Tom Baetens
Bouwconstructies 2
Stabiliteit
Wat ?
Stabiliteit = in evenwicht, iets evenwichtigs
= studie van constructies om na te gaan of deze stabiel zijn -> een onderdeel van de
fysica, mechanica
Mechanica: de leer van krachten (welke gevolgen krijg je als je op een materiaal duwt)
Stabiel, dwz. Niet in beweging
kinematica en dynamica vallen buiten beschouwing => STATICA
bestudeert evenwicht van krachten, doorbuiging en sterkte
Aan welke eisen moet een gebouw voldoen? (4)
1) Het gebouw/onderdeel komt niet in beweging (belangrijkste regel)
Gebouw verplaatst zich niet (zinken, rijden, rollen,…)
“het wordt tegengehouden” (= Als ik tegen een gebouw duw, duwt het gebouw
evenveel terug dan dat ik duw -> = evenwicht)
Als dit niet zo is, duw ik het gebouw om
Gebouw stort niet in
M.a.w.: er vindt geen omzetting plaats van Potentiële energie naar Kinetische energie
a. Kinetische energie: een vorm van energie, eigen aan een bewegend lichaam, vanwege
de traagheid van massa (iemand een klapgeven)
• Ekin = ½ * m* v²
• m (massa)= kg
• V (snelheid)= m/s
b. Potentiële energie: de energie die een voorwerp in staat is te verrichten
• Er wordt de hele tijd aan een gebouw getrokken, elke gebouw wilt naar
beneden vallen en zal ook gebeuren na een hele lange tijd
• Potentiële gravitatie-energie: Epot = m * h * g (g= 9,81 m/s²)
• Potentiële veerenergie: Epot = ½ . F . Δl
zie oefn. 1 in cursus
2) Het gebouw/onderdeel vervormt niet overmatig ( =mag niet uitzetten of
krimpen)
Vervormingen zijn onwenselijk owv:
• Functionaliteit
• Esthetiek
• Veiligheidsgevoel
Vervormingen zijn meestal rechtstreeks gevolg van inwerkende krachten
Ook andere zaken veroorzaken vervormingen:
• Temperatuursveranderingen
• Veranderingen in vochtgehalte
• Kruip: vervorming die toeneemt als een kracht voor een langere tijd blijft (vloer
die doorbuigt als er voor een lange tijd een zware kast op staat)
Vervormingen zijn onvermijdelijk.
, -> Doel: binnen de perken (klein genoeg) te houden, eerder dan ze geheel te
voorkomen
3) Het gebouw is betaalbaar ( Je wilt een gebouw betalen dat niet TE sterk is, kost
alleen maar meer en meer geld (moet niet sterker zijn dan nodig))
4) Overige eisen
Afhankelijk van de functie van het gebouw:
• Kerncentrale vs kleuterschool
• Museum vs tuinhok
• Woning vs koeienstal
• …
Duurzaamheid, akoestiek, energieprestaties, esthetiek, aanpasbaarheid, veiligheid,
toegankelijkheid, …
Welke zaken “dagen een gebouw uit”?
• Krachten
• Momenten
• (spanningen)
• …
Krachten
Een kracht is een natuurlijke grootheid waardoor in een lichaam een spanning of druk
ontstaat, of die een lichaam doet versnellen. Kracht is een vectorgrootheid, dus met
een grootte en een richting.
