Bóvedas | La ola del futuro | Costos | Reforzamientos | Construcción | BB Interiores | Comparaciones | Bóvedas AyB | Catenaria | Otras formas

INTRODUCCIÓN A LAS BÓVEDAS DE CONCRETO
TECHOS ABOVEDADOS

Existen cerca de 200 bóvedas de mampostería en los 25 minutos del trayecto en auto desde mi casa hasta el pueblo (San Miguel). Tenemos una tradición local de techos de bóveda en el Centro de la República. Las bóvedas más antiguas ( con más de 200 años) fueron tan bien construídas, que aún están en buen estado; a diferencia de muchas de las más recientes (100 años) que fueron pobremente construídas. La clave para su larga vida,es básicamente la forma, el contorno del techo. A veces es difícil creer que ésos techos puedan permanecer tanto tiempo sin mantenimiento

Creo que mis bóvedas están bien construídas con materiales modernos y deberán durar por lo menos 400 años – eso alienta mi entusiasmo..

Esta página les llevará a:
Bóvedas de concreto – la nueva ola del futuro.
Costo de las Bóvedas
Reforzamiento de las Bóvedas
Construcción de Bóvedas Simples
Fotos de Bóvedas de Barril Interiores
Otros sistemas de formar Bóvedas

Terminología:

Bóveda, casco,casco delgado,membrana del techo – todos son lo mismo
BB – Bóveda de Barril; forma que resulta si cortamos un barril (cilindro) a la mitad, y a lo largo.
#66WW – Malla de cable soldado (de entrada de coches) Por ejemplo: #6,6,10,10 WW de malla es 6" X6" X 10 de grosor X 10 ga. No se preocupen, el #6666WW (66WW) no es la malla del diablo.
Pies y Metros – Aquí en México, somos bilingües. Podemos comprar tubos de plomería en pulgadas (diámetro) y luego cortarlo en metros. Yo traté de convertirlo todo, pero es algo complicado, por favor, sean pacientes conmigo.

harrisouse

BÓVEDAS DE CONCRETO ---- LA NUEVA OLA DEL FUTURO

TIPOS DE BÓVEDAS

Existen muchos tipos de posibles formas de bóvedas. Por ahora, comencemos por lo simple y veamos tres tipos diferentes de bóvedas; bóvedas de barril, domos y bóvedas de medio domo.

 

harris house

 

Bóvedas de Barril

barrel vault drawing

Domos

dome roof drawing

Domos Modificados

modified dome roof drawing


ESTAS CONEXIONES SON UN BUEN LUGAR PARA COMENZAR

Comience con estas conexiones para obtener una buena introducción general para los techos de bóveda.

milo house
Abajo enlisto conexiones a otras páginas sobre éste sitio:  

REGLAS BAJO EL MANDO DE ESTEBAN

Estas Reglas reflejan mi pensamiento actual. La mayoría son ampliamente aceptadas y algunas podrían ser sólo mi punto de vista personal. Pero estoy abierto a cambiar de opinión, Sus comentarios serán bien recibidos.

LO MEJOR, SON LAS BÓVEDAS DE LA MISMA MEDIDA QUE LAS HABITACIONES
Los techos de bóveda deberían ser de la medida de la habitación y variar en altura y complejidad. Las bóvedas pequeñas (menos de 15 pies/4.5 mts.) son MUCHO más fáciles de construir que las más grandes. Las bóvedas que alcanzan más de 6 mts. (20 pies) de ancho; son estructuralmente mucho más demandantes, pues requieren de más ingeniería y costos por cada pie cuadrado de piso. Los domos enormes funcionan bien sólo en espacios especiales pero casi nunca se recomiendan.
Si traten con bóvedas chicas, construirán cuartos más pequeños e inteligentes.

 

LOS PESOS MUERTOS EN BÓVEDAS, SIGUEN UNA FIGURA CATENARIA
Los arcos y las bóvedas pueden tener varias formas y medidas, pero la línea de empuje para un peso muerto siempre tomará la figura de una curva catenaria invertida. Lo ideal, es que el reforzamiento siga esta línea de empuje hasta su base. Esto se puede hacer con contrafuertes ó vigas.(véase página de Bóvedas A y B).

