino que el empuje horizontal puede aliviarse aún más mediante una unión que conecte los extremos de un arco. [7]

Formas funiculares

Cuando se evalúa desde la perspectiva de la cantidad de material necesaria para soportar una carga determinada, las mejores estructuras sólidas son las de sólo compresión; Con los materiales flexibles, lo mismo ocurre con los diseños de sólo tensión. Existe una simetría fundamental en la naturaleza entre las disposiciones sólidas de sólo compresión y las flexibles de sólo tensión, notada por Robert Hooke en 1676: "Como cuelga la línea flexible, así pero invertido se mantendrá el arco rígido", de ahí el estudio (y la terminología) La forma de arco está indisolublemente ligada al estudio de las cadenas colgantes, las curvas o polígonos correspondientes se denominan funiculares . Así como la forma de una cadena colgante variará dependiendo de los pesos que se le atribuyen, la forma de un arco ideal (solo de compresión) dependerá de la distribución de la carga. [23]

Clasificaciones

Hay múltiples formas de clasificar un arco: [24]

  1. por la forma geométrica de su intradós (por ejemplo, semicircular , triangular , etc.); [24] [25]
  2. para los arcos de medio punto, por el número de segmentos circulares que forman el arco (por ejemplo, el arco de medio punto es unicéntrico, el arco apuntado es bicentrado); [24]
  3. por el material utilizado (piedra, ladrillo, hormigón, acero) y por el método constructivo. [24] Por ejemplo, las dovelas en forma de cuña de un arco de ladrillo se pueden hacer cortando los ladrillos regulares (arco de "ladrillo hachado") o fabricarse en forma de cuña (arco de "ladrillo calibrado"); [26]
  4. estructuralmente , por el número de bisagras (uniones móviles) entre componentes sólidos. Por ejemplo, las dovelas de un arco de piedra no deben moverse, por lo que estos arcos normalmente no tienen bisagras (son "fijos").

Preparativos

Se puede agrupar una secuencia de arcos formando una arcada . Los romanos perfeccionaron esta forma, como lo demuestran, por ejemplo, las estructuras arqueadas del Puente del Gard . [27] En el interior de las iglesias de salón , se utilizaban arcadas de arcos separadores para separar la nave de una iglesia de la nave lateral, [28] o dos naves laterales adyacentes. [29]

En la arquitectura islámica a veces se utilizaban arcos de dos niveles , con dos arcos superpuestos , principalmente con fines decorativos. [30]

Se puede rellenar una abertura del arco, creando un arco ciego . Los arcos ciegos son frecuentemente decorativos y se utilizaron ampliamente en la arquitectura paleocristiana , románica e islámica. [31] Alternativamente, la abertura se puede llenar con arcos más pequeños, produciendo un arco de contención , común en la arquitectura gótica y románica. [32] Se pueden superponer múltiples arcos con un desplazamiento, creando una serie entrelazada de arcos generalmente (con algunas excepciones) ciegos y decorativos. Probablemente de origen islámico, las arcadas entrelazadas eran populares en la arquitectura románica y gótica. [33] Arco posterior (también re-arco ) es el que enmarca el lado interno de una abertura en el muro externo. [34]

Estructural

Estructuralmente, los arcos de alivio (a menudo ciegos o de contención) se pueden usar para aliviar la carga de algunas partes del edificio (por ejemplo, para permitir el uso de paredes exteriores más delgadas con aberturas de ventanas más grandes o, como en el Panteón Romano , para redirigir el peso de las estructuras superiores a puntos fuertes particulares). [32] Los arcos fajones , introducidos en la arquitectura carolingia , se colocan a lo largo de la nave para compartimentar (junto con los arcos longitudinales de separación) el espacio interno en vanos y bóvedas de soporte . [35] El arco diafragma va de manera similar en dirección transversal, pero lleva una sección de pared en la parte superior. Se utiliza para sostener o dividir secciones del techo alto. [36] Los arcos del filtro se construyeron como una idea de último momento para evitar que dos soportes adyacentes implosionaran debido a un error de cálculo. Con frecuencia se hacían muy decorativos, siendo uno de los mejores ejemplos el de la Catedral de Wells . Los arcos del filtro se pueden " invertir " (al revés) sin dejar de ser estructurales. [37] [38] Un contraarco se construye adyacente a otro arco para oponerse a su acción horizontal o ayudar a estabilizarlo, por ejemplo, cuando se construye un contrafuerte . [39]

El arco sesgado (también conocido como arco oblicuo ) se utiliza cuando el arco necesita girar en el plano horizontal, [40] por ejemplo, cuando un puente cruza el río en un ángulo diferente a 90°.

