Structuur verdiepend Samenvatting
Barg 33
,Les 1: Structureel Ontwerp
Herhaling
o Iso-, hyper- of hypostatisch?
Rolopleg = 1 onbekende O-V = n
Scharnier = 2 onbekenden N = 0 isostatisch
N < 0 hypostatisch
Inklemming = 3 onbekenden
N > 0 hyperstatisch
Traditioneel Versus Modern
o Constructies tot 1750
o Gestapelde stenen zonder berekeningen trial & error
o Zware constructies kunnen weinig dragen steunberen moesten spatkrachten opnemen,
geen trekkers voor handen
o Structuur en vorm vallen samen (30-40m hoog)
o Hoe meer traveeën, hoe lager de steunberen zijn, hoe minder moment zo kunnen we
interne kolommen slanker maken door ze te ontheffen van dwarskrachten en moment
o Concentrische cirkels verlopen van druk (bovenaan) naar trek (onderaan), daarom scheuren
vanonder
o Constructies na 1750
o Newton (krachtenleer)
Traagheidswet zolang geen kracht blijft constante snelheid
Voorwerp ondervindt kracht, versnelling afhankelijk van grootte F en m voorwerp
Actie/Reactie alles wilt naar evenwicht gaan
o Hooke (elasticiteitsleer)
Wet van Hooke Evenredigheid mechanische spanning en rek (vervorming)
Spanning in N/mm^2 =MPa
Hoe hoger elasticiteitsmodulus
E, hoe stijver, meer buigsterkte
o Fuller Druk en Trek moeten samenwerken (op trek staat geen afstand)
o Uitvinding staal (stoommachine pompt water weg, hoog energetische steenkool, hogere
temperatuur, staal smeden), gietijzer en gewapend beton lichtere constructies
Oefening 1.1: Welk gewicht is er nodig om een kathedraalboog op zijn plaats te houden?
,Structurele concepten
A. Opteren voor een structurele basisvorm (Vb: vakwerk)
- Vector actief = Trek EN Druk (vakwerken)
- Vorm actief = Trek OF Druk (bogen, schalen, koepels)
- Snede actief = Lasten via buiging overgedragen naar structuur
o Balken
o Portieken en vierendeel
o Horizontale en verticale platen
B. Ruwe dimensionering (ervaring, grafieken) ism materiaalkeuze
- Vuistregels hanteren voor correcte pre-dimensionering
C. Ruimtelijke stabiliteit
- Horizontaal langsrichting
- Horizontaal dwarsrichting
- Verticaal
D. Principe fundering
E. Uitvoeringsmethode (constructie en detail)
F. Ecologische en economische toets
Terugkoppelen naar systeem na voltooiing van idee
A. Schematiseren van systeem
B. Dimensioneringsberekeningen
Oefening 1.3: Een persoon met uitrusting van 140kg staat in het midden op een ladder van 4m hoog.
De ladder maakt een hoek van 60 graden met de vloer. Wat is een minimale afmeting van de twee
houten stijlen van de ladder als de kwaliteit D40 is?
, Les 2: Buiging en soorten lasten
Krachten
Massa-gewicht-kracht
Belastingen op een structuur
- Eigengewicht (pure structuur, materialen)
- Permanente lasten (vloerafwerking)
- Mobiele lasten (mensen, voertuigen)
- Windbelasting
o Uit verschillende richtingen
o Aan kust grotere snelheden dan binnenland (25m/s gemiddeld)
o Hoe hoger gebouw, hoe groter stuwdruk
o Terreincategorieën meer wind op agrarisch gebied dan stedelijk
o Vormafhankelijk druk (+) en zuiging (-)
- Sneeuwbelasting (België = 4kN/m2)
- Waterbelasting
o Voldoende bovengewicht nodig om waterdruk tegen te gaan
o Spuwer nodig op plaats van maximale water accumulatie
- Gronddruk
- Temperatuurbelasting
o Uitzettingsvoegen nodig
- Dynamische belastingen/aardbevingen
- Lastendaling
o Puntlast, lijnlast, oppervlakte-last
o UGT en GGT
Evenwicht
Uitwendig evenwicht (plank moet voldoende stabiel zijn)
- Verticaal evenwicht totale kracht opwaarts = totale kracht neerwaarts (Waterdruk VS gebouw)
- Horizontaal evenwicht totale kracht naar links = totale kracht naar rechts (spatkracht VS trekstang)
- Momentenevenwicht momenten wijzerzin = momenten tegenwijzerzin (M = F.a)
- Verticaal, horizontaal en momentevenwicht nodig!!
