TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO

INSTITUTO TECNOLOGICO DE APIZACO

INGENIERIA CIVIL

ANALISIS ESTRUCTUTAL

DOCENTE: RUBEN LIMA BARRANCO

ALUMNO: LOPEZ MORALES ALEJANDRO

No. DE CONTROL: 18370411

HORARIO: 8:00AM A 11:20AM

FECHA: 21/07/22
 ARCOS
Es un elemento estructural de directriz en forma curvada, que salva el espacio abierto entre dos
pilares o muros transmitiendo toda la carga que soporta a los apoyos, mediante una fuerza oblicua
que se denomina empuje. Normalmente está formado por piezas denominadas dovelas.

Un arco con dovelas funciona como un conjunto de elementos que transmiten las cargas, hasta los
muros o pilares que lo soportan. De esta forma el arco es un sistema en equilibrio. Las dovelas están
sometidas a esfuerzos de compresión, fundamentalmente, pero transmiten empujes
horizontales en los puntos de apoyo, hacia el exterior, de forma que tiende a provocar la separación
de éstos. Para contrarrestar estas acciones se suelen adosar otros arcos, para equilibrarlos, muros
de suficiente masa en los extremos, o un sistema de compensación
mediante contrafuertes o arbotantes (dando lugar a los arcos apuntados y a las bóvedas de
crucería). Algunas veces se utilizan tirantes metálicos, o en algunas ocasiones de madera, para
sujetar las dovelas inferiores.
Existen 10 tipos de arcos:
Arco plano: Los arcos planos en ingeniería estructural se clasifican por su forma, en la que
el arco forma un rectángulo con un borde superior plano. Los bordes exteriores de los
bloques en cuña de un arco plano son horizontales, y los bloques interiores que forman la
conicidad de la cuña tienen un ángulo de 60 grados, lo que hace que las piedras en cuña
formen casi un triángulo equilátero.

Arco de Medio punto: Los arcos redondos son otro de los diseños de arco más utilizados en
la construcción. Como su nombre indica, el arco redondo presenta cuñas que forman un
semicírculo en la parte superior del arco. Los arcos de medio punto son uno de los diseños
de arco más antiguos y han evolucionado para su uso en aplicaciones modernas

Arcos a puntados: El arco apuntado presenta un vértice en la parte superior, donde se unen
dos arcos de círculo en el diseño. Los arcos apuntados son también un diseño estructural
común y proporcionan una distribución equitativa del peso dentro de un diseño atractivo.

Arcos de herradura: Los arcos de herradura son más curvos que los arcos de medio punto
y suelen utilizarse como elementos arquitectónicos para mejorar los diseños. El arco de
herradura tiene dos tipos principales de diseño: regular y apuntado.

Arcos triangulares: El arco triangular se forma a partir de dos grandes piedras que se
colocan en diagonal una contra la otra para apoyar una abertura. Dos estructuras laterales
paralelas sostienen las dos piedras diagonales, creando el arco. Debido a la naturaleza de
las dos piedras que soportan el arco en un diseño triangular, este tipo de arco suele estar
formado por bloques de piedra u hormigón.

Arcos centrados: Los arcos centrados incluyen diseños de arcos que incorporan un número
específico de puntos centrales, o sea, los puntos del arco que soportan la mayor parte del
peso y distribuyen la carga uniformemente entre las restantes piedras de la cuña. Los arcos
unicéntricos tienen un único punto central y son arcos planos, redondos, puntiagudos y en
forma de herradura. Los arcos bicéntricos integran dos puntos centrales de carga, los arcos
tricéntricos tienen tres puntos centrales y los arcos cuádruples tienen cuatro puntos
centrales totales en la construcción.

