INLEIDING
KRACHTEN OP EEN GEBOUW =
Optelsom eigen gewicht v/d structuur (permanente belasting)
+ ‘Mobiele krachten’ (wind-, sneeuwbel. , mensen, meubels, wanden, …)
Kunnen in alle richtingen optreden
- verticaal via funderingen afgeleid.
(daarom draagstructuur → ruimtelijk stijf / draagkrachtig systeem)
- opwaartse kracht = minstens even groot als neerwaartse kracht
VLAKVORMIGE STRUCTUURELEMENTEN
Een plaat
Vlakvormig structuurelement → krachten loodrecht inwerken OP vlak (bv. vloerplaat)
Een schijf
Vlakvormig structuurelement → krachten werken IN HET vlak (bv. dragende muur)
Hedendaagse techniek met deze 2 elementen
CLT PLATEN (Cross Laminated Timber)
→ Opgebouwd uit planken → worden kruiselings op elkaar gelijmd
→ Nemen trekkrachten op (fungeren ook als balk)
>> Je kan vloerplaat ophangen aan muren → geen zichtbare balken
→ Ecologische voordelen
LIJNVORMIGE STRUCTUURELEMENTEN
Een balk
Horizontale staaf met rechte lengteas → belast door krachten loodrecht op staafas
Een kolom
Verticale staaf met rechte lengteas → belast door krachten in staafrichting
In prehistorie VS 2000
‘bouwkundige’ structuren gemaakt: horizontale plaat OP verticale stenen
NU prefab-gebouwen:
grote platen die horizontaal/verticaal worden geplaatst → ruimtes ontstaan
BOOGVORMIGE STRUCTUURELEMENTEN
Een boog
Gewelfde constructie die opening overspant
& druk v/d last erboven opvangt/afleidt
Belangrijk onderdeel v/h gewelf, bestaat uit
1 geheel OF opgebouwd uit meerdere wigvormige
stenen OF rechthoekige stenen met wigvormige voegen
Spatkrachten
schuine/ gebogen onderdelen in constructie >> hierdoor horizontale krachten
ontwikkelt.
Om spatkrachten in constructie op te vangen:
- Oplegpunten verbinden door trekstaaf → horizontale krachten opvangt
- Plaatst dikke steunpunten OF brede fundering
- In gotische periode
→ spitsbogen die op steunpunten met pinakels verzwaard werden
→ krachten op boog komen recht naar beneden
→ steunpunten veel dunner gebouwd
1
,Hoe kan je dit rechthouden, zonder te veel ingrepen?
Stalen trekker bij zetten, spatkrachten zijn dan opgevangen.
Waarom zou dit niet kunnen? Balken houden de inwerkende spatkrachten niet.
Kracht x krachtlengte = het moment.
Een gewelf
In doorsnee gebogen constructie dat ruimte overdekt.
Zijdelingse druk dat gewelf uitoefent → opgevangen door (niet) verzwaarde muren,
aan beide zijden kleinere/ halve gewelven, hoger opgaande zijruimten/ schoorwerk.
Een tongewelf
Heeft over gehele lengte dezelfde vorm .
Dwarsdoorsnede vormt halve cirkel → gewelf vormt halve cilinder.
Een kruisgewelf
Kruising 2 tongewelven, assen loodrecht op elkaar.
Een koepel
Wanneer boog wentelt om verticale as → ontstaat koepel
Ook hier → spatkrachten opgevangen worden (trekkers of ringbalk)
Pantheon Rome: (Romeinse bouwkunst)
- Grootste koepel ZONDER gewapend beton
- Diameter 43,3 m
- Cassetten in koepel
- Dikke muren (7m) onder de koepel
- Koepel is bovenaan dunner dan onderaan
- Basalt in onderste & puimsteen in bovenste deel van koepel
SOORTEN KRACHTEN DIE OP CONSTRUCTIE INWERKEN
EEN PUNTLAST
= belasting dat aangrijpt op constructiedeel waarbij opp. van aangrijpingsvlak klein
is in verhouding tot het constructiedeel.
Heeft aangrijpingspunt, richting & grootte → belasting samengebundeld in 1 punt
VOORBEELDEN:
- Kolom op plaat
- Persoon op vloer
- Poten magazijnstelling op vloer v/h magazijn
EENPARIG VERDEELDE BELASTING
Belasting gelijkmatig als balk verdeeld over oppervlak.
Te vergelijken met muur op funderingszool OF vloerplaat op muur/balk.
SPANNINGEN IN CONSTRUCTIE
Balk/plaat opgelegd op 2 steunpunten zal doorbuigen door eigen gewicht EN
externe belasting.
