Una estructura laminar,[1] también conocida como cáscara estructural,[2][3] es un tipo de elemento estructural que se caracteriza por ser un sólido tridimensional cuyo grosor es muy pequeño en comparación con sus otras dimensiones y, en términos estructurales, porque resiste las cargas exteriores y las generadas por su propio peso mediante esfuerzos normales de compresión y/o tracción y tangenciales, uniformes en el espesor de la superficie.
[4] Su eficiencia se debe a su curvatura, por lo que pueden presentar una gran resistencia con economía de sección, material y peso.
No obstante, la estructura laminar ideal debe ser capaz de desarrollar tanto tensión como compresión.
[8] Las estructuras laminares resisten grandes cargas de compresión distribuidas uniformemente por su superficie; sin embargo, debido a su escaso grosor, tienen poca resistencia a la tensión y no deben recibir cargas concentradas.
En la primera, se considera la resistencia de la membrana, lo que tiene como consecuencia restricciones sobre las fuerzas normales y los esfuerzos cortantes.
En la antigüedad se construían de piedra o mampostería, pasando luego al ladrillo y la madera.
Los romanos utilizaron frecuentemente las cúpulas para cubrir edificios como basílicas, mausoleos o termas.
Así, surgió un nuevo sistema constructivo con una geometría ideal para cubrir grandes espacios de carácter utilitario como estaciones, aeropuertos, almacenes, naves, fábricas o hangares, que hasta entonces se habían construido fundamentalmente en acero.
Como consecuencia, fueron apareciendo insalvables discrepancias entre los resultados obtenidos usando el cálculo elástico y lo observado en la realidad o mediante experimentos.
[3] En los años cincuenta, Heinz Isler desarrolló un nuevo enfoque para diseñar estas superficies, definiendo su geometría a partir de experimentos con modelos físicos como membranas de goma inflable o telas colgantes.
Las pocas estructuras laminares construidas después de los años setenta fueron principalmente nervadas, sustituyéndose la superficie continua por partes lineales o curvilíneas interconectadas.