Arcos parabólicos: Un arco parabólico se forma a partir de la forma de una parábola, cuya
construcción requiere unas medidas específicas para que se mantenga estructuralmente
sólida a lo largo del tiempo. Los arcos parabólicos no son tan comunes como los arcos
redondos o semicirculares, sin embargo, muchos proyectos estéticos con innovaciones
arquitectónicas pueden utilizar la forma parabólica en la construcción.
Arco inflexible: Un arco conopial inflexionado o invertido es un diseño único que toma los
arcos de un arco en punta y los invierte para crear dos arcos en la apertura. El diseño
invertido del vértice del arco crea una apariencia serpentina, añadiendo atractivo y estilo
arquitectónico.

Arcos de la vida: Los arcos rampantes presentan un soporte más alto que el otro. Los arcos
rampantes se pueden ver en el lado exterior de los muros estructurales, donde el arco crea
una abertura en el lado de la estructura. Los arcos rampantes también tienen dos formas
distintas: redonda y apuntada.

Arco de cerradura: Los diseños de arcos de ojo de cerradura suelen tener una apariencia
atractiva y crean una simetría estéticamente agradable en las entradas. Los arcos de ojo de
cerradura se forman en forma de ojo de cerradura, donde la parte superior del arco se
redondea en forma de herradura y los soportes se inclinan hacia fuera por debajo. Los
arquitectos e ingenieros pueden aplicar el diseño de ojo de cerradura para embellecer las
características de un arco de herradura, siempre que el diseño pueda soportarlo.

DESVENTAJAS Y VENTAJAS DE USAR ARCO

VENTAJAS
1. Hay varias opciones de diseño entre las que elegir.

2. Puede abarcar una distancia mayor cuando utilice el diseño de arco para un puente.

3. Existe un mayor nivel de resistencia disponible con un puente de arco.

4. Es posible crear un puente en arco con casi cualquier material.

5. Los arcos se adaptan al entorno local mejor que otros diseños.

6. El diseño del arco de un puente puede hacerse más fuerte a medida que envejece.

7. Hay menos distorsiones de las que preocuparse con un puente de arco.

8. Es posible una variedad de formas con el diseño del arco.

9. Varios arcos pueden trabajar juntos para crear estabilidad.

DESVENTAJAS
1-Los puentes de arco proporcionan un tramo finito con cada juego de pilares.

2.-Es una opción de diseño que requiere una mano experimentada.

3-El arco debe ser perfecto para que el diseño del puente sea el adecuado.

4-Los puentes en arco a veces pueden tener demasiada flexibilidad.

5-Algunos puentes pueden requerir soportes laterales adicionales para administrar la plataforma.

6-Los puentes en arco no son adecuados para algunos lugares.

7-Los puentes en arco normalmente necesitan niveles más altos de mantenimiento continuo.

8-La construcción de un puente en arco puede llevar más tiempo en comparación con otros diseños.

DIAGRAMA DE ARCOS
El arco es uno de los elementos estructurales que más curiosidad ha despertado a lo largo de la
historia de la arquitectura, siendo el único elemento estructural de la antigüedad que permitía abrir
huecos en los muros y cubrir grandes luces con ladrillos o mampostería.

Su uso se remonta a las primeras civilizaciones, siendo los romanos los que lo empezaron utilizar
extensivamente en la obra civil, perfeccionando de tal modo la técnica de construcción que aún hoy
en día se mantienen en pie numerosos ejemplos

Por otro lado, los primeros intentos de comprender su funcionamiento y de establecer unas reglas
de dimensionado los encontramos en los manuscritos de Leonardo da Vinci, en los que se intuye el
intento de calcular la fuerza horizontal en los estribos.

La evolución a lo largo de la historia del arco como elemento estructural fundamental, se basa en el
uso de los materiales disponibles, la utilización de nuevas herramientas, el perfeccionamiento de la
técnica constructiva y la comprensión de su comportamiento estructural.

s. Estos arcos son generados por los agentes meteorológicos, que erosionan parte de la roca en la
que se forman, manteniéndose estables siempre que la línea de empujes quede contenida en el
grosor del mismo.

