Estructuras laminares

ESTRUCTURAS LAMINARES
1. Resumen de las ideas clave
Se presentan las estructuras laminares describiendo su comportamiento estructural y los tipos, profundizando más en la bóveda cilíndrica, cúpula y paraboloide hiperbólico.
2. Las estructuras laminares (llamadas también cáscaras) son superficies delgadas curvas de pequeño espesor, comparado con las dimensiones globales de la estructura,que resisten, por su forma, las cargas de peso propio y las cargas exteriores mediante esfuerzos normales de compresión y/o tracción y tangenciales, uniformes en el espesor de la propia superficie.
Su eficiencia se debe a su curvatura y al alabeo, por lo que puede mejorarse su comportamiento resistente con gran economía de sección, material y peso. Son las más eficientes desde el punto de vistaestructural.
3. Objetivos
El alumno, tras la lectura de este documento, será capaz de identificar las estructuras laminares, describir su comportamiento, los sistemas utilizados para su rigidización, así como proponer ejemplos reales de edificios con esta tipología estructural.
4. Estructuras laminares
4.1 Antecedentes
El desarrollo de las superficies cilíndricas tiene como punto departida las bóvedas de medio cañón de ladrillo que fueron perfeccionadas por los romanos. El arte de las bóvedas reapareció con el Románico y, posteriormente, con el Gótico, evolucionando desde las pesadas bóvedas de ladrillo a las esbeltas bóvedas nervadas de sus catedrales.
Por su parte, las cúpulas se han utilizado en arquitectura desde los primeros tiempos.
Probablemente la primera prueba deello se encuentre en un bajo-relieve asirio (705-681 A.C.) que mostraba un grupo de edificios cubiertos con cúpulas hemisféricas y puntiagudas. El desarrollo de las cúpulas va aparejado con el desarrollo de los materiales. En la antigüedad se construían de piedra o mampostería, pasando luego por el ladrillo y la madera. Los romanos utilizaron frecuentemente las cúpulas para cubrir basílicas,mausoleos, baños públicos, etc.
La mayor de todas es la del Panteón de Roma (120-124 D.C.), con 44 m de diámetro hecha de hormigón en masa de distinta densidad. Otras cúpulas importantes que fueron marcando la evolución de esta tipología son la cúpula de Santa Sofía de Constantinopla (532-537), la de Santa María de Florencia (s. XV), la de San Pedro de Roma (1546-1590) y la de San Pablo de Londres(1705-1710).
Con la aparición del hierro evolucionaron tanto bóvedas como cúpulas debido a la rapidez de puesta en obra y a su alta resistencia en comparación con su peso, pasando posteriormente a la utilización del hormigón armado. Una de las primeras cúpulas de hormigón armado es la del "Centennial Hall" de Max Berg en Wroclaw,
Polonia (1912). Se trata de una construcción excesivamente pesadaque no aprovecha las ventajas del hormigón.
La transformación de las bóvedas y cúpulas tradicionales en estructuras laminares de hormigón armado cubriendo espacios de grandes luces (superficies delgadas de pequeño espesor) es un logro de este siglo. La primera cáscara delgada de hormigón armado en forma de cúpula es el Zeiss Planetarium (Jena, 1925), de 6 cm de espesor, 25 m de diámetro y 12.5 mde altura, obra de Walter Bauersfeld y de los ingenieros F. Dischinger y U. Finsterwalder (imagen 1). La armadura está formada por una malla triangulada de acero sobre la que se vierte el hormigón. Este sistema, desarrollado por Bauersfeld fue patentado como sistema Zeiss-Dywidag.
Tuvieron un gran auge a mediados de siglo, al finalizar la 2ª Guerra Mundial, por la escasez de materiales como elacero y el bajo coste de la mano de obra, desapareciendo progresivamente a partir de los años 70.
4.2 Tipos
Las superficies pueden clasificarse en función de su curvatura en:
Simple curvatura o desarrollables: cuando la curvatura en un punto dado es del mismo signo en todas las direcciones, excepto en una de ellas (recta generatriz) en que vale 0. Ejemplos: cilindros y conos
Doble...