Una práctica estándard sería columnas de hormigón armado, laterales reforzados y vigas terminales y esquilar las paredes hasta esas vigas. Las cargas sísmicas y de viento, no necesariamente siguen esta curva y más adelante requerirán paredes esquiladas.

Comenten sobre ésta sección, por favor.

Para buscar información sobre construcción de bóvedas sin refuerzo, vea:
http://www.earth-auroville.com/index.php?nav=menu&pg=vault&id1=2

 

Def: catenaria -
: - Etimologia:Latin reciente catenaria, del Latin, femenino de catenarius de una cadena, de catena Fecha:1788
1 : la curva que se forma por un cordón de densidad uniforme que cruza una sección y es flexible , pero no se puede alargar y cuelga libremente de dos puntos.
2 : Algo con la forma de catenaria.
11avo. Diccionario Colegiado de Merriam-Webster

catenary


CONSTRUYA BÓVEDAS EN GRUPOS
Esto es diseñar los sistemas de techos de tal manera que una serie de pequeñas bóvedas descansen ó se apoyen sobre otras para reducir la necesidad del apoyo estructural dentro de la construcción. Estructuralmente, la configuración ideal tendrá bóvedas más grandes y altas en el centro y más pequeñas y bajas cerca de las orillas exteriores. (Ver "A Pattern Language" (Lenguaje Patrón) , # 206 "Efficient Structure"(Efficient Estructure), y # 209 "Roof layout"(Plano de techo))
Considerar el uso de contrafuertes ó vigas para reforzar el perímetro exterior.
(Ver la página Bóvedas A y B).
tims house

¿DOMO Ó BÓVEDA DE BARRIL? ¿Cúal es la mejor para Usted?

Conéctate a una comparación.


ALTURA DE LAS BÓVEDAS
"A Pattern Language"(Un Lenguaje Patrón) dice "construyan pisos y techos con forma de bóveda elíptica que alcancen entre 13 y 20% del espacio ó distancia más corto"

Éstas bóvedas son en realidad muy bajas (un medio círculo tiene el 50%) y la mayoría de las bóvedas de barril que yo construyo, son normalmente del 30-35%. Sus bóvedas son domos modificados, por eso pueden tener un contorno más bajo.

Para algunos cálculos del techo, necesita ver el techo como una sección de un círculo. Una sección de 90 grados es aproximadamente un 22% de elevación y una de 120 grados, es más ó menos una elevación del 30%.

Otra manera de ver la cuestión de la altura - de acuerdo a "A Pattern Language" (Un Lenguaje Patrón) -- "las bóvedas comienzan en 6 pies 6 pulgadas y alcanzan 1/5 del diámetro del cuarto". Una vez más, mis bóvedas comienzan normalmente más bajas y alcanzan cerca de 1/4 el diámetro.


REUSABLE, MOVABLE FORMWORK
Formwork and the labor involved in setting it up and taking it down can cost as much as the concrete and iron. Reusable formwork saves money. Complex shaped vaults can easily be built in series with movable formwork. I dream of inexpensive "units" with beautiful roofs. The basic idea is you use two layers of welded wire. The first, lower, layer of welded wire is FORMWORK. It is removed and reused. The second upper layer is placed inside the roof pour for reinforcing. Once you understand this you will "get it"

The idea here is an inexpensive, reusable formwork. Three guys (gals) can set the formwork for a 4M X 5M vault in 2 hours flat -- the second one,anyway. WOW!! If you want an inexpensive vaulted/domed roof --- my system could give you some ideas.


Underground BV with movable forms http://www.geocities.com/flyingconcrete/cellar.htm

roof forming

Other forming systems-- under construction


domed roof exterior

domed roof exterior

domed roof exterior

domed roof exterior

image

Composite Toilet and Shower


ROOF COSTS EQUAL 20%
A sealed, concrete vault roof should cost between 15- 20% of the total square feet - finished price-- low income and high end. With very little maintenance, this roof should last for at least 200 years. A simple BV will cost $5-10 / square foot living space. Complicated vaults $15-30. Figuring out the actual cost is, of course, quite complicated. For more ideas, see Roof Costs page.

domed roof exterior

REINFORCING VAULTS

Small vaults need very little reinforcing. If a concrete roof is in a vaulted shape**, for the curved membrane, use:

Two layers of #66WW (6" X 6 gauge.,welded wire -- driveway mesh) in a 2 1/2" (7cm) pour of 3,500 psi (220 Kg/c2) concrete. This will cover a good sized vault (4.5 M X 6 M) while resisting a moderate-sized earthquake.