Verschillende krachten komen hier optreden:
TREKSPANNING
Balk buigt door → wordt onderaan langer EN aan materiaal getrokken.
Staal & hout kunnen dat opvangen Natuursteen & beton NIET!
→ bij beton oplossing: wapening onderaan balk plaatsen.
DRUKSPANNING
Bovenaan balk samengedrukt → natuursteen/beton kunnen weerstaan
→ geen wapening nodig MAAR men plaatst kleine drukwapening
NEUTRALE ZONE: overgang drukspanning → trekspanning = geen normaalspanning
2
,SCHUIFSPANNING
Dwars op de balk door vervorming van balk
(bovenaan dikker, onderaan dunner)
→ dwarswapening geplaatst.
BUIGSPANNING
- Door trek- & duwkrachten wilt balk doorbuigen.
- Vergroot naargelang afstand kracht tot steunpunten
(= afhankelijk vorm v/d balk)
BV: schematische voorstelling: balk op 2 steunpunten met puntlast in midden
daaronder schuifkrachten & (buig)momentenlijn
- Buigmoment = torsiekracht in materiaal
BV: kracht op moersleutel → in moer ontstaat buigmoment = kracht die we
uitoefenen x afstand van moer naar aangrijpingspunt (=krachtarm)
BELASTINGEN OP CONSTRUCTIE
PERMANENTE BELASTING
krachten die inwerken op gebouw = optelsom eigen gewicht v/d structuur
Wijzigt levensduur van gebouw NIET.
NIET-PERMANENTE BELASTING
Grootte belasting verandert in loop van tijd // mobiele krachten
(gewicht personen, meubilair, parkeerdaken, sneeuw, wind, …)
>> Treden op in alle richtingen
>> Worden verticaal naar beneden via funderingen afgeleid
>> Daarom draagstructuur & ruimtelijk stijf & draagkrachtig systeem
Opwaartse & neerwaartse kracht (v/d ondergrond) even groot >> naar beneden
gerichte kracht
WAT BEPAALT STRUCTUUR VAN EEN GEBOUW?
DE BOUWPLAATS
- Samenstelling ondergrond
- Locatie werf (vrijstaand/aansluitend)
- Wettelijke voorschriften
DE FUNCTIE
PRIVÉGEBOUWEN PUBLIEKE GEBOUWEN INDUSTRIELE GEBOUWEN
Woongebouw particulier Handel / horeca Transport
Woongebouw gemeenschappelijk Cultuur, ontspanning, sport Utiliteitsgebouwen
Religieuze gebouwen
Overheidsgebouwen
Schoolgebouwen
Gezondheidszorg
3
, DE BOUWHOOGTE
Beïnvloedt bouwwijze → ‘hoe hoger, hoe complexer de bouwwijze’
Brandnormen:
- Laagbouw : hoogte < 10 m
- Middelhoog : 10 m < hoogte < 25 m
- Hoogbouw : hoogte > 25 m
DE VORM DE BOUWWIJZE
Afhankelijk van eerder aangehaalde punten Wijze van bouwen kan vorm
MAAR ideeën ontwerper en invloed van beïnvloeden EN OOK
opdrachtgever spelen grote rol. omgekeerd.
DE VOORSCHRIFTEN Bouwvormen:
- Veiligheid - Stapelbouw
- Gezondheid - Gietbouw
- Energiezuinigheid - Houtskelet
- Milieuvriendelijk - Prefabbouw
- Stedenbouw
- Bouwfysica
VASTE & VARIABLE ONDERDELEN
VASTE ONDERDELEN IN WONING (moeilijk te verwijderen)
- Dragende muren - Vloeren
- Dak - Meterkasten
- Funderingen - Riolering
Ingrepen mogelijk:
→ dragende muur kan doorbroken worden als je balk boven opening voorziet
VARIABELE ONDERDELEN
- Aanpasbare bouwstoffen
- Afwerking/ uitrusting/ leidingen
- Niet-dragende binnenwanden
- Buitenafwerking
Bestemming variabel → vandaag werkplaats moren restaurant/ kantoor
GEWICHT VAN BOUWMATERIALEN
HOUT GROND & STEEN BOUWSTOFFEN
Dennen- & vurenhout 550 Duinzand (droog) 1550 Metselwerk 1800
Europees grenenhout 600 Aarde, klei & leem 1600 Beton 2300
(droog)
Eikenhout 800 Grind 1650 Gewapend beton 2400
Duinzand (vochtig) 1700 Vensterglas 2600
Duinzand (met water) 1950 Aluminium 2800
Aarde, klei & leem 2000 Draadglas 3000
(nat)
Zandsteen 2500 Zink 7100
Marmer 2700 Gietijzer 7250
Staal 7850
Koper 8900
Lood 11350
4
KRACHTEN OP EEN GEBOUW =
Optelsom eigen gewicht v/d structuur (permanente belasting)
+ ‘Mobiele krachten’ (wind-, sneeuwbel. , mensen, meubels, wanden, …)
Kunnen in alle richtingen optreden
- verticaal via funderingen afgeleid.