formas

tipos de arcos

La gran variedad de formas de arco (izquierda) se puede clasificar principalmente en tres categorías amplias: redondeadas , puntiagudas y parabólicas . [41]

Redondeado

Los arcos semicirculares "redondos" se usaban comúnmente para arcos antiguos que se construían con mampostería pesada, [42] y los constructores romanos confiaron en ellos en gran medida desde el siglo IV a.C. Se considera la forma de arco más común, [43] característica de la arquitectura romana, románica y renacentista . [25]

Un arco rebajado , de forma redondeada menor que un semicírculo, es muy antiguo (las versiones fueron talladas en la roca en el Antiguo Egipto c. 2100 a. C. en Beni Hasan ). Desde entonces, se utilizó ocasionalmente en templos griegos , [44] se utilizó en la construcción residencial romana, [45] en la arquitectura islámica y se hizo popular como frontones de ventanas durante el Renacimiento. [44]

Un arco de canasta (también conocido como arco deprimido , arco de corte , arco de tres centros , arco de asa de canasta ) consta de segmentos de tres círculos con orígenes en tres centros diferentes (a veces usa cinco o siete segmentos, por lo que también puede tener cinco centros ). etc.). Se utilizó en la arquitectura del gótico tardío y del barroco . [46] [47]

Un arco de herradura (también conocido como arco de cerradura ) tiene una forma redondeada que incluye más de un semicírculo, se asocia con la arquitectura islámica y era conocido en zonas de Europa con influencia islámica ( España , sur de Francia , Italia ). Utilizado ocasionalmente en el gótico, gozó brevemente de popularidad como tratamiento de puerta de entrada en la Inglaterra de entreguerras . [48]

Puntiagudo

Arcos apuntados, 1 - equilátero con tratamiento de trébol, 2 - romo, 3 - lancelado, 4 - conopial, 5 - cuadricéntrico, 6 - cortina (inflexionada), 7 - herradura puntiaguda

Un arco apuntado consta de dos (" arco bicentrado " [49] ) o más segmentos circulares que culminan en una punta en la parte superior. Se originó en la arquitectura islámica, llegó a Europa en la segunda mitad del siglo XI ( Abadía de Cluny ) [50] y posteriormente adquirió protagonismo en la arquitectura gótica . [51] Las ventajas de un arco apuntado sobre uno semicircular son la relación flexible entre luz y elevación [52] y una reacción horizontal más baja en la base. Esta innovación permitió aberturas más altas y más juntas, típicas de la arquitectura gótica. [53] [54] El arco equilátero es la forma más común de arco apuntado, con los centros de dos círculos formando el intradós coincidiendo con los puntos de nacimiento del segmento opuesto. Junto con el vértice forman un triángulo equilátero , de ahí el nombre. [55] Si los centros de los círculos están más separados, el arco se convierte en un arco lancelado más estrecho y afilado que apareció en Francia en la arquitectura gótica temprana ( Abadía de Saint-Denis ) y se hizo prominente en Inglaterra a finales del siglo XII y principios del XIII ( Catedral de Salisbury ). [56] Si los centros están más cerca uno del otro, el resultado es un arco romo más ancho .

El intradós del arco cúspide (también conocido como arco multifoil , arco polilobulado , arco polilobulado y arco festoneado ) incluye varios segmentos circulares independientes en una disposición festoneada . Estos arcos principalmente decorativos son comunes en la arquitectura islámica y en el gótico tardío del norte de Europa, y se pueden encontrar en la arquitectura románica . [57] Un arco trébol similar incluye sólo tres segmentos y a veces tiene una parte superior redondeada, no puntiaguda. Común en la arquitectura islámica y en los edificios románicos influenciados por ella, más tarde se hizo popular en los motivos decorativos de los diseños del gótico tardío del norte de Europa. [58]

Cada arco de un arco conopial consta de al menos dos segmentos de círculo (para un total de al menos cuatro), con el centro de un círculo superior fuera del extradós. Después de su aparición europea en el siglo XIII en la fachada de la Basílica de San Marcos , el arco se convirtió en un elemento fijo del estilo decorado inglés, el flamígero francés , el veneciano y otros estilos del gótico tardío. [59] El arco conopial también se conoce como arco de curva invertida , ocasionalmente también llamado arco invertido . [37] La ​​parte superior de un arco conopial a veces se proyecta más allá de la pared, formando el llamado conopial inclinado, popular en la Inglaterra del siglo XIV ( púlpito en Southwell Minster ). [60]

