Una cáscara de hormigón , también llamada comúnmente estructura de hormigón de cáscara delgada , es una estructura compuesta por una cáscara relativamente delgada de hormigón , generalmente sin columnas interiores ni contrafuertes exteriores . Las cáscaras son más comúnmente cúpulas monolíticas , pero también pueden tomar la forma de paraboloides hiperbólicos , elipsoides , secciones cilíndricas o alguna combinación de ellos. La primera cáscara de hormigón se remonta al siglo II. [1]
La mayoría de las estructuras de hormigón son cubiertas. Las técnicas de construcción de hormigón son muy adecuadas para curvas complejas y también se utilizan para construir cascos de barcos (llamados hormigón armado ). Históricamente, los británicos lo utilizaron para crear los puertos Mulberry para la invasión del Día D de Normandía en 1944. [2]
Al igual que el arco , las formas curvas que se utilizan a menudo para las carcasas de hormigón son estructuras naturalmente fuertes, [3] lo que permite abarcar amplias áreas sin el uso de soportes internos, lo que da un interior abierto y sin obstrucciones. El uso de hormigón como material de construcción reduce tanto el coste de los materiales como los costes de construcción, ya que el hormigón es relativamente barato y se vierte 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 domo monolíticas y el Miami Marine Stadium resistieron huracanes , y las estructuras de carcasa de hormigón sobrevivieron al terremoto de la Ciudad de México de 1985. [5] Se considera ampliamente que las carcasas de hormigón son lo suficientemente fuertes como para soportar incluso tornados F5 .
Como el hormigón es un material poroso, las cúpulas de hormigón suelen tener problemas de estanqueidad. Si no se tratan, el agua de lluvia puede filtrarse a través del techo y filtrarse al interior del edificio. Por otro lado, la construcción sin juntas de las cúpulas de hormigón impide que se escape el aire y puede provocar la acumulación de condensación en el interior de la estructura. Las tejas o los selladores son soluciones habituales para el problema de la humedad exterior, y los deshumidificadores o la ventilación pueden solucionar el problema de la condensación.
El Panteón de Roma , la estructura de hormigón más antigua conocida, se completó alrededor del año 125 d. C. y todavía se mantiene en pie. [6] Tiene una enorme cúpula de hormigón de 43 m de diámetro, con un óculo en el centro. [7] Es una estructura monolítica que parece haber sido esculpida en el lugar aplicando capas delgadas una sobre otra en diámetro decreciente. [8] De espesor masivo en la parte inferior y adelgazándose (con piedra pómez volcánica aireada como parte de la mezcla de hormigón) en la parte superior, el Panteón es una notable proeza de ingeniería. [8]
Las modernas carcasas de hormigón delgado, que empezaron a aparecer en la década de 1920, están hechas de hormigón reforzado con acero fino y en muchos casos carecen de nervaduras o estructuras de refuerzo adicionales, dependiendo completamente de la propia estructura de la carcasa. [9]
Las carcasas pueden fabricarse en el lugar o prefabricarse fuera del sitio y trasladarse al lugar donde se ensamblan. La forma más resistente de carcasa es la carcasa monolítica, que se fabrica como una sola unidad. La forma monolítica más común es la cúpula, pero también es posible fabricar elipsoides y cilindros (que se asemejan a las cabañas Quonset de hormigón o cabañas Nissen ) utilizando métodos de construcción similares.
Los edificios de estructura de hormigón fino se hicieron populares en Francia después de la Segunda Guerra Mundial debido a la rentabilidad que suponía utilizar cantidades mínimas de hormigón. Entre los ejemplos de Royan se incluyen la Église Notre-Dame de Royan y el Marché central de Royan , cuyo tejado se reduce a tan solo 80 mm de espesor.
Las cúpulas geodésicas pueden construirse a partir de secciones de hormigón o pueden estar construidas con una espuma ligera con una capa de hormigón aplicada sobre la parte superior. La ventaja de este método es que cada sección de la cúpula es pequeña y fácil de manipular. La capa de hormigón aplicada al exterior une la cúpula y crea una estructura semimonolítica.
Las cúpulas monolíticas están hechas de 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 zonas propensas a desastres naturales. También destacan la facilidad de mantenimiento de estos edificios. Las cúpulas monolíticas se pueden construir como viviendas, edificios de oficinas o para otros fines. [10]
El Assembly Hall de la Universidad de Illinois , finalizado en 1963 y ubicado en Champaign, Illinois, fue y es el primer estadio con cúpula de hormigón de la historia (véase también el Centennial Hall de Wrocław, Polonia, de 1913, con forma de rejilla ). El diseño del nuevo edificio, obra de Max Abramovitz, requirió la construcción de una de las estructuras con soporte en los bordes más grandes del mundo. Véase Construcción del Assembly Hall . [11]
El Seattle Kingdome fue el primer (y único) estadio multiusos con cúpula de hormigón del mundo. Se terminó de construir en 1976 y se demolió en 2000. [12] El Kingdome se construyó con segmentos triangulares de hormigón armado que se moldearon en el lugar. Unas nervaduras gruesas proporcionaban un soporte adicional.
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