Almost all BV and most domes need side and edge beams and shear walls to transfer lateral loads and these are a bit harder to figure.

** Rise in vault is equal to 15-30% of shorter span

For more information go to reinforcing needed for small concrete vaults. See also Vaults A and B

 

CONSTRUCTION OF SIMPLE BARREL VAULTS

For step-by-step instructions, see Construction page.

drawing of roof cross section

ROOF THICKNESS / R-VALUE / INSULATING VAULTS
The roof membrane will be thinner when using hard concrete (3,500 psi) than when using light weight. Typically 2 1/2" thick for hard concrete and 4-6" of light weight in mild climates. Both are adequate for the first floor vault that will be filled on the sides and have another floor above. Hard concrete has almost no R-value and needs to be insulated.

With light weight concrete it all depends upon the aggregate you use. For a fluffy pour with my volcanic aggregate, I claim R-2 per inch, but I don't know for sure. So 6" is about R-12 and that's about all I need here. Light weight mixes using foam beads or vermiculite will vary greatly. Properly used solar gain affects R values and R40 ceilings may not be necessary with this material even in cold sites. If you find you want more insulation, mix and place another 6"of light weight, next year.

Hard concrete has almost no R-value and shells built with it, need insulation in severe climates. In the USA, I have used rigid insulation between two concrete shells to address the insulation issue. This is easy with barrel vaults and doable with domes. Other options include spraying the exterior surface with foam or gluing rigid sheets and then covering this with fibered mortar or EPDM membrane.
Light weight concrete works well for insulation in moderate climates.

For more ideas on insulating vaults, see construction.

drawing of insulated roof

 

roof forming system


SEALING THE ROOF / SPALLING
Water can enter cracks in a concrete roof and freeze, thereby spalling (expelling cone-shaped pieces) the concrete and exposing the metal reinforcing. A bad situation. Some engineers will specify extra concrete on top of a shell to help avoid spalling and give more protection to the iron. Spalling is best prevented by a layer of lath or fibered concrete near the exterior surface OR by a bomb-proof sealing product/membrane. Here, in this part of Mexico we don't have much freezing rain so I try to not seal vaulted roofs-- just a sponge finish on top of a fiber coat and then seal the initial cracks and it's good for several years.
One of my crazy ideas is that it is better in this climate if the roof can breathe-- if it isn't completely sealed. Roman concrete lasted so long because it wasn't sealed. Sealed concrete is never completely sealed and if moisture enters the 2% of cracks it can't escape and becomes trapped inside because the exterior surface is 98% sealed.
See Cracks in Vaults (end of Construction page).

domed roof exterior

FIBERS
Fibers work well for crack control and some types of fibers (PVA,for example) add considerable strength to the mix. I like PVA (poly vinyl alcohol) fibers added to the concrete @ .2-.5% by weight . They cost about $3 /lb. Polyethylene fibers mix well but don't add as much strength. Poly propylene fibers don't mix well and add no strength.
PVA fibers:For more information, look at www.engineeredcomposites.com and www.kuraray-am.com

domed roof exterior

 

400 YEAR GUARENTEE / DISPOSABLE HOUSING
With or present technology we can cost effectively build housing that will last for 400 years-- OR we can continue to look at housing as disposable-- like they do in some of the wealthier countries.

STEVE'S 200 YEAR QUESTION
Is your house good for another 200 years? --- If not, perhaps it was a mistake.

400 YEAR GUARANTEE/ 50 YEAR REMODEL
OK, now you have finished building your dream home. It is going to last basically forever (400 years) - what's next? Well in about 50 years, somebody will want to change the doorway openings to make a dress store, sheep shed, back bed room, or new kitchen. Some remodeling is likely in the next 400 years-- so, how does the next guy do it?

 

LINKS ON THIS SITE

More on low income roofs - http://www.geocities.com/flyingconcrete/lowinc.htm

Roof forming - http://www.geocities.com/flyingconcrete/Forming.htm

Some ideas for underground barrel vaults - http://www.geocities.com/flyingconcrete/cellar.htm

 

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