GENERALIDADES IX ELEMENTOS SUSTENTADOS

2.3. Elementos sustentados

Los principales elementos sustentados de un edificio se pueden organizar entorno a las formas generadas por el Dintel y el Arco, con la finalidad de cubrir la construcción.

 A.- Arquitectura o cubierta arquitrabada ó adintelada.

Dintel es una estructura prismática horizontal que se coloca sobre dos soportes. Es la manera de cerrar un vano de forma plana, por medio de una losa de piedra, un tronco de madera... y, en la actualidad, por una viga metálica, cemento, o cualquier otro material de cierta resistencia... La dificultad constructiva deriva de tener que poner dicha pieza sobre los elementos sustentantes y a lo largo de la historia se ha resuelto de diferentes formas: mediante rampas de arena, poleas,...

 El peso de la pieza que constituye el dintel ((el dintel de entrada en el tesoro de Atreo-tumba de Agamenon-, es un monolito de 120 toneladas de peso) y de los materiales que están encima se descarga en vertical hacia el suelo de forma que los extremos del dintel, que se apoyan en los elementos sustentantes (muros, pilares,...), quedan firmes mientras que la parte central, que no esta apoyada, tiene mas peligro de hundirse. Los laterales del vano (jambas) deben ser gruesos para recibir verticalmente el peso del dintel.

Si encima del dintel se continua construyendo y añadiendo materiales sin ningún otro cuidado, el peso de esos materiales pueden aplastar el dintel por su parte central. La parte central del dintel es, pues, su punto débil. Cuanto mayor sea la luz del vano (anchura), más débil será el dintel y más posibilidades tiene de hundirse. En cambio, la altura a la que este el dintel respecto al vano no interviene en su estabilidad sino que influye, únicamente, el peso de los materiales que se le pongan encima. 

En la arquitectura clásica, jemplo paradigmático de la arquitectura adintelada o arquitrabada se denomina entablamento (de entablar o juntar vigas) a todo lo que se encuentra sobre las columnas. Sus partes características son: el dintel, el friso [decorado con triglifos (en origen vigas que sobresalen transversalmente) y metopas (huecos rectangulares entre vigas y decorados con relieves, en origen chapas cerámicas  o  de  madera  decorada)],  la  cornisa  (parte  superior  que engloba el frontón) y el frontón, elementos todos ellos, de distintas características según el orden al que pertenezca ( Órdenes Dórico, Jónico, Corintio, Toscano...).

La arquitectura adintelada suele ir rematada en tejados a dos vertientes o a dos aguas, que originan en los dos lados menores del edificio dos espacios triangulares, llamados frontones, que resultaron marcos magníficos para la gran estatuaria griega ( Partenón de Nashville).. El elemento fundamental de estas cubiertas son las cerchas o cuchillos, armadura triangular que, reiterada cada cierto espacio, cubre todo el techo. Así pues, el frontón sería el resultado final de ese sistema constructivo, convirtiéndose en un marco magnífico para la estatuaria.

El más genuino de los órdenes arquitectónicos es el dórico (Tesoro de los Atenienses en Delfos), derivado de los antiguos esquemas constructivos en madera, con arquitrabe liso y friso en el que los triglifos taparían las cabezas de las vigas y las metopas serían las chapas que colocaban para tapar los huecos, decoradas con relieves. En los demás órdenes el arquitrabe se divide en tres bandas horizontales y el friso se decora con un relieve corrido a lo largo de toda su superficie (Templo de Atenea Nike del Acrópolis de Atenas).

B.- Arquitectura o cubierta abovedada

Arco.- El arco es un elemento sostenido de forma curva, que se utiliza para cerrar un vano y que está constituido por varias piezas llamadas dovelas,que tienen una forma trapezoidal con mayor anchura en la parte exterior que en la interior mientras que pueden ser planas en su parte frontal y trasera, y  que encajan en forma de cuña, esta forma convergente de las dovelas impide que se caigan.

