ESTRUCTURAS FUNICULARES.

Como hemos visto en los puntos anteriores la finalidad de una estructura sustentante, es llevar las cargas aplicadas hacia el suelo, donde se opone la resistencia debida para contrarrestarlas. El camino puede de ser de muchas manera y mientras más corto y expedito sea sin obstáculos y cambios bruscos, mas efectiva será su transmisión.

Las estructuras funiculares cumplen con esta finalidad, en que la carga fluye hacia el suelo con la mayor facilidad que se pueda concebir en estructuras.

Sin embargo este grupo de estructuras deben de llenar un importante requisito y es el que se refiere a una forma adecuada, íntimamente ligada a las cargas que va a soportar.

La forma adecuada de esta estructura bajo un sistema de cargas en particular, se llama FUNICULAR

El funicular es la forma adecuada de un elemento estructural para un flujo natural de fuerzas hacia los apoyos con destino al suelo.

La transmisión de cargas es axial, variando de acuerdo al tipo de carga que se le aplique, siendo necesario que el elemento estructural transmisor, sea flexible y de escasa sección en relación a su longitud, de manera que la carga no encuentre como obstáculo la rigidez del elemento.

La dos importantes estructuras de este grupo son EL CABLE Y EL ARCO.

Estas estructuras son sumamente económicas en lo que se refiere al peso por la unidad de longitud, empleándose en espacios con grandes luces, ya que por su escasa sección transversal en relación a su longitud, son por naturaleza livianos en comparación con otros sistemas estructurales, pero requiere de mucha estabilización especialmente el cable, por una estructura flexible e inestable.

EL CABLE. Se define como un elemento estructural

de escasa sección transversal y flexible, esto lo hace apto para acomodarse a cualquier tipo de carga, ya que con esto pueda cambiar su forma, lográndose esto si este esta suspendido, ya que la única manera en puede trabajar es a tensión simple, sin producirse compresión o tensión.

El cable nunca estará tenso.

SUSTENTACIÓN DEL CABLE. El uso del cable como estructura implica

que para lograr el equilibrio del conjunto, se requiere de apoyos que sustente el cable, ya que por ser flexible no es un elemento auto portante. Los anclajes reciben la resultante de la tensión lineal producida por el cable y los apoyos pueden llegar a trabajar a flexión, sino se logra rigidizarlo.

Una forma de lograrlo sería que el cable continuara hacia el suelo.

Si el apoyo se prepara para trabajar a flexión, se debe de tratar como un voladizo, siendo su punto crítico el empotramiento.

Para contrarrestar el volteo que pueda causar el cable, es necesario inclinar los apoyos hacia afuera con lo cual se reduce la flexión, aprovechando funcionalmente el espacio interno a cubrir.

Una situación importante en la sustentación del cable, son las proporciones del espacio a cubrir, ya que será una solución económica.

Por ejemplo si el espacio es rectangular, el cable se tendera en el sentido más corto en forma repetitiva para mayor efectividad, evitando deformaciones en el sistema, especialmente con la cubierta.

Los principales factores desestabilizantes son las cargas asimétricas como por ejemplo el viento, por lo que se necesitaran amarre entre ellos a través de otros cables.

Los cables se adaptan también a formas circulares o poligonales, siendo su tendido de forma radial, con los mismos métodos de estabilización y rigidización.

En diversas culturas el cable se ha utilizado en puentes colgantes, tendido sobre precipicios o en ríos.

Aparte del uso que se le da para cubrir espacios arquitectónicos sin apoyos intermedios, gracias a los materiales tecno- resistentes como el acero, se aplican en obras de ingeniería como puentes.

El arco es una estructura bastante antigua y de muchos usos, especialmente para cubrir espacios de grandes luces, sin apoyos intermedios. Con la tecnificación de los materiales el arco se volvió mas liviano y esbelto debido a la resistencia del material, lo que lo convierte en una estructura lineal y de escasa sección.

De acuerdo a sus características es un elemento auto portante y rígido y no flexible como el cable.

EL ARCO.

Por su sustentación y por ser auto portante, el funicular en el arco se invierte respecto al cable, por lo que su trabajo será a compresión lineal tal y como era en su concepción original. El anclaje al suelo suele ser mejor si es articulado en ves de ser empotrado, para mejor transmisión de cargas y evitar puntos críticos que se podrían dar como el empuje.

La transmisión de cargas en el arco es más fluida ya que se conducen directamente al suelo y no a través de elementos intermedios como el cable.

Para que el arco trabaje a compresión debe de tener la forma adecuada o funicular para el tipo de cargas que vaya a soportar.

EL USO DEL ARCO EN PUENTES Y DEMAS EDIFICACIONES

USO DEL ARCO EN PUESTES

En la actualidad el arco se justifica únicamente para cubrir grandes luces, debido a su complejidad constructiva, sobre todo en puentes, edificios, estadios o cualquier otra edificación en donde se albergara gran cantidad de personas.