Cada arco de un arco de cuatro centros está formado por dos segmentos circulares con centros distintos; normalmente el radio utilizado más cerca del punto de resorte es más pequeño con una curvatura más pronunciada. Común en la arquitectura islámica ( arco persa ) y, con la parte superior aplanada casi hasta formar líneas rectas ( arco Tudor [61] ), en el gótico perpendicular inglés . [62] Un arco de quilla es una variante de un arco de cuatro centros con ancas casi rectas, que se asemeja a una vista en sección de un barco volcado . Popular en la arquitectura islámica, también se puede encontrar en Europa, ocasionalmente con un pequeño elemento conopial en la parte superior, [63] por lo que a veces se considera una variación de un arco conopial. [64]

El arco de cortina (también conocido como arco en flexión y, como el arco de quilla, generalmente decorativo [25] ) utiliza dos (o más) curvas caídas que se unen en el ápice. Utilizado como revestimiento de ventanas y puertas principalmente en Sajonia en los edificios del gótico tardío y principios del Renacimiento (finales del siglo XV y principios del XVI), asociado con Arnold von Westfalen  [Delaware] . [65] Cuando el intradós tiene múltiples segmentos cóncavos, el arco también se llama arco drapeado o arco en forma de tienda . [66] Un arco similar que utiliza una mezcla de segmentos curvos y rectos [67] o exhibe giros bruscos entre los segmentos [68] es un arco de líneas mixtas.

Parabólico

La popularidad de los arcos que utilizan segmentos de círculo se debe a la simplicidad de diseño y construcción, [69] no a sus propiedades estructurales. En consecuencia, los arquitectos históricamente utilizaron una variedad de otras curvas en sus diseños: curvas elípticas , curvas coseno hiperbólicas (incluida la catenaria ) y curvas parabólicas . Hay dos razones detrás de la selección de estas curvas: [70]

  1. todavía son relativamente fáciles de rastrear con herramientas comunes antes de la construcción;
  2. Dependiendo de la situación, pueden tener propiedades estructurales y/o apariencia superiores.

La curva hiperbólica no es fácil de rastrear, pero se conocen casos de su uso. [70] Las curvas no circunferenciales se ven similares y coinciden en perfiles poco profundos, por lo que una catenaria a menudo se clasifica erróneamente como una parábola [71] (según Galileo , "la cadena [colgante] se ajusta a su parábola casi perfectamente" [72] ). González et al. Un ejemplo es el Palau Güell , donde los investigadores no se ponen de acuerdo sobre la clasificación de los arcos ni reivindican la prominencia de los arcos parabólicos, mientras que las mediciones muestran que sólo dos de los 23 arcos diseñados por Gaudí son en realidad parabólicos. [73]

En particular, tres curvas de aspecto parabólico son importantes para el diseño del arco: la parábola en sí, la catenaria y la catenaria ponderada . Los arcos utilizan naturalmente las versiones invertidas (al revés) de estas curvas.

Una parábola representa una forma ideal (completamente compresiva) cuando la carga se distribuye uniformemente a lo largo del tramo, mientras que el peso del arco en sí es insignificante. Una catenaria es la mejor solución para el caso en que un arco de espesor uniforme soporta sólo su propio peso sin carga externa. Los diseños prácticos para puentes se encuentran en algún punto intermedio y, por lo tanto, utilizan curvas que representan un compromiso que combina tanto la catenaria como la curva funicular para una distribución particular no uniforme de la carga. [78] Los prácticos arcos independientes son más fuertes y, por tanto, más pesados ​​en la parte inferior, por lo que se utiliza para ellos una curva catenaria ponderada. La misma curva también se adapta bien a una aplicación donde un puente consiste en un arco con una calzada de tierra compactada encima, ya que la carga muerta aumenta con la distancia desde el centro. [79]

Otro

A diferencia de los arcos regulares, el arco plano (también conocido como arco de jack , arco de dintel , arco recto , placa-banda [80] ) no es curvo. En cambio, el arco es de perfil plano y puede utilizarse en las mismas circunstancias que el dintel . Sin embargo, los dinteles están sujetos a esfuerzos de flexión, mientras que los arcos planos son verdaderos arcos, compuestos por formas de dovelas irregulares (la clave es la única de forma de cuña simétrica), [ 81] y que aprovecha eficientemente la resistencia a la compresión de la mampostería en de la misma manera que un arco curvo y por lo tanto requiere una masa de mampostería en ambos lados para absorber el considerable empuje lateral. Utilizado en la arquitectura romana para imitar los dinteles griegos, la arquitectura islámica, la arquitectura medieval y renacentista europea. El arco plano todavía se utiliza como patrón decorativo, principalmente en la parte superior de las aberturas de las ventanas. [81]

