Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
STRUCTUUR & MORFOLOGIE
1E BACH ARCHITECTUUR
CAMPUS ST.-LUCAS GENT
Kobe Stroobants
2019 - 2020
Inhoudstafel
Les 1: Basis pag. 02
Les 2: Spanningen pag. 12
Les 3: Materialen & lasten pag. 18
Les 4: De 3 S’en pag. 31
Les 5: Vakwerken pag. 54
Les 6: Kolommen & portieken pag. 67
Les 7: Soorten structuren pag. 75
Overzicht formules & oefeningen pag. 88
OPM: De juiste uitwerkingen van de
oefeningen vind je terug in het overzicht.
Pagina 1 van 96
,Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
Les 1: Basis
Studiemateriaal
1. Tragsysteme – Heino Engel:
Boek waarin alle structurele indelingen staan en maakt daar een indeling in, deze zijn nog steeds
belangrijk. Eerste catalogus van alle soorten vormen en talen van alle structuren + inzicht hoe je
structuren berekent.
2. Dictaat Draagconstructies I – TUDelft:
Boek van deze lessen
3. Poly-Technisch zakboek:
Alles staat hierin, alles van wiskunde, ventilatie, details… staat daarin. Maakt het ingewikkeld
maar is wel kei interessant!
Historische context
DE DUBBEL FUNCTIE VAN STRUCTUUR
2 functies van structuur
Structuur zorgt niet alleen dat een ruimte als object weerstand kan bieden tegen onder meer de
zwaartekracht & de windkracht maar geeft het object ook vorm.
- Weerstand bieden tegen alle krachten
- Geeft vorm, de structuur is zichtbaar (vb. vorm van een bic is zo omdat de structuur zo is)
Tektoniek
Tektoniek is de leer van architectonische vormgeving in relatie met constructie, techniek en beleving.
Het bijvoeglijk naamwoord 'tektonisch' (of 'tektonisch zuiver') betekent in dit verband: 'helder van
opbouw'.
De term tektoniek
- samenhang tussen structuur, materiaal en ruimtelijke beleving van een gebouw
- rekening houdend met afwegingen tussen puur technische vraagstukken als belasting en spanning
- subjectieve maatstaven als 'menselijkheid', esthetica en taktiliteit.
Eén van de eersten die hierover schreef was de Duitse architect Gottfried Semper (1803-1879, onder
andere Semperoper), die het begrip definieerde als "de kunst van het samenvoegen van starre,
staafvormige delen tot een onverzettelijk systeem". Enkele decennia later gaf de Oostenrijkse
architect Adolf Loos zijn visie in Das Prinzip der Bekleidung. Bij het nieuwe bouwen werd niet alleen
afstand genomen van de 19e-eeuwse neostijlen, maar ook van de verhullende 'gevelarchitectuur';
moderne constructies en materialen hoefden niet langer gecamoufleerd te worden.
Voorbeeld I: Glaspaleis Heerlen
Een gebouw waarbij de constructie met paddenstoelkolommen van buitenaf zichtbaar is. Ook het
naoorlogse Brutalisme ging uit van de 'eerlijkheid' van vorm en materiaal (beton). Een variant hierop
is de zogenaamde pseudo-Maaslandse stijl uit de jaren 70 en 80 in onder andere Maastricht en Luik,
waarbij uitwendige betonconstructies werden opgevuld met baksteen.
Volgens de architectuurtheoreticus Jan Peter Wingender was er in de naoorlogse periode in het
architectuurdebat weinig ruimte voor de tektoniek van met name het oer-Nederlandse
materiaal baksteen, hoewel er veel met baksteen gebouwd werd. Met name de architecten die zich
associeerden met het architectuurtijdschrift Forum zouden zich gedistantieerd hebben van dit
materiaal. Dit zou de marginale rol verklaren die bijvoorbeeld de Bossche School in het debat kreeg
toebedeeld. Het gebouw 'Piraeus' (1994) van architect Hans Kollhoff op het KNSM-
eiland in Amsterdam betekende in die zin een renaissance van de Nederlandse baksteenarchitectuur.