Gracias a estas características el vector vertical del peso desaparece y se transforma en oblicuo desviando el empuje hacia la dovela contigua, la suma de todos estos vectores da una resultante oblicua sobre los apoyos o salmeres del arco por lo que el peso es soportado exclusivamente por los apoyos del arco que descansan directamente sobre las jambas  (Arcos de medio punto). El hecho de que los empujes sean oblicuos supone la más profunda revolución de la historia de la ingeniería constructiva. De hecho, el descubrimiento del arco salvo algunos obstáculos de los que el dintel no se podía hacer cargo. Por ejemplo había casos en que la distancia entre los apoyos era tal que no se encontraba una pieza entera capaz de cubrir dicho espacio. Los dinteles, a diferencia de los arcos, son piezas enterizas. Además en la arquitectura más monumental a veces la carga constructiva era demasiada para los dinteles que cedían a su peso. Sin embargo los arcos, gracias al empuje son capaces de soportar una carga superior. y con el tiempo se ha ido evolucionando en busca de las más geniales soluciones para evitar que se derrumben los muros y para que éstos soporten el menor peso posible, lo que ha modificado radicalmente los elementos sustentantes.

- Los elementos fundamentales del arco son: dovelas, sillares radiales en forma de cuña; salmer, las dos primeras dovelas; clave, la central y más alta; impostas, donde se apoya el arco; luz, su anchura; intradós, parte interna o inferior; trasdós, parte externa o superior.

- Los arcos reciben distintos nombres según sea su situación en el edificio: arco fajón o perpiaño (trasversales al eje longitudinal del edificio) es el que separa los tramos de una bóveda de cañón, de la que son refuerzo a distancias regulares, coincidiendo generalmente con pilares y pilastras al interior y contrafuertes al exterior; arco formero, son longitudinales (la misma dirección que el eje de la construcción) y es cada uno de los arcos que comunican la nave central con las laterales; arco toral es cada uno de los cuatro arcos que forman el crucero ( normalmente dos

 tienen la dirección de los formeros y los otros dos de los fajones).

- Veamos a continuación la tipología de arcos más comunes: de medio punto, medio arco de circunferencia; apuntado, dos con distintos centros; peraltado con prolongación recta hasta las impostas; de herradura, mayor de media circunferencia; lobulado, con lóbulos u ondas yuxtapuestas; etc.

Desde antiguo se elaboraban los arcos auxiliándose de cimbras: una estructura auxiliar de madera que ofrece el soporte inicial de las dovelas antes de la colocación de la clave. Dicho soporte o armadura tien forma de celosía y tiene como misión soportar el peso de los elementos del arco hasta que se encaja la clave. .La colocación de la dovela central que cierra el arco (denominada clave) genera el encaje solidario de las dovelas. Por regla general este último elemento del arco se suele encajar entre las contra-dovelas del arco a martillazos (generalmente con un martillo de madera) cerrando la estructura por completo.

Una vez encajada esta última piedra se procede al descimbrado, es decir al desmontaje de la estructura auxiliar de madera. Justo en ese instante el arco, ya liberado de su cimbra, entra en carga. Las cimbras se elaboraban de madera y su empleo, por regla general encarecía la construcción de arcos. Gran parte del estudio de elaboración de arcos, consistía en poder hacerlos con cimbras sencillas. Al ser retiradas las cimbras de madera, las dovelas del arco empiezan a entrar en compresión unas con otras. Es por esta razón por la que el descimbrado se realizaba con sumo cuidado, y en un orden preciso. De esta forma no se sometía al arco a tensiones añadidas o descentradas. Existe en la literatura ejemplos de desplome de arcos en el proceso de descimbrado.
A partir de la estructura de un arco se deducen otros elementos constructivos habituales en la arquitectura como lo son: las bóvedas y las cúpulas. 

Bóvedas. - Una bóveda es un elemento constructivo superficial, generalmente elaborado en mampostería o fábrica (obra hecha con piedras o ladrillos trabados normalmente con mortero), que movimiento de un "arco generatriz" a lo largo de un eje generalmente recto, pero puede ser circular... Por regla general este elemento constructivo sirve para cubrir el espacio comprendido entre dos muros o una serie de pilares alineados.​ Su problemática constructiva radica en la resistencia de los muros adyacentes para que puedan soportar el empuje lateral de las bóvedas que soportan. En muchos casos su superficie posee nervios que se dirigen y concentran las líneas de empuje.

posee una forma geométrica generada por el
Se suele encontrar en algunas edificaciones como plazas porticadas, claustros, catedrales y también en galerías subterráneas, en las infraestructuras del metro, minería.