arcos falsos

El arco en ménsula , formado por dos ménsulas que se encuentran en medio del vano, es un verdadero arco en el sentido de que puede soportar una carga, pero es falso en un sentido estructural, ya que sus componentes están sujetos a Esfuerzo de flexión. El perfil típico no es curvo, sino que tiene forma triangular. Inventado antes que el arco de medio punto, el arco en ménsula ya se utilizaba en la arquitectura egipcia y micénica en el III y II milenio antes de Cristo . [82]

Al igual que un arco en ménsula, el arco triangular no es un verdadero arco en un sentido estructural. Su intradós está formado por dos losas adosadas una a otra. [9] Los constructores de ladrillos llamarían triangular a cualquier arco con lados rectos inclinados. [83] El diseño era común en la Inglaterra anglosajona hasta finales del siglo XI (Santa María Goslany). [9] Los arcos en ménsula maya a veces se llaman triangulares debido a su forma. [84]

Variaciones

Se pueden aplicar pocas modificaciones a múltiples formas de arco.

Si una imposta es mucho más alta que otra, el arco (frecuentemente apuntado ) se conoce como arco en rampa  [fr] , arco rastrillante , [85] o arco rampante (del francés : arco rampante ). [86] Originalmente utilizados para soportar estructuras inclinadas, como escaleras , en los siglos XIII y XIV aparecieron como partes de arbotantes utilizados para contrarrestar el empuje de las bóvedas de crucería góticas . [87]

Una parte central de un arco se puede elevar sobre soportes verticales cortos, creando un arco con hombros en forma de trébol . La parte central elevada puede variar desde un arco plano hasta un conopial. Los arcos de hombro se utilizaron para decorar aberturas en Europa desde la época medieval hasta la arquitectura gótica tardía , se volvieron comunes en la arquitectura iraní a partir del siglo XIV y luego fueron adoptados en la Turquía otomana . [88]

En un arco sobre pilotes (también rematado [89] ), la línea de salto se sitúa encima de las impostas (sobre "zancos"). Conocida por los arquitectos islámicos en el siglo VIII, la técnica se utilizó para alinear verticalmente los vértices de arcos de diferentes dimensiones en la arquitectura románica y gótica. [90] Los pilotes eran útiles para los arcos de medio punto, donde la relación de elevación se fijaba en 1 ⁄ 2 del tramo, pero también se aplicaba a los arcos apuntados.

Un arco ancho con una elevación inferior a 1 ⁄ 2 de la luz (y por lo tanto el círculo geométrico de al menos un segmento está por debajo de la línea de resorte) se llama arco rebajado [91] (a veces también arco rebajado [92] ). Un arco abatible es un arco con asa de cesta [93] o un arco romo. [94]

Arcos con bisagras

Puente Rossgraben ( Rüeggisberg ) cerca de Berna, Suiza, que muestra la bisagra en la mitad del tramo de este arco de tres bisagras.

Los prácticos puentes de arco se construyen como arco fijo, arco de dos bisagras o arco de tres bisagras. [95] El arco fijo se utiliza con mayor frecuencia en puentes y túneles de hormigón armado, que tienen luces cortas. Debido a que está sujeto a tensiones internas adicionales debido a la expansión y contracción térmica, este tipo de arco es estáticamente indeterminado (el estado interno es imposible de determinar basándose únicamente en las fuerzas externas). [41]

El arco de dos bisagras se utiliza con mayor frecuencia para puentear tramos largos. [41] Este tipo de arco tiene conexiones con pasadores en su base. A diferencia del arco fijo, la base con pasadores puede girar, [96] permitiendo así que la estructura se mueva libremente y compense la expansión y contracción térmica que causan los cambios en la temperatura exterior. Sin embargo, esto puede dar lugar a tensiones adicionales y, por tanto, el arco de dos bisagras también es estáticamente indeterminado, aunque no tanto como el arco fijo. [41]

