Кіріспе
Бетон қабығы, сонымен қатар жұқа қабық бетон құрылымы деп те аталады, – салыстырмалы түрде жұқа бетон қабығынан тұратын құрылым, әдетте ішкі бағандары немесе сыртқы тіректері болмайды. Қабықтар көбінесе монолитті күмбездер түрінде болады, бірақ гиперболалық параболоидтар, эллипсоидтар, цилиндрлік бөлімдер немесе олардың әртүрлі комбинациялары да болуы мүмкін. Алғашқы бетон қабық 2 ғасырға дейін салынған.
A concrete shell, also commonly called thin shell concrete structure, is a structure composed of a relatively thin shell of concrete, usually with no interior columns or exterior buttresses. The shells are most commonly monolithic domes, but may also take the form of hyperbolic paraboloids, ellipsoids, cylindrical sections, or some combination thereof. The first concrete shell dates back to the 2nd century.
Қолданылуы
Бетон қабықшаларының көпшілігі шатырлар болып табылады. Бетон қабықшаларын салу әдістері күрделі қисықтарға өте қолайлы және қайық корпустарын (ферробетон деп аталады) салу үшін де қолданылады. Тарихи тұрғыдан алғанда, британдықтар 1944 жылы Нормандияға түскен кезде Мулберри портын салу үшін осы технологияны пайдаланған.
Артықшылықтар
Арка сияқты, бетон қабықшалары үшін жиі қолданылатын қисық пішіндер табиғи түрде берік құрылымдар болып табылады, олар ішкі тіректерді пайдаланбастан кең аумақтарды жабуға мүмкіндік береді, нәтижесінде ашық және кедергісіз ішкі кеңістік пайда болады. Құрылыс материалы ретінде бетонды пайдалану материалдық және құрылыс шығындарын азайтады, себебі бетон салыстырмалы түрде арзан және күрделі қисықтарға оңай құйылады. Құрылымды нығайту үшін көбінесе бетонмен бірге болат қолданылады. Соның нәтижесінде өте берік және қауіпсіз құрылыс пайда болуы мүмкін; заманауи монолиттік күмбезді үйлер мен Майами теңіз стадионы дауылдарға төтеп берді, ал бетон қабықшалы құрылыстар 1985 жылғы Мехико қаласындағы жер сілкінісінен зардап көрмеді. Бетон қабықшалар тіпті F5 торнадосына да төтеп бере алады деп саналады.
Кемшіліктер
Бетон – кеуекті материал болғандықтан, бетон күмбездердің жабылуымен жиі мәселелер туындайды. Егер арнайы өңделмесе, жаңбыр суы шатырдан сіңіп, ғимараттың ішіне ағып кетуі мүмкін. Алайда, бетон күмбездердің біріктірілген құрылысы ауаның шығуына кедері келтіреді және қабырғаның ішкі бетінде ылғалдың жиналуына себеп болуы мүмкін. Сыртқы ылғалды жою үшін әдетте шатыр жабын материалдары немесе герметиктер қолданылады, ал конденсацияны кетіру үшін ылғалды сырғытатын құралдар немесе желдету жүйелері пайдаланылуы мүмкін.
Тарихи бетонды қоршаулар
Ең көне бетон қабырғасы – Римдегі Пантеон, ол шамамен 125 жылы салынған және әлі күнге дейін тұр. Оның диаметрі 43 метр болатын үлкен бетон күмбезі бар, ортасында люк (окуляр) орналасқан. Монолиттік құрылым, диаметрі біртіндеп азая отырып, жұқа қабаттардың біріне-бірі жабысу арқылы жасалғандай көрінеді. Төменгі бөлігінде өте қалың, ал жоғарғы бөлігінде жұқа (бетон қоспасының бір бөлігі ретінде ауалы жанартаулық пемза қолданылған), Пантеон – инженерлік шешімдердің керемет үлгісі. Қабырғалар орнында құйылуы мүмкін, ал дайын күйінде алынып, орнатылып, құрастырылуы да мүмкін. Ең берік қабырға – монолиттік қабық, ол бір бөлік ретінде құйылады. Монолиттік нысандардың ең көп таралғаны – күмбез, бірақ эллипсоидтар мен цилиндрлер (бетонды Quonset/Nissen шатырларына ұқсас) да осы сияқты құрылыс әдістерін қолдану арқылы салынды. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін Францияда бетонды аз қолданудың тиімділігіне байланысты жұқа бетон қабырғалы ғимараттар кең таралды. Роян қаласындағы мысалдарға Église Notre Dame de Royan [fr] және Marché central de Royan [fr] жатады, олардың шатыры тек 80 мм қалыңдыққа дейін кемиді. Геодезиялық күмбездер бетон бөліктерден немесе жеңіл көбіктен жасалып, бетіне бетон қабаты жағылу арқылы салынды. Бұл әдістің артықшылығы – күмбездің әр бөлігі кішкентай және оңай көтеріледі. Сыртқы бетон қабаты күмбезді жартылай монолиттік құрылымға біріктіреді. Монолиттік күмбездер темірбетоннан бір бөлікте құйылып, 1960 жылдардан бастап салынды. Осы күмбездердің жақтастары оларды тиімді және берік құрылымдар деп санайды, әсіресе табиғи апаттарға бейім аймақтар үшін өте қолайлы. Бұл ғимараттарды күтіп ұстаудың да оңай екенін айтады. Монолиттік күмбездер үйлер, кеңселер немесе басқа да мақсаттар үшін салынды. 1963 жылы аяқталған Иллинойс университетінің Ассамблея залы, Шампейн қаласында орналасқан, алғашқы бетон күмбезді арена болды (сондай-ақ, 1913 жылдан бері Польшаның Вроцлав қаласындағы Ғасырлық зал сияқты Gridshell құрылысын қараңыз). Макс Абрамовиц жасаған жаңа ғимараттың дизайны әлемдегі ең үлкен жиекті тіреулі құрылымдардың бірін салуды көздеді. Ассамблея залының құрылысы туралы мәліметтерді қараңыз. Сиэтл Кингдом әлемдегі алғашқы (және жалғыз) бетон күмбезді көп мақсатты стадион болды. Ол 1976 жылы аяқталды және 2000 жылы бұзылды. Кингдом үшбұрышты темірбетон сегменттерінен тұрды, олар орнында құйылды. Қалың қабырғалар қосымша тіреуді қамтамасыз етті.