Bóveda de cañón

Bóveda de aristas

 - Estos son los principales tipos que nos podemos encontrar: falsa bóveda, la que se consigue por aproximación de hileras; de cañón, la que surge a partir de la traslación del arco de medio punto; anular, de cañón sobre muros circulares concéntricos, como por ejemplo en los teatros y anfiteatros romanos; de cuarto de cañón, apartir de la mitad del arco; apuntada, a partir del arco apuntado; de arista, la obtenida por la intersección ortogonal de dos de medio cañón, con lo que los empujes se localizan en cuatro puntos únicamente, donde se colocan fuertes pilares; de crucería u ojival, al

Esquema bóevda de crucería u ojival

colocar en las aristas unos arcos llamados ojivas que conducen los empujes a los extremos, donde, al exterior, un arco lanzado al aire llamado arbotante conduce el empuje a los contrafuertes que terminan por llevarlo a tierra, mientras que en el interior ese trabajo lo realizan los pilares; de arcos cruzados, cuando las aristas no pasan por la clave.

  

Bóveda de aristas. Termas de Diocleciano

 

Bóveda de cañón apuntado

 

Bóveda de crucería

 

Tipos de bóvedas y cúpulas

Cúpulas.-  La otra cubierta originada por el arco es la cúpula, (también conocida en su parte exterior como «domo» o «calota» ) es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio decircular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil semicircular, parabólico u ovoidal, rotados respecto de un punto central de simetría y tomando el nombre del arco que la engendra, excepto cuando es de medio punto que recibe el nombre de cúpula de media naranja, que es la más común. Normalmente la cúpula se sitúa sobre un tambor o cuerpo de luces y en su clave (centro) se abre una linterna que ayuda a la iluminación interna.  

planta

igloo esquimal

Uno de los métodos constructivos más simples y antiguos consiste en levantar hiladas sucesivas de mampuestos, cerrándose progresivamente hacia el centro. Este sistema es antiquísimo, y permite cubrir espacios de diámetro relativamente pequeño. A veces, la colocación de los mampuestos sigue un patrón en espiral, tal como lo han aplicado tradicionalmente los esquimales para levantar sus iglúes. La construcción resultante suele denominarse falsa cúpula o aproximación de hileras al conseguirse por este medio. En este sistema cada aro o vuelta de mampuestos logra al «cerrarse» la estabilidad necesaria, y el comportamiento estático es el de una estructura adintelada, con empujes verticales contrarrestados por las hileras inferiores, pero sin esfuerzos horizontales de importancia.

Trompas

Pechinas.

Santa Sofía.

 

Arbotantes. Weimsmister

La cúpula presenta fundamentalmente dos problemas: el de los empujes oblicuos  (tiende a abrirse) que genera y que han sido solucionados con varios procedimientos: contrafuertes pesados de obra, otras cúpulas y semicúpulas (Santa Sofía) que trasladan los empujes a otros sitios, los arbotantes del gótico que trasladan los empujes a los contrafuertes o la utilización de "zunchos", especie de abrazadera o pieza de metal que rodea la base y sirve para apretarla, reforzarla o asegurarla.  

Y el problema de su asentamiento y es que cuando la base es cilíndrica, la cobertura del espacio resultante puede construirse mediante una cúpula simple; en otros casos, la cubierta se convierte en una cúpula de gajos (gallonada). El problema surge en la transición entre la base circular o elíptica de la cúpula y la forma cuadrada o poligonal del basamento, para solucionarlo se utilizaron frecuentemente elementos de transición como trompas, para pasar del cuadrado al octógono o pechinas para pasar del cuadrado al círculo, . Entre la cúpula propiamente dicha, y los elementos de transición suele interponerse un tambor cilíndrico o cimborrio, por lo general perforado con ventanas, que posibilitan la iluminación del espacio interior.

La iluminación puede asimismo complementarse mediante una linterna superior, visible desde el exterior como elemento formal de coronamiento del conjunto.

Cúpula basílica de S. Pedro