(daarom draagstructuur → ruimtelijk stijf / draagkrachtig systeem)
- opwaartse kracht = minstens even groot als neerwaartse kracht
VLAKVORMIGE STRUCTUURELEMENTEN
Een plaat
Vlakvormig structuurelement → krachten loodrecht inwerken OP vlak (bv. vloerplaat)
Een schijf
Vlakvormig structuurelement → krachten werken IN HET vlak (bv. dragende muur)
Hedendaagse techniek met deze 2 elementen
CLT PLATEN (Cross Laminated Timber)
→ Opgebouwd uit planken → worden kruiselings op elkaar gelijmd
→ Nemen trekkrachten op (fungeren ook als balk)
>> Je kan vloerplaat ophangen aan muren → geen zichtbare balken
→ Ecologische voordelen
LIJNVORMIGE STRUCTUURELEMENTEN
Een balk
Horizontale staaf met rechte lengteas → belast door krachten loodrecht op staafas
Een kolom
Verticale staaf met rechte lengteas → belast door krachten in staafrichting
In prehistorie VS 2000
‘bouwkundige’ structuren gemaakt: horizontale plaat OP verticale stenen
NU prefab-gebouwen:
grote platen die horizontaal/verticaal worden geplaatst → ruimtes ontstaan
BOOGVORMIGE STRUCTUURELEMENTEN
Een boog
Gewelfde constructie die opening overspant
& druk v/d last erboven opvangt/afleidt
Belangrijk onderdeel v/h gewelf, bestaat uit
1 geheel OF opgebouwd uit meerdere wigvormige
stenen OF rechthoekige stenen met wigvormige voegen
Spatkrachten
schuine/ gebogen onderdelen in constructie >> hierdoor horizontale krachten
ontwikkelt.
Om spatkrachten in constructie op te vangen:
- Oplegpunten verbinden door trekstaaf → horizontale krachten opvangt
- Plaatst dikke steunpunten OF brede fundering
- In gotische periode
→ spitsbogen die op steunpunten met pinakels verzwaard werden
→ krachten op boog komen recht naar beneden
→ steunpunten veel dunner gebouwd
1
,Hoe kan je dit rechthouden, zonder te veel ingrepen?
Stalen trekker bij zetten, spatkrachten zijn dan opgevangen.
Waarom zou dit niet kunnen? Balken houden de inwerkende spatkrachten niet.
Kracht x krachtlengte = het moment.
Een gewelf
In doorsnee gebogen constructie dat ruimte overdekt.
Zijdelingse druk dat gewelf uitoefent → opgevangen door (niet) verzwaarde muren,
aan beide zijden kleinere/ halve gewelven, hoger opgaande zijruimten/ schoorwerk.
Een tongewelf
Heeft over gehele lengte dezelfde vorm .
Dwarsdoorsnede vormt halve cirkel → gewelf vormt halve cilinder.
Een kruisgewelf
Kruising 2 tongewelven, assen loodrecht op elkaar.
Een koepel
Wanneer boog wentelt om verticale as → ontstaat koepel
Ook hier → spatkrachten opgevangen worden (trekkers of ringbalk)
Pantheon Rome: (Romeinse bouwkunst)
- Grootste koepel ZONDER gewapend beton
- Diameter 43,3 m
- Cassetten in koepel
- Dikke muren (7m) onder de koepel
- Koepel is bovenaan dunner dan onderaan
- Basalt in onderste & puimsteen in bovenste deel van koepel
SOORTEN KRACHTEN DIE OP CONSTRUCTIE INWERKEN
EEN PUNTLAST
= belasting dat aangrijpt op constructiedeel waarbij opp. van aangrijpingsvlak klein
is in verhouding tot het constructiedeel.
Heeft aangrijpingspunt, richting & grootte → belasting samengebundeld in 1 punt
VOORBEELDEN:
- Kolom op plaat
- Persoon op vloer
- Poten magazijnstelling op vloer v/h magazijn
EENPARIG VERDEELDE BELASTING
Belasting gelijkmatig als balk verdeeld over oppervlak.
Te vergelijken met muur op funderingszool OF vloerplaat op muur/balk.
SPANNINGEN IN CONSTRUCTIE
Balk/plaat opgelegd op 2 steunpunten zal doorbuigen door eigen gewicht EN
externe belasting.