El arco de tres bisagras no sólo está articulado en su base, como el arco de dos bisagras, sino también en su vértice. La conexión apical adicional permite que el arco de tres bisagras se mueva en dos direcciones opuestas y compense cualquier expansión y contracción. Por lo tanto, este tipo de arco no está sujeto a tensiones adicionales debido al cambio térmico. Por lo tanto, a diferencia de los otros dos tipos de arco, el arco de tres bisagras está estáticamente determinado. [95] Se utiliza con mayor frecuencia para tramos de longitud media, como los de techos de edificios grandes. Otra ventaja del arco de tres bisagras es que la reacción de las bases articuladas es más predecible que la del arco fijo, lo que permite cimentaciones poco profundas de tipo soporte en tramos de longitud media. En el arco de tres bisagras, "la expansión y contracción térmica del arco provocarán movimientos verticales en la unión del pasador del pico, pero no tendrán ningún efecto apreciable en las bases", lo que simplifica aún más el diseño de los cimientos. [41]

Historia

El arco se hizo popular en la época romana y se extendió principalmente junto con la influencia europea, aunque era conocido y utilizado ocasionalmente mucho antes. Muchas arquitecturas antiguas evitaron el uso de arcos, incluidas las vikingas e hindúes . [3]

Edad del Bronce: antiguo Cercano Oriente

Los arcos verdaderos, a diferencia de los arcos en ménsula , eran conocidos por varias civilizaciones del antiguo Cercano Oriente , incluido el Levante , pero su uso era poco frecuente y se limitaba principalmente a estructuras subterráneas, como los desagües, donde el problema del empuje lateral disminuye considerablemente. [97] Un ejemplo de este último sería el arco de Nippur , construido antes del 3800 a. C., [98] y fechado por HV Hilprecht  (1859-1925) incluso antes del 4000 a. [99] Raras excepciones son una entrada arqueada de adobe que data de c.  2000 a. C. de Tell Taya en Irak [100] y dos puertas arqueadas de la ciudad cananea de la Edad del Bronce , una en Ashkelon (fechada c.  1850 a. C. ), [101] y otra en Tel Dan (fechada c.  1750 a. C. ), ambas en el Israel actual . [102] [103] Una tumba elamita fechada en 1500 a. C. de Haft Teppe contiene una bóveda parabólica que se considera una de las primeras evidencias de arcos en Irán.

El uso de arcos verdaderos en Egipto también se originó en el IV milenio antes de Cristo (bóvedas de cañón subterráneas en el cementerio de Dendera ). Los arcos verticales se conocían al menos desde la Tercera Dinastía , pero muy pocos ejemplos sobrevivieron, ya que los arcos se usaban principalmente en edificios seculares no duraderos y estaban hechos de dovelas de ladrillos de adobe que no tenían forma de cuña, sino que simplemente se mantenían en su lugar mediante mortero y, por tanto, susceptible de derrumbarse (el arco más antiguo que aún se conserva se encuentra en el Ramesseum ). Los edificios sagrados exhibían un diseño de dintel o arcos en voladizo. La mayoría de los arcos faltaban en los templos de Egipto incluso después de la conquista romana , a pesar de que los egipcios pensaban en el arco como una forma espiritual y lo usaban en tumbas excavadas en la roca y santuarios portátiles. [104] Auguste Mariette pensó que esta elección se basaba en una relativa fragilidad de una bóveda: "¿Qué quedaría de las tumbas y templos de los egipcios hoy, si hubieran preferido la bóveda?" [25]

La arquitectura micénica utilizaba únicamente los arcos ménsulas en sus tumbas en forma de colmena con aberturas triangulares. [104] Los micénicos también habían construido probablemente el puente de arco de piedra [ cita necesaria ] más antiguo del mundo, el puente Arkadiko , en Grecia.

Como lo demuestran sus imitaciones de los arcos parabólicos, los hititas probablemente estuvieron expuestos a los diseños egipcios, pero utilizaron la técnica de los voladizos para construirlos. [104]

Persia clásica y Grecia

Los asirios , aparentemente también bajo la influencia egipcia, adoptaron el arco verdadero (con un perfil ligeramente puntiagudo) a principios del siglo VIII. [104] En la antigua Persia , el Imperio aqueménida (550 a. C.-330 a. C.) construyó pequeñas bóvedas de cañón (esencialmente una serie de arcos construidos juntos para formar una sala) conocidas como iwan , que se convirtieron en estructuras masivas y monumentales durante el posterior Imperio parto ( 247 a. C.-224 d. C.). [105] [106] [107] Esta tradición arquitectónica fue continuada por el Imperio Sasánida (224–651), que construyó el Taq Kasra en Ctesifonte en el siglo VI d.C., la bóveda independiente más grande hasta los tiempos modernos. [108]

Un ejemplo europeo temprano de arco de dovela aparece en la pasarela griega de Rodas del siglo IV a.C. [109] [110] También se pueden encontrar arcos protoverdaderos debajo de las escaleras del templo de Apolo en Didyma y del estadio de Olimpia . [27] .