Pagina 2 van 96
,Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
HISTORISCH OVERZICHT
Jagers en boeren 10.000v Chr. tot 3000v Chr. Oud Mesopotamië : 6800v Chr. tot 600v Chr.
Stonehenge Ziggurat van Uruk
Een zeer simpele structuur. Bestaat uit Een zeer simpele structuur, geen probeersel van
gestapelde blokken met overspanningen, dit is overspanningen (dus openingen vb. raam). Men
de enige reden waarom dit blijft staan. probeert niks & dit blijft zo tot de Industriële
Oorspronkelijk stonden hier houten structuren Revolutie.
rond (hutjes en balkjes).
Oude Egypte : 3300v Chr. tot 332v Chr. Grieken en Romeinen 3000v Chr. tot 500n Chr.
Luxor tempel Tempel van Niké
Gewone Ook gewoon gestapelde
natuursteen blokken, er is een constructieve
blokken op binding met soort van staal, niet
kolommen industrieel ontwikkeld. Er staan
gestapeld. natuursteenblokken op
kolommen, er is weinig verschil
met Stonehenge.
Grieken en Romeinen 3000v Chr. tot 500n Chr. Grieken en Romeinen 3000v Chr. tot 500n Chr.
Pont du Gard Pantheon
Er is een soort Hier hanteert men
beton een verbeterde
uitgevonden techniek in een
met een Romeins beton. De
mortel obv.koepel is eigenlijk een enorm groot, gigantisch
kalk. Men metselde en vulden zo delen op. Men gewelf, dat fijner en lichter is naar boven toe, de
werkte met bogen en grotere overspanningen. spatkrachten worden naar buiten toe afgeleid.
Hun werken werkten op drukkrachten.
middeleeuwen 500n Chr. tot 1500n Chr. middeleeuwen 500n Chr. tot 1500n Chr.
Saint-Etienne kerk Stadhuis van Brussel
weg kwijt, terug alles in Steunberen, techniek terug
kleine blokken, terug verfijnen, spitsbogen, drukbogen
overspanningen in 1 blok, onder de knie, spatkrachten naar
terug houten dak, funderingen afleiden, nog steeds
algemene structuren heel blokken met soort van mortel
robuust, kleine blokjes tussen & balken nog steeds van
hout.
Renaissance 1500n Chr. tot 1800n Chr.
Tempietto
Teruggrijpen naar classicisme:
Griekse stijl. Men begint terug
te stapelen. Nu niet in
natuursteen maar gemetseld
met pleisterwerk. Werkt weer
enkel op drukkrachten.
Tot 1800 niks meer dan
drukkrachten & stapeling.
Pagina 3 van 96
, Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
Industriële revolutie vanaf 1750
Verlichte denkers en uitvinders liggen aan de basis van een exponentiële vooruitgang in kennis en
inzichten die leiden tot de ontplooiing van de industriële revolutie en de ontwikkeling van nieuwe
materialen en daarmee gepaarde wijze van bouwen.
- James Watt
- Isaac Newton
- Robert Hooke
- Alessandro Volta
- …
Moderne tijd 1769n Chr. tot heden
Aan de basis van alles ligt Watt, uitvinder van een soort pomp
nl. de stoommachine. Van opgaande beweging naar circulaire
beweging, plots aandrijving voor een wiel. Een piston (op-neer)
onder druk zetten mbv. stoom.
Eerste & belangrijkste waarvoor ze de stoommachine
gebruikten, is voor het leegpompen van mijnschachten, omdat
er onder de grond heel veel steenkool zit.
Met die pomp konden ze water uit de mijnschachten pompen
men kon dieper graven zonder te sterven (tgv. verdrinking
als het bv. regende) men kon heel veel steenkool & ijzererts,
dus energie uit de mijnen halen van ijzererts kon men staal
maken dmv. verhitting.