kracht wordt bepaald door:
• Grootte
• Richting
• Aangrijpingspunt
Pijltje -> vector
• Een kracht heeft ook een grootte, richting en een aangrijpingspunt
Veelvoorkomende krachten
Zwaartekracht: F = m.g of N = kg * m/s²
= massa * de valversnelling
Gewicht
Normaalkracht
= de kracht dat het oppervlak op mij (een voorwerp) uitoefent (duwt terug)
Wrijvingskracht: Fw = μ.FN (dynamisch en statisch)
Spankracht:
= in kabels en touwtjes in de richting van dat touw
, Krachten die inwerken op gebouwen
Als krachten inwerken op gebouwen spreekt men doorgaans van “belastingen”
Belastingen zijn geen taxen op een gebouw, maar het gewicht dat inwerkt op het
gebouw
Deze bestaan in verschillende soorten:
1) Eigengewicht (EG)
2) Nuttige lasten (NL)
3) Veranderlijke lasten (VL) -> Nog eigengewicht, nog nuttige lasten
1) Eigengewicht (EG)
Het gewicht van het gebouw en z’n onderdelen
Nadeel: het is een grote belasting
Veel van de draagkracht die we voorzien in een gebouw is om zichzelf te dragen
Voordelen:
• Makkelijk (en precies) te berekenen: (als je weet hoe dik, groot en hoog een
muur is (dat je sowieso weet van de architect), is het makkelijk om te weten
hoeveel de muur gaat wegen)
• Statisch en constant in de tijd: Het eigengewicht van een gebouw verplaatst zich
niet, is dus ook heel voorspelbaar en constant (bij renoveren is dit anders, je
grijpt dan in op de structuur van het gebouw en het eigengewicht), er is variatie,
maar die is heel klein
M.a.w: heel erg voorspelbaar dus: weinig “veiligheid inbouwen”
2) Nuttige lasten (NL)
De beslasting die het gevolg is van het gebruik van het gebouw (mensen, meubilair,
machines, goederen,…)
Heeft te maken waarvoor een gebouw wordt gebruikt
(schoolgebouw = gemaakt voor leerlingen, meubilair,
trappen, stoelen en banken
Nadeel:
• Veranderlijk
• Moeilijk(er) in te schatten
• Afhankelijk van de functie van het gebouw
• Dynamisch en veranderlijk in de tijd
Voordeel:
• Relatief klein (in vergelijking met eigengewicht)
wij gaan nooit zoveel wegen dan de constructie waar we in zitten
MAAR: we zijn wel dynamisch, wij bewegen -> doet gebouw niet
Er zijn andere belastingen op andere momenten -> is moeilijk te
voorspellen/te bepalen
We moeten met deze lasten veel meer rekening houden (meer veiligheid) -
> een lokaal voor 100 man kan best ook het gewicht van 150 mensen
houden
Algemeen: zijn kleiner, meer verschillend van elkaar, veel bewegelijker en
onvoorspelbaarder
Kun je hiervoor in tabel kijken voor de bepaalde lasten
Bouwconstructies 2
Stabiliteit
Wat ?
Stabiliteit = in evenwicht, iets evenwichtigs
= studie van constructies om na te gaan of deze stabiel zijn -> een onderdeel van de
fysica, mechanica
Mechanica: de leer van krachten (welke gevolgen krijg je als je op een materiaal duwt)
Stabiel, dwz. Niet in beweging
kinematica en dynamica vallen buiten beschouwing => STATICA
bestudeert evenwicht van krachten, doorbuiging en sterkte
Aan welke eisen moet een gebouw voldoen? (4)
1) Het gebouw/onderdeel komt niet in beweging (belangrijkste regel)
Gebouw verplaatst zich niet (zinken, rijden, rollen,…)
“het wordt tegengehouden” (= Als ik tegen een gebouw duw, duwt het gebouw
evenveel terug dan dat ik duw -> = evenwicht)
Als dit niet zo is, duw ik het gebouw om
Gebouw stort niet in
M.a.w.: er vindt geen omzetting plaats van Potentiële energie naar Kinetische energie
a. Kinetische energie: een vorm van energie, eigen aan een bewegend lichaam, vanwege
de traagheid van massa (iemand een klapgeven)
• Ekin = ½ * m* v²
• m (massa)= kg
• V (snelheid)= m/s
b. Potentiële energie: de energie die een voorwerp in staat is te verrichten
• Er wordt de hele tijd aan een gebouw getrokken, elke gebouw wilt naar
beneden vallen en zal ook gebeuren na een hele lange tijd
• Potentiële gravitatie-energie: Epot = m * h * g (g= 9,81 m/s²)
• Potentiële veerenergie: Epot = ½ . F . Δl
zie oefn. 1 in cursus
2) Het gebouw/onderdeel vervormt niet overmatig ( =mag niet uitzetten of
krimpen)
Vervormingen zijn onwenselijk owv:
• Functionaliteit
• Esthetiek
• Veiligheidsgevoel
Vervormingen zijn meestal rechtstreeks gevolg van inwerkende krachten
Ook andere zaken veroorzaken vervormingen:
• Temperatuursveranderingen
• Veranderingen in vochtgehalte
• Kruip: vervorming die toeneemt als een kracht voor een langere tijd blijft (vloer
die doorbuigt als er voor een lange tijd een zware kast op staat)
Vervormingen zijn onvermijdelijk.
