Una cáscara de hormigón , también llamada comúnmente estructura de hormigón de cáscara delgada , es una estructura compuesta por una cáscara o cáscara de hormigón relativamente delgada , generalmente sin columnas interiores o contrafuertes exteriores . Las conchas son cúpulas monolíticas más comúnmente , pero también pueden tomar la forma de paraboloides hiperbólicos , elipsoides , secciones cilíndricas o alguna combinación de los mismos. La primera cáscara de hormigón se remonta al siglo II. [1]
Usos
La mayoría de las estructuras de hormigón son techos. Las técnicas de construcción de cáscaras de hormigón son adecuadas para curvas complejas y también se utilizan para construir cascos de barcos (llamados ferroconcreto ). Históricamente, fue utilizado por los británicos para crear los puertos Mulberry para la invasión de Normandía del Día D de 1944 . [2]
Ventajas
Al igual que el arco , las formas curvas que se utilizan a menudo para las cáscaras de hormigón son estructuras naturalmente fuertes, [3] que permiten abarcar áreas amplias sin el uso de soportes internos, lo que proporciona un interior abierto y sin obstrucciones. El uso de hormigón como material de construcción reduce tanto el costo de materiales como los costos de construcción, ya que el hormigón es relativamente económico y se moldea fácilmente en curvas compuestas. El acero se utiliza a menudo junto con el hormigón para reforzar la estructura. [4] La estructura resultante puede ser inmensamente fuerte y segura; Las modernas casas abovedadas monolíticas y el Miami Marine Stadium resistieron huracanes , y las estructuras de hormigón sobrevivieron al terremoto de 1985 en la Ciudad de México . [5] Se considera que las cáscaras de hormigón son lo suficientemente fuertes como para resistir incluso los tornados F5 .
Desventajas
Dado que el hormigón es un material poroso, las cúpulas de hormigón a menudo tienen problemas con el sellado. Si no se trata, el agua de lluvia puede filtrarse a través del techo y filtrarse al interior del edificio. Por otro lado, la construcción sin costuras de las cúpulas de hormigón evita que el aire se escape y puede provocar la acumulación de condensación en el interior de la carcasa. Las tejas o los selladores son soluciones comunes al problema de la humedad exterior, y los deshumidificadores o la ventilación pueden abordar la condensación.
Conchas de hormigón históricas
La cáscara de hormigón más antigua conocida, el Panteón de Roma , se completó alrededor del año 125 d.C. y todavía está en pie. [6] Tiene una enorme cúpula de hormigón de 43 m de diámetro, con un óculo en el centro. [7] Una estructura monolítica, parece haber sido esculpida en su lugar mediante la aplicación de capas delgadas una encima de la otra en diámetro decreciente. [8] Masivamente grueso en la parte inferior y adelgazado (con piedra pómez volcánica aireada como parte de la mezcla de concreto) en la parte superior, el Panteón es una notable hazaña de ingeniería. [8]
Construcción de cáscara de hormigón moderna
Las cáscaras de hormigón delgadas modernas, que comenzaron a aparecer en la década de 1920, están hechas de hormigón armado de acero delgado y, en muchos casos, carecen de nervaduras o estructuras de refuerzo adicionales, basándose totalmente en la estructura de la cáscara en sí. [9]
Las conchas se pueden moldear en su lugar o prefabricar fuera del sitio y moverlas a su lugar y ensamblarlas. La forma más fuerte de caparazón es el caparazón monolítico, que se lanza como una sola unidad. La forma monolítica más común es la cúpula, pero los elipsoides y cilindros (que se asemejan a las cabañas de hormigón de Quonset / cabañas de Nissen ) también son posibles utilizando métodos de construcción similares.
Las cúpulas geodésicas se pueden construir a partir de secciones de hormigón o se pueden construir con una espuma ligera con una capa de hormigón aplicada sobre la parte superior. La ventaja de este método es que cada sección del domo es pequeña y fácil de manipular. La capa de hormigón aplicada al exterior une la cúpula en una estructura semi-monolítica.