Veel belangrijker dan stoommachine etc. want via dat staal
gewapend beton etc.
Bessemer hoogoven:
De eerste oven die ijzererts kon verhitten, om zo, van de vloeibare
massa, staal te maken. Het ijzer wordt via een gigantisch vat
opgewarmd en uitgezuiverd. Tot slot komt de gloeiende massa uit
het vat, deze massa noemt men staal.
Tot op heden gebeurt de staalproductie nog steeds op dezelfde
manier.
Dmv. staal ontstaan er veel nieuwe mogelijkheden in de architectuur, zoals:
- Victor Horta – eigen woning:
Het staal bracht veel nieuwe inzichten en een andere manier van leren
ontwerpen. Voor deze uitvinding kenden we enkel het try-and-error
systeem. Nu denkt men eerst na over wat we kunnen bouwen en weet
men tijdens het bouwproces bijna zeker dat het zal blijven staan.
- Antoni Gaudi – Sagrada Famillia:
Het gebouw ziet eruit als steen maar eigenlijk is het merendeel van de
structuur opgebouwd uit gewapend beton. Vanzelfsprekend is de
wapening staal, dit wegens de goede samenwerking met beton (tgv. een
gelijkaardige uitzettingscoëfficiënt ndvr.).
- Gustav Eiffel – Eiffeltoren:
De eiffeltoren is gebouwd door een ingenieur die ook bruggen ontwierp, dit naar aanleiding van
de wereldtentoonstelling in 1889. Vanzelfsprekend is dit volledig ontstaan uit gegoten staal.
- Mies van der Rohe – Seagram Building:
Eén van de vele hoge gebouwen met liften in. Deze gebouwen konden
enkel en alleen ontstaan dankzij staal. Ze zitten vol staal en ook de liften
zijn volledig opgebouwd uit staal.
Pagina 4 van 96
STRUCTUUR & MORFOLOGIE
1E BACH ARCHITECTUUR
CAMPUS ST.-LUCAS GENT
Kobe Stroobants
2019 - 2020
Inhoudstafel
Les 1: Basis pag. 02
Les 2: Spanningen pag. 12
Les 3: Materialen & lasten pag. 18
Les 4: De 3 S’en pag. 31
Les 5: Vakwerken pag. 54
Les 6: Kolommen & portieken pag. 67
Les 7: Soorten structuren pag. 75
Overzicht formules & oefeningen pag. 88
OPM: De juiste uitwerkingen van de
oefeningen vind je terug in het overzicht.
Pagina 1 van 96
,Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
Les 1: Basis
Studiemateriaal
1. Tragsysteme – Heino Engel:
Boek waarin alle structurele indelingen staan en maakt daar een indeling in, deze zijn nog steeds
belangrijk. Eerste catalogus van alle soorten vormen en talen van alle structuren + inzicht hoe je
structuren berekent.
2. Dictaat Draagconstructies I – TUDelft:
Boek van deze lessen
3. Poly-Technisch zakboek:
Alles staat hierin, alles van wiskunde, ventilatie, details… staat daarin. Maakt het ingewikkeld
maar is wel kei interessant!
Historische context
DE DUBBEL FUNCTIE VAN STRUCTUUR
2 functies van structuur
Structuur zorgt niet alleen dat een ruimte als object weerstand kan bieden tegen onder meer de
zwaartekracht & de windkracht maar geeft het object ook vorm.
- Weerstand bieden tegen alle krachten
- Geeft vorm, de structuur is zichtbaar (vb. vorm van een bic is zo omdat de structuur zo is)
Tektoniek
Tektoniek is de leer van architectonische vormgeving in relatie met constructie, techniek en beleving.
Het bijvoeglijk naamwoord 'tektonisch' (of 'tektonisch zuiver') betekent in dit verband: 'helder van
opbouw'.
