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Tesis:

Estudio de las bóvedas encamonadas en Madrid capital y análisis de su comportamiento estructural

  • Autor: ARCE BLANCO, Marina

  • Título: Estudio de las bóvedas encamonadas en Madrid capital y análisis de su comportamiento estructural

  • Fecha: 2017

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE ARQUITECTURA

  • Departamentos: ESTRUCTURAS Y FISICA DE EDIFICACION

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/48247/

  • Director/a 1º: ARRIAGA MARTITEGUI, Francisco
  • Director/a 2º: GIL SÁNCHEZ, Luis Alfonso

  • Resumen: La bóveda encamonada es un sistema constructivo desarrollado en Europa entre los siglos XVII y XIX, para adecuar las construcciones existentes al nuevo estilo arquitectónico: el barroco. Dicho sistema está constituido por un armazón de piezas de directriz curva o recta, que se van contrapeando para alternar las juntas de empalme, eliminando la discontinuidad de los camones, con el que se forman bóvedas denominadas encamonadas o fingidas. Las bóvedas encamonadas se construían de manera fácil, rápida y económica gracias a las especiales características del material usado. La madera tiene una elevada resistencia en relación a su peso, lo que permitía poder colgar dichas estructuras de las cerchas que conformaban la cubierta original a dos aguas o formar espacios abovedados autoportantes, que transmitían esfuerzos horizontales de menor magnitud que los generados por bóvedas realizadas en otros materiales, como la piedra o el ladrillo. Para conocer en profundidad dicho sistema constructivo, se han estudiado y visitado, en Madrid capital, noventa y un edificios, construidos entre el siglo XVI y el siglo XIX, en los que se realizaron fotografías, mediciones de los elementos estructurales y análisis de la madera empleada. Solamente, en dieciséis de ellos se ha podido verificar que su estructura corresponde a bóvedas encamonadas, habiéndose encontrado dos bóvedas en un mismo edificio, de las cuales, siete son suspendidas y diez autoportantes. Para desechar la incertidumbre sobre los edificios que no se pudieron visitar o no se obtuvo permiso de acceso, se analizaron los planos de dichas obras en los archivos históricos de Madrid. De aquellos que no tenían acceso al espacio bajocubierta, se localizaron seis edificios que podrían contener bóvedas encamonadas, de los cuales sólo en tres de ellos se ha podido corroborar gracias a la consulta de documentos históricos y los otros tres se considera que la probabilidad de que contengan el sistema encamonado es muy probable, en función de lo observado en el extradós de la bóveda o en habitaciones contiguas. Lo que significa que el 17,6% inicial, correspondiente a las obras inspeccionadas en el bajocubierta que contienen el sistema constructivo en estudio, ascendería hasta el 24,2%. Asimismo, se ha realizado un estudio del comportamiento estructural de las bóvedas encamonadas, fundamentado en una campaña de ensayos mecánicos en laboratorio. Se han llevado a cabo ensayos a pequeña escala para poder caracterizar las uniones, determinando el módulo de deslizamiento de la clavija, Kser, paralelo y perpendicular a la fibra y la rigidez a la rotación, Krot, de un par de clavijas y de una junta entre camones. Con respecto a los ensayos a escala real, se han construido dos estructuras de arcos encamonados, que fueron ensayados a carga constante de duración media y hasta el agotamiento de la estructura, para conocer su comportamiento global. Finalmente, se incluye una propuesta de modelos teóricos, basados en los resultados obtenidos en los ensayos realizados, para simular el comportamiento estructural y poderlos aplicar en rehabilitaciones. La principal característica de estos modelos es la definición de uniones semirrígidas entre camones. En uno de los modelos planteados, se ha conseguido una buena concordancia en el rango elástico, aunque es un 30% más rígido en el rango plástico. Se considera que es necesario un estudio más minucioso para conseguir una mayor correlación. ----------ABSTRACT---------- The plank timber arch is a constructive system developed in Europe between the seventeenth and nineteenth centuries to adapt existing buildings to new architectural style: the Baroque. This system consists of a timber frame with curved or straight members, that are countersunk to alternate the joints, eliminating the discontinuity of the pieces. This plank timber vaults are denominated rooted or feigned. These vaults were constructed in an easy, fast and economic way thanks to the special characteristics of the material used. Wood has high strength in relation to its weight, which allowed these structures to be hung from the trusses that conformed the original roof structure or to form self-supporting vaulted spaces that transmitted horizontal forces of smaller magnitude than those generated by vaults made of other materials, such as stone or brick. In order to know more about this construction system, ninety-one buildings constructed between the sixteenth and nineteenth century were visited and studied. Thanks to the photographs taken, measurements of the structural elements and analyses of the wood used were carried out. The structure was verified to correspond to this constructive system in just sixteen of them. There were two vaults in the same building, seven of which are suspended and ten self-supporting. To discard the uncertainty about the buildings that could not be visited, the plants of these buildings were analysed in several historical archives of Madrid. Among the buildings without access to the underroofing space, six could contain vaulted vaults. Only two of them have been corroborated thanks to the information found in historical documents. This means that 19% of the works analysed contain the construction system under study, although this percentage could increase to 24,5% if the unverified buildings are added to the current results. Also, a study of the structural behaviour of the plank timber arches has been carried out, based on a campaign of mechanical tests in laboratory. Small scale tests have been carried out to characterize the joints, determining the slip modulus of a dowel type fastener, Kser, parallel and perpendicular to the fiber, the rigidity of the rotation, Krot, of a pair of dowel type fastener and a joint between planks. In regards to the real-scale tests, two structures of plank timber arches have been constructed, which were tested at a constant load of medium duration and until the failure of the structure, to understand their overall mechanical behaviour. Finally, a proposal of theoretical models has been included, based on the results obtained in the tests carried out to simulate the structural behaviour and to be able to apply them in rehabilitations. The main characteristic of these models is the definition of semi-rigid joints between planks. One of them has achieved a good concordance in the elastic range, although it is 30% more rigid in the plastic range. It is considered that a more detailed study is necessary to obtain a greater correlation.