Las cúpulas monolíticas están fundidas en una sola pieza de hormigón armado y datan de la década de 1960. Los defensores de estas cúpulas las consideran estructuras rentables y duraderas, especialmente adecuadas para áreas propensas a desastres naturales. También señalan la facilidad de mantenimiento de estos edificios. Las cúpulas monolíticas se pueden construir como viviendas, edificios de oficinas o para otros fines. [10]
Completado en 1963, el Salón de Asambleas de la Universidad de Illinois , ubicado en Champaign, Illinois, fue y es el primer estadio con cúpula de hormigón (ver también el Salón del Centenario similar a Gridshell en Wrocław, Polonia desde 1913). El diseño del nuevo edificio, de Max Abramovitz, requería la construcción de una de las estructuras con soporte de borde más grandes del mundo. Ver Construcción del Salón de Actos . [11]
El Seattle Kingdome fue el primer (y único) estadio polivalente con cúpula de hormigón del mundo. Se completó en 1976 y se demolió en 2000. [12] El Kingdome se construyó con segmentos triangulares de hormigón armado que se colocaron en su lugar. Las costillas gruesas proporcionaron soporte adicional.
Ver también
- Estructura de capa delgada
Personas relacionadas
- Félix Candela
- Pier Luigi Nervi
- Eduardo Torroja
- Heinz Isler
- Ulrich Müther
Referencias
- ^ Tang, Gabriel (marzo de 2015). "Una visión general de las conchas de hormigón históricas y contemporáneas, su construcción y factores en su desaparición general" . Revista Internacional de Estructuras Espaciales . 30 (1): 1–12. doi : 10.1260 / 0266-3511.30.1.1 . ISSN 0266-3511 .
- ^ Ringle, Ken (3 de junio de 1994). "OPERACIÓN MULBERRY: CAMBIANDO LA MAREA" . Washington Post . ISSN 0190-8286 . Consultado el 27 de septiembre de 2020 .
- ^ "Estructuras de cáscara delgada de hormigón armado" . Actas de la Revista ACI . 49 (2). 1953. doi : 10.14359 / 11834 . ISSN 0002-8061 .
- ^ ISKHAKOV, IAKOV. RIBAKOV, YURI. (2019). Principios de diseño y análisis de cúpulas, cúpulas y carpetas de hormigón delgadas . Prensa CRC. ISBN 0-367-37721-7. OCLC 1122451106 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Michiels, Tim; Adriaenssens, Sigrid (2017). "Identificación de los parámetros clave de diseño para la resistencia sísmica de estructuras de cáscara de hormigón armado" . Estructuras de ingeniería . 153 : 411–420. doi : 10.1016 / j.engstruct.2017.10.043 . ISSN 0141-0296 .
- ^ MacDonald, William L. (William Lloyd), 1921- (2002). El Panteón: diseño, significado y progenie . Cambridge, Mass .: Harvard University Press. ISBN 0-674-01019-1. OCLC 52418306 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Masi, F .; Stefanou, I .; Vannucci, P. (1 de junio de 2018). "Un estudio sobre los efectos de una explosión en el Panteón de Roma" . Estructuras de ingeniería . 164 : 259-273. doi : 10.1016 / j.engstruct.2018.02.082 .
- ^ a b Kozak-Holland, Mark; Procter, Chris (2014). "Proyecto del Duomo de Florencia (1420-1436): aprendizaje de la mejor práctica de gestión de proyectos de la historia" . Revista Internacional de Gestión de Proyectos . 32 (2): 242-255. doi : 10.1016 / j.ijproman.2013.05.003 .
- ^ Cassinello, P .; Schlaich, M .; Torroja, JA (1 de septiembre de 2010). "Félix Candela. En memoria (1910-1997). Del cascarón de hormigón a las estructuras ligeras del s. XXI" . Informes de la Construcción . 62 (519): 5-26. doi : 10.3989 / ic.10.040 . ISSN 1988-3234 .
- ^ "La Cúpula Monolítica" . Instituto de la Cúpula Monolítica . Consultado el 10 de noviembre de 2020 .
- ^ Chen, Ziyu; Shah, Param J .; Xu, Longhuan. "Salón de Actos" . ExploreCU . Consultado el 10 de noviembre de 2020 .
- ^ Sysoeva, Elena (2016). Andreev, V. (ed.). "Condiciones previas de aparición de edificios de gran envergadura en el mundo" . Web de Conferencias MATEC . 86 : 02004. doi : 10.1051 / matecconf / 20168602004 . ISSN 2261-236X .
- [1]
- [2]
enlaces externos
- Página de hormigón de Mark Ketchum
- Preservación histórica de estructuras de concreto de capa delgada : incluye estudios de caso del Seattle Kingdome y el Auditorio Kresge del MIT , ambas estructuras de domo de concreto.
- Página web de Heinz Isler in Structurae
- Heinz Isler en el Museo de Arte de la Universidad de Princeton