De term tektoniek
- samenhang tussen structuur, materiaal en ruimtelijke beleving van een gebouw
- rekening houdend met afwegingen tussen puur technische vraagstukken als belasting en spanning
- subjectieve maatstaven als 'menselijkheid', esthetica en taktiliteit.
Eén van de eersten die hierover schreef was de Duitse architect Gottfried Semper (1803-1879, onder
andere Semperoper), die het begrip definieerde als "de kunst van het samenvoegen van starre,
staafvormige delen tot een onverzettelijk systeem". Enkele decennia later gaf de Oostenrijkse
architect Adolf Loos zijn visie in Das Prinzip der Bekleidung. Bij het nieuwe bouwen werd niet alleen
afstand genomen van de 19e-eeuwse neostijlen, maar ook van de verhullende 'gevelarchitectuur';
moderne constructies en materialen hoefden niet langer gecamoufleerd te worden.
Voorbeeld I: Glaspaleis Heerlen
Een gebouw waarbij de constructie met paddenstoelkolommen van buitenaf zichtbaar is. Ook het
naoorlogse Brutalisme ging uit van de 'eerlijkheid' van vorm en materiaal (beton). Een variant hierop
is de zogenaamde pseudo-Maaslandse stijl uit de jaren 70 en 80 in onder andere Maastricht en Luik,
waarbij uitwendige betonconstructies werden opgevuld met baksteen.
Volgens de architectuurtheoreticus Jan Peter Wingender was er in de naoorlogse periode in het
architectuurdebat weinig ruimte voor de tektoniek van met name het oer-Nederlandse
materiaal baksteen, hoewel er veel met baksteen gebouwd werd. Met name de architecten die zich
associeerden met het architectuurtijdschrift Forum zouden zich gedistantieerd hebben van dit
materiaal. Dit zou de marginale rol verklaren die bijvoorbeeld de Bossche School in het debat kreeg
toebedeeld. Het gebouw 'Piraeus' (1994) van architect Hans Kollhoff op het KNSM-
eiland in Amsterdam betekende in die zin een renaissance van de Nederlandse baksteenarchitectuur.
Pagina 2 van 96
,Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
HISTORISCH OVERZICHT
Jagers en boeren 10.000v Chr. tot 3000v Chr. Oud Mesopotamië : 6800v Chr. tot 600v Chr.
Stonehenge Ziggurat van Uruk
Een zeer simpele structuur. Bestaat uit Een zeer simpele structuur, geen probeersel van
gestapelde blokken met overspanningen, dit is overspanningen (dus openingen vb. raam). Men
de enige reden waarom dit blijft staan. probeert niks & dit blijft zo tot de Industriële
Oorspronkelijk stonden hier houten structuren Revolutie.
rond (hutjes en balkjes).
Oude Egypte : 3300v Chr. tot 332v Chr. Grieken en Romeinen 3000v Chr. tot 500n Chr.
Luxor tempel Tempel van Niké
Gewone Ook gewoon gestapelde
natuursteen blokken, er is een constructieve
blokken op binding met soort van staal, niet
kolommen industrieel ontwikkeld. Er staan
gestapeld. natuursteenblokken op
kolommen, er is weinig verschil
met Stonehenge.
Grieken en Romeinen 3000v Chr. tot 500n Chr. Grieken en Romeinen 3000v Chr. tot 500n Chr.
Pont du Gard Pantheon
Er is een soort Hier hanteert men
beton een verbeterde
uitgevonden techniek in een
met een Romeins beton. De
mortel obv.koepel is eigenlijk een enorm groot, gigantisch
kalk. Men metselde en vulden zo delen op. Men gewelf, dat fijner en lichter is naar boven toe, de
werkte met bogen en grotere overspanningen. spatkrachten worden naar buiten toe afgeleid.
Hun werken werkten op drukkrachten.
middeleeuwen 500n Chr. tot 1500n Chr. middeleeuwen 500n Chr. tot 1500n Chr.