Antigua Roma

Los antiguos romanos aprendieron el arco de medio punto de los etruscos (ambas culturas aparentemente adoptaron el diseño en el siglo IV a. C. [27] ), lo refinaron y fueron los primeros constructores en Europa en aprovechar todo su potencial para edificios elevados:

Los romanos fueron los primeros constructores en Europa, quizás los primeros en el mundo, en apreciar plenamente las ventajas del arco, la bóveda y la cúpula. [111]

En todo el imperio romano , desde Siria hasta Escocia , los ingenieros erigieron estructuras en arco. El primer uso de los arcos fue para estructuras cívicas, como desagües y puertas de la ciudad. Más tarde, los arcos se utilizaron para importantes puentes y acueductos de edificios cívicos , con ejemplos destacados del siglo I d. C. proporcionados por el Coliseo , el Pont Du Gard y el acueducto de Segovia . [27] La ​​introducción del arco triunfal ceremonial se remonta a la república romana , aunque los mejores ejemplos son de la época imperial ( Arco de Augusto en Susa, Arco de Tito ). [27]

Inicialmente, los romanos evitaron usar el arco en los edificios religiosos y, en Roma, los templos con arcos eran bastante raros hasta el reconocimiento del cristianismo en el año 313 d.C. (con las excepciones proporcionadas por el Panteón y el "templo de Minerva Médica" [ verificación necesaria ] ). Lejos de la capital, los templos arqueados eran más comunes (templo de Adriano en Éfeso  [de] , templo de Júpiter en Sbeitla , templo de Severan en Djemila ). [27] La ​​llegada del cristianismo impulsó la creación de un nuevo tipo de templo, una basílica cristiana, que rompía radicalmente con la tradición pagana con los arcos como uno de los elementos principales del diseño, junto con los muros de ladrillo visto ( Santa Sabina en Roma, Sant'Apollinare in Classe ). Durante un largo período, desde finales del siglo V hasta el siglo XX, las arcadas fueron un elemento básico de la arquitectura cristiana occidental . [27]

Las bóvedas comenzaron a utilizarse para techar grandes espacios interiores como salones y templos, función que también asumieron las estructuras abovedadas a partir del siglo I a.C.

El arco rebajado fue construido por primera vez [ se necesita verificación ] por los romanos, quienes se dieron cuenta de que un arco en un puente no tenía por qué ser un semicírculo, [112] [113] como en el Puente de Alconétar o el Ponte San Lorenzo . Los edificios utilitarios y residenciales masivos ( insulae ), como los que se encuentran en Ostia Antica y Pompeya , utilizaban principalmente arcos rebajados rebajados hechos de ladrillos y arquitrabes de madera, mientras que los arcos adintelados de hormigón se pueden encontrar en villas y palacios. [45]

China antigua

La arquitectura antigua de China (y Japón) utilizaba principalmente construcciones con entramado de madera y sistemas trabeated . [6] Los arcos fueron poco utilizados, aunque hay pocos puentes de arco conocidos en la literatura y una representación artística en relieve tallado en piedra . [114] [115] [116] Dado que los únicos artefactos arquitectónicos supervivientes de la dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.) son muros y torres defensivas de tierra apisonada , tejas de cerámica de edificios de madera que ya no existen, [117] [118 ] [119] torres de entrada de piedra , [120] [121] y tumbas subterráneas de ladrillo, las bóvedas, cúpulas y arcos conocidos se construyeron con el apoyo de la tierra y no eran independientes. [122] [123]

El puente de arco de piedra más antiguo de China es el puente Anji . Aún en uso, fue construido entre el 595 d.C. y el 605 d.C. durante la dinastía Sui . [124] [125]

islámico

Los arquitectos islámicos adoptaron los arcos romanos, pero rápidamente demostraron su ingenio: en el siglo VIII, el simple arco semicircular fue reemplazado casi por completo por formas más elegantes, a pesar de algunos buenos ejemplos del primero en la arquitectura omeya (cf. la Gran Mezquita de Damasco , 706–715 d.C.). Los primeros arcos apuntados aparecen ya a finales del siglo VII d.C. ( Mezquita de Al-Aqsa , Palacio de Ukhaidhir , cisternas de la Mezquita Blanca de Ramle [126] ). Sus variaciones se extendieron rápida y ampliamente: Mezquita de Ibn Tulun en El Cairo (876-879 d.C.), Nizamiyya Madrasa en Khar Gerd (ahora Irán , siglo XI), Mezquita Kongo en Diani Beach ( Kenia , siglo XVI). [68]