Proceso para calcular las reacciones en el arco de tres articulaciones.

Con apoyos al mismo nivel.
Ecuaciones de equilibrio ( ∑𝐹𝑥 = 0 , ∑𝐹𝑦 = 0 , ∑𝑀 = 0 ) se ubica el arco en los ejes coordenados X, Y,
de tal manera que el eje Y pase por la articulación C

A) -Diagrama de cuerpo libre de todo el arco. Cálculo de las componentes verticales + ∑𝑀𝐴 = 0 se
calcula 𝐵𝑦 + ∑𝑀𝐵 = 0 , o bien ∑𝐹𝑦 = 0 , se calcula la componente 𝐴𝑦.

Diagrama de cuerpo libre de la porción AC.

Cálculo de las componentes horizontales Uso de la ecuación de condición. + ∑𝑀𝐶 = 0 , para calcular
𝐴𝑥. Cálculo de 𝐵𝑥; de todo el arco: ∑𝐹𝑥 = 0 . Si se desea calcular ; de la porción AC, ∑𝐹𝑥 = 0 y para
calcular 𝐶𝑦: ∑𝐹𝑦 = 0
b) Con apoyos a diferentes niveles.
Cálculo de las reacciones: Se hace la suma de los momentos con respecto a uno de los apoyos A o
B, se obtiene una ecuación que incluye a las componentes horizontal y vertical del otro apoyo.
Después se hace la suma de momentos con respecto a la articulación C de tal manera que incluya
las mismas incógnitas que contiene la ecuación obtenida en el paso anterior.

Esto es: Haciendo suma de momentos respecto al punto A, de todo el arco. + ∑𝑀𝐴 = 0 −(𝐿) − 𝐵𝑥(ℎ1
− ℎ2) + ∑𝑃(𝑥𝑖) = 0…(1) Se obtiene la segunda ecuación. Haciendo suma de momentos con respecto
a la articulación C en el lado derecho para involucrar las mismas incógnitas Bx y By que contiene la
ecuación (1): + ∑𝑀𝐶 = 0 ; −𝐵𝑦(𝐿 2 ) + 𝐵𝑥(ℎ2) + ∑𝑃′ (𝑥′𝑖) = 0…..(2) Resolviendo las ecuaciones 1 y 2
simultáneamente, se obtienen las incógnitas Bx y By. Para calcular Ax y Ay, se trabaja con todo el
arco, aplicando ∑𝐹𝑥 = 0 , se obtiene Ax, y aplicando ∑𝐹𝑦 = 0 , se obtiene la incógnita Ay. Si se desea
conocer las incógnitas Cx y Cy, se trabaja con el diagrama de cuerpo libre de la porción BC. Con ∑𝐹𝑥
= 0 y ∑𝐹𝑦 = 0. Ya calculada las componentes de las reacciones, se procede a dibujar los diagramas
de los elementos mecánicos del arco.
CONCLUSIÓN

Los Arcos y los Cables dentro de las Estructuras, son dos sistemas muy parecidos, como totalmente
opuestos, decimos que son sistemas estructurales de la misma familia, que el análisis de fuerzas y
funcionamiento es bastante similar, y a su vez hablamos de estructuras contrarias, tal como vimos
en el trabajo, son sistemas de estructuras que han existido casi desde siempre, que cada una ha
tenido su gran impacto, que son de mucha utilidad y que con las herramientas y la tecnología de
nuestro tiempo, cada vez se obtiene mayor rendimiento, cada vez aprovechamos mas estas
maravillosas aplicaciones de la Ingeniería

BLIOGRAFIAS
https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947489/contido/77
_arcos.html

https://historiadelaempresa.com/tipos-de-arcos

https://proyectovidaplena.com/17-ventajas-y-desventajas-de-los-puentes-en-arco/
Secretos de las catedrales - Documental - National Geographic