Saint-Etienne kerk Stadhuis van Brussel
weg kwijt, terug alles in Steunberen, techniek terug
kleine blokken, terug verfijnen, spitsbogen, drukbogen
overspanningen in 1 blok, onder de knie, spatkrachten naar
terug houten dak, funderingen afleiden, nog steeds
algemene structuren heel blokken met soort van mortel
robuust, kleine blokjes tussen & balken nog steeds van
hout.
Renaissance 1500n Chr. tot 1800n Chr.
Tempietto
Teruggrijpen naar classicisme:
Griekse stijl. Men begint terug
te stapelen. Nu niet in
natuursteen maar gemetseld
met pleisterwerk. Werkt weer
enkel op drukkrachten.
Tot 1800 niks meer dan
drukkrachten & stapeling.
Pagina 3 van 96
, Structuur en morfologie 2019-2020 K. Stroobants
Industriële revolutie vanaf 1750
Verlichte denkers en uitvinders liggen aan de basis van een exponentiële vooruitgang in kennis en
inzichten die leiden tot de ontplooiing van de industriële revolutie en de ontwikkeling van nieuwe
materialen en daarmee gepaarde wijze van bouwen.
- James Watt
- Isaac Newton
- Robert Hooke
- Alessandro Volta
- …
Moderne tijd 1769n Chr. tot heden
Aan de basis van alles ligt Watt, uitvinder van een soort pomp
nl. de stoommachine. Van opgaande beweging naar circulaire
beweging, plots aandrijving voor een wiel. Een piston (op-neer)
onder druk zetten mbv. stoom.
Eerste & belangrijkste waarvoor ze de stoommachine
gebruikten, is voor het leegpompen van mijnschachten, omdat
er onder de grond heel veel steenkool zit.
Met die pomp konden ze water uit de mijnschachten pompen
men kon dieper graven zonder te sterven (tgv. verdrinking
als het bv. regende) men kon heel veel steenkool & ijzererts,
dus energie uit de mijnen halen van ijzererts kon men staal
maken dmv. verhitting.
Veel belangrijker dan stoommachine etc. want via dat staal
gewapend beton etc.
Bessemer hoogoven:
De eerste oven die ijzererts kon verhitten, om zo, van de vloeibare
massa, staal te maken. Het ijzer wordt via een gigantisch vat
opgewarmd en uitgezuiverd. Tot slot komt de gloeiende massa uit
het vat, deze massa noemt men staal.
Tot op heden gebeurt de staalproductie nog steeds op dezelfde
manier.
Dmv. staal ontstaan er veel nieuwe mogelijkheden in de architectuur, zoals:
- Victor Horta – eigen woning:
Het staal bracht veel nieuwe inzichten en een andere manier van leren
ontwerpen. Voor deze uitvinding kenden we enkel het try-and-error
systeem. Nu denkt men eerst na over wat we kunnen bouwen en weet
men tijdens het bouwproces bijna zeker dat het zal blijven staan.
- Antoni Gaudi – Sagrada Famillia:
Het gebouw ziet eruit als steen maar eigenlijk is het merendeel van de
structuur opgebouwd uit gewapend beton. Vanzelfsprekend is de
wapening staal, dit wegens de goede samenwerking met beton (tgv. een
gelijkaardige uitzettingscoëfficiënt ndvr.).
- Gustav Eiffel – Eiffeltoren:
De eiffeltoren is gebouwd door een ingenieur die ook bruggen ontwierp, dit naar aanleiding van
de wereldtentoonstelling in 1889. Vanzelfsprekend is dit volledig ontstaan uit gegoten staal.
- Mies van der Rohe – Seagram Building:
Eén van de vele hoge gebouwen met liften in. Deze gebouwen konden
enkel en alleen ontstaan dankzij staal. Ze zitten vol staal en ook de liften
zijn volledig opgebouwd uit staal.
Pagina 4 van 96