La arquitectura islámica dio vida a una gran cantidad de formas de arco: el arco de medio punto de herradura que se convirtió en un rasgo característico de los edificios islámicos, el arco de quilla , el arco de cúspide y el arco de líneas mixtas (donde los segmentos curvos se intercalan con curvas abruptas ). La Gran Mezquita de Córdoba , que puede considerarse un catálogo de arcos islámicos, contiene también los arcos de lados casi rectos, trebolados , entrelazados y torcidos . La mezquita de Ibn Tulun añade una versión de cuatro centros y pilotes del arco apuntado. [68]

Es muy probable que la aparición del arco apuntado, elemento esencial del estilo gótico , en Europa ( Monte Cassino , 1066-1071 d. C., y la abadía de Cluny cinco años después) y el arco conopial en Venecia ( c. 1250) Es resultado de la influencia islámica, [68] posiblemente a través de Sicilia . [127] Saoud [128] también atribuye a los arquitectos islámicos la difusión del arco transversal . El arco de líneas mixtas se popularizó en el estilo mudéjar y posteriormente se extendió por el mundo hispanohablante. [67]

Europa Oriental

El colapso del Imperio Romano Occidental dejó a la iglesia como el único cliente de una construcción importante; con todos los estilos arquitectónicos prerrománicos tomados de la construcción romana con su arco de medio punto. Debido al deterioro de la calidad de la construcción, los muros eran más gruesos y, por tanto, los arcos más pesados ​​que sus prototipos romanos. Con el tiempo, los arquitectos comenzaron a utilizar la profundidad de los arcos para la decoración, convirtiendo la abertura profunda en un orden de arco (o arco rebajado , una secuencia de arcos concéntricos progresivamente más pequeños, cada uno insertado con un rebaje ). [129]

El estilo románico inició experimentos con el arco apuntado a finales del siglo XI ( Abadía de Cluny ). En algunas décadas, la práctica se extendió ( catedral de Durham , basílica de Saint-Denis ). El gótico temprano utilizó la flexibilidad del arco apuntado agrupando arcos de diferentes luces pero con la misma altura. [129]

Si bien los arcos utilizados en la Europa medieval se tomaron prestados de la arquitectura romana e islámica, el uso de arco apuntado para formar la bóveda de crucería fue novedoso y se convirtió en la característica definitoria de la construcción gótica. Aproximadamente en el año 1400 d. C., las ciudades-estado de Italia, donde el arco apuntado nunca había tenido mucha aceptación, iniciaron el resurgimiento del estilo romano con sus arcos de medio punto, renacentista . En el siglo XVI, el nuevo estilo se extendió por Europa y, mediante la influencia de los imperios, al resto del mundo. El arco se convirtió en una forma arquitectónica dominante hasta la introducción de nuevos materiales de construcción, como el acero y el hormigón. [129]

India

La historia del arco en la India es muy larga (algunos arcos fueron aparentemente encontrados en excavaciones de Kosambi , segundo milenio a. C. Sin embargo, la historia continua comienza con arcos excavados en la roca en la cueva de Lomas Rishi (siglo III a. C. ). [68] Se ha observado en Rakhigarhi el techo de una cámara funeraria temprana de Harappa . [130] SR Rao informa el techo abovedado de una pequeña cámara en una casa de Lothal . [131] Las bóvedas de cañón también se utilizaron en la cultura H del cementerio tardío de Harappa, fechada en 1900 a.C. 1300 aC que formaba el techo del horno de trabajo del metal, el descubrimiento fue realizado por Vats en 1940 durante una excavación en Harappa. [132] [133] [134]

El uso de arcos hasta la conquista islámica de la India en el siglo XII d.C. fue esporádico, con arcos conopiales y bóvedas de cañón en templos excavados en la roca ( Cuevas de Karla , del siglo I a.C.) y arcos decorativos apuntados de gavaksha . En el siglo V d.C. se utilizaban estructuralmente bóvedas de dovelas en la construcción de ladrillo. Los ejemplos supervivientes incluyen el templo de Bhitargaon (siglo V d. C.) y el templo de Mahabodhi (siglo VII d. C.), este último tiene arcos apuntados y arcos de medio punto . [68] [135] Este sistema de bóveda de arco de la era Gupta se utilizó posteriormente ampliamente en los templos budistas birmanos en Pyu y Bagan en los siglos XI y XII. [136]