, -> Doel: binnen de perken (klein genoeg) te houden, eerder dan ze geheel te
voorkomen
3) Het gebouw is betaalbaar ( Je wilt een gebouw betalen dat niet TE sterk is, kost
alleen maar meer en meer geld (moet niet sterker zijn dan nodig))
4) Overige eisen
Afhankelijk van de functie van het gebouw:
• Kerncentrale vs kleuterschool
• Museum vs tuinhok
• Woning vs koeienstal
• …
Duurzaamheid, akoestiek, energieprestaties, esthetiek, aanpasbaarheid, veiligheid,
toegankelijkheid, …
Welke zaken “dagen een gebouw uit”?
• Krachten
• Momenten
• (spanningen)
• …
Krachten
Een kracht is een natuurlijke grootheid waardoor in een lichaam een spanning of druk
ontstaat, of die een lichaam doet versnellen. Kracht is een vectorgrootheid, dus met
een grootte en een richting.
kracht wordt bepaald door:
• Grootte
• Richting
• Aangrijpingspunt
Pijltje -> vector
• Een kracht heeft ook een grootte, richting en een aangrijpingspunt
Veelvoorkomende krachten
Zwaartekracht: F = m.g of N = kg * m/s²
= massa * de valversnelling
Gewicht
Normaalkracht
= de kracht dat het oppervlak op mij (een voorwerp) uitoefent (duwt terug)
Wrijvingskracht: Fw = μ.FN (dynamisch en statisch)
Spankracht:
= in kabels en touwtjes in de richting van dat touw
, Krachten die inwerken op gebouwen
Als krachten inwerken op gebouwen spreekt men doorgaans van “belastingen”
Belastingen zijn geen taxen op een gebouw, maar het gewicht dat inwerkt op het
gebouw
Deze bestaan in verschillende soorten:
1) Eigengewicht (EG)
2) Nuttige lasten (NL)
3) Veranderlijke lasten (VL) -> Nog eigengewicht, nog nuttige lasten
1) Eigengewicht (EG)
Het gewicht van het gebouw en z’n onderdelen
Nadeel: het is een grote belasting
Veel van de draagkracht die we voorzien in een gebouw is om zichzelf te dragen
Voordelen:
• Makkelijk (en precies) te berekenen: (als je weet hoe dik, groot en hoog een
muur is (dat je sowieso weet van de architect), is het makkelijk om te weten
hoeveel de muur gaat wegen)
• Statisch en constant in de tijd: Het eigengewicht van een gebouw verplaatst zich
niet, is dus ook heel voorspelbaar en constant (bij renoveren is dit anders, je
grijpt dan in op de structuur van het gebouw en het eigengewicht), er is variatie,
maar die is heel klein
M.a.w: heel erg voorspelbaar dus: weinig “veiligheid inbouwen”
2) Nuttige lasten (NL)
De beslasting die het gevolg is van het gebruik van het gebouw (mensen, meubilair,
machines, goederen,…)
Heeft te maken waarvoor een gebouw wordt gebruikt
(schoolgebouw = gemaakt voor leerlingen, meubilair,
trappen, stoelen en banken
Nadeel:
• Veranderlijk
• Moeilijk(er) in te schatten
• Afhankelijk van de functie van het gebouw
• Dynamisch en veranderlijk in de tijd
Voordeel:
• Relatief klein (in vergelijking met eigengewicht)
wij gaan nooit zoveel wegen dan de constructie waar we in zitten
MAAR: we zijn wel dynamisch, wij bewegen -> doet gebouw niet
Er zijn andere belastingen op andere momenten -> is moeilijk te
voorspellen/te bepalen
We moeten met deze lasten veel meer rekening houden (meer veiligheid) -
> een lokaal voor 100 man kan best ook het gewicht van 150 mensen
houden
Algemeen: zijn kleiner, meer verschillend van elkaar, veel bewegelijker en
onvoorspelbaarder
Kun je hiervoor in tabel kijken voor de bepaalde lasten