Verschillende krachten komen hier optreden:
TREKSPANNING
Balk buigt door → wordt onderaan langer EN aan materiaal getrokken.
Staal & hout kunnen dat opvangen Natuursteen & beton NIET!
→ bij beton oplossing: wapening onderaan balk plaatsen.
DRUKSPANNING
Bovenaan balk samengedrukt → natuursteen/beton kunnen weerstaan
→ geen wapening nodig MAAR men plaatst kleine drukwapening
NEUTRALE ZONE: overgang drukspanning → trekspanning = geen normaalspanning
2
,SCHUIFSPANNING
Dwars op de balk door vervorming van balk
(bovenaan dikker, onderaan dunner)
→ dwarswapening geplaatst.
BUIGSPANNING
- Door trek- & duwkrachten wilt balk doorbuigen.
- Vergroot naargelang afstand kracht tot steunpunten
(= afhankelijk vorm v/d balk)
BV: schematische voorstelling: balk op 2 steunpunten met puntlast in midden
daaronder schuifkrachten & (buig)momentenlijn
- Buigmoment = torsiekracht in materiaal
BV: kracht op moersleutel → in moer ontstaat buigmoment = kracht die we
uitoefenen x afstand van moer naar aangrijpingspunt (=krachtarm)
BELASTINGEN OP CONSTRUCTIE
PERMANENTE BELASTING
krachten die inwerken op gebouw = optelsom eigen gewicht v/d structuur
Wijzigt levensduur van gebouw NIET.
NIET-PERMANENTE BELASTING
Grootte belasting verandert in loop van tijd // mobiele krachten
(gewicht personen, meubilair, parkeerdaken, sneeuw, wind, …)
>> Treden op in alle richtingen
>> Worden verticaal naar beneden via funderingen afgeleid
>> Daarom draagstructuur & ruimtelijk stijf & draagkrachtig systeem
Opwaartse & neerwaartse kracht (v/d ondergrond) even groot >> naar beneden
gerichte kracht
WAT BEPAALT STRUCTUUR VAN EEN GEBOUW?
DE BOUWPLAATS
- Samenstelling ondergrond
- Locatie werf (vrijstaand/aansluitend)
- Wettelijke voorschriften
DE FUNCTIE
PRIVÉGEBOUWEN PUBLIEKE GEBOUWEN INDUSTRIELE GEBOUWEN
Woongebouw particulier Handel / horeca Transport
Woongebouw gemeenschappelijk Cultuur, ontspanning, sport Utiliteitsgebouwen
Religieuze gebouwen
Overheidsgebouwen
Schoolgebouwen
Gezondheidszorg
3
, DE BOUWHOOGTE
Beïnvloedt bouwwijze → ‘hoe hoger, hoe complexer de bouwwijze’
Brandnormen:
- Laagbouw : hoogte < 10 m
- Middelhoog : 10 m < hoogte < 25 m
- Hoogbouw : hoogte > 25 m
DE VORM DE BOUWWIJZE
Afhankelijk van eerder aangehaalde punten Wijze van bouwen kan vorm
MAAR ideeën ontwerper en invloed van beïnvloeden EN OOK
opdrachtgever spelen grote rol. omgekeerd.
DE VOORSCHRIFTEN Bouwvormen:
- Veiligheid - Stapelbouw
- Gezondheid - Gietbouw
- Energiezuinigheid - Houtskelet
- Milieuvriendelijk - Prefabbouw
- Stedenbouw
- Bouwfysica
VASTE & VARIABLE ONDERDELEN
VASTE ONDERDELEN IN WONING (moeilijk te verwijderen)
- Dragende muren - Vloeren
- Dak - Meterkasten
- Funderingen - Riolering
Ingrepen mogelijk:
→ dragende muur kan doorbroken worden als je balk boven opening voorziet
VARIABELE ONDERDELEN
- Aanpasbare bouwstoffen
- Afwerking/ uitrusting/ leidingen
- Niet-dragende binnenwanden
- Buitenafwerking
Bestemming variabel → vandaag werkplaats moren restaurant/ kantoor
GEWICHT VAN BOUWMATERIALEN
HOUT GROND & STEEN BOUWSTOFFEN
Dennen- & vurenhout 550 Duinzand (droog) 1550 Metselwerk 1800
Europees grenenhout 600 Aarde, klei & leem 1600 Beton 2300
(droog)
Eikenhout 800 Grind 1650 Gewapend beton 2400
Duinzand (vochtig) 1700 Vensterglas 2600
Duinzand (met water) 1950 Aluminium 2800
Aarde, klei & leem 2000 Draadglas 3000
(nat)
Zandsteen 2500 Zink 7100
Marmer 2700 Gietijzer 7250
Staal 7850
Koper 8900
Lood 11350
4