Con la llegada de la influencia islámica y de otros países de Asia occidental , los arcos se volvieron prominentes en la arquitectura india, aunque todavía se prefería la construcción de postes y dinteles . Una variedad de arcos apuntados y lobulados eran característicos de la arquitectura indoislámica , con el ejemplo monumental de Buland Darwaza , que tiene un arco apuntado decorado con pequeños arcos cúspides . [68]

América precolombina

La arquitectura maya utilizó arcos ménsulas. Las otras culturas mesoamericanas utilizaron sólo techos planos sin ningún arco, [137] aunque algunos investigadores habían sugerido que tanto los arquitectos mayas como los aztecas entendían el concepto de un verdadero arco. [138] [139]

Renacimiento del sistema trabeated

La introducción del hierro forjado (y más tarde del acero ) en la construcción en el siglo XIX cambió el papel del arco. Gracias a la alta resistencia a la tracción de los nuevos materiales, se hicieron posibles dinteles relativamente largos, como lo demostró el puente tubular Britannia ( Robert Stephenson , 1846-1850). Un ferviente defensor del sistema trabeated , Alexander "Greek" Thomson , cuya preferencia por los dinteles se basó originalmente en criterios estéticos, observó que los tramos de este puente son más largos que los de cualquier arco jamás construido, por lo que "el dintel de piedra simple y poco sofisticado contiene en su estructura todos los aparatos científicos [...] utilizados en el gran puente tubular. [...] Stonehenge está construido más científicamente que la Catedral de York ". [140] El uso de arcos en la construcción de puentes continuó (el Puente Britannia fue reconstruido en 1972 como un puente de arco de armadura ), sin embargo, los marcos de acero y los marcos de hormigón armado reemplazaron en su mayoría a los arcos como elementos de carga en los edificios.

Construcción

Una serie de arcos parabólicos en el puente de Móra d'Ebre , Cataluña , España (2005)

Como forma de compresión pura, la utilidad del arco se debe a que muchos materiales de construcción, incluida la piedra y el hormigón no reforzado , son fuertes bajo compresión , pero quebradizos cuando se les aplica tensión de tracción . [141]

Albañilería

Las dovelas pueden tener forma de cuña o de cuboide rectangular , en este último caso la forma de cuña la proporciona el mortero . [87]

Un arco se mantiene en su lugar por el peso de todos sus miembros, lo que dificulta la construcción. Una respuesta es construir un marco (históricamente, de madera) que siga exactamente la forma de la parte inferior del arco. Esto se conoce como centro o centrado . Sobre él se colocan dovelas hasta que el arco quede completo y autoportante. Para un arco más alto que la altura de la cabeza, se necesitaría un andamio , por lo que podría combinarse con el soporte del arco. Los arcos pueden caer cuando se retira el marco si el diseño o la construcción han sido defectuosos. [ cita necesaria ]

Los arcos antiguos necesitan en ocasiones refuerzos debido al deterioro de las dovelas , formándose lo que se conoce como arco calvo .

Concreto reforzado

En la construcción de hormigón armado, el principio del arco se utiliza para aprovechar la resistencia del hormigón a la hora de resistir tensiones de compresión. Cuando se genera cualquier otra forma de tensión, como tensión de tracción o torsión, debe ser resistida mediante fibras o varillas de refuerzo cuidadosamente colocadas . [142]

Estilos arquitectonicos

El tipo de arcos (o ausencia de ellos) es una de las características más destacadas de un estilo arquitectónico . Por ejemplo, cuando Heinrich Hübsch , en el siglo XIX, intentó clasificar el estilo arquitectónico, sus "elementos primarios" eran el techo y los soportes, con los tipos básicos de nivel superior: trabeated (sin arcos) y arqueado (con base en arco). Su siguiente división para los estilos arqueados se basó en el uso de formas de arco redondo y apuntado. [143]

Referencias culturales

El constante empuje horizontal de un arco contra los estribos dio lugar al dicho "el arco nunca duerme", atribuido a muchas fuentes, desde hindúes [144] hasta árabes . [25] Este adagio enfatiza que el arco lleva "una semilla de muerte" para sí mismo y la estructura que lo contiene, una afirmación que se puede hacer al observar las ruinas romanas. [25] La trama de The Nebuly Coat de J. Meade Falkner , inspirada en el derrumbe de una torre en la catedral de Chichester , juega con la idea al tiempo que aborda la lenta desintegración del edificio de una iglesia. [144] Saoud [145] explica el proverbio mediante el autoequilibrio en forma de cadena de las fuerzas horizontales y verticales en el arco y su "adaptabilidad universal". [146]

Ver también

Referencias

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Fuentes

enlaces externos

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