Oefening 1.5:
Barg 33
,Les 1: Structureel Ontwerp
Herhaling
o Iso-, hyper- of hypostatisch?
Rolopleg = 1 onbekende O-V = n
Scharnier = 2 onbekenden N = 0 isostatisch
N < 0 hypostatisch
Inklemming = 3 onbekenden
N > 0 hyperstatisch
Traditioneel Versus Modern
o Constructies tot 1750
o Gestapelde stenen zonder berekeningen trial & error
o Zware constructies kunnen weinig dragen steunberen moesten spatkrachten opnemen,
geen trekkers voor handen
o Structuur en vorm vallen samen (30-40m hoog)
o Hoe meer traveeën, hoe lager de steunberen zijn, hoe minder moment zo kunnen we
interne kolommen slanker maken door ze te ontheffen van dwarskrachten en moment
o Concentrische cirkels verlopen van druk (bovenaan) naar trek (onderaan), daarom scheuren
vanonder
o Constructies na 1750
o Newton (krachtenleer)
Traagheidswet zolang geen kracht blijft constante snelheid
Voorwerp ondervindt kracht, versnelling afhankelijk van grootte F en m voorwerp
Actie/Reactie alles wilt naar evenwicht gaan
o Hooke (elasticiteitsleer)
Wet van Hooke Evenredigheid mechanische spanning en rek (vervorming)
Spanning in N/mm^2 =MPa
Hoe hoger elasticiteitsmodulus
E, hoe stijver, meer buigsterkte
o Fuller Druk en Trek moeten samenwerken (op trek staat geen afstand)
o Uitvinding staal (stoommachine pompt water weg, hoog energetische steenkool, hogere
temperatuur, staal smeden), gietijzer en gewapend beton lichtere constructies
Oefening 1.1: Welk gewicht is er nodig om een kathedraalboog op zijn plaats te houden?
,Structurele concepten
A. Opteren voor een structurele basisvorm (Vb: vakwerk)
- Vector actief = Trek EN Druk (vakwerken)
- Vorm actief = Trek OF Druk (bogen, schalen, koepels)
- Snede actief = Lasten via buiging overgedragen naar structuur
o Balken
o Portieken en vierendeel
o Horizontale en verticale platen
B. Ruwe dimensionering (ervaring, grafieken) ism materiaalkeuze
- Vuistregels hanteren voor correcte pre-dimensionering
C. Ruimtelijke stabiliteit
- Horizontaal langsrichting
- Horizontaal dwarsrichting
- Verticaal
D. Principe fundering
E. Uitvoeringsmethode (constructie en detail)
F. Ecologische en economische toets
Terugkoppelen naar systeem na voltooiing van idee
A. Schematiseren van systeem
B. Dimensioneringsberekeningen
Oefening 1.3: Een persoon met uitrusting van 140kg staat in het midden op een ladder van 4m hoog.
De ladder maakt een hoek van 60 graden met de vloer. Wat is een minimale afmeting van de twee
houten stijlen van de ladder als de kwaliteit D40 is?
, Les 2: Buiging en soorten lasten
Krachten
Massa-gewicht-kracht
Belastingen op een structuur
- Eigengewicht (pure structuur, materialen)
- Permanente lasten (vloerafwerking)
- Mobiele lasten (mensen, voertuigen)
- Windbelasting
o Uit verschillende richtingen
o Aan kust grotere snelheden dan binnenland (25m/s gemiddeld)
o Hoe hoger gebouw, hoe groter stuwdruk
o Terreincategorieën meer wind op agrarisch gebied dan stedelijk
o Vormafhankelijk druk (+) en zuiging (-)
- Sneeuwbelasting (België = 4kN/m2)
- Waterbelasting
o Voldoende bovengewicht nodig om waterdruk tegen te gaan
o Spuwer nodig op plaats van maximale water accumulatie
- Gronddruk
- Temperatuurbelasting
o Uitzettingsvoegen nodig
- Dynamische belastingen/aardbevingen
- Lastendaling
o Puntlast, lijnlast, oppervlakte-last
o UGT en GGT
Evenwicht
Uitwendig evenwicht (plank moet voldoende stabiel zijn)
- Verticaal evenwicht totale kracht opwaarts = totale kracht neerwaarts (Waterdruk VS gebouw)
- Horizontaal evenwicht totale kracht naar links = totale kracht naar rechts (spatkracht VS trekstang)
- Momentenevenwicht momenten wijzerzin = momenten tegenwijzerzin (M = F.a)
- Verticaal, horizontaal en momentevenwicht nodig!!
Oefening 1.5:
